CN107812732A - 一种平铺光伏电站智能清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平铺光伏电站智能清扫机器人，属于光伏板清扫装置领域，要解决的技术问题为如何实现对同一平面所有光伏板进行自动清扫；其结构包括电源装置、控制器和清扫装置，还包括主要由承载母装置和移动子装置组成的子母行走装置，移动子装置上设置有清扫限位传感器，清扫装置装配在移动子装置上；承载母装置上设置有横行限位传感器、光伏板识别传感器、子装置停放传感器和停放机构；横行限位传感器、承载母装置的行走组件、移动子装置的行走组件、清扫限位传感器、清扫装置、光伏板识别传感器和子装置停放传感器均与控制器连接。本发明可自动识别光伏板并为同一平面的多个光伏板进行清扫。

Description

一种平铺光伏电站智能清扫机器人

技术领域

本发明涉及光伏板清扫装置领域，具体地说是一种平铺光伏电站智能清扫机器人。

背景技术

屋面平铺式光伏发电站是在房屋屋面铺设大量的光伏发电组件，光伏发电组件为一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，通过汇流箱、逆变器、变压器等设备可以输出大量的电力，可以为厂房或住宅提供照明及动力电源，或并入电网供电。屋面平铺式光伏发电站可根据屋面结构设计，建立多个独立并且是相同输出电压等级的光伏方阵，每个方阵安装高度大多数为十几米至二十多米宽度约10米，各方阵间隔约2米间距，通过汇流箱将电力输出至逆变器、变压器等后端设备，将输出电力直接使用或接入电网。屋面平铺式安装的光伏电池板容易被灰尘及污染物覆盖，被灰尘及污染物覆盖的光伏电池板会降低约20%的发电效率，所以屋面平铺式光伏发电站需要定期清除灰尘以保证高效的发电。目前屋面分布式平铺光伏发电站光伏板的清扫装置主要有扫地机器人式和超长毛刷辊方式，这些方案存在单个清扫装置工作范围小，效率低，使用人工多，清扫效果不好，设备投资较大的问题。

如何提供一种可以自动识别光伏板并为同一平面所有光伏板进行自动清扫的清扫装置，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种平铺光伏电站智能清扫机器人，来解决如何实现对同一平面所有光伏板进行自动清扫的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

一种平铺光伏电站智能清扫机器人，包括电源装置、控制器和清扫装置，还包括主要由承载母装置和移动子装置组成的子母行走装置，承载母装置和移动子装置均为主要由机架和装配在机架上的行走组件组成的行走装置，移动子装置上设置有清扫限位传感器，清扫装置装配在移动子装置上，移动子装置能够承载着清扫装置沿着光伏板的长度方向行走；承载母装置上设置有横行限位传感器、光伏板识别传感器、子装置停放传感器和用于供移动子装置停放的停放机构，承载母装置能够承载着移动子装置沿着光伏板的宽度方向行走；横行限位传感器、承载母装置的行走组件、移动子装置的行走组件、清扫限位传感器、清扫装置、光伏板识别传感器和子装置停放传感器均与控制器连接，电源装置用于为上述横行限位传感器、承载母装置的行走组件、移动子装置的行走组件、清扫限位传感器、清扫装置、光伏板识别传感器、子装置停放传感器和控制器提供电源。

承载母装置承载着移动子装置在光伏板之间行走，当承载母装置行走至待清扫的光伏板处，光伏板识别传感器被触发，承载母装置停驻在当前光伏板处，移动子装置承载在清扫装置在光伏板上沿着光伏板的长度方向行走，同时清扫装置开始工作对光伏板进行清扫，当移动子装置行走至光伏板的尾端时，纵行限位装置被触发，则移动子装置折返至承载母装置上，承载母装置承载着移动子装置行走至下一个光伏板处，从而可自动对大面积的光伏板矩阵进行清扫。

进一步的，位于光伏板方阵首端的光伏板宽度边边框为光伏板方阵的边框导轨，每相邻的两个光伏板方阵的边框导轨之间铺设有过渡导轨，且每个过渡导轨和与其邻近的光伏板方阵的边框导轨之间留有预定长度的间隙，上述过渡导轨和光伏板方阵的导轨边框交错排布呈一列组成辅助导轨；辅助导轨的外侧设置有与其间隔并列设置的横向行走导轨，横向行走导轨和辅助导轨配合组成供承载母装置行走的横向行走轨道，横向行走轨道由光伏板矩阵的首端延伸至光伏板矩阵的尾端。

借助光伏板的宽度边边框以及铺设的过渡导轨和，横向行走导轨构造横向行走轨道，通过该横向行走轨道可实现承载母装置在光伏板矩阵的首端行走，并依次经过每个光伏板。

进一步的，承载母装置上还设置有导向机构，导向机构包括至少一对母导向轮组，每对导向轮组中的两个导向轮均通过与其对应的导向支架设置在承载母装置的机架的下方，每对导向轮组中的两个导向轮相对设置，每个导向轮均能够沿着横向行走轨道上与其对应的内侧立面行走。

