CN114505269A - 一种光伏组件无水清洗机器人及其控制方法 - Google Patents

一种光伏组件无水清洗机器人及其控制方法 Download PDF

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CN114505269A CN202210151806.5A CN202210151806A CN114505269A CN 114505269 A CN114505269 A CN 114505269A CN 202210151806 A CN202210151806 A CN 202210151806A CN 114505269 A CN114505269 A CN 114505269A
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王栋
单雨
张长志
李浩然
王建
赵毅
曹生现
蒋利雷
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沈文涛
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Abstract

本发明涉及一种光伏组件无水清洗机器人及其控制方法,该机器人包括机体及设置于机体的多轮驱动系统、负压吸附系统、负压除尘系统和控制系统,多轮驱动系统的至少一对行走轮为能够带动机体转向的转向轮;负压吸附系统用于在机体与光伏组件之间产生负压吸力;负压除尘系统包括滚刷及负压集尘装置,滚刷沿机体的行进方向设置于机体的前端和/或后端,负压集尘装置用于回收滚刷扬起的灰尘;控制系统包括光伏组件边框检测装置、机身姿态检测装置及控制器,控制器用于根据光伏组件边框检测装置及机身姿态检测装置的检测信息控制多轮驱动系统及负压吸附系统按照预设指令动作,上述机器人具有较强的越障能力及在较大倾角的光伏组件上稳定运行能力。

Description

一种光伏组件无水清洗机器人及其控制方法
技术领域
本发明涉及光伏组件无水清洗装置领域,特别涉及一种光伏组件无水清洗机器人及其控制方法。
背景技术
随着光伏发电系统的发展,光伏组件阵列的布局方案也在逐渐改进,清洗策略将越来越复杂,这对光伏清洗机器人的工作效率、工作环境、工作任务等都提出了新的要求,很多复杂工作原有机器人已经很难完成,比如越障能力差、无法在较大倾角的光伏组件上稳定运行等,需要开发新的机器人。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种光伏组件无水清洗机器人,以提高光伏组件无水清洗机器人的越障能力、在较大倾角的光伏组件上稳定运行能力。
本发明的第二个目的在于提供一种基于上述光伏组件无水清洗机器人的控制方法。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种光伏组件无水清洗机器人,包括:
机体;
多轮驱动系统,设置于所述机体,所述多轮驱动系统的至少一对行走轮为能够带动所述机体转向的转向轮;
负压吸附系统,设置于所述机体,所述负压吸附系统用于在所述机体与光伏组件之间产生负压吸力;
负压除尘系统,所述负压除尘系统包括滚刷以及负压集尘装置,所述滚刷沿所述机体的行进方向设置于所述机体的前端和/或后端,所述负压集尘装置设置于所述机体,所述负压集尘装置用于回收所述滚刷扬起的灰尘;
控制系统,所述控制系统包括光伏组件边框检测装置、机身姿态检测装置以及控制器,所述控制器用于根据所述光伏组件边框检测装置以及所述机身姿态检测装置的检测信息控制所述多轮驱动系统以及所述负压吸附系统按照预设指令动作。
可选地,所述多轮驱动系统包括至少三对行走轮,各对所述行走轮沿所述机体的行进方向依次设置于所述机体。
可选地,沿所述机体行进方向设置于所述机体的前端或后端的一对所述行走轮为所述转向轮。
可选地,所述转向轮为麦轮。
可选地,所述负压吸附系统包括至少两个负压吸附装置,各所述负压吸附装置沿所述机体的行进方向依次设置于所述机体。
可选地,所述负压吸附装置为离心风机。
