CN109718974A - 光伏防灰涂布机器人 - Google Patents

Abstract

本公开涉及太阳能光伏技术领域，尤其涉及一种光伏防灰涂布机器人。一种光伏防灰涂布机器人，包括：基体，喷涂液路组件和运动控制组件，其中，喷涂液路组件设置在基体上，并构造成用于向光伏对象的待喷涂表面喷涂防灰涂层液；而运动控制组件设置在基体上，并构造成用于驱动和控制机器人在光伏对象的待喷涂表面上的运动。

Description

光伏防灰涂布机器人

技术领域

本公开涉及太阳能光伏技术领域，尤其涉及一种光伏防灰涂布机器人。

背景技术

随着太阳能发电技术的不断发展，越来越多的光伏电站建设在山坡、农田、厂房屋顶等区域，以实现与农业、牧业、工业等协同发展。但与此同时，分布式电站的飞速增长也带来了日常运维成本居高不下的难题，其中一大因素就是灰尘的累积对发电效率的不良影响。

目前主要采用在光伏面板上涂布防灰涂层的方式解决灰尘积累问题。传统的防灰涂层涂布方式，例如人工采用有气喷枪、手持喷枪等对光伏面板进行喷涂涂布的方式，存在工作效率不高、涂层均匀性不能保证等问题，难以满足光伏电站现场的工作效率、涂层厚度均匀性等要求。

公开内容

本公开所解决的至少一个技术问题在于提供一种光伏防灰涂布机器人，其能够在光伏面板阵列表面自主移动，同时自动化执行防灰涂层涂布工作。

根据本公开的实施例，提供了一种光伏防灰涂布机器人，包括：

基体；

喷涂液路组件，设置在基体上，并构造成用于向光伏对象的待喷涂表面喷涂防灰涂层液；和

运动控制组件，设置在基体上，并构造成用于驱动和控制机器人在光伏对象的待喷涂表面上的运动。

在一些实施例中，喷涂液路组件可以包括：布置在基体上并由液管连接的液箱、喷嘴和压力系统，其中，防灰涂层液在压力系统的作用下由液箱经由液管流向喷嘴，并由喷嘴进行喷涂。

在一些实施例中，压力系统可以包括：低压泵，高压泵，以及与低压泵和高压泵连通的过滤装置；其中，低压泵经由液管连接至液箱，而高压泵经由液管连接至喷嘴。

在一些实施例中，喷涂液路组件还可以包括：围绕喷嘴设置的挡板结构，以限定以喷嘴为中心的挡风区域。优选地，挡板结构可以进一步包括：前挡板，后挡板，以及侧挡板；其中，前挡板、后挡板以及侧挡板围绕喷嘴设置，以限定挡风区域。

在一些实施例中，喷涂液路组件可以进一步包括：多个喷嘴，线性布置并且通过各自的喷座连接到液管。

在一些实施例中，基体呈平板结构，液箱和压力系统布置在基体的下表面上，而喷嘴和挡板结构延伸到基体之外；其中，基体的上表面形成有连通至液箱的加液孔。

在一些实施例中，运动控制组件可以包括：设置在基体上的电源、控制器、以及带有电机的运动轮，其中，电源为控制器、压力系统和电机提供电力，而电机在控制器的控制下驱动相应的运动轮的启停、转动和运动速度中的至少一项，以实现机器人的移动。

在一些实施例中，运动控制组件还可以包括：位置传感器，设置在基体的边缘位置，并构造成用于感测机器人在光伏对象的待喷涂表面上的位置。优选地，运动轮还可以包括：覆盖于其上的包覆表层。

在一些实施例中，运动控制组件还可以包括：设置在电机和相应的运动轮之间的减震器。

在一些实施例中，控制器还构造成用于控制压力系统的运行。通过各电机运行速度计算喷涂区域实际相对喷涂表面的运动速度，实时调整当前压力系统工作状态，调整低压泵、高压泵运行工况，改变输出压力，调整喷涂量，实现机器人运动速度和喷涂流量的匹配，保证均匀性。

