一种光伏面板清洗装置及光伏面板清洗方法与流程

专利检索2025-01-10  31


本发明涉及光伏清洗,尤其涉及一种光伏面板清洗装置及光伏面板清洗方法。


背景技术:

1、随着国家宣布“双碳”目标,新能源领域光伏产业迎来飞速发展,光伏电站运维问题日益严重,光伏电站清洁不及时,清洁效果差等问题会严重影响电站的发电效率,造成资源浪费,而人工清洁效率低,人工成本高,清洁不及时。于是市面上不同方案和形式的光伏清洗系统大量出现,但每种方案都有成本或技术上的弊端。当前的光伏清洗机器人有两种形式,第一,大量投放光伏清洗机器人,每排光伏面板投放一台,且需要在光伏面板串与串之间增设轨道。第二,通过无人运维车携带机械臂,机械臂抓取清洗机器人来投放到光伏面板上和从光伏面板上回收到车身上。

2、第一种方案存在以下问题,需要改造现有光伏电站,增设轨道,投入巨大,且改造困难;大量投放光伏清洗机器人,投入成本高,光伏清洗机器人独立运行,故障率高,清洗机器人自身的维护困难。第二种方案存在以下问题,光机械臂抓取光伏清洗机器人属于硬连接,投放到光伏面板过程中,为避免清洗机器人磕到或损坏光伏面板,对机械臂的投放精度要求极高,否则对光伏的危险性较大;且抓取过程与精确对准,比较耗时,降低了光伏清洗机器人的工作效率。

3、针对上述问题如专利文献cn115940787a中公开了一种无人化光伏面板跨排清洗设备,清洗机器人通过钢丝绳进行柔性吊装在吊臂上。上述方案中柔性连接装置使用频次极高,柔性连接装置的承载能力、安全性和可靠性在整个系统中占有极其重要的分量。但钢丝在使用中存在磨损问题,长久使用可靠性差,且钢丝需专门的预紧装置,否则钢丝松弛后不可控,会产成缠绕或其他不可预知的风险,对光伏面板和设备自身危害极大。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种光伏面板清洗装置及光伏面板清洗方法,能提升结构的可靠性,减少放置清洗机器人的过程中对光伏面板造成损害的概率。

2、为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:一种光伏面板清洗装置,包括运载车、吊臂和清洗机器人,所述吊臂设置在运载车上,所述清洗机器人通过柔性连接机构吊装在吊臂的末端;所述柔性连接机构包括与清洗机器人固定连接的钢链和用于驱动钢链回收和释放的驱动机构。

3、作为上述方案的进一步改进:

4、所述驱动机构包括驱动电机和传动轮,所述传动轮固定连接在驱动电机的输出轴上,所述传动轮上设有在能与钢链各节段啮合连接的啮合槽;所述钢链包括分布在传动轮径向两侧的一自由端和一连接端,所述连接端与清理机器人固定连接且通过传动轮的驱动能进行回收或放出。

5、所述驱动机构还包括设置在传动轮下方的第一导向块,所述第一导向块上位于钢链的下方设有供所述连接端穿过的第一导向通孔和供所述自由端穿过的第二导向通孔;所述输出轴上还套接有两安装板,两所述安装板分布在传动轮轴向的两侧,所述第一导向块与安装板固定连接。

6、所述驱动机构还包括设置在第一导向块上方的第二导向块,所述第二导向块上设置有在钢链与驱动轮啮合时能对钢链进行纠偏的导向斜面,所述第二导向块与安装板固定连接。

7、所述驱动电机为液压马达,所述驱动电机输出轴的末端设置有角度传感器。

8、所述柔性连接机构至少设有两组,沿所述清洗机器人的长度方向对称分布。

9、所述运载车为无人车规级底盘车,所述吊臂为线控液压吊臂。

10、所述底盘车上设有激光雷达、陀螺仪、相机和实时运动定位系统中的至少一种。

11、一种光伏面板清洗方法,通过上述的光伏面板清洗装置进行,所述光伏面板包括若干并排设置的光伏面板排,包括以下步骤:

