一种光伏电站组件遥控液压清洁设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种光伏电站组件遥控液压清洁设备，适用于各种大型荒漠光伏电站、各种地形方阵、各种规格光伏组件，包括遥控清洁车、遥控清洁机构、遥控清洁车、包括车架机构、行走单元、液压动力系统、和遥控控制系统，遥控清洁机构、包括支臂单元、和清洁单元、可针对光伏组件表面实施高效的清洁功能；遥控控制系统、可实现清洁车辆行走和清洁机构动作实时高精准度的控制。本发明使清洁设备自动化、高效化、安全化，能够在各种路面状况下针对各种长短方阵进行一遍式高效除尘。本发明结构简洁、操控方便、实用、安全、稳定、成本低，有效解决了现有大型荒漠光伏电站在恶劣环境下依赖人力或简单机车清洁、清洁效果差、效率低、成本高的技术问题。
【专利说明】一种光伏电站组件遥控液压清洁设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对光伏电站组件进行自动智能清洁的设备，尤其涉及一种可应用于大型光伏电站的各种长短方阵光伏组件的高效除尘设备。
【背景技术】
[0002]太阳能作为一种绿色能源，以其永不衰竭、环保安全、无地域限制等优点广泛应用于各个领域。在太阳能光伏发电的实际应用中，光伏组件作为发电最重要的单元，其输出功率受阳光光照强度的直接影响。风沙、尘土、积雪等落到光伏组件的表面后，降低光线透射率，导致光电转换效率大幅降低，此问题在风沙较大的中西部地区尤为严重。因此，为了保持光伏电站的发电效率，对光伏电站光伏组件的清洁至关重要，光伏电站光伏组件的清洁工作成为光伏电站建设不可或缺的一个关键环节。
[0003]目前清洁光伏组件大多还是用人工清洁，人工清洁方式包括水冲清洁和拖把清洁，其缺点是易受环境条件限制，工作量繁重，清洁效率低，清洁效果差，运营成本高。特别是在我国中西部地区，多风少雨，水源匮乏，人力缺少，人工清洁难以实施。
[0004]针对人工清洁的弊端，目前已有一些光伏组件自动清洁装置，根据其工作特点可分为两类:第一类属于单组光伏组件清洁设备，其装设在单组光伏组件表面上，进行定时清洁，例如中国专利“太阳能光伏电池板组件表面清洁装置(CN102303025A) ”，其冲洗部在单个组件表面往复运动，同时喷出高压水汽除尘，因此该设备在缺水地区并不适用，同时由于高成本，在光伏电站中难以推广。第二类属于群组光伏组件清洁设备，其以移动机车为载体，在机车行走过程中对多组光伏组件表面实施清洁，是光伏电站光伏组件清洁的首选方案。例如中国专利“一种太阳能电池板清洁设备(CN202105809U) ”，但该专利以移动机车前部为载体安装清洁机构，放大了凹凸不平的地形表面，无法保证组件安全。因此，安全性、稳定性是群组光伏组件清洁设备必须考虑的关键问题。中国专利申请2013100461198 “一种光伏电站组件全自动智能清洁设备”的支臂单元只具有三个自由度缺少灵活性，而且电动控制支臂动力不足无法实现超大型滚刷灵活工作。
[0005]对于几十乃至数百兆瓦以上的大规模光伏电站，光伏组件数量庞大，场地面积广阔，因此对群组光伏组件清洁设备的要求也更为苛刻，主要指标有三个:第一是工作效率，即单位时间内能够清洁多大数目的光伏组件，工作效率越高，经济效益越大；第二是智能化程度，即设备在复杂环境下安全自动工作的能力，例如能够针对凹凸不平的地形表面进行自适应调整，以及能够对光伏组件表面进行感知、识别、判断和调整，智能化程度越高，人工干涉越少；第三是可靠性程度，即设备在某一时间段内的无故障率。可靠性越高，设备可连续性工作的能力越强，人工维修的次数越少。目前现有的群组光伏组件清洁设备自动化能力较低，许多需要人工干预和人工看管，尚无全自动化型设备产品，智能化程度明显较低，经常出现清洁过程中损坏光伏组件的现象，且其工作效率对于大型光伏电站仍然有待提闻。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种光伏电站组件遥控液压清洁设备解决了清洁车对路面自适应能力差、组件角度变化多样、工作效率低、安全性差的技术问题，具有结构简洁、实用、安全、稳定、成本低，特别适用于大型荒漠光伏电站中各种恶劣环境、各种地形方阵、各种规格光伏组件的清洁。
[0007]本发明技术解决方案、一种光伏电站组件遥控液压清洁设备，包括:遥控清洁车、遥控清洁机构；所述遥控清洁车包括车架机构、行走单元、液压动力系统和遥控控制系统；液压动力系统和遥控控制系统置于车架机构内部；遥控控制系统发出控制指令给液压动力系统，液压动力系统使行走单元和遥控清洁机构工作；遥控清洁机构包括支臂单元和清洁单元；其特点在于:所述支臂单元具有五个自由度，分别是水平旋转、垂直旋转、二次垂直旋转、回折和伸缩；支臂单元包括辊刷固定轴、前支臂、伸缩液压缸、中支臂、弹簧减缓部件、中支臂液压缸、支臂回折连接件、后支臂、后支臂液压缸、支臂固定盘、回转支撑和回转液压马达；回转液压马达与回转支撑连接；回转支撑与支臂固定盘连接；支臂固定盘与后支臂连接；后支臂液压缸一端连接支臂固定盘，另一端连接后支臂；后支臂与中支臂通过支臂回折连接件连接；支臂回折连接件一端连接于后支臂的顶部，支臂回折连接件另一端的上部与中支臂连接，支臂回折连接件另一端的下部与中支臂液压缸连接；中支臂液压缸一端连接支臂回折连接件，另一端通过弹簧减缓部件连接中支臂；前支臂在中支臂内部；伸缩液压缸在前支臂内部；伸缩液压缸的一端固定中支臂底部，另一端固定在前支臂前部；前支臂通过辊刷固定轴与清洁单元连接；
