CN113060281A - 一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统 - Google Patents
一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113060281A CN113060281A CN202110290608.2A CN202110290608A CN113060281A CN 113060281 A CN113060281 A CN 113060281A CN 202110290608 A CN202110290608 A CN 202110290608A CN 113060281 A CN113060281 A CN 113060281A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cleaning
- aerial vehicle
- unmanned aerial
- robot
- cleaning robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 193
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 45
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 30
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 claims description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 18
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 8
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
- B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
- B64D47/08—Arrangements of cameras
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U10/00—Type of UAV
- B64U10/10—Rotorcrafts
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/10—Cleaning arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明公开了一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，包括：工作站、清洗机器人、无人机和光伏板，其中工作站包括：设置有交互总端、充电桩和信号发射器，其中充电桩和信号发射器设置在地面上，充电桩和信号发射器均与设置与交互总端相连；光伏板通过支架安装在混凝土基座上；清洗机器人通过位于机器人外壳顶部的中央的主吸盘与上方无人机的无人机壳体相连，无人机携带清洗机器人移动至待清洗光伏板上的起飞与降落位置。本发明利用无人机实现了一个清洗机器人在多个光伏板间转移工作，减少了清洗设备投入。利用真空泵和主吸盘、副吸盘实现了无人机与清洗机器人的吸附、脱离；清洗机器人与光伏板的吸附、脱离。
Description
技术领域
本发明属于机动的洗涤地板的机械技术领域，具体为一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统。
背景技术
随着社会对清洁能源需求的比重不断增大，将来在发电领域最具有潜力并且增长速度最快的能源则是太阳能。然而，暴露于环境下的光伏电池板在积聚灰尘之后，也会对光电转换效率产生不同程度的影响。
目前，国内最常用的除尘方式是人工用水物理清洗太阳能设备的表面。该方式会产生较高的运营维护费用。而且由于天气等因素的影响，建立合适的清洗周期相对困难。如果利用自动清洁机器人代替人力进行一些较为繁杂和劳动力较强的任务程序，不仅在一定程度上会极大提高人们的工作效率，在另一方面也解放劳动力，并减少运行成本。
针对这一问题，我们提出了一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，将无人机应用到清洁领域，能够利用无人机避免地形因素对清洗效果的影响，清洗效率高。同时减少人力的投入。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，包括：工作站、清洗机器人、无人机和光伏板，其中工作站包括：设置有交互总端、充电桩和信号发射器，其中充电桩和信号发射器设置在地面上，充电桩和信号发射器均与设置与交互总端相连；光伏板通过支架安装在混凝土基座上；
