一种用于光伏组件清洗的智能多功能车的制作方法

1.本发明属于光伏组件清洗设备车技术领域，具体涉及一种用于光伏组件清洗的智能多功能车。


背景技术：

2.可移动工具上一般装配有推进装置，用于提供机械动力，使移动工具能够完成前进、后退、转向等操作。常规的移动装置，如轮子，安装于车上，可用于平坦路面上的滚动移动操作；如履带，可安装于重型设备上进行履带式前进；如螺旋桨，安装于船体上用于在水中前进。
3.针对不同的使用场合，需要根据环境特点配置不同的推进装置，而对于滩涂、沼泽等场景，一般的轮子、履带、螺旋桨都难以正常使用，需要寻求新的推进装置。
4.目前，我国光伏产业发展迅速，光伏装机容量一直在持续提高中，而滩涂、沼泽等区域，无法进行很好的土地利用，若用来架设光伏组件，则可以对这类土地进行很好的使用，但同时，在滩涂、沼泽上架设光伏组件设备的成本也大，目前，由于缺少专用的滩涂行进装置，在滩涂上施工作业时，需要先用围板将滩涂围起来，然后注水，形成人工湖泊状态，然后船只进入到该人工湖泊中进行施工和作业，施工建设完成后也需要拆除围板，放水后重新变为滩涂状态，耗资巨大，时间周期长。此外，后期需要维护时，也缺少能够在滩涂上行进的移动装置，非常麻烦。
5.现有技术中，有一些浮在水上的行进装置，采用了螺旋滚筒结构的移动车，空心的浮筒提供浮力，同时滚筒转动时，其上的螺旋片同步转动，在水中实现行走。但这类移动车若简单地用于滩涂、沼泽上，会产生动力不足的问题，易打滑，且行走速度慢。
6.此外，在光伏发电领域中，建设在滩涂、沼泽等区域的光伏组件，需要定期进行清洗、维修，以保证高效的光伏发电效率，需要使用到一些适用于泥地中的移动车，传动的螺旋滚筒驱动可以改进后应用于这类移动车上，同时这类移动车也面临越来越多的智能化作业需求。
7.因此，需要对这类螺旋推进的移动车进行进一步的设计和改进，以便能够更好地用于滩涂、沼泽的推进操作中。本技术在此方向上进行了研究。


技术实现要素：

8.针对以上现有技术中的不足，本发明提供了一种用于光伏组件清洗的智能多功能车，具有自动行驶模块和通讯模块，可以自动执行光伏组件的清洗操作，同时车次上设有独立控制的螺旋滚筒推进结构，整体装置结构紧凑，装配方便，行动灵活；通过对其上滚筒的螺旋推进板的重新设计，使螺旋滚筒就有更快的前进速度与更强的推力，在滩涂、沼泽中使用时不易打滑。
9.本发明通过下述技术方案得以解决。
10.一种用于光伏组件清洗的智能多功能车，包括：车体，所述车体中设有仓体，该仓
体中设有驾驶区域、动力单元、放置架；所述车体的两侧设有对称设置的滚筒，每个所述滚筒具有旋转轴线、与旋转轴线同轴设置的外壁；每个所述滚筒的外壁上设有至少一条螺旋状设置的螺旋推进板；每个所述滚筒的两端分别设有转动连接件与转动定位件；所述转动连接件连接在驱动组件上，所述转动定位件转动设于定位组件上；所述驱动组件由动力单元控制和驱动；所述智能多功能车上设有用于清理光伏组件表面的清理组件；所述车体上设有自动驾驶模块，所述自动驾驶模块包括处理中心、通讯模块、摄像模块、定位模块；所述通讯模块用于接收消息和发送消息，所述处理中心用于对数据进行处理、产生操作指令并控制动力单元和清理组件，所述摄像模块用于拍摄车体周围的影像数据，所述定位模块用于获取车体所处的位置消息。
11.本技术中的一种用于光伏组件清洗的智能多功能车，整体结构紧凑，能够很好地用于滩涂、沼泽上的行进作业操作，尤其适用于光伏组件装配、维修作业，工作人员可以将光伏组件放置在放置架上，驾驶该智能多功能车进入到滩涂、沼泽中进行工作。