进一步的，横行限位传感器包括首端横行限位传感器和尾端横行限位传感器，首端横行限位传感器和尾端横行限位传感器相对设置在机架的首端和尾端，首端横行限位传感器能够在预设行程的首端触发，尾端横行限位传感器能够在预设行程的尾端触发；光伏板识别传感器共两个，两个光伏板识别传感器相对设置在机架的首端部和尾端部上，承载母装置完全位于光伏板上时，两个光伏板识别传感器能够同时触发；清扫限位传感器设置在移动子装置的前侧，清扫限位传感器能够被光伏板的宽度边边框触发；子装置停放传感器设置在承载母装置的机架上并位于停放机构的尾端处，子装置停放传感器能够检测移动子装置在停放机构上的位置。

其中，横行限位传感器、光伏板识别传感器以及子装置停放传感器可选用霍尔传感器，或光电传感器或接触式传感器。当行走组件处于位于尾端的光伏板上时，如果行走组件继续向预设行程的尾端侧行走，则尾端横行限位传感器在预设行程的尾端被触发，则行走组件折返至位于首端的光伏板，当行走组件处于位于首端的光伏板上时，如果行走组件继续向预设行程的首端侧行走，则首端横行限位传感器在预设行程的首端被触发，从而行走组件停放在预设行程的首端处，为便于触发上述横行限位传感器，可在预设行程的首端和尾端均设置触发件如限位开关；相邻的两个光伏板方阵的边框导轨之间的间隙以及光伏板方阵的边框导轨与过渡导轨之间的间隙均可以触发光伏识别传感器，从而通过两个光伏板识别传感器可识别光伏板，便于检测承载母装置是否运行至待清扫光伏板的预定位置处；当移动子装置承载着清扫装置运行至光伏板的尾端时，清扫限位传感器被触发，从而移动子装置停止前行并折返；子装置停放传感器用于检测移动子装置在停放机构上的位置，以确定移动子装置停放在停放机构上预设位置处。

进一步的，清扫装置包括安装组件、毛刷辊、毛刷辊驱动装置和灰尘收集罩，灰尘收集罩开口向下的安装在移动子装置的机架上，毛刷辊通过安装组件可转动的装配在移动子装置的机架的前侧并位于灰尘收集罩内，毛刷辊的轴长与光伏板的宽度一致，毛刷辊驱动装置装配在移动子装置的机架上并与毛刷辊连接。

毛刷辊的长度与光伏板的宽度一致，移动子装置承载着清扫装置沿着光伏板的长度方向行走单程后，可对光伏板的整面进行清扫，无需在光伏板上进行多次往返以实现对整个光伏板进行清扫；同时灰尘收集罩可收集灰尘，避免清扫过程中灰尘落到已清理处。

进一步的，每个光伏板方阵中相邻的两个光伏板的长度边边框之间预留有沟槽，移动子装置上设置有导向机构，导向机构为主要由子导向支架和子导向轮组成的子导向轮组，子导向轮能够在沟槽内行走，子导向支架为具有摆动和复位功能的支架，子导向轮通过子导向支架设置在移动子装置的机架的下方，子导向支架能够带动导向轮在沟槽内越障碍行走；上述子导向轮组至少一对，每对子导向轮组中两个子导向轮相对设置在子移动装置的机架的两侧。

借助光伏板安装过程中相邻两个光伏板的长度边边框之间形成的沟槽为导向用导轨，子导向轮组在上述导向用导轨内行走，从而引导移动子装置保持直线行走，并与安装好的光伏板始终保持平行。

进一步的，停放机构包括行走组件停放轨道和导向机构停放轨道，行走组件停放轨道能够供移动子装置的行走组件行走和停放，导向机构停放轨道能够供移动子装置的导向机构行走和停放。

进一步的，电源装置包括可充电蓄电装置、电缆线和电缆线收放组件，可充电蓄电装置设置在承载母装置上，电缆线通过电缆线收放组件设置在承载母装置和移动子装置之间，电缆线收放组件能够带动电缆线随着承载母装置和移动子装置之间的间距进行收放，电源装置通过电缆线为移动子装置的行走组件、清扫限位传感器和毛刷辊组件提供电源。

将电源装置设置在承载母装置上，通过可收放的电缆线为位于移动子装置上的电器提供电源，一方面减轻了移动子装置的重量，便于移动子装置顺利行走，另一方面电缆线还可对移动子装置产生牵引力，便于移动子装置在光伏板上稳定的、直线行走。

进一步的，电源装置包括母电源装置和子电源装置，母电源装置和子电源装置均为可充电蓄电装置，母电源装置设置在承载母装置上，母电源装置用于为承载母装置的行走组件、光伏板识别传感器、子装置停放传感器和控制器提供电源；子电源装置设置在移动子装置上，子电源装置用于为清扫限位传感器和移动子装置的行走组件提供电源。

电源装置分拆为承载母装置以及移动子装置和清扫装置充电的两个装置，实现了承载母装置和移动子装置的分别供电。

进一步的，位于光伏板矩阵的首端的光伏板为首端光伏板，首端光伏板的外侧设置有停放位充电装置，停放位充电装置包括停放位轨道组件、停放位传感器感应片、光伏发电组件、充电控制器和市电充电组件，停放位轨道组件设置在首端光伏板的外侧，停放位轨道组件能够供承载母装置行走和停放，停放位传感器感应片位于停放位轨道组件上，光伏发电组件和市电充电组件设置于停放位轨道组件处，光伏发电组件和市电充电组件均能够与电源装置连接，充电控制器分别与光伏发电组件、市电充电组件和控制器连接，停放位传感器感应片与控制器连接。

