一种光伏发电用太阳能板自适应伸缩式清理设备的制作方法

1.本发明涉及发电装置相关领域，具体是涉及一种光伏发电用太阳能板自适应伸缩式清理设备。


背景技术：

2.光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。我国公告号为cn115694348b的发明专利，其公开了一种光伏发电用太阳能板自动清理设备，包括电池板，电池板倾斜，电池板底部设有基座，基座外壁上转动套设有调节环，调节环上对称设有两个连接板，连接板的外端设有导向板，电池板的正面设有刷辊，刷辊的两端分别与两个导向板连接。该自动清理设备通过将原本放置于电池板一端底部的刷辊(刷辊能够自适应伸缩)翻转至电池板顶部后(假设初始状态刷辊的长度方向与电池板的长度方向相平行)，再带动刷辊沿着电池板的宽度方向往复移动，同时驱动刷辊旋转，从而对电池板的顶部清理，同时，该自动清理设备还能带动刷辊在电池板上旋转，使得刷辊的长度方向转动至与电池板的宽度方向相平行，并随后带动刷辊沿着电池板的长度方向往复移动，从而从不同方向对电池板的顶部进行清理。
3.该自动清理装置具有以下不足：此自动清理装置为了在不清理时不影响电池板对太阳能的吸收，将刷辊翻转至电池板的底部，且刷辊在清理过程中需要使其长度方向在平行于电池板的长度方向和平行于电池板的宽度方向之间切换，故刷辊在旋转过程中需要占用电池板周边一定的空间，如此该自动清理装置便难以适用于大范围阵列电池板的光伏板组件(相邻电池板之间的空间不允许刷辊如此旋转)。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种光伏发电用太阳能板自适应伸缩式清理设备。
5.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：
6.一种光伏发电用太阳能板自适应伸缩式清理设备，包括呈正四棱柱型结构的电池板，所述电池板上设置有用于清除其表面杂质的清理组件，所述清理组件包括两个关于电池板对角线所在纵向中心面呈对称状态的行走伸缩辊，每个所述行走伸缩辊均包括内外同轴轴接相连的中伸缩筒和外伸缩筒，两个中伸缩筒相互远离的一端均轴接设置有能够同步旋转并沿着电池板对应直角边行走的第一行走竖轴，两个中伸缩筒的相向端设置有用于将二者铰接相连且轴线始终位于电池板对应对角线所在纵向中心面内的第二行走竖轴，所述第二行走竖轴与其中一个第一行走竖轴传动相连以带动两个中伸缩筒绕第二行走竖轴同步旋转，每个所述外伸缩筒靠近对应第一行走竖轴的一端与第一行走竖轴传动相连，且每个所述外伸缩筒上均固定设置有若干个均匀分布的软刷毛，所述电池板上还固定连接有长度方向沿其对角线方向的支撑玻璃板，且第二行走竖轴的底部设置有能够万向旋转且搭设于支撑玻璃板上的滚珠。
7.优选的，所述电池板两个相对对角边上均设置有两个相互对称的导轨机构，每个所述导轨机构均包括两个上下间隔设置的外压导轨和位于两个外压导轨之间的内压齿条，内压齿条和两个外压导轨均通过若干个固定支架固定设置于电池板上，所述第一行走竖轴上同轴固连有分别对应内压齿条和两个外压导轨的齿轮和两个滑轮，两个外压导轨位于滑轮靠近电池板中心的一侧，齿条与齿轮相啮合且位于齿轮远离电池板中心的一侧，每个所述外压导轨靠近滑轮的一侧均成型有与滑轮结构相适应的限位通槽，每个所述外压导轨的两端还固定连接有用于对滑轮进行限位的防脱挡板，每个对角边若干个所述固定支架的外侧还固定设置有透明防护罩。
8.优选的，所述中伸缩筒内还同轴设置有双轴电机和内伸缩筒，所述双轴电机同轴固定设置于中伸缩筒靠近第一行走竖轴的一端，且双轴电机对应输出轴与第一行走竖轴传动相连，内伸缩筒包括两个能够互相带动旋转且可伸缩相连的伸缩圆杆，且两个伸缩圆杆均轴接设置于中伸缩筒内，内伸缩筒靠近第一行走竖轴的一端与双轴电机的对应输出轴同轴固连，中伸缩筒靠近第二行走竖轴的一端同轴固连有端部铰接筒，所述第二行走竖轴轴接设置于其中一个端部铰接筒上并与另一个端部铰接筒固连，与第二行走竖轴轴接相连的端部铰接筒靠近对应中伸缩筒的一端还轴接设置有径向转筒，第二行走竖轴和径向转筒通过皮带传动相连，且径向转筒与内伸缩筒传动相连。
