光伏板除冰机器人

1.本发明涉及光伏板技术，具体涉及光伏板除冰机器人。


背景技术：

2.太阳能作为一种绿色的清洁能源，得到了越来越广泛的应用。很多国家都在阳光充裕的地区建成了太阳能电厂，以满足用电需要，并逐步取代传统电厂。我国是太阳能资源丰富的国家之一，荒漠面积达到108万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区，1平方公里面积可安装100兆瓦的光伏阵列，每年可发电1.5亿度；如果开发利用1%的荒漠，就可以发出相当于我国2003年全年的耗电量。太阳能电厂通常通过设置大面积的光伏阵列实现发电，冬季容易积雪积冰。光伏板上积冰或积雪，都会影响光伏板对太阳光的吸收效率，因此需要及时清除。目前的太阳能电厂中，除雪主要有人工除雪、融雪除雪和机械除雪等方法。通常是采用人工清扫的方式对光伏板进行除尘除雪工作，劳动强度大，人力成本高而且清扫效果较差。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供光伏板除冰机器人，以解决现有技术中的上述不足之处。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：光伏板除冰机器人，包括剪叉升降机构、除冰机器人和热风机构，所述热风机构与除冰机器人连接，所述除冰机器人设置在剪叉升降机构的上方，所述除冰机器人包括机身和驱动组件，所述机身的两侧位置分别设置有驱动轮，所述驱动组件驱动驱动轮带动机身横向移动，所述驱动组件包括驱动电机，所述驱动电机输出轴的一端设置有传动杆，所述传动杆贯穿驱动轮的内部，所述热风机构包括排气管和连接管，所述排气管与连接管连接，所述排气管和连接管固定设置在机身的上方，所述机身带动排气管和连接管移动。所述除冰机器人还包括限位轮，限位轮设置在机身靠近两端的位置，所述限位轮与机身转动贴合。
5.进一步的，所述还包括履带式底盘，所述履带式底盘的上方设置有底板，所述剪叉升降机构和热风机构设置在底板的上方，所述剪叉升降机构位于热风机构的一侧位置。
6.进一步的，所述热风机构包括风机和加热器，所述风机和加热器固定设置在底盘的上方，所述风机的出风端与加热器连接，所述加热器的出风端与连接管连接。进一步的，所述剪叉升降机构包括两个平行的基座和平台，所述基座的上方活动设置有剪切架，所述剪切架与平台的底部活动连接，所述基座和平台均开设有滑槽，所述剪切架的两端滑动连接在滑槽的内部，所述基座的内部设置有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的顶伸端与剪切架的底部活动连接。
7.进一步的，所述剪叉升降机构还包括侧翻组件，所述侧翻组件包括活动板，所述活动板的一端与平台活动连接。
8.进一步的，所述平台开设有活动槽，所述活动槽的内部设置有第一电动推杆，所述第一电动推杆的两端分别与活动板和平台转动连接。
9.进一步的，所述活动板的上方设置有支撑架，所述支撑架的一侧与活动板的一侧转动连接，所述活动板和支撑架之间还设置有第二电动推杆，所述第二电动推杆的两端分别与活动板和支撑架转动连接。
10.进一步的，所述剪叉升降机构的一侧还设置有太阳能光伏板。
11.在上述技术方案中，本发明提供的光伏板除冰机器人，（1）采用了光伏除冰机器人，在运行过程中，可以根据光伏板上结冰情况，使用热风清除，对难以清除的积冰有很好的吹除效果。采用远程控制，使机器人能够自动运行，清除效果好、效率高；建设成本及运营成本均较低。同时，结合履带底盘可以实现多维度运动，适应不同恶劣情况的工作路面。外形简洁美观,能够与光伏板的表面高度贴合，运行过程中不会影响光伏板的正常发电。
附图说明
12.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本发明光伏板除冰机器人实施例提供的立体结构示意图。
14.图2为本发明光伏板除冰机器人实施例提供的侧视结构示意图。
15.图3为本发明光伏板除冰机器人实施例提供的侧视局部放大示意图。
16.图4为本发明光伏板除冰机器人实施例提供的剪叉升降机构示意图。
17.图5为本发明光伏板除冰机器人实施例提供的剪叉升降机构示意图图6为本发明光伏板除冰机器人实施例提供的除冰机器人俯视示意图。
