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用于传送组件的清洁设备

申请号 CN201680021309.6 申请日 2016-02-16 公开(公告)号 CN107429947B 公开(公告)日 2019-08-16
申请人 阿卜杜拉国王科技大学; 发明人 G.艾特尔休伯;
摘要 一种清洁系统和方法可以包括引导滑架组件,其附接到刷组件,并且可以构造为驱动所述刷组件。后拖滑架组件,可以构造为沿着轨道移动。所述后拖滑架组件可以附接到臂。竖直 支撑 杆可以部分地设置在所述臂内,并可以附接到所述刷组件。所述竖直支撑杆的高度可以由位于所述竖直支撑杆周围的一个或多个夹具 定位 。
权利要求

1.一种清洁设备,包括:
引导滑架组件,其附接到刷组件(2001),并且构造为驱动所述刷组件(2001),其中,所述引导滑架组件附接至臂(2406),并且,引导竖直支撑杆(2405)部分地设置在所述臂(2406)内并且附接至所述刷组件(2001);
后拖滑架组件,其构造为沿着轨道(2304)移动,其中,所述后拖滑架组件附接到臂(2506、3103),并且,后拖竖直支撑杆(2505、2905)部分地设置在所述臂(2506、3103)内并且附接到所述刷组件(2001);并且
其中,所述刷组件(2001)的高度通过调节所述引导竖直支撑杆和后拖竖直支撑杆(2405、2505、2905)相对于对应的臂(2406、2506、3103)的位置而可调节。
2.如权利要求1所述的清洁设备,其中,附接到所述后拖滑架组件的臂是固定臂。
3.如权利要求2所述的清洁设备,其中,所述刷组件还包括滑杆。
4.如权利要求1所述的清洁设备,其中,附接到所述后拖滑架组件的臂是摆臂。
5.如权利要求1所述的清洁设备,其中,所述轨道包括
顶部轨道和底部轨道,其中,所述顶部轨道和所述底部轨道中的每一个包括导轨和支撑板,其中,所述支撑板的两个或更多个边缘限定与所述导轨的两个或更多个内部表面互补的形状的一部分;以及
其中,所述后拖滑架组件具有三个或更多个辊,所述三个或更多个辊构造为邻接所述导轨的三个外部表面。
6.如权利要求1所述的清洁设备,还包括:
一个或多个可拆卸的夹具,其附接到所述引导竖直支撑杆和所述后拖竖直支撑杆中的每一个,以维持所述刷组件的高度。
7.如权利要求1所述的清洁设备,其中,所述刷组件包括具有旋转轴线的可旋转的刷子,以及与所述可旋转的刷子共线定位的滑杆。
8.如权利要求1所述的清洁设备,其中,所述清洁设备构造为清洁太阳面板。
9.如权利要求1所述的清洁设备,其中,所述引导滑架组件臂和所述后拖滑架组件臂中的每一个包括多个平对准的孔。
10.一种面板组件,包括:刷组件(2001),其具有引导端和后拖端;
引导竖直支撑杆(2405),其连接至驱动组件(301、303)并且附接至所述引导端并且部分地设置在臂(2046)中;
后拖竖直支撑杆(2505、2905),其附接至所述后拖端并且部分地设置在臂(2506、3103)中;
一个或多个可拆卸的夹具(2407、2507、2908、3105),其附接至所述引导竖直支撑杆和所述后拖竖直支撑杆(2405、2505、2905)中的每一个,以通过沿着所述引导竖直支撑杆和所述后拖竖直支撑杆(2405、2505、2905)定位所述可拆卸的夹具(2407、2507、2908、3105)而维持所述刷组件(2001)的高度。
11.如权利要求10所述的面板组件,其中,附接到所述后拖端的臂是固定臂。
12.如权利要求11所述的面板组件,其中,所述刷组件还包括滑杆。
13.如权利要求10所述的面板组件,其中,附接到所述后拖端的臂是摆臂。
14.如权利要求10所述的面板组件,其中,所述刷组件包括具有旋转轴线的可旋转的刷子,以及与所述可旋转的刷子共线定位的滑杆。
15.如权利要求10所述的面板组件,其中,所述面板组件构造为清洁太阳面板。

说明书全文

用于传送组件的清洁设备

[0002] 本申请要求于2015年2月17日提交的美国临时专利申请No.62/117,434 的优先权,其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种用于沿着一轨道平移一组件的系统和方法,例如用于光伏阵列除尘的除尘器

背景技术

[0004] 太阳能面板的效率由其接收的太阳光的量与其产生的电量的比率来测量。在安装太阳能面板之后,灰尘和其他碎屑通常开始积聚在太阳能面板的表面上。积聚在太阳能面板上的灰尘减少了到达光电元件的光子的数量,从而降低了太阳能面板在单位时间内可以产生的电能。换言之,灰尘会显著地降低太阳能面板的效率。因此,许多系统包括太阳能面板清洁系统,以提高太阳能面板的效率。
