一种太阳能光伏板清洁机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能光伏板清洁机器人，包括底盘，底盘的内部安装有水箱，水箱的顶部安装有喷头，底盘的外侧设有用于驱动机器人进行横向行走的内层横向行走单元，内层横向行走单元的外部通过四个导向机构安装有用于驱动机器人进行纵向行走的纵向行走单元，纵向行走单元的外侧通过四个导向机构和两个联动升降锁止结构安装有外层滚刷驱动单元，本发明专利技术的清洁机器人整体结构分为三大运动单元，分别为内层横向行走单元、纵向行走单元和外层滚刷驱动单元，三大单元联动协作、分工明确，不同于鱼传统的和行业的只可以进行单自由度内移动的单向机器人，所设计的内层横向行走可以完成大规模，全面积的清洁。全面积的清洁。全面积的清洁。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光伏板清洁机器人


[0001]本专利技术涉及光伏板清洁
，具体为一种太阳能光伏板清洁机器人。

技术介绍

[0002]中国浙江省台州市的地理位置得天独厚，“七山一水二分田”的格局，地势由西向东倾斜，增大了受日照面积，为台州大面积使用太阳能光伏板提供了有利的条件。
[0003]得益于浙江省发布“关于推进浙江省百万家庭屋顶光伏工程建设的实施意见”以及从“金太阳”、“光电建筑”演变为电价补贴的国家补贴政策，台州使用太阳能光伏的家庭数量正在逐年提高。
[0004]光伏发电是利用一种几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池在受到光照射时产生电动势而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏电池组件的长时间静置导致悬浮颗粒堆积将光照阻挡在外，不但会导致光伏板发电效率变得低下损失发电量，严重还会产生热斑效应，导致组件寿命减短乃至损坏。因此，按要求清洗可保证光伏板表面的清洁度对保证发电效率尤为重要。而随着台州太阳能光伏使用数量增加，太阳能光伏板清洁压力也逐渐增大，传统的清洁方式主要包括以下几种：
[0005]清洁方式一：人工清洗/人工用工具清洗，安排人工使用光伏清洗喷水刷头进行手动冲刷刮从而去除积尘，恢复较高的光伏发电效率。优点：清洗的干净。缺点：清洗时间长，人员不好管理，浪费水资源，安全系数低，人员踩踏电池板容易造成隐裂，发生意外坠落严重致人伤亡；
[0006]清洁方式二：机械化清洗车，体积庞大的清洗车在光伏行与行之间进行清洗，冲刷。优点：省人工。缺点：对现场安装间距有要求，且清洗不均匀；
[0007]清洁方式三：智能光伏板清洁机器人，由机器人进行清扫清洗，省去人工，可遥控或者后台操作，自定义清洗时间。与传统清洁方式相比，智能清扫机器人清洗有如下六大优势：1.自供电，并带有储能，无需提供外部电源；2.智能控制、无人值守，节省人工费用；3.无水清洁、节能环保，节约用水；4.运行频次自由设定，根据场区环境定期清洁；5.机器人清扫用力均匀，不会造成电池片隐裂；6.机器人可以夜间工作。缺点：机器人有时候会被安装不平整的光伏板边框卡住，机器人无法正常归位，运维人员在现场难以找到停留机器人的位置，因此传统方式对太阳能光伏板的清洁还存在诸多的不足。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种太阳能光伏板清洁机器人，以解决上述
技术介绍
提出的现有的光伏板清洁方式存在诸多不足的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种太阳能光伏板清洁机器人，包括底盘，所述底盘的内部安装有水箱，所述水箱的顶部安装有喷头，所述喷头通过管道与水箱内部的微泵连通，所述水箱的外侧设有固定安装于底盘内部的控制模组和蓄电池，所述底盘的外侧设有用于驱动机器人进行横向行走的内层横向行走单元，所述内层横向行走单元
的外部通过四个导向机构安装有用于驱动机器人进行纵向行走的纵向行走单元，所述纵向行走单元的外侧通过四个导向机构和两个联动升降锁止结构安装有外层滚刷驱动单元。
[0010]为了使得实现机器内外两层升降时的稳定，作为本专利技术一种优选方案：所述导向机构包括直线滑块，所述直线滑块滑动配合连接有直线滑轨。
[0011]为了使得实现机器人在光伏板上的横向行走，作为本专利技术一种优选方案：所述内层横向行走单元包括套于底盘外部的第一安装架，所述第一安装架的外侧两端均转动安装有横向行走轮，所述横向行走轮的轮轴穿过第一安装架内部嵌设的轴承并连接有第一从动齿，位于同侧的两个所述第一从动齿通过链条传动连接安装有第一主动齿的第一步进电机，所述第一步进电机安装于第一安装架的外侧。
[0012]为了使得实现机器人在光伏板上的纵向行走，作为本专利技术一种优选方案：所述纵向行走单元包括与底盘顶部搭片固定连接的第四安装架，所述第四安装架的两侧内部均安装有两根直线滑轨，两根所述直线滑轨与第一安装架外侧安装的直线滑块滑动连接，所述第四安装架的两端均安装有两个隔板，同端的两个所述隔板的内部均通过两个轮轴安装有纵向行走轮，所述隔板的一侧中部安装有第四步进电机，所述第四步进电机通过安装的第二主动齿配合链条与纵向行走轮安装的第二从动齿传动连接。