清洗机器人中的机器人处理器通过数据传输模块与信号发射器相连；安装于无人机壳体内的数据传输模块与信号发射器相连；清洗机器人通过位于机器人外壳顶部的中央的主吸盘与上方无人机的无人机壳体相连，无人机携带清洗机器人移动至待清洗光伏板上的起飞与降落位置。
所述清洗机器人由机器人外壳、吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷、驱动轮、主吸盘、电动万向轮、无刷电机、集灰盒、真空泵、蓄电池、驱动电机、回充传感器、清洗电机、机器人处理器、控制器、数据传输模块、水箱、悬崖传感器、激光测距传感器、副吸盘和输水管组成，其中机器人外壳为外形呈扁状的长方体，无刷电机、集灰盒、真空泵、蓄电池、驱动电机、回充传感器、清洗电机、机器人处理器、控制器、数据传输模块、水箱和悬崖传感器安装于机器人外壳底板的内部，其中四个悬崖传感器分别设置与前后左右四个方向的中央，防止清洗机器人从光伏板上跌落，内置的驱动电机与外部的驱动轮通过齿轮相连；内置水箱通过输水管与擦洗滚刷的主轴连接，主轴上开设用于使清洗液溢出的小孔，清洁滚刷位于底部后端，内置清洗电机为擦洗滚刷和清洁滚刷提供动力；机器人处理器通过数据传输模块和信号发射器与交互总端相连；
主吸盘、WiFi指示灯和激光测距传感器安装于清洗机器人顶部，其中主吸盘位于机器人外壳顶部的中央，激光测距传感器位于主吸盘的正前方；
副吸盘、吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷、驱动轮和电动万向轮均安装于机器人外壳的底部，副吸盘位于机器人外壳底部的中央，吸尘口和擦洗滚刷设置于副吸盘的前方，清洁滚刷设置于副吸盘的后方，吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷由前至后依次布置，两个电动万向轮和两个驱动轮均分别设置于机器人外壳底部的两侧，且驱动轮位于后端，电动万向轮位于前端；吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷、驱动轮、电动万向轮、WiFi指示灯和激光测距传感器的电路系统均与设置于内部的机器人处理器和控制器相连；吸尘口位于机器人底部前端，与内置的无刷风机和集灰盒连接；真空泵通过吸气管和电动T型通口三通阀分别与位于顶部中心的主吸盘、位于底部中心的副吸盘相连。
所述无人机由无人机壳体、桨片、摄像头、起落架、GPS传感器、飞行控制系统、电源系统、电机、数据传输模块、陀螺仪和内置处理器组成，其中四个桨片分别设置于无人机壳体顶部的左前、右前、左后和右后四个角落，四个起落架分别设置于无人机壳体底部的左前、右前、左后和右后四个角落，且与壳体下端面设有一定夹角，以保证不妨碍下方的清洗机器人进行吸附工作；GPS传感器、飞行控制系统、电源系统、电机、数据传输模块、陀螺仪和内置处理器安装于无人机壳体底部的内侧，摄像头也安装于壳体底部，同时伸出无人机壳体的前方外。
所述清洗机器人移动至起飞与降落位置并降落后，副吸盘先与光伏板表面玻璃接触，清洗机器人底部的副吸盘内空气被吸走，清洗机器人吸附在光伏板面上，主吸盘停止工作，无人机与清洗机器人分离；清洗机器人在副吸盘的作用下开始在倾斜的光伏板表面独立执行清洗。
所述清洗机器人移动至的起飞与降落位置后，根据系统预设的该位置的光伏板表面的玻璃可承受重量，判断清洗机器人和无人机是否分离，如果大于等于玻璃承重极限两者分离运行；清洗机器人开始独立执行清洗；待清洗机器人离开后，无人机降落至光伏板上进入待机状态；如果小于玻璃承重极限，则主吸盘维持吸力，清洗机器人和无人机一起执行清洗任务，无人机进入待机状态，由清洗机器人控制完成清洗任务。
本发明的有益效果在于：
1.利用无人机实现了一个清洗机器人在多个光伏板间转移工作，减少了清洗设备投入。
2.利用真空泵和主吸盘、副吸盘实现了无人机与清洗机器人的吸附、脱离；清洗机器人与光伏板的吸附、脱离。同时使清洗机器人可在倾斜的光伏板上行走。
3.吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷依次布置，在清洗电机、无刷电机和水箱等共同作用下实现吸尘、水洗、干燥一体化清洗。
4.实现了仅适用一个清洗机器人就可在众多光伏板行间、串间转移工作。减少清洗设备投入。
5.清洗机器人可在光伏板上自动规划工作路径。
6.在无人机清洗机器人执行任务时，通过地面的工作站可以方便的对无人机清洗机器人位置、工作路径、清扫面积、电量等信息进行监控，并能实现任务目标更改、任务中断等操作。
附图说明
