新型全自動光伏板清潔機的制作方法

本發明涉及一種光伏電站光伏板的維護設備，特別涉及新型全自動光伏板清潔機。

背景技術：

目前常見的光伏電站光伏板的清潔維護方法多為滾刷清灰、噴水沖洗、灑水刮洗、真空吸塵和人工清理，還有采用噴涂納米自清潔膜層技術等。但均存在清理效率低、成本高、效果不理想等缺欠，清理的周期比較長，影響了光伏電站的發電效率和光伏生產企業的經營效益。為此，應研發高效率、低成本、效果顯著的清理方法，縮短清理周期，用更加方便的清潔維護技術，促進光伏電站發揮更高的效率。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種能為光伏電站光伏板清潔維護的新型全自動設備，解決現有光伏板清潔維護技術存在的上述問題。本發明的上述目的通過以下的技術方案得以實現。

新型全自動光伏板清潔機，由機體支架、布料擦洗裝置、靠模導軌裝置、清潔度檢測裝置、動力系統、待機機構、行走機構、回車機構等組成。

機體支架：由左支承板7、中支承板9、右支承板11、左橫梁8、右橫梁10和其它聯接件組成。

左支承板7的下部前、后兩端用螺栓與兩個左側縱向行走輪30的輪軸聯接。中部與行走電機4用螺栓固定，行走電機4的動力輸出軸與行走齒輪5聯接。兩個左側縱向行走輪30和一個行走齒輪5，均在左行走導軌6內運行，左行走導軌6焊接在光伏支架2上。左支承板7的上部用螺栓與左橫梁8的外端聯接。

右支承板11的下部前、后兩端用螺栓聯接2個右側傾向支承輪13的支架，該支架的前端安裝傾向支承輪13。在右支承板11的下部前、后兩個傾向支承輪13的內側用螺栓聯接兩個右側縱向行走輪30的輪軸。兩個右側傾向支承輪13和兩個右側行走輪30均在右行走導軌12內運行，右行走導軌12焊接在光伏支架2上。右支承板11的上部用螺栓與右橫梁10的外端聯接。

中支承板9的下端焊接兩個軸套，套在兩個收布輥16的輥軸中部軸承的外圈上，上端用螺栓與左橫梁8、右橫梁10的內端聯接固定。

布料擦洗裝置：本機采用了兩組相同的擦洗系統，呈上、下平行式排列。每組擦洗系統由4塊搖板14和6個布輥組成，前、后排列形成濕式清擦和干式精擦兩套清潔機構，此兩套清潔機構基本相同。

每套清潔機構分別由兩側的搖板14用軸承聯接供布輥17、海綿工作輥15和收布輥16的各聯接軸的兩側，搖板14的上部與供布輥17聯接，搖板14的中部與收布輥16聯接，搖板14的下部與海綿工作輥15聯接。

在每套清潔機構中，收布輥17聯接軸的兩端還用軸承分別聯接機體支架上的左支承板7、右支承板11，使清潔機構可繞收布輥16聯接軸擺動，以完成海綿工作輥15的提升動作。由供布輥17引出的工作布料，繞經海綿工作輥15后，纏繞在收布輥16上，形成連接供布輥17、海綿工作輥15和收布輥16的一條布帶，以收布輥16為主動輥，在收布輥16轉動時，由布帶帶動海綿工作輥15和供布輥17一起轉動。海綿工作輥15的輥軸周圍有一海綿層，工作布料壓在海綿工作輥15的海綿層外，海綿工作輥15上的海綿層起著緩沖作用，使海綿工作輥15與光伏板1接觸時，即可增加接觸面積，又不至于壓損光伏板1。

在供布輥17左側的搖板14上安裝一拉簧22，拉簧22的另一端連接在機體支架上，在拉簧22的作用下，擦洗系統的海綿工作輥15能夠以適當的壓力作用在光伏板1上，使海綿工作輥15上的布料充分地與光伏板1接觸并清除光伏板1上的污物。

