CN209531496U - 一种太阳能电池板清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池板清洗机器人，属于机器人技术领域。它包括机架、行走机构、旋转机构、驱动结构控制***，其具有一控制器，所述控制器固定在所述底板上，控制器与驱动轮、旋转控制部件、第一舵机‑减速器及第二舵机‑减速器电气连接。实现太阳能电池板的智能化，有效提高工作效率，同时该机器人为可移动式且具有很好的适应性，可以清洗目前所有类型的太阳能电池板。

Description

一种太阳能电池板清洗机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能电池板清洗机器人。

背景技术

太阳能电池板(Solar panel)是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，大部分太阳能电池板的主要材料为"硅"，但因制作成本较大，以至于它普遍地使用还有一定的局限。相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。

太阳能电池板尝长时间在室外工作，其表面会落入很多灰尘，而灰尘容易遮挡阳光或反射阳光，从而导致太阳能电池板的功率下降，因此在太阳能电池板技术领域里，清洗并保持良好的阳光透过性，一直是影响太阳能光伏效率的重要因素，然而，现有清洗模式下一般为人工清洗，一方面人工清洗太阳能板成本太高，另一方面人工清洗需要踩在电池板上，容易踩裂电池板，达不到智能化，并且清洗周明长，造成发电量损失较大。需要更快、更高效的设备对电站进行频紧清洗，并把清洗信息实时传送给后台，从后台就可以操作清洗设备的运作，因此急需待发明一款设备来解决这一问题。

为了解决上述的技术问题，经检索，例如中国专利申请号201610793149.9，申请日为2016年8月31日，发明名称为：一种太阳能板清扫机器人，包括太阳能板、支撑架、滚轮机构、清扫辊刷、机器人行走驱动电机、辊刷驱动电机、机器人行走传动轴和机器支架；滚轮机构安装在机器支架的两侧；滚轮机构与支撑架滚动连接；若干太阳能板安装在支撑架上；辊刷驱动电机安装在机器支架上，辊刷驱动电机通过皮带与清扫辊刷连接，清扫辊刷与太阳能板接触；清扫辊刷两端与机器支架转动连接；机器人行走驱动电机固定在机器支架上，机器人行走驱动电机通过皮带与机器人行走传动轴连接，机器人行走传动轴两端与滚轮机构连接。该结构的机器人通过清扫辊刷来实现太阳能板的清洁，由于该机器人与支撑架固定在一起，因此，只能清扫该固定区域的太阳能板，导致机器人的应用范围小；同时，机器人的造价较高，一排太阳能板需要配备一台机器人，成本投入大，不利于企业的市场竞争。

中国专利申请号201521115346.2，申请日为2015年12月30日，发明名称为：一种太阳能板清洗机器人，包括行走车，行走车上设置有液压伸缩臂，液压伸缩臂的前端设置有通过刷架旋转电机控制的辊刷装置，行走车内设置有控制行走车、液压伸缩臂和旋转电机的控制***；控制***包括：发动机控制单元，通过CAN总线与控制器通讯，接收控制器的指令，完成对发动机油门的自动控制，还控制整个机器人的空调***；数据采集设备，分布在太阳能板清洗机器人本体上，用于采集太阳能板清洗机器人的环境数据，并发送至控制器解析；控制器，用于接收数据采集设备采集的数据，并对所采集的数据进行综合分析处理，控制机器人作业；显示器，通过CAN总线与控制器通讯。对于该结构的机器人，其通过行走车上设置的液压伸缩臂，液压伸缩臂的前端设置辊刷装置，并结合其附图，可以看出，由于太阳能板具有一定的倾斜角度，而且每个基地的太阳能板安装的方式不同，因此，在使用过程中，需要不断的调节辊刷装置的角度，但是液压伸缩臂调节较为困难，最终在清洗时会造成太阳能板损坏。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有人工清洗太阳能电池板，一方面人工成本太高，另一方面人工清洗需要踩在电池板上，容易踩裂电池板，达不到智能化的问题，本实用新型提供一种太阳能电池板清洗机器人，实现太阳能电池板的智能化，有效提高工作效率，同时该机器人为可移动式且具有很好的适应性，清洗角度可以自由调节，可以清洗目前所有类型的太阳能电池板。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种太阳能电池板清洗机器人，包括：机架，其具有底板、安装在底板上方的支撑托架及对称设置在底板两侧的侧板；