图1为本发明一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统实施例的清洗方法的流程图；
图2为本发明实施例中无人机和清洗机器人吸附后的侧视图；
图3为本发明实施例中清洗机器人工作流程示意图；
图4为本发明实施例中无人机工作流程示意图；
图5为本发明实施例中清洗机器人底部结构示意图；
图6为本发明实施例中清洗机器人内部结构示意图；
图7为本发明实施例中清洗机器人顶部结构示意图；
图8为本发明实施例中无人机内部结构示意图。
其中：1-吸尘口，2-擦洗滚刷，3-清洁滚刷，4-驱动轮，5-主吸盘，6-电动万向轮，7-无刷电机，8-集灰盒，9-真空泵，10-蓄电池，11-驱动电机，12-回充传感器，13-清洗电机，14-机器人处理器，15-控制器，16-数据传输模块，17-水箱，18-悬崖传感器，20-副吸盘，21-激光测距传感器，22-桨片，23-摄像头，24-起落架，25-GPS传感器，26-飞行控制系统，电源系27-统，28-电机，29-数据传输模块，30-陀螺仪，31-内置处理器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示的本发明实施例，包括：工作站、清洗机器人、无人机和光伏板：
工作站包括：设置有交互总端、充电桩和信号发射器，其中充电桩和信号发射器设置在地面上，充电桩和信号发射器均与设置与交互总端相连；光伏板通过支架安装在混凝土基座上；
在本实施例中，所使用的光伏板以24个为一组，与地面呈40度倾角且不可转动的光伏板，每组光伏板处于同一平面中，排成一个高4个乘以长6个的阵列。
如图2所示的清洗机器人由机器人外壳、吸尘口1、擦洗滚刷2、清洁滚刷3、驱动轮4、主吸盘5、电动万向轮6、无刷电机7、集灰盒8、真空泵9、蓄电池10、驱动电机11、回充传感器12、清洗电机13、机器人处理器14、控制器15、数据传输模块16、水箱17、悬崖传感器18、激光测距传感器21、副吸盘20和输水管组成，其中机器人外壳为外形呈扁状的长方体。
如图6所示的机器人外壳底板的内部，安装有无刷电机7、集灰盒8、真空泵9、蓄电池10、驱动电机11、回充传感器12、清洗电机13、机器人处理器14、控制器15、数据传输模块16、水箱17和悬崖传感器18，其中四个悬崖传感器18分别设置与前后左右四个方向的中央，防止清洗机器人从光伏板上跌落，内置的驱动电机11与外部的驱动轮4通过齿轮相连；内置水箱17通过输水管与擦洗滚刷2的主轴连接，主轴上开设用于使清洗液溢出的小孔，清洁滚刷3位于底部后端，内置清洗电机13为擦洗滚刷2和清洁滚刷3提供动力；机器人处理器14通过数据传输模块16和信号发射器与交互总端相连。
如图7所示的机器人外壳顶板的顶部(外部)，主吸盘5、WiFi指示灯19和激光测距传感器21设于清洗机器人顶部，其中主吸盘5位于机器人外壳顶部的中央，激光测距传感器21位于主吸盘5的正前方。
如图5所示的机器人外壳底板的底部(外部)，副吸盘20、吸尘口1、擦洗滚刷2、清洁滚刷3、驱动轮4和电动万向轮6均设置于机器人外壳的底部，副吸盘20位于机器人外壳底部的中央，吸尘口1和擦洗滚刷2设置于副吸盘20的前方，清洁滚刷3设置于副吸盘20的后方，吸尘口1、擦洗滚刷2、清洁滚刷3由前至后依次布置，两个电动万向轮6和两个驱动轮4均分别设置于机器人外壳底部的两侧，且驱动轮4位于后端，电动万向轮6位于前端；吸尘口1、擦洗滚刷2、清洁滚刷3、驱动轮4、电动万向轮6、WiFi指示灯19和激光测距传感器21的电路系统均与设置于内部的机器人处理器14和控制器15相连；吸尘口1位于机器人底部前端，与内置的无刷风机7和集灰盒8连接。
安装于外壳底板上的真空泵9通过吸气管和电动T型通口三通阀(图中未示出)分别与位于顶部中心的主吸盘5、位于底部中心的副吸盘20相连，与控制器15相连的电动T型通口三通阀控制主吸盘5和副吸盘20的工作状态；基于真空吸附原理，利用真空泵9和主吸盘5实现了无人机与清洗机器人的吸附、脱离；利用真空泵9和副吸盘20实现了清洗机器人与光伏板的吸附、脱离，同时副吸盘20所发出的轻微吸力使清洗机器人允许在倾斜的光伏板上行走。
在本实施例中，真空泵9的设计吸力为1kg。
内置的机器人处理器14和控制器15分别为上位机和下位机，扫地机器人通过摄像头采集环境的视频信息，将视频信息输入LSD-SLAM算法获得环境的点云图，然后使用octomap方法将点云图转化为三维栅格地图，通过使用A*算法和改进的弓字形算法获得点到点路径和全覆盖清扫路径，将所得位置信息与之前规划好的机器人工作路径进行核对，当发生偏移时，机器人处理器14通过控制器15向驱动电机11和电动万向轮6发送信息以校正扫地机器人的前进方向，实现扫地机器人点到点的机器人工作路径的全覆盖。
