一种采用无水清扫方式清洁光伏板的光伏清洗车的制作方法

本实用新型涉及光伏清洁设备领域，尤其是一种采用无水清扫方式清洁光伏板的光伏清洗车。

背景技术：

随着光伏产业的不断壮大以及光伏产业的商业化，光伏电站在运营管理中的各种问题也开始突显，尤其是直接关系到发电效率的光伏板的清洁问题。

对于大型光伏并网电站的运营，发电量是至关重要的指标之一，而影响发电量的因素除了逆变器、变压器、电缆等设备的损耗外，当属空气中灰尘对发电量的影响，严重的局部遮盖还会导致“热斑效应”。灰尘对光伏板性能会产生负面影响，甚至光伏板上的局部阴影也会引起输出功率的明显减少。根据美国国家航空航天局研究显示：每平方米仅有4.05g的灰尘层就能减少太阳能转换40％，尤其是环境条件较差的北方地区，影响更加明显。

目前光伏电站清洗市场主要采用人工或者第三方团队进行清洗的模式，其清洗效率低，价格昂贵，耗水量高，极大的增加了光伏电站的运维成本。

当然，市场上有些光伏清洗车都是要配合喷水装置对光伏板和清洗装置进行清洗工作，但对设在西部严重缺水地区的光伏发电系统，搭配喷水装置的光伏清洗车会浪费大量水资源，并不能很好的结合该地区实际情况去进行光伏清洗工作。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种代替传统人工清洗劳动量大、成本高、不能时时清洗的模式，采用无水清扫方式，解决西部地区缺水这一难题，扩大光伏电站适用场合的光伏清洗车。

鉴于上述状况，有必要提供一种采用无水清扫方式清洁光伏板的光伏清洗车，包括控制台、清洗装置、用于调节清洗装置的空间位置的多关节机械臂、底盘和与所述底盘转动连接的车体，所述多关节机械臂与所述控制台电性连接，其中，所述清洗装置包括：

毛刷组件，用于清扫光伏板，所述毛刷组件与所述多关节机械臂的自由端连接；

监测机构，用于监测所述毛刷组件的空间位置并反馈给所述控制台；

自转动力机构，用于给毛刷组件提供自转力，所述自转动力机构与所述毛刷组件连接。

进一步地实施方案中，所述毛刷组件包括支撑杆、支架、转轴和毛刷，所述支撑杆与所述多关节机械臂的自由端连接，两个所述支架分别设于所述支撑杆的两端，所述转轴的两端分别与两个所述支架转动连接，所述毛刷呈滚筒状，所述毛刷套设于所述转轴上。

进一步地实施方案中，所述毛刷设有两个，两个所述毛刷之间设有缝隙，所述自转动力机构中的第二齿轮在所述缝隙位置与所述转轴套接。

进一步地实施方案中，所述支撑杆上与所述缝隙的位置对应处设有加强板，所述加强板上设有用于所述转轴穿过的通孔。

进一步地实施方案中，所述监测机构包括两块与所述支撑杆连接的伸出板，两块所述伸出板分别与毛刷的两端位置相对应，每块所述伸出板的自由端分别设有用于监测毛刷与光伏板上下位置的ccd相机和用于监测毛刷与光伏板间距的超声波雷达。

进一步地实施方案中，所述ccd相机包括ccd芯片、光源和镜头。

进一步地实施方案中，所述超声波雷达包括微处理芯片、超声波发射探头和超声波接收探头，所述微处理芯片分别与所述超声波发射探头和所述超声波接收探头电性连接。

进一步地实施方案中，所述自转动力机构包括驱动电机、第一齿轮、第二齿轮、传动链条和“l”形连接板，所述驱动电机的输出轴上套设有所述第一齿轮，所述第二齿轮套设于所述毛刷组件的转轴上，所述传动链条分别连接所述第一齿轮和所述第二齿轮形成链传动，所述“l”形连接板包括第一连接部和第二连接板，所述第一连接部与所述驱动电机连接，所述第二连接板与支撑杆连接。

