一种具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人的制作方法

本实用新型实施例涉及清洁机器人的技术领域，具体涉及一种具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人。

背景技术：

人们对光滑玻璃表面清洁的需求越来越大，如清洁玻璃幕墙、屋顶和光伏电站的光伏面板等工况的增多，斜面自动化清扫设备的设计越来越得到关注。

以目前市面上的光伏清洁设备为例，其工作时多是采用固定轨道式保持设备在斜面上停留，无法搬动移走，需要在每个光伏阵列上加装相同的设备。这样不仅增加了一次性投入成本，而且容易受光伏阵列的大小和形状的限制导致设备无法批量生产、安装。还有一部分不采用固定轨道式的光伏清洁设备只能在最大倾斜面30°的光伏面板上工作，无法适应占市场多数的超过30°倾斜的光伏电厂需要。

而在超过30°的光伏板上工作的情况下，不加吸附系统时，会出现打滑下坠的现象，无法沿规划的轨迹正常工作；加了吸附系统的设备，也面临无法跨越每块光伏板四周铝合金边框的凸起部分，无法从一块光伏板行驶至另一块光伏板继续工作，严重影响自动化设备在光伏面板上的通过性。

针对以上问题，设计一种跨障吸附组件，保证设备在超过30°光伏板上不会滑落并顺畅通过铝合金边框的凸起部分，同时还要实现即吸附牢靠又要让设备快速行进提高工作效率，成了一个重要技术课题。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人，具有结构简单、安装方便且安全可靠的特点。

本实用新型的技术方案是这样的：

一种具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人，所述光伏板清洁机器人包括机身，所述机身上设置有行走装置和驱动装置，所述行走装置在驱动装置的驱动下进行行走，所述机身的底部设置有跨障吸附组件，所述光伏板清洁机器人通过所述跨障吸附组件吸附在光伏板上，所述跨障吸附组件包括吸盘上盖、吸盘以及吸盘下盖，其中：所述吸盘上盖的形状为圆柱形，所述吸盘上盖的下端设置有第一开口，所述吸盘上盖内部设置有第一空腔，所述第一空腔与所述第一开口相连通，所述吸盘上盖内侧壁的下部沿圆周方向设置有多个定位凸部；所述吸盘下盖的形状为圆柱形，且所述吸盘下盖的外径小于所述吸盘上盖中所述第一空腔的内径，所述吸盘下盖在所述第一空腔中上下自由移动，所述吸盘下盖的上端设置有第二开口，且所述吸盘下盖的内部设置有第二空腔，所述吸盘下盖的底部设置有第一通孔，所述第二空腔分别与所述第一通孔以及所述第二开口相连通，所述吸盘下盖的外侧壁沿圆周方向设置有定位滑槽，所述定位凸部在所述定位滑槽中上下滑动，所述吸盘下盖通过定位滑槽与定位凸部的配合在吸盘上盖中所述第一空腔中上下滑动；所述吸盘的上端设置有固定板，所述吸盘通过所述固定板与所述吸盘上盖的顶端固定连接，所述第一空腔与所述第二空腔形成定位空腔，所述吸盘位于所述定位空腔中。

所述行走装置包括左轮履带和右轮履带，所述左轮履带设置在所述机身的左侧，所述右轮履带设置在所述机身的右侧，且所述左轮履带和右轮履带通过所述驱动装置进行移动。

所述机身的底部设置三个所述跨障吸附组件，且三个所述跨障吸附组件分别固定设置在所述机身的底部位于所述左轮履带和右轮履带之间。

所述跨障吸附组件还包括密封垫和垫片，其中：所述密封垫中设置有第二通孔，所述密封垫设置在所述吸盘下盖中所述第二空腔的底部，所述吸盘下端通过所述密封垫与所述第二空腔的底部进行密封；所述垫片中设置有第三通孔，所述吸盘下盖的底部固定设置有贴合层，所述贴合层中设置有第四通孔，所述垫片固定设置在所述贴合层的下表面。