[0005] 现有技术中的太阳能面板清洁器可以分为手动类型和自动类型。手动清洁器通常包括手动操作的清扫刷、电动清洗器和电动刷。自动清洁器通常包括缓冲式和旋转刷毛式装置。现有的旋转刷毛式清洁器通常使用用于平移该刷子的系统,同时使刷子的旋转轴线保持在垂直于行进方向的取向上。换言之,刷子的顶部和底部以均匀的速度扫过面板,而不会使一个移动到另一个之前。通常需要复杂且机械效率低的系统,以便在旋转的刷子穿过太阳能面板时将其保持在竖直取向上。温度和其他变量的变化会影响这样的除尘器的运行。
[0006] 通常,大多数太阳能面板清洁系统还使用液体的清洁溶液或来清洁太阳能面板。淋湿的灰尘和碎屑会变粘,并粘附到太阳能面板的表面,这会使清洁过程复杂化。在经常使用太阳能面板的炎热干旱地区尤其如此。在干旱地区使用水的另一问题在于,在太阳能电池阵列的位置保持水或供应水是困难的。

发明内容

[0007] 在一方面,轨道系统可以包括导轨和滑架组件。所述导轨可以包括第一平面侧面、第二平面侧面和第三平面侧面。所述第一平面侧面、第二平面侧面和第三平面侧面可以布置为形成至少两个锐。所述滑架组件可以包括驱动轮和至少两个辊组。所述驱动轮可以构造为接触所述第一平面侧面,并可以构造为沿着所述导轨平移所述滑架组件。所述至少两个辊组中的第一辊组可以构造为接触所述第二平面侧面,并且所述至少两个辊组中的第二辊组可以构造为接触所述第三平面侧面。
[0008] 在一些实施例中,所述轨道系统可以包括电机。所述电机可以构造为致动所述驱动轮,并平移所述滑架组件。所述驱动轮可以是承重辊。所述滑架组件还可以包括枢轴。所述枢轴可以构造为使附接的部件枢转。在其他实施例中,所述驱动轮和所述至少两个辊可以构造为保持所述托滑架组件与所述导轨接触。
[0009] 在一些实施例中,所述导轨可以由冷轧金属(例如冷轧)形成,和/ 或所述导轨可以由挤制金属(例如挤制材)形成。所述至少两个辊可以包括材料、金属材料和/或聚合物材料。所述导轨可以是实心的或中空的。所述导轨可以包括内部支撑结构和中空区域。
[0010] 在另一方面,一种传送方法可以包括以下步骤:提供导轨,提供滑架组件,以及沿着所述导轨平移所述滑架组件。所述导轨可以包括第一平面侧面、第二平面侧面和第三平面侧面。所述第一平面侧面、第二平面侧面和第三平面侧面可以布置为形成至少两个锐角。所述滑架组件可包括驱动轮和至少两个辊组。所述驱动轮可被构造为接触所述第一平面侧面。所述至少两个辊组中的第一辊组可以构造为接触所述第二平面侧面。所述至少两个辊组中的第二辊组可以构造为接触所述第三平面侧面。
[0011] 在一些实施例中,所述方法可以包括致动电机,使得所述驱动轮平移所述滑架组件。所述驱动轮可以是承重辊。所述驱动轮和所述至少两个辊保持所述滑架组件与所述导轨接触。
[0012] 在实施例中,所述方法可以包括使得附接的部件,例如组件,枢转。所述导轨可以由冷轧金属和/或挤制金属形成。所述驱动轮和所述至少两个辊包括硅材料、金属材料和/或聚合物材料。
[0013] 在一方面,清洁设备可以包括刷组件、驱动器和枢轴。所述刷组件可以包括具有旋转轴线的至少一个可旋转的刷子。所述驱动器可以构造为平行于轨道平移所述刷组件。所述枢轴可以构造为在平行于所述轨道和所述旋转轴线的平面中使所述旋转轴线枢转。
[0014] 在实施例中,所述清洁设备可以包括可滑动地附接到所述刷组件的后拖组件。所述后拖组件可以构造为沿着第二轨道平移。所述枢轴可以构造为允许刷组件在所述平面中枢转到不垂直于所述轨道的角度。所述角度可以在30 度和80度之间,在40度和75度之间,在50度和70度之间,和/或在55 度和65度之间。所述角度可以小于60度。
[0015] 在一些实施例中,所述驱动轮可以包括驱动电机。所述刷组件可以包括刷电机,其构造为使所述至少一个可旋转的刷子围绕所述旋转轴线旋转。所述至少一个可旋转的刷子可以包括清扫构件。在一些实施例中,所述清扫构件可以具有平行于所述旋转轴线的刷毛样式。所述清扫构件可以包括聚合物、天然纤维和/或金属刷毛。所述清扫构件可以包括泡沫或海绵状材料。
[0016] 在实施例中,所述至少一个可旋转的刷子可以包括沿着所述旋转轴线延伸的轴,以及联接到所述轴的清扫构件,所述清扫构件构造为可围绕所述旋转轴线旋转。所述枢轴可以构造为顺时针方向地和/或逆时针方向地、并且在平行于太阳能面板或其他元件(例如窗户或镜子)的平面中旋转所述轴。当所述清洁设备处于操作构造中时,所述旋转轴线不垂直于所述轨道的方向。
[0017] 在另一方面,一种清洁方法可以包括以下步骤:提供刷组件,枢转可旋转的刷子的旋转轴线,以及平行于轨道平移所述刷组件。所述刷组件可以包括具有旋转轴线的至少一个可旋转的刷子。由枢转所述旋转轴线限定的平面可以在平行于所述轨道的平面中。
[0018] 在一些实施例中,所述方法可以包括提供可滑动地附接到所述刷组件的后拖组件,以及沿着第二轨道平移所述后拖组件。在其他实施例中,所述方法可以包括在所述平面中枢转所述刷组件到不垂直于所述轨道的角度。所述角度可以在30度和80度之间,在40度和75度之间,在50度和70度之间,和/或在55度和65度之间。所述角度可以小于60度。