12.同时本技术中的智能多功能车，配置有自动行驶模块，可以按照设定的持续进行自动化作业，或根据远程控制持续进行作业。如：处理中心根据预设的程序，控制驱动组件并驱动滚筒转动，按照设定的行动路径进行移动，移动到光伏组件附近时，控制清理组件对光伏组件表面进行清理，清理组件中可以设置喷水口，提高清洗效率。也可以远程控制多功能车，进行相关的作业操作，摄像模块可以将拍摄到的画面实时传送给操作员。
13.一种优选的实施方式中，所述通讯模块为5g通讯模组，所述定位模块为gps定位模组或北斗定位模组，用于定位。
14.一种优选的实施方式中，所述车体的上部设有顶棚，所述驾驶区域9和动力单元处于该顶棚的下方，所述放置架位于该顶棚的后侧。顶棚用于遮阳挡雨，方便作业和保护下方的电气单元，放置架设于后侧，方便装卸。
15.一种优选的实施方式中，所述车体的两侧设有侧护板，方便人上下，所述侧护板的两端位置处均设有驱动组件，所述侧护板的中间位置处设有定位组件，所述滚筒设于驱动组件和定位组件之间，也位于侧护板的下方，工作时避免泥块被甩上来。
16.一种优选的实施方式中，每个所述滚筒的外壁上设有2~3条螺旋推进板，且多条螺旋推进板均匀分布具有相同的螺距。
17.具有单条螺旋推进板滚筒的滚筒推进装置，适用于水体、较稀的滩涂地或沼泽中使用，这类使用环境中，流体阻力还比较小，单螺旋推进器能够完成推进操作，通过加快转速、加宽螺距等方式，可以增加行进速度。
18.但当需要很泥泞的滩涂、沼泽时，这类单条螺旋推进板结构的会面临推力不足的问题，此时缩短螺距、提高转速可以提高推力，但同时由于螺旋升角的减小，在泥地中非常容易出现打滑现象，导致前进失效，若加大螺距，会明显使推力下降，需要更加强劲的动力系统，对整体动力系统要求高，增加了成本。因此，需要采用多条螺旋推进板的结构。
19.多条螺旋推进板的结构，可以在不改变螺旋升角的情况下，增加螺旋推进板的密度，在相同转速下，相比于单螺旋结构，能够提供更大的推力，同时不会出现打滑的现象，适用于滩涂、沼泽中使用。
20.一种优选的实施方式中，所述螺旋推进板的高度与所述滚筒的半径的比值为0.3~0.35；每条螺旋推进板上的螺距与螺旋推进板的高度的比值为6~6.5；所述螺旋推进板的螺
旋升角为13~17
°
。该比例、结构为经过不断试验后得出的优化比例，能够提供较大的推力输出，不易打滑，输出动力大。
21.一种优选的实施方式中，所述滚筒的有效长度为1.1m~1.3m，该滚筒上设有两条螺旋推进板，每条螺旋推进板的螺旋线为2~3个；所述螺旋推进板的高度为7cm~10cm。该结构中的推进装置，提供的推力大，前进速度快，不会打滑。
22.一种优选的实施方式中，所述驱动组件中设有驱动齿盘和从动齿盘，所述驱动齿盘和从动齿盘之间通过链条或同步带进行传动；所述驱动齿盘上设有扭矩输入口，所述从动齿盘上设有装配板，该装配板与所述转动连接件相连；所述定位组件上设有转轴孔，供转动定位件插入。整体传动结构紧凑，传动方便，传动效率高。
23.一种优选的实施方式中，所述清理组件包括用于固定的且可转动的固定座，所述固定座上设有多节活动链接的杆体，所述杆体的上端设有装配座，该装配座中设有可转动的刷辊，用于进行清洗操作。
24.一种优选的实施方式中，所述动力单元为液压马达，该液压马达上设有液压输出单元；每个所述的驱动组件上均设有驱动单元，该液压输出单元动力连接至每个驱动单元。采用液压马达驱动，优选为注射泵式液压马达，驱动力强，操作方便，可以实现对每个驱动单元的独立控制，也即可实现对每个滚筒转动方向、转速的独立控制。
25.一种优选的实施方式中，所述驱动单元上设有输出轴，该输出轴伸入到所述驱动组件中并带动驱动组件工作，驱动组件带动滚筒转动。