如图2和图8所示的无人机由无人机壳体、桨片22、摄像头23、起落架24、GPS传感器25、飞行控制系统26、电源系统27、电机28、数据传输模块29、陀螺仪30和内置处理器31组成，其中四个桨片22分别设置于无人机壳体顶部的左前、右前、左后和右后四个角落，四个起落架24分别设置于无人机壳体底部的左前、右前、左后和右后四个角落，且与壳体下端面设有一定夹角，以保证不妨碍下方的清洗机器人进行吸附工作；GPS传感器25、飞行控制系统26、电源系统27、电机28、数据传输模块29、陀螺仪30和内置处理器31安装于无人机壳体底部的内侧，摄像头23也安装于壳体底部，同时伸出无人机壳体的前方外；GPS传感器25、摄像头23和飞行控制系统26可得到无人机当前位置和目标位置等信息，通过内置处理器31对数据进行简单处理后，由数据传输模块29通过信号发射器返回给交互总端；无人机自主导航主要依赖于事先规划好的无人机工作路径，通过坐标转换、外接矩形构建、路径点生成和PNPoly算法进行求解，得到清洗区域内的实际路径，如交互总端发现坐标偏移，向内置处理器31发出修正指令，并由飞行控制系统26换算后发送具体命令给各桨片22对实际路径进行修正从而使其尽量吻合工作路径；在工作之前先在交互总端进行算法规划，具体是针对无人机的电池情况、清洗机器人加无人机的重量、光伏板的设置情况和已经标记出的充电座的位置等信息，生成无人机工作路径。
在本实施例中，机器人外壳的尺寸为18cm*18cm*12cm；
无人机和清洗机器人还可检测设备电量是否低于预设电量，如果两者任意一个低于预设电量，则记录在位置之后，由无人机携带清洗机器人返回工作站充电桩附近。充电桩上设有感应装置，且与清洗机器人上的回充传感器相匹配，从而进行自动回充。电量充满之后，自行返回断点处续扫。在无人机清洗机器人执行任务时，通过地面的工作站可以方便的对无人机清洗机器人位置、工作路径、清扫面积、电量等信息进行监控，并能实现任务目标更改、任务中断等操作。
带有清洗机器人的无人机根据系统预设的该位置的光伏板表面的玻璃可承受重量，以判断两者是否分离，如果大于等于玻璃承重极限两者分离运行。清洗机器人开始独立执行清洗。待清洗机器人离开后，无人机降落至光伏板上进入待机状态。如果小于玻璃承重极限，则主吸盘5维持吸力，清洗机器人和无人机一起执行清洗任务，无人机进入待机状态，由清洗机器人控制完成清洗任务。
以清洗机器人独立执行清洗时的工作为例，如图1、图3和图4所示，无人机接收清洗指令后，无人机起飞悬停于清洗机器人正上方，清洗机器人的主吸盘5与无人机底部接触，清洗机器人内部有真空泵9开始工作，基于真空吸附原理利用主吸盘负压吸附机构，清洗机器人能够稳定吸附在无人机底部。无人机顶部搭载的GPS传感器25可得到无人机当前位置和目标位置等信息，标记出充电座的位置。交互总端通过无人机的工作路径向内置处理器31发送信息，无人机携带清洗机器人按照预设的无人机工作路径移动至待清洗光伏板上的起飞与降落位置后调整飞行姿态，并通过陀螺仪30将无人机的飞行姿态调整为平行于光伏板悬停，在起飞与降落位置降落的清洗机器人的副吸盘20先与光伏板表面玻璃接触，清洗机器人底部的副吸盘20内空气被吸走，清洗机器人吸附在光伏板面上，主吸盘停止工作，无人机与清洗机器人分离。清洗机器人在副吸盘20的作用下开始在倾斜的光伏板表面独立执行清洗。待清洗机器人的清洗完成后，通过无人机起飞悬停于清洗机器人正上方，主吸盘5与无人机底部进行接触和吸附后，无人机携带清洗机器人离开已清洁的光伏板，并移至下一个待清洗的光伏板上继续进行清洗作业。
在驱动电机11的作用下，实现清洗机器人按照规划好的工作路径在板上行走，吸尘口1位于机器人底部前端，板面上灰尘在无刷风机7吸力作用下，被吸入到机器人内部集灰盒8中。同时，清洗电机13带动擦洗滚刷2和清洁滚刷3开始工作，擦洗滚刷2设于吸尘口1的后部，水箱中的清洗液通过输水管与擦洗滚刷2的主轴连接，主轴上开设用于使清洗液溢出的小孔，清洁滚刷3用于将玻璃上的清洗液擦洗干净，在清洗电机13，无刷电机7和水箱17等共同作用下实现吸尘、水洗、干燥一体化清洗。
清洗机器人底部的悬崖传感器18，悬崖传感器18获得信号时，机器人处理器14向控制器15发送指令使得驱动轮4的停止移动，可防止清洗机器人从光伏板上跌落情况发生，但由于光伏板的尺寸是固定的，且通常尺寸相等，因而清洗机器人的清洗作业是固定路径，悬崖传感器18正常不会获得信号，当路线发生偏转后，重新向无人机发送开始清洗的指令。顶部WiFi指示灯19主要是针对清洗机器人智能联网的设置，数据传输模块16实时向工作站传输地图模型，工作路线，清洗时间，清洗面积等数据。