[0019] 在其他实施例中,所述方法可以包括操作刷电机,以使所述至少一个可旋转的刷子围绕所述旋转轴线旋转。所述至少一个可旋转的刷子可以包括清扫构件,其具有平行于所述旋转轴线的刷毛样式。
[0020] 在一方面,光伏阵列可以包括导轨,以及安装到所述导轨的太阳能面板。所述导轨可以包括第一平面侧面、第二平面侧面和第三平面侧面。所述第一平面侧面、第二平面侧面和第三平面侧面可以布置为形成至少第一锐角和第二锐角。
[0021] 在一些实施例中,所述导轨可由冷轧金属和/或挤制金属形成。
[0022] 在一些实施例中,所述阵列还可以包括滑架组件和刷组件。所述滑架组件可以包括枢轴、驱动轮、以及至少两个辊组。所述刷组件可以包括具有旋转轴线的至少一个可旋转的刷子。所述刷组件可以枢转地附接到所述滑架组件。
[0023] 在其他实施例中,所述驱动轮可以构造为接触所述第一平面侧面,并可以构造为沿着所述导轨平移所述滑架组件。所述至少两个辊组中的第一辊组可以构造为接触所述第二平面侧面。所述至少两个辊组中的第二辊组可以构造为接触所述第三平面侧面。
[0024] 在另外的其他实施例中,所述太阳能面板还可以安装到第二导轨。所述导轨和所述第二导轨可以在基本上平行于太阳能面板的平面中。所述第二导轨可以包括三个平面侧面,其布置为形成至少第三锐角和第四锐角。
[0025] 在一些实施例中,所述阵列可以包括可滑动地附接到所述刷组件的后拖滑架组件。所述后拖滑架可以包括至少三个辊组。所述至少三个辊组包括至少一个驱动轮。
[0026] 在其他实施例中,当所述光伏阵列在操作构造中时,所述旋转轴线可以不垂直于所述导轨。
[0027] 在另外的其他实施例中,所述阵列可以包括用于容纳刷组件的外壳。所述刷组件可以包括具有旋转轴线的至少一个可旋转的刷子。所述刷组件可以枢转地附接到滑架组件。
[0028] 在一些实施例中,所述阵列可以包括安装框架,其构造为相对于所述导轨保持所述太阳能面板。所述安装框架可以包括c形横截面,以及用于固定所述太阳能面板的材料。所述材料可以是聚合物、弹性体、粘合剂、和/或树脂
[0029] 在一方面,轨道系统可以包括通道和滑架。所述通道可以包括第一平面侧面和第二平面侧面。所述第一平面侧面和第二平面侧面可以以锐角布置。所述滑架组件可以包括驱动轮和至少两个辊。所述驱动轮可以与所述第一平面侧面接触,且可以构造为沿着所述通道平移所述滑架组件。所述至少两个辊中的至少一个可以与所述第二平面侧面接触。
[0030] 在一些实施例中,所述滑架组件还可以包括枢轴。在其他实施例中,所述轨道系统可以包括用于减少灰尘的装置。所述用于减少灰尘的装置可以包括例如沿着所述通道的顶部的柔性罩和/或刷毛。所述装置可以包括沿着所述通道的底部和/或侧面的出口孔径。附加地,可以利用围绕所述枢轴和滑动构件的裙部来防止灰尘和碎屑落入所述通道中。此外,所述组件部件可以设置在外壳中,以使其隔离灰尘和污垢。
[0031] 在其他实施例中,所述系统可以包括刷组件。所述刷组件可以包括一个或多个可旋转的刷子,其均具有旋转轴线。所述枢轴可以构造为枢转所述刷组件。
[0032] 在另外的其他实施例中,所述系统可以包括面板。所述面板可以是光伏太阳能面板、窗户、和/或镜子。所述面板可以安装到所述通道。所述通道的顶部可以与所述面板基本上平齐。所述枢轴可以构造为允许在平行于所述面板的平面中枢转所述旋转轴线。所述滑架组件可以构造为在不垂直于所述旋转轴线的方向上平移所述刷组件。
[0033] 在另一方面,一种传送方法可以包括以下步骤:提供通道,提供滑架组件,以及沿着所述通道平移所述滑架组件。所述通道可以包括第一平面侧面、第二平面侧面、以及开口面。所述第一平面侧面和第二平面侧面可以以锐角布置。所述滑架组件可以包括驱动轮和至少两个辊。所述驱动轮可以与所述第一平面侧面接触。所述至少两个辊中的至少一个可以与所述第二平面侧面接触。
[0034] 在一些实施例中,所述滑架组件还可以包括枢轴。所述方法还可以包括减少灰尘进入所述通道。
[0035] 在另外的其他实施例中,所述通道的开口面可以与面板基本上平齐。所述方法还可以包括在平行于所述面板的平面中枢转所述旋转轴线,以及在不垂直于所述旋转轴线的方向上平移所述刷组件。
[0036] 在其他实施例中,所述方法可以包括提供刷组件,以及枢转所述刷组件。所述刷组件可以包括一个或多个可旋转的刷子,其均具有旋转轴线。
[0037] 在其他实施例中,所述清洁系统可以包括用于清洁所述太阳能面板的刷组件。所述刷组件可以包括刷子,所述刷子具有从芯部向外延伸的一个或多个刷毛。轴可以穿过所述刷子的芯部延伸。所述轴可以是伸缩轴,其构造为缩回和展开以形成长形的刷组件。附图说明