在一些实施例中，基体呈平板结构，控制器布置在基体的上表面上，电源布置在基体的上表面或下表面上。

根据本公开上述各种实施例所述的光伏防灰涂布机器人，可在光伏面板阵列表面自主移动，同时自动化执行防灰涂层涂布工作，不仅能够相对于传统的人工涂布方式减少人工投入，而且可以满足工作效率高、涂层厚度均匀性等要求。而且，根据本公开上述各种实施例所述的光伏防灰涂布机器人，尤其能够在山地、厂房屋顶等分布式光伏电站的施工环境下实现经济、方便、高效地实施涂布操作，具有良好的施工环境适应性。

附图说明

图1是根据本公开实施例的光伏防灰涂布机器人的一种整体结构简图；

图2是根据本公开实施例的光伏防灰涂布机器人的另一种整体结构简图；

图3是根据本公开实施例的光伏防灰涂布机器人的俯视示意图；

图4是根据本公开实施例的光伏防灰涂布机器人的侧视示意图；

图5是根据本公开实施例的光伏防灰涂布机器人的仰视示意图；和

图6是根据本公开实施例的光伏防灰涂布机器人在光伏面板上执行涂布操作的示意图。

具体实施方式

虽然将参照含有本公开的较佳实施例的附图充分描述本公开，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的公开，同时获得本公开的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本公开所描述的示例性实施例。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本公开的总体上的发明构思，提供了一种光伏防灰涂布机器人，包括：基体，喷涂液路组件和运动控制组件，其中，喷涂液路组件设置在基体上，并构造成用于向光伏对象的待喷涂表面喷涂防灰涂层液；而运动控制组件设置在基体上，并构造成用于驱动和控制机器人在光伏对象的待喷涂表面上的运动。

参见图1-2和图3-5，根据本公开实施例，提供了一种光伏防灰涂布机器人100，主要包括基体1，以及设置在基体1上的喷涂液路组件和运动控制组件，其中，喷涂液路组件构造成用于向光伏对象的待喷涂表面(例如在图示的实施例中为光伏组件中的光伏面板阵列表面)喷涂防灰涂层液，以执行防灰涂层涂布操作；而运动控制组件构造成用于驱动和控制机器人100在光伏对象的待喷涂表面上的运动。具体地，如图1和图2所示，喷涂液路组件可以包括：布置在基体1上并由液管连接的液箱8、喷嘴11和压力系统，其中，防灰涂层液在压力系统的作用下由液箱8经由液管流向喷嘴11，并由喷嘴11进行喷涂。运动控制组件可以包括：设置在基体1上的电源23、控制器3、以及带有电机12、29的运动轮9、10，其中，电源23为控制器3、动力系统和电机12、29提供电力，而电机12、29在控制器3的控制下驱动相应的运动轮9、10的启停、转动和运动速度中的至少一个，以实现机器人100的移动。

因此，本公开实施例提供的光伏防灰涂布机器人，通过运动控制组件能够在光伏对象的待喷涂表面(例如光伏组件的光伏面板阵列表面)上自主移动，并且在机器人的自主移动过程中，通过喷涂液路组件能够自动化执行防灰涂层涂布操作。这样，相对于传统的人工涂布方式，不仅能够减少人工投入，而且可以满足工作效率高、涂层厚度均匀性等要求。

更详细地，参见图1-2和图3-5，喷涂液路组件中，压力系统包括：低压泵20，高压泵21，以及与低压泵20和高压泵21连通的过滤装置26；其中，低压泵20经由液管连接至液箱8，而高压泵21经由液管连接至喷嘴11。

根据本公开的示例性实施例，参见图3至图5，光伏防灰涂布机器人100中，基体1大致呈矩形平板结构，喷涂液路组件中的液箱8和压力系统布置在基体1的下表面上(如图5所示)，而喷嘴11从基体1的上表面延伸到基体1之外。液箱8通过固定钣金件15固定到基板1，用于装载待喷涂的防灰涂层液，并且通过液管(如图5中的进液管18)连接至低压泵20。低压泵20用于从液箱8抽取防灰涂层液，并通过液管连接高压泵21以为高压泵21的正常工作提供初压力。高压泵21用于为防灰涂层液增压，以使得防灰涂层液达到能够使得喷嘴11执行正常喷涂的压力值；并且，高压泵21通过液管(如图3中的高压短管6和高压输液管7)连接喷嘴11。另外，如图1所示，在连接到喷嘴11之前，低压泵20和高压泵21还可以通过液管连接至过滤装置26，用于对被输送的防灰涂层液执行过滤。此外，如图1和图3所示，基体1的上表面还可以形成有用于为光伏防灰涂布机器人100补给防灰涂层液的加液孔2，加液孔2直接连通至液箱8，方便人工加液操作。

根据本公开实施例提供的光伏防灰涂布机器人中，所述喷涂液路组件还可以包括：围绕所述喷嘴设置的挡板结构，以限定以所述喷嘴为中心的挡风区域。参见图1-2和图3-5，根据本公开的示例性实施例，挡板结构可以具体地包括：前挡板24，后挡板27，以及侧挡板4；其中，前挡板24、后挡板27以及侧挡板4围绕喷嘴11设置，以限定挡风区域28。优选地，喷涂液路组件可以包括线性布置的多个喷嘴11，这些喷嘴11通过各自的喷座5连接到高压短管6和高压输液管7，继而连接至压力系统和液箱8；而由前挡板24、后挡板27以及侧挡板4构成的挡板结构布置在这些喷嘴11的外围，以限定挡风区域28，从而减少风对喷嘴的喷涂雾化区域的干扰，以提高喷涂工作的效率以及涂布厚度的均匀性。

前面描述了根据本公开示例性实施例的光伏防灰涂布机器人100中的基体与喷涂液路组件的结构和组成，然而，本领域技术人员应该理解，在能够实现喷涂液路组件的输液作用和喷涂作用的前提下，基体和喷涂液路组件可以具有任何合适的形状、结构、组成部件以及布局，本公开对此不做限制。例如，在一些其它实施例中，基体可以具有设计成外壳结构以将喷涂液路组件的大部分部件设置在外壳内部。又例如，在另一些其它实施例中，多个喷嘴可以采用阵列方式进行布置，以进一步提高喷涂工作的效率以及涂布厚度的均匀性。

本公开实施例提供的光伏防灰涂布机器人中，如前所述，运动控制组件可以包括：设置在基体1上的电源、控制器、以及带有电机的运动轮。

根据本公开的示例性实施例，参见图1-2和图3-5，光伏防灰涂布机器人100中，电源(例如蓄电池)23通过多个固定器16固定到基板1的上表面。可以通过手工操作固定器16的松紧来装卸电源，以方便在电量耗尽时能够及时进行电源更换操作。

而且，参见图1-2和图3-5，光伏防灰涂布机器人100中，两个前运动轮9通过轮支架14对称地设置在基板1的前侧底部，而两个后运动轮10通过轮支架14对称地设置在基板1的后侧底部。每个前运动轮9设有相应的驱动电机12，每个后运动轮10设有相应的驱动电机29，也就是说，前运动轮9和后运动轮10中的每个均是独立驱动的。电机12或29通过电机支架13固定到基板1的底部，用于驱动相应的运动轮9或10。

进一步地，在一些实施例中，在每个电机12或29和相应的运动轮9或10之间设有用于提供缓冲减震作用的减震器(例如弹簧减震器)17，使机器人100具有一定的跨越光伏组件边框的运动能力。更进一步地，在一些实施例中，前运动轮9和后运动轮10上还可以覆盖有橡胶材质的包覆表层，以增大机器人移动时运动轮与光伏组件中的太阳能面板阵列表面的摩擦力。

此外，参见图1，光伏防灰涂布机器人100中，运动控制组件还可以包括位置传感器25。如图1所示，位置传感器25分别设置在基体1的边缘位置，并构造成用于感测机器人100在光伏组件中的光伏面板阵列表面上的位置，以防止机器人100从光伏面板阵列表面上跌落。

根据本公开实施例，在光伏防灰涂布机器人100的运动控制组件中，控制器3主要用于控制光伏防灰涂布机器人100的自主移动。具体地，参见图1和图3，控制器3设置在基体1的例如上表面的大致中心位置，并且电连接(例如由图1中的虚线所示)至与前运动轮9和后运动轮10对应的各个电机12和29以控制这些电机的运动。此外，控制器3还可以电连接至位置传感器、喷涂液路组件的压力系统(包括低压泵，高压泵和过滤装置)等，以分别控制这些部件和组成。在控制器还构造成用于控制压力系统的运行的实施例中，通过各电机运行速度计算喷涂区域实际相对喷涂表面的运动速度，实时调整当前压力系统工作状态，调整低压泵、高压泵运行工况，改变输出压力，调整喷涂量，实现机器人运动速度和喷涂流量的匹配，保证均匀性。如图所示，控制器3上可以设有多个开关和/或按钮，例如，急停开关、启停开关等，用于手动控制运动控制组件的开启和关闭，并且能够就运动速度、轨迹行进方式、传感器信号、泵压力和转速等相关参数进行调整设置，从而达到较少的人工干预的目的。

前面描述了根据本公开示例性实施例的光伏防灰涂布机器人100中的运动控制组件的结构和组成，然而，本领域技术人员应该理解，在能够实现机器人的自主移动的前提下，运动控制组件可以具有任何合适的结构、组成部件以及布局，本公开对此不做限制。

下面结合图6描述本公开实施例提供的光伏防灰涂布机器人100的操作方式和工作过程。如图6所示，光伏组件200具有以一斜度倾斜设置的光伏面板阵列表面210，该表面210也就是需要被喷涂防灰涂层液的待喷涂表面。需要说明的是，为了便于描述，在本公开实施例中，将基体1的设有喷嘴和挡风区域的一侧定义为机器人100的前方，与前方相反的一侧定义为机器人100的后方。

在光伏防灰涂布机器人100执行喷涂工作之前，为光伏防灰涂布机器人100的液箱补给防灰涂层液。接着，人工地将机器人100放置在光伏面板阵列表面210上(优选地放置在如图6所示的阵列表面的左下角并且使其喷嘴侧朝向阵列表面的倾斜上方)。然而，利用控制器启动机器人100的运动控制组件，使得机器人100的前、后运动轮在相应电机驱动下滚动以使机器人100在光伏面板阵列表面210上向上运动，在运动过程中利用设置在机器人100边缘位置的位置传感器感测机器人100相对于光伏面板阵列表面210的位置，以确保运动的准确性和安全性。当位于机器人100前方侧的位置传感器感测到机器人100已经抵达光伏面板阵列表面210的上边缘后，机器人100在光伏面板阵列表面210上开始自上而下的匀速运动，与此同时，控制器自行启动喷涂液路组件的压力系统，由喷嘴开始执行防灰涂层液的喷涂，直至机器人100再次抵达阵列表面的左下角时关闭压力系统。此时，完成在光伏面板阵列表面210上第一道宽度防灰涂层液的喷涂。随后，机器人100在光伏面板阵列表面210上自行横向向右移动至与第一道宽度防灰涂层液相邻的新的位置，再次重复上述向上移动和自上而下喷涂的步骤，以在第一道宽度防灰涂层液的右侧喷涂新的一道宽度防灰涂层液。随后机器人100在光伏面板阵列表面210上不断向右重复上述步骤，直至完成在光伏面板阵列表面210最右侧一道宽度的防灰涂层液喷涂。当完成最右侧一道宽度的防灰涂层液喷涂后，机器人100自身转向90度，对由于自身遮挡而未喷涂的区域(例如图6中光伏面板阵列表面210的最下方区域)执行补喷，从而完成整块光伏面板阵列表面210的喷涂作业。之后，如需对另一个光伏组件的光伏面板阵列表面实施防灰涂层的喷涂，可采用人工方式将机器人100搬运至另一块光伏组件的光伏面板阵列表面。此过程中，如防灰涂层液短缺，可以为液箱补充防灰涂层液，若电量不足，则更换电源(例如蓄电池)。

需要指出的是，前面的描述仅示意性说明了光伏防灰涂布机器人100的示例性操作方式和工作过程，并非用于限制光伏防灰涂布机器人的操作方式，例如，使用者可以根据实际情况调整光伏防灰涂布机器人在光伏面板阵列表面210的移动方式，例如，可以机器人在喷涂第一道宽度防灰涂层液时从下自上匀速移动，到达光伏面板阵列表面210的最上侧后机器人100自身转向90度后在从上至下匀速移动以喷涂第二道宽度防灰涂层液，最后分别在光伏面板阵列表面210的最上侧和最下侧0自身转向90度，对由于自身遮挡而未喷涂的区域执行补喷，从而完成整块光伏面板阵列表面210的喷涂作业。

由上可知，根据本公开上述各种实施例所述的光伏防灰涂布机器人，可在光伏面板阵列表面自主移动，同时自动化执行防灰涂层涂布工作，不仅能够相对于传统的人工涂布方式减少人工投入，而且可以满足工作效率高、涂层厚度均匀性等要求。而且，根据本公开上述各种实施例所述的光伏防灰涂布机器人，尤其能够在山地、厂房屋顶等分布式光伏电站的施工环境下实现经济、方便、高效地实施涂布操作，具有良好的施工环境适应性。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。

在详细说明本公开的上述示例性实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本公开亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。

Claims (13)

1.一种光伏防灰涂布机器人，包括：

基体；

喷涂液路组件，设置在所述基体上，并构造成用于向光伏对象的待喷涂表面喷涂防灰涂层液；和

运动控制组件，设置在所述基体上，并构造成用于驱动和控制所述机器人在所述光伏对象的待喷涂表面上的运动。

2.根据权利要求1所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述喷涂液路组件包括：布置在基体上并由液管连接的液箱、喷嘴和压力系统，其中，防灰涂层液在所述压力系统的作用下由所述液箱经由所述液管流向所述喷嘴，并由所述喷嘴进行喷涂。

3.根据权利要求2所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述压力系统包括：低压泵，高压泵，以及与所述低压泵和所述高压泵连通的过滤装置；其中，所述低压泵经由液管连接至所述液箱，而所述高压泵经由液管连接至所述喷嘴。

4.根据权利要求2所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述喷涂液路组件还包括：围绕所述喷嘴设置的挡板结构，以限定以所述喷嘴为中心的挡风区域。

5.根据权利要求4所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述挡板结构进一步包括：前挡板，后挡板，以及侧挡板；其中，所述前挡板、所述后挡板以及所述侧挡板围绕所述喷嘴设置，以限定所述挡风区域。

6.根据权利要求2所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述喷涂液路组件进一步包括：多个所述喷嘴，线性布置并且通过各自的喷座连接到所述液管。

7.根据权利要求4所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述基体呈平板结构，所述液箱和所述压力系统布置在所述基体的下表面上，而所述喷嘴和所述挡板结构延伸到所述基体之外；其中，所述基体的上表面形成有连通至所述液箱的加液孔。

8.根据权利要求2-7中任一所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述运动控制组件包括：设置在所述基体上的电源、控制器、以及带有电机的运动轮，其中，所述电源为所述控制器、所述压力系统和所述电机提供电力，而所述电机在所述控制器的控制下驱动相应的运动轮的启停、转动和运动速度中的至少一项，以实现机器人的移动。

9.根据权利要求8所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述运动控制组件还包括：位置传感器，设置在所述基体的边缘位置，并构造成用于感测所述机器人在所述光伏对象的待喷涂表面上的位置。

10.根据权利要求8所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述运动轮还包括：覆盖于其上的包覆表层。

11.根据权利要求8所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述运动控制组件还包括：设置在所述电机和相应的运动轮之间的减震器。

12.根据权利要求8所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述控制器还构造成用于控制所述压力系统的运行。

13.根据权利要求8所述的光伏防灰涂布机器人，其中，所述基体呈平板结构，所述控制器布置在所述基体的上表面上，所述电源布置在所述基体的上表面或下表面上。