可选地,所述负压除尘系统包括沿所述机体的行进方向设置于所述机体的前端以及后端的两个所述滚刷。
可选地,所述光伏组件边框检测装置包括至少四个超声波探头,所述机体的两端以及两侧分别至少设置有一个所述超声波探头。
可选地,所述光伏组件边框检测装置包括六个所述超声波探头,所述机体的两端的中部分别各设置有一个所述超声波探头,所述机体的两侧在靠近两端的位置分别设置有一个所述超声波探头。
可选地,所述机身姿态检测装置包括陀螺仪和/或电子罗盘传感器。
可选地,所述多轮驱动系统的驱动电机集成有旋转编码器,所述控制器根据所述旋转编码器、所述光伏组件边框检测装置以及所述机身姿态检测装置的检测信息获取所述光伏组件无水清洗机器人的行进方向、行进距离以及在光伏组件上的具体位置并进行路径规划,以此控制所述多轮驱动系统动作。
可选地,所述控制系统还包括用于对所述光伏组件无水清洗机器人进行定位的定位模块,以获取所述光伏组件无水清洗机器人所在的地区、所在光伏阵列号以及所在光伏组件的具体编号。
可选地,还包括无线传输模块,所述无线传输模块用于两个所述光伏组件无水清洗机器人之间以及所述光伏组件无水清洗机器人与云平台之间的数据传输。
一种如上任意一项所述的光伏组件无水清洗机器人的控制方法,包括步骤:
1)光伏组件无水清洗机器人沿平行于光伏组件的一对边框的方向行进,并实时检测光伏组件的边框,若光伏组件无水清洗机器人的前端检测到光伏组件的边框,则进入下一步骤,若光伏组件无水清洗机器人的前端未检测到光伏组件的边框,则继续前进;
2)控制所述光伏组件无水清洗机器人向第一方向旋转90°并前进预设距离后停止,所述预设距离小于等于所述光伏组件无水清洗机器人的宽度;
3)控制所述光伏组件无水清洗机器人的前端向远离当前光伏组件的边框的方向继续旋转90°后沿直线行进;
4)重复所述步骤1)至所述步骤3),使所述光伏组件无水清洗机器人沿蛇形路径行进。
可选地,在所述步骤2)中若所述光伏组件无水清洗机器人在向第一方向旋转90°后的行进过程中检测到光伏组件的边框且此时行进距离小于所述预设距离,则立即停止,并进入所述步骤3)。
可选地,若在所述步骤4)中,所述光伏组件无水清洗机器人的前端以及其中一个侧边检测到光伏组件的边框,则控制所述光伏组件无水清洗机器人停止或按照来时路径返回起始点。
可选地,若在所述步骤4)中,所述光伏组件无水清洗机器人的前端以及其中一个侧边检测到光伏组件的边框,则还包括步骤:
5)控制所述光伏组件无水清洗机器人向第二方向转过90°并前进预设距离后停止,所述预设距离小于等于所述光伏组件无水清洗机器人的宽度,所述第二方向与所述第一方向反向;
6)控制所述光伏组件无水清洗机器人的前端向远离当前光伏组件的边框的方向继续旋转90°后沿直线行进;
7)重复所述步骤1)、所述步骤5)以及所述步骤6),使所述光伏组件无水清洗机器人沿蛇形路径行进直至返回初始点。
可选地,在所述步骤1)之前还包括步骤:
检测电源电量状态,若电源电量状态满足预设要求则进入下一步骤,若电源电量状态不满足预设要求,则发出报警;
检测光伏组件无水清洗机器人在光伏组件上的位置,若光伏组件无水清洗机器人的后端以及其中一个侧边能够检测到光伏组件的边框,则进入所述步骤1),若光伏组件无水清洗机器人的后端以及其中一个侧边没有同时检测到光伏组件的边框,则控制光伏组件无水清洗机器人移动至光伏组件无水清洗机器人的后端以及其中一个侧边能够检测到光伏组件的边框的位置后再进入步骤1)。
可选地,在所述步骤1)中光伏组件无水清洗机器人沿平行于光伏组件的一对边框的方向行进的同时,实时检测光伏组件的倾角,若光伏组件的倾角未发生变化,则光伏组件无水清洗机器人继续按照与当前倾角匹配的速度行进,若光伏组件的倾角发生变化,则调整光伏组件无水清洗机器人的速度与此时光伏组件的倾角适配。
