太阳能发电厂的清洁机器人制造技术

太阳能电池技术：提高转化效率，推动清洁能源的发展 #生活常识# #科技前沿#

一种用于清洁太阳能收集器的清洁机器人(10)，包括龙门式框架(16)，该龙门式框架被配置为横跨呈一排(14)的太阳能收集器(12)，并限定相应的清洁空间(24)；以及车轮(28)，该车轮(28)固定在龙门式框架上以便移动龙门式框架并与致动器相关联。清洁工具(30)横跨龙门式框架的宽度延展，并能够在清洁空间内移动，以便在相对于太阳能收集器(12)的上表面进行定位，清洁工具通过固定在龙门式框架上的导轨(40、42)进行导向。提供致动器(54、56)以沿导轨移动清洁工具。至少一个距离传感器(64)被布置成确定清洁工具与相应的太阳能电池板之间的距离。控制单元(70)与距离传感器相连，并且被配置为持续调整清洁工具相对于呈一排的太阳能电池板的位置。龙门式框架(16)包括两个侧立柱(18、20)，其上部通过横向部件(22)连接，导轨(40、42)分别固定在两个侧立柱(18、20)中的每一个上。清洁工具(30)在其端部具有相应的导向元件(44)，该导向元件与相关的导轨(40、42)配合。两个导轨(40、42)限定清洁工具(30)的运动平面，其中一个导轨(42)以铰接的方式安装在一个侧立柱(20)上，以便能够在运动平面内转动。致动器(54、56)包括在清洁工具两端分别与龙门式框架相连的线性致动器，其致动杆(54.2、56.2)分别与清洁工具(30)和导向元件(44)相连。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术总体上涉及太阳能收集器清洁领域，特别是用于太阳能收集器的清洁机器人。

技术介绍

1、因为太阳是无限的可再生能源，为减少排放提供了解决方案，故激发了太阳能产业的迅速发展。

2、太阳能收集器一般采用电池板的形式，通常成排安装在屋顶或固定在地面(或类似位置)的支撑台上。光伏太阳能收集器通常有别于热太阳能收集器。

3、光伏太阳能收集器(又称光伏组件)通过转换太阳光产生电能。光电模块由相互电气连接的太阳能电池组成。

4、太阳热能收集器，又称太阳能收集器或太阳能电池板，是一种设计用于收集通过辐射传输的太阳能，并以热能的形式将其转移到导热流体(气体或液体)中的装置。太阳能收集器也采用太阳能电池板的形式，通常安装在屋顶上，用于生产生活热水或供暖。

5、在工业规模上，有一些光伏太阳能发电厂，其中的光伏组件被排列在由多条平行线或多排光伏组件组成的区域内。

6、清洁这些太阳能收集器的表面是非常重要的，这样才能确保其效率。

7、对于屋顶的太阳能收集器，可以采用人工方式进行清洁(操作人员在屋顶上用扫帚和喷水器清洁)。当屋顶的坡度增大和/或太阳能收集器的表面积增大时，可使用带刷子的铰接臂(如果屋顶不太高)，或使用可在太阳能电池板上移动的履带式遥控机器人(参见wo2020/200694a1号专利)。

8、在工业装置(如太阳能发电站或太阳能农场)中，其中存在安装在地面上的大型电池板组件，清洁工作可通过在电池板和/或其边缘的导轨引导下，在一排排的太阳能收集器上移动的刷子

9、其他刷子装置也已普遍存在，例如wo2016/006246a1号专利。根据这种装置，刷子与待清洁的太阳能电池板表面接触，并借助弹簧将其压紧。但由此产生的压力可能会损坏太阳能电池板。

10、也可以使用在太阳能收集器之间的地面上行驶并配备清洁装置的车辆。例如，ep2567758号专利介绍了一种清洁装置，包括一个刷子，刷子连接在液压操纵的铰接臂上，用以安装在拖拉机等农业机械上。

11、这种机器的驾驶非常复杂，因为机械臂是由驾驶员控制的，驾驶员坐在呈一排的太阳能收集器旁边，必须预估刷子的方向/倾斜度以及与太阳能收集器表面之间的距离。

12、在这方面有几个要点至关重要。必须控制刷子与面板之间的距离，这样施加在面板上的压力才不会损坏面板。刷子的角度也很重要：为了确保压力均匀，并保证呈一排的面板在整个宽度上得到清洁，刷子必须与面板的平面平行。在这方面，ep2567758号专利所设想的解决方案似乎风险更大：不同排之间的地面的不平整会导致刷子(杠杆臂)的大幅移动。us2020/164414a1号专利所设想的解决方案也是如此，它也描述了一种清洁组件，该组件由一个刷子组成，刷子连接到安装在车辆上的液压铰接臂上。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种设计经过改进的车辆，可以有效、安全地控制清洁工具，专门用于在太阳能发电厂周围移动。

