CN109701920A - 一种清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洗机器人，包括本体，本体的下侧设有用于控制本体行走的驱动执行装置，本体的前端设有用于清洁光伏板的清洗头，本体的中部设有安装腔体，安装腔体中设有用于实时获取光伏板表面参照物图像的相机；还包括用于控制驱动执行装置转动、且当转弯后的参照物图像与转弯前的参照物图像具有预设夹角时控制驱动执行装置停止转动的控制器。本申请提供的清洗机器人实现了对转弯角度的实时调整，提高了清洗机器人的越沟越障能力，还降低了外部光源对相机的影响，保障了相机的拍摄效果。

Description

一种清洗机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，更具体地说，涉及一种清洗机器人。

背景技术

随着石油的日渐紧缺和环保意识的逐渐增强，人们对可再生清洁能源的需求比重不断增大，各种光伏设备的应用越来越广泛。光伏设备通常包括设置在建筑物房顶、工作厂房等区域的光伏板，而光伏板暴露在外界环境中，容易出现积灰问题。

目前市面上具有能够清理积灰的清洗机器人，其类似于常见的扫地机器人，在使用过程中，清洗机器人放置在光伏板的板面上，其在行走的过程中对行走过的区域进行清理。另外，为了控制清洗机器人的行进，清洗机器人的尾部设置有相机，相机通过拍摄的图像来为清洗机器人提供导航基础。

然而，在实际使用时，清洗机器人需要在光伏板上往复移动，由于相机位于清洗机器人的尾部，当清洗机器人转弯时，相机线速度过高，会出现视野丢失问题，导致清洗机器人无法根据相机拍摄的图像对转弯的角度进行实时、连续的调整，只能按照固定的角度进行转弯，而后再对行进方向进行二次调整。

另外，清洗机器人尾部增设的相机还会减小离去角，并进一步影响清洗机器人的通过性，降低清洗机器人越沟能力、越障能力。

综上所述，如何提供一种转弯角度可实时调整、且通过性高的清洗机器人，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种清洗机器人，其在转弯时无需对行进方向进行二次调整，且越沟越障能力较高。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种清洗机器人，包括本体，所述本体的下侧设有用于控制所述本体行走的驱动执行装置，所述本体的前端设有用于清洁光伏板的清洗头，所述本体的中部设有下端开口的安装腔体，所述安装腔体中设有用于实时获取光伏板表面参照物图像的相机；还包括用于控制所述驱动执行装置转动、且当转弯后的参照物图像与转弯前的参照物图像具有预设夹角时控制所述驱动执行装置停止转动的控制器。

优选的，所述相机的视野中心与所述本体的旋转中心重合。

优选的，还包括与所述相机连接、用于显示所述相机所拍摄图像的显示器。

优选的，所述本体四周设有与所述控制器连接、用于感应光伏板边界位置的检测传感器，所述控制器能够在所述本体移动至光伏板边界时控制所述驱动执行装置调整行走方向，以避免所述本体从光伏板掉落。

优选的，所述检测传感器包括设于所述清洗头前端的前部传感器和/或设于所述本体尾部的尾部传感器。

优选的，所述检测传感器还包括设于所述本体侧部的侧边传感器。

优选的，所述检测传感器为超声传感器或接近开关。

本发明提供的清洗机器人包括本体、设于本体下侧的驱动执行装置、设于本体前端的清洗头、设于本体中部安装腔体内部的相机以及控制器；其中，控制器能够控制驱动执行装置转动，并当相机获取的参照物图像在本体转弯前后具有预设夹角时控制驱动执行装置停止转动。

在工作过程中，清洗机器人放置在光伏板的板面上，本体在驱动执行装置的控制下在光伏板的板面上移动，清洗头对所经过的区域进行清理，相机实时拍摄光伏板板面的参照物图像，控制器接收相机拍摄的参照物图像，当清洗机器人需要转弯时，控制器控制驱动执行装置转动，进而使本体转动。

