一种光伏板清洗车自动跨越间隔辅助装置的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别涉及光伏板自动清洗领域，尤其涉及一种光伏板清洗车自动跨越间隔辅助装置。


背景技术：

2.近年来，随着国家低碳战略的实施，屋顶分布式光伏迎来了快速的发展。在屋顶分布式光伏电站的运行中，浮尘在光伏板表面积累会导致组件发电效率降低。屋顶光伏板通常平铺在彩钢瓦上，由于彩钢瓦面积较大且承重有限，为运维人员的清洗工作带来诸多不便。针对屋顶分布式光伏板的除尘需求，市场上出现了很多智能光伏板清洗车，这些智能光伏板清洗车采用智能行驶底盘和静电除尘装置，可以自动清除光伏板上的积尘污垢，提升光伏板的发电效率。但是，由于屋顶光伏板呈分区布置，相邻两个光伏板区域存在30cm-50cm宽的间隔，普通清洗车难以跨越，限制了清洗车的自动作业范围。需要有一种跨越间隔辅助装置，帮助清洗车自动跨越光伏板区域间隔，提升清洗车作业范围，以解决对全屋顶光伏板进行自动化清洗除尘的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种光伏板清洗车自动跨越间隔辅助装置，能够实现对全屋顶光伏板进行自动化清洗除尘的目的。
4.为实现上述目的，本实用新型所设计的一种光伏板清洗车自动跨越间隔辅助装置，该辅助装置分为左右两部分，所述左、右辅助装置分别对称设置在清洗车左右两侧；所述左辅助装置包括可向前后两侧伸缩的左伸缩支撑装置，以及驱动清洗车自动跨越间隔的左驱动装置；所述左驱动装置设置在左伸缩支撑装置的前后两侧；所述右侧辅助装置包括可向前后两侧伸缩的右伸缩支撑装置，以及驱动清洗车自动跨越间隔的右驱动装置；所述右驱动装置设置在右伸缩支撑装置的前后两侧；所述左伸缩支撑装置、右伸缩支撑装置的伸缩长度均为，左伸缩支撑装置、右伸缩支撑装置分别伸长后，清洗车依靠二者的支撑在左驱动装置、右驱动装置的带动下自动跨越间隔；且清洗车长度的一半和伸缩长度之和大于间隔区距离，防止清洗车跨越间隔时坠入其中。
5.作为优选方案，所述左伸缩支撑装置包括左伸缩架主体、左前伸缩架、左前齿轮、左前齿条、左后伸缩架、左后齿轮、左后齿条；所述左伸缩架主体与清洗车左侧的侧壁固定连接，所述左前齿条、左后齿条分别沿清洗车前进方向设置在左伸缩架主体上下两侧，所述左前齿轮固定在左前伸缩架后端，左前齿轮与左前齿条啮合带动左前伸缩架向前伸缩，所述左后齿轮固定在左后伸缩架前端，左后齿轮与左后齿条啮合带动左后伸缩架向后伸缩。
6.作为优选方案，所述左伸缩架主体内部为空腔结构，空腔内沿清洗车前进方向设有上下平行的两个左导轨，左前伸缩架设置在上部的左导轨内，左后伸缩架设置在下部的左导轨内。
7.作为优选方案，所述右伸缩支撑装置包括右伸缩架主体、右前伸缩架、右前齿轮、
右前齿条、右后伸缩架、右后齿轮、右后齿条；所述右伸缩架主体与清洗车右侧的侧壁固定连接，所述右前齿条、右后齿条分别沿清洗车前进方向设置在右伸缩架主体上下两侧，所述右前齿轮固定在右前伸缩架后端，右前齿轮与右前齿条啮合带动右前伸缩架向前伸缩，所述右后齿轮固定在右后伸缩架前端，右后齿轮与右后齿条啮合带动右后伸缩架向后伸缩。
8.作为优选方案，所述右伸缩架主体内部为空腔结构，空腔内沿清洗车前进方向设有上下平行的两个右导轨，右前伸缩架设置在上部的右导轨内，右后伸缩架设置在下部的右导轨内。
9.左伸缩支撑装置、右伸缩支撑装置中的伸缩架通过电机带动齿轮与齿条的啮合传动，实现伸缩架沿着伸缩架主体前后伸缩；伸缩架伸长后，电机停止转动，齿轮、齿条停止运动，使伸缩架保持伸长状态并且为清洗车跨越间隔提供有力的支撑。整个结构简单，易于实现，且成本低廉。