[0038] 参考本发明的某些实施例的非限制性示例的多个附图,在下面的详细描述中进一步描述实施例,相同的附图标记在附图的若干视图中表示相同的元件,在附图中:
[0039] 图1描绘了在操作位置中的示例性系统。
[0040] 图2A至图2C描绘了在初始构造、中间构造和操作构造中的示例性系统。
[0041] 图3A和图3B描绘了示例性滑架组件。
[0042] 图4描绘了示例性轨道和清洁系统。
[0043] 图5描绘了导轨的示例性横截面。
[0044] 图6A至图6C描绘了导轨横截面的示例性构造。
[0045] 图7描绘了示例性轨道的两个视图。
[0046] 图8A和图8B描绘了示例性导轨的横截面。
[0047] 图9描绘了外部导轨轨道的示例性横截面。
[0048] 图10描绘了内部导轨轨道的示例性横截面。
[0049] 图11描绘了光伏阵列系统的示例性实施例。
[0050] 图12描绘了光伏阵列系统的示例性实施例。
[0051] 图13描绘了光伏阵列系统的示例性实施例。
[0052] 图14描绘了光伏阵列系统的示例性实施方式。
[0053] 图15描绘了具有中心轨道系统的光伏阵列。
[0054] 图16描绘了在系统操作期间的光伏阵列。
[0055] 图17描绘了具有偏心轨道的光伏阵列。
[0056] 图18描绘了在系统操作期间的光伏阵列。
[0057] 图19描绘了在系统操作期间的光伏阵列的顶视图和横截面图。
[0058] 图20A至图20E描绘了刷组件的示例性实施例。
[0059] 图21描绘了系统实施例的顶视图。
[0060] 图22描绘了系统实施例的成角视图。
[0061] 图23描绘了系统实施例的侧视图。
[0062] 图24描绘了系统实施例的细节。
[0063] 图25描绘了固定臂的细节。
[0064] 图26描绘了系统实施例的一个方面。
[0065] 图27描绘了系统实施例的顶视图。
[0066] 图28描绘了在操作模式中的系统实施例的顶视图。
[0067] 图29描绘了系统实施例的细节。
[0068] 图30描绘了系统实施例的细节。
[0069] 图31描绘了在某些实施例中使用的摆臂的细节。
[0070] 图32描绘了在某些实施例中使用的摆臂的细节。
[0071] 图33描绘了包括摆臂的实施例的顶视图。
[0072] 图34描绘了在操作模式中的包括摆臂的实施例的顶视图。
[0073] 图35描绘了在操作模式中的包括摆臂的实施例的侧视图。
[0074] 图36A至图36C描绘了导轨的多个方面。
[0075] 图37A至图37C描述了用于导轨的支撑结构的多个方面。
[0076] 图38A和38B描述了安装有支撑结构的导轨。

具体实施方式

[0077] 本文描述、示出和/或公开的示例性实施例不旨在限制权利要求,而是旨在针对本发明的各个方面指导本领域的普通技术人员。在不脱离所要求保护的发明范围和理念的情况下,可以实践和/或实施其他实施例。作为示例,下面的描述所讨论的面板主要是关于光伏太阳能面板。然而,术语“面板”可以意味着窗户(例如天窗)、镜子、或可以使用清洁系统的任何平面。
[0078] 申请人在此通过引用整体并入由发明人Georg Eitelhuber于2012年8月 6日提交的美国专利申请No.13/567,205。该申请于2013年2月14日公布为 US 2013/0037051A1。为了简洁,本文将不重复该申请中的文字和实施例。
[0079] 图1示意性地示出了示例性实施例。轨道和清洁系统(100)可具有刷组件(102),该组件包括具有旋转轴线的至少一个可旋转的刷子(103)。驱动器可以构造为使得刷组件平行于导轨(101)地平移。用于平移刷组件的滑架组件(104)可以具有枢轴,其可以构造为允许旋转轴线在平行于导轨和旋转轴线的平面中的枢转,旋转轴线也平行于面板(106)。枢转动作还可以由后拖组件(105)辅助,后拖组件(105)可以具有可滑动地附接到刷组件的另一枢轴。方向箭头示出了刷子和滑架组件的行进方向。当除尘器操作时,刷子的行进方向与旋转轴线之间的角度θ可以小于九十度。
[0080] 图2A至图2C示出了在初始构造、以及两种操作构造中的清洁系统。当滑架组件(204)被驱动横过面板时,滑架组件(204)和后拖组件(205) 中的枢轴可以允许刷子的纵向轴线平行于面板旋转。最初,刷子可以伸出后拖组件。如图2B和2C所示,当刷子旋转到操作位置时,伸出的距离可以减小。
[0081] 系统的一个有益方面是装置可以向上滑动到成角度的位置的方式,这可以允许顶端在前。这可以允许灰尘和碎屑向前落下,并远离刷子-面板界面。在刷组件的底部的特定的辊支撑件可以允许系统由推车(cart)支撑,其总是直接地在导轨之上。
[0082] 使刷组件的顶部边缘在前可以以若干方式显著地提高清洁效果。在顶部的灰尘在被移除之后,不必在向下移动时被多次地重新刷洗,如果刷子被竖直地限制,则可能发生这样的情况。