由以上技术方案可以看出,本发明中公开了一种光伏组件无水清洗机器人,该光伏组件无水清洗机器人包括机体、多轮驱动系统、负压吸附系统、负压除尘系统以及控制系统,其中,多轮驱动系统设置于机体,多轮驱动系统的至少一对行走轮为能够带动机体转向的转向轮;负压吸附系统设置于机体,负压吸附系统用于在机体与光伏组件之间产生负压吸力;负压除尘系统包括滚刷以及负压集尘装置,滚刷沿机体的行进方向设置于机体的前端和/或后端,负压集尘装置设置于机体,负压集尘装置用于回收滚刷扬起的灰尘;控制系统包括光伏组件边框检测装置、机身姿态检测装置以及控制器,控制器用于根据光伏组件边框检测装置以及机身姿态检测装置的检测信息控制多轮驱动系统以及负压吸附系统按照预设指令动作;在应用时,光伏组件无水清洗机器人沿平行于光伏组件的一对边框的方向行进,并实时检测光伏组件的边框,若光伏组件无水清洗机器人的前端检测到光伏组件的边框,则控制光伏组件无水清洗机器人向第一方向旋转90°并前进预设距离后停止,预设距离小于等于光伏组件无水清洗机器人的宽度,然后控制光伏组件无水清洗机器人的前端向远离当前光伏组件的边框的方向继续旋转90°后沿直线行进,若光伏组件无水清洗机器人的前端未检测到光伏组件的边框,则继续前进;重复上述过程,使光伏组件无水清洗机器人沿蛇形路径行进;可见上述光伏组件无水清洗机器人的多轮驱动系统可以提高光伏组件无水清洗机器人越障能力,跨越光伏组件之间的间隙,实现全区域清洗,光伏组件无水清洗机器人的负压吸附系统可以产生负压吸力将光伏组件无水清洗机器人吸附在光伏组件上,从而使光伏组件无水清洗机器人获得在较大倾角的光伏组件上稳定运行能力,光伏组件无水清洗机器人的控制系统可以实现光伏组件无水清洗机器人的自动控制。
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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的光伏组件无水清洗机器人的仰视图;
图2为本发明实施例提供的光伏组件无水清洗机器人的俯视图;
图3为本发明实施例提供的光伏组件无水清洗机器人的控制系统框图;
图4为本发明实施例提供的光伏组件无水清洗机器人的清洗路径轨迹图;
图5为本发明实施例提供的光伏组件无水清洗机器人的控制方法流程图。
其中:
1、2、3、4、5、6为超声波探头;7、8为滚刷本体;9、10为滚刷电机;11为左前驱动电机;12为左中驱动电机;13为右前驱动电机;14为右中驱动电机;15为左后驱动电机;16为右后驱动电机;17为前端离心风机;18为后端离心风机;19为左前行走轮;20为左中行走轮;21为左后行走轮;22为右前行走轮;23为右中行走轮; 24为右后行走轮;25、26为隔板;27为控制器;28为电机驱动器; 29为超声波模块;30为前端电池;31为后端电池;33为电源降压模块;34为离心风机驱动器。
具体实施方式
本发明的核心之一是提供一种光伏组件无水清洗机器人,该光伏组件无水清洗机器人的结构设计使其能够具有较强的越障能力以及在较大倾角的光伏组件上稳定运行能力。
本发明的另一核心在于提供一种基于上述光伏组件无水清洗机器人的控制方法。
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和图2,图1为本发明实施例提供的光伏组件无水清洗机器人的仰视图,图2为本发明实施例提供的光伏组件无水清洗机器人的俯视图。
本发明实施例中公开了一种光伏组件无水清洗机器人,该光伏组件无水清洗机器人包括机体、多轮驱动系统、负压吸附系统、负压除尘系统以及控制系统。
其中,机体左右两侧分别设置有隔板25、26,将机体与控制系统电子元件进行隔离;多轮驱动系统设置于机体,多轮驱动系统的至少一对行走轮为能够带动机体转向的转向轮,多轮驱动系统指多轮驱动系统的每个行走轮都为动力轮,或者两对以上的行走轮为动力轮;负压吸附系统设置于机体,负压吸附系统用于在机体与光伏组件之间产生负压吸力;负压除尘系统包括滚刷以及负压集尘装置,滚刷沿机体的行进方向设置于机体的前端和/或后端,负压集尘装置设置于机体,负压集尘装置用于回收滚刷扬起的灰尘;控制系统包括光伏组件边框检测装置、机身姿态检测装置以及控制器,控制器用于根据光伏组件边框检测装置以及机身姿态检测装置的检测信息控制多轮驱动系统以及负压吸附系统按照预设指令动作。