10.设置在左伸缩架主体内的左导轨、右伸缩架主体内的右导轨可以对伸缩架的滑动进行导向，以提高滑动精度和效率。
11.作为优选方案，所述左前伸缩架前后端分别设有左前限位凸台、左前限位块，右前伸缩架前后端分别设有右前限位凸台、右前限位块，左后伸缩架前后端分别设有左后限位凸台、左后限位块，右后伸缩架前后端分别设有右后限位凸台、左后限位块；限位凸台用于收缩限位的，限位块用于伸长限位的；所述左导轨、右导轨前后两侧均设有分别与限位凸台、限位块配合的左限位框、右限位框。
12.前后伸缩限位凸台、限位块、限位框的设计，可以有效防止伸缩架在伸缩过程从清洗车中脱离出去。
13.作为优选方案，所述左驱动装置包括左前轮、左前轮支撑杆、左后轮、左后轮支撑杆，所述左前轮安装在左前轮支撑杆下端，左前轮支撑杆上端固定在左前伸缩架前端，所述左后轮安装在左后轮支撑杆下端，左后轮支撑杆上端固定在左后伸缩架后端。
14.作为优选方案，所述右驱动装置包括右前轮、右前轮支撑杆、右后轮、右后轮支撑杆，所述右前轮安装在右前轮支撑杆下端，右前轮支撑杆上端固定在右前伸缩架前端，所述右后轮安装在右后轮支撑杆下端，右后轮支撑杆上端固定在右后伸缩架后端。
15.驱动装置中的前轮、后轮在清洗车跨越间隔过程中起到主要驱动作用，当清洗车头部刚开始进入间隔区域到车体一半进入间隔区域这段距离，以及车体一半离开间隔区域到车尾全部离开间隔区域这段距离，清洗车自身的履带起主要驱动作用；但车体一半处于间隔区域时，前轮、后轮起主要驱动作用。前轮、后轮通过电子控制实现同步转动。
16.作为优选方案，所述左前轮、左后轮、右前轮、右后轮的底部离光伏板的距离均大于零。
17.即伸缩支撑装置在收缩状态时，前轮、后轮是悬空的、与光伏板有间隙，以免影响清洗车的正常工作。
18.本实用新型的优点在于：
19.当清洗车需要跨越相邻两个光伏板之间的间隔时，左伸缩支撑装置、右伸缩支撑装置同时向前后方向伸长，后端伸长后仍处于原光伏板上，前端伸长到间隔区另一端的光伏板上，并且左伸缩支撑装置、右伸缩支撑装置在清洗车跨越间隔过程中起支撑作用，驱动装置和清洗车自身的履带作用带动清洗车向前行驶跨越间隔区域。当清洗车不需要跨越间
隔时，左伸缩支撑装置、右伸缩支撑装置架处于收缩状态，不影响清洗车的正常工作。通过设置在清洗车上的伸缩支撑装置和驱动装置，可以实现清洗车在相邻两个光伏板之间自动跨越，实现对全屋顶光伏板进行自动化清洗除尘的目的。
20.同时该辅助装置通用性高，可以适用于不同的清洗车，当间隔区域变化时，仅改变左伸缩支撑装置、右伸缩支撑装置的长度即可，而不需要更改清洗车，因此通用性高、成本低廉。
附图说明
21.图1为该辅助装置与清洗车的装配图(收缩状态)；
22.图2为该辅助装置的立体结构图；
23.图3为清洗车的立体结构图；
24.图4为左侧辅助装置的爆炸图；
25.图5为右侧辅助装置的爆炸图；
26.图6为该辅助装置伸长状态的平面图；
27.图7为清洗车自动跨越间隔的动作流程图；
28.图中各部件标号如下：
29.清洗车10，侧壁101，履带102，光伏板一区1，光伏板二区2，伸缩长度a，清洗车长度b，间隔区距离c；
30.左伸缩支撑装置20a：左伸缩架主体14、左导轨11、左前齿条12、左后齿条13，左限位框15；左前伸缩架21、左前电机24、左前齿轮25，左前限位凸台26，左前限位块27、左前距离探测器28；左后伸缩架31、左后电机34、左后齿轮35、左后限位凸台36、左后限位块37；
