用于清洁表面的装置的制作方法

本发明涉及一种用于清洁表面的装置，尤其是清洁太阳能设备或光伏设备上的表面的装置。

背景技术：

在多数情况下，清洁大表面的工作繁琐且成本高昂。然而，尤其是清洁太阳能设备和光伏设备在实践中具有重要意义。它们表面的脏污直接对设备设备的效率产生不利影响。

在这里提到的类型的清洁装置例如由de202010015730u、de102012002046a、de102010033800a、ch706552a、de102010006531a、cn101554892b、wo2011/148004a、de10317479a、de202010010541u、de202010013883u、ep2437001a、de19653697c、nl1040526c和jp62117653a所公知。

在清洁这样的设备时，不仅需要实现良好的清洁作用，而且尤其需要使得合适的清洁装置的购买和运行尽可能地价格低廉，从而整体上可以尽可能经济地运行太阳能设备和光伏设备。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供一种开头提到的类型的装置，该装置可以尽可能有效地清洁待清洁的表面。

通过具有权利要求1的特征的装置实现了上述目的。

根据本发明，清洁装置包括至少一个清洁头，该清洁头具有至少一个清洁器件。清洁器件例如包括至少一个能旋转的刷。进一步地，还设置有运动装置，其用于使清洁头在待清洁的表面的至少一部分上运动。运动装置具有能在第一方向上运动的第一运动单元和第二运动单元。清洁头能借助第二运动单元沿着与第一运动单元连接的引导机构横向于或倾斜于第一运动方向地运动。此外，设置有被安装在第一运动单元和/或第二运动单元上的控制机构，利用该控制结构，第一运动单元能相应于第二运动单元的定位而自动运动。

换而言之，装置以如下方式来设计，即，在第二运动单元到达特定的定位时自动进行第一运动单元的运动，而无需操作员的干预。控制机构无需外部干预而仅通过如下来实现第一运动单元的运动，即，识别出第二运动单元到达预定的定位，例如其接近或接触第一运动单元。由于两个运动单元具有不同的运动方向，清洁头可以逐步地在待清洁的表面上引导。

本发明的另外的实施方式在权利要求书、说明书和附图中给出。

根据本发明的一个实施方式，控制机构具有接近开关和/或接触开关或具有相应的传感器，其在接近和/或接触运动单元时引起对第一运动单元进行的驱动。控制机构原则上可以是简单的开关。相应的开关或传感器也可以非接触式地工作。归根结底，开关或传感器用于检测第二运动单元的定位。相应的信号于是通过控制机构转化成对第一运动单元进行的驱动。例如，控制结构是在接近第二运动单元时建立的电接触部，由此闭合了用于驱动第一运动单元的电流回路。

替选地，控制机构可以包括设置在第二运动单元上的机械的驱动装置，第一运动单元在接触运动单元时能通过该驱动装置来驱动以实现运动。例如，驱动装置与第二运动单元的驱动器连接，以实现驱动作用(antriebswirksam)。在该情况下，第一运动单元最终通过第二运动单元的驱动器来驱动以实现在第一运动方向上的运动。于是，不一定需要单独的用于第一运动单元的驱动器。

驱动装置尤其包括齿轮，其在接触运动单元时与第一运动单元的驱动器的驱动元件，尤其是齿轮嵌接。

根据有利的实施方式，控制机构包括调控机构，利用其能延时对第一运动单元进行的驱动，和/或在经过预定的距离之后中断对第一运动单元进行的驱动。即，第一驱动单元的运动受限，以便向第二运动单元重新给出如下的可能，即，沿着引导机构运动并且由此逐步地遮盖待清洁的表面。控制机构例如可以是传感器或开关或者是电子式时间或距离检测装置。

控制机构也可以以如下方式设计，使得能以延时对第二运动单元进行的驱动的反转，和/或在第一运动单元经过预定的距离之后引起对第二运动单元进行的驱动的反转。于是当控制机构包括上文所述的驱动装置时，该实施例尤其是有利的。通过对第二运动单元进行的驱动的反转可以引起的是，第二运动单元背离第一驱动单元地运动，以便清洁仍未被清洁的表面区段。换而言之，第二运动单元由此又从引起第一运动单元的自动运动的定位中运动出来。