2、本专利技术涉及一种用于太阳能收集器的清洁机器人，包括：

3、龙门式框架，配置为横跨呈一排的太阳能收集器并限定相应的清洁空间；

4、车轮，其固定在龙门式框架上，并与致动器相连，用于移动龙门式框架；

5、清洁工具，其横跨龙门式框架的宽度延展，并能够在清洁空间内移动，以便相对于太阳能收集器的上表面进行定位，清洁工具通过固定在龙门式框架上的导轨进行导向；

6、致动器，用于沿导轨移动清洁工具；

7、至少一个距离传感器，用于确定清洁工具与相应的太阳能电池板之间的距离；

8、控制单元，其与至少一个距离传感器相连，用于通过致动器调整清洁工具相对于呈一排的太阳能收集器的位置，

9、其中：

10、龙门式框架包括两个侧立柱，其顶部通过横向部件连接，其中，两个导轨中的每一个分别固定在两个侧立柱中的对应一个上，

11、清洁工具在其端部具有相应的导向元件，该导向元件可与两个导轨中的对应一个进行配合，

12、两个导轨限定清洁工具的运动平面，其中，两个导轨中的一个导轨与两个侧立柱中的一个侧立柱铰接，以便能够在运动平面内转动，以及

13、致动器，包括在清洁工具两端分别与龙门式框架相连的线性致动器，其致动杆分别与清洁工具和导向元件相连。

14、因此，本专利技术提出了一种能够横跨太阳能收集器，特别是呈一排的太阳能收集器的采用龙门式框架的清洁机器人。清洁工具，特别是刷子类型的清洁工具，在机器人的清洁空间内移动，而太阳能电池板就位于机器人的清洁空间内。通过使用距离传感器，可以在清洁工具移动时连续或准连续(即实时)地调整清洁工具与太阳能电池板顶部的距离。因此，清洁工具通常与太阳能电池板表面保持预定距离。

15、根据本专利技术，线性致动器的致动杆通过导向元件直接或间接地连接到清洁工具上。在清洁工具的两端分别安装线性致动器，可以独立控制清洁工具的每一侧，从而使清洁工具的每一端都能进行不同长度的移动，以便使清洁工具的角度与待清洁的太阳能电池板的倾斜度相适应。

16、与已知的解决方案，特别是与ep2567758号专利中描述的液压刷式拖拉机相比，本专利技术的机器人结构尤为优越：

17、-龙门式设计意味着需要清洁的面板可以跨行。这样就可以在龙门式框架下支撑清洁工具，避免悬空，提高操作精度。

18、-龙门形状减少了机器人的占地面积，使其可以在狭窄的行间距内行走。例如，这种机器人的行间距约为60厘米，而拖拉机形式的清洁器需要的太阳能电池板行间距达到3米。

19、-通过传感器自动调整清洁工具的位置。

20、-清洁工具两侧的导轨结构可提供强有力的垂直导向。

21、虽然该清洁机器人是为清洁表面平坦的光伏太阳能收集器而开发的，但它也可用于任何类型的太阳能收集器，无论是光伏还是热能收集器、平面还是曲面，只要在必要时调整尺寸和/或清洁工具即可。

22、侧立柱和横梁最好是镂空的，以限制其重量。它们可以由任何类型的部件制成，如梁、型材和管。这些部件可以由金属(尤其是铝合金或钢)或复合材料制成。

23、清洁工具最好是刷子类型的，它可以包括一个或多个刷子，配置成横跨龙门式框架的宽度。

24、清洁工具最好包括至少一个沿第一轴线横跨龙门式框架的宽度的旋转刷。

25、其中一种实施例，旋转刷是呈圆柱形的旋转刷，其中心轴与第一轴线平行或同心，并被驱动绕中心轴旋转。呈圆柱形的旋转刷具有预定长度，与待清洁的呈一排的太阳能收集器的宽度相适应。圆柱刷可由一个或多个部分组成。当刷子有多个刷段时，刷毛最好覆盖相邻两个刷段之间的接合区域。

26、另一种实施例，清洁工具包括第二个呈圆柱形的旋转刷，其中心轴与第一轴线平行并偏离第一轴线，上文所述另一个刷子绕其中心轴旋转。这样，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于太阳能收集器的清洁机器人(10)，包括：

2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其中，所述清洁工具包括至少一个旋转刷(32)，所述旋转刷(32)沿第一轴线(L)横跨所述龙门式框架的宽度延展。