31.左驱动装置30a：左前轮22、左前轮支撑杆23、左后轮32、左后轮支撑杆 33；
32.右伸缩支撑装置20b：右伸缩架主体44、右导轨41、右前齿条42、右后齿条43、右限位框45：右前伸缩架51、右前电机54、右前齿轮55、右前限位凸台56、右前限位块57、右前距离探测器58；右后伸缩架61、右后电机64、右后齿轮65、右后限位凸台66、右后限位块67；
33.右驱动装置30b：右前轮52、右前轮支撑杆53、右后轮62、右后轮支撑杆 63。
具体实施方式
34.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安
装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.首先定义清洗车10前进方向为其长度方向，如图1箭头所示，清洗车10 向前运动为前方，向后运动为后方，前进方向以左为左侧，前进方向以右为右侧。
38.本实用新型涉及的一种光伏板清洗车自动跨越间隔辅助装置，该辅助装置分为左右两部分，所述左、右辅助装置分别对称设置在清洗车10左右两侧。
39.如图1、2所示，所述左辅助装置包括可向前后两侧伸缩的左伸缩支撑装置 20a，以及驱动清洗车10自动跨越间隔的左驱动装置30a；所述左驱动装置30a 设置在左伸缩支撑装置20a的前后两侧；所述右侧辅助装置包括可向前后两侧伸缩的右伸缩支撑装置20b，以及驱动清洗车10自动跨越间隔的右驱动装置30b；所述右驱动装置30b设置在右伸缩支撑装置20b的前后两侧；所述左伸缩支撑装置20a、右伸缩支撑装置20b的伸缩长度均为a，左伸缩支撑装置20a、右伸缩支撑装置20b分别伸长后，清洗车10依靠二者的支撑在左驱动装置30a、右驱动装置30b的带动下自动跨越间隔；且清洗车长度b的一半和伸缩长度a之和大于间隔区距离c，防止清洗车10跨越间隔时坠入其中。
40.如图4所示，所述左伸缩支撑装置20a包括左伸缩架主体14、左前伸缩架 21、左前电机24、左前齿轮25、左前齿条12、左后伸缩架31、左后电机34、左后齿轮35、左后齿条13；所述左伸缩架主体14与清洗车左侧的侧壁101螺纹连接或焊接固定连接，所述左前齿条12、左后齿条13分别沿清洗车10前进方向设置在左伸缩架主体14上下两侧，所述左前齿轮25固定在左前伸缩架21后端，左前齿轮25与左前齿条12啮合带动左前伸缩架21向前伸缩，所述左后齿轮35固定在左后伸缩架31前端，左后齿轮35与左后齿条13啮合带动左后伸缩架31向后伸缩。
41.所述左伸缩架主体14内部为空腔结构，空腔内沿清洗车10前进方向设有上下平行的两个左导轨11，左前伸缩架21设置在上部的左导轨11内，左后伸缩架31设置在下部的左导轨11内。
42.所述左驱动装置30a包括左前轮22、左前轮支撑杆23、左后轮32、左后轮支撑杆33，所述左前轮22安装在左前轮支撑杆23下端，左前轮支撑杆23上端固定在左前伸缩架21前端，所述左后轮32安装在左后轮支撑杆33下端，左后轮支撑杆33上端固定在左后伸缩架31后端。左前轮支撑杆23用于辅助左前轮22运动，左后轮支撑杆33用于辅助左后轮32运动，左前轮支撑杆23、左后轮支撑杆33内分别设有检测左前轮22、左后轮32是否与光伏板接触的压力传感器。
