清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备的制造方法
【专利摘要】清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，由车体、清洁刷自动调节装置、清洁刷自适应调节装置、清洁刷刷体四部分组成，车体由驱动车(1)和机架(2)组成，清洁刷刷体由刷体支撑梁(30)、锥形导向轮(31)、毛刷辊(32)、隔板(33)、支撑轮(34)、光伏板(35)、刷子驱动马达(37)、引风管(38)组成；锥形导向轮(31)固定在刷体支撑梁(30)最上端，刷体支撑梁(30)上均布3～5个隔板(33)，每块隔板下端安装一组支撑轮(34)；相邻隔板(33)之间分别平行安装两根清洁刷(32)，清洁刷(32)通过隔板(33)上的轴承串联成一体，每排清洁刷的最下端分别与刷子驱动马达(37)连接，引风管(38)安装在刷子支撑梁(30)的空腔内。
【专利说明】
清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备
技术领域
[0001]本发明涉及太阳能光伏板清洁技术。
【背景技术】
[0002]光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。但是随着使用时间的积累，光伏板上会积累灰尘或动物粪便等，不仅降低了光伏板的光-电转化率，造成巨大的经济损失，而且容易形成“热岛效应”，导致光伏板局部发热而损坏。所以光伏板表面的清洁成了光伏产业发展的必然要求。
[0003]根据国内外的相关文献，目前国内太阳能光伏板清洁以使用清洁车冲洗的清洁方式为主，此外还有一些研究性实验通过在光伏组件上安装机器人除尘、使用电帘除尘以及采用价格昂贵的自清洁光伏板材料等。固定在光伏板上的除尘机器人不适合于大规模的光伏发电站，且前期投入较大、后期维护工作繁杂；电帘除尘、自清洁材料成本过高，因而都没有得到较好的推广;现在普遍采用的是人工擦洗和清洗车冲洗的清洁方式，清洗费用高、水量需求大、且冬季易结冰。我国的西北五省的光伏装机容量达到全国的83.7%，然而这些地区恰好是风沙量大、常年干旱缺水的地区。国外市场上有通过人工调节清洁刷角度与高度的清洁设备，但是国内光伏板安装高度差异较大，清洁通道路况复杂，无法使用该类设备进行清洁。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种清洁刷能够自适应调节的太阳能光伏板清洁设备。
[0005]本发明是清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，由车体、清洁刷自动调节装置、清洁刷自适应调节装置、清洁刷刷体四部分组成，车体由驱动车I和机架2组成，清洁刷自动调节装置由水平驱动马达3、水平移动导轨4、水平驱动丝杠5、水平丝杠螺母6、水平移动滑块7、转盘8、立柱9、竖直丝杠螺母10、竖直移动丝杠11、竖直移动滑块12、竖直移动导轨17、主摆动臂18、主液压缸19、副摆动臂20组成；水平驱动马达3、水平驱动丝杠5、水平移动导轨4分别固定在机架2上，水平驱动马达3与水平驱动丝杠5连接，水平丝杠螺母6固定在水平移动滑块7上并与水平驱动丝杠5啮合，水平移动滑块7与水平移动导轨4啮合，转盘8与水平移动滑块7连接;立柱9固定在转盘8上，竖直驱动马达16、竖直驱动丝杠12、竖直移动导轨17、滑轮14固定在立柱9上，竖直驱动马达16与竖直驱动丝杠12连接，竖直丝杠螺母10固定在竖直移动滑块11上并与竖直驱动丝杠12啮合，竖直移动滑块11固定在主摆动臂18上并与竖直移动导轨17啮合，主摆动臂18与副摆动臂20通过大铰链36连接，主液压缸19的缸体固定在主摆动臂18上，主液压缸19的活塞杆连接在副摆动臂20上；
[0006]清洁刷自适应调节装置由重锤13、滑轮14、大钢丝绳15、副液压缸21、小缸导轨22、小杆23、小缸滑块24、小钢丝绳25、直线轴承26、小铰链27、光轴28、球铰29、刷体支撑梁30组成;两根大钢丝绳15分别绕过滑轮14，一端固定在刷体支撑梁30上，另一端与立柱9旁边的两块重锤13连接;直线轴承26通过小铰链27固定在副摆动臂20上，光轴28穿过直线轴承26并通过球铰29连接在刷体支撑梁30上；副液压缸21固定在副摆动臂20上，小缸滑块24与小缸导轨22啮合并固定副摆动臂20上，小缸滑块24上连接小杆23，副液压缸21的活塞杆与小杆23连接，小钢丝绳25的一端连接在小杆23的端部，另一端绕过滑轮与刷体支撑梁30连接；