9.优选的，所述外伸缩筒包括靠近第二行走竖轴的第一外筒和靠近对应第一行走竖轴且与第一行走竖轴传动相连的第二外筒，第一外筒靠近对应第一行走竖轴一端开设有若干个沿圆周方向均匀分布的轴向通槽，其中若干个软刷毛成型于每相邻两轴向通槽之间的第一外筒外壁上，第二外筒上成型有若干个一一对应的沿其轴向滑动插设于若干个轴向通槽中的轴向凸条，且其中若干个软刷毛成型于每个所述轴向凸条上。
10.优选的，所述第一外筒靠近对应第一行走竖轴一端成型有外齿盘，且第一行走竖轴的上端同轴固连有啮合外齿盘的锥齿轮。
11.优选的，所述第一外筒靠近第二行走竖轴的一端同轴固连有缩口圆筒，所述缩口圆筒上成型有斜面圆台部，且剩余若干个软刷毛均匀成型于斜面圆台部上。
12.优选的，所述支撑玻璃板固定设置于电池板上且贴紧电池板的上表面，支撑玻璃板上开设有沿电池板对角线方向的限位沉槽，所述滚珠滑动设置于限位沉槽内。
13.优选的，所述支撑玻璃板的底部成型有若干个沿电池板对应对角线方向等间距设置的底支撑块，且支撑玻璃板的两端还成型有用于与电池板固连的弯折板。
14.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
15.其一，本发明中两个行走伸缩辊在清理电池板顶部过程中不会占用到电池板周边的空间，仅在电池板顶部运动，故能够适用于若干个电池板相互紧挨呈阵列结构的光伏板组件；
16.其二，本发明中的两个行走伸缩辊在不使用时放置于电池板的边缘位置，从而不影响到电池板对太阳能的吸收，同时也不会影响到相邻的电池板；
17.其三，本发明中的两个行走伸缩辊在电池板顶部行走过程中由相互垂直状态，两个外伸缩筒不断自转的同时，相互之间的夹角由九十度旋转至一百八十度，并再次转回九十度，从而从不同的角度对整个电池板顶部进行清理。
附图说明
18.图1是实施例的电池板、清理组件和透明防护罩的立体结构示意图。
19.图2是实施例的电池包和清理组件的立体结构示意图。
20.图3是图2中a处的局部结构放大图。
21.图4是实施例的支撑玻璃板和两个行走伸缩辊的立体结构分解图。
22.图5是图4中b处的局部结构放大图。
23.图6是实施例的电池包和清理组件的俯视图。
24.图7是图6中c处的局部结构放大图。
25.图8是图6中d处的局部结构放大图。
26.图9是图6沿e-e线的剖视图。
27.图10是图9中f处的局部结构放大图。
28.图11是图9中第一行走竖轴处的局部结构放大图。
29.图12是实施例的中伸缩筒的立体结构分解图。
30.图13是图12中g处的局部结构放大图。
31.图14是实施例的中伸缩筒和内伸缩筒的局部立体结构分解图。
32.图15是实施例的端部铰接筒和内伸缩筒的立体结构分解图。
33.图16是实施例的端部铰接筒的局部立体结构分解图。
34.图17是实施例的支撑玻璃板的立体结构示意图。
35.图中标号为：1、电池板；2、行走伸缩辊；3、中伸缩筒；4、外伸缩筒；5、第一行走竖轴；6、第二行走竖轴；7、软刷毛；8、支撑玻璃板；9、滚珠；10、外压导轨；11、内压齿条；12、固定支架；13、齿轮；14、滑轮；15、防脱挡板；16、透明防护罩；17、双轴电机；18、内伸缩筒；19、端部铰接筒；20、径向转筒；21、外连接筒；22、内连接筒；23、第一外筒；24、第二外筒；25、轴向凸条；26、外齿盘；27、锥齿轮；28、缩口圆筒；29、斜面圆台部；30、限位沉槽；31、底支撑块；32、弯折板。
具体实施方式
36.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，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。