18.图7为本发明光伏板除冰机器人实施例提供的除冰机器人俯视示意图。
19.附图标记说明：1底盘、2风机、3加热器、4剪叉升降机构、5风罩、6太阳能光伏板、7基座、8平台、9剪切架、10滑槽、11第一电动推杆、12活动槽、13活动板、14第二电动推杆、15支撑架、16卷扬机、17机身、19驱动轮、20传动杆、21驱动电机、22限位轮、23排气管、24连接管、25底板、26液压伸缩杆。
具体实施方式
20.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
21.如图1-7所示，本发明实施例提供的光伏板除冰机器人，包括剪叉升降机构、除冰机器人和热风机构，热风机构与除冰机器人连接，除冰机器人设置在剪叉升降机构的上方，除冰机器人包括机身17和驱动组件，机身17的两侧位置分别设置有驱动轮19，驱动组件驱动驱动轮19带动机身17横向移动，驱动组件包括驱动电机21，驱动电机21输出轴的一端设置有传动杆20，传动杆20贯穿驱动轮19的内部，热风机构包括排气管23和连接管24，排气管23与连接管24连接，排气管23和连接管24固定设置在机身17的上方，机身17带动排气管23和连接管24移动。除冰机器人还包括限位轮22，限位轮22设置在机身17靠近两端的位置，限位轮与机身17转动贴合。
22.具体的本实施例中，包括剪叉升降机构、除冰机器人和热风机构，热风机构与除冰
机器人连接，除冰机器人设置在剪叉升降机构的上方，除冰机器人包括机身17和驱动组件，机身17的两侧位置分别设置有驱动轮19，驱动组件驱动驱动轮19带动机身17横向移动，驱动组件包括驱动电机21，驱动电机21输出轴的一端设置有传动杆20，驱动电机可以很好的带动传动杆进行转动，传动杆可以很好的带动驱动轮转动，驱动轮带动机身进行横向移动，所述机身的外部还设置有风罩5，所述风罩5可以很好的聚集热风，防止热风在无闲置空间的情况下导致热风的热量流失，从而导致除冰效果不好，传动杆20贯穿驱动轮19的内部，驱动轮设置在上中下位置，使机身能够沿预设的轨道往复运动。驱动轮由位于驱动电机驱动，电机安装有编码器，可以反馈机器人运行距离。上端驱动轮直接由电机驱动，中下端的驱动轮由连接电机的传动杆来驱动，热风机构包括排气管23和连接管24，排气管23与连接管24连接，热风通过连接管24，输送到排气管23，再由排气管23吹向光伏板的表面，风罩的内部，排气管23与机身17滑动连接，机身17带动排气管23和连接管24移动。除冰机器人还包括限位轮22，限位轮22设置在机身17靠近两端的位置，限位轮与机身17转动贴合，所述限位轮的数量为四个，机身的两端分别设置有两个，且设置在靠近拐角的位置，如附图7所示的，限位轮的两端位于光伏板的两端，限位轮可以很好的限制机身的位置，在驱动机构的驱动电机带动传动杆转动，传动杆带动驱动轮转动，驱动轮带动机身在光伏板的表面移动，此时设置在两端与光伏板抵接的限位轮，随着机身的移动而进行转动。
23.需要说明的是，风罩外壳为塑料制成，为了保护其中的装置，具有耐腐蚀、耐低温等特点。机身为铝合金矩形框架，其中长边框架充当热风装置运动轨道，驱动电机设置在在机身上端短边，机身两侧的上中下各安装有驱动轮及辅助轮。排气管为矩形方框，其上端有宽排气口，与机身上端的连接管通过耐温管相连。其安装于机身轨道上，机身轨道的一侧还设置有卷扬机16，排气管上端卷扬机牵引，进行上下往复运动，将热风均匀吹在太阳能板上。宽排气口打开至一定角度，从而吹风方向基本朝下，对难以清除的冰有很好的吹扫效果。
24.作为本发明优选的实施例，还包括履带式底盘1，履带式底盘1的上方设置有底板25，剪叉升降机构和热风机构设置在底板25的上方，剪叉升降机构位于热风机构的一侧位置，所述的履带式底盘1内含驱动部分，现有技术不一一赘述。
25.需要说明的是，履带式底盘长1.68米、宽1.2米、高0.5米，采用柴油发电机驱动、电启动，包括油箱、散热器、电控箱、阀组等配件。其承重轮为精密浇钢材质，履带为硅橡胶材质，可承载重量1200kg。离合采用工程橡胶履带深尺，其最小转弯半径为1.2米，上坡角为40
°
，速度5
‑ꢀ
8km/h。可以实现遥控或自动化运行。将搭载光伏板除冰机器人移动到太阳能板相接位置，使机器人移动到太阳能板上，之后履带式底盘将跟随机器人同步移动，以保热风供应。