当完成清洗工作后，清洗机器人返回降落位置，当接近降落位置时，无人机感应到清洗机器人，并启动升空，当清洗机器人回到降落位置后，无人机降落，主吸盘5与无人机底部接触，在真空泵9作用下吸走机器人与无人机之间主吸盘5内空气，然后副吸盘20与玻璃脱离，与此同时，判断无人机电量和清洗机器人电量是否低于预设电量，如果否，无人机携带清洗机器人按照预设好的飞行路线到下一块光伏板继续完成清洗工作。如果是，则飞行至充电桩附近降落，无人机进入待机状态，充电桩与清洗机器人的回充传感器12相匹配，清洗机器人尾部安装充电极片，与充电桩的充电极片接触后开始充电。充电完成后，自动返回断点处继续清扫任务。
Claims (5)
1.一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，包括：工作站、清洗机器人、无人机和光伏板，其中工作站包括：设置有交互总端、充电桩和信号发射器，其中充电桩和信号发射器设置在地面上，充电桩和信号发射器均与设置与交互总端相连；光伏板通过支架安装在混凝土基座上；
清洗机器人中的机器人处理器(14)通过数据传输模块(16)与信号发射器相连；安装于无人机壳体内的数据传输模块(29)与信号发射器相连；清洗机器人通过位于机器人外壳顶部的中央的主吸盘(5)与上方无人机的无人机壳体相连，无人机携带清洗机器人移动至待清洗光伏板上的起飞与降落位置。
2.根据权利要求1所述的一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，所述清洗机器人由机器人外壳、吸尘口(1)、擦洗滚刷(2)、清洁滚刷(3)、驱动轮(4)、主吸盘(5)、电动万向轮(6)、无刷电机(7)、集灰盒(8)、真空泵(9)、蓄电池(10)、驱动电机(11)、回充传感器(12)、清洗电机(13)、机器人处理器(14)、控制器(15)、数据传输模块(16)、水箱(17)、悬崖传感器(18)、激光测距传感器(21)、副吸盘(20)和输水管组成，其中机器人外壳为外形呈扁状的长方体，无刷电机(7)、集灰盒(8)、真空泵(9)、蓄电池(10)、驱动电机(11)、回充传感器(12)、清洗电机(13)、机器人处理器(14)、控制器(15)、数据传输模块(16)、水箱(17)和悬崖传感器(18)安装于机器人外壳底板的内部，其中四个悬崖传感器(18)分别设置与前后左右四个方向的中央，防止清洗机器人从光伏板上跌落，内置的驱动电机(11)与外部的驱动轮(4)通过齿轮相连；内置水箱(17)通过输水管与擦洗滚刷(2)的主轴连接，主轴上开设用于使清洗液溢出的小孔，清洁滚刷(3)位于底部后端，内置清洗电机(13)为擦洗滚刷(2)和清洁滚刷(3)提供动力；机器人处理器(14)通过数据传输模块(16)和信号发射器与交互总端相连；
主吸盘(5)、WiFi指示灯(19)和激光测距传感器(21)安装于清洗机器人顶部，其中主吸盘(5)位于机器人外壳顶部的中央，激光测距传感器(21)位于主吸盘(5)的正前方；
副吸盘(20)、吸尘口(1)、擦洗滚刷(2)、清洁滚刷(3)、驱动轮(4)和电动万向轮(6)均安装于机器人外壳的底部，副吸盘(20)位于机器人外壳底部的中央，吸尘口(1)和擦洗滚刷(2)设置于副吸盘(20)的前方，清洁滚刷(3)设置于副吸盘(20)的后方，吸尘口(1)、擦洗滚刷(2)、清洁滚刷(3)由前至后依次布置，两个电动万向轮(6)和两个驱动轮(4)均分别设置于机器人外壳底部的两侧，且驱动轮(4)位于后端，电动万向轮(6)位于前端；吸尘口(1)、擦洗滚刷(2)、清洁滚刷(3)、驱动轮(4)、电动万向轮(6)、WiFi指示灯(19)和激光测距传感器(21)的电路系统均与设置于内部的机器人处理器(14)和控制器(15)相连；吸尘口(1)位于机器人底部前端，与内置的无刷风机(7)和集灰盒(8)连接；真空泵(9)通过吸气管和电动T型通口三通阀分别与位于顶部中心的主吸盘(5)、位于底部中心的副吸盘(20)相连。
3.根据权利要求1所述的一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，所述无人机由无人机壳体、桨片(22)、摄像头(23)、起落架(24)、GPS传感器(25)、飞行控制系统(26)、电源系统(27)、电机(28)、数据传输模块(29)、陀螺仪(30)和内置处理器(31)组成，其中四个桨片(22)分别设置于无人机壳体顶部的左前、右前、左后和右后四个角落，四个起落架(24)分别设置于无人机壳体底部的左前、右前、左后和右后四个角落，且与壳体下端面设有一定夹角，以保证不妨碍下方的清洗机器人进行吸附工作；GPS传感器(25)、飞行控制系统(26)、电源系统(27)、电机(28)、数据传输模块(29)、陀螺仪(30)和内置处理器(31)安装于无人机壳体底部的内侧，摄像头(23)也安装于壳体底部，同时伸出无人机壳体的前方外。