37.参考图1至图17所示的一种光伏发电用太阳能板自适应伸缩式清理设备，包括呈正四棱柱型结构的电池板1，所述电池板1上设置有用于清除其表面杂质的清理组件，所述清理组件包括两个关于电池板1对角线所在纵向中心面呈对称状态的行走伸缩辊2，每个所述行走伸缩辊2均包括内外同轴轴接相连的中伸缩筒3和外伸缩筒4，两个中伸缩筒3相互远离的一端均轴接设置有能够同步旋转并沿着电池板1对应直角边行走的第一行走竖轴5，两个中伸缩筒3的相向端设置有用于将二者铰接相连且轴线始终位于电池板1对应对角线所在纵向中心面内的第二行走竖轴6，所述第二行走竖轴6与其中一个第一行走竖轴5传动相连以带动两个中伸缩筒3绕第二行走竖轴6同步旋转，每个所述外伸缩筒4靠近对应第一行走竖轴5的一端与第一行走竖轴5传动相连，且每个所述外伸缩筒4上均固定设置有若干个均匀分布的软刷毛7，所述电池板1上还固定连接有长度方向沿其对角线方向的支撑玻璃板8，且第二行走竖轴6的底部设置有能够万向旋转且搭设于支撑玻璃板8上的滚珠9。
38.第二行走竖轴6铰接两个中伸缩筒3相向端的方式为，第二行走竖轴6与其中一个中伸缩筒3轴接相连，且第二行走竖轴6与另一个中伸缩筒3固连，且与第二行走竖轴6轴接相连的中伸缩筒3上的第一行走竖轴5与第二行走竖轴6传动相连，两个中伸缩筒3停止在电池板1上时，两个中伸缩筒3之间的夹角为九十度，且两个中伸缩筒3分别平行于电池板1的对应相邻边，所述电池板1为呈矩阵分布的光伏板组件中最小单元的整块光伏板，所述清理组件主要在雨天工作，光伏板组件旁侧设置有用于监测是否下雨以及下雨量的雨量传感器(图中未示出)，每当下雨且雨量足够时，两个第一行走竖轴5同步旋转并沿着电池板1两个相对的对角线开始行走，第一阶段中，两个第一行走竖轴5由电池板1相邻边线的中点出发，一直行走至电池板1另外两个相邻边线的中点停止，第二阶段中，两个第一行走竖轴5相对第一阶段反向运动回原点，如此第一阶段和第二阶段反复进行数次，两个第一行走竖轴5再次回到原点并停止，第一行走竖轴5在第一阶段的行走过程中，两个中伸缩筒3在同步伸长的同时，由于其中一个第一行走竖轴5带动第二行走竖轴6旋转，如此带动对应中伸缩筒3绕着第二行走竖轴6旋转，且由于两个第一行走竖轴5同步运动，故两个中伸缩筒3在同步伸长的同时会同步旋转，且两个中伸缩筒3之间的角度不断变大，直至第一阶段结束时，两个中伸缩筒3伸长至最长的长度，两个中伸缩筒3之间的夹角变大至一百八十度(即两个中伸缩筒3呈同轴状态)，且两个中伸缩筒3的轴线位于电池板1对应对角线所在纵向中心面内，第一行走竖轴5在第二阶段的行走过程中，两个中伸缩筒3的长度开始缩短且继续沿着对应方向行进，两个中伸缩筒3之间的角度开始变小并最终缩小至九十度，而第一阶段和第二阶段中，两个外伸缩筒4均因与两个第一行走竖轴5的传动连接而保持旋转，如此两个外伸缩筒4上的软刷毛7便不断旋转以清理电池板1表面的杂质，配合雨水对电池板1的表面进行清理，第二行走竖轴6底部的滚珠9配合支撑玻璃板8用于对两个中伸缩筒3的铰接端起支撑作用，保证两个中伸缩筒3的正常行走。
39.为了保证第一行走竖轴5旋转后能够沿着电池板1的对角边行走，具体设置了如下特征：
40.所述电池板1两个相对对角边上均设置有两个相互对称的导轨机构，每个所述导轨机构均包括两个上下间隔设置的外压导轨10和位于两个外压导轨10之间的内压齿条11，内压齿条11和两个外压导轨10均通过若干个固定支架12固定设置于电池板1上，所述第一行走竖轴5上同轴固连有分别对应内压齿条11和两个外压导轨10的齿轮13和两个滑轮14，两个外压导轨10位于滑轮14靠近电池板1中心的一侧，齿条与齿轮13相啮合且位于齿轮13远离电池板1中心的一侧，每个所述外压导轨10靠近滑轮14的一侧均成型有与滑轮14结构相适应的限位通槽，每个所述外压导轨10的两端还固定连接有用于对滑轮14进行限位的防脱挡板15，每个对角边若干个所述固定支架12的外侧还固定设置有透明防护罩16。