在转弯过程中，当相机拍摄到的参照物图像与转弯之前的参照物图像具有预设夹角时，说明本体转动的角度恰好为预设夹角，此时控制器控制驱动执行装置停止转弯，并进行后续行走过程。

相比于现有技术中将相机设置在本体尾部的方式，本申请提供的清洗机器人将相机设置在本体中部的安装腔体中，相机在转弯过程中的线速度更小，不易出现视野丢失的问题，方便对转弯角度进行实时的调整；且相机中置时，清洗机器人的离去角更大，能够适用的坡度更大，越沟越障能力更强。另外，相机位于本体中部的安装腔体中，因此相机受外部光源的影响较小，在拍摄时能够更好的利用自身的光源，保障所拍摄的参照物图像的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的清洗机器人的结构示意图。

图1中：1为清洗头、2为驱动执行装置、3为检测传感器、4为相机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种清洗机器人，其在转弯时能够对转弯的角度进行实时准确的调整，且越沟越障能力较高。

请参考图1，图1为本发明所提供的清洗机器人的结构示意图。

本发明提供了一种清洗机器人，用于光伏板的清洁作业，其包括本体，本体的下侧设有用于控制本体行走的驱动执行装置2，本体的前端设有用于清洁光伏板的清洗头1，本体的中部设有下端开口的安装腔体，安装腔体中设有用于实时获取光伏板表面参照物图像的相机4；还包括用于控制驱动执行装置2转动、且当转弯后的参照物图像与转弯前的参照物图像具有预设夹角时控制驱动执行装置2停止转动的控制器。

具体的，清洗头1主要用于在本体移动过程中对经过的区域进行清洗，其可以采用拖布式或可转动的柱状辊刷等清洗结构。驱动执行装置2可以采用轮式或履带式结构，驱动执行装置2可由蓄电池供电、电机驱动，具体结构和工作原理可参考现有技术，能够在光伏板板面上行进、转弯、掉头即可。本体具体包括壳体以及相应的连接组件，本体主要用于安装固定清洗头1、驱动执行装置2等部件，从而将各部件组装成为完整的清洗机器人。

相机4设置在本体的中部，本申请优选相机4的视野中心与本体的旋转中心重合，在实际装配时，相机4可以设置在本体的重心位置或几何中心位置。相机4主要用于拍摄光伏板的板面图像，需要说明的是，参考物为相对于光伏板位置固定的线条或图案，其需要在清洗机器人的移动方向上连续，在实际工作过程中，参照物可以为光伏板上的固有纹路、边框、拼接缝隙或其他结构；参照物图像具体指相机4拍摄到的板面图像中参考物所对应的图像信息。

控制器主要用于根据相机4反馈的实时的参照物图像控制驱动执行装置2的运动状态。具体的，当清洗机器人需要转弯时，控制器向驱动执行装置2发出转弯指令，控制驱动执行装置2进行转弯操作，转弯的预设夹角优选为90度。另外，控制器通过相机4实时获取参照物图像，在本体转动过程中，当参照物图像与转动前相比转动预设夹角时，则说明本体转动的角度恰好为预设夹角，此时控制器向驱动执行装置2发出停止转动的指令，驱动执行装置2在控制器的控制下停止转弯、并进行后续行走过程。

可以理解的，清洗机器人的转弯过程有多种方式实现，例如，清洗机器人可以采用原地转弯的方式，即控制器先控制驱动执行装置2停止移动，然后再控制其进行转动。当然，清洗机器人也可以采用移动转弯的方式，即控制器控制驱动执行装置2在行进过程中直接转弯。

可以理解的，为了对转弯前后的参照物图像进行处理，从而确定本体的转动角度，清洗机器人配备有具有视觉图像处理功能的处理装置。处理装置可以为独立的部件，此时相机和控制器均与处理装置保持连接状态；可选的，处理装置也可以集成在相机或控制器中。

本申请提供的清洗机器人将相机4设置在本体的中部，在转弯过程中，相机4的线速度较低，可实时连续跟踪相机4所拍摄的参照物，从而保障控制器对转弯角度的实时调整；且相机4对本体的尾部和头部没有干涉，因此清洗机器人的接近角和离去角较大，清洗机器人能够在坡度较大的板面上行走，越沟越障能力更强。

另外，相机4位于本体中部的安装腔体中，安装腔体四周的结构件能够对相机4进行遮挡，因此相机4受外部光源的影响较小，在拍摄时能够更好的利用自身的光源，保障所拍摄的参照物图像的质量。

进一步的，为了方便用户对光伏板面的状态进行监控，清洗机器人还包括用于显示相机4所拍摄板面图像的显示器，显示器与相机4连接。在工作过程中，相机4对光伏板的板面进行连续拍摄，并将板面图像通过显示器进行显示，用户通过板面图像检查光伏板的热斑、裂纹、隐裂、顽固污染物等问题。另外，显示器和相机4优选采用无线的方式进行连接，从而方便用户对板面图像进行实时查看。

进一步的，为了优化清洗机器人的使用效果，本申请提供的一种实施例中，本体外周设有用于感应光伏板边界位置的检测传感器3，检测传感器3与控制器连接，控制器能够在本体移动至光伏板边界时控制驱动执行装置2调整行走方向，以避免本体从光伏板掉落。

具体的，检测传感器3可以具体为超声传感器或接近开关或速度计等感应元件，当本体移动至光伏板边界位置时，检测传感器3可向控制器发送位置信息，此时驱动执行装置2在控制器的控制下改变行走方向，其中，行走方向的调整可以具体为停止、后退、转弯、掉头。

在实际使用时，检测传感器3可以具体安装在本体的前部或后部或侧部，为了保障清洗机器人行走的安全性，本实施例优选在本体的四周均设置检测传感器3，此时检测传感器3包括设于本体侧部的侧边传感器、设于清洗头1前端的前部传感器、设于本体尾部的尾部传感器。可以理解的，本体上也可以仅设置单个检测传感器3，此时采用单一检测传感器3与算法结合的方式来控制驱动执行装置2的行走路径，来实现避免本体掉落的效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的清洗机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种清洗机器人，其特征在于，包括本体，所述本体的下侧设有用于控制所述本体行走的驱动执行装置(2)，所述本体的前端设有用于清洁光伏板的清洗头(1)，所述本体的中部设有下端开口的安装腔体，所述安装腔体中设有用于实时获取光伏板表面参照物图像的相机(4)；还包括用于控制所述驱动执行装置(2)转动、且当转弯后的参照物图像与转弯前的参照物图像具有预设夹角时控制所述驱动执行装置(2)停止转动的控制器。

2.根据权利要求1所述的清洗机器人，其特征在于，所述相机(4)的视野中心与所述本体的旋转中心重合。

3.根据权利要求1或2所述的清洗机器人，其特征在于，还包括与所述相机(4)连接、用于显示所述相机(4)所拍摄图像的显示器。

4.根据权利要求3所述的清洗机器人，其特征在于，所述本体四周设有与所述控制器连接、用于感应光伏板边界位置的检测传感器(3)，所述控制器能够在所述本体移动至光伏板边界时控制所述驱动执行装置(2)调整行走方向，以避免所述本体从光伏板上掉落。

5.根据权利要求4所述的清洗机器人，其特征在于，所述检测传感器(3)包括设于所述清洗头(1)前端的前部传感器和/或设于所述本体尾部的尾部传感器。

6.根据权利要求5所述的清洗机器人，其特征在于，所述检测传感器(3)还包括设于所述本体侧部的侧边传感器。

7.根据权利要求6所述的清洗机器人，其特征在于，所述检测传感器(3)为超声传感器或接近开关。