26.作为本发明优选的实施例，热风机构包括风机2和加热器3，风机2和加热器3固定设置在底盘1的上方，风机2的出风端与加热器3连接，加热器3的出风端与连接管24连接。
27.需要说明的是，热风机构，长0.8米、宽0.34米、高0.4米，整机重40kg。部件包括铝合金把手、出风口、加热器、耐高温软管、过滤器和耐高温高压风机等，采用380v50hz电源。加热器功率为5kw，风机功率为1.1kw，最大风量：180m3/h，最大风压：21kpa。出风口温度：常温至~360
°
c，采用pid方式控制温度。加热器采用风洞结构：高温晶体隔热棉与不锈钢三层一体封装，电阻丝直接加热，通道式电热交换方式，设计科学，工艺先进。升温快速，开机即
出热风：连续pid/ssr(rd/scr)控制，数码显示/设置温度，常温至350
°
c全程可控，热惯性小。
28.作为本发明优选的实施例，剪叉升降机构包括两个平行的基座7和平台8，基座7的上方活动设置有剪切架9，剪切架9与平台8的底部活动连接，基座7和平台8均开设有滑槽10，剪切架9的两端滑动连接在滑槽10的内部，基座7的内部设置有液压伸缩杆26，液压伸缩杆26的顶伸端与剪切架9的底部活动连接，驱动液压伸缩杆26，液压伸缩杆26带动剪切架9的一侧移动，使剪切架的一侧在滑槽10的内部滑动，从而使剪切架9做剪切运动，现有技术，不一一赘述，剪切架9的剪切运动带动平台8上升和下降。
29.需要说明的是，剪叉升降机构利用液压驱动，平台8最高时上端面距地面2m，最低时上端面距地面0.9m。其作用是抬升除冰机器人，适应不同高度的太阳能板。
30.作为本发明优选的实施例，剪叉升降机构还包括侧翻组件，侧翻组件包括活动板13，活动板13的一端与平台8活动连接。
31.作为本发明优选的实施例，平台8开设有活动槽12，活动槽12的内部设置有第一电动推杆11，第一电动推杆11的两端分别与活动板13和平台8转动连接。
32.作为本发明优选的实施例，活动板13的上方设置有支撑架15，支撑架15的一侧与活动板13的一侧转动连接，活动板13和支撑架15之间还设置有第二电动推杆14，第二电动推杆14的两端分别与活动板13和支撑架15转动连接。
33.需要说明的是机器人支撑架15与剪叉升降平台上端平面的活动板13通过铰链相连接，正方向用第二电动推杆14实现俯仰角的改变，适应不同安装角度的太阳能板。在平台8通过铰链安装有活动板13，两侧安装有两个第一电动推杆，第一电动推杆的两端通过铰链与平台8转动连接，可以实现侧方向俯仰角的改变，来适应安装过程中小角度的误差。支撑架长3.3m，宽1.2m，高0.04m，大小匹配光伏板除冰机器人，机器人上下限位轮刚好配合于支架之上。支撑架左侧为机器人进出方向，安装有电磁铁开关，当机器人行驶向太阳能板时，电磁铁开关放下；当机器人回归支架后，电磁铁开关升起，阻止机器人左右滑动。支撑架右侧有两个凸起柱，起限位作用，防止机器人从右侧滑出。
34.作为本发明优选的实施例，剪叉升降机构的一侧还设置有太阳能光伏板6。
35.需要说明的是，本技术文件根据使用者的需求还可在风罩的外壁设置照明灯以及摄像头,用于观察所述机身行走方向前侧和/或后侧的情况；所述机身上还可设置有多个红外线温度检测传感器；能够检测光伏板的温度。还包括远程通信模块，能够通过中控电脑或手机app实现对所述光伏板除冰机器人系统及所述机身上的各部件的远程控制及信息采集。
36.实施例1光伏板除冰机器人，包括剪叉升降机构、除冰机器人和热风机构，热风机构与除冰机器人连接，除冰机器人设置在剪叉升降机构的上方，除冰机器人包括机身17和驱动组件，机身17的两侧位置分别设置有驱动轮19，驱动组件驱动驱动轮19带动机身17横向移动，驱动组件包括驱动电机21，驱动电机21输出轴的一端设置有传动杆20，驱动电机可以很好的带动传动杆进行转动，传动杆可以很好的带动驱动轮转动，驱动轮带动机身进行横向移动，所述机身的外部还设置有风罩5，所述风罩5可以很好的聚集热风，防止热风在无闲置空间的情况下导致热风的热量流失，从而导致除冰效果不好，传动杆20贯穿驱动轮19的内部，热
风机构包括排气管23和连接管24，排气管23与连接管24连接，热风通过连接管24，输送到排气管23，再由排气管23吹向光伏板的表面，风罩的内部，排气管23和连接管24固定设置在机身17的上方，机身17带动排气管23和连接管24移动。除冰机器人还包括限位轮22，限位轮22设置在机身17靠近两端的位置，限位轮与机身17转动贴合，所述限位轮的数量为四个，机身的两端分别设置有两个，且设置在靠近拐角的位置，如附图7所示的，限位轮的两端位于光伏板的两端，限位轮可以很好的限制机身的位置，在驱动机构的驱动电机带动传动杆转动，传动杆带动驱动轮转动，驱动轮带动机身在光伏板的表面移动，此时设置在两端与光伏板抵接的限位轮，随着机身的移动而进行转动。
37.实施例2本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，作为本发明优选的实施例，还包括履带式底盘1，履带式底盘1的上方设置有底板25，剪叉升降机构和热风机构设置在底板25的上方，剪叉升降机构位于热风机构的一侧位置，所述的履带式底盘1内含驱动部分，现有技术不一一赘述；履带式底盘长1.68米、宽1.2米、高0.5米，采用柴油发电机驱动、电启动，包括油箱、散热器、电控箱、阀组等配件。其承重轮为精密浇钢材质，履带为硅橡胶材质，可承载重量1200kg。离合采用工程橡胶履带深尺，其最小转弯半径为1.2米，上坡角为40
°
，速度5
‑ꢀ
8km/h。可以实现遥控或自动化运行。将搭载光伏板除冰机器人移动到太阳能板相接位置，使机器人移动到太阳能板上，之后履带式底盘将跟随机器人同步移动，以保热风供应；热风机构包括风机2和加热器3，风机2和加热器3固定设置在底盘1的上方，风机2的出风端与加热器3连接，加热器3的出风端与连接管24连接；需要说明的是，热风机构，长0.8米、宽0.34米、高0.4米，整机重40kg。部件包括铝合金把手、出风口、加热器、耐高温软管、过滤器和耐高温高压风机等，采用380v50hz电源。加热器功率为5kw，风机功率为1.1kw，最大风量：180m3/h，最大风压：21kpa。出风口温度：常温至~360
°
c，采用pid方式控制温度。加热器采用风洞结构：高温晶体隔热棉与不锈钢三层一体封装，电阻丝直接加热，通道式电热交换方式，设计科学，工艺先进。升温快速，开机即出热风：连续pid/ssr(rd/scr)控制，数码显示/设置温度，常温至350
°
c全程可控，热惯性小；作为本发明优选的实施例，剪叉升降机构包括两个平行的基座7和平台8，基座7的上方活动设置有剪切架9，剪切架9与平台8的底部活动连接，基座7和平台8均开设有滑槽10，剪切架9的两端滑动连接在滑槽10的内部，基座7的内部设置有液压伸缩杆26，液压伸缩杆26的顶伸端与剪切架9的底部活动连接，驱动液压伸缩杆26，液压伸缩杆26带动剪切架9的一侧移动，使剪切架的一侧在滑槽10的内部滑动，从而使剪切架9做剪切运动，现有技术，不一一赘述，剪切架9的剪切运动带动平台8上升和下降；需要说明的是，剪叉升降机构利用液压驱动，平台8最高时上端面距地面2m，最低时上端面距地面0.9m。其作用是抬升除冰机器人，适应不同高度的太阳能板；剪叉升降机构还包括侧翻组件，侧翻组件包括活动板13，活动板13的一端与平台8活动连接；平台8开设有活动槽12，活动槽12的内部设置有第一电动推杆11，第一电动推杆11的两端分别与活动板13和平台8转动连接；活动板13的上方设置有支撑架15，支撑架15的一侧与活动板13的一侧转动连接，活动板13和支撑架15之间还设置有第二电动推杆14，第二电动推杆14的两端分别与活动板13和支撑架15转动连接；需要说明的是机器人支撑架15与剪叉升降平台上端平面的活动板13通过铰链相连接，正方向用第二电动推杆14实现俯仰角的改变，适应不同安装角度的太阳能板。在平台8通过铰链安装有活动板13，两侧安装有两个第一电动推杆，第一电动
推杆的两端通过铰链与平台8转动连接，可以实现侧方向俯仰角的改变，来适应安装过程中小角度的误差。支撑架长3.3m，宽1.2m，高0.04m，大小匹配光伏板除冰机器人，机器人上下限位轮刚好配合于支架之上。支撑架左侧为机器人进出方向，安装有电磁铁开关，当机器人行驶向太阳能板时，电磁铁开关放下；当机器人回归支架后，电磁铁开关升起，阻止机器人左右滑动。支撑架右侧有两个凸起柱，起限位作用，防止机器人从右侧滑出；作为本发明优选的实施例，剪叉升降机构的一侧还设置有太阳能光伏板6。
38.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。