濕式清擦機構的工作布料是濕式布料，冬季用汽車玻璃防凍清洗液浸濕，其它季節用純凈水浸濕，使布料含有適當的水分，能夠起到清洗除污的作用。濕式清擦機構運行時，由收布輥17帶動布帶繞過海綿工作輥15，在拉簧22的拉力作用下，濕布帶緊壓在光伏板1上，濕式布帶隨海綿工作輥15和供布輥16一同轉動。同時，整個清潔機在行走機構的帶動下向前運行，使濕式清擦機構的海綿工作輥15不斷地向前清擦光伏板1。

干式精擦機構的工作布料是干式布料，隨同濕式清擦機構一同縱向運行時，由收布輥16帶動干布帶繞過海綿工作輥15，在拉簧22的拉力作用下，干布海綿工作輥15緊壓在光伏板1上，干式布帶隨海綿工作輥15和供布輥17一同轉動。同時，整個清潔機在行走機構的帶動下向前運行，使干式精擦機構的海綿工作輥15不斷地向前精擦光伏板1。能夠起到擦干光伏板1上濕式清擦后殘留的水分，還能起到精細除污的效果。

靠模支架19為一工字型鋁合金型材，沿光伏板1的縱向敷設，其下端面用螺栓固定連接在光伏支架2上。縱向靠模20為一長條型橡膠板，用強力膠粘合在縱向靠模支架19的上端面上。突模28為一適當長度和高度的梯形模塊，設置在光伏板1的縱向聯接處，并用強力膠粘合固定在縱向靠模20上。

兩個海綿工作輥15聯接軸的兩端和中部各安裝一個靠模輪18，由靠模支架19、縱向靠模20和突模28一起構成靠模導軌。

靠模導軌裝置：在光伏板1的上部、中部和下部的光伏支架2上，各安裝一副縱向靠模導軌。3條靠模導軌與3個靠模輪18一起構成靠模導軌裝置。

海綿工作輥15上的靠模輪18須沿縱向靠模導軌運行，在通過光伏板1縱向間隔時，靠模輪18能夠運行到突模28上，使海綿工作輥15的輥軸抬起，完成海綿工作輥15的提升，以實現海綿工作輥15跨越光伏板1的縱向連接處的中壓塊26，不會損傷海綿工作輥15上的工作布料。

清潔度檢測裝置：在光伏清潔機的前端安裝光反射型光伏板清潔度檢測儀，對光伏板1的清潔度實施24小時實時監測。當清潔度達到確定的標準時，就自動啟動光伏清潔機工作。這種基于光反射型光伏板清潔度檢測儀，用藍光LED為光源，以一定角度照射到光伏板1表面，在光伏板1表面發生散射、吸收和反射，用濾光片濾除室外環境中的雜光，隨著光伏板1表面落塵增多，散射和吸收增強，采用光電二極管實時檢測光源在光伏板1表面反射的光信號，對反射光信號過濾放大，通過單片機接收處理數據。根據反射光強度與清潔度呈正相關的關系，計算出光伏板1的清潔度的量值，根據定標、計算、測得光伏板1的清潔度，監視光伏板1清潔度的實時數據。

動力系統：本發明提供兩組動力系統，分別為行走動力系統、擦洗動力系統，各動力系統由機體上的蓄電池供電。

所述的行走動力系統，在機體支架上左支承板7外側的下部中間位置，安裝行走電機4，通過減速后，由動力輸出軸與行走齒輪5聯接，行走齒輪5在行走齒條3上運行，帶動清潔機運行。行走齒條3用螺釘固定在左行走導軌6內腔最里側的底面上，左行走導軌6焊接在光伏支架上。

所述的擦洗動力系統的兩個工作電機29，分別安裝在機體支架的左支承板7、右支承板11的外側，在干式精擦機構的收布輥15聯接軸的外端安裝兩個鏈輪，一個鏈輪用鏈條連接擦洗工作電機29，接受工作電機29傳來的動力，帶動干式精擦機構運行；另一個鏈輪用鏈條連接濕式清擦機構中收布輥16聯接軸上的鏈輪，向濕式清擦機構提供動力，帶動濕式清擦機構運行。

在每套擦洗機構中，由工作電機29通過鏈條帶動干式精擦清潔機構的收布輥16逆時針方向轉動，收布輥16帶動布帶運動，收布輥16的布帶帶動海綿工作輥15逆時針方向轉動，海綿工作輥15上的布帶又帶動供布輥17一起運動。濕式清擦清潔機構的運行與干式精擦清潔機構的運動相同，只是速度比干式精擦清潔機構的運行速度慢一些，使濕布中的水分能夠充分地作用在光伏板1污物上，以增強濕式清擦的效果。

待機機構：待機機構在光伏板左側的光伏支架2上，由機架、支承、端部擋板、行程開關、鎖緊擋板等組成，與光伏支架2固定聯接在一起，在清潔機工作前和工作之后，用來放置清潔機，同時用于安裝、拆卸、更換布輥和為蓄電池充電。在機架的下面安裝支承，以承受機架、清潔機的重量。

行走機構：由左行走導軌6、右行走導軌12、4個縱向行走輪30、行走齒條3、行走齒輪5、2個傾向支承輪13、行走電機4及其傳動機構組成。

左行走導軌6為一側具有一長條形開槽的方形管，在內腔的最里側下部，用螺栓固定一行走齒條3與行走齒輪5相配合。右行走導軌12為一側具有一長條形開槽的方形管。左行走導軌6和右行走導軌12分別焊接在光伏支架2的上部和下。

縱向行走輪30：其中的2個左側縱向行走輪30，輪軸的左端用螺栓固定在機體支架的左支承板7上，輪軸的右側安裝縱向行走輪30，左側的縱向行走輪30在左行走軌道6的內腔中的底面運行；2個右側的縱向行走輪30，其輪軸的左端用螺栓固定在機體支架的右支承板11上，輪軸的右側安裝縱向行走輪30，百側的縱向行走輪30在右行走軌道12的內腔中的底面運行。

行走齒輪5：輪軸的左側用螺栓固定在機體支架的左支承板7上，輪軸的右側安裝行走齒輪5，在行走齒輪5的左側安裝一控制輪，控制輪與行走齒輪5同軸配合，行走齒輪5可沿左側導軌6內腔底面上的行走齒條3滾動。

側向支承輪13在機體支架上右支承板11下部的2個右側縱向行走輪30的外側，其輪軸的左端用螺栓固定在機體支架的右支承板11上，軸的右端安裝2個側向支承輪13。側向支承輪13在右行走導軌12內腔的側壁上運行。

回車機構：撥桿24調整正確位置后，用頂絲將其固定在拉桿23上。當清潔機完成一幅光伏板1的清潔工作后，運行到光伏板1的右端時，處在光伏支架2右側運行導軌上的行程開關，受到觸碰后，立即停止擦洗系統和行走機構的運行。同時，電動推拉桿26開始拉回，由拔桿24拉動擋桿25繞收布輥16的軸心順時針方向轉運，帶動海綿工作輥15升高，提起兩對海綿工作輥15，重新反向啟動清潔機的行走電機4，清潔機開始向左側運行，到達左側的待機位置時觸碰到行程開關就停止運行，自動鎖定呈待機位置。

擦洗工作時電動推拉桿26為推出狀態，不干涉搖板14的正常擺動。擦洗工作結束后回車時，電動推拉桿26拉回，撥桿24將擋桿25拉到右端位，海綿工作輥15高高抬起，能夠越過各道光伏板1縱向連接部的中壓塊27，到待機位置后電動推拉桿26推出拉桿23，擦洗系統再回到工作將態，等待下一次的清洗作業。

附圖說明

此處所說明的附圖，主要用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分。

圖1為本發明的主視結構示意圖；

圖2為圖1的側視結構示意圖；

圖3為圖1的俯視結構示意圖；

圖4為機體支架結構示意圖；

圖5為清潔機工作狀態示意圖；

圖6為清潔機構工作原理示意圖；

圖7為靠模導軌結構示意圖；

圖8為擦洗動力系統示意簡圖；

圖9為左支承板示意圖；

圖10為右支承板示意圖。

圖中：1、光伏板；2、光伏支架，3、行走齒條；4、行走電機；5、行走齒輪；6、左行走導軌；7、左支承板；8、左橫梁；9、中支承板；10、右橫梁；11、右支承板；12右行走導軌；13、側向支承輪；14、搖板；15、海綿工作輥；16、收布輥；17、供布輥；18、靠模輪；19、靠模支架；20、縱向靠模；21、拉桿支架；22拉簧；23、拉桿；24、拔桿；25、擋桿；26電動推拉桿；27中壓塊；28、突模；29、工作電機；30、縱向行走輪；31、搖板連接桿；32、干式清潔機構海綿工作輥軸孔位；33、電動推拉桿安裝孔位；34、擋桿通過弧形槽；35、支承板連接桿孔位；36、橫梁連接孔位；37、工作電機安裝孔位；38、濕式擦洗機構海綿工作輥軸孔位。

具體實施方式

本發明的示意性實例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

下面結合附圖，通過光伏電站光伏板陳列的清洗實例，進一步說明本發明的詳細內容及其具體實施方式。

如圖1至圖3所示，分別為本發明的新型全自動光伏板清潔機的三向示意簡圖。圖4至圖10為本發明的新型全自動光伏板清潔機的主要部件結構示意簡圖。

本發明的新型全自動光伏板清潔機，包括機體支架、布料擦洗裝置、靠模導軌裝置、清潔度檢測裝置、動力系統、待機機構、行走機構、回車機構等裝置、系統或機構及其它部件組成。

機體支架通過行走機構與焊接在光伏支架2上的左行走導軌6和右行走導軌12配合，使本發明的機體支架可在光伏板1的陳列上縱向行走。

布料擦洗裝置分成兩組擦洗系統，一組承擔光伏板陳列中上面一列光伏板的清洗，另一組承擔光伏板陳列中下面一列光伏板的清洗。由兩根海綿工作輥15的輥軸兩端與左支承板7和右支承板11通過軸承分別聯接在清擦機構海綿工作輥軸孔位32處和精擦機構海綿工作輥孔位38處，該輥軸的中部與中支承板9通過軸套聯接。每組擦洗系統由濕式清擦機構和干式精擦機構組成，每組機構通過2塊搖板14聯接海綿工作輥15、收布輥16、供布輥17的各輥軸兩端，并將擦洗機構的搖板14用搖板連接桿31連接，以加強其堅固性。濕式擦洗機構在前、干式擦洗機構在后，形成兩套不同的擦洗方式，使擦洗效果十分顯著。

清潔機在清洗工作過程中，在4個拉簧22的拉力作用下，使各擦洗機構的海綿工作輥15緊緊壓在光伏板1上，開動兩個工作電機29后，各擦洗系統開始運轉，由工作電機29通過鏈條帶動精擦機構的收布輥16上的鏈輪使其轉運，其上的另一鏈輪通過鏈條帶動清擦機構中的收布輥16轉運。2個收布輥16使其上的布帶運動，布帶帶動海綿工作輥15和供布輥17一起轉運，使纏繞在海綿工作輥15上的布帶開始對光伏板1進行擦洗。同時，在行走電機4的帶動下，通過行走機構使清潔機沿著光伏板陳列的縱向運動，使擦洗系統對整個光伏板陳列進行清洗。

當清潔機運行到光伏板1的縱向連接處時，利用靠模導軌裝置能夠順利通過光伏板1的縱向連接處的中壓塊27，使清潔機平穩運行。

當清潔機清洗完整個光伏板陳列時，回車機構使擦洗裝置和行走機構停止運行，電動拉桿26拉回，其上的拔桿24拉動擋桿25向右轉動，帶動海綿工作輥抬升，清潔機回車運行到待機位置。

待機時，依據清潔度檢測裝置的檢測結果，當光伏板1的清潔度低于規定的指標時，清潔機開始重新工作，繼續清洗光伏板陳列。

清潔機運行一段時間后，當布料全部纏繞在收布輥16上時，應及時更換布輥，將新布輥安裝在供布輥17的工位上，并將布帶繞過海綿工作輥后，連接在收布輥上，以備后用。

替換下來的舊布輥，可以通過對用過的布料再生處理后，重新使用，以降低光伏電站的生產成本。

冬季時，要對濕式擦洗機構的海綿工作輥15加強管理，應當采用汽車防凍清洗液浸濕工作布料。擦洗結束后，立即將濕式海綿工作輥15拆下，放置在有防凍設施的室內，防止因低溫而影響清潔機正常工作。待需要清潔機工作時，再將濕式海綿工作輥15裝在清潔機上。