本實(shí)用新型涉及一種清掃檢測(cè)裝置及熱敏感自動(dòng)檢測(cè)裝置，尤其是涉及一種清掃光伏組件表面積塵等污垢及針對(duì)光伏電池板熱板檢測(cè)的光伏組件運(yùn)維機(jī)器人。

背景技術(shù)：

光伏組件是太陽(yáng)能電站電能產(chǎn)生的根源，光伏組件的效率直接俄決定著太陽(yáng)能電站的發(fā)電量。光伏組件在灰塵作用下可導(dǎo)致光伏電站的發(fā)電量損失20％以上，因而保持光伏組件的清潔成為保持光伏電站最大發(fā)電能力的有效途徑。伴隨著光伏發(fā)電的飛速發(fā)展，光伏組件的清洗問(wèn)題已成為各光伏發(fā)電企業(yè)急需解決問(wèn)題。傳統(tǒng)的人工清潔、高壓水清潔以及專用車清潔存在用水量大、清潔一致性差、環(huán)境適應(yīng)性差等缺點(diǎn)，特別是大型光伏電站一般分布在戈壁荒漠，風(fēng)沙極易覆蓋光伏組件表面，而沙漠的水資源短缺，造成清洗十分不便，上述清洗方法很難清洗到光伏組件安裝位置隱秘的部位，使得光伏組件清洗周期長(zhǎng)，無(wú)法保證光伏組件持續(xù)清潔的狀態(tài)。光伏組件存在熱斑效應(yīng)，造成發(fā)電量損失甚至破環(huán)光伏發(fā)電組件，因而對(duì)熱斑的探測(cè)顯得尤為重要。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明意在制造一種無(wú)水自動(dòng)清掃檢測(cè)的光伏組件只能運(yùn)維機(jī)器人，此機(jī)器人具有自供電、智能控制、無(wú)水清潔、清掃用力均勻、可夜間工作、故障預(yù)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。

已公開(kāi)的光伏組件清潔裝置基本以單塊電池板為清潔單元，采用單一的機(jī)械或物理除塵方法，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作和運(yùn)行成本高、電池板遮陰，冬季低溫下噴水成冰，難以水洗等問(wèn)題，造成無(wú)法規(guī)?；茝V應(yīng)用。還有一些公開(kāi)技術(shù)，其是在環(huán)太陽(yáng)能板外設(shè)置固定軌道，清掃機(jī)構(gòu)沿軌道運(yùn)動(dòng)，由于軌道占用空間較大，裝設(shè)不便。且對(duì)大型的光伏組件組來(lái)說(shuō)，安裝此種大型軌道并不現(xiàn)實(shí)，尤其是在多風(fēng)沙地區(qū)，軌道的維護(hù)和清理是難以解決的問(wèn)題。

同時(shí)，目前大規(guī)模光伏電站運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于光伏組件內(nèi)部隱裂、雜質(zhì)等缺陷；組件在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中的表面劃傷；組件在使用過(guò)程中的陰影遮擋及大顆?；覊m遮擋等都會(huì)使得光伏組件表面產(chǎn)生顯著的熱聚積效應(yīng)。此熱聚積效應(yīng)隨著時(shí)間的增加會(huì)逐步演變成電池板熱斑效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致光伏電池板的損毀和失效。由此將給光伏電站帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如何探測(cè)并區(qū)分熱斑的形成原因?qū)μ岣唠姵匕鍓勖岣吖夥娬菊w運(yùn)營(yíng)收益能力至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種全自動(dòng)智能光伏面板清掃檢測(cè)機(jī)器人，在清潔光伏面板的同時(shí)，通過(guò)紅外線檢測(cè)裝置對(duì)光伏組件表面進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)可以得到光伏面板熱斑位置。上述機(jī)器人可日夜工作且工作效率高，大大減少人工成本，提高整個(gè)光伏電站的工作效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種全自動(dòng)智能光伏組件清掃檢測(cè)機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)包括支撐框架，驅(qū)動(dòng)單元，中央控制單元，信號(hào)傳送單元，導(dǎo)向軌道，主動(dòng)輪及從動(dòng)輪，清掃組件，紅外線探測(cè)陣列，探測(cè)陣列隔離組件，電池組及控制系統(tǒng)集成電路密封組件。導(dǎo)向輪分為兩組，一組在光伏面板側(cè)面軌道上，另一組在光伏面板正向軌道上，為了防止破壞光伏組件，導(dǎo)向輪均運(yùn)行在機(jī)器人自帶滑軌上。每個(gè)動(dòng)力單元包括支架，軸承，直線電機(jī)，聯(lián)軸器，輪軸，主動(dòng)輪及從動(dòng)輪。主動(dòng)輪及從動(dòng)輪的設(shè)計(jì)使真?zhèn)€機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)很穩(wěn)定。正向主動(dòng)輪在直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿軌道上方運(yùn)動(dòng)，側(cè)面導(dǎo)向輪起導(dǎo)向和支撐的作用，兩者共同安裝在支撐架底部框架上，且可以調(diào)整同一組輪子之間的相對(duì)距離。紅外線探測(cè)陣列安裝在縱向框架上，用于檢查清掃過(guò)后的光伏組件的是熱斑位置。中央控制單元安裝在框架中部，其探測(cè)機(jī)構(gòu)信號(hào)并作相應(yīng)的處理，并能控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速。電池組件安裝與中央控制系統(tǒng)的上方，其安裝于一個(gè)獨(dú)立箱體中，目的是有效防止電池泄露造成的污染，同時(shí)有效防護(hù)由于電池組可能自燃火點(diǎn)向機(jī)器人的其他部分轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散。本電池組可采用但不限于鋰電池，鉛酸電池，鉛碳電池，為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力。清潔組件位于框架的左邊，通過(guò)直流電機(jī)控制，同步齒形帶進(jìn)行傳送，更換帶輪可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速比，清潔組件采用復(fù)合毛刷結(jié)構(gòu)。通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)來(lái)清除光伏組件表面的灰塵，具有力均勻，清潔效率高的優(yōu)點(diǎn)。清掃組件的毛刷可以采用馬鬃毛或塑料纖維。