[0008]回转液压马达带动回转支撑水平旋转，清洁单元也同步旋转，从而实现水平旋转；后支臂在后支臂液压缸伸缩的作用下形成垂直旋转，带动清洁单元上下移动，从而实现垂直旋转；支臂回折连接件左右两边有两个销轴，根据实际需要去掉其中一个销轴，以另一销轴为轴使中支臂、前支臂及清洁单元做为一个整体回折，并置于车架机构上，便于运输和转场，从而实现回折功能；在中支臂液压缸伸缩的作用下，中支臂、前支臂及清洁单元做为一个整体形成二次垂直旋转，带动清洁单元再次上下移动，调整高度角，对光伏电站组件10—80度任何角度都可以完成清洁作业；前支臂内置伸缩液压缸，通过驱动伸缩液压缸带动前支臂按需要伸缩，从而实现伸缩功能，伸缩功能可以最大化的减缓侧倾现象，保持车辆稳定，减缓侧倾同时也增加组件安全。
[0009]在所述支臂单元的中支臂和中支臂液压缸的顶端中间还放置有弹簧减缓部件
(2105)，用于道路不平车辆倾斜时保护太阳能光伏组件安全。
[0010]所述行走单元包括两部分，行走单元两部分分别固定于车架机构的底盘两端，两部分结构完全相同；其中一部分包括橡胶履带、双速液压马达、驱动轮、两个浮动承重轮、弹簧涨紧轮；
[0011]其中，橡胶履带包裹着驱动轮、两个浮动承重轮和弹簧涨紧轮；驱动轮固定在双速液压马达的外端，推动橡胶履带前行；双速液压马达、两个浮动承重轮和弹簧涨紧轮均固定于车体框架底盘一端；通过遥控控制系统控制液压动力系统产生的高压油传递给双速液压马达，使双速液压马达转动，双速液压马达带动驱动轮转动，驱动轮带动橡胶履带，使遥控清洁车按要求前进、后退、左转或右转；所述双速液压马达转动能力在每小时O — 4.5公里范围，通过遥控控制系统控制液压动力系统产生的高压油增加转速，同时使遥控清洁车的速度增加；双速液压马达转速符合自己要求时，通过遥控控制系统确定电压记忆并保存当前位置，使双速液压马达转速确定，实现速度自动巡航和无极变速功能。
[0012]所述清洁单元包括:滚刷上吊件、滚刷连接主梁、滚刷左固定板、滚刷右固定板、防尘罩固定架、阳光布防尘罩、清洁刷辊、除尘风扇和滚刷旋转马达；清洁单元具有两个自由度:一个自由度是实时调整自身的转动方向，另一个自由度是实时调整与光伏电站组件表面的平行方向；清洁单元工作过程中同时使用滚刷和排尘两种清洁方式，无需水源；
[0013]滚刷上吊件与滚刷连接主梁连接；滚刷旋转马达与滚刷左固定板连接；滚刷连接主梁一端连接滚刷左固定板，另一端连接滚刷右固定板；滚刷连接主梁、滚刷左固定板和滚刷右固定板的两侧分别与防尘罩固定架连接；阳光布防尘罩包裹在防尘罩固定架周围；清洁刷辊一端与滚刷左固定板上固定的滚刷旋转马达连接，另一端与滚刷右固定板连接；滚刷左固定板和滚刷右固定板上各安装一除尘风扇；清洁刷辊通过滚刷左固定板上固定的滚刷旋转马达可自由旋转，以清除光伏电站组件表面尘土及附着物；清洁单元通过调整滚刷上吊件与滚刷连接主梁的上下位置，使清洁单元与光伏电站组件表面基本平行。
[0014]所述车架机构包括:机车底盘、主体框架、前门、后门、前顶盖、后顶盖、左侧液压油箱、右侧柴油油箱、滚刷固定支架和回转支撑固定板；
[0015]主体框架为车架机构的主框架；左侧液压油箱和右侧柴油油箱分别在主体框架左侧和右侧；机车底盘在主体框架的下方；前门和后门分别在主体框架的正前方和正后方；前顶盖和后顶盖分别位于回转支撑固定板的左侧和右侧、均位于主体框架的正上方；回转支撑固定板位于主体框架的正上方的中央；滚刷固定支架位于右侧柴油油箱的上方；左侧液压油箱和右侧柴油油箱有配重和储存的功能。
[0016]所述支臂单元与清洁单元均安装于遥控清洁车的中上部。
[0017]所述遥控控制系统包括遥控单元和处理单元，遥控单元为独立遥控器，与车架机构分离；处理单元位于车架机构内部；处理单元包括接收器和处理器；遥控单元发出指令，处理单元接收指令使液压动力系统工作，从而控制行走单元、支臂单元和清洁单元工作；处理单元还具有手动操控功能，当遥控单元发生意外不能发出指令时，通过手动操作直接指令液压动力系统工作，控制行走单元、支臂单元和清洁单元的工作；遥控单元采用一对一编码方式，多个遥控清洁设备在同一现场同时工作时，彼此的每个遥控单元之间互相不干扰互相不通用。
[0018]所述液压动力系统包括柴油机、液压泵、电控液压阀、发电机、电瓶和液压油散热器；
[0019]柴油机位于前顶盖下方，柴油机一端连接液压泵，柴油机另一端连接发电机；电控液压阀、电瓶和液压油散热器均位于主体框架内部；
[0020]柴油机产生动力，带动液压泵旋转产生高压油，通过遥控单元和处理单元的指令，经电控液压阀的限制，按要求供给驱动轮、回转液压马达、后支臂液压缸、中支臂液压缸、伸缩液压缸和滚刷旋转马达，使上述各部位正常工作；柴油机产生动力带动发电机发电，保证遥控液压清洁设备电能的供应，多余部分送电瓶储存；双速液压马达、液压泵、电控液压阀、伸缩液压缸、中支臂液压缸、后支臂液压缸、回转液压马达和滚刷旋转马达中液压油产生的热量，经液压油散热器降温后返回左侧液压油箱再次循环使用。
[0021]所述清洁单元为单辊滚刷，配有几种不同规格，可拆卸，可装换，能够对不同规格光伏组件的表面进行组件宽度单辊匹配覆盖。
[0022]通过控制滚刷旋转马达旋转，带动清洁刷辊旋转，使刷辊转速达到280-360转/分，光伏电站组件表面尘土及附着物完全清除，同时有抛光功能使光伏电站组件表面洁净如初。
