一种光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头

本发明涉及新能源运维装备与工业机器人的，尤其涉及一种光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头。

背景技术：

1、目前集中式大型光伏电站的清洁运维主要依靠车载式光伏清洗机器人完成。为了追求更高的清洁作业效率，清洗机器人的清扫头跨度通常需要达到4.5米以上。然而，针对现有的大型光伏阵列，现有的超长清扫头在实际工程应用中，普遍面临着转场运输困难、地形适应性差以及水洗易和泥等问题。

2、现有技术中发明的一种采用整体式长轴滚刷的光伏清洗装置，该发明虽然具备较大的清扫幅宽，但其刚性一体式结构无法满足道路货运车辆的限宽要求，转场极其费时费力；且在面对存在沉降高度差的光伏面板时，极易压碎光伏玻璃。另一种常见的“直喷水+滚刷”式光伏清洗装置，其使用较为普遍，但在重度积灰工况下，砂石与水混合极易形成泥浆并严重刮伤面板减反射膜。

技术实现思路

1、针对上述产生的超长清扫头转场困难、刚性结构易压损光伏板、漏扫以及水土和泥划伤面板的问题，本发明的目的在于提供一种光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，采用分段式折叠机架解决超长设备转场限宽问题，通过四级时序复合清洁避免水土和泥，并利用减震浮动刮水装置与端面齿传动减少对光伏面板的刚性冲击与刮伤。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，包括：中段机架101、左侧翼机架102和右侧翼机架103，左侧翼机架102的内侧端部与中段机架101的左端铰接，右侧翼机架103的内侧端部与中段机架101的右端铰接；当清扫头处于完全展开状态时，左侧翼机架102、中段机架101和右侧翼机架103位于同一平面；中段机架101的长度大于左侧翼机架102和右侧翼机架103的总体长度；

4、还包括：折展驱动组件，中段机架101的顶侧的左右两端均安装有折展驱动组件，位于左端的折展驱动组件用于驱动左侧翼机架102朝向中段机架101翻折，位于右端的折展驱动组件用于驱动右侧翼机架103朝向中段机架101翻折；

5、还包括：中段滚刷轴301、侧翼滚刷轴302和主驱动电机303，左侧翼机架102和右侧翼机架103上均转动安装有侧翼滚刷轴302，中段机架101上转动安装有中段滚刷轴301，左侧翼机架102或右侧翼机架103的外侧端部安装有主驱动电机303，当清扫头处于完全展开状态时，两个侧翼滚刷轴302与中段滚刷轴301同轴设置，中段滚刷轴301的左端与左侧翼机架102上的侧翼滚刷轴302的内侧端部相啮合，中段滚刷轴301的右端与右侧翼机架103上的侧翼滚刷轴302的内侧端部相啮合，主驱动电机303用于驱动两个侧翼滚刷轴302与中段滚刷轴301同步绕自身中心轴线转动。

6、上述的光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，中段机架101、左侧翼机架102和右侧翼机架103均包括：前段安装骨架401、后段方管主承载梁402和锁紧螺栓404，后段方管主承载梁402和前段安装骨架401通过多个锁紧螺栓404可拆卸地连接；

7、还包括：主动端面齿盘304、从动端面齿盘305、主动侧法兰轴承306和从动侧法兰轴承307，位于中段机架101的前段安装骨架401的两端均设有主动侧轴承支架308，中段滚刷轴301的两端分别与两个主动侧轴承支架308通过主动侧法兰轴承306转动连接，中段滚刷轴301的两端均安装有主动端面齿盘304；位于左侧翼机架102或右侧翼机架103的前段安装骨架401的两端均设有从动侧轴承支架309，侧翼滚刷轴302的两端分别与两个从动侧轴承支架309通过从动侧法兰轴承307转动连接，每一个侧翼滚刷轴302的内端均安装有从动端面齿盘305；

8、当清扫头处于完全展开状态时，位于中段滚刷轴301左端的主动端面齿盘304与左侧翼机架102的从动端面齿盘305相啮合，位于中段滚刷轴301右端的主动端面齿盘304与右侧翼机架103的从动端面齿盘305相啮合。

9、上述的光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，每一个折展驱动组件包括：两个铰接座，左侧翼机架102的前段安装骨架401与中段机架101的前段安装骨架401通过前后对称的两个铰接座铰接，右侧翼机架103的前段安装骨架401与中段机架101的前段安装骨架401通过前后对称的两个铰接座铰接；

10、每一个铰接座包括：一个中段铰接座203和一个侧翼铰接座204，中段铰接座203的外端与侧翼铰接座204的内端通过转轴铰接，中段铰接座203安装在中段机架101上，侧翼铰接座204安装在左侧翼机架102或右侧翼机架103上。

