一種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)。在支架上安裝有替換接頭，替換接頭包括軸承組件、清掃主軸、扭簧、撥桿和限位塊；清掃主軸安裝在軸承組件的孔中，其一端端面上設(shè)有凹槽，該端的側(cè)面上設(shè)有扭簧、撥桿和限位塊，其中，扭簧壓住撥桿，使撥桿處于工作位置，限位塊設(shè)置在撥桿的上方，用于限定撥桿的上極限位置；盤刷組件和滾刷組件為兩個獨立的組件，盤刷組件包括盤刷轉(zhuǎn)軸、盤刷、傳動齒輪和齒輪軸，滾刷組件包括滾刷和聯(lián)軸器，盤刷組件中的齒輪軸和滾刷組件中的聯(lián)軸器的端部分別設(shè)有凸塊，凸塊可插入清掃主軸上的凹槽內(nèi)。本發(fā)明通過設(shè)計共同的替換接口，可方便快速地替換不同清掃組件，有利于清掃機器人模塊化制造與裝配。
【專利說明】
一種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于光伏電站太陽能板清掃機器人的清掃系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能發(fā)電因其清潔、可再生、不消耗燃料等優(yōu)勢，近年來在我國發(fā)展迅速。影響太陽能發(fā)電效率的因素，除了太陽能板本身質(zhì)量和太陽光照等因素外，對于太陽能光伏組件陣列的維護與運行也是重要的一部分。我國適合建設(shè)太陽能光伏電站的中西部地區(qū)，氣候干旱，降水量較少，有時還遇有沙塵暴，光伏組件陣列上的積灰，會導(dǎo)致發(fā)電量下降，甚至光伏組件上的厚實污漬還會引起太陽能板的局部升溫導(dǎo)致破壞。為保證發(fā)電效率，應(yīng)對太陽能板表面及時進行清掃，防止遮擋、熱斑效應(yīng)的產(chǎn)生，這對光伏系統(tǒng)的性能和投資收益都將大有好處。
[0003]在當(dāng)前多種光伏組件自動化清掃設(shè)備中，各種單向或橫縱雙向固定式清掃設(shè)備，由于受到太陽能板的排列方式、組串的縱向長度、設(shè)備的單機重量、驅(qū)動能源、自身維護等多種條件的限制，其弊端已逐漸顯露。單體獨立式爬行清掃機器人，已成為目前光伏組件清掃領(lǐng)域研發(fā)的主導(dǎo)方向。
[0004]在各種光伏電站清掃機器人的機械本體機構(gòu)中，滾刷和盤刷，是必不可少的兩種清掃零部件。安裝有滾刷的機器人，在執(zhí)行清掃任務(wù)時，其通過在電機驅(qū)動下的滾刷本體，圍繞與太陽能板表面平行的軸線，以一定的角速度旋轉(zhuǎn)，并與機器人的行走運動共同作用，其在與太陽能板表面接觸過程中，產(chǎn)生一定的接觸壓力，將灰塵揚起，交給后續(xù)的除塵系統(tǒng)，完成清掃工作。滾刷的刷束數(shù)量，刷毛的材料、長度、螺旋角的角度大小、滾刷與地面的干涉量等，都會對清掃效果具有一定的影響。
[0005]安裝有盤刷的機器人，在執(zhí)行清掃任務(wù)時，其通過在電機驅(qū)動下的盤刷本體(一般為左右兩側(cè)各裝一個)，圍繞與太陽能板表面幾乎垂直的軸線(為了減小刷絲磨損，提高灰塵清掃效果，盤刷本體軸線與太陽能板表面法向之間一般有一個很小的安裝傾角)，兩個盤刷本體以一定的角速度作相反方向的旋轉(zhuǎn)，并與機器人的行走運動共同作用，在其與太陽能板表面接觸過程中，產(chǎn)生一定的接觸壓力，將灰塵沿盤刷旋轉(zhuǎn)的切線方向揚起，交給后續(xù)的除塵系統(tǒng)，完成清掃工作。盤刷的刷束數(shù)量，刷毛的材料、長度、盤刷與地面的干涉量以及安裝傾角等，都會對清掃效果具有一定的影響。