[0023]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0024](I)本发明将遥控清洁车和遥控清洁机构有机的结合，同时采用遥控控制，能够根据遥控清洁车自身姿态实时调整支臂单元和清洁单元；节省人力；具有、结构简单、易操控、便于运输，成本低，高效等优点；
[0025]此外，本发明中的支臂单元具备五个自由度，其一为支臂可以水平旋转，其二为支臂垂直旋转，其三为中臂和清洁单元可以折叠运输，其四为中支臂可以二次垂直旋转，带动清洁单元再次上下移动调整高度角，其五为前支臂伸缩，可以保证清洁单元有很高适应性，保持车辆稳定，减缓侧倾同时也增加组件安全，对光伏电站组件10 — 80度任何角度完成清洁作业。
[0026](2)本发明支臂单元的中支臂和中支臂液压缸的顶端中间还放置有弹簧减缓部件，用于道路不平车辆倾斜时在次保护太阳能光伏组件安全。
[0027](3)本发明遥控清洁车采用浮动承重轮、弹簧涨紧轮共同配合，适应各种凹凸不平路面减缓自身姿态，同时使用双速液压马达，行驶速度可达到4.5公里/小时，在O—4.5公里/小时范围内无极变速，根据实际需要确定速度自动巡航，在狭小的地方左驱动轮可以向前旋转，同时右驱动轮可以向后旋转，减少回转半径利于原地掉头。
[0028](4)本发明中清洁单元具备两个自由度，其一可根据清洁辊的需要调整自身的转动方向，其二，实时调整清洁单元的角度与光伏组件表面平行，避免清洁单元触碰光伏组件表面，确保光伏组件安全，清洁过程中同时使用辊刷和除尘两种清洁方式，无需水源，适用于中西部荒漠地区。
[0029](5)本发明左侧液压油箱右侧柴油油箱，分别独立固定在主体框架左右两侧，同时达到配重和存储的功能。滚刷固定支架位于右侧柴油油箱的上方；当中臂和清洁单元折叠运输时，清洁滚刷固定于滚刷固定支架上确保运输安全。
[0030](6)本发明中的支臂单元与清洁单元均安装于清洁车中上部，避免了安装于机车头部由于杠杆原理所引起的机车剧烈晃动问题，在工作状态时更加稳定。
[0031](7)本发明所述的多个遥控清洁车，遥控单元采用一对一编码方式，多个遥控清洁车在同一现场同时工作时，彼此的每个遥控单元之间互相不干扰互相不通用，增加了清洁效率、实用性和安全性。
[0032](8)本发明的遥控清洁车和遥控清洁机构的液压泵、双速液压马达、回转液压马达、后支臂液压缸、中支臂液压缸、伸缩液压缸、滚刷旋转马达，电控液压阀、液压油产生的热量，经液压油散热器、降温后返回左侧液压油箱再次循环使用，达到提高工作效率、降低燃油成本的目的。
[0033](9)本发明的清洁单元为单辊滚刷，配有不同规格，可拆卸，可装换，能够对不同规格光伏组件的表面进行组件宽度单辊全方位匹配覆盖，提高了适用范围。
[0034](10)本发明通过滚刷旋转马达旋转，带动清洁刷辊旋转，使刷辊转速达到280-360转/分，光伏电站组件表面尘土及附着物完全清除，同时有抛光功能使光伏电站组件表面洁净如初，大大提高了清洁质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是本发明的整体结构组成框图；
[0036]图2是本发明的行走单元和车架机构中机车底盘示意图；
[0037]图3是本发明的行走单元和车架机构中主体框架示意图；
[0038]图4是本发明的车架机构的部分示意图；
[0039]图5是本发明的液压动力系统、处理单元和支臂单元结构示意图；
[0040]图6是光伏组件10度角时，本发明的工作状态示意图；
[0041]图7是光伏组件80度角时，本发明的工作状态示意图；
[0042]图8是本发明的支臂单元回折(转场运输)状态示意图；
[0043]图9是本发明的遥控单元示意图；
[0044]图10是本发明清洁单元的滚刷支架示意图；
[0045]图11是本发明清洁单元的部分示意图；
[0046]图12是本发明清洁单元的清洁刷辊示意图；
[0047]附图标记:
[0048]今1-遥控清洁车；2_遥控清洁机构；11_车架机构；12_行走单元；13_液压动力系统；14_遥控控制系统；21_支臂单元；22_清洁单元；
[0049]今1101-机车底盘；1102-主体框架；1103-前门；1104-后门；1105-前顶盖；1106-后顶盖；1107-左侧液压油箱；1108-右侧柴油油箱；1109_滚刷固定支架；1110_回转支撑固定板；
[0050]今121-橡胶履带；122-双速液压马达；123-驱动轮；124-两个浮动承重轮；125-弹簧涨紧轮；
[0051]今131-柴油机；132_液压泵;133_电控液压阀；134_发电机;135_电瓶；136_液压油散热器；
[0052]今141-遥控单元；14101-总开关；14102-总电源；14103-急停开关；14104-左手柄开关；14105-右手柄开关；14106-除尘开关；14107-滚刷正反转开关；14108-照明开关；14109-中支臂上开关；14110-中支臂下开关；14111-前支臂伸开关；14112_前支臂缩开关；14113_行走急停开关；14114_散热器开关；
[0053]今142-处理单元；1421_接收器；1422_处理器；
[0054]今2101-滚刷固定轴；2102_前支臂；2103_伸缩液压缸；2104_中支臂；2105_弹簧减缓部件；2106_中支臂液压缸；2107_支臂回折连接件；2108_后支臂；2109_后支臂液压缸；2110_支臂固定盘；2111_回转支撑；2112_回转液压马达；