所述定位凸部的形状为长方体，且所述定位凸部沿长度方向竖直设置在所述吸盘上盖内侧壁的下部。

所述定位凸部与所述吸盘上盖为一体成型，且所述吸盘上盖的侧壁圆周方向位于所述定位凸部的两侧分别设置有第一凹槽和第二凹槽。

所述吸盘上盖的外侧壁下部沿圆周方向设置有多个安装凸部，所述安装凸部上竖直设置有安装孔，所述吸盘上盖通过所述安装凸部固定设置在所述机身的底部。

所述密封垫的外径不大于所述吸盘下盖中所述第二空腔的内径，所述密封垫由发泡棉或橡胶中的任一种构成。

所述贴合层以及垫片的外径均小于所述吸盘下盖的外径，所述贴合层通过粘贴固定设置在所述吸盘下盖的底部，所述垫片通过粘贴固定设置在所述贴合层的下表面，所述贴合层由聚四氟乙烯构成，且所述垫片由发泡棉或橡胶中的任一种构成。

所述定位滑槽由所述吸盘下盖的外侧壁内凹形成，且所述定位滑槽的下端延伸至所述吸盘下盖的上端。

本实用新型具有以下优点和有益效果：本实用新型实施例的一种具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人，光伏板清洁机器人包括机身，机身上设置有行走装置和驱动装置，行走装置在驱动装置的驱动下进行行走，机身的底部设置有跨障吸附组件，光伏板清洁机器人通过跨障吸附组件吸附在光伏板上，跨障吸附组件包括吸盘上盖、吸盘以及吸盘下盖，吸盘上盖的形状为圆柱形，吸盘上盖的下端设置有第一开口，吸盘上盖内部设置有第一空腔，第一空腔与第一开口相连通，吸盘上盖内侧壁的下部沿圆周方向设置有多个定位凸部；吸盘下盖的形状为圆柱形，且吸盘下盖的外径小于吸盘上盖中第一空腔的内径，吸盘下盖在第一空腔中上下自由移动，吸盘下盖的上端设置有第二开口，且吸盘下盖的内部设置有第二空腔，吸盘下盖的底部设置有第一通孔，第二空腔分别与第一通孔以及第二开口相连通，吸盘下盖的外侧壁沿圆周方向设置有定位滑槽，定位凸部在定位滑槽中上下滑动，吸盘下盖通过定位滑槽与定位凸部的配合在吸盘上盖中第一空腔中上下滑动；吸盘的上端设置有固定板，吸盘通过固定板与吸盘上盖的顶端固定连接，第一空腔与第二空腔形成定位空腔，吸盘位于定位空腔中；通过上述设计，本实用新型的光伏板清洁机器人具有吸附牢靠不会从光伏板上掉(滑)落的特点；还可解决吸附(大摩擦力)与快速行进(低摩擦力)之间的矛盾，获得最大安全行进速度；实现跨障吸附组件在紧贴工作面状态下行进中跨越不大于15mm的凸起(障碍)时不被卡住；实现跨障吸附组件在紧贴工作面状态下行进中跨越凹陷、缝隙时造成局部跨障吸附组件漏气，但光伏板机器人整体仍然保持牢靠吸附并且行进不停顿；还可简化光伏清洁机器人的吸附结构，提高光伏清洁机器人的清洁效率和适用性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人的俯视结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人处于未吸附状态的示意图。

图3为本实用新型实施例提供的具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人处于吸附状态的示意图。

图4为本实用新型实施例提供的跨障吸附组件的立体结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的跨障吸附组件的主视结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的跨障吸附组件的俯视结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的跨障吸附组件处于吸附状态的主视结构示意图。