行走机构，其具有驱动轮及行走履带，所述驱动轮与所述侧板固定连接，行走履带绕设在驱动轮上，驱动轮为机器人行走提供动力来源；

旋转机构，其具有旋转台及旋转控制部件，所述旋转台固定在所述支撑托架上，旋转控制部件设置在旋转台上的一侧，旋转台可以围绕支撑托架转动；

驱动结构，其具有第一支架、调节器、第二支架、第一驱动臂、连杆、第一舵机-减速器、第二驱动臂、支座、第二舵机-减速器及末端执行器，所述第一支架与所述旋转台固定连接，第一舵机-减速器设置在第一支架中部两侧，调节器设置在第一舵机-减速器下方的第一支架上；第一驱动臂上端与所述第二支架转动连接，下端与所述第一舵机-减速器转动连接，连杆一端连接所述第一驱动臂，另一端连接第二支架；第二驱动臂两端分别连接第二支架和支座，支座上设置第二舵机-减速器，第二舵机-减速器与末端执行器连接，末端执行器可以与清洁布连接，第二舵机-减速器带动末端执行器往复摆动，从而实现清洁布的往复擦拭；

控制***，其具有一控制器，所述控制器固定在所述底板上，控制器与驱动轮、旋转控制部件、第一舵机-减速器及第二舵机-减速器电气连接。

于本实用新型的一种可能的实施方式中，还包括信息遥控接收机构，所述信息遥控接收机构设置在底板上方，且与所述控制器电气连接，该机构包括信号接收器，通过手动遥控该机器人实现太阳能电池板的清洗。

于本实用新型的一种可能的实施方式中，所述末端执行器包括一对执行爪，两执行爪的尾部均设有轮齿且两者啮合，两执行爪通过转轴与第二舵机-减速器连接。

于本实用新型的一种可能的实施方式中，还包括水箱，所述水箱设置在底板下方，水箱的高度小于行走机构的有效高度，其宽度小于所述底板的宽度，水箱通过水管连接至支座上。

于本实用新型的一种可能的实施方式中，所述的支撑托架呈几字形，在支撑托架的中心开设有通孔，旋转台设置于通孔中，且围绕通孔旋转。

于本实用新型的一种可能的实施方式中，所述信号接收器设置在控制器与支撑托架之间，且三者的中心轴线在同一直线上。

于本实用新型的一种可能的实施方式中，所述控制器为PLC控制器。

于本实用新型的一种可能的实施方式中，所述水箱位于支撑托架正下方，水箱与底板通过螺栓固定。

于本实用新型的一种可能的实施方式中，所述第一舵机-减速器、第二舵机-减速器均为MG955舵机-减速器。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的太阳能电池板清洗机器人，该机器人包括机架、行走机构、旋转机构、驱动结构和控制***，行走机构可以带动机器人在太阳能电池板之间移动，驱动机构的末端执行器可以与清洁布连接，第二舵机-减速器带动末端执行器往复摆动，从而实现清洁布的往复擦拭，实现太阳能电池板的智能化，有效提高工作效率，同时该机器人为可移动式且具有很好的适应性，可以清洗目前所有类型的太阳能电池板；

(2)本实用新型的太阳能电池板清洗机器人，利用履带式行走轮可以减少对电池板的损伤，并且可以跨越一定电池板间的间隙或障碍，无需其他跨接设备或人工搬运，通过手动遥控该机器人实现太阳能电池板的清洗；

(3)本实用新型的太阳能电池板清洗机器人，其水箱设置在底板下方，水箱通过水管连接至支座上，水箱中装满水，可以增加整个机器人的重量，同时可以降低整个机器人的中心，移动更加平稳灵活；

(4)本实用新型的太阳能电池板清洗机器人，结构简单，便于制作。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本实用新型太阳能电池板清洗机器人的结构示意图；

图2为本实用新型太阳能电池板清洗机器人的结构俯视图；

图3为本实用新型太阳能电池板清洗机器人的结构侧视图；

图4为本实用新型太阳能电池板清洗机器人的执行爪结构示意图。

图中标记说明：

100、机架；110、底板；120、支撑托架；130、侧板；

200、行走机构；210、驱动轮；220、行走履带；

300、旋转机构；310、旋转台；320、旋转控制部件；

400、驱动结构；410、第一支架；420、调节器；430、第二支架；440、第一驱动臂；450、连杆；460、第一舵机-减速器；470、第二驱动臂；480、支座；490、第二舵机-减速器；4100、末端执行器；4101、执行爪；