上述主動(dòng)輪及從動(dòng)輪均可以在型鋼框架的槽內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并在合適位置進(jìn)行卡緊，由此可以調(diào)整同組輪之間的相對(duì)距離，從而適應(yīng)不同板寬的要求。

上述動(dòng)力單元采用直流伺服電機(jī)。也可根據(jù)速度和控制需求采用其他類型的電機(jī)。

上述主動(dòng)輪及從動(dòng)輪的材料可為但不限于尼龍或聚氨酯。輪子框架采用各種硬度高的合金。

上述熱斑檢測(cè)機(jī)構(gòu)采用紅外線檢測(cè)裝置，且形成一個(gè)陣列，均勻分布在框架縱向。

上述熱斑檢測(cè)裝置和清掃組件之間需要添加隔離組件以確保檢測(cè)組件的精度。隔離組件可采用但不限于天然橡膠、PVC材料，同時(shí)在隔離帶下部接近光伏組件的地方添加毛織物，以保護(hù)光伏組件表面且有利于清潔。

上述整體結(jié)構(gòu)框架采用的型鋼，可根據(jù)不同位置適當(dāng)變換形狀。

上述動(dòng)力系統(tǒng)中的電源可采用但不限于鋰電池，鉛酸電池，鉛碳電池。

上述動(dòng)力系統(tǒng)中的電池和中央控制面板須安裝在密封良好的箱體環(huán)境中，起到防水防塵的效果。電池箱和中央控制面板箱均采用長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺栓固定在型材槽內(nèi)，箱體頂部采用O圈進(jìn)行密封，箱體側(cè)壁安裝航空插頭將電線引出。

上述清掃組件的材質(zhì)為馬鬃毛或塑料纖維，成螺線狀分布在旋轉(zhuǎn)圓筒支架上。

上述電池的充電裝置為位于機(jī)器人上部蓋板表面的太陽(yáng)能電池板。

上述蓋板的上部安裝有透明的觀察窗。

上述中央控制系統(tǒng)可以接受和處理檢測(cè)機(jī)構(gòu)傳輸?shù)男盘?hào)，并相應(yīng)地控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度及方向，所有信息是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作通過(guò)遙控器進(jìn)行控制。