[0007]清洁刷刷体由刷体支撑梁30、锥形导向轮31、毛刷辊32、隔板33、支撑轮34、光伏板35、刷子驱动马达37、引风管38组成;锥形导向轮31固定在刷体支撑梁30最上端，刷体支撑梁30上均布3?5个隔板33，每块隔板下端安装一组支撑轮34;相邻隔板33之间分别平行安装两根清洁刷32，清洁刷32通过隔板33上的轴承串联成一体，每排清洁刷的最下端分别与刷子驱动马达37连接，引风管38安装在刷子支撑梁30的空腔内。
[0008]本发明有益之处为:
[0009]1.该设备的刷体通过锥形导向轮和支撑轮实现与光伏板的良好接触，保持刷毛有恒定的压缩量，保证了清扫效果；
[0010]2.该设备的清洁刷能够在较大的范围内自适应调节，保证清洁刷与光伏板的相对位置固定不变，降低了对控制系统的要求，提高了清洁效率；
[0011 ] 3.该设备可以通过配重机构任意调节清洁刷与光伏板的接触压力；
[0012]4.该设备通过水平、竖直方向的移动机构以及转盘，对刷体的位置进行调节，能够适用于不同高度和角度光伏板的清洁工作；
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图，附图标记及对应名称为:驱动车I，机架2，水平驱动马达3，水平移动导轨4，水平移动丝杠5，水平丝杠螺母6，水平移动滑块7，转盘8，立柱9，竖直丝杠螺母10，竖直移动丝杠11，竖直移动滑块12，重锤13，滑轮14，大钢丝绳15，竖直驱动马达16，竖直移动导轨17，主摆动臂18，主液压缸19，副摆动臂20，副液压缸21，小缸导轨22，小杆23，小缸滑块24，小钢丝绳25，直线轴承26，小铰链27，光轴28，球铰29，刷体支撑梁30，锥形导向轮31，毛刷辊32，隔板33，支撑轮34，光伏板35，大铰链36，刷子驱动马达37，引风管38 ο
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本发明是清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，由车体、清洁刷自动调节装置、清洁刷自适应调节装置、清洁刷刷体四部分组成，车体由驱动车I和机架2组成，清洁刷自动调节装置由水平驱动马达3、水平移动导轨4、水平驱动丝杠5、水平丝杠螺母6、水平移动滑块7、转盘8、立柱9、竖直丝杠螺母10、竖直移动丝杠11、竖直移动滑块12、竖直移动导轨17、主摆动臂18、主液压缸19、副摆动臂20组成;水平驱动马达3、水平驱动丝杠5、水平移动导轨4分别固定在机架2上，水平驱动马达3与水平驱动丝杠5连接，水平丝杠螺母6固定在水平移动滑块7上并与水平驱动丝杠5啮合，水平移动滑块7与水平移动导轨4啮合，转盘8与水平移动滑块7连接;立柱9固定在转盘8上，竖直驱动马达16、竖直驱动丝杠12、竖直移动导轨17、滑轮14固定在立柱9上，竖直驱动马达16与竖直驱动丝杠12连接，竖直丝杠螺母10固定在竖直移动滑块11上并与竖直驱动丝杠12啮合，竖直移动滑块11固定在主摆动臂18上并与竖直移动导轨17啮合，主摆动臂18与副摆动臂20通过大铰链36连接，主液压缸19的缸体固定在主摆动臂18上，主液压缸19的活塞杆连接在副摆动臂20上；
[0015]清洁刷自适应调节装置由重锤13、滑轮14、大钢丝绳15、副液压缸21、小缸导轨22、小杆23、小缸滑块24、小钢丝绳25、直线轴承26、小铰链27、光轴28、球铰29、刷体支撑梁30组成;两根大钢丝绳15分别绕过滑轮14，一端固定在刷体支撑梁30上，另一端与立柱9旁边的两块重锤13连接;直线轴承26通过小铰链27固定在副摆动臂20上，光轴28穿过直线轴承26并通过球铰29连接在刷体支撑梁30上；副液压缸21固定在副摆动臂20上，小缸滑块24与小缸导轨22啮合并固定副摆动臂20上，小缸滑块24上连接小杆23，副液压缸21的活塞杆与小杆23连接，小钢丝绳25的一端连接在小杆23的端部，另一端绕过滑轮与刷体支撑梁30连接；