当清扫工作停止时，可通过停放位充电装置为电源装置充电。其中充电电源可来自市电，也可是光伏发电产生的电能，通过光伏电能充电，节省了能源。

本发明的一种平铺光伏电站智能清扫机器人具有以下优点：

1、通过移动子装置承载着清扫装置在单个光伏板上沿着光伏板的长度方向行走，从而实现对单个光伏板的清扫，通过承载母装置承载着移动子装置和清扫装置沿着光伏板的宽度方向在光伏板之间行走，从而实现清扫装置的自动移动，便于对大面积平铺光伏电站的清扫；

2、借助光伏板的宽度边边框以及另设的过渡导轨和横向行走导轨构成横向行走轨道，承载母装置可通过横向行走轨道在首端光伏板方阵和尾端光伏板方阵之间往返行走，从而实现清扫装置在首端光伏板方阵和尾端光伏板方阵之间的往返行走，便于实现对整个光伏板矩阵的自动清扫；

3、两个光伏板识别传感器相对设置在承载母装置的机架的首端部和尾端部，相邻的两个光伏板之间以及过渡导轨和与其临近的光伏板矩阵的导轨之间均有间隙，通过辅助导轨和两个光伏板识别传感器的配合，承载母装置可自动识别光伏板，当承载母装置行走至对应的光伏板上时两个光伏板识别传感器被触发，从而在控制器控制下调动承载母装置停止行走，以便移动子装置承载着清扫装置在该光伏板上沿着长度方向行走并进行清扫；

4、清扫限位传感器设置在移动子装置的机架的前侧，当移动子装置带动清扫装置行走至当前光伏板的尾端时，位于光伏板尾端的光伏板的宽度边边框可触发清扫限位传感器，从而调动移动子装置带动清扫装置返回至停放机构，进而可精确控制移动子装置在光伏板上的行走，以实现对整个光伏板的清扫；

5、通过子装置停放传感器和停放机构的配合，可实现移动子装置在承载母装置上的行走和停放，以便承载母装置带动移动子装置在光伏板之间行走；

7、毛刷辊的轴长与光伏板的宽度一致，当移动子装置带动转动的毛刷辊在光伏板上沿着光伏板的长度方向行走单程后，可实现对整个光伏板的清扫，节省了清扫次数，提高了工作效率；

8、在移动子装置上设置有子导向轮组，子导向支架带动子导向轮在相邻的两个光伏板的长度边边框之间越障碍行走，便于移动子装置在光伏板上沿光伏板的长度方向平稳的行走，提过清扫效率；

9、在承载母装置上设置有导向机构，通过导向机构可辅助承载母装置在横向行走轨道上平稳的行走；

10、电源装置包括可充电蓄电装置、电缆线和电缆线收放组件，可充电蓄电装置通过电缆线为移动子装置的行走组件、清扫限位传感器和毛刷辊组件提供电源，承载母装置和移动子装置共用一个电源，节省了电源装置，减轻了移动子装置的负载量，同时电缆线不仅作为电传输介质，还可以实现承载母装置和移动子装置之间的连接和牵引，便于移动子装置稳定的在光伏板上行走；

11、电源装置包括母电源装置和子电源装置，通过母电源装置和子电源装置分别为承载母装置和移动子装置上的电子器件提供电源，实现了承载母装置和移动子装置的相对独立性；

12、通过停放位充电装置可利用光伏发电或市电为电源装置进行充电，实现了电能来源的多种选择，并充分利用了光伏发电、节省了能源，并实现了机器人的电源供应。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为实施例1中清扫装置和行走装置装配后的结构示意图；

附图2为实施例1中承载母装置的结构示意图；

附图3为实施例1中移动子装置和清扫装置装配后内部结构示意图；

附图4为实施例1中光伏板矩阵和横向行走轨道的结构框图；

附图5为实施例2中清扫装置和行走装置装配后的结构示意图；

附图6为实施例2中承载母装置的结构示意图；

附图7为实施例2中移动子装置和清扫装置装配后内部结构示意图；

附图8为实施例2中导向机构的结构示意图；

附图9为实施例3中光伏板矩阵、横向行走轨道及停放位充电装置的结构框图；

图中：1、承载母装置，2、移动子装置，3、清扫装置，4、子装置停放传感器，5、清扫限位传感器，6、尾端横行限位传感器，7、光伏板，8、光伏板方阵，9、横向行走导轨，10、过渡导轨，11、停放位充电装置；

101、承载母装置的机架，102、行走轮Ⅰ，103、母导向机构，104、行走组件停放导轨，105、母装置驱动电机，106、导向机构停放导轨；

201、移动子装置的机架，202、行走轮Ⅱ，203、子装置驱动电机，204、链轮链条传动机构Ⅱ，205、子导向轮组；

301、毛刷辊，302、毛刷辊驱动电机，303、链轮链条驱动机构Ⅲ；

801、光伏板方阵的边框导轨，802、沟槽；

1101、停放位轨道组件，1102、市电充电组件，1103、光伏发电组件，1104、停放位传感器感应片；

2501、安装板，2502、复位弹簧，2503、连接杆，2504、子导向轮。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种平铺光伏电站智能清扫机器人作以下详细地说明。