[0055]今221-滚刷上吊件；222_滚刷连接主梁；223_滚刷左固定板；224_滚刷右固定板；225-防尘罩固定架；226-阳光布防尘罩；227_清洁刷辊；228_除尘风扇；229_滚刷旋转马达。
【具体实施方式】
[0056]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0057]如图1所示，本发明包括；遥控清洁车1、遥控清洁机构2 ;遥控清洁车I包括车架机构11、行走单元12、液压动力系统13和遥控控制系统14 ;遥控清洁机构2包括支臂单元21和清洁单元22 ;支臂单元21与清洁单元22均安装于遥控清洁车I的中上部。
[0058]如图2-4所示，车架机构11包括:机车底盘1101、主体框架1102、前门1103、后门1104、前顶盖1105、后顶盖1106、左侧液压油箱1107、右侧柴油油箱1108、滚刷固定支架1109和回转支撑固定板1110 ；
[0059]主体框架1102为车架机构11的主框架；左侧液压油箱1107和右侧柴油油箱1108分别在主体框架1102左侧和右侧；机车底盘1101在主体框架1102的下方；前门1103和后门1104分别在主体框架1102的正前方和正后方；前顶盖1105和后顶盖1106分别位于回转支撑固定板1110的左侧和右侧、均位于主体框架1102的正上方；回转支撑固定板1110位于主体框架1102的正上方的中央；滚刷固定支架1109位于右侧柴油油箱1108的上方；左侧液压油箱1107和右侧柴油油箱1108有配重和储存的功能。
[0060]如图2、图9所示，行走单元12包括两部分，两部分分别固定于车架机构11的底盘左右两端，两部分结构完全相同；其中一部分包括橡胶履带121、双速液压马达122、驱动轮123、两个浮动承重轮124、弹簧涨紧轮125 ;其中，橡胶履带121包裹着驱动轮123、浮动承重轮124和弹簧涨紧轮125 ;驱动轮123固定在双速液压马达122的外端，推动橡胶履带121前行；双速液压马达122、浮动承重轮124和弹簧涨紧轮125均固定于车体框架底盘一端。
[0061]通过遥控单元141中的左手柄开关14104发指令给接收器1421、接收器1421指令处理器1422、处理器1422指令电控液压阀133将液压泵123产生的高压油传递给双速液压马达122使双速液压马达122转动，双速液压马达122带动驱动轮123转动，驱动轮123带动橡胶履带121，使遥控清洁车I按要求前进、后退、左转或右转；遥控清洁车I每小时O—
4.5公里范围内行驶。
[0062]通过遥控单元141中的左手柄开关14104发指令给接收器1421、接收器1421指令处理器1422、处理器1422指令电控液压阀133、将液压泵123产生的高压油增加供油量，使速液压马达122增加转速，同时使遥控清洁车I的速度增加；遥控清洁车I行驶速度符合自己要求时，通过遥控单元141中的左手柄开关14104固定3秒钟，发指令给接收器1421、接收器1421指令处理器1422、处理器1422确定电压并记忆保存当前位置，限定电控液压阀133的高压油供油量，使双速液压马达122转速确定，实现速度自动巡航和无极变速功能。
[0063]遥控单元141中的左手柄开关14104控制双速液压马达122前进、后退、左转、右转；左手柄开关14104向前推遥控清洁车I前进，往后拉遥控清洁车I后退、往左推遥控清洁车I左转、往右推遥控清洁车I右转，手柄中心为零速，推到底和拉到底为最高时速；根据实际需要左手柄开关14104向前或向后推，在任意一点固定3秒钟实现速度自动巡航和无极变速功能。
[0064]如图5、图9，所示，液压动力系统13包括柴油机131、液压泵132、电控液压阀133、发电机134、电瓶135和液压油散热器136 ；
[0065]柴油机131位于前顶盖1105下方，柴油机131 —端连接液压泵132，柴油机131另一端连接发电机134 ;电控液压阀133、电瓶135和液压油散热器136均位于主体框架1102内部；
[0066]柴油机131产生动力，带动液压泵132旋转产生高压油，通过遥控单元141和处理单元142的指令，经电控液压阀133的限制，按要求供给驱动轮123、回转液压马达221、后支臂液压缸218、中支臂液压缸215、伸缩液压缸213和滚刷旋转马达229，使上述各部位正常工作；柴油机131产生动力带动发电机134发电，保证遥控液压清洁设备电能的供应，多余部分送电瓶135储存；双速液压马达122、液压泵132、电控液压阀133、伸缩液压缸213、中支臂液压缸215、后支臂液压缸218、回转液压马达221和滚刷旋转马达229中液压油产生的热量，经液压油散热器136降温后返回左侧液压油箱1107再次循环使用。
[0067]开启遥控单元141的总开关14101、总电源14102，指示灯显示各模块通电；接收器1421、处理器1422和电控液压阀133开始工作；根据需要开启散热器开关14114，使液压油散热器136开始工作，检查、水温、油温、电压、电路、油路，启动行走单元12，开始工作。
[0068]当散热器开关14113开启发出指令时，接收器输出电信号使处理器1422确定开启发电机134 ;电瓶135的供电开关，使液压油散热器开关136的电子扇启动，液压油产生的热量，经液压油散热器136降温后返回左侧液压油箱1107再次循环使用。