500、控制***；510、控制器；

600、信息遥控接收机构；610、信号接收器；

700、水箱。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1至4所示的一种太阳能电池板清洗机器人，包括：机架100、行走机构200、旋转机构300、驱动结构400和控制***500。

其中：机架100具有底板110、安装在底板110上方的支撑托架120及对称设置在底板110两侧的侧板130。

进一步的，行走机构200具有驱动轮210及行走履带220，驱动轮210与侧板130固定连接，行走履带220绕设在驱动轮210上，驱动轮210内置有伺服电机，电机输出动力给滚轮，驱动轮210为机器人行走提供动力来源，行走履带220可以有效保证机器人的行走稳定性，使用安全可靠。

进一步的，旋转机构300具有旋转台310及旋转控制部件320，旋转台310同样内置有伺服电机，旋转台310固定在支撑托架120上，旋转控制部件320设置在旋转台310上的一侧，旋转控制部件320与电机电连接，然后旋转控制部件320控制电机驱动旋转台310围绕支撑托架120转动，因此可以实现该机器人的360°无死角清洗。

进一步的，驱动结构400具有第一支架410、调节器420、第二支架430、第一驱动臂440、连杆450、第一舵机-减速器460、第二驱动臂470、支座480、第二舵机-减速器490及末端执行器4100，第一舵机-减速器460、第二舵机-减速器490均为MG955舵机-减速器，第一支架410与旋转台310固定连接，第一舵机-减速器460设置在第一支架410中部两侧，调节器420设置在第一舵机-减速器460下方的第一支架410上，通过调节器420实现第一驱动臂440的调节；第一驱动臂440上端与第二支架430转动连接，下端与第一舵机-减速器460转动连接，连杆450一端连接第一驱动臂440，另一端连接第二支架430；第二驱动臂470两端分别连接第二支架430和支座480，支座480上设置第二舵机-减速器490，第二舵机-减速器490与末端执行器4100连接，末端执行器4100包括一对执行爪4101，两执行爪4101的尾部均设有轮齿且两者啮合，两执行爪4101通过转轴与第二舵机-减速器490连接，末端执行器4100的两执行爪4101可以与清洁布连接，第二舵机-减速器490带动末端执行器4100往复摆动，从而实现清洁布的往复擦拭。

此外，两执行爪4101还可以与其他的清洗部件连接，例如清洗毛刷等等。

第一支架410和第二支架430由平板轻质金属制作而成，第一驱动臂440呈平板状，第二驱动臂470的截面为圆形，在降低重量的同时，整体的强度符合使用要求。

进一步的，控制***500具有一控制器510，控制器510为PLC控制器510，控制器510固定在底板110上，控制器510与驱动轮210、旋转控制部件320、第一舵机-减速器460及第二舵机-减速器490电气连接。

从图3中可以看出，支撑托架120呈几字形，由钢板制作而成的支撑托架120，具有较高的强度，在支撑托架120的中心开设有通孔，旋转台310设置于通孔中，且围绕通孔旋转。

值得说明的是：该机器人的行走机构可以带动机器人在太阳能电池板之间移动，驱动机构的末端执行器可以与清洁布连接，第二舵机-减速器带动末端执行器往复摆动，从而实现清洁布的往复擦拭，实现太阳能电池板的智能化，有效提高工作效率，同时该机器人为可移动式且具有很好的适应性，可以清洗目前所有类型的太阳能电池板。

实施例2

本实施例的结构与实施例1的结构基本相一致，不同之处在于，本实施例的机器人还包括信息遥控接收机构600，信息遥控接收机构600设置在底板110上方，且与控制器510电气连接，该机构包括信号接收器610，信号接收器610可以为蓝牙信息接收器等等，通过手动遥控该机器人实现太阳能电池板的清洗。

此外，信号接收器610设置在控制器510与支撑托架120之间，且三者的中心轴线在同一直线上。

实施例3

本实施例的结构与实施例1的结构基本相一致，不同之处在于，本实施例的机器人还包括水箱700，水箱700设置在底板110下方，水箱700的高度小于行走机构200的有效高度，其宽度小于底板110的宽度，水箱700通过水管连接至支座480上。

此外，水箱700位于支撑托架120正下方，水箱700与底板110通过螺栓固定。

实施例4

本实施例的结构与实施例1的结构基本相一致，不同之处在于，本实施例的机器人还包括一个喷水机构，该喷水机构包括一个压力阀、第一连接管、第二连接管、喷嘴及高压泵，第一连接管的两端分别连接压力阀和喷嘴，第二连接管一端连接高压泵，另一端伸入水箱700中，高压泵与控制器510电气连接。