可以看出,与现有技术相比,本发明实施例提供的光伏组件无水清洗机器人在应用时,将光伏组件无水清洗机器人放置于光伏组件表面的起始点,该起始点可以设置为光伏组件表面的左下角或右下角,光伏组件无水清洗机器人沿平行于光伏组件的一对边框的方向行进,并实时检测光伏组件的边框,若光伏组件无水清洗机器人的前端检测到光伏组件的边框,则控制光伏组件无水清洗机器人向第一方向旋转 90°并前进预设距离后停止,预设距离小于等于光伏组件无水清洗机器人的宽度,然后控制光伏组件无水清洗机器人的前端向远离当前光伏组件的边框的方向继续旋转90°后沿直线行进,若光伏组件无水清洗机器人的前端未检测到光伏组件的边框,则继续前进;重复上述过程,使光伏组件无水清洗机器人沿蛇形路径行进,如图4所示;可见上述光伏组件无水清洗机器人的多轮驱动系统可以提高光伏组件无水清洗机器人越障能力,跨越光伏组件之间的间隙,实现全区域清洗,光伏组件无水清洗机器人的负压吸附系统可以产生负压吸力将光伏组件无水清洗机器人吸附在光伏组件上,从而使光伏组件无水清洗机器人获得在较大倾角的光伏组件上稳定运行能力,光伏组件无水清洗机器人的控制系统可以实现光伏组件无水清洗机器人的自动控制。
为了使上述多轮驱动系统具有更强的越障能力,该多轮驱动系统最好包括至少三对行走轮,各对行走轮沿机体的行进方向依次设置于机体,沿机体行进方向设置于机体的前端或后端的一对行走轮为转向轮,具体地,如图1和图2所示,在本发明实施例中,多轮驱动系统包括三对行走轮,具体为左前行走轮19、左中行走轮20、左后行走轮21、右前行走轮22、右中行走轮23以及右后行走轮24,其中,左后行走轮21以及右后行走轮24为转向轮,且转向轮为麦轮,即麦克纳姆轮,左前行走轮19连接有驱动其转动的左前驱动电机11,左中行走轮20连接有驱动其转动的左中驱动电机12,左后行走轮21连接有驱动其转动的左后驱动电机15,右前行走轮22连接有驱动其转动的右前驱动电机13,右中行走轮23连接有驱动其转动的右中驱动电机14,右后行走轮24连接有驱动其转动的右后驱动电机16,上述多轮驱动系统的布局方案使得光伏组件无水清洗机器人在光伏板上进行转弯动作时,打滑摩擦现象不严重,更加稳定。
作为优选地,上述负压吸附系统包括至少两个负压吸附装置,各负压吸附装置沿机体的行进方向依次设置于机体,各负压吸附装置产生的负压单独可调,从而可以根据光伏组件的倾角以及光伏组件无水清洗机器人的姿态调节各负压吸附装置的功率,如图1所示,上述负压吸附系统包括两个负压吸附装置,分别为前端离心风机17以及后端离心风机18。
如图1和图2所示,上述负压除尘系统包括沿机体的行进方向设置于机体的前端以及后端的两个滚刷,滚刷包括滚刷本体7(8)以及驱动滚刷本体7(8)转动的滚刷电机9(10),以实现对前端滚刷以及后端滚刷的分别控制,在工作时,机体前端的滚刷将光伏组件上的灰尘扬起,由负压除尘系统收集大部分扬起的灰尘,此外还有部分灰尘会下落,机体后端的滚刷将其继续扬起以便于负压除尘系统收集,负压除尘系统包括设置于机体的颗粒物收集盒32以及负压风机。
作为优选地,上述光伏组件边框检测装置包括至少四个超声波探头,机体的两端以及两侧分别至少设置有一个超声波探头,该超声波探头为SR04工业级双探头超声波传感器,既有精度高、探测距离远、数据准确等功能优点,又具备防尘防水抗干扰等坚固结构,可以将光伏组件无水清洗机器人放置于严苛环境工作。
具体地,上述光伏组件边框检测装置包括六个超声波探头1、2、 3、4、5及6,机体的两端的中部分别各设置有一个超声波探头,机体的两侧在靠近两端的位置分别设置有一个超声波探头,从而可以在光伏组件无水清洗机器人行进过程中始终能够即使获取光伏组件边框检测信息,超声波探头的发射端皆正对光伏组件表面,以此感知本机器人与光伏组件的边框边缘距离,检测机器人当前状态是否安全,所行驶轨迹是否需要改变,完成对光伏组件上的检测并清洗所检测区域。
在本发明实施例中,上述机身姿态检测装置包括陀螺仪和/ 或电子罗盘传感器,从而对光伏组件无水清洗机器人姿态和行进方向进行测量,因光伏组件在各地皆有不同程度的倾斜,故可根据陀螺仪和/或电子罗盘传感器的数据变化推断机器人的行进方向,上述陀螺仪与电子罗盘传感器精度为0.1°,传输速率达到100Hz且线性度好,使用在光伏组件无水清洗机器人中,可以更好的对定位及机器人所处环境进行分析。