[0069]如图5、图9所示，支臂单元21具有五个自由度，分别是水平旋转、垂直旋转、二次垂直旋转、回折和伸缩；支臂单元21包括辊刷固定轴2101、前支臂2102、伸缩液压缸2103、中支臂2104、弹簧减缓部件2105、中支臂液压缸2106、支臂回折连接件2107、后支臂2108、后支臂液压缸2109、支臂固定盘2110、回转支撑2111和回转液压马达2112 ;回转液压马达2112与回转支撑2111连接；回转支撑2111与支臂固定盘2110连接；支臂固定盘2110与后支臂2108连接；后支臂液压缸2109 —端连接支臂固定盘2110，另一端连接后支臂2108 ；后支臂2108与中支臂2105通过支臂回折连接件2107连接；支臂回折连接件2107 —端连接于后支臂2108的顶部，支臂回折连接件2107另一端的上部与中支臂2104连接，支臂回折连接件2107另一端的下部与中支臂液压缸2106连接；中支臂液压缸2106 —端连接支臂回折连接件2107，另一端通过弹簧减缓部件2105连接中支臂2104 ;前支臂2102在中支臂2104内部；伸缩液压缸2103在前支臂2102内部；伸缩液压缸2103的一端固定中支臂2104底部，另一端固定在前支臂2102前部；前支臂2102通过辊刷固定轴2101与清洁单元22连接；
[0070]回转液压马达2112带动回转支撑2111水平旋转，清洁单元22也同步旋转，从而实现水平旋转；后支臂2108在后支臂液压缸2109伸缩的作用下形成垂直旋转，带动清洁单元22上下移动，从而实现垂直旋转；支臂回折连接件2107左右两边有两个销轴，根据实际需要去掉其中一个销轴，以另一销轴为轴使中支臂2104、前支臂2102及清洁单元22作为一个整体回折，并置于车架机构11上，便于运输和转场，从而实现回折功能；在中支臂液压缸2106伸缩的作用下，中支臂2104、前支臂2102及清洁单元22做为一个整体形成二次垂直旋转，带动清洁单元22再次上下移动，调整高度角，对光伏电站组件10 — 80度任何角度都可以完成清洁作业，前支臂2102内置伸缩液压缸2103，通过驱动伸缩液压缸2103带动前支臂2102按需要伸缩，从而实现伸缩功能，伸缩功能可以最大化的减缓车辆侧倾现象，保持车辆稳定，减缓侧倾同时也增加组件安全。
[0071]当遥控单元141的右手柄开关14105向前推，后支臂开关2108向下旋转；往后拉，后支臂开关2108向上旋转；向左推，回转液压马达2112向左旋转，带动回转支撑2111向左旋转；向右推，回转液压马达2112向右旋转，带动回转支撑2111向右旋转。
[0072]当遥控单元141的右手柄开关14105发出指令时，接收器1421接收电信号后，由处理器1422确定电控液压阀133的流量，将液压泵123产生的高压油传递给后支臂液压缸2109和回转液压马达2112，使后支臂液压缸2109伸缩带动后支臂2108上下旋转，带动清洁单元22上下移动，从而实现垂直旋转。使回转液压马达2112左右旋转，带动回转支撑2111的水平旋转，清洁单元22也同步旋转，从而实现水平旋转。
[0073]当遥控单元141的中支臂上开关14109、中支臂下开关14110的开关开启发出指令时，通过处理单元142的接收器1421的电信号指令处理器1422确定电控液压阀133的流量，将液压泵123产生的高压油传递给中支臂液压缸2106，使中支臂液压缸2106伸缩带动中支臂2104上下旋转，形成二次垂直旋转，清洁单元22跟随再次上下移动调整高度角适应光伏电站组件表面。
[0074]当遥控单元141的前支臂伸开关14111、前支臂缩开关14112发出指令时，通过处理单元142的接收器1421接收电信号，通过处理器1422确定电控液压阀133的流量，将液压泵123产生的高压油传递给前支臂液压缸2103使前支臂液压缸2103伸缩带动前支臂2102按需要伸缩，从而实现伸缩功能。
[0075]如图5-图8所示，在支臂单元21的中支臂2104和中支臂液压缸2106的顶端中间还放置有弹簧减缓部件2105，用于道路不平车辆倾斜时保护太阳能光伏组件安全。
[0076]弹簧减缓部件2105是一个长200毫米，宽120毫米，高100毫米的方形筒状焊接加工物体，宽度的一边与中支臂2104固定焊接，筒状底部有弹簧固定点，筒状口部有一个活塞尺寸与内口径相同，在筒状口径内滑动，活塞的一端与中支臂液压缸2106的内缸径顶端连接，在筒状口径外有一个固定板防止活塞脱落，活塞的另一端有弹簧固定点，选择适当弹簧安放于活塞和筒状底部之间，当中支臂液压缸2106伸缩带动中支臂2104上下旋转时，中支臂液压缸2106的力先给予弹簧减缓部件2105中的弹簧，用弹簧的张力推动中支臂2104上下旋转，形成二次垂直旋转。清洁单元22的重量和杠杆力使弹簧减缓部件2105受到很大的重量，经弹簧的反作用力使清洁单元22的清洁刷辊227，用很轻的力量托起。当道路不平车辆突然倾斜时太阳能光伏组件用很轻的托力托起清洁刷辊227使太阳能光伏组件的安全受到保护免于破损，操控人员有足够的时间使支臂单元21和清洁单元22同时升起。
[0077]如图5、图9所示，遥控控制系统14包括遥控单元141和处理单元142，遥控单兀141包括:总开关14101、总电源14102、急停开关14103、左手柄开关14104、右手柄开关
