CN106995054A - 用于光伏板屋面污斑清理的无人机 - Google Patents

用于光伏板屋面污斑清理的无人机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于光伏板屋面污斑清理的无人机，包括无人机本体、用于控制无人机本体的控制系统、提供电能的蓄电池，无人机本体的底部固定设置有底盘，底盘的下端部垂直安装有连接杆，连接杆的下端部设置有减震套，连接杆的下端部连接有安装板，安装板相对连接杆转动设置，安装板的中部固定设置有铰轴，转轴插设于减震套内，安装板的一侧与连接杆之间设置有角度调节机构，安装板的另一侧设置有磨削机构，无人机本体的前部设置有用于探测光伏屋面上污斑的成像装置，无人机本体的底部设置有用于检测光伏屋面倾斜角度的角度传感器，采用无人机对光伏屋面进行自动清理，清理方便。

Description

用于光伏板屋面污斑清理的无人机
技术领域
本发明涉及一种用于光伏板屋面污斑清理的无人机。
背景技术
现有技术中的随着太阳能发电的广泛应用，太阳能光伏房的建设逐步增加，而太阳能光伏房的光伏屋面采用太阳能发电板，而太阳能发电板直接裸露在外，因此极易产生大量的污斑，若不清理，则大大影响了光伏房的发电效率，因此需要进行清斑处理，而目前都是采用人工清理的方式，由于需要操作人员爬上光伏屋面进行手动清理，而且光伏屋面通常倾斜设置，因此危险性极大，而且耗时耗力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于光伏板屋面污斑清理的无人机，采用无人机对光伏屋面进行自动清理，清理方便。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种用于光伏板屋面污斑清理的无人机，包括无人机本体、用于控制无人机本体的控制系统、提供电能的蓄电池，所述无人机本体的底部固定设置有底盘，所述底盘的下端部垂直安装有连接杆，所述连接杆的下端部设置有减震套，所述连接杆的下端部连接有安装板，所述安装板相对所述连接杆转动设置，所述安装板的中部固定设置有铰轴，所述转轴插设于所述减震套内，所述安装板的一侧与所述连接杆之间设置有角度调节机构，所述安装板的另一侧设置有磨削机构，所述角度调节机构包括一端部与所述安装板通过转轴相转动连接的调节蜗杆、转动设置于所述连接杆上的蜗轮，所述调节蜗杆的另一端为自由端，所述蜗轮与所述调节蜗杆相啮合，所述蜗轮由伺服电机驱动转动，所述调节蜗杆与所述连接杆之间设置有定位导向机构，所述磨削机构包括固定设置于所述安装板上的安装座、水平转动设置于所述安装座上的磨削轴、垂直固定设置于所述磨削轴一端的磨削轮、设置于磨削轴另一端驱动其转动的微型电机，所述无人机本体的前部设置有用于探测光伏屋面上污斑的成像装置，所述无人机本体的底部设置有用于检测光伏屋面倾斜角度的角度传感器，所述角度传感器与所述伺服电机的控制器相连接，所述控制系统包括操控所述无人机本体的遥控器，所述遥控器上设置有方向按钮、控制无人机升降的升降按钮。
进一步改进的是：所述磨削轴的一端固定设置有弹性的橡胶轴套，所述橡胶轴套固定安装于所述磨削轮的中心孔内。
进一步改进的是：所述定位导向机构包括固定设置于所述连接杆外侧的定位导向套，所述调节蜗杆的另一端穿过所述定位导向套。
进一步改进的是：所述无人机本体的上表面设置有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与所述蓄电池相连接。
进一步改进的是：所述减震套为橡胶材料制成。
进一步改进的是：所述成像装置为摄像头，所述控制系统还包括与所述摄像头通过无线连接的显示屏，所述遥控器上设置有控制所述微型电机的操作按钮。
进一步改进的是：所述显示屏为液晶显示屏，所述液晶显示屏内还设置有用于存储图像的存储模块。
进一步改进的是：所述成像装置为光学RGB镜头以及热成像镜头，所述控制系统内设置有对所述光学RGB镜头绘制的检测图像进行对比的自动对比模块，所述自动对比模块与所述微型电机的控制器相连接。