在实践中特别有利的实施方式中，清洁头被设置在第二运动单元上。第二运动单元的与引导机构协作的元件可以相对于第二运动单元的承载有清洁头的底座枢转，以便在装置的不同的运行状态中也可以使清洁头保持在优选的位置中。

当清洁头或承载有清洁头的底部根据本发明的实施方式以如下方式构造，即，清洁头在每个位置或至少在多个不同位置中分别可以执行按规定的清洁时，可枢转性是可行的但非强制需要。尤其地，清洁头可以具有椭圆或圆形的底面和/或设有这样构造的清洁器件，例如设有所谓的盘式清扫刷，其能绕垂直于待清洁的表面眼神的轴线旋转。

第一运动单元和/或第二运动单元可以以电、液压和/或气动的方式来驱动。同样适用于清洁器件。可以理解的是，不同的驱动类型能彼此组合。当第二运动单元和清洁器件能以液压方式来运动或驱动时，这例如在多数情况下是有利的。通过合适的阀设施，对清洁器件进行的驱动和对第二运动单元进行的驱动可以按需求并且(如有期望)彼此不相关地运行。在使用水作为液压驱动媒介时，其也可以同时用于清洁表面。在电驱动第一运动单元和/或第二运动单元和/或清洁器件的情况下，设置能量存储器和/或光伏单元是有利的。因此，通过该装置本身可以提供运行装置所需的电流的至少一部分。

引导机构可以相对于第一运动单元枢转。尤其地，在通常笔直的引导机构与第一运动单元的运动方向(第一方向)之间的角是取决于装置的运行状态而可变的。在此优选的是合适的角的被动式调整。尤其地，角能由于第一运动单元的运动而自动改变。

引导机构可以是能改变长度的，以便考虑到装置的各个运行状态。

在多个应用中有利的是，引导机构是绳或带。但是也能由此想到的是，使用(必要时能伸缩的)杆或类似装置，即，至少相对刚性的引导机构，其不仅可以加载拉力也可以加载推力。

根据另外的有利实施方式，设置有第三运动单元，其能在尤其平行于第一方向延伸的第三方向上运动。第三运动单元与引导机构连接。在第三运动单元和/或第二运动单元上设置有另外的控制机构可以实现的是，使第三运动单元相应于第二运动单元的定位而自动运动。尤其地，第三运动单元类似于第一运动单元地构造。

在第一运动单元与第三运动单元在空间上间隔开的情况下，第二运动单元能沿着引导机构来回运动，其中，第二运动单元分别在特定的定位中，尤其在接近第一或第三运动单元和/或与第一或第三运动单元接触时实现第一或第三运动单元的移行。由此，可以以有效的方式逐步地覆盖待清洁的表面。

此外，本发明还涉及一种具有太阳能设备或光伏设备和具有根据上文所述的实施方式中的至少一项的装置的系统。

根据系统的结构上简单的实施方式，第一运动单元和/或第三运动单元(如果存在的话)沿着待清洁的表面的框，尤其是其外框引导。框也可以本身充当用于第一运动单元和/或第三运动单元的引导部。在框和与之协作的一个或多个运动单元的相应匹配的结构方式的情况下，装置在需要时也可以以简单的方式来安装或拆装，而不必装配增加成本的单独的引导装置。

优选地，框是待清洁的表面的外围框、外限界部和/或外围栏。尤其地，框是太阳能设备或光伏设备的组成部分。由此，针对清洁装置或其一个或多个运动单元可以使用设备的总归存在的组成部分，从而无需针对清洁也暂时布设用于一个或多个运动单元的特殊的支撑部或引导部。

附图说明

下面，根据有利的实施方式并结合参考附图，示例性地描述本发明。其中：

图1以示意图示出根据本发明的清洁装置的实施方式；

图2示出处于不同工作状态中的图1的装置。

具体实施方式

图1示意性地示出在待清洁的表面12上的根据本发明的清洁装置10，该表面12例如属于太阳能设备或光伏设备。

表面12由框14框出。清洁装置10包括两个滑车16、16'，该滑车被设设置在框14的纵向侧上。滑车16、16'分别具有多个滚轮18，借助这些滚轮，滑车16、16'可以在框14上移行。