26.一种优选的实施方式中，所述车体的两侧设有对称设置的四个滚筒，每侧为前后设置的两个滚筒，由驱动组件驱动转动，独立控制。转动时，螺旋推进板与泥地发生挤压，产生推力，使车体前进或后退，操作方便，同时四个滚筒通过转动方向、转动速度的调控和配合，还可以实现平移、转弯等操作，使整体装置移动的灵活性更好，同时仓体具有下沉的空腔，用于压在泥地上产生浮力。
27.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供了一种用于光伏组件清洗的智能多功能车，具有自动行驶模块和通讯模块，可以自动执行光伏组件的清洗操作，同时车次上设有独立控制的螺旋滚筒推进结构，整体装置结构紧凑，装配方便，行动灵活；通过对其上滚筒的螺旋推进板的重新设计，使螺旋滚筒就有更快的前进速度与更强的推力，在滩涂、沼泽中使用时不易打滑。
附图说明
28.图1为本技术中的实施方式一中的多功能车的立体图一。
29.图2为本技术中的实施方式一中的多功能车的立体图二。
30.图3为本技术中的实施方式一中的车体的立体图。
31.图4为图3中a区域的放大图。
32.图5为本技术中的实施方式一中的滚筒及其上的螺旋推进板的立体图。
33.图6为本技术中的实施方式一中的螺旋推进板的示意图。
34.图7为本技术中的实施方式二中的多功能车的立体图一。
35.图8为本技术中的实施方式二中的多功能车的立体图二。
36.图9为本技术中的实施方式二中的省略顶棚的多功能车的立体图。
37.图10为本技术中的实施方式二中的车体的及其上滚筒的立体图。
38.图11为本技术中的实施方式二中的车体的立体图。
39.图12为本技术中的实施方式二中的滚筒及其上的螺旋推进板的立体图。
40.图13为本技术中的实施方式二中的两个滚筒及其上的螺旋推进板排列的立体图。
41.图14为本技术中的实施方式二中的螺旋推进板的立体图一。
42.图15为本技术中的实施方式二中的螺旋推进板的立体图二。
43.图16为本技术中的驱动组件的立体图。
44.图17为本技术中的驱动组件的内部结构示意图。
45.图18为本技术中的定位组件的立体图。
46.图19为本技术中的驱动单元的立体图。
47.图20为本技术中的清理组件的立体图。
具体实施方式
48.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
49.以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
50.本发明的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。
51.参照图1至图20，本技术中涉及的一种用于光伏组件清洗的智能多功能车，包括：车体15，所述车体15中设有仓体，该仓体中设有驾驶区域19、动力单元4、放置架12；所述车体15的两侧设有对称设置的滚筒2，每个所述滚筒2具有旋转轴线、与旋转轴线同轴设置的外壁；每个所述滚筒2的外壁上设有至少一条螺旋状设置的螺旋推进板21；每个所述滚筒2的两端分别设有转动连接件22与转动定位件23；所述转动连接件22连接在驱动组件16上，所述转动定位件23转动设于定位组件17上；所述驱动组件16由动力单元4控制和驱动；所述智能多功能车上设有用于清理光伏组件表面的清理组件3；所述车体15上设有自动驾驶模块，所述自动驾驶模块包括处理中心、通讯模块、摄像模块、定位模块；所述通讯模块用于接收消息和发送消息，所述处理中心用于对数据进行处理、产生操作指令并控制动力单元4和清理组件3，所述摄像模块用于拍摄车体周围的影像数据，所述定位模块用于获取车体所处的位置消息。
52.具体的，本技术中，所述通讯模块为5g通讯模组，所述定位模块为gps定位模组或北斗定位模组，用于定位。