[0006]—般而言，滾刷本體的重心較低，其轉(zhuǎn)速也較低，滾刷毛與太陽能板表面單位時間內(nèi)接觸較多，對灰塵的揚起比較均勻，但對干燥的鳥糞、殘葉等污濁物，滾刷的清掃效果不夠理想，一般僅在常規(guī)清掃模式中使用；而盤刷本體的重心較高，其轉(zhuǎn)速也較高，且一般兩個盤刷成對使用，作相反方向的旋轉(zhuǎn)，單位時間內(nèi)盤刷毛與太陽能板表面接觸較少，但其較大的瞬時線速度，可以將干燥的鳥糞、殘葉等污濁物擊碎并產(chǎn)生灰塵揚起，在重點清掃模式中，盤刷具有較好的效果。
[0007]滾刷本體的旋轉(zhuǎn)軸線一般平行于太陽能板表面，而盤刷本體的旋轉(zhuǎn)軸線一般與太陽能板表面基本垂直，所以在當(dāng)前國內(nèi)外眾多光伏電站清掃機器人的機械本體機構(gòu)中，滾刷與盤刷雖均有使用，但兩者被各自設(shè)計成組件，只能單一使用在機器人中，不能互換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對當(dāng)前上述技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于光伏電站太陽能板清掃機器人的清掃系統(tǒng)，可以使?jié)L刷與盤刷這兩種組件方便、快速替換。
[0009]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0010]—種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)，包括支架、盤刷組件和滾刷組件，支架上安裝有替換接頭，替換接頭包括軸承組件、清掃主軸、扭簧、撥桿和限位塊;所述清掃主軸安裝在軸承組件的孔中，清掃主軸的一端端面上設(shè)有凹槽，該端的側(cè)面上設(shè)有所述扭簧、撥桿和限位塊，其中，扭簧壓住撥桿，使撥桿處于工作位置，同時，限位塊設(shè)置在撥桿的上方，用于限定撥桿的上極限位置;盤刷組件和滾刷組件為兩個獨立的組件，所述盤刷組件包括盤刷轉(zhuǎn)軸、盤刷、傳動齒輪和齒輪軸，所述滾刷組件包括滾刷和聯(lián)軸器，所述齒輪軸和聯(lián)軸器的端部分別設(shè)有凸塊;所述凸塊可插入清掃主軸上的凹槽內(nèi)。
[0011 ]所述盤刷組件中，齒輪軸與錐齒輪A固定連接，傳動齒輪的軸與錐齒輪B固定連接，錐齒輪A和錐齒輪B相互垂直嚙合;所述傳動齒輪設(shè)有多個，且多個傳動齒輪之間嚙合;所述盤刷轉(zhuǎn)軸與傳動齒輪的軸固定連接，盤刷轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有壓縮彈簧。
[0012]進一步地，所述盤刷組件還包括上蓋板、下蓋板和立柱，立柱以及多個傳動齒輪安裝在上蓋板和下蓋板之間。
[0013]優(yōu)選地，所述傳動齒輪的數(shù)量設(shè)為奇數(shù)個。
[0014]進一步地，所述傳動齒輪的數(shù)量設(shè)為七個，依次排列；所述盤刷的數(shù)量采用兩個，并且第一個盤刷安裝在第二個傳動齒輪的下方，第二個盤刷安裝在第七個傳動齒輪的下方。
[0015]所述凸塊設(shè)置在齒輪軸和聯(lián)軸器的兩端部或一端部。
[0016]本發(fā)明的清掃系統(tǒng)特別設(shè)計了替換接頭，在常規(guī)清掃模式下，安裝滾刷組件，滾刷本體的軸線與太陽能板表面平行，通過滾刷一定角速度的旋轉(zhuǎn)，將太陽能板表面的灰塵揚起，交給后續(xù)的除塵系統(tǒng)，完成清掃工作;針對滾刷難以去除的頑漬污垢，在重點清掃模式下，將滾刷組件替換為盤刷組件，盤刷的旋轉(zhuǎn)軸線與與太陽能板表面基本垂直(一般設(shè)置成前傾一定的小角度)，通過盤刷一定角速度的旋轉(zhuǎn)，將太陽能板表面的灰塵揚起，交給后續(xù)的除塵系統(tǒng)，完成清掃工作。