[0013]为了使得实现机器人的内外两层联动，作为本专利技术一种优选方案：所述联动升降锁止结构包括位于同侧两个隔板两侧并与第四安装架固定连接的第三安装架，所述第三安装架的四根立柱外侧均安装有丝杆安装座，每个所述丝杆安装座的一侧均设有连接座，所述连接座通过丝杠螺母与丝杆安装座内部的滚珠丝杠螺纹连接，每根所述滚珠丝杠的顶部均安装有从动带轮，四个所述从动带轮通过皮带57与第三步进电机安装的主动带轮传动连接，所述第三步进电机安装于第三安装架一端。
[0014]为了使得对光伏板表面进行清洁，作为本专利技术一种优选方案：所述外层滚刷驱动单元包括套于第四安装架外部的第二安装架，所述第二安装架的内侧安装有两个滚刷，两个所述滚刷的两端均安装有第三从动齿，所述第二安装架的两端内侧均安装有第二步进电机，所述第二步进电机通过安装的第三主动齿配合链条与对应的两个第三从动齿传动连接。
[0015]为了使得外层滚刷驱动单元与纵向行走单元之间升降时进行导向，作为本专利技术一种优选方案：所述第二安装架的两端内侧均安装有两个直线滑块，该所述直线滑块与第四安装架两端安装的直线滑轨滑动连接。
[0016]为了使得通过联动升降锁止结构驱动外层滚刷驱动单元进行升降，作为本专利技术一种优选方案：所述连接座通过螺钉与第二安装架固定连接。
[0017]为了使得实现对机器人智能控制，作为本专利技术一种优选方案：所述控制模组由stm32f7系列的单片机控制单元和进行视觉识别的英伟达jetson tx2并配合进行位置定位的GPS组成，所述微泵、第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机和第四步进电机均与控制模组内的单片机电性连接，所述单片机与蓄电池电性连接。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]1)清洁机器人整体结构分为三大运动单元，分别为内层横向行走单元、纵向行走单元和外层滚刷驱动单元，三大单元联动协作、分工明确，不同于鱼传统的和行业的只可以进行单自由度内移动的单向机器人，所设计的内层横向行走可以完成大规模，全面积的清
洁，有多个跑道，大大减少时间和经济成本；
[0020]2)内层横向行走单元由两个直流步进电机通过链条传动，带动横向行走轮转动，用于机器人的横向运动控制，在清洁完一个平面的清洁后，可以横向移动到下一平面，进行后续平面的清洁工作；
[0021]3)外层滚刷驱动单元由两个直流步进电机通过链条传动，带动滚刷转动，进行高效清洁工作；
[0022]4)控制模组由stm32f7系列的单片机进行运算处理，控制逻辑为通过英伟达jetson tx2进行视觉识别并配合GPS进行位置定位，经过系列智能算法保证其在工作平面中运动精度为0.01m，在基于软件层面保证运动的安全性；
[0023]5)通过底盘内水箱安装的微泵配合喷头，可将水箱内的清洁剂喷向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏板清洁机器人，包括底盘(1)，其特征在于：所述底盘(1)的内部安装有水箱(11)，所述水箱(11)的顶部安装有喷头(12)，所述喷头(12)通过管道与水箱(11)内部的微泵连通，所述水箱(11)的外侧设有固定安装于底盘(1)内部的控制模组(13)和蓄电池(14)，所述底盘(1)的外侧设有用于驱动机器人进行横向行走的内层横向行走单元(2)，所述内层横向行走单元(2)的外部通过四个导向机构(3)安装有用于驱动机器人进行纵向行走的纵向行走单元(6)，所述纵向行走单元(6)的外侧通过四个导向机构(3)和两个联动升降锁止结构(5)安装有外层滚刷驱动单元(4)。2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏板清洁机器人，其特征在于：所述导向机构(3)包括直线滑块(31)，所述直线滑块(31)滑动配合连接有直线滑轨(32)。3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏板清洁机器人，其特征在于：所述内层横向行走单元(2)包括套于底盘(1)外部的第一安装架(21)，所述第一安装架(21)的外侧两端均转动安装有横向行走轮(25)，所述横向行走轮(25)的轮轴穿过第一安装架(21)内部嵌设的轴承并连接有第一从动齿(22)，位于同侧的两个所述第一从动齿(22)通过链条传动连接安装有第一主动齿的第一步进电机(23)，所述第一步进电机(23)安装于第一安装架(21)的外侧。4.根据权利要求3所述的一种太阳能光伏板清洁机器人，其特征在于：所述纵向行走单元(6)包括与底盘(1)顶部搭片固定连接的第四安装架(61)，所述第四安装架(61)的两侧内部均安装有两根直线滑轨(32)，两根所述直线滑轨(32)与第一安装架(21)外侧安装的直线滑块(31)滑动连接，所述第四安装架(61)的两端均安装有两个隔板，同端的两个所述隔板的内部均通过两个轮轴安装有纵向行走轮(63)，所述隔板的一侧中部安装有第四步进电机(62)，所述第四步进电机(62)通过安装的第二主动齿配合链条与纵向行走轮(63)安装的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，梁煜欣，陈威，夏雪婷，高旭佳，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：