进一步地实施方案中，所述多关节机械臂包括大臂、第一油缸、小臂、第二油缸，所述大臂的一端与所述车体铰接，所述大臂的另一端与所述小臂铰接，所述第一油缸的一端与所述车体铰接，所述第一油缸的另一端与所述大臂铰接，所述小臂的自由端与所述毛刷组件中的支撑杆铰接，所述第二油缸的一端与所述大臂铰接，所述第二油缸的另一端与所述小臂铰接。

进一步地实施方案中，所述多关节机械臂还包括角度调节组件，所述角度调节组件包括摇杆、连杆、第三油缸和压板，两个所述摇杆分别设于所述小臂远离所述大臂的一端两侧壁上，所述连杆的一端与两个所述摇杆铰接，所述连杆的另一端与所述压板铰接，所述第三油缸的一端与所述小臂铰接，所述第三油缸的另一端与所述连杆铰接，所述压板远离所述连杆的一端与所述小臂铰接，所述压板与所述支撑杆连接。

本实用新型的有益效果在于：

1、毛刷组件的毛刷在自转动力机构的带动下进行自旋转对光伏板进行清扫，通过底盘带动从左往右运动，清扫完毕后，将清扫后毛刷移动到光伏平台外面机架上在自转动力机构的带动下进行自旋转，完成毛刷灰尘自清洁，通过采用无水清扫方式，解决西北部地区缺水这一难题，扩大光伏电站适用场合。

2、上下各一套ccd系统，用于检测毛刷在光伏板的上下位置，系统自动调节位置，防止毛刷跑偏；上下各一套超声波协达系统，用于检测毛刷到光伏板的间距，系统自动调节位置，防止毛刷到光伏板的距离太大或太小。

3、通过在多关节机械臂的自由端设置角度调节组件，这样可以更好适应西北部地区在起伏不平地形特点，在行径起伏的地面时，角度调节组件可以实时进行角度调节，保证毛刷与光伏板平整接触，另外光伏板受地形的影响摆放也会有起伏不平，同理角度调节组件可以实时进行角度调节，保证毛刷与光伏板平整接触。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例的多关节机械臂结构示意图。

图3是本实用新型实施例的毛刷组件爆炸图。

图4是本实用新型实施例的监测机构爆炸图。

图5是本实用新型实施例的自转动力机构爆炸图。

图中：

控制台100；

清洗装置200，毛刷组件210，支撑杆211，支架212，转轴213，毛刷214，缝隙215，加强板216，通孔2161，监测机构220，伸出板221，ccd相机222，超声波雷达223，自转动力机构230，驱动电机231，第一齿轮232，第二齿轮233，传动链条234，“l”形连接板235，第一连接部2351，第二连接板2352；

多关节机械臂300，大臂310，第一油缸320，小臂330，第二油缸340，角度调节组件350，摇杆351，连杆352，第三油缸353，压板354；

底盘400；

车体500。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型一种采用无水清扫方式清洁光伏板的光伏清洗车进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参见图1-图3，本实用新型所提供的一种具体实施方式中，光伏清洗车主要包括控制台100、清洗装置200、用于调节清洗装置200空间位置的多关节机械臂300底盘400和与底盘400转动连接的车体500，多关节机械臂300与控制台100电性连接。

其中清洗装置200包括毛刷组件210、监测机构220和自转动力机构230。

其中毛刷组件210用于清扫光伏板，毛刷组件210与多关节机械臂300的自由端连接。

监测机构220用于监测所述毛刷组件210的空间位置并反馈给控制台100，监测机构220可以设在外界也可以设在毛刷组件210上，出于考虑空间利用率和方便后期维修更换的问题，本实用新型优选监测机构220设在毛刷组件210上。