本发明的优点和有益效果在于：通过操控无人机，在无人机上设置磨削装置，用于对光伏屋面上的污斑进行清理，而且设置了自动调节角度的角度调节装置，可以根据光伏屋面的倾斜角度，自动调节磨削轮的角度，使得磨削轮在工作时始终垂直于光伏屋面，从而大大提高了磨削效果。
附图说明
图1为无人机示意图；
图2为角度调节机构以及磨削机构示意图；
图3为控制系统示意图。
其中：1、无人机本体；2、底盘；3、连接杆；4、减震套；5、安装板；6、铰轴；7、调节蜗杆；8、蜗轮；9、定位导向套；10、安装座；11、磨削轴；12、磨削轮；13、橡胶轴套；14、微型电机；15、摄像头；16、角度传感器；17、显示屏；18、遥控器；19、太阳能光伏板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-图3所示，一种用于光伏板屋面污斑清理的无人机，包括无人机本体1、用于控制无人机本体1的控制系统、提供电能的蓄电池，所述无人机本体1的底部固定设置有底盘2，所述底盘2的下端部垂直安装有连接杆3，所述连接杆3的下端部设置有减震套4，所述连接杆3的下端部连接有安装板5，所述安装板5相对所述连接杆3转动设置，所述安装板5的中部固定设置有铰轴6，所述转轴插设于所述减震套4内，所述安装板5的一侧与所述连接杆3之间设置有角度调节机构，所述安装板5的另一侧设置有磨削机构，所述角度调节机构包括一端部与所述安装板5通过转轴相转动连接的调节蜗杆7、转动设置于所述连接杆3上的蜗轮8，所述调节蜗杆7的另一端为自由端，所述蜗轮8与所述调节蜗杆7相啮合，所述蜗轮8由伺服电机驱动转动，所述调节蜗杆7与所述连接杆3之间设置有定位导向机构，所述磨削机构包括固定设置于所述安装板5上的安装座10、水平转动设置于所述安装座10上的磨削轴11、垂直固定设置于所述磨削轴11一端的磨削轮12、设置于磨削轴11另一端驱动其转动的微型电机14，所述无人机本体1的前部设置有用于探测光伏屋面上污斑的成像装置，所述无人机本体1的底部设置有用于检测光伏屋面倾斜角度的角度传感器16，所述角度传感器16与所述伺服电机的控制器相连接，所述控制系统包括操控所述无人机本体1的遥控器18，所述遥控器18上设置有方向按钮、控制无人机升降的升降按钮。
为了减少磨削轮12对玻璃表面的损伤，所述磨削轴11的一端固定设置有弹性的橡胶轴套13，所述橡胶轴套13固定安装于所述磨削轮12的中心孔内，通过设置橡胶轴套13，利用其变形，使得磨削轮12与玻璃表面之间形成软接触，从而防止光伏板的玻璃被刮伤。
为了使得调节蜗杆7稳定始终于蜗轮8相啮合，保证角度调节的效果，所述定位导向机构包括固定设置于所述连接杆3外侧的定位导向套9，所述调节蜗杆7的另一端穿过所述定位导向套9。
为了对无人机飞行消耗的电能，角度调节机构消耗的电能以及磨削工作消耗的电能进行补充保证无人机续航能力以及清斑的持续力，利用太阳能发电对蓄电池进行补充电能，所述无人机本体1的上表面设置有太阳能光伏板19，所述太阳能光伏板19与所述蓄电池相连接。
为了方便制作，所述减震套4为橡胶材料制成，通过设置减震套4，由于磨削轮12在工作时，其与玻璃之间的摩擦力产生振动，而振动会对无人机造成影响，影响其飞行的平稳性，因此通过减震套4吸收摩擦产生振动，从而使得无人机平稳，从而保证清斑的效果，且不会对玻璃表面造成大量的刮痕。
实施例一：所述成像装置为摄像头，所述控制系统还包括与所述摄像头通过无线连接的显示屏，所述遥控器上设置有控制所述微型电机的操作按钮。
为了能够方便自动记录工作过程，方便后续的检验，所述显示屏17为液晶显示屏17，所述液晶显示屏17内还设置有用于存储图像的存储模块，存储模块自动将无人机清斑的工作过程通过图像的形式记录，包括污斑清理前图像以及清理后图像。
实施例一的工作过程：操作人员通过遥控器18控制无人机沿着光伏屋面进行飞行，角度传感器16检测光伏屋面的倾斜角度，其将检测信号发送给伺服电机，由伺服电机调整安装板5的角度，从而调整磨削轮12的角度，使得磨削轮12垂直于光伏屋面，而摄像头15对光伏屋面上的污斑进行探测，显示屏17显示探测的影像便于操作人员观察，当发现污斑后，操作人员通过遥控器18控制无人机停止飞行并降低高度，并启动微型电机14，关于微型电机14的启动，微型电机14带动磨削轮12转动对污斑进行磨削处理，若污斑面积较大，当清理完一部分后，需要通过遥控器18控制无人机沿着污斑进行飞行，直至将整个污斑完全清理。