采用上述方案后，本發(fā)明一種全自動(dòng)智能光伏板清掃檢測(cè)機(jī)器人，工作時(shí)按下遙控啟動(dòng)旋鈕，也可以通過(guò)無(wú)線信號(hào)輸入啟動(dòng)指令，中央控制單元接收到信號(hào)后控制直線電機(jī)啟動(dòng)，動(dòng)力單元帶動(dòng)框架前行，控制清潔毛刷軸的電機(jī)也開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著機(jī)器人的橫向移動(dòng)清潔不同位置的灰塵。在清掃過(guò)程中紅外線檢測(cè)陣列可以檢測(cè)光伏組件面板是否存在光斑，檢測(cè)溫度精度高于0.5℃，尺寸精度優(yōu)于1cm，檢測(cè)精度很高。當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行到光伏組件的邊緣時(shí)通過(guò)傳感器探測(cè)到一定距離內(nèi)已無(wú)光伏面板，中央控制系統(tǒng)控制直線電機(jī)停止，反向，啟動(dòng)，然后帶動(dòng)整個(gè)框架返回，對(duì)光伏板再次清潔一遍。在整個(gè)過(guò)程中可通過(guò)遙控控制直線電機(jī)的啟停與快慢，保證了清掃的質(zhì)量，對(duì)光伏組件表面的熱斑進(jìn)行探測(cè)，確定熱斑位置及程度，以及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救。與現(xiàn)有的人工清潔及其余方法相比，本全自動(dòng)智能光伏清潔檢測(cè)機(jī)器人具有全自動(dòng)，節(jié)能，智能控制等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于清掃人員的需求大大降低，一個(gè)光伏電站可以安放多臺(tái)，晝夜清掃；同時(shí)降低了對(duì)光伏電站運(yùn)行環(huán)境的要求，使得山地光伏電站、水面光伏電站、大棚光伏電站等的基礎(chǔ)要求大幅降低；另外，還解決了光伏電站由于冬季結(jié)冰等惡劣環(huán)境造成的光伏組件難以清潔及檢測(cè)的問(wèn)題，使得光伏電站的整體運(yùn)營(yíng)能力有效提高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體帶蓋結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明的一個(gè)為表現(xiàn)其內(nèi)部特征的整體去蓋結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明的紅外線探測(cè)陣列及其隔離裝置示意圖。

圖4為本發(fā)明的電池組件密封裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明的目的是提供一種能夠全自動(dòng)智能光伏組件清掃機(jī)器人，如圖1，2，3所示，安放于太陽(yáng)能光伏板陣列上，其包括從動(dòng)輪1，主動(dòng)輪2，清洗組件3，支撐框架4，直線電機(jī)5，電源組件6，中央控制單元7，充電太陽(yáng)能面板8，觀察窗9，紅外線探測(cè)陣列12，紅外線探測(cè)隔離裝置13。其中電源組件還包括電池10及密封箱11，如圖4所示。如圖3所示，在蓋板上還裝有用于給電池組件充電的太陽(yáng)能電池板12及用于觀察的窗口13。

支撐框架4對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)起支撐作用，采用型材。動(dòng)力單元包括直線電機(jī)5，主動(dòng)輪2，從動(dòng)輪1。主動(dòng)輪2通過(guò)鍵連接固定在柔性聯(lián)軸器上，聯(lián)軸器的另一邊連接直線電機(jī)。輪軸穿過(guò)軸承固定在支架最底部。從動(dòng)輪1固定在底部支架側(cè)面。主動(dòng)輪之間的距離可調(diào)整，從動(dòng)輪之間的距離也可以調(diào)整。電源組件6安裝在支架中上部，電源組件6采用O圈進(jìn)行密封，起到防水隔塵的效果。中央控制單元7安裝在支架中部。電源組件6及中央控制單元7均采用螺栓連接在支架上。紅外線檢測(cè)陣列12位于支架的最右側(cè)，紅外線檢測(cè)通過(guò)等距的紅外線探頭對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，從而發(fā)現(xiàn)熱斑位置。為了保持探頭的潔凈，在探測(cè)裝置及清潔組件之間設(shè)置了隔離帶13，其通過(guò)小孔安裝在支架上。

當(dāng)外部遙控器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)后，中央控制系統(tǒng)7接受信號(hào)，處理信號(hào)后發(fā)出信號(hào)給直線電機(jī)5及其余直線電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，主動(dòng)輪2的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)整個(gè)支撐框架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并且使從動(dòng)輪1運(yùn)動(dòng)。直線電機(jī)通過(guò)帶輪系統(tǒng)帶動(dòng)清洗組件3開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)光伏面板表面進(jìn)行清潔。紅外線檢測(cè)陣列12在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)光斑，并將探測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)回饋給中央控制單元7。中央控制器7可根據(jù)激光探測(cè)器返回的信號(hào)判斷運(yùn)行前方是否有光伏組件的存在，若無(wú)光伏組件的存在則停止各個(gè)直線電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，并使其反向，對(duì)光伏面板再清掃一次。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替代或等效變換形成的技術(shù)，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。