实施例1：

如附图1、附图2、附图3和附图4所示，本发明的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，包括电源装置、控制器、清扫装置3以及主要由承载母装置1和移动子装置2组成的子母行走装置，承载母装置1和移动子装置2均为主要由机架和装配在机架上的行走组件组成的行走装置，移动子装置2上设置有清扫限位传感器5，清扫装置3装配在移动子装置2上，移动子装置2能够承载着清扫装置3沿着光伏板7的长度方向行走；承载母装置1上设置有横行限位传感器、光伏板识别传感器、子装置停放传感器4和用于供移动子装置2停放的停放机构，承载母装置1能够承载着移动子装置2沿着光伏板7的宽度方向行走；横行限位传感器、承载母装置1的行走组件、移动子装置2的行走组件、清扫限位传感器5、清扫装置3、光伏板识别传感器和子装置停放传感器4均与控制器连接，电源装置用于为上述横行限位传感器、承载母装置1的行走组件、移动子装置2的行走组件、清扫限位传感器5、清扫装置3、光伏板识别传感器、子装置停放传感器4和控制器提供电源。

其中，承载母装置1主要由机架和装配在机架上的行走组件组成，机架为长方体状机架，行走组件包括母装置驱动电机105、链轮链条传动机构Ⅰ和两对行走轮Ⅰ102，两对行走轮Ⅰ102相对位于承载母装置的机架101的前后两端，每对行走轮Ⅰ102中的两个行走轮Ⅰ102左右相对设置并通过传动轴连接，母装置驱动电机105设置在承载母装置的机架101上，母装置驱动电机105通过链轮链条传动机构Ⅰ与其中一个行走轮Ⅰ102连接并带动该行走轮动，从而实现承载母装置1的行走。

上述承载母装置1可在光伏板方阵8中行走，为避免承载母装置1驶出预设行程，在承载母装置的机架101的首端设置有首端横行限位传感器，在承载母装置的机架101的尾端设置有尾端横行限位传感器6，本实施例中，为便于在光伏板方阵8的首端触发首端横行限位传感器，在预设行程的首端即光伏板方阵8的首端设置有与首端横行限位传感器触发配合的首端横行限位开关，为便于在光伏板方阵8的尾端触发尾端横行限位传感器6，在光伏板方阵8的尾端设置有与尾端横行限位传感器触发配合的尾端横行限位开关，首端横行限位传感器和尾端横行限位传感器6均为霍尔传感器，首端横行限位传感器和尾端横行限位传感器6均与控制器连接。当承载母装置1承载着移动子装置2行走至光伏板方阵8中最后一块光伏板7后，移动子装置2带动清扫装置3驶入光伏板7并对光伏板7进行清扫后返回承载母装置1，承载母装置1承载移动子装置2往下一个光伏板7移动时，尾端横行限位传感器6可被尾端横行限位开关触发，则承载母装置1承载着移动子装置2返回位于首端的光伏板7处，同时，在首端横行限位传感器和首端横行限位开关的配合下，可限制承载母装置1停驻在光伏板方阵8的首端处。设置首端横行限位开关和尾端横行限位开关均为本实施例中触发横行限位传感器的方法，也可通过其他方式实现当承载母装置1行走至预设行程的首端时首端横行限位传感器被触发、当承载母装置1行走至预设行程的尾端时尾端横行限位传感器6被触发，如通过横行限位传感器的安装方法，或者根据规划路径通过预设的程序控制等。

在实际应用中，横行限位传感器可选用任意可实现避免承载母装置1行走范围超出预设行程的其它类型的现有传感器，如可选用接触式传感器、光电式传感器或者颜色传感器等。

为实现承载母装置1依次行走至待清扫的光伏板7处并在对应位置停驻，以便移动子装置2承载清扫装置3在光伏板7上行走并进行清扫，在承载母装置的机架101上设置有光伏板识别传感器。光伏板识别传感器共两个，分别为首端光伏板识别传感器和尾端光伏板识别传感器，首端光伏板识别传感器和尾端光伏板识别传感器均为霍尔传感器，两个光伏板识别传感器相对设置在机架的首端部和尾端部上（附图中不可见），光伏板方阵8中相邻的两个光伏板宽度边边框之间的间隙以及光伏板方阵的边框导轨801和过渡导轨10之间的间隙均能够触发光伏板识别传感器。

具体地，通过光伏板识别传感器调控承载母装置1行走的原理为：当承载母装装置完全处于目标光伏板7上时，首端光伏板识别传感器被目标光伏板7和与目标光伏板7靠近的上一个光伏板7之间的安装间隙触发，同时尾端光伏板识别传感器别目标光伏板7和与目标光伏板7靠近的下一个光伏板之间的安装间隙触发，从而可确定承载母装置1完全处于目标光伏板7上，则在控制器的控制下承载母装置1停驻在目标光伏板7上，以便移动子装置2带动清扫装置3在该光伏板7上行走并进行清扫；清扫完当前光伏板方阵8后，承载母装置1承载着移动子装置2向下一个光伏板7上移动；当对光伏板方阵8中位于尾端的光伏板列清扫完毕后，承载母装置1如果继续向尾端行走，则光伏板设别传感器可被位于光伏板方阵8尾端的光伏板长度边边框触发（相邻的两个光伏板方阵8之间的间隔相对较大，而同一个光伏板方阵8中相邻的两个光伏板7之间的安装间隙较小），从而承载母装置1可折返至光伏板方阵8的首端，同时在首端光伏板识别传感器的配合下，承载母装置1停驻在光伏板方阵8的首端处。