太阳能电池板的板与板之间存在细小的缝隙，灰尘会钻入缝隙中，长时间不清理，则会导致灰尘堆积，少量的灰尘经过雨水浸泡，会产生酸性物质，导致太阳能电池板的腐蚀，严重时影响太阳能电池板的正常使用。

高压泵可以向喷嘴输送高压水，在清洗的过程中，高压水会冲刷缝隙中的灰尘，保证缝隙的清洁；同时高压水在压力阀的作用下，当达到一定压力时，压力阀打开，喷嘴在瞬间对清洗布进行高速冲刷，可以带走清洗布细小间隙中的粉尘颗粒，实现清洗布的自清洁。

本实施例的压力阀可以根据具体的需要进行选择，例如，压力阀的压力值为0.5MPa等等。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此段。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种太阳能电池板清洗机器人，其特征在于，包括：机架(100)，其具有底板(110)、安装在底板(110)上方的支撑托架(120)及对称设置在底板(110)两侧的侧板(130)；

行走机构(200)，其具有驱动轮(210)及行走履带(220)，所述驱动轮(210)与所述侧板(130)固定连接，行走履带(220)绕设在驱动轮(210)上，驱动轮(210)为机器人行走提供动力来源；

旋转机构(300)，其具有旋转台(310)及旋转控制部件(320)，所述旋转台(310)固定在所述支撑托架(120)上，旋转控制部件(320)设置在旋转台(310)上的一侧，旋转台(310)可以围绕支撑托架(120)转动；

驱动结构(400)，其具有第一支架(410)、调节器(420)、第二支架(430)、第一驱动臂(440)、连杆(450)、第一舵机-减速器(460)、第二驱动臂(470)、支座(480)、第二舵机-减速器(490)及末端执行器(4100)，所述第一支架(410)与所述旋转台(310)固定连接，第一舵机-减速器(460)设置在第一支架(410)中部两侧，调节器(420)设置在第一舵机-减速器(460)下方的第一支架(410)上；第一驱动臂(440)上端与所述第二支架(430)转动连接，下端与所述第一舵机-减速器(460)转动连接，连杆(450)一端连接所述第一驱动臂(440)，另一端连接第二支架(430)；第二驱动臂(470)两端分别连接第二支架(430)和支座(480)，支座(480)上设置第二舵机-减速器(490)，第二舵机-减速器(490)与末端执行器(4100)连接；

控制***(500)，其具有一控制器(510)，所述控制器(510)固定在所述底板(110)上，控制器(510)与驱动轮(210)、旋转控制部件(320)、第一舵机-减速器(460)及第二舵机-减速器(490)电气连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洗机器人，其特征在于，还包括信息遥控接收机构(600)，所述信息遥控接收机构(600)设置在底板(110)上方，且与所述控制器(510)电气连接，该机构包括信号接收器(610)，通过手动遥控该机器人实现太阳能电池板的清洗。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池板清洗机器人，其特征在于，所述末端执行器(4100)包括一对执行爪(4101)，两执行爪(4101)的尾部均设有轮齿且两者啮合，两执行爪(4101)通过转轴与第二舵机-减速器(490)连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的太阳能电池板清洗机器人，其特征在于，还包括水箱(700)，所述水箱(700)设置在底板(110)下方，水箱(700)的高度小于行走机构(200)的有效高度，其宽度小于所述底板(110)的宽度，水箱(700)通过水管连接至支座(480)上。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池板清洗机器人，其特征在于，所述的支撑托架(120)呈几字形，在支撑托架(120)的中心开设有通孔，旋转台(310)设置于通孔中，且围绕通孔旋转。

6.根据权利要求2所述的太阳能电池板清洗机器人，其特征在于，所述信号接收器(610)设置在控制器(510)与支撑托架(120)之间，且三者的中心轴线在同一直线上。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池板清洗机器人，其特征在于，所述控制器(510)为PLC控制器。

8.根据权利要求4所述的太阳能电池板清洗机器人，其特征在于，所述水箱(700)位于支撑托架(120)正下方，水箱(700)与底板(110)通过螺栓固定。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洗机器人，其特征在于，所述第一舵机-减速器(460)、第二舵机-减速器(490)均为MG955舵机-减速器。