14105、除尘开关14106、滚刷正反转开关14107、照明开关14108、中支臂上开关14109、中支臂下开关14110、前支臂伸开关14111、前支臂缩开关14112 ;处理单元142包括接收器1421和处理器1422 ;遥控单元141为独立遥控器，与车架机构11分离；处理单元142位于后顶盖1106下方；遥控单元141发出指令，处理单元142接收指令使液压动力系统13工作，从而控制行走单元12、支臂单元21和清洁单元22工作；当遥控单元141发生意外不能发出指令时，处理单元142有手动操控系统直接指令液压动力系统13工作，从而控制行走单元12、支臂单元21和清洁单元22的工作；遥控单元141采用一对一编码方式，多个遥控清洁设备在同一现场同时工作时，彼此的每个遥控单元141之间互相不干扰互相不通用。
[0078]遥控单元141为独立遥控器，与车架机构11分离；遥控器电路板和电器元件被遥控器外壳所封装，遥控器按键手动模式；手动模式是指人工操控遥控单元141的总开关14101、总电源14102、急停开关14103、左手柄开关14104、右手柄开关14105、除尘开关
14106、滚刷正反转开关14107、照明开关14108、中支臂上开关14109、中支臂下开关14110、前支臂伸开关14111、前支臂缩开关14112 ;行走急停开关14113和散热器开关14114的所有开关，通过无线发射将电信号传递到处理单元142的处理器1422 ;接收器1421以线缆方式将电信号传递到处理器1422，处理器1422以线缆方式指令电控液压阀133 ;除尘风扇228 ;液压油散热器136的电子扇；照明灯具等所有电器工作。
[0079]处理器1422除有处理接收器1421的所有指令外，还另有一套与遥控单元141相同的手动模式控制按键，以防止遥控器丢失或损坏应急之需。
[0080]遥控单元141遥控器采用电池供电，电量通过遥控器电源指示灯所指示；电量不足则电源指示灯不亮，总开关14101是控制遥控器电池电源开关，总电源14102是控制遥控清洁车I内所有电源开关；急停开关14103是控制遥控清洁车1，停止一切工作的电源开关，行走急停开关14113是控制遥控清洁车I行走停止的电源开关，当遥控清洁车I发生问题时，总开关14101、总电源14102、急停开关14103、行走急停开关14113任何按键，都可关闭车内电源使行驶车辆被迫停止。
[0081]除尘开关14106是控制清洁单元22上两个除尘风扇228的电源开关；滚刷正反转开关14107是控制滚刷旋转马达229的电源开关；照明开关14108是控制夜间工作灯的电源开关；中支臂上开关14109、中支臂下开关14110是控制中支臂液压缸2106和清洁单元22上下运动的电源开关；前支臂伸开关14111、前支臂缩开关14112是控制前支臂、前支臂液压缸2103和前支臂2102伸缩的电源开关；行走急停开关14113是控制行走单元12紧急停止的开关；散热器开关14114是控制液压油散热器136的电子扇的电源开关。
[0082]如图9-12所示，清洁单元22包括:滚刷上吊件221、滚刷连接主梁222、滚刷左固定板223、滚刷右固定板224、防尘罩固定架225、阳光布防尘罩226、清洁刷辊227、除尘风扇228和滚刷旋转马达229 ;清洁单元22具有两个自由度:一个自由度是实时调整自身的转动方向，另一个自由度是实时调整与光伏电站组件表面的平行方向；清洁单元22工作过程中同时使用滚刷和排尘两种清洁方式，无需水源；
[0083]滚刷上吊件221与滚刷连接主梁222连接；滚刷旋转马达229与滚刷左固定板223连接；滚刷连接主梁222 —端连接滚刷左固定板223，另一端连接滚刷右固定板224 ;滚刷连接主梁222、滚刷左固定板223和滚刷右固定板224的两侧分别与防尘罩固定架225连接；阳光布防尘罩226包裹在防尘罩固定架225周围；清洁刷辊227 —端与滚刷左固定板223上固定的滚刷旋转马达229连接，另一端与滚刷右固定板224连接；滚刷左固定板223和滚刷右固定板224上各安装一除尘风扇228 ;清洁刷辊227通过滚刷左固定板223上固定的滚刷旋转马达229可自由旋转，以清除光伏电站组件表面尘土及附着物；清洁单元22通过调整滚刷上吊件221与滚刷连接主梁222的上下位置，使清洁单元22与光伏电站组件表面基本平行。清洁单元22为单辊滚刷，配有几种不同规格，可拆卸，可装换，能够对不同规格光伏组件的表面进行组件宽度单辊匹配覆盖。通过控制滚刷旋转马达229旋转，带动清洁刷辊227旋转，使刷辊转速达到280-360转/分，光伏电站组件表面尘土及附着物完全清除，同时有抛光功能使光伏电站组件表面洁净如初。
[0084]当遥控单元141的滚刷正反转开关14107开启发出指令时，接收器1421接收信号后，送至处理器1422，处理器1422输出电信号指令电控液压阀133，将液压泵123产生的高压油按要求传递给清洁单元22的滚刷旋转马达229旋转，带动清洁刷辊227旋转。
[0085]当遥控单元141的除尘开关14106开启发出指令时，接收器1421接收信号后送至处理器1422，使处理器1422的电源开关开启，从而使清洁单元22上两个除尘风扇228旋转；将清洁刷辊227旋转清除的表面尘土排送到光伏电站组件表面之外。
[0086]本发明未详细阐述部分属于本领域技术人员的公知技术。