在实际应用中，光伏板识别传感器可选用可实现如下功能的其它类型的现有传感器：当承载母装置1由源光伏板7行走至下一个光伏板7过程中，两个光伏板识别传感器的状态不同，当承载母装置1完全位于目标光伏板7上时，两个光伏板识别传感器同时被与其对应的安装间隙触发。如可选用接触式传感器、光电式传感器或者颜色传感器等。

移动子装置2包括机架和行走组件，机架为长方体状机架，行走组件包括子装置驱动电机203、链轮链条传动机构Ⅱ204和两对行走轮Ⅱ202，两对行走轮Ⅱ202相对位于移动子装置的机架201的前后两端，每对行走轮Ⅱ202中的两个行走轮Ⅱ202左右相对设置并通过传动轴连接，子装置驱动电机203设置在移动子装置的机架201上，子装置驱动电机203通过链轮链条传动机构Ⅱ204与其中一个行走轮Ⅱ202连接并带动该行走轮转动，从而实现移动子装置2的行走。

清扫装置3包括安装组件、毛刷辊301、毛刷辊驱动装置和灰尘收集罩，灰尘收集罩开口向下的安装在移动子装置的机架201上，毛刷辊301通过安装组件可转动的设置在移动子装置的机架201的前侧并位于灰尘收集罩内，毛刷辊301的轴长与光伏板7的宽度一致，毛刷辊驱动装置包括毛刷辊驱动电机302和链轮链条驱动机构Ⅲ303，毛刷辊驱动电机302设置在移动子装置的机架201上，毛刷辊驱动电机302通过链轮链条驱动机构Ⅲ303与毛刷辊301连接，毛刷辊301在毛刷辊驱动装置的带动下转动并清扫光伏板7。清扫过程中，灰尘收集罩可收集灰尘，避免灰尘回落到清扫后的光伏板7上。

为限制移动子装置2在光伏板7上的行走，设置有清扫限位传感器5。清扫限位传感器5设置在移动子装置的机架201的前侧，清扫限位传感器5为接触式传感器。移动子装置2带动清扫装置3行走至光伏板7的尾端时，位于光伏板7尾端的光伏板的宽度边边框触发清扫限位传感器5，则在控制器控制下移动子装置2停止继续前进，子驱动电机反转从而该移动子装置2折返至承载母装置1上，本实施例中，移动子装置2折返过程中，清扫装置3停止继续清扫。实际应用中，移动子装置2折返过程中，可设定清扫装置3继续清扫工作，或设定清扫装置3停止清扫工作。

在实际应用中，清扫限位传感器5可选用可实现其它类型的现有传感器，如可选用霍尔传感器或光电传感器或颜色传感器等，通过安装方式或改进光伏板宽度边边框等方式实现如下功能：当移动子装置2在光伏板7或当前一列光伏板7上行走时清扫限位传感器5处于一种工作状态，当移动子装置行走至光伏板7或当前一列光伏板7的尾端时被触发为另一种工作状态。例如，清扫限位传感器5为霍尔传感器，可将位于预设行程尾端的光伏板的宽度边边框改进为能够触发霍尔传感器的形状或材质，或者在位于预设行程尾端的光伏板的宽度边边框上设置能够触发霍尔传感器的机构。

为便于移动子装置2稳固的停放在承载母装置1上，在承载母装置1上设置有停放机构，停放机构为能够供移动子装置2的行走组件行走和停放的行走组件停放轨道，行走组件停放轨道包括两个行走组件停放导轨104，两个行走组件停放导轨104左右相对的设置在承载母装置的机架101上。

为便于感应移动子装置2是否驶入停放机构至预设位置，在承载母装置的机架101上设置有子装置停放传感器4，子装置停放传感器4位于停放机构的尾端处。子装置停放传感器4为霍尔传感器，移动子装置2驶入停放机构过程中，当移动子装置2驶入停放机构至预设位置处，子装置停放传感器4被触发，从而在控制器控制下，移动子装置2停止行走而停放在停放机构上，以便承载母装置1承载着移动子装置2行走至下一个光伏板7上。同时，如果在移动子装置2折返过程中清扫装置3仍在进行清扫工作，当子装置停放传感器4被触发后，清扫装置3停止清扫工作。

在实际应用中，子装置停放传感器4可选用任意可检测移动子装置2是否行走至停放轨道上预定位置处的其它类型的现有传感器，如可选用接触式传感器、光电式传感器或者颜色传感器等。