12、s1:清洗机器人放置在运载车上,运输至要清洗的光伏面板排附近。

13、s2:收紧钢链的连接端,使清洗机器人与吊臂处于硬性连接的状态,通过吊臂将清洗机器人送到光伏面板上方。

14、s3:逐渐放开钢梁的连接端,使清洗机器人缓慢下降到光伏面板上。

15、s4:清洗机器人在光伏面板上清洗作业运动时,底盘车跟随清洗机器人运动,柔性连接装置将钢链放出适当余量以补偿底盘车与清洗机器人运动时的位置偏差。

16、s5:当清洗机器人清扫到光伏面板排末端时,吊臂末端的柔性连接机构缓慢收紧将清洗机器人从光伏面板上收起,直至收紧,使清洗机器人与吊臂达到硬性连接,吊臂动作将清洗机器人收纳到运载车上,并放置好。

17、s6:运载车运动到下一排光伏面板位置,循环步骤1-5进行清洗作业,直至任务结束。

18、所述光伏面板排包括由若干光伏面板紧密排布组成的光伏面板组串,所述光伏面板排内的各光伏面板组串间隔设置,步骤s5还包括以下步骤:

19、s51:当清洗机器人清扫到光伏面板组串的边缘时,钢链的连接端缓慢收紧,将清洗机器人从光伏面板上收起;然后运载车走到下一光伏面板组串的边缘,再次缓慢松开柔性连接机构,将清洗机器人投放的下一光伏面板组串上进行清扫作业。

20、与现有技术相比,本发明的优点在于:

21、本发明提出了一种光伏面板清洗装置及光伏面板清洗方法,吊臂与清洗机器人通过柔性连接机构进行柔性不分离连接,在清洗机器人投放和回收时,对吊臂的精度要求低,可保障光伏面板的安全,且降低了吊臂与清洗机器人对准的要求,可快速将清洗机器人投放和回收,提高的整套系统的清理效率。通过采用钢链连接吊臂和清洗机器人,在吊臂末端安装有钢链驱动结构,可驱动钢链回收和释放,由于钢链在使用中不存在形变和磨损,且钢链自身承载能力强,故具有较高的安全性。同时,由于钢链具有一定自重和灵活性,在钢链被放出多余的余量达到松弛状态时,钢链也不会产生缠绕和扭曲打结的问题,进一步增强了柔性连接结构的可靠性,大大减少了清洗过程中放置清洗机器人对光伏面板造成损害的概率。

22、无人车规级底盘车可灵活安全的在光伏电站内大范围移动,可靠性和环境适应性强,使所需投入的辅助移动设备少,设备成本低。投吊臂采用全液压驱动,可靠性高,承载能力强,为清洗机器人的收放提供可靠保障。无人车规级底盘车、线控液压臂和清洗机器人组合的模式,可自主跨串跨排清洗光伏面板,能够大量降低人工成本,且由于设备少,系统可维护性强。



技术特征:

1.一种光伏面板清洗装置,其特征在于:包括运载车(1)、吊臂(2)和清洗机器人(3),所述吊臂(2)设置在运载车(1)上,所述清洗机器人(3)通过柔性连接机构吊装在吊臂(2)的末端;所述柔性连接机构包括与清洗机器人(3)固定连接的钢链(41)和用于驱动钢链(41)回收和释放的驱动机构(42)。