[0016]清洁刷刷体由刷体支撑梁30、锥形导向轮31、毛刷辊32、隔板33、支撑轮34、光伏板35、刷子驱动马达37、引风管38组成;锥形导向轮31固定在刷体支撑梁30最上端，刷体支撑梁30上均布3?5个隔板33，每块隔板下端安装一组支撑轮34;相邻隔板33之间分别平行安装两根清洁刷32，清洁刷32通过隔板33上的轴承串联成一体，每排清洁刷的最下端分别与刷子驱动马达37连接，引风管38安装在刷子支撑梁30的空腔内。
[0017]如图1所示，所述的驱动车I为轮式，或履带式;所述的转盘8能在任意角度内旋转。
[0018]如图1所示，所述的重锤13共两块，每个重锤13分别通过一根大钢丝绳15连接在刷体支撑梁30的不同位置;所述的重锤13能用气弹簧代替实现刷体配重。
[0019]如图1所示，所述的小钢丝绳25共两根，分别连接在刷体支撑梁30轴线的对称位置。
[0020]如图1所示，所述的主液压缸19为I个，固定在主摆动臂18的正中间；或主液压缸19为两个，分别安装在主摆动臂18的左右两侧。
[0021 ]如图1所示，所述的直线轴承26、小铰链27、光轴28均为两个，光轴28能够在直线轴承26中上下滑动，直线轴承26能够绕小铰链27转动，光轴28的最下端通过球铰29与刷体支撑梁30连接，能够绕球铰29任意摆动。
[0022]如图1所示，所述刷体支撑梁30的最上端安装锥形导向轮31，在每个隔板33上安装一对能够保证毛刷辊32与光伏板35的压缩量的支撑轮34。
[0023]如图1所示，本发明的车体为轮式或履带式的驱动车，车体作为整个清洁设备的移动载体，通过车体带动整个刷体沿光伏组件通道移动，实现光伏板的清洁;根据光伏组件通道的路况，选择轮式或履带式驱动车。
[0024]如图1所示，水平驱动马达3将扭矩传递给水平驱动丝杠5，水平驱动丝杠5和水平丝杠螺母6啮合传动，实现水平移动滑块7的水平移动，水平移动导轨4和水平移动滑块7保证了水平运动的精度和刚度，转盘8带动立柱9旋转，从而实现整个刷体的转位;所述的立柱
9、主摆动臂18、副摆动臂20及整个刷体能够随着转盘8在任意角度内任意旋转，当清洁完一排光伏板，转场进入下一排光伏板时，转盘8可以使整个清洁刷转动到车体的另一侧继续清洁，从而提高清洁效率，当维修清洁刷时，转台可以转动到任意位置方便工作人员操作。
[0025]如图1所示，所述的清洁刷自适应调节装置主要包括:直线轴承26通过小铰链27固定在副摆动臂20上，光轴28穿过直线轴承26并通过球铰29连接在刷体支撑梁30上，其特征在于:副摆动臂20、光轴28、刷体支撑梁30通过球铰29、直线轴承26、小铰链27构成一个四边形，光轴28与直线轴承26相对滑动以及小铰链27和球铰29的转动，可以实现刷体支撑梁30相对于副摆动臂20的距离和角度的任意调整；当因路面高低不平、车体与光伏板的相对位置变化而导致副摆动臂20与光伏板35的相对位置发生变化时，可以通过光轴28在直线轴承26的滑动、小铰链27的转动及球铰29的摆动实现清洁刷的自适应调节，能够保证清洁刷始终与光伏板35保持恒定的压缩量;副液压缸21固定在副摆动臂20上，小缸滑块24与小缸导轨23啮合并固定副摆动臂20上，小缸滑块上连接小杆23，副液压缸21的活塞杆与小杆23连接，小钢丝绳25—端连接在小杆23的端部，另一端绕过滑轮与刷体支撑梁30连接，副液压缸21的活塞杆推拉作用时可以调整刷体支撑梁30与副摆动臂20的相对距离，当需要转场或者结束清扫工作时，副液压缸21动作将整个刷体拉起;大钢丝绳15绕过导向轮14，一端固定在刷体支撑梁30上，另一端固定在立柱9旁的重锤13上;重锤13的重量可以根据配重的要求随时调节，重锤13可以始终提供恒定的预设配重力，用于减轻整个清洁刷对光伏板35的压力，避免清洁过程中对光伏板35造成损坏。
[0026]所述的清洁刷刷体主要包括:锥形导向轮31固定在刷体支撑梁30最上端，刷体支撑梁30上均布3?5个隔板33，每块隔板33下端安装3?5组支撑轮34;当需要调整刷体使其靠近光伏板35时，锥形导向轮31可以引导整个清洁刷沿着光伏板35上边缘切入，当清洁刷沿光伏板35向前移动时，锥形导向轮31沿光伏板35上边缘滚动，从而保证清洁刷与光伏板35的相对位置不变，支撑轮34带动刷体沿光伏板35表面滚动，保证清洁刷刷毛与光伏板35的压缩量恒定，保证清洁效果，同时为整个刷体提供支撑力;相邻隔板33之间分别平行安装两根毛刷辊32，毛刷辊32通过隔板33上的轴承串联成一体，每排清洁刷的最下端分别与刷子驱动马达37连接，引风管38安装在刷子支撑梁30的空腔内；其特征在于:隔板33用于安装毛刷辊32与支撑轮30，使得整个清洁刷由多个毛刷辊32串联在一起组成，降低制造难度和成本，且容易更换，刷子驱动马达37提供整个清洁刷转动的扭矩，清洁刷之间串联传递扭矩；引风管38用于排出光伏板表面的灰尘。