电源装置包括可充电蓄电装置、电缆线和电缆线收放组件，可充电蓄电装置设置在承载母装置1上，电缆线通过电缆线收放组件设置在承载母装置1和移动子装置2之间，电缆线收放组件能够带动电缆线随着承载母装置1和移动子装置2之间的间距进行收放，电源装置通过电缆线为移动子装置2的行走组件、清扫限位传感器5和毛刷辊组件提供电源。本实施例中，电缆线收放组件为绕线辊，绕线辊设置在承载母装置1上，电缆线的一端与可充电蓄电装置，电缆线的另一端与位于移动子装置2上的电源管理器连接，电源管理器分别与子电机、清扫限位传感器5和毛刷辊驱动装置连接，电缆线的中段缠绕在绕线辊上，从而电缆线可随着承载母装置1和移动子装置2之间的间距而收放，以便为移动子装置2上的电器提供电源，同时为移动子装置2提供牵引力。

本实施例一种平铺光伏电站智能清扫机器人的工作方法为：承载母装置1带动移动子装置2行走至目标光伏板7上后，移动子装置2承载着清扫装置3从停放机构进入光伏板7，当移动子装置2进入光伏板7后，毛刷辊301转动开始清扫工作，同时移动子装置2承载着清扫装置3沿着光伏板7的长度方向行走直至光伏板7的尾端，待清扫至光伏板7的尾端时，毛刷辊301停止转动，同时子电机反向转动，驱动移动子装置2折返至承载母装置1处，并驱动移动子装置2驶入停放机构上，待移动子装置2驶入停放机构的预设位置后，移动子装置2停止行走并停放在承载母装置1上，承载母装置1带动移动子装置2行走至下一个光伏板7处。待承载母装置1行走至位于预设行程尾端的光伏板7且对该光伏板7清扫完毕后，承载母装置1不停止行走的返回至位于预设行程首端的光伏板7处。

上述承载母装置1限于在单一的光伏板方阵8中行走，光伏电站中，屋顶通常铺设有多个光伏板方阵8，相邻的两个光伏板方阵8之间留有较大的间隙。作为本实施例的进一步改进，为便于承载母装置1在光伏板矩阵中行走，同时为节省光伏板7面积、使得移动子装置2对整个光伏板7进行作业，在光伏板矩阵的首端设置有供承载母装置1行走的横向行走轨道。具体地，位于光伏板方阵8首端的光伏板的宽度边边框为光伏板方阵的边框导轨801，每相邻的两个光伏板方阵的边框导轨801之间铺设有过渡导轨10，且每个过渡导轨10和与其邻近的光伏板方阵的边框导轨801之间留有预定长度的间隙，上述过渡导轨10和光伏板方阵的边框导轨801交错排布呈一列组成辅助导轨；辅助导轨的外侧设置有与其间隔并列设置的横向行走导轨9，横向行走导轨9和辅助导轨配合组成供承载母装置1行走的横向行走轨道，横向行走轨道由光伏板矩阵的首端延伸至光伏板矩阵的尾端。

同理，为便于在光伏板矩阵的首端触发首端横行限位传感器，在横向行走轨道的首端设置有首端横行限位开关，为便于在光伏板矩阵的尾端触发尾端横行限位传感器6，在横向行走轨道的尾端设置有尾端横行限位开关，首端横行限位传感器在横向行走轨道的首端被触发，尾端横行限位传感器6可在横向行走轨道的尾端被触发，从而可限定承载母装置1在横向行走轨道内往返行走。

为确保承载母装置1在横向行走轨道上平稳的行走，设置有母导向机构103。母导向机构103包括两对母导向轮组，两对母导向轮组相对位于承载母装置的机架101的首端和尾端，每对母导向轮组中的两个母导向轮均通过与其对应的母导向支架设置在承载装置的机架的下方，每对母导向轮组中的两个母导向轮相对设置，每个母导向轮均能够沿着横向行走轨道上与其对应的内侧立面行走。母导向机构103与承载母装置1中的行走组件配合，确保承载母装置1沿着行走轨道稳定行走。

作为本实施例的进一步改进，电源装置包括母电源装置和子电源装置，母电源装置和子电源装置均为可充电蓄电装置，母电源装置设置在承载母装置1上，母电源装置用于为承载母装置1的行走组件、光伏板识别传感器、子装置停放传感器4和控制器提供电源；子电源装置设置在移动子装置2上，子电源装置用于为清扫限位传感器5和移动子装置2的行走组件提供电源。

实施例2：

如附图5、附图6、附图7和附图8所示，本实施例为在实施例1基础上的进一步改进，本实施例与实施例1的区别为：在移动子装置2上设置有导向机构，导向机构包括三对子导向轮组205。

每个光伏板方阵8中相邻的两个光伏板的长度边框之间的预留有沟槽802，导向轮组205主要由子导向支架和子导向轮2504组成，子导向轮2504能够竖直地在沟槽802内行走，子导向支架为具有摆动和复位功能的支架，子导向轮2504通过子导向支架设置在移动子装置的机架201的下方，子导向支架能够带动导向轮在沟槽802内越障碍行走。每对子导向轮组205中两个子导向轮2504相对设置在子移动装置的机架的左右两侧。