2.根据权利要求1所述的光伏面板清洗装置,其特征在于:所述驱动机构(42)包括输出轴(421)和与钢链(41)传动连接的传动轮(43),所述传动轮(43)固定连接在输出轴(421)上;所述钢链(41)包括连环链接的第一金属环(413)和第二金属环(414),所述传动轮(43)上设有能使第一金属环(413)和第二金属环(414)的中心面相互垂直的啮合连接在传动轮(43)上的啮合槽,所述啮合槽包括相邻设置的第一啮合槽(431)和第二啮合槽(432),所述第一金属环(413)与第一啮合槽(431)啮合连接,所述第二金属环(414)与第二啮合槽(432)啮合连接;所述钢链(41)还包括分布在传动轮(43)径向两侧的一自由端(412)和一连接端(411),所述连接端(411)与清理机器人固定连接且通过传动轮(43)的驱动能进行回收或放出,所述输出轴(421)的末端设置有角度传感器。

3.根据权利要求2所述的光伏面板清洗装置,其特征在于:所述驱动机构(42)还包括设置在传动轮(43)下方的第一导向块(44),所述第一导向块(44)上位于钢链(41)的下方设有供所述连接端(411)穿过的第一导向通孔(441)和供所述自由端(412)穿过的第二导向通孔(442);所述输出轴(421)上还套接有两安装板(46),两所述安装板(46)分布在传动轮(43)轴向的两侧,所述第一导向块(44)与安装板(46)固定连接。

4.根据权利要求3所述的光伏面板清洗装置,其特征在于:所述驱动机构(42)还包括设置在第一导向块(44)上方的第二导向块(45),所述第二导向块(45)包括能使第一金属环(413)穿过的第一导向槽(452)和能使第二金属环(414)中心面垂直第一金属环(413)中心面穿过的第二导向槽(453);所述第二导向块(45)还包括能对第一金属环(413)和第二金属环(414)进行纠偏使第二金属环(414)与第一金属环(413)中心面相互垂直穿过第二导向块(45)的导向斜面(451);所述第二导向块(45)与安装板(46)固定连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的光伏面板清洗装置,其特征在于:所述柔性连接机构设有三组且呈等腰三角分布在所述清洗机器人(3)的上方。

6.根据权利要求5所述的光伏面板清洗装置,其特征在于:所述吊臂(2)的末端固定连接有一用于收纳钢链(41)自由端(412)的收纳箱(5),所述驱动机构(42)固定连接在收纳箱(5)的顶部,所述收纳箱(5)的底部设有供钢链(41)连接端(411)穿过的第三通孔(51)。

7.根据权利要求5所述的光伏面板清洗装置,其特征在于:所述运载车(1)为无人车规级底盘车,所述吊臂(2)为线控液压吊臂(2)。

8.根据权利要求7所述的光伏面板清洗装置,其特征在于:所述底盘车上设有激光雷达、陀螺仪、相机和实时运动定位系统中的至少一种。

9.一种光伏面板清洗方法,其特征在于:通过权利要求2-8任一项所述的光伏面板清洗装置进行,所述光伏面板包括若干并排设置的光伏面板排(6),包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的光伏面板清洗方法,其特征在于:所述光伏面板排(6)包括由若干光伏面板紧密排布组成的光伏面板组串(61),所述光伏面板排(6)内的各光伏面板组串(61)间隔设置,步骤s5还包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种光伏面板清洗装置及光伏面板清洗方法,光伏面板清洗装置包括运载车、吊臂和清洗机器人,吊臂设置在运载车上,所述清洗机器人通过柔性连接机构吊装在吊臂的末端;所述柔性连接机构包括与清洗机器人固定连接的钢链和用于驱动钢链回收和释放的驱动机构。光伏面板清洗方法用上述的光伏面板清洗装置进行。光伏面板清洗装置中,吊臂与清洗机器人通过柔性连接机构进行柔性不分离连接,在清洗机器人投放和回收时,对吊臂的精度要求低,钢链的设置进一步增强了柔性连接结构的可靠性,可保障光伏面板的安全。

技术研发人员:王锋利,凌星海,杨波,陈军健,蒋鹃阳
受保护的技术使用者:湖南墨达智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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