3.根据权利要求2所述的清洁机器人，其中，所述旋转刷(32)呈圆柱形，其具有与第一轴线(L)平行或同心的中心轴(33)，并且所述旋转刷(32)被驱动绕中心轴(33)旋转。

4.根据权利要求2或3所述的清洁机器人，包括另一个呈圆柱形的旋转刷，其具有与第一轴线平行并偏离第一轴线的中心轴，所述另一个旋转刷被驱动绕其中心轴旋转。

5.根据权利要求3或4所述的清洁机器人，其中，圆柱形所述旋转刷(32)具有预定长度(LB)，由单节或多节组成。

6.根据权利要求1所述的清洁机器人，其中，所述清洁工具包括多个轴向的旋转刷，其连接到横跨龙门式框架的宽度的横梁上，多个旋转刷布置成横跨龙门式框架的宽度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，导向元件(44)包括：导向部件(46)，其可沿导轨(40、42)直线运动；和连接部

8.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，以铰接方式安装的导轨(42)的一端以枢轴方式连接在一起；另一端与导向支架(60)配合，导向支架(60)具有一定的弧度，以便在转动过程中与导轨的一端相配合。

9.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，线性致动器(54、56)安装在两个导轨(40、42)中的对应一个上，优选地，以沿着导轨可调节的方式安装。

10.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，一个线性致动器(56)固定在导轨的下部，其致动杆朝上；另一个线性致动器(54)固定在导轨的上部，其致动杆朝下。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的清洁机器人，其中两个线性致动器固定在框架的顶部，特别是轨道上，并且各自的致动杆朝下。

12.根据权利要求1至9中任一项所述的清洁机器人，其中，线性致动器水平固定在框架的顶部，致动器水平移动，优选地通过柔性连杆和滑轮分别与清洁工具(30)和导向元件(44)连接。

13.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，所述至少一个距离传感器包括：激光雷达、超声波发射器和探测器系统或摄像头。

14.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，还包括：清洁液罐，其通过分配回路向喷嘴供应清洁液。

15.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，车轮可360°转动，框架的两侧至少各有一个车轮为驱动轮。

16.根据权利要求16所述的清洁机器人，其中，控制单元进一步配置为控制驱动轮，并使清洁机器人沿着待清洁的太阳能电池板的预定路径移动。

17.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，两个车轮(28)通过轴臂(62)安装在每个侧立柱(18、20)的下方，轴臂(62)以枢轴方式连接到侧立柱(18、20)的下部。

18.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，相应的减震器(64)将轴臂与枢轴点两侧的侧立柱连接起来。

19.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，还包括：电源，其优选地是电池，其更优选地是与框架上的光电传感器相连的可充电电池。

20.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，包括：储存洗涤液，特别是水的储存器，以及安装在框架和/或清洁工具上的喷嘴。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.用于太阳能收集器的清洁机器人(10)，包括：

2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其中，所述清洁工具包括至少一个旋转刷(32)，所述旋转刷(32)沿第一轴线(l)横跨所述龙门式框架的宽度延展。

3.根据权利要求2所述的清洁机器人，其中，所述旋转刷(32)呈圆柱形，其具有与第一轴线(l)平行或同心的中心轴(33)，并且所述旋转刷(32)被驱动绕中心轴(33)旋转。

4.根据权利要求2或3所述的清洁机器人，包括另一个呈圆柱形的旋转刷，其具有与第一轴线平行并偏离第一轴线的中心轴，所述另一个旋转刷被驱动绕其中心轴旋转。

5.根据权利要求3或4所述的清洁机器人，其中，圆柱形所述旋转刷(32)具有预定长度(lb)，由单节或多节组成。

6.根据权利要求1所述的清洁机器人，其中，所述清洁工具包括多个轴向的旋转刷，其连接到横跨龙门式框架的宽度的横梁上，多个旋转刷布置成横跨龙门式框架的宽度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，导向元件(44)包括：导向部件(46)，其可沿导轨(40、42)直线运动；和连接部件(48)，其以铰接方式连接到清洁工具的支撑框架(34)上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，以铰接方式安装的导轨(42)的一端以枢轴方式连接在一起；另一端与导向支架(60)配合，导向支架(60)具有一定的弧度，以便在转动过程中与导轨的一端相配合。

9.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，线性致动器(54、56)安装在两个导轨(40、42)中的对应一个上，优选地，以沿着导轨可调节的方式安装。

10.根据前述权利要求中任一项所述的清洁机器人，其中，一个线性致动器(56)固...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·蒂默曼斯，A·库卡斯，
申请(专利权)人：索拉科琳诺责任有限公司，
类型：发明
国别省市：

网址：太阳能发电厂的清洁机器人制造技术 https://www.yuejiaxmz.com/news/view/206870

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