图8为本实用新型实施例提供的跨障吸附组件的分解结构示意图。

图9为本实用新型实施例提供的跨障吸附组件中吸盘上盖与吸盘相配合的分解结构示意图。

图10为本实用新型实施例提供的跨障吸附组件中吸盘下盖的底部无弧度设计时与有台阶且有坡度的光伏板边框卡死的结构示意图。

图11为本实用新型实施例提供的跨障吸附组件中吸盘下盖的底部有弧度设计时跨越光伏板边框的结构示意图。

图12为本实用新型实施例提供的光伏板上台阶的放大主视结构示意图。

图13为本实用新型实施例提供的具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人跨越光伏板边框的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1至图13所示：为本实用新型实施例的具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人，所述光伏板清洁机器人包括机身100，所述机身100上设置有行走装置和驱动装置，所述行走装置在驱动装置的驱动下进行行走，进而驱动光伏板清洁机器人进行行走，所述机身100的底部设置有跨障吸附组件200，所述光伏板清洁机器人通过所述跨障吸附组件200吸附在光伏板300上，所述跨障吸附组件200包括吸盘上盖201、吸盘202以及吸盘下盖203，其中：所述吸盘上盖201的形状为圆柱形，所述吸盘上盖201的下端设置有第一开口(图中未示出)，所述吸盘上盖201内部设置有第一空腔(图中未示出)，所述第一空腔与所述第一开口相连通，所述吸盘上盖201内侧壁的下部沿圆周方向设置有多个定位凸部231；所述吸盘下盖203的形状为圆柱形，且所述吸盘下盖203的外径小于所述吸盘上盖201中所述第一空腔的内径，所述吸盘下盖203在所述第一空腔中上下自由移动，所述吸盘下盖203的上端设置有第二开口(图中未示出)，且所述吸盘下盖203的内部设置有第二空腔206，所述吸盘下盖203的底部设置有第一通孔207，所述第二空腔206分别与所述第一通孔207以及所述第二开口相连通，所述吸盘下盖203的外侧壁沿圆周方向设置有定位滑槽208，所述定位凸部231在所述定位滑槽208中上下滑动，所述吸盘下盖203通过定位滑槽208与定位凸部231的配合在吸盘上盖201中所述第一空腔204中上下滑动；所述吸盘202的上端设置有固定板204，所述吸盘202通过所述固定板204与所述吸盘上盖201的顶端固定连接，所述第一空腔与所述第二空腔206形成定位空腔，所述吸盘202位于所述定位空腔中。具体的，还可在所述吸盘上盖201上设置有多个第一连接孔241，同时在吸盘202上端的固定板204上设置有多个第二连接孔242，所述固定板204通过紧固螺栓以及第一连接孔241和第二连接孔242的配合与所述吸盘上盖201固定连接，由于吸盘202与固定板204为一体成型，也即吸盘与固定板204牢固设置，进而可使吸盘202牢固的安装在吸盘上盖201的下方，安全可靠性得到大幅提升，从而达到延长跨障吸附组件200的使用寿命的目的。

另外，上述吸盘202上方的固定板204上设置有气管连接孔251，且吸盘上盖201上与所述气管连接孔251相对应的位置设置有定位孔252，外部的真空泵与气管的一端固定连接，且气管的另一端贯穿所述定位孔252与所述气管连接孔251相连接，进而实现外部的真空泵通过气管与所述吸盘202相连通。

所述行走装置包括左轮履带101和右轮履带102，所述左轮履带101设置在所述机身100的左侧，所述右轮履带102设置在所述机身100的右侧，且所述左轮履带101和右轮履带102通过所述驱动装置进行移动。

所述机身100的底部设置三个所述跨障吸附组件200，且三个所述跨障吸附组件200分别固定设置在所述机身100的底部位于所述左轮履带101和右轮履带102之间，同时三个所述跨障吸附组件200分别设置在左轮履带101和右轮履带102之间前侧、中间以及后侧。如图13所示，光伏板清洁机器人的机身100上配置了3个跨障吸附组件200，前侧的跨障吸附组件在跨越光伏板的边框时，其内部的真空空间被破坏，吸附力失效，中间的跨障吸附组件和后侧的跨障吸附组件仍然吸附在光伏板上，从而可有效保证光伏板清洁机器人不滑落。当前侧的跨障吸附组件跨越完成后，前侧的跨障吸附组件与下一块光伏板进行贴合，其内部产生真空空间，且前侧的跨障吸附组件中的吸盘又开始工作，提供吸附力，然后中间的跨障吸附组件开始跨越光伏板的边框，前侧的跨障吸附组件和后侧的跨障吸附组件提供吸附力。同时，还可根据实际工况，改变跨障吸附组件的尺寸、间距和数量。

所述跨障吸附组件还包括密封垫209和垫片210，其中：所述密封垫209中设置有第二通孔211，所述密封垫209设置在所述吸盘下盖203中所述第二空腔206的底部，所述吸盘下端203通过所述密封垫209与所述第二空腔206的底部进行密封；所述垫片210中设置有第三通孔212，所述吸盘下盖203的底部固定设置有贴合层213，所述贴合层213中设置有第四通孔214，所述垫片210固定设置在所述贴合层213的下表面。通过上述设计，也即在第二空腔206的底部设置密封垫209，同时该密封垫209粘贴固定在所述吸盘202的下端，进而可使吸盘202的下端通过密封垫209与吸盘下盖203中第二空腔206内的底部密封连接，保证密封性；同时吸盘下盖203的底部也即下表面粘贴有贴合部213，且贴合层213的下端粘贴设置有垫片210，且该贴合层213可发生形变以保证垫片210与光伏板的平面紧贴，以进一步保证垫片210与光伏板300表面之间的密封性。