41.所述内压齿条11和两个外压导轨10呈图3中所示位置分布，内压齿条11和外压导轨10的两端均分别平行于电池板1对应边角的两边线，内压齿条11和外压导轨10均可设置多个，此处仅以一个内压齿条11和两个外压导轨10为例，两个外压导轨10分别设置于两个滑轮14的内侧，防止两个滑轮14运动过程中向电池板1中部移动，而内压齿条11设置于齿轮13的外侧，防止齿轮13在运动过程中向着电池板1外运动，如此保证第一行走竖轴5均能够沿着电池板1的边线方向运动，内压齿条11和外压导轨10在电池板1边角位置均呈圆弧状结构，保证滑轮14和齿轮13的顺畅运动，第一行走竖轴5旋转后带动齿轮13旋转，从而与内压
齿条11相配合带动第一行走竖轴5沿着电池板1的边线运动，透明防护罩16用于在一定程度上保护导轨机构，同时不影响电池板1对太阳光的吸收，滑轮14的上下端成型有相互对称的斜面结构，配合限位通槽能够防止第二行走竖轴6在电池板1上运动时与电池板1的相对高度发生改变。
42.为了传动相连第二行走竖轴6和对应第一行走竖轴5，具体设置了如下特征：
43.所述中伸缩筒3内还同轴设置有双轴电机17和内伸缩筒18，所述双轴电机17同轴固定设置于中伸缩筒3靠近第一行走竖轴5的一端，且双轴电机17对应输出轴与第一行走竖轴5传动相连，内伸缩筒18包括两个能够互相带动旋转且可伸缩相连的伸缩圆杆，且两个伸缩圆杆均轴接设置于中伸缩筒3内，内伸缩筒18靠近第一行走竖轴5的一端与双轴电机17的对应输出轴同轴固连，中伸缩筒3靠近第二行走竖轴6的一端同轴固连有端部铰接筒19，所述第二行走竖轴6轴接设置于其中一个端部铰接筒19上并与另一个端部铰接筒19固连，与第二行走竖轴6轴接相连的端部铰接筒19靠近对应中伸缩筒3的一端还轴接设置有径向转筒20，第二行走竖轴6和径向转筒20通过皮带传动相连，且径向转筒20与内伸缩筒18传动相连。
44.所述端部铰接筒19可采用图15和图16中所示的分体结构，其分为靠近第二行走竖轴6一端的外连接筒21和靠近对应第一行走竖轴5一端的内连接筒22，外连接筒21靠近内连接筒22的一端开设有两个对称设置的滑动腰槽，所述径向转筒20内同轴轴接设置有光轴，光轴的两端分别沿内伸缩筒18轴向滑动设置于两个滑动腰槽内，外连接筒21上位于滑动腰槽靠近第二行走竖轴6的一侧还成型有台阶凸环，台阶凸环上螺纹连接有两个分别对应光轴两端的螺栓，螺栓螺纹连接在台阶凸环内并将光轴抵向对应第一行走竖轴5，如此保证径向转筒20和第二行走竖轴6之间皮带传动连接的同步带始终张紧，从而保证第二行走竖轴6、径向转筒20和内伸缩筒18的稳定传动连接，外连接套靠近第二行走竖轴6一端开设有用于避让上述同步带的避让通槽。
45.为了使得外伸缩筒4能够伸缩的同时旋转，具体设置了如下特征：
46.所述外伸缩筒4包括靠近第二行走竖轴6的第一外筒23和靠近对应第一行走竖轴5且与第一行走竖轴5传动相连的第二外筒24，第一外筒23靠近对应第一行走竖轴5一端开设有若干个沿圆周方向均匀分布的轴向通槽，其中若干个软刷毛7成型于每相邻两轴向通槽之间的第一外筒23外壁上，第二外筒24上成型有若干个一一对应的沿其轴向滑动插设于若干个轴向通槽中的轴向凸条25，且其中若干个软刷毛7成型于每个所述轴向凸条25上。
47.若干个轴向凸条25沿外伸缩筒4轴向滑动插设于若干个轴向通槽内，如此轴向凸条25在轴向通槽内滑动后即可使得外伸缩筒4能够伸缩，同时当第一行走竖轴5带动第二外筒24旋转后，通过轴向凸条25和轴向通槽槽壁之间的硬抵触，第二外筒24还能够带动第一外筒23同步旋转。
48.为了传动连接外伸缩筒4和第一行走竖轴5，具体设置了如下特征：
49.所述第一外筒23靠近对应第一行走竖轴5一端成型有外齿盘26，且第一行走竖轴5的上端同轴固连有啮合外齿盘26的锥齿轮27。
50.第一行走竖轴5旋转后通过锥齿轮27能够带动外齿盘26旋转，继而带动外伸缩筒4旋转。