[0027]所述的转盘8可以在任意角度内旋转，转盘8带动整个刷体旋转，方便转场、清洁刷的维修以及清洁过程对清洁刷的调整。
[0028]本发明的具体工作过程为:
[0029]本发明提出的一种清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备是这样工作的:
[0030]第一步，一种清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备行驶到需要清洁的太阳能光伏发电厂，将车体移动到第一排需要清洁的光伏板前端，保证车体与光伏板大致平行，车体靠近光伏板侧车轮距光伏板下边缘水平距离约为I米，车体前轮超过光伏板侧面边缘约0.8m，停车，开始工作前的准备；
[0031]第二步，根据接收到的反馈信号或使用手动控制，调节水平移动导轨及滑块调节清洁刷与光伏板之间的水平距离，通过转盘补偿车体与光伏板之间的角度偏差使刷体正对光伏板面，通过主液压缸的推拉进行主摆动臂与副摆动臂之间角度的调节;调节完成之后，通过竖直移动导轨及滑块调节整个刷体的竖直方向的距离，然后由副液压缸活塞杆移动实现整个刷体沿竖直方向移动，使锥形导向轮沿光伏板上边缘切入，直至支撑轮与光伏板表面完全接触，使整个清洁刷贴到光伏板上，准备工作完毕；
[0032]第三步:开启清洁刷驱动马达，进入自动清洁模式，由驾驶车体沿平行于光伏板的方向向前移动；
[0033]第四步:在清洁过程中，遇到高低不平的地面，或者车体与光伏板面的相对位置发生变化时，可通过清洁刷自适应调节装置实时调节，保证清洁刷与光伏板的接触状态恒定不变，从而保证清洁质量；
[0034]第五步:当一组光伏板清洁完成后，由传感器反馈信号，自动清洁模式停止，停车进行调整，副液压缸拉起清洁刷，驾驶人员根据相邻两组光伏板之间的具体安装情况，通过调整竖直移动滑块进行相对应的调节，然后驾驶车体向前移动跨过两组光伏板之间的缝隙，重复第二至第四步继续下一组光伏板的清洁；
[0035]第六步:当清洁完一排最后一组光伏板时，调整副液压缸拉起清洁刷，驾驶人员根据相邻两排光伏板之间的安装情况，通过对竖直移动导轨进行相应的调节，同时将车体掉头并移动到下一排光伏板前端，通过转盘调整使清洁刷转到车体另一侧，重复第二、四、五步继续进行清洁；
[0036]第七步:当完成所有清洁工作后，先停止刷体驱动马达及引风机，通过副液压缸将整个刷体提升并靠死至副摆动臂下面，然后驾驶人员根据地形及空间距离进行适当的调节，最后使清洁刷收起摆放在车体右侧，整车结构紧凑，便于行走。
【主权项】
1.清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，由车体、清洁刷自动调节装置、清洁刷自适应调节装置、清洁刷刷体四部分组成，车体由驱动车(I)和机架(2)组成，其特征在于: 清洁刷自动调节装置由水平驱动马达(3)、水平移动导轨(4)、水平驱动丝杠(5)、水平丝杠螺母(6)、水平移动滑块(7)、转盘(8)、立柱(9)、竖直丝杠螺母(10)、竖直移动丝杠(11)、竖直移动滑块(12)、竖直移动导轨(17)、主摆动臂(18)、主液压缸(19)、副摆动臂(20)组成；水平驱动马达(3)、水平驱动丝杠(5)、水平移动导轨(4)分别固定在机架(2)上，水平驱动马达(3)与水平驱动丝杠(5)连接，水平丝杠螺母(6)固定在水平移动滑块(7)上并与水平驱动丝杠(5)啮合，水平移动滑块(7)与水平移动导轨(4)啮合，转盘(8)与水平移动滑块(7)连接;立柱(9)固定在转盘(8)上，竖直驱动马达(16)、竖直驱动丝杠(12)、竖直移动导轨(17)、滑轮(14)固定在立柱(9)上，竖直驱动马达(16)与竖直驱动丝杠(12)连接，竖直丝杠螺母(10)固定在竖直移动滑块(I