43.如图5所示，所述右伸缩支撑装置20b包括右伸缩架主体44、右前伸缩架 51、右前电机54、右前齿轮55、右前齿条42、右后伸缩架61、右后电机64、右后齿轮65、右后齿条43；所述右伸缩架主体44与清洗车右侧的侧壁101螺纹连接或焊接固定连接，所述右前齿条42、右后齿条43分别沿清洗车10前进方向设置在右伸缩架主体44上下两侧，所述右前齿轮55固定在右前伸缩架51后端，右前齿轮55与右前齿条42啮合带动右前伸缩架51向前伸缩，所述右后齿轮65固定在右后伸缩架61前端，右后齿轮65与右后齿条43啮合带动右后伸缩架61向后伸缩。
44.所述右伸缩架主体44内部为空腔结构，空腔内沿清洗车10前进方向设有上下平行的两个右导轨41，右前伸缩架51设置在上部的右导轨41内，右后伸缩架61设置在下部的右导轨41内。
45.所述右驱动装置30b包括右前轮52、右前轮支撑杆53、右后轮62、右后轮支撑杆63，所述右前轮52安装在右前轮支撑杆53下端，右前轮支撑杆53上端固定在右前伸缩架51前端，所述右后轮62安装在右后轮支撑杆63下端，右后轮支撑杆63上端固定在右后伸缩架61后端。
46.所述左前伸缩架21前后端分别设有左前限位凸台26、左前限位块27，右前伸缩架51前后端分别设有右前限位凸台56、右前限位块57，左后伸缩架31 前后端分别设有左后限位凸台36、左后限位块37，右后伸缩架61前后端分别设有右后限位凸台66、右后限位块67；限位凸台用于收缩限位的，限位块用于伸长限位的；所述左导轨11、右导轨41前后两侧均设有分别与限位凸台、限位块配合的左限位框15、右限位框45。
47.所述左前轮22、左后轮32、右前轮52、右后轮62的底部离光伏板的距离均大于零。
48.其中，左伸缩支撑装置20a、右伸缩支撑装置20b的主体结构均为铝合金材质，在保证结构刚性的同时，减少自身重量。齿条为铜材质。
49.下面以左辅助装置为例，如图2、4所示，说明该辅助装置的具体内部结构。
50.左伸缩架主体14内侧与清洗车侧壁101焊接固定，左伸缩架主体14外侧沿清洗车10前进方向设置有上下两根平行的左导轨11。左导轨11前后两侧分别设置与限位凸台26，限位块27配合的限位框15。限位凸台26、限位块27均为方形，限位框15为“日”字型。
51.左前轮22方向固定向前，离光伏板距离为0.5cm，平时不影响清洗车10行进和转向，在清洗车10跨越间隔时左前轮22可起到支撑车体和导向的作用。左前轮22内置直流电机，轮轴即为电机转轴，可在清洗车10跨越间隔时提供辅助行驶动力，左前轮22的轮胎为橡胶材质，用于增大与光伏板之间的摩擦力。
52.左前轮支撑杆23内置压力传感器，平时左前轮22离开地面，压力传感器无信号输出，当清洗车10跨越间隔过程中，车体悬空，左前轮支撑杆23受力，压力传感器输出压力变化信号。
53.左前电机24的输出轴与左前齿轮25连接，左前电机24用于驱动左前齿轮 25转动，左前齿轮25与左伸缩支撑装置20a左前齿条12啮合驱动左前伸缩架 21伸出和收回，左前伸缩架21的最大伸出长度为50cm。
54.左后轮32方向固定向后，离地面距离为0.5cm，平时不影响清洗车10行进和转向，在清洗车10跨越间隔时可起到支撑车体和导向的作用，左后轮32内置直流电机，左后轮32的轮轴即为电机转轴，可在清洗车10跨越间隔时提供辅助行驶动力。左后轮32的轮胎为橡胶材质，用于增大与光伏板之间的摩擦力。
55.左前轮支撑杆33内置压力传感器，平时左后轮32离开地面，压力传感器无信号输出，当清洗车10跨越间隔过程中，车体悬空，左前轮支撑杆33受力，压力传感器输出压力变化信号。
56.左后电机34的输出轴与左后齿轮35连接，左后电机34用于驱动左后齿轮 35转动，左后齿轮35与左伸缩支撑装置20a左后齿条13啮合驱动左后伸缩架 31伸出和收回，左后伸缩架31的最大伸出长度a＝50cm。