所述定位凸部231的形状为长方体，且所述定位凸部231沿长度方向竖直设置在所述吸盘上盖201内侧壁的下部。所述定位凸部231与所述吸盘上盖201为一体成型，且所述吸盘上盖201的侧壁圆周方向位于所述定位凸部231的两侧分别设置有第一凹槽220和第二凹槽230。通过上述设计，也即定位凸部231沿长度方向竖直设置在所述吸盘上盖201内侧壁的下部，且定位凸部231与吸盘上盖201为一体成型，因此可提高定位凸部231与吸盘上盖201相结合的牢固性，安全可靠性得到一定程度的提升；同时，吸盘上盖201的侧壁圆周方向位于定位凸部231的两侧分别设置有第一凹槽220和第二凹槽230，方便定位凸部231与定位滑槽208安装时相互配合，从而可使吸盘上盖201通过定位凸部231与定位滑槽208的配合与吸盘下盖203上下滑动连接，具有定位准确且安全可靠的特点。

所述吸盘上盖201的外侧壁下部沿圆周方向设置有多个安装凸部221，所述安装凸部221上竖直设置有安装孔222，所述吸盘上盖201通过所述安装凸部221固定设置在所述机身100的底部。通过上述设计，也即在吸盘上盖201的外侧壁下部沿圆周方向设置有多个安装凸部221，且安装凸部221中设置有安装孔222，进而可使吸盘上盖201通过安装凸部221固定安装在光伏板清洁机器人中机身100的底部，安全可靠性得到加强，进而可延长使用寿命。

所述密封垫209的外径不大于所述吸盘下盖203中所述第二空腔206的内径，所述密封垫209由发泡棉或橡胶中的任一种构成。通过上述设计，也即在吸盘202的底部粘贴密封垫209，且密封垫209与吸盘下盖203中第二空腔206相配合，同时密封垫209可由发泡棉或橡胶等弹性材料构成，以保证密封性。

所述贴合层213以及垫片210的外径均小于所述吸盘下盖203的外径，所述贴合层213通过粘贴固定设置在所述吸盘下盖203的底部，所述垫片210通过粘贴固定设置在所述贴合层213的下表面，所述贴合层213由聚四氟乙烯构成，且所述垫片210由发泡棉或橡胶中的任一种构成。通过上述设计，也即贴合层213通过粘贴设置在吸盘下盖203的底部，且垫片210通过粘贴设置在贴合层的下表面，同时，垫片210可选用聚四氟乙烯等光滑、摩擦系数低的材料，贴合层213可选用泡棉、橡胶等弹性材料，贴合层可213发生形变保证垫片210与光伏板300的平面紧贴，保证密封性。

所述定位滑槽208由所述吸盘下盖203的外侧壁内凹形成，且所述定位滑槽208的上端未延伸至所述吸盘上盖外侧壁的下端，且所述定位滑槽208的下端延伸至所述吸盘下盖203的上端。通过上述设计，也即定位滑槽208由所述吸盘下盖203的外侧壁内凹形成，同时，定位滑槽208的上端未延伸至所述吸盘上盖外侧壁的下端，也即定位滑槽208的上端与所述吸盘下盖203的上端还有一段距离，可保证吸盘下盖203不会脱离吸盘上盖201，安全可靠性得到提升；另外，所述定位滑槽208的下端延伸至所述吸盘下盖203的上端，因此可使光伏板清洁机器人跨越一定的障碍且不会卡死。

本实用新型实施例的具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人，当吸盘202与光伏板300直接接触时，在吸附的情况下会产生极大的摩擦力，吸盘在光伏板300上极难移动，所以通过在本实用新型中吸盘下盖203的下表面增加低摩擦系数的垫片210，使得跨障吸附组件200虽然提供了大吸附力，但跨障吸附组件300与光伏板300之间产生的摩擦力极小，跨障吸附组件300能够配合光伏板清洁机器人快速行进。跨障吸附组件200在保证真空度的情况下有优异的吸附性能，层层密封使得吸盘202内部到光伏板平面之间能保证良好的真空性，配合高摩擦系数的橡胶履带(也即左轮履带101和右轮履带102)，给光伏板清洁机器人提供足够的摩擦力，保证光伏板清洁机器人不会从光伏板上滑落或跌落。