11、上述的光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，每一个折展驱动组件还包括：两个传动连杆组，每一个传动连杆组安装在一个铰接座上且与铰接座合围形成平行四边形连杆机构，每一个传动连杆组包括：两个弧形摇臂202和一个主铰接轴205，两个弧形摇臂202的末端通过主铰接轴205铰接，一个弧形摇臂202的前端与一个铰接座的侧翼铰接座204的外端铰接，另一个弧形摇臂202的前端与该铰接座的中段铰接座203的内端铰接。

12、上述的光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，每一个折展驱动组件还包括：两个伸缩驱动件201，两个伸缩驱动件201前后对称设置，每一个伸缩驱动件201的末端与中段机架101的表面铰接，每一个伸缩驱动件201的前端与一个传动连杆组的主铰接轴205连接。

13、上述的光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，两个弧形摇臂202均为中部朝向平行四边形外侧凸起的弧形杆。

14、上述的光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，还包括：刮水组件，中段机架101的下方设有两个刮水组件，左侧翼机架102和右侧翼机架103的下方均设有一个刮水组件；所述刮水组件包括：刮水条夹具701、柔性刮水条702、竖向导向杆703、预紧压缩弹簧704、防脱螺母705和弹簧垫片706，每一个刮水条夹具701通过两个竖向导向杆703安装在后段方管主承载梁402的下方，每一个竖向导向杆703的上端通过防脱螺母705和弹簧垫片706限位，每一个竖向导向杆703上套设有一个预紧压缩弹簧704，预紧压缩弹簧704的一端抵于刮水条夹具701，弹簧的另一端抵于后段方管主承载梁402，每一个刮水条夹具701上安装有一个柔性刮水条702。

15、上述的光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，后段方管主承载梁402上设有多个长条形调节滑槽403，多个长条形调节滑槽403均垂直于前段安装骨架401的长度方向，还包括：风刀组件，每一个后段方管主承载梁402的下方均设有一个风刀组件，所述风刀组件包括：风刀主体501、风刀连接块502和锁紧螺母503，风刀主体501位于前段安装骨架401和刮水条夹具701之间，每一个风刀主体501的左右两端分别设有一个螺纹杆，每一个螺纹杆穿入一个风刀连接块502，每一个螺纹杆上安装有一个锁紧螺母503，通过旋紧锁紧螺母503，进而实现风刀主体501与其两端的风刀连接块502间的锁紧限位；两个风刀连接块502通过两个长螺杆分别安装在位于后段方管主承载梁402两端的长条形调节滑槽403内。

16、上述的光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，每一个后段方管主承载梁402的下方均设有一个喷水组件，所述喷水组件包括：集水管601、雾化扇形喷嘴602、喷管固定卡箍603和卡箍锁紧螺栓604，每一个卡箍锁紧螺栓604装配在一个长条形调节滑槽403内，每一个卡箍锁紧螺栓604的下端安装有一个喷管固定卡箍603，集水管601安装在多个喷管固定卡箍603上，集水管601的侧壁安装有多个雾化扇形喷嘴602。

17、上述的光伏清洗机器人分段折叠式自适应清扫头，其中，还包括：锁紧卡扣405，位于中段机架101上的后段方管主承载梁402的左右两端均安装有锁紧卡扣405，当清扫头处于完全展开状态时，左侧翼机架102和中段机架101通过一个锁紧卡扣405锁紧限位，中段机架101和右侧翼机架103通过另一个锁紧卡扣405锁紧限位。

18、本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

19、（1）本发明中，机架组件为分段式可折叠结构，折叠驱动机构连接于中段机架与侧翼机架之间，用于驱动两个侧翼机架相对中段机架展开或折起收拢，实现了超长幅宽设备的高效合法转场；

20、（2）本发明中，干扫滚刷组件整体集成固定在前段安装骨架上，风刀组件、喷水组件以及刮水组件均集成固定在后段方管主承载梁上，采用四级时序清洁（干扫->风刀->喷水->刮水），从根本上避免了“水土和泥”刮伤面板；

21、（3）本发明中，中段滚刷轴与侧翼滚刷轴的转轴拼接处设有端面齿传动组件，包括相对设置的主动端面齿盘和从动端面齿盘；当侧翼机架向下展开至与中段机架水平共线时，两端面齿盘刚性啮合传递转矩；当侧翼机架向上折叠时，两端面齿盘分离。

22、（4）本发明采用多处快拆机构，不仅方便了易耗品滚刷的现场快拆替换，还能根据刷毛机械磨损程度或面板边框高度，前后无级微调滚刷与后方风刀、水管之间的物理间距，同时刮水组件与机架组件之间设有自适应浮动机构，浮动和快拆机构大幅提升了地形适应性与维保便利性。