[0087]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围，例如处理器1422可由计算机控制、单边机控制、多种控制方法。
【权利要求】
1.一种光伏电站组件遥控液压清洁设备，包括:遥控清洁车(I)、遥控清洁机构(2);所述遥控清洁车(I)包括车架机构(11)、行走单元(12)、液压动力系统(13)和遥控控制系统(14);液压动力系统(13)和遥控控制系统(14)置于车架机构(11)内部；遥控控制系统(14)发出控制指令给液压动力系统(13)，液压动力系统(13)使行走单元(12)和遥控清洁机构(2)工作；遥控清洁机构(2)包括支臂单元(21)和清洁单元(22);其特征在于:所述支臂单元(21)具有五个自由度，分别是水平旋转、垂直旋转、二次垂直旋转、回折和伸缩；支臂单元(21)包括辊刷固定轴(2101)、前支臂(2102)、伸缩液压缸(2103)、中支臂(2104)、弹簧减缓部件(2105)、中支臂液压缸(2106)、支臂回折连接件(2107)、后支臂(2108)、后支臂液压缸(2109)、支臂固定盘(2110)、回转支撑(2111)和回转液压马达(2112);回转液压马达(2112)与回转支撑(2111)连接；回转支撑(2111)与支臂固定盘(2110)连接；支臂固定盘(2110)与后支臂(2108)连接；后支臂液压缸(2109) —端连接支臂固定盘(2110)，另一端连接后支臂(2108);后支臂(2108)与中支臂(2105)通过支臂回折连接件(2107)连接；支臂回折连接件(2107) —端连接于后支臂(2108)的顶部，支臂回折连接件(2107)另一端的上部与中支臂(2104)连接，支臂回折连接件(2107)另一端的下部与中支臂液压缸(2106)连接；中支臂液压缸(2106) —端连接支臂回折连接件(2107)，另一端通过弹簧减缓部件(2105)连接中支臂(2104);前支臂(2102)在中支臂(2104)内部；伸缩液压缸(2103)在前支臂(2102)内部；伸缩液压缸(2103)的一端固定中支臂(2104)底部，另一端固定在前支臂(2102)前部；前支臂(2102)通过辊刷固定轴(2101)与清洁单元(22)连接； 回转液压马达(2112)带动回转支撑(2111)水平旋转，清洁单元(22)也同步旋转，从而实现水平旋转；后支臂(2108)在后支臂液压缸(2109)伸缩的作用下形成垂直旋转，带动清洁单元(22)上下移动，从而实现垂直旋转；支臂回折连接件(2107)左右两边有两个销轴，根据实际需要去掉其中一个销轴，以另一销轴为轴使中支臂(2104)、前支臂(2102)及清洁单元(22)做为一个整体回折，并置于车架机构(11)上，便于运输和转场，从而实现回折功能；在中支臂液压缸(2106)伸缩的作用下，中支臂(2104)、前支臂(2102)及清洁单元(22)做为一个整体形成二次垂直旋转，带动清洁单元(22)再次上下移动，调整高度角，对光伏电站组件10 — 80度任何角度都可以完成清洁作业；前支臂(2102)内置伸缩液压缸(2103)，通过驱动伸缩液压缸(2103)带动前支臂(2102)按需要伸缩，从而实现伸缩功能，伸缩功能可以最大化的减缓侧倾现象，保持车辆稳定，减缓侧倾同时也增加组件安全。
2.根据权利要求1所述的光伏电站组件遥控液压清洁设备，其特征在于:在所述支臂单元(21)的中支臂(2104)和中支臂液压缸(2106)的顶端中间还放置有弹簧减缓部件(2105)，用于道路不平车辆倾斜时保护太阳能光伏组件安全。
3.根据权利要求1或2所述的光伏电站组件遥控液压清洁设备，其特征在于:所述行走单元(12)包括两部分，行走单元(12)两部分分别固定于车架机构(11)的底盘两端，两部分结构完全相同；其中一部分包括橡胶履带(121)、双速液压马达(122)、驱动轮(123)、两个浮动承重轮(124)和弹簧涨紧轮(125);其中，橡胶履带(121)包裹着驱动轮(123)、两个浮动承重轮(124)和弹簧涨紧轮(125);驱动轮(123)固定在双速液压马达(122)的外端，推动橡胶履带(121)前行；双速液压马达(122)、两个浮动承重轮(124)和弹簧涨紧轮(125)均固定于车体框架底盘一端；通过遥控控制系统(14)控制液压动力系统(13)产生的高压油传递给双速液压马达(122)，使双速液压马达(122)转动，双速液压马达(122)带动驱动轮(123)转动，驱动轮(123)带动橡胶履带(121)，使遥控清洁车(I)按要求前进、后退、左转或右转；所述双速液压马达(122)转动能力在每小时O—4.5公里范围，通过遥控控制系统(14)控制液压动力系统(13)产生的高压油增加转速，同时使遥控清洁车(I)的速度增加；双速液压马达(122)转速符合自己要求时，通过遥控控制系统(14)确定电压记忆并保存当前位置，使双速液压马达(122)转速确定，实现速度自动巡航和无极变速功能。