[0017]本發(fā)明將滾刷和盤刷各自設(shè)計成獨立的組件，通過共同的替換接口，兩者可以各自與清掃機器人機械本體相連接，保證了機械本體結(jié)構(gòu)的通用性和清掃零部件的柔性化，有利于清掃機器人模塊化制造與裝配，而方便、快速的替換方式，更是滿足了大面積光伏電站太陽能板表面不同污染程度、不同清掃模式對于清掃零部件的多樣化需求，發(fā)揮了兩者在常規(guī)清掃和重點清掃兩種需求和模式下的各自優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例的盤刷組件結(jié)構(gòu)圖，圖中:I為傳動齒輪，2為齒輪上蓋板，3為立柱，4為壓縮彈簧，5為盤刷轉(zhuǎn)軸，6為盤刷，7為錐齒輪B，8為錐齒輪A，9為固定擋板，10為軸承，11為凸塊，12為圓柱齒輪軸，13為齒輪下蓋板。
[0019]圖2是本發(fā)明實施例的滾刷組件結(jié)構(gòu)圖，圖中:14為滾刷本體，15為滾刷聯(lián)軸器。
[0020]圖3是本發(fā)明的快速替換接頭結(jié)構(gòu)圖，圖中:16為清掃組件支架，17為軸承組件，18為清掃主軸，19為扭簧，20為撥桿，21為限位塊。
[0021]圖4是圖3圓圈內(nèi)的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0022]本實施例的清掃機器人先安裝滾刷組件，滾刷組件的結(jié)構(gòu)如圖2所示。滾刷本體14左右兩端部，用螺釘連接有滾刷聯(lián)軸器15和凸塊11，其中，將凸塊11插入清掃主軸18—端的凹槽中。在清掃主軸18具有凹槽那端的側(cè)面上，用螺釘固定有扭簧19、撥桿20和限位塊21。扭簧19壓住撥桿20，使之處于工作位置，同時，限位塊21限定了撥桿20的上極限位置。在執(zhí)行清掃任務(wù)時，電機驅(qū)動安裝在軸承組件17中的清掃主軸18旋轉(zhuǎn)，帶動安裝在清掃主軸18一端側(cè)面的扭簧19、撥桿20和限位塊21—起旋轉(zhuǎn)，由于凸塊11與清掃主軸18的凹槽配合連接，因此，電機輸入的轉(zhuǎn)矩，即可傳遞給與其配合的凸塊，從而帶動滾刷本體14與清掃主軸18同步旋轉(zhuǎn)，并與機器人的行走運動共同作用，使?jié)L刷在與太陽能板表面接觸過程中，產(chǎn)生一定的接觸壓力，從而將灰塵揚起，交給后續(xù)的除塵系統(tǒng)，完成太陽能板陣列的常規(guī)清掃工作。
[0023]當(dāng)太陽能板的局部區(qū)域需要重點清掃時，可以很方便的撥動撥桿20，撥桿20轉(zhuǎn)動，克服扭簧19的彈力，即可快速將凸塊11從清掃主軸18中取出，從而將滾刷組件從機器人本體中快速換下，換上盤刷組件，即可實現(xiàn)盤刷、滾刷兩種清掃組件的快速更換。盤刷組件的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0024]盤刷組件的傳動過程為:與清掃主軸18端部配合的凸塊11帶動與其固定連接的圓柱齒輪軸12旋轉(zhuǎn)，再帶動錐齒輪A、B旋轉(zhuǎn)，從而帶動與錐齒輪B固定連接的傳動齒輪I旋轉(zhuǎn)，再通過多個傳動齒輪I的嚙合傳動，使盤刷轉(zhuǎn)軸5同步旋轉(zhuǎn)，因此與盤刷轉(zhuǎn)軸5連為一體的盤刷6隨之旋轉(zhuǎn)。齒輪上蓋板2與齒輪下蓋板13之間用立柱3隔開，并安裝有若干傳動齒輪I。在本實施例中，傳動齒輪I采用七個，盤刷6采用兩個。由于電機從一端輸入轉(zhuǎn)矩，為了使兩個盤刷具有相同的旋轉(zhuǎn)角速度、相反的旋轉(zhuǎn)方向，從錐齒輪B傳來的轉(zhuǎn)矩，通過第一個傳動齒輪I分別傳遞給后續(xù)嚙合的六個傳動齒輪。將第一個盤刷6安裝在第二個傳動齒輪I之下，第二個盤刷6安裝在第七個傳動齒輪I之下，即可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)動要求。兩個盤刷6旋轉(zhuǎn)時，具有相同的角速度、相反的轉(zhuǎn)向，有利于機器人本體在運動工作過程中的平衡與穩(wěn)定性。