[0083] 此外,刷子上的刷毛样式可以是直的而不是螺旋形的。这可以便于从表面弹去灰尘和碎屑,而不是由刷毛螺旋的横向相对速度碾压它们跨越面板表面。然而,由于相对于行进方向的不垂直的角度,灰尘和碎屑仍然可以更快地被引导到底部边缘。
[0084] 在实施例中,太阳能面板清洁系统可以包括一个或多个支撑组件以支撑刷子。系统还可以具有一个或多个电机以操作可旋转的刷子和/或驱动轮。可旋转的刷子可以在例如图1至图4中的方向箭头所示的方向上,和/或在相反的方向方上,移动跨越面板。附加地,可旋转的刷子可以枢转到跨越表面的一定程度。
[0085] 当在运行位置(即操作位置)中时,行进方向(由轨道的方向限定)与旋转轴线(由一个或多个刷子的纵向轴线限定)之间的角度θ可以在零度和 180度之间。当刷子在静止位置中时,旋转轴线可以垂直于导轨。此外,可旋转的刷子可以从静止位置逆时针方向地和/或顺时针方向地旋转到达操作位置。
[0086] 图2C的实施例示出了一种操作构造,其中,所述角度已经由刷组件的长度所限定。一旦滑动构件到达刷组件的端部,后拖组件就可以由被驱动的滑架组件以限定的角度拉动。图2B的实施例示出了一种操作构造,其中,刷组件被允许枢转直到达到平衡角度。实施例中的机械学优势是多方面的。例如,轨道对于横向分开的距离可以具有非常大的公差,并且刷子可以简单顺畅地找到其自己的角度。相反,对于直刷,横向角度的这样的变化会导致系统将自身拉断。示例性操作角度可以包括30度至80度、40度至75度、 50度至70度、55度至
65度、和/或小于60度。
[0087] 图3A和图3B是滑架组件(300)的分解图和大致上组装的图示。滑架可以具有一个或多个驱动轮。在图3的示例性实施例中,驱动轮(301)可以通过联接件(304)附接到电机(303)。辊(302)在组装时可以形成三角形,以便紧密地保持到具有三角形横截面的导轨。本文中的术语“辊”可以意味着轮、脚轮轴承、辊轴承、和/或其他元件。滑架还可以具有枢轴(305),其安装到枢轴板(306),或以其他方式安装。
[0088] 在图4的示例性清洁系统(400)中示出了辊的三角形形状。可以看出,滑架组件(402)可以构造为紧密地保持到导轨(401)上,导轨(401)具有三角形横截面。在图5中可以看到导轨的横截面的更近的视图,其包括中空区域和示例性内部支撑结构。
[0089] 再次参考图4,刷组件可以框住(frame)可旋转的刷子(403),并附接到枢轴(404)。刷组件从而可以经由滑架组件附接到驱动轮,并经由可滑动的枢轴(407)附接到后拖组件(408)。可旋转的刷子可以包括轴和清扫构件。清扫构件可以由包括刷毛(例如毛发、塑料、和/或金属刷毛)的刷毛制成。替代地,清扫构件可以由泡沫和/或海绵制成。
[0090] 刷组件电机(406)可以用来致动可旋转的刷子,和/或使可旋转的刷子围绕其纵向轴线旋转。转轴可以联接到驱动传动装置。刷子可以围绕其轴线旋转,使得刷子与表面接触的部分在与刷组件的行进方向相同的方向和/或相反的方向上移动。滑架组件可以联接到驱动电机(405)。尽管在图4中未示出,后拖组件也可以联接到驱动电机,例如以便于将刷子返回到用于储存的垂直取向,和/或以便于反转行进方向。替代地,刷子可以构造为简单地通过在驱动电机将刷组件平移到其与箭头方向相对的起始位置时继续旋转刷子,从而相对于轨道返回到垂直取向。
[0091] 在实施例中,可以具有一个电机来操作可旋转的刷子。刷子可以被构造成通过使用齿轮同步地在相同的方向上旋转、或在两个不同的方向上旋转。可以利用齿轮件来以不同的速度旋转多个刷组件中的不同刷子。在实施例中,可以具有两个或更多个电机。在这样的实施例中,若干个刷子可以通过不同的电机单独地操作。
[0092] 图5示出了具有三角形横截面的导轨。其形状和内部支撑特征可以通过挤出工艺实现。导轨可以是例如挤制铝材。这是有益的,因为导轨可以非常刚硬。此外,这样的导轨可以具有闭合构造,并可以具有良好的弯矩特性。
[0093] 图6A至图6C示出了替代的导轨构造,其可以有益地由冷轧工艺制造。例如冷轧钢的材料提供了许多好处。导轨可以很长、没有接缝、且非常坚固。冷轧导轨可以非常坚硬,并可以廉价地利用普通的冷轧钢。此外,冷轧金属还可以用作承重构件,以例如为整个光伏阵列提供结构支撑。图6A至图6C 中的灰色矩形表示围绕导轨的辊的位置。图5和图6中的三角形横截面的一个优点在于,用于将滑架和/或后拖组件保持在导轨上的辊的数量被最小化。
[0094] 图7示出了可以包括导轨(701)的轨道系统(700)。可以在导轨的所有三个平面上利用辊(702)。导轨可以包括间歇支撑件(703),以及固件 (704),例如螺栓和/或铆钉。间歇支撑件可以(尽管不必)附接到太阳能面板支撑件或直接附接到太阳能面板。如果间歇支撑件单独为轨道、而不是承重构件而制成,则可以使用间歇支撑件将轨道附接到主支撑件。通过间歇地接合导轨的两个部分,支撑件可以为导轨的横截面提供额外的刚度