其中，子导向支架可选用现有的具有摆动和复位功能的支架，使其满足在子导向轮2504遇到障碍时带动子导向轮2504摆动并越过障碍，当子导向轮2504越过障碍后，子导向支架恢复原状并带动子导向轮2504在间隙导轨内行走。本实施例中，导向支架包括连接杆2503、复位弹簧2502和几字形的安装板2501，安装板2501固定在纵车框架上，连接杆2503的顶端通过复位弹簧2502铰接在安装板2501上，导向轮可转动的设置在连接杆2503的底端。当子导向轮2504在行走过程中遇到障碍后，子导向轮2504摆动并越过障碍，此过程中复位弹簧2502形变，越过障碍后，形变的复位弹簧2502释放动能并带动子导向轮2504恢复原位，子导向轮2504继续在沟槽802内行走。即本实施例中导向机构借助相邻的两个光伏板7的长度边框之间的间隙作为轨道，配合子导向轮2504实现对移动子装置2行走过程的导向，充分利用了光伏板7的结构特征。

相应的，停放机构包括行走组件停放轨道和导向机构停放轨道，行走组件停放轨道包括两个行走组件停放导轨104，两个行走组件停放导轨104左右相对的设置在承载母装置的机架101上，行走组件停放轨道用于供移动子装置2的行走组件行走和停放；导向机构停放轨道包括两个导向机构停放导轨106，两个导向机构停放导轨106左右相对的设置在承载母装置的机架101上，导向机构停放轨道用于供移动子装置2的导向机构行走和停放。

本发明一种平铺光伏电站智能清扫机器人的工作方法与实施例1一致。

实施例3：

如附图9所示，本实施例为在实施例2基础上的进一步改进，本实施例与实施例2的区别为：位于光伏板矩阵的首端的光伏板7为首端光伏板7，首端光伏板7的外侧设置有停放位充电装置11，停放位充电装置11包括停放位轨道组件1101、停放位传感器感应片1104、光伏发电组件1103、充电控制器和市电充电组件1102，停放位轨道组件1101设置在首端光伏板7的外侧，包括两个相对设置的停放位导轨，两个停放位导轨配合用于供承载母装置1的行走轮组驶入并停放；停放位传感器感应片1104位于停放位轨道组件1101上，停放位传感器感应片1104与控制器连接，当承载母装置1驶入停放位轨道组件1101的预设位置后，触发停放位传感器感应片1104，进而在控制器控制下，承载母装置1的行走组件停止工作，从而承载母装置1停放在停放位轨道组件1101上；光伏发电组件1103和市电充电组件1102设置于停放位轨道组件1101处，光伏发电组件1103和市电充电组件1102均与电源装置连接，充电控制器分别与光伏发电组件1103、市电充电组件1102和控制器连接，停放位传感器感应片1104与控制器连接。

本实施例中停放位传感器感应片1104为接触式停放位传感器感应片。在实际应用中，停放位传感器感应片1104可选用任意可检测承载母装置1是否行走至停放位轨道上预定位置处的其它类型的现有传感器感应片，如可选用霍尔传感器感应片、光电式传感器感应片或者颜色传感器感应片等。

其中，其中，为便于承载母装置1行走至停放位轨道上，停放位轨道与横向行走轨道连通。

通过光伏发电组件1103和市电充电组件1102为电源装置充电时，可人工通过电源线将电源装置连接到光伏发电组件1103和市电充电组件1102上；或者，在停放位轨道组件1101的预设位置上设置有充电接口，该充电接口与市电充电组件1102和光伏发电组件1103连接，并受控制器控制，在承载母装置1的预设位置上设置有与充电接口插接配合的充电接头，该充电接头与电源装置连接。当需要充电时，承载母装置1驶入停放位轨道组件1101上的预定位置，可触发停放位传感器感应片1104，同时充电接口与充电接头连接，实现自动为电源装置充电。

本实施例一种平铺光伏电站智能清扫机器人的工作方法为：承载母装置1带动移动子装置2行走至光伏板7处后，移动子装置2承载着清扫装置3从停放机构进入光伏板7，当移动子装置2进入光伏板7后，毛刷辊301转动开始清扫工作，同时移动子装置2承载着清扫装置3沿着光伏板7的长度方向行走直至光伏板7的尾端，待清扫至光伏板7的尾端时，毛刷辊301停止转动，同时子电机反向转动，驱动移动子装置2折返至停放机构上，待移动子装置2驶入停放机构的预设位置后，移动子装置2停止行走并停放在承载母装置1上，承载母装置1带动移动子装置2行走至下一个光伏板7处。待承载母装置1行走至光伏板矩阵中的最后一个光伏板7且对该光伏板7清扫完毕后，尾端位置传感器与横向行走轨道配合，承载母装置1返回至停放位轨道组件1101；在停放位轨道组件1101，通过光伏发电组件1103或市电充电组件1102为电源装置充电。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.一种平铺光伏电站智能清扫机器人，包括电源装置、控制器和清扫装置，其特征在于还包括主要由承载母装置和移动子装置组成的子母行走装置，承载母装置和移动子装置均为主要由机架和装配在机架上的行走组件组成的行走装置，移动子装置上设置有清扫限位传感器，清扫装置装配在移动子装置上，移动子装置能够承载着清扫装置沿着光伏板的长度方向行走；

承载母装置上设置有横行限位传感器、光伏板识别传感器、子装置停放传感器和用于供移动子装置停放的停放机构，承载母装置能够承载着移动子装置沿着光伏板的宽度方向行走；

横行限位传感器、承载母装置的行走组件、移动子装置的行走组件、清扫限位传感器、清扫装置、光伏板识别传感器和子装置停放传感器均与控制器连接，电源装置用于为上述横行限位传感器、承载母装置的行走组件、移动子装置的行走组件、清扫限位传感器、清扫装置、光伏板识别传感器、子装置停放传感器和控制器提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，其特征在于位于光伏板方阵首端的光伏板宽度边边框为光伏板方阵的边框导轨，每相邻的两个光伏板方阵的边框导轨之间铺设有过渡导轨，且每个过渡导轨和与其邻近的光伏板方阵的边框导轨之间留有预定长度的间隙，上述过渡导轨和光伏板方阵的导轨边框交错排布呈一列组成辅助导轨；

辅助导轨的外侧设置有与其间隔并列设置的横向行走导轨，横向行走导轨和辅助导轨配合组成供承载母装置行走的横向行走轨道，横向行走轨道由光伏板矩阵的首端延伸至光伏板矩阵的尾端。

3.根据权利要求2所述的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，其特征在于承载母装置上还设置有导向机构，导向机构包括至少一对母导向轮组，每对导向轮组中的两个导向轮均通过与其对应的导向支架设置在承载母装置的机架的下方，每对导向轮组中的两个导向轮相对设置，每个导向轮均能够沿着横向行走轨道上与其对应的内侧立面行走。

4.根据权利要求1或2所述的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，其特征在于横行限位传感器包括首端横行限位传感器和尾端横行限位传感器，首端横行限位传感器和尾端横行限位传感器相对设置在机架的首端和尾端，首端横行限位传感器能够在预设行程的首端触发，尾端横行限位传感器能够在预设行程的尾端触发；

光伏板识别传感器共两个，两个光伏板识别传感器相对设置在机架的首端部和尾端部上，承载母装置完全位于光伏板上时，两个光伏板识别传感器能够同时触发；

清扫限位传感器设置在移动子装置的前侧，清扫限位传感器能够被光伏板的宽度边边框触发；

子装置停放传感器设置在承载母装置的机架上并位于停放机构的尾端处，子装置停放传感器能够检测移动子装置在停放机构上的位置。

5.根据权利要求1或2所述的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，其特征在于清扫装置包括安装组件、毛刷辊、毛刷辊驱动装置和灰尘收集罩，灰尘收集罩开口向下的安装在移动子装置的机架上，毛刷辊通过安装组件可转动的装配在移动子装置的机架的前侧并位于灰尘收集罩内，毛刷辊的轴长与光伏板的宽度一致，毛刷辊驱动装置装配在移动子装置的机架上并与毛刷辊连接。

6.根据权利要求5所述的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，其特征在于每个光伏板方阵中相邻的两个光伏板的长度边边框之间预留有沟槽，移动子装置上设置有导向机构，导向机构为主要由子导向支架和子导向轮组成的子导向轮组，子导向轮能够在沟槽内行走，子导向支架为具有摆动和复位功能的支架，子导向轮通过子导向支架设置在移动子装置的机架的下方，子导向支架能够带动导向轮在沟槽内越障碍行走；上述子导向轮组至少一对，每对子导向轮组中两个子导向轮相对设置在子移动装置的机架的两侧。

7.根据权利要求6所述的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，其特征在于停放机构包括行走组件停放轨道和导向机构停放轨道，行走组件停放轨道能够供移动子装置的行走组件行走和停放，导向机构停放轨道能够供移动子装置的导向机构行走和停放。

8.根据权利要求1所述的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，其特征在于电源装置包括可充电蓄电装置、电缆线和电缆线收放组件，可充电蓄电装置设置在承载母装置上，电缆线通过电缆线收放组件设置在承载母装置和移动子装置之间，电缆线收放组件能够带动电缆线随着承载母装置和移动子装置之间的间距进行收放，电源装置通过电缆线为移动子装置的行走组件、清扫限位传感器和毛刷辊组件提供电源。

9.根据权利要求1所述的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，其特征在于电源装置包括母电源装置和子电源装置，母电源装置和子电源装置均为可充电蓄电装置，母电源装置设置在承载母装置上，母电源装置用于为承载母装置的行走组件、光伏板识别传感器、子装置停放传感器和控制器提供电源；

子电源装置设置在移动子装置上，子电源装置用于为清扫限位传感器和移动子装置的行走组件提供电源。

10.根据权利要求1、8或9所述的一种平铺光伏电站智能清扫机器人，其特征在于位于光伏板矩阵的首端的光伏板为首端光伏板，首端光伏板的外侧设置有停放位充电装置，停放位充电装置包括停放位轨道组件、停放位传感器感应片、光伏发电组件、充电控制器和市电充电组件，停放位轨道组件设置在首端光伏板的外侧，停放位轨道组件能够供承载母装置行走和停放，停放位传感器感应片位于停放位轨道组件上，光伏发电组件和市电充电组件设置于停放位轨道组件处，光伏发电组件和市电充电组件均能够与电源装置连接，充电控制器分别与光伏发电组件、市电充电组件和控制器连接，停放位传感器感应片与控制器连接。