上述多轮驱动系统的驱动电机集成有旋转编码器,以旋转编码器的数值计算出机器人行进的距离,上述控制器根据旋转编码器、光伏组件边框检测装置以及机身姿态检测装置的检测信息可以计算出机器人在光伏阵列的具体位置及所在光伏板的具体坐标,获取光伏组件无水清洗机器人的行进方向、行进距离以及在光伏组件上的具体位置并进行路径规划,以此控制多轮驱动系统动作。
作为优选地,上述控制系统还包括用于对光伏组件无水清洗机器人进行定位的定位模块,以获取光伏组件无水清洗机器人所在的地区、所在光伏阵列号以及所在光伏组件的具体编号,具体地,上述定位模块可以选择GPS模块和/或北斗模块,本发明实施例中,控制器采用高性能单片机微控制器,可通过单片机将北斗/GPS模块以及高精度数字陀螺仪的各项参数提取,当进行机器人路径规划及定位工作时,其准确度会大大提高,如图3所示。
进一步优化上述技术方案,在本发明实施例中,如图2所示,上述光伏组件无水清洗机器人的机身上设置有控制器27、电机驱动器 28、超声波模块29、前端电池30、后端电池31、电源降压模块33、离心风机驱动器34等外围电路部分为机器人控制器27提供电源、指令、自身状态与四周环境参数等信息,控制器27根据各项参数信息以及预置于存储器的控制逻辑做出决策,控制机器人完成行走、清洗等工作,控制器27上集成有通信模块、机身姿态检测装置以及定位模块,电机驱动器28可以输出大功率,提高了机器人的运行效率且具有过载保护,可对电机进行快速抱闸且不损害电机,电机驱动器28可高效线性控制机器人所安装的六个行走轮驱动电机,两个滚刷电机及两个离心风机,由此可使机器人的动态清洁过程更加灵活,所使用的路径规划效果更佳,超声波模块29与各超声波探头连接,前端电池30、后端电池31以及电源降压模块33构成供电系统为光伏组件无水清洗机器人各用电设备提供电能,离心风机驱动器34与负压吸附系统的两个离心风机连接。
作为优选地,如图3所示,上述光伏组件无水清洗机器人还包括无线传输模块,无线传输模块用于两个光伏组件无水清洗机器人之间以及光伏组件无水清洗机器人与云平台之间的数据通信传输,具体地,在本发明实施例中,光伏组件无水清洗机器人采用Zigbee模块作为无线传输模块对光伏组件无水清洗机器人的各项数据进行实时收发,如光伏组件无水清洗机器人的定位信息,运行时间、状态,经过的区域等。并保证每一部光伏组件无水清洗机器人皆有这项能力,如此可将彼此信息互传。
本发明实施例还提供了一种如上述实施例所述的光伏组件无水清洗机器人的控制方法,如图5所示,该控制方法包括步骤:
S1:光伏组件无水清洗机器人沿平行于光伏组件的一对边框的方向行进,并实时检测光伏组件的边框,若光伏组件无水清洗机器人的前端检测到光伏组件的边框,则进入下一步骤,若光伏组件无水清洗机器人的前端未检测到光伏组件的边框,则继续前进;
S2:控制光伏组件无水清洗机器人向第一方向旋转90°并前进预设距离后停止,预设距离小于等于光伏组件无水清洗机器人的宽度,以避免出现清洗盲区,该第一方向为与光伏组件无水清洗机器人的前端检测到的边框平行的方向;
S3:控制光伏组件无水清洗机器人的前端向远离当前光伏组件的边框的方向继续旋转90°后沿直线行进;
S4:重复步骤S1至步骤S3,使光伏组件无水清洗机器人沿蛇形路径行进,如图4所示。
上述步骤完成后,由于会有扬起的灰尘回落,因此光伏组件无水清洗机器人可以回到起始位置再清扫预设次数,或者从结束位置按照原路径返回再清扫一遍,或者可以在结束位置调整姿态后,以该位置为新的起始位置再次执行一遍上述步骤。
进一步地,上述控制方法中,在步骤S2中若光伏组件无水清洗机器人在向第一方向旋转90°后的行进过程中检测到光伏组件的边框且此时行进距离小于预设距离,则立即停止,并进入步骤S3。
在一种实施例中,若在步骤S4中,光伏组件无水清洗机器人的前端以及其中一个侧边检测到光伏组件的边框,说明已经清扫到光伏组件的角落,则控制光伏组件无水清洗机器人停止或按照来时路径返回起始点。