[0095] 尽管本系统的一个优点在于最小化所需的辊和/或辊组件的数量,可以有益的和/或方便的是,在轨道的四个或五个面上使用辊。图8A和图8B示出了预期的导轨构造,以及各种辊位置。
[0096] 图9和图10中示出了两个替代的实施例。图9示出了具有三角形横截面的外部导轨构造。驱动轮由顶部的大矩形表示,且两组互补辊由位于导轨的任一侧的矩形表示。在图10中,辊位于导轨的内部。内部导轨可以是有益的,它可以比外部导轨更紧凑。此外,如将示出的,内部导轨可以允许通过安装导轨来将刷系统设置在靠近表面的平面,使得通道的顶部与待清扫的表面平齐。
[0097] 图11和图12示出了两个构造,用于将太阳能面板清洁系统(1100)定位在靠近待清洁的表面,例如太阳能面板表面(1101)。主辊(1102),即承重驱动轮,位于三角形导轨(1104)的顶部上。导轨的顶部表面已经设置在太阳能面板表面的平面中。互补辊(1103)示出为在三角形导轨的任一侧。在图12中,辊可以更加紧凑地构造在导轨的通道内,显著地降低了清洁系统的轮廓。此外,该构造可以允许导轨和清洁系统设置为非常靠近待清洁的表面。可以有益的是包括用于减少灰尘的装置,例如沿着通道的顶部的柔性罩和/或刷毛,和/或沿着通道的底部的出口孔径。附加地,可以利用围绕枢轴和滑动构件的裙部来防止灰尘和碎屑落入通道中。此外,组件部件可以设置在外壳中,以密封其免受灰尘和污垢。
[0098] 系统还可以包括自清洁系统,其构造为自动地清洁一个或多个可旋转的刷子。该系统可以与刷子的外壳集成,或仅附接到面板阵列的边缘。自清洁构件可以包括刚性刷、成排的耙状齿、棒、或其他有效元件,旋转刷在旋转时可以抵靠它们通过,并从而消除多余的灰尘和碎屑堆积。
[0099] 在图13中,类似于图12,辊(1302)可以设置在通道内。内部导体可以例如使用树脂(1303)粘附到太阳能面板(1301)。图14附加地示出了用于附接到刷组件的枢轴臂(1404)。具有圆形横截面的橡胶条(1406)可以附接在具有C形横截面的支撑框架构件(1405)内。该构件可以用于安装太阳能面板(1401)。支撑框架可以用螺栓连接到主阵列。该支撑框架可以是主阵列的部分,例如作为挤出件的组成部分。如图14所示,面板可以正直地插入(在这种情况下存在间隙),然后可以下放到倾斜的角度。这可以挤压橡胶条,并从而可以在面板上引起。面板的另一端部可以由树脂棍、由小夹具、和/或由粘合剂保持住。相反,为了大致上相同的效果,橡胶头) 可以附接到面板自身。
[0100] 图15至图19示出了光伏阵列的各种实施例。在图15中,太阳能面板(1501)可以安装到支撑结构(1503)和轨道(1502)。轨道可以是内部导轨(例如通道)或外部导轨。如图16所示,清洁系统(1602)可以居中地安装到枢轴,该枢轴连接到仅利用中心轨道的滑架组件。替代地,类似于图 1至4所示的实施例,后拖辊组件可以沿着太阳能面板阵列(1601)的顶部、底部、或顶部和底部边缘并入。
[0101] 参考图17和图18,太阳能面板阵列(1701)的可以包括偏心的轨道 (1702)。在这里,轨道也可以是内部导轨(例如通道)或外部导轨。可以单独地利用滑架和枢轴(1804),或将其与其他辊组件结合利用,以平移和枢转清洁系统(1803)。
[0102] 对于居中地定位的轨道,可以有益的是,将后拖组件与其自己的驱动器或电机合并,或者并入滚动阻力件以辅助枢转。电机可以与枢轴集成以产生动力致动的枢轴。
[0103] 在图19中,太阳能面板(1901)可以由导轨(1905)支撑,并安装到导轨(1905)。刷组件(1903)可以通过滑架组件(1902)平移和操作。后拖辊组件(1904)也可以辅助刷子的平移、取向和支撑。如上所示,滑架和后拖组件可以具有大致上类似的辊构造。
[0104] 清洁系统还可以包括监视装置,以确定是否需要清洁。该装置可以包括太阳能面板的输出的计量器。替代地,该装置可以包括传感器系统,用于测量光电元件的效率和/或有效性。
[0105] 监视装置可以与控制装置通信。控制装置可以配置为启动清洁系统。控制装置可以配置为发送指示清洁面板的状态和/或需要的信号。附加地,控制装置可以配置为发送指示阵列系统中的(包括在清洁系统中的)故障或错误的信号。
[0106] 参考图20A,描绘了一种用于清洁太阳能面板(2010)的清洁系统(2000)。清洁系统(2000)可以包括用于清洁太阳能面板(2010)的刷组件(2001)。刷组件(2001)可以包括如图20B中描绘的刷子(2003)。刷子(2003)可以包括从芯部(2008)向外延伸的一个或多个刷毛(2004)。如图20C所图示的,轴(2005)可以通过刷子(2003)的芯部(2008)延伸。轴(2005) 可以是伸缩轴,其构造为缩回和展开以形成长形的刷子。