4.根据权利要求1所述的一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，所述清洗机器人移动至起飞与降落位置并降落后，副吸盘(20)先与光伏板表面玻璃接触，清洗机器人底部的副吸盘(20)内空气被吸走，清洗机器人吸附在光伏板面上，主吸盘停止工作，无人机与清洗机器人分离；清洗机器人在副吸盘(20)的作用下开始在倾斜的光伏板表面独立执行清洗。
5.根据权利要求1或4之一所述的一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，所述清洗机器人移动至的起飞与降落位置后，根据系统预设的该位置的光伏板表面的玻璃可承受重量，判断清洗机器人和无人机是否分离，如果大于等于玻璃承重极限两者分离运行；清洗机器人开始独立执行清洗；待清洗机器人离开后，无人机降落至光伏板上进入待机状态；如果小于玻璃承重极限，则主吸盘(5)维持吸力，清洗机器人和无人机一起执行清洗任务，无人机进入待机状态，由清洗机器人控制完成清洗任务。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110290608.2A CN113060281B (zh) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110290608.2A CN113060281B (zh) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113060281A true CN113060281A (zh) | 2021-07-02 |
| CN113060281B CN113060281B (zh) | 2022-11-15 |
Family
ID=76561728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110290608.2A Active CN113060281B (zh) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113060281B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114505269A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-17 | 国网电子商务有限公司 | 一种光伏组件无水清洗机器人及其控制方法 |
| CN114850109A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-05 | 浙江辰日新能源技术有限公司 | 一种光热电站定日镜场车载清洗机器人系统 |
| CN115675843A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-02-03 | 武汉赤雀实验室科技有限公司 | 一种全自动擦洗光伏发电板的无人机清洗装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101984202B1 (ko) * | 2018-08-13 | 2019-05-30 | 남영훈 | 드론을 이용한 태양광 패널 클리닝 시스템 |
| CN209080161U (zh) * | 2018-09-30 | 2019-07-09 | 浙江浙能嘉华发电有限公司 | 一种用于投放微型光伏清洁机器人的无人机抓取装置 |
| CN110022122A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-07-16 | 南京海得电力科技有限公司 | 用于光伏电站运维的光伏板污垢清除系统 |
| CN111714027A (zh) * | 2019-03-18 | 2020-09-29 | 珊口（深圳）智能科技有限公司 | 自主清洁器 |
-
2021
- 2021-03-18 CN CN202110290608.2A patent/CN113060281B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101984202B1 (ko) * | 2018-08-13 | 2019-05-30 | 남영훈 | 드론을 이용한 태양광 패널 클리닝 시스템 |
| CN209080161U (zh) * | 2018-09-30 | 2019-07-09 | 浙江浙能嘉华发电有限公司 | 一种用于投放微型光伏清洁机器人的无人机抓取装置 |
| CN110022122A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-07-16 | 南京海得电力科技有限公司 | 用于光伏电站运维的光伏板污垢清除系统 |