自转动力机构230用于给毛刷组件210提供自转力，自转动力机构230与毛刷组件210连接，毛刷组件210的毛刷214在自转动力机构230的带动下进行自旋转对光伏板进行清扫，通过底盘400的带动从左往右运动，清扫完毕后，将清扫后的毛刷214移动到光伏平台外面机架上在自转动力机构230的带动下进行自旋转，完成毛刷214上附着的灰尘自清洁，通过采用无水清扫方式，解决西北部地区缺水这一难题，扩大光伏电站适用场合。

请参见图3，在本实用新型所提供的一种实施方案中，毛刷组件210包括支撑杆211、支架212、转轴213和毛刷214，支撑杆211与多关节机械臂300的自由端连接，两个支架212分别设于支撑杆211的两端，转轴213的两端分别与两个支架212转动连接，毛刷214呈滚筒状，毛刷214套设于转轴213上。

请参见图3，在本实用新型所提供的一种实施方案中，毛刷214设有两个，两个毛刷214之间设有缝隙215，自转动力机构230中的第二齿轮233在缝隙215位置与转轴213套接，自转动力机构230设在两个毛刷214的缝隙215处使得装置整体稳定性更好，避免自转动力机构230带动毛刷214自转时，毛刷214出现受力不均匀朝重的一方倾斜的情况发生。

请参见图3，在本实用新型所提供的一种实施方案中，支撑杆211上与缝隙215的位置对应处设有加强板216，加强板216上设有用于转轴213穿过的通孔2161，加强板216有防止毛刷214在高速自转时出现倾斜脱离的作用，这样也可以保护毛刷组件210与光伏板受到损坏。

请参见图3-图4，在本实用新型所提供的一种实施方案中，监测机构220包括两块与支撑杆211连接的伸出板221，两块伸出板221分别与毛刷214的两端位置相对应，每块伸出板221的自由端分别设有用于监测毛刷214与光伏板上下位置的ccd相机222和用于监测毛刷214与光伏板间距的超声波雷达223；上下各一套ccd系统，用于检测毛刷214在光伏板的上下位置，系统自动调节位置，防止毛刷214跑偏；上下各一套超声波雷达系统，用于检测毛刷214到光伏板的间距，系统自动调节位置，防止毛刷到光伏板的距离太大或太小。

对于ccd系统的监测原理：ccd系统可以直接检测滚刷214的两端是否与光伏板的两端对齐，若监测到没有对齐则反馈给控制台100，控制台100操控多关节机械臂300对清洗装置200空间位置自动进行调整，直到检测到滚刷214的两端与光伏板的两端对齐。

对于超声波雷达系统的监测原理：超声波雷达系统到毛刷214的距离为x，毛刷214直径为d，光伏板的厚度为30mm，因为毛刷214主要就是清洗30mm的光伏板，所述毛刷214下沉与光伏板的重合高度也应该为30cm，若小了就会清洗不充分，若大了不仅费力浪费能源，而且也会加速损坏毛刷214，缩短毛刷214的使用寿命，因此超声波雷达系统的监测标准值为d+x-30，低于或高于这个标准值的话超声波雷达系统会反馈给控制台100，控制台100操控多关节机械臂300对清洗装置200空间位置自动进行调整，直到达到监测标准值。

其中，ccd相机222包括ccd芯片、光源和镜头，光源发射的光线经过镜头照射到ccd芯片上，ccd芯片对抓取的图像进行处理，并将处理后的数据反馈给控制台100，然后控制台100作出相应的操作指令。

超声波雷达223包括微处理芯片、超声波发射探头和超声波接收探头，微处理芯片分别与所述超声波发射探头和所述超声波接收探头电性连接，微处理器和超声波接收探头之间设置乘法器和信号处理电路，超声波接收探头将信号发送至乘法器，乘法器同时接收信号发生电路发出的发射信号，乘法器输出的相乘后信号经过信号处理电路进行滤除、放大和补偿，最后从微处理器上的模数转换功能ad端口输入至微处理器中，进行模数转换后将数据发送至控制台100。