[0107] 轴(2005)可以连接到允许轴(2005)展开和缩回的滑轴承毂组件 (2006),如图20D和图20E所图示的。滑块轴承毂组件(2006)可以包括任何必要的部件,以允许轴(2005)展开和缩回。例如,滑块轴承毂组件(2006) 可以包括一个或多个垫圈螺母、联接件、保持器、螺钉、螺栓、楔、密封件、衬套等。
[0108] 返回参考图20A,刷组件(2001)可以包括围绕刷子(2003)的至少一部分的盖(2002)。在至少一个实施例中,盖(2002)可以围绕刷子(2003) 的至少180度。在其他实施例中,盖(2002)可以围绕刷子(2003)的180 度以上,或者可以围绕刷子(2003)的180度以下。例如,盖(2002)可以围绕刷子(2003)的大约270度或大部分。盖(2002)可以是任何合适的形状或材料。在实施例中,该盖通常呈弧形。
[0109] 伸缩轴(2005)可以允许刷组件(2001)的任一端部附接到滑架或后拖组件(2007),其进而可以附接到导轨,并构造为沿着导轨移动。伸缩轴(2005) 可以构造为当刷组件(2001)的角度或移动方向变化时展开和缩回。替代地,伸缩轴(2005)可以构造为当刷组件(2001)的角度保持恒定时展开和缩回,以在不同的导轨宽度之间延伸。
[0110] 图21至图23示出了实施例的三个透视图。图21具体地示出了具有在操作构造中的清洁系统(2101)的太阳能面板阵列(2100)的顶视图。如图 22的视角所示,清洁系统(2201)可以以与支撑导轨(2204)不同的角度在引导端部(2202)和/或后拖端部(2203)被竖直地支撑。图23描绘了从太阳能阵列的平面的视角,其中示出了清洁系统的引导端部(2302)和后拖端部(2303)的竖直支撑件。在该视图中,还示出了轨道(2304)的大致上三角形横截面的形状。
[0111] 图24示出了清洁系统的引导端部(2402)的更多细节。可以利用竖直杆(2405)保持辊的竖直高度。竖直杆(2405)优选地是光滑的金属杆,例如挤制铝材。虽然如此,竖直杆可以是管。竖直杆可以使用一个或多个螺母螺纹固定并保持在位,并且可以包括枢轴点,其在枢轴点处附接到辊。竖直杆可以水平地定位在滑架组件的固定臂(2406)中的多个孔中的一个孔中,滑架组件可以构造为紧密地保持在可以具有三角形横截面的导轨上。引导端部的竖直高度可以通过利用例如竖直杆上的两个夹具(2407)来调节。类似于其他实施例,滑架组件可以包括驱动电机(2409),其可以构造为沿着导轨平移滑架组件。刷子可以由辊驱动电机(2410)来驱动。
[0112] 图25示出了示例性清洁系统的后拖端部(2502)的更多细节。类似于引导端部,后拖端部可以利用竖直杆(2505),其可水平地定位在后拖组件的固定臂(2506)中的多个孔中的一个孔中,后拖组件可以构造为保持在导轨或轨道上。如本领域普通技术人员可以理解的,后拖组件可以利用类似于邻接引导滑架的导轨的导轨,但是为了减轻机械约束,可以利用多个额外的导轨和/或轨道构造。后拖端部的竖直高度可以通过利用例如在竖直杆上的两个夹具(2507)来调整。刷子可以由辊驱动电机(2510)来驱动。
[0113] 虽然图25中示出了具有电机的后拖组件,但可以在没有驱动电机和/或没有辊电机的情况下利用后拖组件,如相对于其他实施例所讨论的。图26 中示出了没有驱动电机或辊电机的这样的替代的实施例。该实施例附加地示出了可以与盖(例如图20A中所示的盖(2002))一起使用的脚轮(2611)。这样的脚轮可以在下面讨论的其他实施例中使用,并可以便于盖相对于后拖组件的运动——沿着刷的轴线的方向。
[0114] 图27至图30示出了替代的实施例,其中清洁系统可以包括滑动“长号 (trombone)”部件。图27具体地示出了具有清洁系统(2701)的太阳能面板阵列(2700)的顶视图。图28示出了在操作构造中的相同的实施例。从图27移动到图28,可以看出,清洁系统利用靠近后拖组件的滑动轴(2802)。滑动轴可以如图28一样地延伸,并且滑动轴可以缩回,以允许如图27中那样的辊的居中的构造。在操作中,刷子可以旋转,并且被驱动的滑架可以沿着导轨移动引导组件。在清洁系统旋转到操作构造时,滑动轴可以同时轴向地移动通过辊,例如沿着轴承。这样的运动可以延长并缩短引导组件与后拖组件之间的刷子的有效长度。
[0115] 图29描绘了清洁系统的后拖端部的更多细节。滑动轴(2902)可以与辊和刷子(2903)同轴地定位。可以利用负重脚轮布置(2904),例如用于支撑清洁系统的盖。在该实施例中,下部竖直支撑杆(2905)可以定位在后拖组件的固定臂(2906)上的保持器中。后拖组件可以包括后拖滑架(2907),其可以构造为保持在导轨或轨道上。下部竖直支撑件可以与例如夹具(2908) 的高度调节部件结合使用,以调节辊和刷子相对于太阳能面板阵列的高度。