当跨障吸附组件200与光伏板的平面进行吸附时，跨障吸附组件200受到一个较大的垂直平面向下的力，如图10和图12所示，光伏板边框有台阶400同时台阶400具有坡度，跨障吸附组件200在跨光伏板边框时可能出现：

1)吸盘下盖203的下端无弧度与边光伏板框卡死，过不去；

2)吸盘下盖203的下端有弧度，但跨障吸附组件200受到一个较大的垂直平面向下的力较大，弧度不足以保证跨障吸附组件能跨过去，依然卡死；

3)吸盘下盖203弧度足够跨上台阶400，但垫片210与台阶400卡住，无法通过，或者垫片210被扯落。

如图11所示，在吸盘下盖203的下端边缘设置合适的弧度，以减小垫片210的外径，使垫片210离吸盘下盖203边缘较远，可以轻松跨过光伏板边框。相比于采用电机升降跨越障碍的方式，可以简化光伏板清洁机器人的吸附结构，省去控制系统，提高光伏清洁机器人的效率和适用性。

本实用新型实施例提供的具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人，其具有吸附牢靠不会从光伏板的平面上掉(滑)落的特点；还可解决吸附(大摩擦力)与快速行进(低摩擦力)之间的矛盾获得最大安全行进速度；实现吸附模块在紧贴工作面状态下行进中跨越不大于15mm的凸起(障碍)时不被卡住；实现吸附模块在紧贴工作面状态下行进中跨越凹陷、缝隙时造成局部吸附模块漏气，设备整体仍然保持牢靠吸附并且行进不停顿；还可简化光伏清洁机器人的吸附结构，提高光伏清洁机器人的清洁效率和适用性。

本实用新型实施例提供的具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人，通过在机身的底部布置了若干个(3个或更多)跨障吸附组件提供吸附力，以使光伏板清洁机器人吸附在光伏板上。跨障吸附组件底部设置的垫片210与光伏板之间的摩擦系数低，可以相对光伏板300轻松滑动，同时由于左轮履带101和右轮履带102与光伏板300之间的摩擦系数高，以提供摩擦力使机光伏板清洁器人不会下滑。跨障吸附组件200与光伏板300贴合，当跨障吸附组件200与光伏板的表面未进行吸附时，左轮履带101以及右轮履带102的底部所处平面略高于光伏板的平面，也即左轮履带101以及右轮履带102的底部所处平面位于所述光伏板的平面上方；当跨障吸附组件200与光伏板的表面进行吸附时，吸盘202内部的空气被真空泵抽出，吸盘202被压缩，跨障吸附组件300被压缩，且被压缩至左轮履带101以及右轮履带102的底部所处平面与光伏板的平面位于同一高度时，跨障吸附组件200无法继续被压缩，使左轮履带101与右轮履带102与光伏板300的平面紧贴，也即左轮履带101和右轮履带102对光伏板300的平面产生较大的压力，从而提供较大的摩擦力以保证光伏板清洁机器人不下滑。

本实用新型实施例提供的具有跨障吸附组件的光伏板清洁机器人，在跨光伏板边框时，如图11和图13所示，跨障吸附组件200中吸盘下盖203底端的弧度保证了即使在大吸附力下，遇到光伏板边框仍能较容易地被翘起来，当跨障吸附组件200离开光伏板的表面后，吸附失效，然而其余的跨障吸附组件200仍在光伏板的平面上进行吸附以保证光伏板清洁机器人不会下滑，光伏板的边框对跨障吸附组件200的压力使吸盘202挤压收缩，跨障吸附组件200中吸盘下盖203上升，通过垫片210尺寸和位置的设计，使垫片210侧面不会碰到和光伏板边框挤压卡住，而是垫片210的底部与光伏板边框接触，使跨障吸附组件可以顺利跨越光伏板边框，然后吸附在下一个光伏板的表面上，其余跨障吸附组件200陆续跨越光伏板边框。

最后应说明的是：以上的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。