57.左前超声波距离探测器28、右前超声波距离探测器58用于探测光伏板整列间隔区距离c。探测方式为：探测器向前方发出超声波脉冲信号，当脉冲信号遇到间隔对面光伏板侧壁会被反射回来，探测器可以接收到反射声波信号；当脉冲信号遇到光伏板面板会发生镜面反射，探测器无法接收到反射声波信号。因此，探测距离即为c＝v*t/2，其中t为探测器从发射到接受声波信号时间间隔，v为声速，光伏板间隔距离为c。为避免信号干扰，左右两个超声波距离探测器交替工作。
58.右辅助装置与左辅助装置为对称件，二者内部结构相似，在此不再赘述，如图5所示。
59.如图6、7所示，装了自动跨越间隔辅助装置的光伏板清洗车10跨越光伏板区域间隔的动作流程为：
60.第一步、判断光伏板区域间隔是否具备跨越条件。
61.本实施例中，伸缩长度a＝50cm，清洗车长度b＝50cm，间隔区距离c＝60cm，滚轮直径d＝8cm，限值d＝a+b/2-d＝67cm。当光伏板清洗车10清洗完光伏板一区 1，继续向前行驶至光伏板一区1边缘时，检测到间隔，清洗车10停止前进；判断间隔距离c是否小于等于限值d，如果小于等于限值d，则执行跨越间隔准备动作；如果大于限值d，则不执行跨越间隔准备动作。
62.第二步、执行跨越间隔准备动作。
63.左前伸缩架21、右前伸缩架51均向前伸出50cm，左后伸缩架31、右后伸缩架61向后伸出50cm，具体为左前伸缩架21、右前伸缩架51分别在左前电机 24、右前电机54驱动下向前伸出50cm，左后伸缩架31、右后伸缩架61分别在左后电机34、右后电机64驱动下向后伸出50cm。当同时检测到左前轮支撑杆 23和右前轮支撑杆53压力增加信号，证明左前轮22和右前轮52已经在光伏板二区2着陆，清洗车10可以执行跨越间隔动作。如果未能同时检测到左前轮支撑杆23和右前轮支撑杆53压力增加信号，则车体继续向前行驶，直到同时检测到左前轮支撑杆23和右前轮支撑杆53压力变化信号为止。清洗车10继续向前行驶距离不超过清洗车10长度b的一半距离，综合考虑其他因素，设置清洗车 10继续向前行驶距离不超过20cm，以防止清洗车10坠入光伏板一区1和光伏板二区2的间隔中。
64.第三步、执行跨越间隔动作。
65.光伏板清洗车10在左伸缩支撑装置20a、右伸缩支撑装置20b的支撑下，依靠自身履带102和左前轮22、左后轮32、右前轮52、右后轮62这四个滚轮同时作用，驱动清洗车10从光伏板一区1向前行使至光伏板二区2。当清洗车 10行驶至间隔中间时，车体悬空，检测到左后轮支撑杆33和右后轮支撑杆63 的压力增加信号。车体继续向前行驶直到左后轮32和右后轮62悬空，左后轮支撑杆33和右后轮支撑杆63的压力信号消失，此时清洗车10已经安全行驶至光伏板二区2。
66.第四步、执行收回伸缩架动作。
67.清洗车10同时向左伸缩支撑装置20a、右伸缩支撑装置20b发送收回信号，左前伸缩架21、左后伸缩架31分别在左前电机24、左后电机34驱动下收回到左伸缩支撑装置20a导轨11内，右前伸缩架51、右后伸缩架61分别在右前电机54、右后电机64驱动下收回到右伸缩支撑装置20b导轨41内，清洗车10跨越间隔动作执行完毕。
68.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，
但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。