CN106182015A - 太阳能面板清扫机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能面板清扫机器人控制系统，用于一太阳能面板清扫机器人，所述控制系统包括一数据采集单元，用以采集所述清扫机器人行进过程中的至少一工作参数；一处理器，连接至所述数据采集单元，用以发出至少一行进控制指令或至少一清扫控制指令；以及至少一存储单元，连接至所述处理器，用以存储所述清扫机器人行进过程中的所述工作参数。

Description

太阳能面板清扫机器人控制系统

技术领域

本发明涉及清扫机器人领域，特别涉及一种太阳能面板清扫机器人控制系统。

背景技术

在化石燃料日趋减少的情况下，作为一种新兴的可再生能源的太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，近十年来，太阳能应用技术在世界各国都得到迅猛发展。太阳能面板是指利用半导体材料在光照条件下发生的光生伏特效应(photovoltaic)将太阳能直接转换为电能的器件。有太阳光的地方就能发电，因此太阳能面板适用于从大型发电站到小型便携式充电器等多种场合，近年来得到飞速发展。

太阳能面板的工作环境只能是户外，影响其工作的最大问题并不是风雨雷电，而是常年累积的灰尘。太阳能面板上附着有灰尘或其它附着物，会影响面板板的透光率，阻碍光电效率，从而会严重影响面板直接获取阳光的效率，降低面板的能量吸收和转换效率，降低发电效率。现有技术的太阳能面板在使用中只能依靠人工定期完成清理工作，由于太阳能面板面积较大、大型电站同时使用的面板较多，而灰尘会反复累积，需要反复清洗；因此人力成本很高、清理效率低、清理效果较差。在很多场合，为了提高空间利用率，太阳能面板都是利用支架设置在高处，这就给清理工作带来更大的难度和风险。很多太阳能面板的用户为了降低清理成本只能选择不清理，这样只能被迫承担灰尘导致的电能损耗。这样，就需要有一个新的自动清理设备，对太阳能面板进行自动清理。

现有技术的清扫机器人一般都只能应用于水平地面上，不能适用于太阳能面板这样的斜坡平面。如果将现有的清扫机器人直接用在太阳能面板上，会导致以下问题。

（1）清扫机器人动力不足、不能自由行进、清扫效果差；由于太阳能面板的倾斜角度一般在10度~40度之间，现有清扫机器人在斜坡平面上不能自由行进，即使能勉强行进，很快就会将电量耗尽。

（2）清扫机器人会从太阳能面板上滑落；由于太阳能面板比较光滑，现有清扫机器人重量和车轮摩擦系数都比较小，摩擦力也比较小，行进困难，很容易滑落。

（3）清扫机器人不能按照规定路线行驶，行进中覆盖面积小，会从太阳能面板边缘处落下；现有清扫机器人一般是设置为遇到障碍物自动转向，由于太阳能面板上没有任何障碍物，自动行驶的清扫机器人只能在单一路径上行进，其行进过程中的覆盖面积小，必然会从太阳能面板边缘处落下。即使预先规划好路径，现有的清扫机器人在行进中容易受到重力及面板附着物的影响，也会很容易偏离路径，很难保证直线行驶；而且清扫机器人自身无法察觉，不能走遍整个面板，会留下大量清扫不到的空间。

（4）清扫机器人充电困难；由于太阳能面板高度比较高、面积较大，一旦将清扫机器人送上去之后，将其取下会比较困难，现有技术需要人工将清扫机器人搬离现场或人工取出电池，继而对其进行充电，从而不能长时间持续进行现场作业，而且由于很多太阳能面板都是用支架设置在高处，因此其充电操作非常麻烦，浪费大量人力。

（5）清扫机器人工作状态监控困难，由于太阳能面板可能会设置在高处，地面上的工作人员无法对其工作过程做到全程监控，即使清扫机器人发生故障，停止运行或者路线走偏，工作人员也无法及时得知。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种太阳能面板清扫机器人控制系统，以解决现有技术的清扫机器人行进中覆盖面积小、容易从太阳能面板边缘处落下、无法实现自动控制的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供一种太阳能面板清扫机器人控制系统，用于一太阳能面板清扫机器人，所述控制系统包括一数据采集单元，用以采集所述清扫机器人行进过程中的至少一工作参数；一处理器，连接至所述数据采集单元，用以发出至少一行进控制指令或至少一清扫控制指令；以及至少一存储单元，连接至所述处理器，用以存储所述清扫机器人行进过程中的所述工作参数。

本发明优点在于，提供一种太阳能面板清扫机器人控制系统，提供多种清洁机器人在太阳能面板上行进的优化路径以及机器人在斜坡平面直线行进的控制方法，确保机器人可以不重复地走过太阳能面板的全部空间，覆盖面积大，不会从太阳能面板边缘处落下，既可以保证了清洁效果，又可以保证工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例1中清扫机器人的整体外观示意图；

图2为本发明实施例1中清扫机器人内部的结构示意图；

图3为本发明实施例1中清扫机器人的分解结构示意图；

图4为本发明实施例1中一种清扫装置的结构示意图；

图5为本发明实施例1的另一种清扫装置的结构示意图；

图6为本发明实施例1在斜坡上时，液体分发容器工作状态结构示意图；

图7为本发明实施例1中一种液体分发容器结构示意图；

图8为本发明实施例1中一种液体分发容器剖面结构示意图；

图9为本发明实施例1中液位传感器结构示意图；

图10为本发明实施例1中加注口盖体的剖面结构示意图；

图11为本发明实施例1中动力系统整体结构示意图；

图12为本发明实施例1中动力系统去除履带外壳后的结构示意图；

图13为本发明实施例1中控制系统的结构框图；

图14为本发明实施例1中在机器人上建立三维坐标系的示意图；

图15为机器人用第一种路径导航方法在矩形斜坡上行驶的一种行驶路径示意图；

图16为机器人用第一种路径导航方法在矩形斜坡上行驶的另一种行驶路径示意图；

图17为机器人用第二种路径导航方法在矩形斜坡上行驶的一种行驶路径示意图；

图18为机器人用第二种路径导航方法在矩形斜坡上行驶的另一种行驶路径示意图。

图中部件编号如下：

100太阳能面板清扫机器人/清扫机器人/机器人，200太阳能面板，300斜坡平面，400服务器；

1车体，2清扫装置，3动力系统，4控制系统，5电力系统；11车身；

21清扫电机，22滚刷，23传动机构，24杂物挡板，25液体分发容器，26喷头，27分叉管道，28抽水泵；

31左前轮，32右前轮，33左后轮，34右后轮，35、左驱动电机，36右驱动电机，37履带，38轮毂轮齿，39履带张紧装置；

41数据采集单元，42处理器，43存储单元，44报警单元，45无线通信单元；51电池盒；

211清扫电机转轴，221滚刷从动轴，231主动齿轮，232从动齿轮， 233双联齿轮；

251排液口，252柱形部，253锥形部，254容器盖板，255加注口，256加注口盖体，257双向泄压阀，258环形盖口，259液位传感器；

261喷嘴，271主管；

311左前轮毂，312左前轮轴，321右前轮毂，322右前轮轴，331左后轮毂， 341右后轮毂；

371履带外壳，372履带内齿，373防滑块，374上传动带，375下传动带；

411加速度传感器，412磁传感器，413距离传感器，414计数器，415影像传感器；

2331大齿圈，2332小齿圈；

2541连接槽孔，2591长杆体，2592浮球传感器，2593圆盘形连接器，2594环形堵块，2595导线；

2571阀体，2572阀腔，2573密封阀块，2574密封挡块，2575第一通气孔，2576第二通气孔，2577第一弹性件，2578第二弹性件，2579环形肩部。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的一个优选实施例，证明本发明可以实施，所述实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一部件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，只是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。

当某些部件被描述为“在”另一部件“上”时，所述部件可以直接置于所述另一部件上；也可以存在一中间部件，所述部件置于所述中间部件上，且所述中间部件置于另一部件上。当一个部件被描述为“安装至”或“连接至”另一部件时，二者可以理解为直接“安装”或“连接”，或者一个部件通过一中间部件间接“安装至”、或“连接至”另一个部件。

实施例1

如图1~图3所示，本实施例提供一种太阳能面板清扫机器人100（以下简称清扫机器人或机器人），包括一车体1，车体1可以在至少一太阳能面板上行驶；车体1内部或外部设有一清扫装置2、一动力系统3、一控制系统4以及一电力系统5。

清扫装置2用以在车体行进过程中清扫太阳能面板；动力系统3用以调整车体1在太阳能面板上的行进方向和行驶速度，控制车体1行驶、停止或转向；控制系统4分别连接至动力系统3及清扫装置2，用以向动力系统3及清扫装置2发出各种控制信号。电力系统5分别连接至动力系统3、清扫装置2、控制系统4，用以为动力系统3、清扫装置2、控制系统4提供电力。

本实施例太阳能面板清扫机器人100在太阳能面板上正常工作中，当电力系统5启动时，控制系统4发出至少一行进控制指令和至少一清扫控制指令，动力系统3根据该行进控制指令，控制车体1沿着一事先规划的路径行驶；同时，清扫装置2根据该清扫控制指令启动清扫装置2，开始清扫太阳能面板。在车体1行驶过程中，控制系统4对动力系统3发出多个行进控制指令，如校偏指令、转弯指令、调头指令，等等，从而命令车体1在直线行进路线发生偏转的情况下回到原路线上，也即进行校偏处理；或者在一定条件下或一定位置转弯或者进行U字回转（调头），使得车体1可以根据事先规划的优化路径行驶。具体的导航方法、校偏方法、控制车体转弯或进行U字回转（调头）方法，在下文中有详细描述。在整个行驶过程中，无论车体1是何种行进方式，如直行、偏转、校偏、转弯或回转，清扫装置2始终保持工作状态。当控制系统4基于某些工作参数（如事先规划的路径全部走完或者电力系统5电量不足）发出停止行进的行进控制指令时，车体1停止行驶；同时控制系统4发出一清扫控制指令，关闭清扫装置2，停止清扫。

如图4所示，本实施例所述的清扫装置2，包括一清扫电机21、一滚刷22及一传动机构23。

如图4、图5所示，本实施例中，清扫电机21包括一清扫电机转轴211；所述滚刷中心设有一滚刷从动轴221；传动机构23同时连接至清扫电机转轴211及滚刷从动轴221，清扫电机转轴211通过传动机构23带动滚刷从动轴221转动。滚刷22设置于车体1前端的下方，滚刷22下端直接与太阳能面板相接触，用以清扫太阳能面板。

传动机构23为两个以上彼此啮合的大小齿轮组成的齿轮组，用以将清扫电机转轴211的动力传送至滚刷从动轴221，同时使清扫电机21的输出转速减慢，进而以较慢的转速带动滚刷22转动。本实施例中，传动机构23包括一主动齿轮231、一从动齿轮232以及一双联齿轮233。主动齿轮231设置于清扫电机转轴211上，清扫电机转轴211垂直于主动齿轮231的轮面；从动齿轮232设置于滚刷从动轴221上，滚刷从动轴221垂直于从动齿轮232的轮面；滚刷从动轴221平行于清扫电机转轴211。双联齿轮233包括一体化制成的一大齿圈2331及一小齿圈2332，大齿圈2331与主动齿轮231啮合，小齿圈2332与从动齿轮232啮合。当清扫电机21启动时，清扫电机转轴211高速转动，经由双联齿轮233的减速处理后，滚刷从动轴221以较慢速度带动滚刷22转动，从而使得滚刷22可以清扫太阳能面板。其中，清扫电机转轴211与滚刷从动轴221的转速比，取决于大齿圈2331与小齿圈2332的半径比。

滚刷22为螺旋式滚刷，螺旋式滚刷包括至少一螺旋叶片222，螺旋叶片222可以分成多个片状叶瓣223，叶瓣223之间等距设置，可以使得滚刷22与太阳能面板全面接触，使得车体1行驶过的面板部分都可以被清扫到。本实施例的车体1在行进中，滚刷22持续清扫太阳能面板上的灰尘等附着物。

如图5所示，清扫装置2还包括一杂物挡板24，固定安装至滚刷22的侧面，滚刷22中心的滚刷从动轴221与杂物挡板24平行。如图2所示，清扫装置2（清扫装置）设置于清扫机器人100的前端（即车体前部），清扫机器人100后端（即车体后部）包括一车身11，杂物挡板24设置于清扫装置2与车身11之间。在清扫过程中，杂物挡板24能有效将灰尘、琐屑、污水等杂物集中在一起，便于将其从面上清除，同时可以阻止杂物进入清扫装置2或动力系统3内，以防造成车体1内各个部件的损毁。

如图5所示，清扫装置2还包括一液体分发容器25、至少一喷头26以及一分叉管道27。

如图5~图8所示，液体分发容器25（可简称为容器25）为可拆卸的密封容器，用以存储有水或清洁剂溶液，其底部设有一排液口251；喷头26设置于滚刷22上方或侧方；每一喷头包括一喷嘴261，喷嘴261正对滚刷22方向；分叉管道27包括彼此连通的一主管271及至少一支管（图未示）；主管271连通至排液口；每一支管连通至一喷头。本实施例中，优选两个喷头，分别设置于滚刷22两端，其喷嘴正对滚刷22；分叉管道27优选一分二式分叉管道，包括一根主管271及二根支管，将液体分发容器25中的水或清洁剂溶液传送至两个喷头26。

如图5、图6所示，清扫装置2还包括一抽水泵28，连接至控制系统4，从控制系统4获取至少一抽水泵控制信号；抽水泵28设置于主管27上，作为控制液体分发容器25排放液体的开关，根据所述抽水泵控制信号调整液体排放速度。

本实施例中，在滚刷22清扫太阳能面板过程中，控制系统4根据需要发出至少一抽水泵控制信号给抽水泵28，启动抽水泵28并调节抽水速度，使得液体分发容器25内的水或清洁剂溶液经由分叉管道27流出至喷头26，形成小液滴，呈发射状向滚刷22喷洒，使得喷洒后的液体尽量均匀落在滚刷22上，转动的滚刷22带动水或清洁剂落在太阳能面板上，同时利用滚刷22对面板进行清理，可以有效增强去污效果。当液体分发容器25内的液体余量不足或电力系统的电力不足时，或者当清扫工作量完成后，控制系统4发出一停止抽水控制信号给抽水泵28，以关闭抽水泵28。液体分发容器25内的液体余量的判断方法和电力系统5的电量余量的判断方法，在下文中有详细说明。

本实施例中，清扫装置2的技术效果在于，可以在清扫机器人100行进中完成太阳能面板的清扫工作，如有必要还可以在待处理的面板上喷洒水或清洁剂，可以更好地清除顽固性污渍。清扫装置2的清扫速度快、效果好，无需人工监控或辅助，可以有效降低人力成本。

由于本实施例提供的清扫机器人是应用于太阳能面板这样的斜坡平面上的，如果清扫装置中的液体分发容器可以采用普通的圆柱形水箱或长方体水箱，无论排液口如何设置，都不能保证排液口始终在容器最低点。在某些角度下，当液体分发容器内液体较少时，液面可能会低于排液口，这样部分液体就无法顺利排出。由于有些太阳能面板设置在高处，为清扫机器人补充液体操作麻烦，因此，液体分发容器内部的液体必须要尽可能地全部排出，使之得以充分利用，这样就需要设计一种特殊形状的液体分发容器25，确保无论车体向哪个方向行驶（上坡、下坡或水平行驶），容器中的液体都能够充分被抽出。

如图5~8所示，本实施例提供一种液体分发容器25（简称为容器），用于在一斜坡平面上分发液体。太阳能面板清扫机器人在太阳能面板上行进过程中，车体内部的液体分发容器25可以分发液体。液体分发容器25主体为一密封良好的容器，主要包括彼此连接的一柱形部252和一锥形部253，锥形部253底部朝上倒置在柱形部252下方，锥形部253的底面连接至柱形部252的下底面，在锥形部253最下方的顶点（锥体的尖端）处设有一排液口251。

如图6所示，为了使得液体分发容器25中的液体能够全部被抽出，当液体分发容器25在斜坡平面300上任一方向移动时，必须保证排液口251始终位于液体分发容器25的最低点，因此，锥形部253的侧面与锥形部253底面的夹角要大于或等于斜坡平面300与水平面的夹角。在本实施例中，太阳能面板200即为斜坡平面300，为了确保液体分发容器25在太阳能面板200上任一方向移动时，排液口251始终位于液体分发容器25的最低点，锥形部253的侧面与锥形部253底面的夹角要大于或等于太阳能面板200与水平面的夹角，也即太阳能面板200的倾角；由于太阳能面板200的倾角一般在10度~40度之间，锥形部的侧面与锥形部底面的夹角的范围一般应该在15~45度之间；由于锥形部的侧面与锥形部底面夹角越大，整个液体分发容器25的容积就越小，因此可以根据太阳能面板200的倾角选择形状合适的锥形部，优选25度~35度。

如图6所示，液体分发容器25固定在清扫机器人100的车体内，液体分发容器25的中心轴线垂直于清扫机器人100的车体底面。锥形部253除了该排液口251以外的其它部分均高于排液口251中心处所在的水平面，保证排液口251始终位于液体分发容器25的最低点。

本实施例中提供两种方案，其一为：如图7所示，柱形部252为棱柱体，锥形部253为棱锥体，棱锥体的棱锥底面为棱柱体的下底面。本实施例优选棱柱体为四棱柱体，则所述棱锥体也为四棱锥体；同理，若所述棱柱体为三棱柱体，则所述棱锥体也为三棱锥体。其二为：如图8所示，柱形部252为圆柱体，锥形部253为圆锥体，圆锥体的底面即为圆柱体的下底面；在液体分发容器25占用的空间范围一定时，尽量增加容器的容量。

如图8所示，本发明所述的液体分发容器25，还包括一容器盖板254、一加注口255、一加注口盖体256及一双向泄压阀257。

容器盖板254固定安装至柱形部252的上底面处；加注口255设于容器盖板254上，并穿透该容器盖板254，加注口盖体256可拆卸式安装至加注口255，用以密封加注口255。双向泄压阀257穿透式安装至加注口盖体256，用以连接液体分发容器25的内部与外部，使得容器25内外气压平衡，液体可以从容器25内顺利排出。

在本实施例中，加注口255的水平截面为圆形，加注口255的周边设有垂直于容器盖板254的一圈环形盖口258，环形盖口258外侧面上设有第一螺纹（图未示）。加注口盖体256为圆柱形，其大小契合于加注口255，加注口盖体256的内侧壁设有第二螺纹（图未示），所述第二螺纹旋接于所述第一螺纹上，通过所述第一螺纹与所述第二螺纹的配合，使得加注口盖体256与加注口255可拆卸式连接。

液体分发容器25内存储的液体（水或清洁剂）皆为消耗品，需要定期对其进行补充。当容器内的液体全部耗尽之后，只需要旋开加注口盖体256，就可以向液体分发容器25内加注液体（水或清洁剂）。加注口盖体256与加注口255的连接处可以用密封液或密封件进一步密封，容器盖板254与柱形部252可以一体成型设计，也可以分别设计，只需保证容器盖板254与柱形部252连接处、加注口盖体256与加注口255的连接处密封良好即可。

如图8、图9所示，液体分发容器25内设有一液位传感器259，用于实时采集液体分发容器25中的液位数据，液位传感器259为控制系统4的一部分。本实施例中，液位传感器259包括一长杆体2591及套在长杆体上的一浮球传感器2592，浮球传感器2592漂浮在液体分发容器25内的液面上，随着液位的升降而沿着长杆体2591上升或下降。长杆体2591位于液体分发容器25内部高度最大的轴线上，也即液体分发容器25的中心轴线上，可以使浮球传感器2592尽可能多地获取全面精准的液位数据。容器盖板254中心设有一连接槽孔2541，长杆体2591穿过连接槽孔2541，且垂直于容器盖板254；长杆体2591上端设有一圆盘形连接器2593，固定连接至连接槽孔2541，长杆体2591下端设置于锥形部253的排液口251处附近。长杆体2591下端设有一突出的环形堵块2594，用以防止浮球传感器从长杆体2591上滑落。浮球传感器通过穿过长杆体2591内部的至少一导线2595连接至控制系统4的其他部件。在清扫装置工作中，控制系统4可以根据液体分发容器25内的实时液位数据向抽水泵28发送至少一抽水泵28控制信号以启动或停止抽水泵28的运行，或者控制液体排放速度。

本实施例中，液体分发容器25的技术效果在于，无论车体1（或液体分发容器25）在斜坡平面300上朝向任何方向行驶，其排液口251始终位于整个容器25的最低点，使得容器25内存储的液体可以完全被排出，并得到充分利用，不会出现液体意外泄漏或者排液口251无法排液的状况。

在本实施例中，液体分发容器25整体为密封容器，只有其最低点处的排液口251可以排出液体，如果容器没有其他可以通气的孔，受大气压力的影响，液体就会很难从排液口251排出。如果容器的加注口255一直保持开放状态，一旦抽水泵28打开，容器内的液体就会加速持续流出，难以控制流速，而且会使得液体从加注口255挥发。为此，本实施例采用在加注口盖体256设置双向泄压阀257的技术方案，可以根据液体分发容器25液面上方气压的变化打开或关闭泄压阀。

如图8、图10所示，双向泄压阀257穿透式安装至加注口盖体256，用以可选择式连通液体分发容器25的内部与外部。双向泄压阀257包括一中空的阀体2571，阀体2571内设有一阀腔2572，阀腔2572内设有一密封阀块2573及一密封挡块2574。

阀体2571设计成一体式圆柱体，其阀腔2572也为一圆柱体密封空腔，阀体2571顶部设有一第一通气孔2575，将阀腔2572与容器25外部连通；阀体2571底面设有一第二通气孔2576，将阀腔2572与容器25内部连通。双向泄压阀257的阀体2571的顶部密封连接至加注口盖体256，本实施例中，阀体2571与加注口盖体256可一体成型，以减少部件的加工工序，如配置密封液或密封件等。

本实施例还可包括一第一弹性件2577以及一第二弹性件2578；第一弹性件2577上端固定至阀腔2572顶部，其下端连接至密封阀块2573；第二弹性件2578上端连接至密封阀块2573，其下端固定至阀腔2572底部。密封阀块2573可滑动式安装在阀腔2572内，密封挡块2574突出于阀腔2572侧壁的中部，阀腔2572内部侧壁为光滑侧壁；密封阀块2573在第一弹性件2577、第二弹性件2578共同作用下，可以向上或向下滑动。在阀腔内，密封阀块2573上方气压为空气大气压，密封阀块2573下方气压即为容器25液面上方的气压。

具体地说，密封阀块2573可以包括上段、中段、下段，皆为圆柱体形状。密封阀块2573包括一环形肩部2579，突出于密封阀块侧壁的中部，环形肩部2579即为中段，其上段、下段大小一致，环形肩部2579（中段）的底面直径大于上段、下段的底面直径；环形肩部2579的外侧壁与密封挡块2574外侧壁、阀腔2572内侧壁相切。环形肩部2579上方（上段）连接至第一弹性件2577，环形肩部2579下方（下段）连接至第二弹性件。本实施例中第一弹性件2577、第二弹性件2578优选一弹簧，也可以选择其他弹性件。

在抽水泵28停止运行状态下，液体分发容器25液面上方气压与外界大气压相同，第一弹性件2577、第二弹性件2578未发生形变或形变较小，密封阀块2573处于受力平衡、相对静止状态下，密封阀块2573最宽处（环形肩部）的侧壁与密封挡块2574侧壁、阀腔2572内侧壁相切，密封阀块2573与密封挡块2574将阀腔2572中部填满，阀腔2572的上部与阀腔2572的下部被密封式隔开，不能连通。

如果清扫机器人100处于运行状态下，清扫装置2正常工作，抽水泵28抽取液体，液体分发容器25内液面上方的气压变小，液体分发容器25内的气压小于外界的大气压，密封阀块2573上下两面产生气压差，大气压力克服两个弹性件2577、2578的弹力和密封阀块2573的重力，使得密封阀块2573向下滑动，环形肩部2579与密封挡块2574分离，环形肩部2579与阀腔2572内侧壁之间形成空气通道，在气压差的作用下，外界空气由此通道进入液体分发容器25内。当液体分发容器25内液面上方的气压与外界大气压相等（气压差为零）或趋于相等（气压差较小）时，液体分发容器25内外的气压达到新的平衡，在弹性件2577、2578的弹力作用下，密封阀块逐渐向上滑动，进而实现复位，环形肩部2579的侧壁与密封挡块2574侧壁、阀腔2572内侧壁再次相切，空气通道关闭。在清扫装置运行过程中，抽水泵28持续抽取液体，上述过程也会反复出现。当清扫装置停止工作时，或者，当液体分发容器25内液面下降到一定阈值时，或者，电力系统5的剩余电量下降到一定阈值时，抽水泵28被控制系统4关闭，停止抽取液体。

如果清扫机器人100处于静止状态下，清扫装置2停止运行，由于清扫机器人100放置在太阳能面板上，在较长时间里持续受到阳光直射，液体分发容器25内的液体和空气温度可能会升高，由于热胀冷缩的物理现象，液体分发容器25内气压会大于外部大气压，密封阀块2572上下两面产生气压差，使得密封阀块2573向上滑动，环形肩部2579与密封挡块2574分离，环形肩部2579与阀腔2572内侧壁之间形成空气通道，在气压差的作用下，外界空气由此通道进入液体分发容器25内。当液体分发容器25内液面上方的气压与外界大气压相等（气压差为零）或趋于相等（气压差较小）时，液体分发容器25内外的气压达到新的平衡，在弹性件2577、2578的弹力作用下，密封阀块2573逐渐向下滑动，进而实现复位，环形肩部2579的侧壁与密封挡块2574侧壁、阀腔2572内侧壁再次相切，空气通道关闭。在清扫机器人静止状态下，液体分发容器25长时间置于阳光下，上述过程可能会反复出现，及时释放容器25内部气体压力，避免发生安全事故。

本实施例中，双向泄压阀257的技术效果在于，尽量确保液体分发容器25内外的气压维持平衡，使得抽水泵28可以从液体分发容器25正常抽取液体，或者及时释放容器内部气体压力，避免发生安全事故。

如图11、图12所示，在本实施例中，动力系统3设置于在车体1底部，用以带动车体1行进，包括一左前轮31、一右前轮32、一左后轮33、一右后轮34、一左驱动电机35、一右驱动电机36及两个履带37。

左前轮31安装在所述车体底面前部的左侧，包括一左前轮毂311及一左前轮轴312，左前轮轴312设置于左前轮毂311中心处；右前轮32安装在所述车体底面前部的右侧，包括一右前轮毂321及一右前轮轴322，右前轮轴322设置于右前轮毂321中心处；左后轮33安装在所述车体底面后部的左侧，包括一左后轮毂331及一左后轮轴332（图未示），左后轮毂331与左前轮毂311设于同一直线上，所述左后轮轴设置于左后轮毂331中心处；右后轮34安装在所述车体底面后部的右侧，包括一右后轮毂341及一右后轮轴（图未示），右后轮毂341与右前轮毂321设于同一直线上；所述右后轮轴设置于右后轮毂341中心处。所述右后轮轴直接连接或通过一传动装置（图未示）连接至所述左后轮轴。左驱动电机35、右驱动电机36通过一固定装置固定连接至车体1上，通过至少一导线连接至电力系统5，通过至少一信号线连接至控制系统4。左驱动电机35直接连接或通过一传动装置（图未示）连接至左前轮轴312，右驱动电机36直接连接或通过一传动装置（图未示）连接至右前轮轴322。两个履带37皆为一柔性链环，其中一履带37包覆在左前轮毂311、左后轮毂331的环形侧壁外部；另一履带37包覆在右前轮毂321、右后轮毂341的环形侧壁外部。每一履带37外部设有一个履带外壳371，用以保护履带及轮毂，防止有杂物进入履带或轮毂中，影响车体1正常行进。

本实施例中，控制系统4根据事先规划的优化路径向左驱动电机35、右驱动电机36发出至少一行进控制信号，使得左驱动电机35、右驱动电机36同步调整左前轮31、右前轮32的转速和旋转方向，进而调整车体1的行进方向和行进速度，使车体实现直行、校偏、90度转弯、U字回转（调头）等动作。

当需要车体直线前进时，控制系统4同时向左驱动电机35、右驱动电机36发出一直线行进控制指令，控制指令中包括相同的电机转速（例如左驱动电机、右驱动电机的转速都是60转/分钟）和驱动电机转轴的转动方向（如左驱动电机顺时针转、右驱动电机逆时针转），这样就会带动左前轮31、右前轮32同步向前转动，左后轮33、右后轮34为从动轮，在履带37的带动下也与左前轮31、右前轮32同步向前转动，使得整个车体1前进。

当需要车体1向右偏转时，控制系统4同时向左驱动电机35、右驱动电机36发出一校偏行进控制指令，左驱动电机35收到的控制指令中的电机转速比右驱动电机36收到的控制指令中的电机转速偏大，转速的差值取决于需要调整的偏差角度，偏差角度越小，转速差值也就越小。类似地，当需要车体1向左偏转时，左驱动电机35收到的控制指令中的电机转速比右驱动电机36收到的控制指令中的电机转速偏小。当车体1回到原来预设的行进方向后，控制系统4重新再发出直线行进控制指令，左驱动电机35、右驱动电机36的转速再次变为相同，使得车体1继续直线行进。

当需要车体做90度转弯时，控制系统4根据预设转弯半径的大小计算出左驱动电机35、右驱动电机36的转速和转动方向，如果转弯半径较大，其驱动电机的转动方向可以相反（一个顺时针、一个逆时针），左前轮31、右前轮32同步向前转动，或者设置成一个轮停止转动，从而实现行进中转弯的效果；如果转弯半径较小或者原地转弯，左驱动电机35、右驱动电机36的转动方向可以设计为相同，同为顺时针或同为逆时针，这样左前轮31、右前轮32就会一个向前转动、一个向后转动，车体1的一侧前进，另一侧后退，从而形成小半径转弯或原地转弯的效果。

当需要车体进行U字回转（也称为调头）时，需要车体在180度转弯后行驶至与原车道相邻的车道上；此时有一次性回转或者分阶段回转的技术方案。控制系统4根据预设转弯半径的大小计算出左驱动电机35、右驱动电机36的转速和转动方向。在一次性回转的方案中，转弯半径等同于车体宽度的一半，转弯内侧的前轮停止转动或极慢速度向前转动（若向左进行U字回转，则左前轮停止转动；若向右进行U字回转，则右前轮停止转动），转弯外侧的前轮快速向前转动，实现向左或向右的U字回转。分阶段回转的方案中，可以根据具体情况计算处不同的方案，本实施例中优选如下方案：先控制车体1先在原地向左或向右做90度转弯，然后再控制车体向前行驶一个车身宽度的距离，最后再控制车体在原地向左或向右做90度转弯，既可以实现向左或向右的U字回转，而且U字回转后刚好行驶在与前一车道相邻的车道上，从而使得本实施例的机器人行驶过的空间可以实现不重复、无死角的效果。

动力系统3还包括至少一轮毂轮齿38，均匀设置在左前轮毂311、左后轮毂331、右前轮毂321、右后轮毂341的环形侧壁外部表面；以及至少一履带内齿372，均匀设置在履带37的内侧壁表面，履带内齿372与轮毂轮齿38啮合，确保在两个前轮31、32转动时，履带37可以与两个轮毂相配合，得以正常使用。

由于太阳能面板相对比较光滑，而且还有一定的倾斜度，因此清扫机器人车体在行驶过程中容易滑落。为解决这一问题，如图11所示，动力系统3还包括至少一防滑块373，突出于两个履带37的外侧壁，防滑块373可以排列成有序的阵列，平均分布在整条履带37上。本实施例的车体1采用履带式结构、在履带外壁加装防滑块373，都是为了增大摩擦系数，增强抓地力，防止车体1在行进中滑落。类似地，本实施例的履带37上也可以设置至少一防滑花纹（图未示），下凹于两个履带的外侧壁，平均分布在整条履带上，其效果与防滑块相同。

本实施例中，动力系统3的技术效果在于，采用履带及防滑块结构使得清扫机器人的车体可以在太阳能面板上自由行动而不会滑落；左右前轮用双电机分别驱动，可以对车体的行进状况实现精确控制，使车体可以根据需要更灵活地调整行进方向和实现原地转弯，可以尽量增大行驶路径的覆盖范围。

如图13所示，本实施例中，控制系统4包括一数据采集单元41、一处理器42及至少一存储单元43。数据采集单元41包括多种传感器，用以采集车体1行进过程中的至少一工作参数；处理器42连接至数据采集单元41，根据所述工作参数向动力系统3发出至少一行进控制指令，根据所述工作参数向清扫装置2发出至少一清扫控制指令。存储单元43连接至处理器42，用以存储车体1行进过中的工作参数及预先计算或设置的其他参数。所述工作参数包括车体1的实时加速度数据、实时行进方向数据、液体分发容器实时液位数据、每一距离传感器与太阳能面板之间的距离、车体前方的影像等参数。预先计算或设置的其他参数包括工作人员预设的各种工作数据，如预先计算和规划好的清扫机器人行驶路径（优化路径），液体分发容器25内的液位数据报警阈值（达到此阈值时，报警单元报警）、液位数据停工阈值（达到此阈值时，抽水泵28停止运行），等等。

工作人员预先将规划好的优化路径录入至控制系统4，为清扫机器人车体提供路径导航，控制系统4根据所述优化路径进行运算和规划，并将何时启动、何时停止、何时直线行驶、何时向左或向右90度转弯、何时向左或向右90度进行U字回转等控制信息，以各种控制指令的方式发送给动力系统，以控制车体在行进中的动作。

在车体控制技术中，如何判断车体在斜坡平面上是否直线行驶、如何控制车体在斜坡平面上直线行驶是最基本的问题，如果车体在直线行驶过程中缺乏监管，一旦车体因为某些因素（如路面局部不平、路面上有障碍物等）发生偏转，就会发生越走越偏的现象，在本发明中，会导致机器人偏离既有的导航路径，不能在最短时间内走遍整个斜坡平面。在本实施例中，会导致清扫机器人作业完成后，太阳能面板上还有很多地方没有及时清理干净。

为了解决如何判断本实施例的机器人是否在斜坡上直线行驶的技术问题，本实施例提供了如下技术方案。

在控制系统4中，数据采集单元41包括至少一加速度传感器411，用以实时采集机器人100（或车体1）的加速度数据；加速度传感器411连接至处理器42，将车体1的加速度数据传送给处理器42，处理器42分析动态加速度数据，可以分析出在车体行驶过程中车体的受力方向及行进方向等。处理器42将机器人100的加速度数据建立三维坐标系并分解计算，定义机器人100行进方向为Y轴正方向，定义垂直于所述斜坡平面的方向为Z轴方向；所述X轴与所述Y轴所处平面与所述斜坡平面平行。根据加速度数据在X轴方向的向量，判断车体1是否有向左或向右偏离，若发生偏离，所述处理器向动力系统3发出至少一方向调整指令，使得车体1回到其原本的直线路线上；若没有偏离，处理器42判定车体1为直线行驶。

进一步地，为了保证直线行驶判断的精确性，除了用加速度传感器判定之外，还可以采用磁传感器技术对加速度传感器判定发现偏离路线的情况，再次进行判定，也就是磁传感器二次判定。为此，在控制系统4中，数据采集单元41还可以包括一磁传感器412，连接至处理器42，磁传感器412以感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数。本实施例中，磁传感器412用以实时采集行进方向数据，与根据优化路径数据预先设定的标准行进方向对比后进行判断，以确认车体是否为直线行驶，使得车体是否直线行驶的判断更加精确。

为了解决如何判断本实施例所述的太阳能面板清扫机器人（以下简称机器人）是否为直线行驶的技术问题，本实施例提供了一种清扫机器人100在斜坡平面300上直线行驶判定方法，可以包括如下各个步骤。由于太阳能面板为一斜坡平面，因此本判定方法可以用于判断太阳能面板清扫机器人是否为直线行驶。

步骤S1）如图14所示，在所述机器人上建立三维坐标系，定义所述机器人行进方向为Y轴正方向，定义垂直于所述斜坡平面的方向为Z轴方向；所述X轴与所述Y轴所处平面与所述斜坡平面平行。

步骤S2）定义所述机器人行进方向为Ts时，重力加速度g在所述三维坐标系三个方向上的标准分向量g_xs0、g_ys0、g_zs0。

步骤S3）生成一标准方向参数库；具体包括如下步骤：步骤S31）控制所述机器人在所述斜坡平面上沿着预设的一圆环路径做匀速圆周运动，所述匀速圆周运动的角速度为0.1~1.0度/秒；步骤S32）在所述机器人做圆周运动过程中，每隔一定时间间隔t₀实时采集并记录至少一组标准方向参数，所述时间间隔t₀为0.1-5.0秒；每一组标准方向参数包括所述机器人的一行进方向Ts及对应该行进方向的标准分向量g_xs0、g_ys0、g_zs0；以及步骤S33）根据至少一组标准方向参数生成一标准方向参数库。以角速度0.1度/秒，采集时间间隔t₀=1秒为例，机器人100在斜坡平面300上完成一次匀速圆周运动，大概需要3600秒，每隔1秒采集一次机器人的行进方向Ts及相应的加速度标准分向量g_xs0、g_ys0、g_zs0，这样就可以得到3600组不同方向的参数，将其记录为3600组标准方向参数。

步骤S4）控制所述机器人在所述斜坡平面上沿着预设的一直线路径向任一方向Tm直线行驶。

步骤S5）从所述标准方向参数库中调取对应该行进方向Tm的标准分向量g_xm0、g_ym0、g_zm0数据。

步骤S6）每隔一定时间间隔t实时采集一组实时方向参数，所述实时方向参数包括重力加速度g在所述三维坐标系三个方向上的实时分向量g_xm1、g_ym1、g_zm1，所述时间间隔t为0.1-1.0秒。

步骤S7）计算重力加速度g在所述X轴方向上的实时分向量与标准分向量的分向量差值g_xd =g_xm1 -g_xm0 。

步骤S8）判定所述机器人是否沿着预设的直线路径行驶；当g_xd等于0时，判定所述机器人沿着预设的直线路径行驶，返回步骤S6）；当g_xd不等于0时，判定所述机器人偏离预设的直线路径。

由于机器人100在斜坡平面300上的重力加速度g是一个定值，当机器人100在斜坡平面300上运行时，行进方向Ts及该方向加速度分向量数据g_xs、g_ys、g_zs应该是与标准数据库中的标准方向参数是一致的。在本实施例中，判断机器人是否直线行驶，本质上就是判断机器人是否相对于直线行进路线发生向左或向右的微小偏离，因此只需要判断重力加速度g在所述X轴方向上的实时分向量与标准分向量与是否相同即可，相同就没有偏离，不同就发生偏离，进一步地，可以根据分向量差值g_xd =g_xm1 -g_xm0是正数还是负数来判断是向左偏离还是向右偏离。

进一步地，本实施例还提供了另一种机器人在斜坡平面上直线行驶判定方法，在上述步骤S8）判定所述机器人偏离预设的直线路径之后还可以包括如下步骤：步骤S9）利用一磁传感器获取实时行进方向Tn；步骤S10）比对所述实时行进方向Tn与所述行进方向Tm，如果二者一致，判定所述机器人沿着预设的直线路径行驶，返回步骤S6）；如果二者不一致，判定所述机器人偏离预设的直线路径。在前次判定机器人偏离直线路径的情况下，对其进行二次判定，以避免出现意外，使得判断结果更加精确。

控制系统4发现机器人行驶路线发生偏移后，必须第一时间将其纠正过来，使得机器人可以尽早回到应有路线，这一过程可以称为校偏处理。为了解决如何控制所述机器人在斜坡平面上直线行驶的技术问题，本实施例提供了一种机器人在斜坡平面上直线行驶控制方法，可以包括如下步骤。

步骤S11）根据前文中步骤S1）-S8）或者步骤S1）-S10）所述的机器人在斜坡平面上直线行驶判定方法来判断一机器人是否沿着预设的直线路径行驶；若所述机器人偏离预设的直线路径，执行步骤S12）。

步骤S12）控制所述机器人在行驶过程中向所述Tm方向偏转；具体包括如下步骤：步骤S121）在标准方向参数库调取与所述实时方向参数对应的实际行进方向Tn；步骤S122）计算所述机器人需要调整的偏转方向和偏转角度；所述偏转角度为所述实际行进方向Tn与预设行进方向Tm的夹角角度；步骤S123）根据所述机器人需要调整的偏转方向和偏转角度，向动力系统3发出一方向调整指令，控制所述机器人向左或向右发生偏转。

步骤S13）控制所述机器人在所述斜坡平面上沿着Tm方向直线行驶；返回步骤S11）。

其中，所述机器人在斜坡平面上直线行驶的判定方法，如步骤S1）-S8），或步骤S1）-S10），可以在极短时间内根据一组加速度数据（及磁传感器数据）快速判断出车体在斜坡上是否直线行驶；由于加速度传感器可以实时采集数据，每隔一段时间就会采集一组数据；因此，上述的判定过程也是每隔一段时间就会定期判定一次。无论何时发现机器人（车体）在斜坡平面上过程中，偏离了直线路线，都可以判定此时机器人发生偏离。

其中，所述机器人在斜坡平面上直线行驶的控制方法，如步骤S11）~步骤S13），是基于前述的机器人在斜坡平面上直线行驶判定技术，当确认机器人发生偏离之后，第一时间调整机器人的行进方向，使其回复到原有方向的路径上来。

在本发明中，所述机器人在斜坡平面上直线行驶的判定方法与所述机器人在斜坡平面上直线行驶的控制方法配合使用，可以确保清扫机器人在直线行驶过程中不会发生偏离，从而可以确保清扫机器人可以沿着预先设定的优化导航路径，在最短时间内走遍整个太阳能面板，又快又好地将整个太阳能面板清扫干净。

根据时间最短、行驶路径最短的原则，机器人在一矩形斜坡上的优化导航路径很容易就可以规划和计算出来，如何使机器人可以沿着预先设定的优化导航路径行驶，本实施例提供一系列的控制方案和导航方法，导航方法是指使得机器人沿着导航路径行驶的控制方法。

在本实施例中，数据采集单元41还可以包括至少一距离传感器413，包括但不限于超声波传感器及光脉冲传感器。距离传感器413设置于机器人100（车体1）外部边缘处，具体地说，可以设置在车体1（车身11）的四个角上，如图2所示，当机器人100在一矩形斜坡上行驶时，距离传感器413前端朝向矩形斜坡方向。距离传感器413连接至处理器42；用以实时采集距离传感器413与矩形斜坡的距离数据；处理器42根据距离传感器413与所述矩形斜坡的距离数据，判断车体1是否位于所述矩形斜坡的边缘处或角落处。

在本实施例中，距离传感器413数目为四个，分别设置于机器人（车体）的四个角落处；当只有两个距离传感器413能采集到所述距离数据时，处理器42判定机器人（车体）位于矩形斜坡300的边缘处，向动力系统3发出至少一转向指令（U字回转）；当只有一个距离传感器采集到所述距离数据时，所述处理器判定机器人（车体）位于矩形斜坡300的某一角落处，向动力系统3发出至少一转向指令（90度转弯或U字回转）。四个距离传感器413也可以分别设置于车体1每一侧边的中部，处理器发现某一侧边上的距离传感器413无法采集到距离数据时，就可以判断这一侧边位于矩形斜坡的边缘处；如果有两个相邻的侧边皆位于矩形斜坡边缘处，就可以判断车体1位于太阳能面板的某一角落处。距离传感器413数目也可以为八个，分别设置于车体1的四个角落处或车体1四个方向侧边的中部。

控制系统4还可以包括一计数器414，用以计算车体1在斜坡平面行驶中经过的角落，在机器人的一次工作中，每当处理器42判断出车体到达某一角落时，就在计数器上加一。处理器42通过计数器414反馈的技术结果可以清楚地知道车体1到达的角落的顺序（第几个角落）。

工作人员预先将规划好的优化路径录入至控制系统4的存储器，所述处理器并根据所述导航路径和机器人（车体）的实时位置向动力系统3发送控制指令，包括启动、停止、直行、向左或向右90度转弯、向左或向右U字回转（转到相邻车道上的180度转弯），以控制车体在行进中按照导航路径行驶。

本实施例中公开两种机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，其详细内容详见下文。太阳能面板也是一种矩形斜坡，清扫机器人在太阳能面板上的行驶路径导航方法也适用于下文所述的机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法。

本实施例中公开的第一种机器人在矩形斜坡上行驶的路径导航方法，包括如下步骤：步骤S101）设定所述矩形斜坡的左下角为导航起点；步骤S102）控制所述机器人从所述导航起点向所述矩形斜坡的左上角直线行驶； 步骤S103）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第一角落；若所述机器人未到达所述第一角落，返回步骤S102）；若所述机器人到达所述第一角落，控制所述机器人向右转向90度；步骤S104）控制所述机器人直线行驶；步骤S105）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第二角落；若所述机器人未到达所述第二角落，返回步骤S104）；若所述机器人到达所述第二角落，控制所述机器人向右进行U字回转；步骤S106）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第三角落；若所述机器人未到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶，并实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第四角落；若所述机器人未到达所述第四角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第四角落，控制所述机器人停止行驶；步骤S107）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的边缘处，若所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；控制所述机器人向左进行U字回转；步骤S108）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第三角落；若所述机器人未到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第三角落，实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第四角落；若所述机器人未到达所述第四角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第四角落，控制所述机器人停止行驶；步骤S109）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的边缘处，若所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；控制所述机器人向右进行U字回转；返回步骤S106）。

采用第一种路径导航方法的机器人在矩形斜坡上的行驶路径可以有很多种，由于矩形斜坡的长度、宽度与机器人长度、宽度的比例各不相同，所以机器人行驶路径的长短也各不相同，机器人停止行驶的位置也各不相同（停在左下角或右下角）。如图15、图16所示为机器人100使用第一种路径导航方法在矩形斜坡300上行驶的两种可能的行驶路径。

本实施例中公开的第二种机器人在矩形斜坡上行驶路径导航方法，包括如下步骤：步骤S201）设定所述矩形斜坡的右下角为导航起点；步骤S202）控制所述机器人从所述导航起点向所述矩形斜坡的右上角直线行驶； 步骤S203）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第一角落；若所述机器人未到达所述第一角落，返回步骤S202）；若所述机器人到达所述第一角落，控制所述机器人向左转向90度；步骤S204）控制所述机器人直线行驶；步骤S205）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第二角落；若所述机器人未到达所述第二角落，返回步骤S204）；若所述机器人到达所述第二角落，控制所述机器人向左进行U字回转；步骤S206）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第三角落；若所述机器人未到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第三角落，控制所述机器人直线行驶，并实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的第四角落；若所述机器人未到达所述第四角落，控制所述机器人直线行驶；若所述机器人到达所述第四角落，控制所述机器人停止行驶；步骤S209）实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的边缘处，若所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；控制所述机器人向右进行U字回转；返回步骤S206）。

采用第二种路径导航方法的机器人在矩形斜坡上的行驶路径可以有很多种，由于矩形斜坡的长度、宽度与机器人长度、宽度的比例各不相同，所以机器人行驶路径的长短也各不相同，机器人停止行驶的位置也各不相同（停在左下角或右下角）。如图17、图18所示为机器人100使用第二种路径导航方法在矩形斜坡300上行驶的两种可能的行驶路径。

在上述两种机器人在矩形斜坡上行驶路径导航方法中，判定所述机器人是否为直线行驶，或者控制所述机器人直线行驶，其具体方法在前文中已有详细描述，在此不作赘述。控制所述机器人向左或向右90度转弯，在前文动力系统介绍中已有详细描述，在此不作赘述。

在上述两种机器人在矩形斜坡上行驶路径导航方法中，实时检测所述机器人是否行进至所述矩形斜坡的一角落或一边缘处，具体包括如下步骤：步骤S1011）在所述机器人的左前部、右前部、左后部及右后部分别设置一距离传感器413，距离传感器413延伸至所述机器人的外部，距离传感器413朝向太阳能面板；步骤S1012）依次为四个距离传感器413编号，将所述机器人的左前部、右前部、左后部及右后部设置的距离传感器413分别定义为传感器N1、传感器N2、传感器N3及传感器N4；步骤S1013）所述机器人根据任一时刻同时获取的传感器信号判断所述机器人的位置；当所述机器人同时获取传感器N3信号和传感器N4信号时，判定所述机器人到达所述矩形斜坡的一边缘处；当所述机器人只能获取传感器N4信号时，判定所述机器人到达所述矩形斜坡的第一角落或第二角落；当所述机器人只能获取传感器N3信号时，判定所述机器人到达所述矩形斜坡的第三角落或第四角落；步骤S1014）当判定所述机器人到达所述矩形斜坡的一角落，读取计数器的计数结果，以判断该角落的顺序（第几个角落）。

在上述两种机器人在矩形斜坡上行驶路径导航方法中，控制所述机器人向左进行U字回转，具体包括如下步骤：步骤S1031）控制所述机器人原地向左转向90度；步骤S1032）控制所述机器人直线行驶一定距离，所述一定距离等于所述机器人的宽度；以及步骤S1033）控制所述机器人原地向左转向90度。

在上述两种机器人在矩形斜坡上行驶路径导航方法中，控制所述机器人向右进行U字回转，具体包括如下步骤：步骤S1041）控制所述机器人原地向右转向90度；步骤S1042）控制所述机器人直线行驶一定距离，所述一定距离等于所述机器人的宽度；步骤S1043）控制所述机器人原地向右转向90度。

上述两种机器人在矩形斜坡上行驶路径导航方法，其技术效果在于，可以让机器人在最短时间内，无间断、不重复地以最短路径走遍矩形斜坡的每一个角落，实现对矩形斜坡的全面覆盖。在本实施例中，清扫机器人利用上述两种导航方法中的任一种都可以在短时间内走遍太阳能面板的每一个角落，对其进行有效清扫。在清扫过程中会产生污水，可能会沿着太阳能面板向下滑落，这两种导航方法可以使得机器人在行驶过程中不会污染已被清扫过的空间。

数据采集单元41还包括一液位传感器259，连接至处理器42，用于实时采集液体分发容器25中的液位数据，在清扫装置工作中，控制系统4可以根据液体分发容器25内的实时液位数据向抽水泵28发送至少一抽水泵28控制信号以启动或停止抽水泵28的运行，或者控制液体排放速度。例如，当液体分发容器25内的实时液位数据降低到一预设阈值时，控制系统4可以发出一抽水泵28减速指令，控制抽水泵28减慢抽水速度；当液体分发容器25内的实时液位数据降低到最低点时，或者，当控制系统4发出一车体停止指令时，控制系统4可以发出一抽水泵28停止指令，控制抽水泵28停止运行。

控制系统4还包括至少一报警单元44，连接至处理器42，报警单元44可以为设置在车体外部的一红灯或蜂鸣器。当某一工作参数超过设定阈值时，所述报警单元发出报警信号，例如，当液体分发容器25中的液位数据低于某一预设阈值时，或者当电力系统5电力不足时，或者当所述清扫机器人发出故障时，报警单元44都可以发出报警信号以提醒用户。

数据采集单元41包括至少一影像传感器415或摄像头，连接至处理器42，设置于车体1前端（如图2、图3所示），用以采集车体1行进过程中车体1前方的影像，这些影像可以存储至所述存储单元以便于工作人员查看机器人的工作状态。

本实施例中，控制系统4的技术效果在于，提供多种清洁机器人在太阳能面板上行进的优化路径以及机器人在斜坡平面直线行进的控制方法，确保机器人可以不重复地走过太阳能面板的全部空间，覆盖面积大，不会从太阳能面板边缘处落下，既可以保证了清洁效果，又可以保证工作效率。

太阳能面板清扫机器人100还可以包括至少一无线通信单元45，无线连接至一服务器400，用于在太阳能面板清扫机器人100与服务器400之间建立通信。车体1前方的影像可以实时发送至服务器400，以便于工作人员实现清扫机器人在工作进程中的有效查看，有效解决现有技术中太阳能面板位于高处时，清扫机器人在面板上工作状态监控困难的技术问题。

在本实施例中，如图3所示，电力系统5为一个或一组设置在电池盒51内的一次性电池或可充电电池（图未示），需要工作人员定期将所述清扫机器人从太阳能面板上取下，对其进行更换电池处理或充电处理，使其可以继续工作。

本实施例提供一种太阳能面板清扫机器人，可以在太阳能面板上自由运行，有效去除面板上的灰尘及其他附着物，去污效果良好；本发明的清扫机器人在太阳能面板上运行过程中，按照设定的优化路径行驶，可以不重复地覆盖面板的全部空间，工作效率高；本发明的清扫机器人可以根据程序自动转弯或调头，实现自动控制，操作方便。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能面板清扫机器人控制系统，用于一太阳能面板清扫机器人，其特征在于，

所述控制系统包括

一数据采集单元，用以采集所述清扫机器人行进过程中的至少一工作参数；

一处理器，连接至所述数据采集单元，用以发出至少一行进控制指令或至少一清扫控制指令；以及

至少一存储单元，连接至所述处理器，用以存储所述清扫机器人行进过程中的所述工作参数。

2.如权利要求1所述的太阳能面板清扫机器人控制系统，其特征在于，

所述太阳能面板清扫机器人包括：

一车体，在至少一太阳能面板上行驶或驻留；所述车体内部或外部设有

一动力系统，用以调整所述车体在所述太阳能面板上的行进方向和行驶速度；以及

一清扫系统，用以清扫所述太阳能面板；

其中，所述处理器向所述动力系统发出至少一行进控制指令，所述动力系统根据所述行进控制指令控制所述车体行驶或驻留；

其中，所述处理器向所述清扫系统发出至少一清扫控制指令，所述清扫系统根据所述清扫控制指令清扫或停止清扫所述太阳能面板。

3. 如权利要求1所述的太阳能面板清扫机器人控制系统，其特征在于，所述工作参数包括所述车体的重力加速度数据、所述车体行驶方向数据、所述车体行进过程中所述车体前方的影像，以及至少一距离传感器与所述太阳能面板的距离数据。

4.如权利要求1所述的太阳能面板清扫机器人控制系统，其特征在于，所述数据采集单元包括

至少一加速度传感器，连接至所述处理器，用以实时采集所述车体的至少一加速度数据；

所述处理器根据所述车体的加速度数据判断所述车体是否为直线行进；若所述车体发生偏离，所述处理器根据所述加速度数据向所述动力系统发出至少一方向调整指令。

5.如权利要求1所述的太阳能面板清扫机器人控制系统，其特征在于，所述数据采集单元包括

至少一磁传感器，连接至所述处理器，用以实时采集所述车体行驶方向数据；

所述处理器根据所述车体的加速度数据判断所述车体是否为直线行进；若发生偏离，所述处理器根据所述加速度数据向所述动力系统发出至少一方向调整指令。

6.如权利要求1所述的太阳能面板清扫机器人控制系统，其特征在于，所述数据采集单元包括

至少一距离传感器，设置于所述车体外部边缘处，且连接至所述处理器；

所述距离传感器用以实时采集所述距离传感器与所述太阳能面板的至少一距离数据；

所述处理器根据所述距离传感器与所述太阳能面板的距离数据，判断所述车体是否位于所述太阳能面板的边缘处或角落处。

7.如权利要求6所述的太阳能面板清扫机器人控制系统，其特征在于，

所述距离传感器数目为四个，分别设置于所述车体的四个角落处；

当仅有两个距离传感器能采集到所述距离数据时，所述处理器判定所述车体位于所述太阳能面板的边缘处，向所述动力系统发出至少一转向指令；

当仅有一个距离传感器采集到所述距离数据时，所述处理器判定所述车体位于所述太阳能面板的角落处，向所述动力系统发出至少一转向指令。

8. 如权利要求6或7所述的太阳能面板清扫机器人控制系统，其特征在于，所述距离传感器包括但不限于超声波传感器及光脉冲传感器。

9.如权利要求1所述的太阳能面板清扫机器人控制系统，其特征在于，所述数据采集单元包括

至少一影像传感器或摄像头，连接至所述处理器，设置于所述车体前端，用以采集所述车体行进过程中所述车体前方的影像。

10.如权利要求1所述的太阳能面板清扫机器人控制系统，其特征在于，还包括至少一无线通信单元，无线连接至一服务器，用于在所述清扫机器人与所述服务器之间建立数据通信。