53.此外，本技术中，所述车体15的上部设有顶棚11，顶棚11的立柱上可设置有后视镜111。所述驾驶区域19和动力单元4处于该顶棚11的下方，所述放置架12位于该顶棚11的后
侧。顶棚用于遮阳挡雨，方便作业和保护下方的电气单元，放置架设于后侧，方便装卸。
54.本技术中，所述车体15的两侧设有侧护板13，方便人上下，所述侧护板13的两端位置处均设有驱动组件16，所述侧护板13的中间位置处设有定位组件17，所述滚筒2设于驱动组件16和定位组件17之间，也位于侧护板的下方，工作时避免泥块被甩上来。
55.申请中的驱动结构：如图16~20所示，所述驱动组件16中设有驱动齿盘165和从动齿盘166，所述驱动齿盘165和从动齿盘166之间通过链条或同步带进行传动；所述驱动齿盘165上设有扭矩输入口162，所述从动齿盘166上设有装配板163，该装配板163与所述转动连接件22相连；所述定位组件17上设有转轴孔171，供转动定位件插入。驱动组件16的一侧设有驱动组件装配板161，用于装配到仓体15上；所述定位组件17的一侧设有定位组件装配板172，用于装配到仓体15上，结构稳定，整体传动结构紧凑，传动方便，传动效率高。
56.本技术中，所述动力单元4为液压马达，该液压马达上设有液压输出单元44；每个所述的驱动组件16上均设有驱动单元41，该液压输出单元44动力连接至每个驱动单元41。采用液压马达驱动，优选为注射泵式液压马达，驱动力强，操作方便，可以实现对每个驱动单元41的独立控制，也即可实现对每个滚筒2转动方向、转速的独立控制。
57.本技术中，所述驱动单元41上设有输出轴411，该输出轴411伸入到所述驱动组件16中并带动驱动组件16工作，驱动组件16带动滚筒2转动。
58.具体来看本技术中的螺旋滚筒推进结构。
59.本技术中的优选的方案中，所述螺旋推进板21的高度r2与所述滚筒2的半径r1的比值为0.3~0.35，能够提供较大的推力输出。每条螺旋推进板21上的螺距p与螺旋推进板21的高度r2的比值为6~6.5，该比例为经过不断试验后得出的优化比例，不易打滑，输出动力大。此外，所述螺旋推进板21的螺旋升角α为13~17
°
，优选为15
°
，适合在滩涂、沼泽中使用。
60.具体来看，具有单条螺旋推进板滚筒的推进装置，适用于水体、较稀的滩涂地或沼泽中使用，这类使用环境中，流体阻力还比较小，单螺旋推进器能够完成推进操作，通过加快转速、加宽螺距等方式，可以增加行进速度。
61.优选的实施方式中，每个所述滚筒2的外壁上设有2~3条螺旋推进板21，且多条螺旋推进板21均匀分布具有相同的螺距。多条螺旋推进板的结构，可以在不改变螺旋升角的情况下，增加螺旋推进板的密度，在相同转速下，相比于单螺旋结构，能够提供更大的推力，同时不会出现打滑的现象，适用于滩涂、沼泽中使用。
62.以下为本技术中的两种实施方式，两种实施方式主要在于螺旋滚筒的差别，具体如下。
63.实施方式一：参照图1至图6，智能多功能车，其中车体15的两侧设有对称设置的两个滚筒2，所述滚筒2的两端分别设有转动连接件22与转动定位件23；所述转动连接件22连接在驱动组件16上，所述转动定位件23转动设于定位组件17上。
64.实施方式一中，所述滚筒2的有效长度为2.4m~2.7m，优选为2.56m，滚筒的有效长度指的是布置有螺旋推进板的长度。该滚筒2上设有两条螺旋推进板21，每条螺旋推进板21的螺旋线为4~6个，优选为5个；所述螺旋推进板21的高度为7cm~10cm，优选为8cm。该结构中的推进装置，提供的推力大，前进速度快，不会打滑。
65.本技术中的单侧单筒螺旋推进装置，其一侧设有一个滚筒，两侧的两个滚筒由驱动组件16驱动转动，转动时，螺旋推进板21与泥地发生挤压，产生推力，使整体装置前进或
后退，操作方便。仓体一般具有下沉的空腔，用于压在泥地上产生浮力，同时仓体中可布置其他功能组件。
66.实施方式二：参照图7至图15，智能多功能车，其中车体15的两侧设有对称设置的四个滚筒2，每侧为前后设置的两个滚筒2，由驱动组件16驱动转动，独立控制。转动时，螺旋推进板21与泥地发生挤压，产生推力，使车体前进或后退，操作方便，同时四个滚筒通过转动方向、转动速度的调控和配合，还可以实现平移、转弯等操作，使整体装置移动的灵活性更好，同时仓体具有下沉的空腔，用于压在泥地上产生浮力。
67.实施方式二中，所述滚筒2的有效长度为1.1m~1.3m，优选为1.2m，该滚筒2上设有两条螺旋推进板21，每条螺旋推进板21的螺旋线为2~3个；所述螺旋推进板21的高度为7cm~10cm，优选为8cm。该结构中的推进装置，提供的推力大，前进速度快，不会打滑。
68.实施方式二中：推进装置四个螺旋滚筒组成，每个空心的螺旋滚筒外圆上有两条螺旋推进板21。前后对称位置、左右对称位置螺旋的旋向相反，每一个滚筒由单独液压马达或电机驱动，其转动方向和转速可独立控制，据此改变车辆的行驶速度和行驶方向。
69.具体的：直线行驶时，要求同侧前后两个滚筒的转动方向相反，同时左右两侧滚筒转动方向也相反，由此可实现前进、后退两种行驶方式。横向移动时，要求同侧前后两个滚筒转动方向相同，同时左右两侧滚筒转动方向也相同，据此可实现车体地向左、右两侧横向移动。弯道行驶时，可控制两侧滚筒的转速实现向左、向右转向，直至原地转向。
70.在滚筒直径、转速一定时，增大螺距，可提高整车行驶速度，但地面的附着条件变差（与地面接触的螺旋叶片数减少），容易产生滑转。采用多条螺旋推进板可合理地解决此问题。螺旋推进板的叶片高度也是决定滚筒附着性能的一个主要因素，增加叶片高度，可改善附着性能。但超过一定值时，会增大叶片切入土壤阻力进而增大行驶阻力不利于滚筒转动的后果。
71.此外，本技术的智能多功能车上，还设有用于清理光伏组件表面的清理组件3，如图20所示，所述清理组件3包括用于固定的固定座31，该固定座31可转动调节角度，固定座31上设有多节活动链接的杆体32，可以灵活地进行调节；杆体32的上端设有装配座33，该装配座33中设有可转动的刷辊35，可用于清洁操作。
72.优选的，该清理组件3上还设有喷水装置，可以进行喷淋冲洗，提高清洗效率，同时各个关节、转动位置、升降位置、弯折位置处可以根据需要设置伺服电机、汽缸等机构，可以通过程序自动控制进行清洗操作。
73.本技术中的一种用于光伏组件清洗的智能多功能车，整体结构紧凑，能够很好地用于滩涂、沼泽上的行进作业操作，尤其适用于光伏组件装配、维修作业，工作人员可以将光伏组件放置在放置架上，驾驶该智能多功能车进入到滩涂、沼泽中进行工作。
74.同时本技术中的智能多功能车，配置有自动行驶模块，可以按照设定的持续进行自动化作业，或根据远程控制持续进行作业。如：处理中心根据预设的程序，控制驱动组件16并驱动滚筒2转动，按照设定的行动路径进行移动，移动到光伏组件附近时，控制清理组件3对光伏组件表面进行清理，清理组件3中可以设置喷水口，提高清洗效率。也可以远程控制多功能车，进行相关的作业操作，摄像模块可以将拍摄到的画面实时传送给操作员。
75.以上所述，本发明提供了一种用于光伏组件清洗的智能多功能车，具有自动行驶模块和通讯模块，可以自动执行光伏组件的清洗操作，同时车次上设有独立控制的螺旋滚
筒推进结构，整体装置结构紧凑，装配方便，行动灵活；通过对其上滚筒的螺旋推进板的重新设计，使螺旋滚筒就有更快的前进速度与更强的推力，在滩涂、沼泽中使用时不易打滑。
76.本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。