太阳能光伏板除尘机器人及其除尘控制方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能光伏板除尘机器人及其除尘控制方法，行走模块包括框架，以及安装在框架两侧的导轨机构，和，安装在框架上的驱动轮机构；清扫模块包括清扫滚刷和驱动部；清扫滚刷的两端转动连接在框架上；驱动部安装在框架上，且其动力输出端与清扫滚刷的一端传动连接；控制模块用于实现对驱动轮机构和驱动部的电源供给和控制；操控模块与控制模块无线连接，用于实现无线操控。本发明专利技术整体采用轮式框架结构，采用高速旋转毛刷清洁光伏板表面的尘土，充分利用颗粒自重使其在倾斜板面上滑动，清洁效果干净彻底。同时采用远程控制技术，操作简单，减少学习成本，让用户使用更加方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
太阳能光伏板除尘机器人及其除尘控制方法


[0001]本专利技术涉及光伏板表面积尘清洁
，更具体的说是涉及一种太阳能光伏板除尘机器人以及针对不同条件的除尘控制方法。

技术介绍

[0002]目前，国内外现有的光伏组件除尘方式有自然除尘、人工清洁、涂层除尘、电帘除尘、车载移动式清洁、光伏板除尘机器人等方式。其中：
[0003]自然除尘包括借助风力、降雨等手段对光伏板表面积尘进行清除。为了有效利用重力，光伏阵列必须在夜间、降雨或沙尘暴天气期间垂直或倾斜。这就需要安装动力转向机构。与此相适应，也明显增加了光伏电站的建设成本和运维成本。同时这种方法较适用于我国南方下雨量充沛的地区，对西北干旱地区并不适用。
[0004]传统的人工清洁即为雇佣人力，借助拖把或刮水器手动清洁光伏组件，这种清洗方式操作简单，但对于大型光伏电站来说会需要耗费大量的人力资源和水力资源，且工人劳动强度大，工作效率低。所以人工清洁法只能局限于水资源并不匮乏地区的小型电站光伏组件的清洁。
[0005]近年来，有部分学者考虑在不改变光伏组件表面玻璃光学特性的前提下，改变玻璃的表面性质，例如通过改变玻璃的疏水性、亲水性、耐磨性以及腐蚀性从而影响玻璃表面的积尘量。但是疏水性材质的表面不能承受长时间的户外曝光与裸露，这一特性与光伏组件的实际应用相背驰。另一方面超亲水性材料极其依赖水以刺激其性能，并不能适用于西北干旱地区。综上所述，涂层式清洁虽然具有低能耗、环保等优点，但是由于其目前技术不够完善，使用的局限性很大，使得该清洁方法并没有被广泛应用。
[0006]电帘除尘技术是由美国国家航空航天局F.B.Tatom等首次提出，并应用于航空航天领域的光伏板除尘系统。电帘除尘技术主要是利用静电力将微尘举起并移离电帘基板，因不具有接触式运动结构、除尘效率高等特点而受到广泛的关注。利用静电去除灰尘完成光伏组件的表面清洁，从而提供其发电效率，实现了无水清洁，很大程度上也减少了光伏系统的清洁维护费用。虽然电帘除尘技术已经相对成熟并且广泛应用于航天领域，但是该技术需要额外供电且成本较高，此外，在静电感应下，可能对电池组件造成一定的损坏，因此该技术目前很难广泛应用于大型光伏电站。
[0007]车载移动式清洁，该机器采用车载履带式行走方式。可适应恶劣的外界条件，每小时可完成8000平方米的清扫工作清洗效率高，可以达到人工清洗速度的6至10倍以上。与单纯人工清洁的成本相比，机器辅助的清洁成本降低了80％以上。该机器能够有效地适用于西北部自然环境并且可以节约水资源，但是车载移动式清洁机价格昂贵，并以车体作为整个系统的驱动部件，整个结构庞大而沉重，且需要操作人员驾驶，在自动化及智能化程度上还有待提高，与此同时容易在光伏组件表面形成水斑，从而造成二次积灰并难以清除。
[0008]随着技术的发展，目前已可见到一些商业化的光伏板除尘机器人。这类装置充分吸收了自动控制方面的先进成果，具备自动化程度高、太阳能供电等优点，但是造价极为昂
贵。对于大型光伏电站，若全部安装该类除尘机器人，其安装成本超过10000000元。因此这种装置在西北荒漠光伏电站仍极为少见。
[0009]由上可见，现有的机械式光伏板清洁装置存在制作成本高的缺点，直接限制了相关装置的推广利用。因此，研制一种清洗效果好、安装成本低的光伏板清洁机器人，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本专利技术提供了一种太阳能光伏板除尘机器人，高效且经济的光伏板表面积尘清除技术对于大型光伏电站的运营维护有着十分重要的现实意义。鉴于此，提出并设计了一种低成本、结构简单、清洁效率高的光伏组件无水清洗机器人。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0012]太阳能光伏板除尘机器人，包括：
[0013]行走模块；所述行走模块包括框架，以及安装在所述框架两侧的导轨机构，和，安装在所述框架上的驱动轮机构；
[0014]清扫模块；所述清扫模块包括清扫滚刷和驱动部；所述清扫滚刷的两端转动连接在所述框架上；所述驱动部安装在所述框架上，且其动力输出端与所述清扫滚刷的一端传动连接；
[0015]控制模块；所述控制模块用于实现对所述驱动轮机构和所述驱动部的电源供给和控制；
[0016]操控模块；所述操控模块与所述控制模块无线连接，用于实现无线操控。
[0017]通过上述技术方案，本专利技术整体采用轮式框架结构，采用高速旋转毛刷清洁光伏板表面的尘土，充分利用颗粒自重使其在倾斜板面上滑动，清洁效果干净彻底。同时采用远程控制技术，操作简单，减少学习成本，让用户使用更加方便。
[0018]优选的，在上述一种太阳能光伏板除尘机器人中，所述驱动轮机构包括第一驱动电机、主动胶轮、传动轴和从动胶轮；所述第一驱动电机的数量为两个，且对称固定在所述框架的两侧，所述第一驱动电机与所述控制模块电性连接；所述主动胶轮的数量为两个，且分别与两个所述第一驱动电机的动力输出轴固定连接；所述传动轴转动连接在所述框架上，且与所述第一驱动电机的动力输出轴平行布置；所述从动胶轮的数量为两个，且分别固定在所述传动轴的两端。驱动轮机构能够实现主动胶轮的快速驱动，配合从动胶轮能够实现框架整体的快速稳定移动。
[0019]轮式移动技术是机器人行走方式中较为成熟的技术，但存在摩擦力较小、移动容易打滑、不适用于有倾斜角度的光伏系统等缺点。而框架式移动方式以组件边框作为支撑及导轨，附着于系统，结构稳定性强，控制较为简单，适用于水平或有倾斜角度的光伏系统，但是运动时速度较慢。
[0020]鉴于此，通过综合考虑机器人的性能要求以及运行环境，本专利技术采用轮式与框架相结合的方式，对光伏板除尘机器人的机械结构进行设计，从而使得本专利技术具有后期维护方便、重量轻、性能均衡、成本低等优势。
[0021]优选的，在上述一种太阳能光伏板除尘机器人中，所述框架为矩形框架结构，且表面开设有用于避让所述主动胶轮和所述从动胶轮的避让口。防止行走时的位置干涉。
[0022]优选的，在上述一种太阳能光伏板除尘机器人中，所述清扫滚刷倾斜布置在所述框架的板面上；所述框架上还开设有用于避让所述清扫滚刷的条形口。防止清扫滚刷转动时的位置干涉。
[0023]优选的，在上述一种太阳能光伏板除尘机器人中，所述条形口与所述清扫滚刷轴线平行的一侧边沿上固定有梳子齿状或锯齿状的梳条，所述梳条的齿口与所述清扫滚刷抵接。用于清除粘附在刷毛上的灰尘颗粒等异物，保证清扫滚刷清扫效率。
[0024]优选的，在上述一种太阳能光伏板除尘机器人中，所述驱动部为第二驱动电机，所述第二驱动电机的动力输出轴与所述清扫滚刷的端头连接；所述第二驱动电机与所述控制模块电性连接。第二驱动电机一方面可以在不驱动时限制清扫滚刷的转动，同时也能够驱动清扫滚刷转动，实现模式切换。
[0025]优选的，在上述一种太阳能光伏板除尘机器人中，所述控制模块包括电源和控制器；所述电源安装在所述框架的侧壁，且具有电源开关；所述电源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.太阳能光伏板除尘机器人，其特征在于，包括：行走模块(1)；所述行走模块(1)包括框架(11)，以及安装在所述框架(11)两侧的导轨机构(12)，和，安装在所述框架(11)上的驱动轮机构(13)；清扫模块(2)；所述清扫模块(2)包括清扫滚刷(21)和驱动部(22)；所述清扫滚刷(21)的两端转动连接在所述框架(11)上；所述驱动部(22)安装在所述框架(11)上，且其动力输出端与所述清扫滚刷(21)的一端传动连接；控制模块(3)；所述控制模块(3)用于实现对所述驱动轮机构(13)和所述驱动部(22)的电源供给和控制；操控模块；所述操控模块与所述控制模块(3)无线连接，用于实现无线操控。2.根据权利要求1所述的太阳能光伏板除尘机器人，其特征在于，所述驱动轮机构(13)包括第一驱动电机(131)、主动胶轮(132)、传动轴(133)和从动胶轮(134)；所述第一驱动电机(131)的数量为两个，且对称固定在所述框架(11)的两侧，所述第一驱动电机(131)与所述控制模块(3)电性连接；所述主动胶轮(132)的数量为两个，且分别与两个所述第一驱动电机(131)的动力输出轴固定连接；所述传动轴(133)转动连接在所述框架(11)上，且与所述第一驱动电机(131)的动力输出轴平行布置；所述从动胶轮(132)的数量为两个，且分别固定在所述传动轴(133)的两端。3.根据权利要求2所述的太阳能光伏板除尘机器人，其特征在于，所述框架(11)为矩形框架结构，且表面开设有用于避让所述主动胶轮(132)和所述从动胶轮(134)的避让口(111)。4.根据权利要求3所述的太阳能光伏板除尘机器人，其特征在于，所述清扫滚刷(21)倾斜布置在所述框架(11)的板面上；所述框架(11)上还开设有用于避让所述清扫滚刷(21)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉柳颖，李兴财，屈高强，郭飞，徐志，万鹏，张坤，张庆平，王昭锡，梁亚波，高博，张祥成，姚琪，王璐，胡伟伟，李均，高保皓，金鑫，李宁，崔战涛，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司经济技术研究院宁夏力成电气集团有限公司屈高强，
类型：发明
国别省市：