4.根据权利要求1或2所述的光伏电站组件遥控液压清洁设备，其特征在于:所述清洁单元(22)包括:滚刷上吊件(221)、滚刷连接主梁(222)、滚刷左固定板(223)、滚刷右固定板(224)、防尘罩固定架(225)、阳光布防尘罩(226)、清洁刷辊(227)、除尘风扇(228)和滚刷旋转马达(229);清洁单元(22)具有两个自由度:一个自由度是实时调整自身的转动方向，另一个自由度是实时调整与光伏电站组件表面的平行方向；清洁单元(22)工作过程中同时使用滚刷和排尘两种清洁方式，无需水源； 滚刷上吊件(221)与滚刷连接主梁(222)连接；滚刷旋转马达(229)与滚刷左固定板(223)连接；滚刷连接主梁(222)—端连接滚刷左固定板(223)，另一端连接滚刷右固定板(224);滚刷连接主梁(222)、滚刷左固定板(223)和滚刷右固定板(224)的两侧分别与防尘罩固定架(225)连接；阳光布防尘罩(226)包裹在防尘罩固定架(225)周围；清洁刷辊(227) —端与滚刷左固定板(223)上固定的滚刷旋转马达(229)连接，另一端与滚刷右固定板(224)连接；滚刷左固定板(223)和滚刷右固定板(224)上各安装一除尘风扇(228);清洁刷辊(227)通过滚刷左固定板(223)上固定的滚刷旋转马达(229)可自由旋转，以清除光伏电站组件表面尘土及附着物；清洁单元(22)通过调整滚刷上吊件(221)与滚刷连接主梁(222)的上下位置，使清洁单元(22)与光伏电站组件表面基本平行。
5.根据权利要求1或2所述的光伏电站组件遥控液压清洁设备，其特征在于:所述车架机构(11)包括:机车底盘(1101)、主体框架(1102)、前门(1103)、后门(1104)、前顶盖(1105)、后顶盖(1106)、左侧液压油箱(1107)、右侧柴油油箱(1108)、滚刷固定支架(1109)和回转支撑固定板(1110)； 主体框架(1102)为车架机构(11)的主框架；左侧液压油箱(1107)和右侧柴油油箱(1108)分别在主体框架(1102)左侧和右侧；机车底盘(1101)在主体框架(1102)的下方；前门(1103)和后门(1104)分别在主体框架(1102)的正前方和正后方；前顶盖(1105)和后顶盖(1106)分别位于回转支撑固定板(1110)的左侧和右侧、均位于主体框架(1102)的正上方；回转支撑固定板(1110)位于主体框架(1102)的正上方的中央；滚刷固定支架(1109)位于右侧柴油油箱(1108)的上方；左侧液压油箱(1107)和右侧柴油油箱(1108)有配重和储存的功能。
6.根据权利要求1或2所述的光伏电站组件遥控液压清洁设备，其特征在于:所述支臂单元(21)与清洁单元(22)均安装于遥控清洁车(I)的中上部。
7.根据权利要求1或2所述的光伏电站组件遥控液压清洁设备，其特征在于:所述遥控控制系统(14)包括遥控单元(141)和处理单元(142)，遥控单元(141)为独立遥控器，与车架机构(11)分离；处理单元(142)位于车架机构(11)内部；处理单元(142)包括接收器(1421)和处理器(1422);遥控单元(141)发出指令，处理单元(142)接收指令使液压动力系统(13)工作，从而控制行走单元(12)、支臂单元(21)和清洁单元(22)工作；处理单元(142)还具有手动操控功能，当遥控单元(141)发生意外不能发出指令时，通过手动操作直接指令液压动力系统(13)工作，控制行走单元(12)、支臂单元(21)和清洁单元(22)的工作；遥控单元(141)采用一对一编码方式，多个遥控清洁设备在同一现场同时工作时，彼此的每个遥控单元(141)之间互相不干扰互相不通用。
8.根据权利要求1或2所述的光伏电站组件遥控液压清洁设备，其特征在于:所述液压动力系统(13)包括柴油机(131)、液压泵(132)、电控液压阀(133)、发电机(134)、电瓶(135)和液压油散热器(136)； 柴油机(131)位于前顶盖(1105)下方，柴油机(131) —端连接液压泵(132)，柴油机(131)另一端连接发电机(134);电控液压阀(133)、电瓶(135)和液压油散热器(136)均位于主体框架(1102)内部； 柴油机(131)产生动力，带动液压泵(132)旋转产生高压油，通过遥控单元(141)和处理单元(142)的指令，经电控液压阀(133)的限制，按要求供给驱动轮(123)、回转液压马达(221)、后支臂液压缸(218)、中支臂液压缸(215)、伸缩液压缸(213)和滚刷旋转马达(229)，使上述各部件正常工作；柴油机(131)产生动力带动发电机(134)发电，保证遥控液压清洁设备电能的供应，多余部分送电瓶(135)储存；双速液压马达(122)、液压泵(132)、电控液压阀(133)、伸缩液压缸(213)、中支臂液压缸(215)、后支臂液压缸(218)、回转液压马达(221)和滚刷旋转马达(229)中液压油产生的热量，经液压油散热器(136)降温后返回左侧液压油箱(1107)再次循环使用。
9.根据权利要求1或2所述的光伏电站组件遥控液压清洁设备，其特征在于:所述清洁单元(22)为单辊滚刷，配有几种不同规格，可拆卸，可装换，能够对不同规格光伏组件的表面进行组件宽度单辊匹配覆盖。
10.根据权利要求4所述的光伏电站组件遥控液压清洁设备，其特征在于:所述遥控控制系统(14)和液压动力系统(13)通过控制滚刷旋转马达(229)旋转，从而带动清洁刷辊(227)旋转，使清洁刷辊(227)的转速达到280-360转/分，使光伏电站组件表面尘土及附着物完全清除，同时有抛光功能使光伏电站组件表面洁净如初。
【文档编号】B08B13/00GK104128318SQ201410319011
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月5日 优先权日:2014年7月5日
【发明者】武立轩 申请人:北京安必信金属制品有限公司