I)上并与竖直驱动丝杠(12)啮合，竖直移动滑块(11)固定在主摆动臂(18)上并与竖直移动导轨(17)啮合，主摆动臂(18)与副摆动臂(20)通过大铰链(36)连接，主液压缸(19)的缸体固定在主摆动臂(I 8)上，主液压缸(19)的活塞杆连接在副摆动臂(20)上； 清洁刷自适应调节装置由重锤(13)、滑轮(14)、大钢丝绳(15)、副液压缸(21)、小缸导轨(22)、小杆(23),小缸滑块(24),小钢丝绳(25)、直线轴承(26),小铰链(27)、光轴(28)、球铰(29)、刷体支撑梁(30)组成;两根大钢丝绳(15)分别绕过滑轮(14)，一端固定在刷体支撑梁(30)上，另一端与立柱(9)旁边的两块重锤(13)连接;直线轴承(26)通过小铰链(27)固定在副摆动臂(20)上，光轴(28)穿过直线轴承(26)并通过球铰(29)连接在刷体支撑梁(30)上；副液压缸(21)固定在副摆动臂(20)上，小缸滑块(24)与小缸导轨(22)啮合并固定副摆动臂(20)上，小缸滑块(24)上连接小杆(23)，副液压缸(21)的活塞杆与小杆(23)连接，小钢丝绳(25)的一端连接在小杆(23)的端部，另一端绕过滑轮与刷体支撑梁(30)连接； 清洁刷刷体由刷体支撑梁(30)、锥形导向轮(31)、毛刷辊(32)、隔板(33)、支撑轮(34)、光伏板(35)、刷子驱动马达(37)、引风管(38)组成;锥形导向轮(31)固定在刷体支撑梁(30)最上端，刷体支撑梁(30)上均布3?5个隔板(33)，每块隔板下端安装一组支撑轮(34);相邻隔板(33)之间分别平行安装两根清洁刷(32)，清洁刷(32)通过隔板(33)上的轴承串联成一体，每排清洁刷的最下端分别与刷子驱动马达(37)连接，引风管(38)安装在刷子支撑梁(30)的空腔内。2.根据权利要求1所述的清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，其特征在于:所述的驱动车(I)为轮式，或履带式;所述的转盘(8)能在任意角度内旋转。3.根据权利要求1所述的清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，其特征在于:所述的重锤(13)共两块，每个重锤(13)分别通过一根大钢丝绳(15)连接在刷体支撑梁(30)的不同位置;所述的重锤(13)能用气弹簧代替实现刷体配重。4.根据权利要求1所述的清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，其特征在于:所述的小钢丝绳(25)共两根，分别连接在刷体支撑梁(30)轴线的对称位置。5.根据权利要求1所述的清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，其特征在于:所述的主液压缸(19)为I个，固定在主摆动臂(18)的正中间；或主液压缸(19)为两个，分别安装在主摆动臂(18)的左右两侧。6.根据权利要求1所述的清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，其特征在于:所述的直线轴承(26)、小铰链(27)、光轴(28)均为两个，光轴(28)能够在直线轴承(26)中上下滑动，直线轴承(26)能够绕小铰链(27)转动，光轴(28)的最下端通过球铰(29)与刷体支撑梁(30)连接，能够绕球铰(29)任意摆动。7.根据权利要求1所述的清洁刷能自适应调节的太阳能光伏板清洁设备，其特征在于:所述刷体支撑梁(30)的最上端安装锥形导向轮(31)，在每个隔板(33)上安装一对能够保证毛刷辊(32)与光伏板(35)的压缩量的支撑轮(34)。
【文档编号】B08B1/04GK106040625SQ201610600589
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月28日 公开号201610600589.8, CN 106040625 A, CN 106040625A, CN 201610600589, CN-A-106040625, CN106040625 A, CN106040625A, CN201610600589, CN201610600589.8
【发明人】龚俊, 宁会峰, 康儒, 李进韬, 李翠明
【申请人】兰州理工大学