装置10的清洁头20被设置在滑座22上。清洁头20包括两个清洁辊24，该清洁辊可以经由皮带28而借助马达26来驱动以实现转动，以清洁表面12。辊24由滑座22的承载框状的底座25来支撑，该底座带有以可以相对于底座25枢转的方式放置的引导元件27。引导元件27的结构和功能将在下面进行更详细地阐述。

如开头已经阐述的那样，对于太阳能设备或光伏设备的有效运行来说重要的是，定期地清洁相应的收集器表面。为了将设备的运行成本保持得很低，这应尽可能自动地实施。即，需要由操作员进行的用于清洁表面12的干预应尽可能最少。

为了可以逐步地、且以最小的人员投入来清洁要清洁的表面12，不仅滑车16、16'是可以运动的，而且滑座22也可以移行。滑座22能沿着与两个滑车16、16'连接的绳30移行(运动方向r2)。绳30与引导元件27的滚轮32协作。该绳缠绕滚轮32，从而使得滚轮32的转动引起滑座22的移行。在图1中未示出滚轮32的驱动器，虽然该驱动器也被设置在滑座22上。

滚轮32抗扭转地(drehfest)与同轴地设置的滚轮34连接，该滚轮34又经由皮带36与齿轮38连接，用以驱动，即，通过驱动滚轮32转动，不仅引起滑座22沿着引导滑座22运动的绳30而运动，而且也产生齿轮38的转动运动。

如果滑座22(与图1所示不同地)位于滑车16、16'之间的一个区域中，齿轮38的转动不具有特殊作用。通过滚轮32的转动运动，滑座22以期望的速度在表面12上被引导，其中，清洁头20的清洁辊24执行它们的清洁工作。可以想到的是，在该情况下，滚轮34与滚轮32脱开连接。

只要滑座22与滑车16、16'接触，对齿轮38进行的驱动就引起滑车16、16'的相应的运动。下面，将根据图1中所示的情况对这进行描述，在其中，滑座22到达它在滑车16、16'之间的“往返运动”的上部末端。在此，滑座22以如下程度靠近滑车16，使得上齿轮38与齿轮40嵌接，齿轮40经由齿轮42和起中间轮作用的齿轮44与滚轮18连接，用以驱动。因此，由驱动滑座22而产生的驱动转动运动被传递到滚轮18上，由此滑车16在皮带14上移行。可以设置的是，滚轮32在该状态中主动地或被动地与驱动器脱开连接，并且仅由齿轮34驱动。

图2示出逐步清洁表面12的流程。在图2a中示出了图1中示出的情况。图2b示出在滑车16在框14上侧向移行之后出现的情况，该移行是以上文所述的方式进行。滑车16向右移行的距离可以例如通过如下方式来确定，即，滑座22的驱动器的转动方向在预定的时间之后反转，并且，只要其暂时地脱开连接，滚轮32会再次与所属于其的驱动器连接，用以驱动。于是，滑座22背离滑车16运动，由此齿轮38和40脱开嵌接。随后由于滑车16的机械构造的内部摩擦和/或借助于支承或制动机构，使滑车16停止。

在此期间，下滑车16'没有进一步运动，从而绳30现在倾斜地在表面12上张紧。通过绳30与滑车16和/或滑车16'的连接39(参见图1)的相应设计，可以允许随之而来的绳30的延长。引导元件27通过绳30相对于底座25枢转，从而底座25的方位基本上不变。

如图2c中所示，滑座22紧接着向下运动，直至其与滑车16'接触。于是，下齿轮38驱动滑车16'以实现向右的运动(以类似于上齿轮38驱动滑车16的方式)，直至达到图2d中示出的状态，并且滑座22重新运动并且沿着绳30向滑车16移行。

上文所述的运动模式显然也可以以相反的方向进行。

为了使滑座22在表面12上运动，清洁装置10仅需要一个驱动器，即滚轮32的驱动器。该驱动器例如可以是电驱动器。为了最小化外部的电流输送或甚至完全无需外部的电流输送，可以给装置10配属自身的光伏设备以及合适的能量存储器。两个提到的部件尤其设置在滑座22和/或滑车16、16'上。

与清洁装置10的所述设计方案不同地可以设置的是，清洁辊24也由滚轮32的驱动器来驱动。例如有利的是，如果驱动器是液压驱动器。在此使用的水，可以在被用作驱动媒介之后，经由合适的喷嘴被涂到表面12上，以便改进装置10的清洁作用。