请参见图5，在本实用新型所提供的一种实施方案中，自转动力机构230包括驱动电机231、第一齿轮232、第二齿轮233、传动链条234和“l”形连接板235，驱动电机231的输出轴上套设有第一齿轮232，第二齿轮233套设于毛刷组件210的转轴213上，传动链条234分别连接第一齿轮232和第二齿轮233形成链传动，“l”形连接板235包括第一连接部2351和第二连接板2352，第一连接部2351与驱动电机231连接，第二连接板2352与支撑杆211连接；这种自转动力机构230结构稳定、输出稳定、成本低。

请参见图2-图3，在本实用新型所提供的一种实施方案中，多关节机械臂300包括大臂310、第一油缸320、小臂330、第二油缸340，大臂310的一端与车体500铰接，大臂310的另一端与小臂330铰接，第一油缸320的一端与车体500铰接，第一油缸320的另一端与大臂310铰接，小臂330的自由端与毛刷组件210中的支撑杆211铰接，第二油缸340的一端与大臂310铰接，第二油缸340的另一端与小臂330铰接；通过上述可以得知，通过第一油缸320的伸缩运动来控制大臂310运动进而调整毛刷214的空间高度和与光伏板的重合深度，通过第二油缸340的伸缩运动来控制小臂330，进而调整毛刷214的前后位置来与光伏板的两端对准。

请参见图2-图3，在本实用新型所提供的一种实施方案中，多关节机械臂300还包括角度调节组件350，角度调节组件350包括摇杆351、连杆352、第三油缸353和压板354，两个摇杆351分别设于小臂330远离大臂310的一端两侧壁上，连杆352的一端与两个摇杆351铰接，连杆352的另一端与压板354铰接，第三油缸353的一端与小臂330铰接，第三油缸353的另一端与连杆352铰接，压板354远离连杆352的一端与小臂330铰接，压板354与支撑杆211连接。

可以理解地，当要对毛刷组件210与水平面的夹角进行调整时，通过第三油缸353的伸缩运动使得摇杆351进行角度旋转，进而连杆352带动毛刷组件210进行角度调整，通过在多关节机械臂300的自由端设置角度调节组件350，这样可以更好适应西北部地区在起伏不平地形特点，在行径起伏的地面时，角度调节组件350可以实时进行角度调节，保证毛刷214与光伏板平整接触，另外光伏板受地形的影响摆放也会有起伏不平，同理角度调节组件350可以实时进行角度调节，保证毛刷214与光伏板平整接触。

本实用新型的工作原理：当光伏清洗车启动时，底盘100按照预定线路行走，毛刷组件210接触到光伏板时，上下各一套的ccd系统用于检测毛刷214在光伏板的上下位置对否对齐，若监测到没有对齐则反馈给控制台100，控制台100操控多关节机械臂300对清洗装置200空间位置自动进行调整，直到检测到滚刷214的两端与光伏板的两端对齐；上下各一套的超声波雷达系统用于检测毛刷214到光伏板的间距，若间距低于或高于设定的标准值的，超声波雷达系统会反馈给控制台100，控制台100操控多关节机械臂300对清洗装置200空间位置自动进行调整，直到达到监测标准值，在调整到位后，毛刷组件210的毛刷214在自转动力机构230的带动下进行自旋转对光伏板进行清扫，通过底盘400带动从左往右运动，清扫完毕后，将清扫后毛刷214移动到光伏平台外面机架上在自转动力机构230的带动下进行自旋转，完成毛刷灰尘自清洁，通过采用无水清扫方式，解决西北部地区缺水这一难题，扩大光伏电站适用场合；考虑到建设在我国西北地区的局部地势高低不平的问题，多关节机械臂300的自由端设置有角度调节组件350，在行径起伏的地面时，角度调节组件350可以实时进行角度调节，保证毛刷与光伏板平整接触，另外光伏板受地形的影响摆放也会有起伏不平，同理角度调节组件可以实时进行角度调节，保证毛刷与光伏板平整接触。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。