[0025]傳動齒輪I將電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)化為一對盤刷相同轉(zhuǎn)速、不同轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)運動。壓縮彈簧4安裝在盤刷轉(zhuǎn)軸5上，使盤刷與太陽板表面始終產(chǎn)生一定的干涉量，促進提高清掃效果。
[0026]在盤刷旋轉(zhuǎn)與機器人行走運動的共同作用下，盤刷在與太陽能板表面的接觸過程中，產(chǎn)生一定的接觸壓力，將灰塵沿盤刷旋轉(zhuǎn)的切線方向揚起，交給后續(xù)的除塵系統(tǒng)，完成清掃工作。
【主權(quán)項】
1.一種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)，包括支架、盤刷組件和滾刷組件，其特征在于，支架上安裝有替換接頭，替換接頭包括軸承組件、清掃主軸、扭簧、撥桿和限位塊;所述清掃主軸安裝在軸承組件的孔中，清掃主軸的一端端面上設(shè)有凹槽，該端的側(cè)面上設(shè)有所述扭簧、撥桿和限位塊，其中，扭簧壓住撥桿，使撥桿處于工作位置，同時，限位塊設(shè)置在撥桿的上方，用于限定撥桿的上極限位置;盤刷組件和滾刷組件為兩個獨立的組件，所述盤刷組件包括盤刷轉(zhuǎn)軸、盤刷、傳動齒輪和齒輪軸，所述滾刷組件包括滾刷和聯(lián)軸器，所述齒輪軸和聯(lián)軸器的端部分別設(shè)有凸塊;所述凸塊可插入清掃主軸上的凹槽內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)，其特征在于，所述盤刷組件中，齒輪軸與錐齒輪A固定連接，傳動齒輪的軸與錐齒輪B固定連接，錐齒輪A和錐齒輪B相互垂直嚙合;所述傳動齒輪設(shè)有多個，且多個傳動齒輪之間嚙合;所述盤刷轉(zhuǎn)軸與傳動齒輪的軸固定連接，盤刷轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有壓縮彈簧。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)，其特征在于，所述盤刷組件還包括上蓋板、下蓋板和立柱，立柱以及多個傳動齒輪安裝在上蓋板和下蓋板之間。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動齒輪的數(shù)量設(shè)為奇數(shù)個。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動齒輪的數(shù)量設(shè)為七個，依次排列;所述盤刷的數(shù)量采用兩個，并且第一個盤刷安裝在第二個傳動齒輪的下方，第二個盤刷安裝在第七個傳動齒輪的下方。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光伏電站清掃機器人的清掃系統(tǒng)，其特征在于，所述凸塊設(shè)置在齒輪軸和聯(lián)軸器的兩端部或一端部。
【文檔編號】B08B1/04GK105944991SQ201610440569
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】蔣麒麟, 葛東陽, 陳健飛, 徐棟, 王賢民
【申請人】南京仁義機器人有限公司