也可以设置(必要时是能伸缩的)杆代替绳30，滑座22沿着该杆运动，例如借助于在两侧包围杆的滚轮对。

在特定的应用情况下可以有利的是，给滑车16、16'配属自身的驱动器，只要滑座22处于特定的定位中，就激活该驱动器。激活可以通过接近开关和/或接触开关或合适的传感器来实现。例如能想到的是，这样的接触开关建立了滑座22的驱动器的能量输送部与滑车16、16'的各自的驱动器之间的电接触。在这种情况下，滑车16、16'无需自身的电流输送部。

在根据本发明的清洁装置的未示出的实施方式中，也可以仅设置一个滑车16或16'，该滑车例如与刚性的引导机构(例如杆)连接。具有清洁头20的滑座22于是沿着该引导机构往复移行，其中，滑座在到达滑车16或16'时，引起其如上述以不同的变体所述的运动。在到达引导机构的另外的末端时，通过在那里设置的、合适的接近开关和/或接触开关或传感器可以引起滑座22的运动的反转。在该实施方式中，引导机构的该末端有利地通过自身的引导装置在框14的范围内(或通过框14本身)被引导和/或被支撑。引导机构也可以例如借助滚轮支撑在表面12上。

如前述已经简单阐述地那样，可以设置机构(例如支撑或制动机构)，当滑车16、16'恰好不应沿着框14运动，尤其当滑座22在滑车16、16'之间运动来执行滑座的清洁工作时，并且滑车16、16'的运动会有不良后果时，该机构确保滑车16、16'分别停留在它们的定位中。

这样的保险机构例如可以被设计为相应软的或能压缩的滚轮18的橡胶包套18a，从而使得滚轮18需要特定的力或特定的力矩，以使其运动，该特定的力或特定的力矩仅在出于该目的而使滑座22与各个滑车16、16'协作时才被施加。替选或补充地，可以设置滚轮18的有针对性的约束和/或卡锁，以便提供要克服的阈值。

另外的可行方案示出图1中的细节a：各个滑车16、16'的悬臂46和滚轮18的盘48共同形成包围框14的支撑装置。滑车能以一定程度在框14上倾斜，如其通过双箭头示出的那样。取决于绳30相对于关于滑车16、16'是否被加载拉力，悬臂48的被设计为制动块49的区段与待清洁的表面12处于或者不处于摩擦的或附着的嵌接中。于是，滑座22运动本身确保了滑车16、16'或者被制动的或者是可以运动的。

替选或附加地，悬臂48可以充当用作未被示出的(机械式、电或光学的)用于识别最终位置的传感器的载体，借助该传感器，装置可以识别出(沿滑车16、16'的各自的运动方向来看)到达待清洁的表面12的末端。替选或附加地，这样的传感器也可以设置在其他部位上，例如在滑座22的侧向的凸起部50上。

装置可以被设计为，使得滑座22的方向反转自动地实现。

替选地，可以为使用者设置切换装置。其可以构造为脉冲控制器并且尤其以如下方式构造，即，通过对例如水的输送部进行接通或切断，在滑座上触发切换过程，其中，水在压力下例如经由装置接合至其上的高压清洁器向滑座22输送。切换过程也可以以电方式，例如借助一个或多个例如经由电线路或无线式驱控的伺服马达来触发，或者可以以机械方式经由例如平行于水软管在使用者和滑座22之间引导的、手动操纵的拉力绳来触发。

借助这样的切换过程，例如可以将滑座22上的阀块切换到每个所期望的工作状态中，从而例如经由阀块以可选的方式或者引起滑座22的第一运动方向的第一叶轮驱动作用地加载有处于压力下的水，或者引起滑座22的第二运动方向的第二叶轮驱动作用地加载有处于压力下的水。这些叶轮例如可以由滚轮22(图1)形成，并且沿着滚轮22的转动轴线彼此具有间距地设置。

附图标记列表

10清洁装置

12表面

14框

16、16'滑车

18滚轮

18a橡胶包套

20清洁头

22滑座

24清洁辊

25底座

26马达

27引导元件

28、36皮带

30绳

32、34滚轮

38、40、42、44齿轮

46悬臂

48盘

49制动块

50凸起部

a细节

r1、r2、r3运动方向