| CN111714027A (zh) * | 2019-03-18 | 2020-09-29 | 珊口（深圳）智能科技有限公司 | 自主清洁器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114505269A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-17 | 国网电子商务有限公司 | 一种光伏组件无水清洗机器人及其控制方法 |
| CN114850109A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-05 | 浙江辰日新能源技术有限公司 | 一种光热电站定日镜场车载清洗机器人系统 |
| CN115675843A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-02-03 | 武汉赤雀实验室科技有限公司 | 一种全自动擦洗光伏发电板的无人机清洗装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113060281B (zh) | 2022-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113060281B (zh) | 一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统 | |
| EP3126067B1 (en) | Agcfds: automated glass cleaning flying drone system | |
| CN106325276B (zh) | 机器人在斜坡平面上直线行驶的判定方法及控制方法 | |
| CN101579857B (zh) | 自主捡球机器人 | |
| CN109571472B (zh) | 自适应太阳能光伏发电设备智能清洁机器人及控制系统 | |
| CN106269624A (zh) | 太阳能面板清扫机器人 | |
| EP3690591B1 (en) | Autonomous mobile robot and charging station seeking method therefor, control apparatus and smart cleaning system | |
| CN111056032B (zh) | 一种无人船载的无人机充电升降系统及实现方法 | |
| CN107947723A (zh) | 一种光伏清洗机器人的清洗方法 | |
| JP2018535079A (ja) | 液体分配容器及び清掃ロボット | |
| JP2019505256A (ja) | 自動清掃機器及び清掃方法 | |
| CN110153063B (zh) | 一种过桥式连续作业光伏清洁机器人 | |
| CN206154318U (zh) | 太阳能面板清扫机器人控制系统 | |
| CN215682222U (zh) | 一种光伏电站光伏板清洗机器人 | |
| CN207997994U (zh) | 一种无人机更换电池停机坪 | |
| KR20190117853A (ko) | 세척로봇 및 이를 이용한 세척 시스템 | |
| CN211321272U (zh) | 旋翼与履带复合的角度自调节分布式光伏清洁运维装置 | |
| CN116985127A (zh) | 一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统 | |
| CN116749185A (zh) | 一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置及方法 | |
| CN117060839A (zh) | 光伏机器人的控制方法 | |
| CN108580338B (zh) | 可用于聚光太阳能装备中聚光镜组清扫的无人清扫系统 | |
| CN114560085B (zh) | 太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置及系统 | |
| WO2017041269A1 (zh) | 一种可飞行清洁机器人 | |
| CN213362904U (zh) | 一种用于光热电站的巡检除尘机车联合系统 | |
| CN115889271A (zh) | 一种与无人机相结合的光伏清洁方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |