CN111957623A - 一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人及其清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人及其清洗方法，包括箱体，所述箱体上下两端分别通过辊轮架固定安装有一对夹持移动辊轮，所述箱体上端的辊轮架通过水箱连杆与供水箱体连通，所述供水箱体内设置有进水泵，所述箱体的清洗槽底部开设有若干污水收集孔，所述污水收集孔通过管道连接在回水泵上，所述清洗槽从上到下呈直线式活动排布有若干清洗毛刷，所述箱体远离清洗槽两侧分别固定安装有一对智能相机，本发明能够在清洁过程中对毛刷进行自洁，同时对光伏板表面的油渍和动物粪便等粘附性强的物质进行彻底清洁，利用光伏太阳能板倾斜式设置方式，通过水流将灰尘和污渍进行冲刷保证了优异的清洁效果，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能板清洁机器人技术领域，具体为一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人及其清洗方法。
背景技术
太阳能作为一种可永续利用的清洁能源,有着巨大的开发应用潜力，世界光伏产业市场在严峻的能源形势和人类生态环境形势的压力下，进入到了快速发展时期，光伏电池产量逐年增加，因此，开展光伏发电相关技术的研究具有重要的理论意义和实用价值，当前的光伏发电系统中，光伏电池板(光伏板)由于长时间在室外或野外放置，其表面经常落有灰尘、油渍或积雪，严重影响了发电效率，是光伏产业时刻面临的一个难题，由于光伏板面积大，覆盖范围广，采用人工方式清理效率低，目前常用的自动清洁机器人大多采用以下方式：
1、毛刷式清洁机器人装置
此种清洁机器人通过毛刷将光伏玻璃表面的灰尘进行扫除，但粘附在毛刷上的灰尘无法有效进行清理，因此在大量清理后，粘附在毛刷表面的灰尘会随着与光伏太阳能板的接触而附着在太阳能板上，该种清理方式的清理效果得不到保证。
2、冲淋式清洁机器人装置
此种清理机器人通过高压水枪将光伏太阳能板表面的灰尘和污渍进行冲洗，其上的灰尘随着水流的流动而被带走，但此种清理方式会耗费大量的水资源，从而造成水资源的浪费，同时，对于附着在光伏太阳能板上的油渍和鸟类粪便等，仅通过冲洗方式难以进行有效清洁，因此该清洁方式同样存在一定的局限性。
同时，现有技术中申请号为“CN201910953426.1”的一种光伏板智能清洁机器人，属于太阳能光伏板清洁领域，积灰程度检测机构、行走机构、清洁机构、控制机构、清洁机器人机架，积灰程度检测机构集成蓝牙传输功能，与控制机构进行蓝牙无线信息通信，将光伏板表面积灰程度的数据通过蓝牙无线传送给控制机构；行走机构具有横向行走单元与纵向行走单元；清洁机构包括清洁机构机架、双口吸尘风道、人字形毛刷、吸尘电机、水箱升降器、电控渗漏水箱、清洁抹布、集尘盒、加热烘干器、薄膜电池板供电器；控制机构接收到积灰程度检测器发送的光伏板表面积灰程度的数据后与其内部设置的阈值数据进行比较，智能判断光伏板目前的积灰程度，并根据不同的积灰程度给出不同指令。
上述该光伏板智能清洁机器人在使用过程中虽然同时运用了刷洗和渗漏的方式进行清洗，但在实际操作过程中，少量的水会使灰尘粘附在太阳能电池板上，此种渗水清洁方式反而增大了毛刷的清洁难度，使得该清洁机器人清洁效果大打折扣。
因此本发明的目的在于设计一种刷洗和冲洗为一体的，清洁效果更好，同时兼具节能环保的一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人及其清洗方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人及其清洗方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，包括箱体，所述箱体上下两端分别通过辊轮架固定安装有一对夹持移动辊轮，所述箱体上端的辊轮架通过水箱连杆与供水箱体连通，所述供水箱体内设置有进水泵，所述进水泵通过水箱连杆内部开设的进水道与箱体的清洗槽内开设的冲洗孔连通，所述箱体的清洗槽底部开设有若干污水收集孔，所述污水收集孔通过管道连接在回水泵上，所述回水泵远离污水收集孔一侧的管道上还设置有污水过滤箱，所述污水过滤箱远离回水泵一端通过水箱连杆内部开设的回水道与供水箱体连通，所述清洗槽从上到下呈直线式活动排布有若干清洗毛刷，所述箱体远离清洗槽两侧分别固定安装有一对智能相机。
优选的，所述清洗槽四周的箱体上固定安装有密封橡胶雨刮。
优选的，所述清洗毛刷位于箱体内部均固定安装有驱动齿轮，相邻的所述驱动齿轮之间相互啮合，所述驱动齿轮通过驱动电机驱动。
优选的，所述箱体远离清洗槽一侧设置有太阳能供电板，所述太阳能供电板与箱体内部固定安装的锂电池模块电性连接。
优选的，所述污水过滤箱内部从下到上依次设置有格栅颗粒物过滤层、海绵过滤层和活性炭吸附层。
优选的，所述夹持移动辊轮的轮轴上固定安装有平移电机。
一种清洗方法，采用上述的基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，包括以下步骤：
步骤一：向供水箱体内添加冲洗清洁水，将该装置安装在光伏太阳能电池板上，使得上下的所述夹持移动辊轮紧紧夹持在光伏太阳能电池板的侧壁，从而完成该清洁机器人的安装；
步骤二：打开箱体上的操作开关，控制平移电机、驱动电机、进水泵和回水泵工作，从而对太阳能电池板进行刷洗和冲洗清洁步骤；
步骤三：清理完毕后打开箱体上的箱盖，将污水过滤箱取出进行冲洗清洁，并对清洗毛刷进行清洗，清洗完成后存放以便再次使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明相比于毛刷清洁式方式，能够在清洁过程中对毛刷进行自洁，通过水流带走毛刷刷洗过程中粘附在其表面的灰尘，从而保证了毛刷在进行大量清洁工作下的清洁度，进而保证该机器人清洁的均匀性；
2、本发明相比于冲刷式清洁方式，能够对光伏板表面的油渍和动物粪便等粘附性强的物质进行彻底清洁，同时能够将清洁产生的污水进行过滤并回收循环利用，节能环保；
3、本发明利用光伏太阳能板倾斜式设置方式，通过在上部释放清洁水，水流在倾斜的太阳能板上向下流动从而将光伏板表面的灰尘和污渍进行冲刷，配合刷洗保证了优异的清洁效果。
本发明能够在清洁过程中对毛刷进行自洁，同时对光伏板表面的油渍和动物粪便等粘附性强的物质进行彻底清洁，利用光伏太阳能板倾斜式设置方式，通过水流将灰尘和污渍进行冲刷保证了优异的清洁效果，节能环保。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的整体结构俯视示意图；
图3为本发明的整体结构侧视示意图；
图4为本发明的清洗槽内部结构示意图；
图5为本发明的箱体内部结构示意图；
图6为本发明的供水箱体内部结构示意图；
图7为本发明的污水过滤箱内部结构示意图。
图中：1箱体、2辊轮架、3夹持移动辊轮、4水箱连杆、5供水箱体、6进水泵、7进水道、8清洗槽、9冲洗孔、10污水收集孔、11回水泵、12污水过滤箱、13回水道、14清洗毛刷、15智能相机、16密封橡胶雨刮、17太阳能供电板、18锂电池模块、19格栅颗粒物过滤层、20海绵过滤层、21活性炭吸附层、22光伏太阳能电池板。
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。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：
一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，包括箱体1，箱体1上下两端分别通过辊轮架2固定安装有一对夹持移动辊轮3，箱体1上端的辊轮架2通过水箱连杆4与供水箱体5连通，供水箱体5内设置有进水泵6，进水泵6通过水箱连杆4内部开设的进水道7与箱体1的清洗槽8内开设的冲洗孔9连通，箱体1的清洗槽8底部开设有若干污水收集孔10，污水收集孔10通过管道连接在回水泵11上，回水泵11远离污水收集孔10一侧的管道上还设置有污水过滤箱12，污水过滤箱12远离回水泵11一端通过水箱连杆4内部开设的回水道13与供水箱体5连通，清洗槽8从上到下呈直线式活动排布有若干清洗毛刷14，箱体1远离清洗槽8两侧分别固定安装有一对智能相机15，本实施例中的智能相机15、平移电机、驱动电机与箱体1内置的单片机电性连接，智能相机15通过高度集成化的微小型机器视觉系统将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案，通过智能相机15的设置，能够对光伏太阳能电池板22表面进行提前检测，从而对光伏电池板上的污染情况进行分级，并按照其污染程度调节驱动电机的转速、进而控制清洗毛刷14的转速，节省清洁区的清洗时间、提升清洗效率，保障对顽固污染区的清洗效果，同时，在清洗完毕后，能够通过智能相机15进行清洗效果复检分析，若存在顽固污渍区，通过箱体1内部设置得到单片机控制平移电机和驱动电机进行相应的动作，从而保证顽固污渍的清理，此外，清洗完毕后，能够通过智能相机15对太阳能面板进行外观分析，从而识别出外观破损的区域，精准定位破损的位置，并把破损区域大小、位置等信息进行回传，实现太阳能面板清洗和异常检测过程的二合一，提高太阳能电场的运维效率。
箱体1作为各种零部件的承载机构，上下设置的辊轮架2用于安装夹持移动辊轮3，通过夹持移动辊轮3将该清洗机器人活动安装在光伏太阳能电池板22上下，通过夹持移动辊轮3上连接的平移电机工作带动该清洗机器人在光伏太阳能电池板22上进行平移，供水箱体5内填充有冲洗水，冲洗水通过供水箱体5内部设置的进水泵6经进水道7最终通过冲洗孔9排出，由于太阳能电池板的倾斜设计，水流在自身重力作用下向下流动，从而将太阳能电池板表面的污渍和清洗毛刷14上的污渍进行清理，对于油渍和附着力较强的污渍，利用冲洗水配合清洗毛刷14的刷洗，清洗毛刷14的转速根据智能相机15采集的污染分级信息进行智能调节，清洗后的水流通过污水收集孔10再次进入箱体1内部，在回水泵11的作用下经过回水道13进入污水过滤箱12内，污水过滤箱12将含有污渍的污水进行过滤，最终清洁的污水得以进行供水箱体5内部，从而完成一个循环，此种方式大大节约了用水量，节能环保。
作为一个优选，清洗槽8四周的箱体1上固定安装有密封橡胶雨刮16，通过密封橡胶雨刮16将光伏太阳能电池板22与外界进行封闭，从而防止清洗槽8内部的水分向外溢出，同时密封橡胶雨刮16能够对清洗后的光伏太阳能电池板22进行刮洗，减少光伏太阳能电池板22表面的水分含量，更加有益于风干。
作为一个优选，清洗毛刷14位于箱体1内部均固定安装有驱动齿轮，相邻的驱动齿轮之间相互啮合，驱动齿轮通过驱动电机驱动，通过驱动电机驱动带动驱动齿轮转动，利用驱动齿轮转动带动清洗毛刷14转动，通过清洗毛刷14转动从而将光伏太阳能电池板22表面进行刷洗。
作为一个优选，箱体1远离清洗槽8一侧设置有太阳能供电板17，太阳能供电板17与箱体1内部固定安装的锂电池模块18电性连接，锂电池模块18用于为箱体1内部的各种电器元件提供电力支持，太阳能供电板17用于将太阳能转化为电能存储至锂电池模块18内部，从而提高清洁能源的利用率，更加节能环保。
作为一个优选，污水过滤箱12内部从下到上依次设置有格栅颗粒物过滤层19、海绵过滤层20和活性炭吸附层21，通过格栅颗粒物过滤层19、海绵过滤层20和活性炭吸附层21分别对不同粒径的污渍进行过滤，从而保证过滤后清洗水的再利用效果。
作为一个优选，夹持移动辊轮3的轮轴上固定安装有平移电机。
一种清洗方法，采用上述的基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，包括以下步骤：
步骤一：向供水箱体5内添加冲洗清洁水，将该装置安装在光伏太阳能电池板22上，使得上下的夹持移动辊轮3紧紧夹持在光伏太阳能电池板22的侧壁，从而完成该清洁机器人的安装；
步骤二：打开箱体1上的操作开关，控制平移电机、驱动电机、进水泵6和回水泵11工作，从而对太阳能电池板进行刷洗和冲洗清洁步骤；
步骤三：清理完毕后打开箱体1上的箱盖，将污水过滤箱12取出进行冲洗清洁，并对清洗毛刷14进行清洗，清洗完成后存放以便再次使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，包括箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)上下两端分别通过辊轮架(2)固定安装有一对夹持移动辊轮(3)，所述箱体(1)上端的辊轮架(2)通过水箱连杆(4)与供水箱体(5)连通，所述供水箱体(5)内设置有进水泵(6)，所述进水泵(6)通过水箱连杆(4)内部开设的进水道(7)与箱体(1)的清洗槽(8)内开设的冲洗孔(9)连通，所述箱体(1)的清洗槽(8)底部开设有若干污水收集孔(10)，所述污水收集孔(10)通过管道连接在回水泵(11)上，所述回水泵(11)远离污水收集孔(10)一侧的管道上还设置有污水过滤箱(12)，所述污水过滤箱(12)远离回水泵(11)一端通过水箱连杆(4)内部开设的回水道(13)与供水箱体(5)连通，所述清洗槽(8)从上到下呈直线式活动排布有若干清洗毛刷(14)，所述箱体(1)远离清洗槽(8)两侧分别固定安装有一对智能相机(15)。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，其特征在于：所述清洗槽(8)四周的箱体(1)上固定安装有密封橡胶雨刮(16)。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，其特征在于：所述清洗毛刷(14)位于箱体(1)内部均固定安装有驱动齿轮，相邻的所述驱动齿轮之间相互啮合，所述驱动齿轮通过驱动电机驱动。
4.根据权利要求1所述的一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，其特征在于：所述箱体(1)远离清洗槽(8)一侧设置有太阳能供电板(17)，所述太阳能供电板(17)与箱体(1)内部固定安装的锂电池模块(18)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，其特征在于：所述污水过滤箱(12)内部从下到上依次设置有格栅颗粒物过滤层(19)、海绵过滤层(20)和活性炭吸附层(21)。
6.根据权利要求1所述的一种基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，其特征在于：所述夹持移动辊轮(3)的轮轴上固定安装有平移电机。
7.一种清洗方法，其特征在于：采用权利要求1-6任意一项所述的基于智能相机的光伏板智能清洗机器人，包括以下步骤：
步骤一：向供水箱体(5)内添加冲洗清洁水，将该装置安装在光伏太阳能电池板(22)上，使得上下的所述夹持移动辊轮(3)紧紧夹持在光伏太阳能电池板(22)的侧壁，从而完成该清洁机器人的安装；
步骤二：打开箱体(1)上的操作开关，控制平移电机、驱动电机、进水泵(6)和回水泵(11)工作，从而对太阳能电池板进行刷洗和冲洗清洁步骤；
步骤三：清理完毕后打开箱体(1)上的箱盖，将污水过滤箱(12)取出进行冲洗清洁，并对清洗毛刷(14)进行清洗，清洗完成后存放以便再次使用。
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