[0116] 可以利用固定臂将下部竖直支撑件定位在距离滑架和导轨较大固定距离处。替代地,导轨可以定位为更靠近面板的底部边缘。关键的设计特征可以在于,该系统可以根据面板的不同的悬垂量进行调整,这可以是相对于许多现有系统的优点,在现有系统中,面板更靠近其中心被支撑。
[0117] 如图30所示,脚轮可以在刷毂中——例如具有固定滑动棒——或者在下部支撑件中——例如具有旋转滑动棒。轴承可以在毂内。
[0118] 图31-35描绘了替代的方面,在该方面中,清洁系统可以包括用于支撑清洁系统的后拖端部的摆臂。摆臂,或铰接杠杆臂,例如图31中所示的一个,可以提供距离竖直支撑件的推车的距离的变化。与一些其他方面一样,刷子可以以与轨道或导轨不同的角度竖直地支撑在引导端部和/或后拖端部上。在该示例性实施例中,后拖端部可以包括用于附接到推车或滑架的板 (3101)。板可以具有枢轴(3102),其用于枢转地连接摆臂(3103)。类似于一些其他实施例的固定臂,摆臂可以包括用于接收竖直支撑杆(3104)的孔,竖直支撑杆可以与用于调节辊和刷子的高度的夹具(3105)结合使用。作为板(3101)的替代,如图32所示,枢轴可以与用于后拖端部的推车或滑架整合。图32还示出了枢轴中的凹口,用于辅助安装和拆卸摆臂。
[0119] 如图27至图30所示,摆臂构造可以比滑动杆系统更加有益,因为辊支撑毂可以制造得更坚固,并具有更少的部分。图33和图34的顶视图中以及图35的侧视图中描绘了这个优点。如图33所示,摆臂可以在大致上被延伸的位置开始。在图34中,顶部滑架已经沿着顶部导轨平移,并且刷子已经移动到成角度的位置。在这样的运动期间,刷子可以旋转,并且同时,摆臂的角度可以改变,如图35也示出的,增加了竖直支撑件与轨道之间的距离。该方面可以简单地且便宜地与其他方面结合,而不需要将轨道定位在与下部面板边缘大的距离处(降低成本),或使用滑动件辊轴承和滑动轴(进一步降低成本)。
[0120] 本文中的各种实施例,例如图21、图29和图31中描绘的实施例,可以利用与支撑臂结合的一个或多个竖直支撑杆。该一方面可以适应刷子相对于推车或滑架的不同的竖直和水平定位。这可以允许在许多类型的阵列结构和构造中实现。再次转到图31,虽然不限于任何一个实施例,但竖直支撑件可以是光滑的竖直杆(3104)。刷子的竖直位置可以通过松开圆形夹具(3105) 并在另一时刻拧紧圆形夹具而改变。虽然所示的圆形夹具是拼合衬套,但是也可以使用其他部件,例如具有螺母的螺纹杆或管、或具有用于开口销的预钻孔的光滑杆等。竖直支撑杆可以仅使用单个夹具固定在适当位置。然而,添加第二夹具可以使得调整(特别是小的调整)更加容易。水平位置可以通过将竖直支撑杆定位在距推车不同距离的不同孔中来改变。这样的部件可以用于构造简单但通用的系统,其可以包括足够的可变性,以使清洁系统适于预先存在的太阳能面板阵列。
[0121] 图36至图38示意性地描绘了在某些实施例中可以利用的容易组装的轨道。轨道可以呈现良好的结构刚度,同时也被紧凑地包装,并且可以由单人例如在现场组装。
[0122] 图36示出了导轨的示例性方面。图36A中描绘了导轨的横截面。图36B 中描绘了导轨的侧视图,并且图36C中描绘了成角度的视图。导轨可以由任何合适的材料制成。在一些实施例中,导轨由轧制板金属构成并模制成形。这对于在任何期望的长度的领域中安装轨道是特别有益的。
[0123] 图37描绘了用于导轨的结构支撑板,其可以被插入到导轨中,并且通过扭转板而卡入就位。支撑板可以因为导轨的结构由弹簧力,或者由构建在导轨内的支架,而保持就位。结构支撑件优选地是挤制铝材,但是其他材料可以优选地用作特定结构或功能性质。可以利用任何期望数量的支撑板,并且本领域普通技术人员应当理解,随着导轨的期望长度增加,支撑板的数量也可以增加。
[0124] 图38A中示出了导轨和结构支撑板的互补形状。支撑板可以沿着导轨周期性地被定位,例如每隔一英尺或几英尺。一旦安装,这样的板可以增加导轨的强度和结构刚度,并且也可以利用结构支撑板将导轨附接到太阳能面板阵列支撑件。图38B示出了导轨和支撑板的互补形状的更多细节。可以利用导轨中的折叠唇缘提供用于将板保持就位的弹簧力。图38B中的虚线特别示出了折叠唇缘如何可以被支撑板进一步压缩,以及支撑板的延伸部分如何被推向导轨的外部表面。该构造可以在导轨的面中提供进一步的刚度,以防止导轨的扭转或其他变形
[0125] 在附图和描述中阐述了一个或多个实施例的细节。通过描述、附图和权利要求,其他特征、目的和优点将显而易见。尽管已经描述了本发明的若干实施例,但是应当理解,在不脱离本发明的理念和范围的情况下,可以进行各种修改。还应当理解,附图不一定按比例绘制,以呈现本发明的各种特征和基本原理的稍微简化的表示。
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