51.为了保证电池板1上第二行走竖轴6处能够尽可能被软刷毛7清理，具体设置了如
下特征：
52.所述第一外筒23靠近第二行走竖轴6的一端同轴固连有缩口圆筒28，所述缩口圆筒28上成型有斜面圆台部29，且剩余若干个软刷毛7均匀成型于斜面圆台部29上。
53.两个斜面圆台部29始终相对设置，两个斜面圆台部29上的软刷毛7互相相向伸出，从而保证两个行走伸缩辊2同步行走且互相之间的夹角大小改变后，始终能够有一定量的软刷毛7向着第二行走竖轴6伸至电池板1上，从而对电池板1进行清理。
54.为了防止支撑玻璃板8与电池板1之间的杂质过多，具体设置了如下特征：
55.所述支撑玻璃板8固定设置于电池板1上且贴紧电池板1的上表面，支撑玻璃板8上开设有沿电池板1对角线方向的限位沉槽30，所述滚珠9滑动设置于限位沉槽30内。
56.支撑玻璃板8贴紧电池板1上表面后，能够尽可能减少支撑玻璃板8和电池板1之间的间隙，从而保证杂质更加难以进入支撑玻璃板8和电池板1之间的狭缝内，如此配合两个斜面圆台部29之间软刷毛7对电池板1的清理，保证电池板1对角线上同样能够被清理干净，滚珠9配合限位沉槽30能够更好的保证第二行走竖轴6在运动过程中始终沿着电池板1的对角线行走。
57.为了更好的固定支撑玻璃板8，具体设置了如下特征：
58.所述支撑玻璃板8的底部成型有若干个沿电池板1对应对角线方向等间距设置的底支撑块31，且支撑玻璃板8的两端还成型有用于与电池板1固连的弯折板32。
59.由于电池板1呈接近正四棱柱型结构，电池板1的上表面还设置有若干个呈矩阵分布的太阳能电池片，且相邻电池片之间留有一定的间隙，若干个底支撑块31均设置于上述间歇处，如此保证支撑玻璃板8与电池板1固连的同时，不对电池板1上的太阳能电池片造成损伤。
60.工作原理：第二行走竖轴6铰接两个中伸缩筒3相向端的方式为，第二行走竖轴6与其中一个中伸缩筒3轴接相连，且第二行走竖轴6与另一个中伸缩筒3固连，且与第二行走竖轴6轴接相连的中伸缩筒3上的第一行走竖轴5与第二行走竖轴6传动相连，两个中伸缩筒3停止在电池板1上时，两个中伸缩筒3之间的夹角为九十度，且两个中伸缩筒3分别平行于电池板1的对应相邻边，所述电池板1为呈矩阵分布的光伏板组件中最小单元的整块光伏板，所述清理组件主要在雨天工作，光伏板组件旁侧设置有用于监测是否下雨以及下雨量的雨量传感器(图中未示出)，每当下雨且雨量足够时，两个第一行走竖轴5同步旋转并沿着电池板1两个相对的对角线开始行走，第一阶段中，两个第一行走竖轴5由电池板1相邻边线的中点出发，一直行走至电池板1另外两个相邻边线的中点停止，第二阶段中，两个第一行走竖轴5相对第一阶段反向运动回原点，如此第一阶段和第二阶段反复进行数次，两个第一行走竖轴5再次回到原点并停止，第一行走竖轴5在第一阶段的行走过程中，两个中伸缩筒3在同步伸长的同时，由于其中一个第一行走竖轴5带动第二行走竖轴6旋转，如此带动对应中伸缩筒3绕着第二行走竖轴6旋转，且由于两个第一行走竖轴5同步运动，故两个中伸缩筒3在同步伸长的同时会同步旋转，且两个中伸缩筒3之间的角度不断变大，直至第一阶段结束时，两个中伸缩筒3伸长至最长的长度，两个中伸缩筒3之间的夹角变大至一百八十度(即两个中伸缩筒3呈同轴状态)，且两个中伸缩筒3的轴线位于电池板1对应对角线所在纵向中心面内，第一行走竖轴5在第二阶段的行走过程中，两个中伸缩筒3的长度开始缩短且继续沿着对应方向行进，两个中伸缩筒3之间的角度开始变小并最终缩小至九十度，而第一阶段和
第二阶段中，两个外伸缩筒4均因与两个第一行走竖轴5的传动连接而保持旋转，如此两个外伸缩筒4上的软刷毛7便不断旋转以清理电池板1表面的杂质，配合雨水对电池板1的表面进行清理，第二行走竖轴6底部的滚珠9配合支撑玻璃板8用于对两个中伸缩筒3的铰接端起支撑作用，保证两个中伸缩筒3的正常行走。
61.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。