实施例二：与实施例一的区别在于：所述成像装置为光学RGB镜头以及热成像镜头，所述控制系统内设置有对所述光学RGB镜头绘制的检测图像进行对比的自动对比模块，所述自动对比模块与所述微型电机的控制器相连接。
实施例二的工作过程：采用自动控制的方式，即无人机进行自动巡航，通过自动设定飞行路线，角度传感器16检测光伏屋面的倾斜角度，其将检测信号发送给伺服电机，由伺服电机调整安装板5的角度，从而调整磨削轮12的角度，使得磨削轮12垂直于光伏屋面，热成像镜头对光伏板进行扫描形成温差图像，并用RGB镜头绘制2D地图，而绘制的2D地图传输给自动对比模块，自动对比模块通过将2D地图与没有污斑的光伏板图像进行对比，从而得出是否存在污斑，若存在污斑，自动对比模块向微型电机发出控制指令，启动微型电机14，微型电机14带动磨削轮12转动对污斑进行磨削处理，直至将整个污斑完全清理。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种用于光伏板屋面污斑清理的无人机，其特征在于：包括无人机本体、用于控制无人机本体的控制系统、提供电能的蓄电池，所述无人机本体的底部固定设置有底盘，所述底盘的下端部垂直安装有连接杆，所述连接杆的下端部设置有减震套，所述连接杆的下端部连接有安装板，所述安装板相对所述连接杆转动设置，所述安装板的中部固定设置有铰轴，所述转轴插设于所述减震套内，所述安装板的一侧与所述连接杆之间设置有角度调节机构，所述安装板的另一侧设置有磨削机构，所述角度调节机构包括一端部与所述安装板通过转轴相转动连接的调节蜗杆、转动设置于所述连接杆上的蜗轮，所述调节蜗杆的另一端为自由端，所述蜗轮与所述调节蜗杆相啮合，所述蜗轮由伺服电机驱动转动，所述调节蜗杆与所述连接杆之间设置有定位导向机构，所述磨削机构包括固定设置于所述安装板上的安装座、水平转动设置于所述安装座上的磨削轴、垂直固定设置于所述磨削轴一端的磨削轮、设置于磨削轴另一端驱动其转动的微型电机，所述无人机本体的前部设置有用于探测光伏屋面上污斑的成像装置，所述无人机本体的底部设置有用于检测光伏屋面倾斜角度的角度传感器，所述角度传感器与所述伺服电机的控制器相连接，所述控制系统包括操控所述无人机本体的遥控器，所述遥控器上设置有方向按钮、控制无人机升降的升降按钮。
2.如权利要求1所述的用于光伏板屋面污斑清理的无人机，其特征在于：所述磨削轴的一端固定设置有弹性的橡胶轴套，所述橡胶轴套固定安装于所述磨削轮的中心孔内。
3.如权利要求1所述的用于光伏板屋面污斑清理的无人机，其特征在于：所述定位导向机构包括固定设置于所述连接杆外侧的定位导向套，所述调节蜗杆的另一端穿过所述定位导向套。
4.如权利要求1所述的用于光伏板屋面污斑清理的无人机，其特征在于：所述无人机本体的上表面设置有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与所述蓄电池相连接。
5.如权利要求1所述的用于光伏板屋面污斑清理的无人机，其特征在于：所述减震套为橡胶材料制成。
6.如权利要求1所述的用于光伏板屋面污斑清理的无人机，其特征在于：所述成像装置为摄像头，所述控制系统还包括与所述摄像头通过无线连接的显示屏，所述遥控器上设置有控制所述微型电机的操作按钮。
7.如权利要求6所述的用于光伏板屋面污斑清理的无人机，其特征在于：所述显示屏为液晶显示屏，所述液晶显示屏内还设置有用于存储图像的存储模块。
8.如权利要求1所述的用于光伏板屋面污斑清理的无人机，其特征在于：所述成像装置为光学RGB镜头以及热成像镜头，所述控制系统内设置有对所述光学RGB镜头绘制的检测图像进行对比的自动对比模块，所述自动对比模块与所述微型电机的控制器相连接。
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