当然也可以采用另一种方案,在另一种实施例中,若在步骤S4 中,光伏组件无水清洗机器人的前端以及其中一个侧边检测到光伏组件的边框,则还包括步骤:
S5:控制光伏组件无水清洗机器人向第二方向转过90°并前进预设距离后停止,预设距离小于等于光伏组件无水清洗机器人的宽度,第二方向与第一方向相反;
S6:控制光伏组件无水清洗机器人的前端向远离当前光伏组件的边框的方向继续旋转90°后沿直线行进;
S7:重复步骤S1、步骤S5以及步骤S6,使光伏组件无水清洗机器人沿蛇形路径行进直至返回初始点。
进一步优化上述技术方案,在本发明实施例中,步骤S1之前还包括步骤:
检测电源电量状态,若电源电量状态满足预设要求则进入下一步骤,若电源电量状态不满足预设要求,则发出报警,提醒用户充电或更换电池;
检测光伏组件无水清洗机器人在光伏组件上的位置,若光伏组件无水清洗机器人的后端以及其中一个侧边能够检测到光伏组件的边框,则进入步骤S1,启动清洗程序,若光伏组件无水清洗机器人的后端以及其中一个侧边没有同时检测到光伏组件的边框,则控制光伏组件无水清洗机器人移动至光伏组件无水清洗机器人的后端以及其中一个侧边能够检测到光伏组件的边框的位置后再进入步骤S1,其自行寻找光伏组件的角落作为起始位置。
进一步优化上述技术方案,在步骤S1中光伏组件无水清洗机器人沿平行于光伏组件的一对边框的方向行进的同时,实时检测光伏组件的倾角,若光伏组件的倾角未发生变化,则光伏组件无水清洗机器人继续按照与当前倾角匹配的速度行进,若光伏组件的倾角发生变化,则调整光伏组件无水清洗机器人的速度与此时光伏组件的倾角适配。
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。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (19)

1.一种光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,包括:
机体;
多轮驱动系统,设置于所述机体,所述多轮驱动系统的至少一对行走轮为能够带动所述机体转向的转向轮;
负压吸附系统,设置于所述机体,所述负压吸附系统用于在所述机体与光伏组件之间产生负压吸力;
负压除尘系统,所述负压除尘系统包括滚刷以及负压集尘装置,所述滚刷沿所述机体的行进方向设置于所述机体的前端和/或后端,所述负压集尘装置设置于所述机体,所述负压集尘装置用于回收所述滚刷扬起的灰尘;
控制系统,所述控制系统包括光伏组件边框检测装置、机身姿态检测装置以及控制器,所述控制器用于根据所述光伏组件边框检测装置以及所述机身姿态检测装置的检测信息控制所述多轮驱动系统以及所述负压吸附系统按照预设指令动作。
2.根据权利要求1所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述多轮驱动系统包括至少三对行走轮,各对所述行走轮沿所述机体的行进方向依次设置于所述机体。
3.根据权利要求2所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,沿所述机体行进方向设置于所述机体的前端或后端的一对所述行走轮为所述转向轮。
4.根据权利要求3所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述转向轮为麦轮。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述负压吸附系统包括至少两个负压吸附装置,各所述负压吸附装置沿所述机体的行进方向依次设置于所述机体。
6.根据权利要求5所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述负压吸附装置为离心风机。
7.根据权利要求1-4及6任意一项所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述负压除尘系统包括沿所述机体的行进方向设置于所述机体的前端以及后端的两个所述滚刷。
8.根据权利要求1-4及6任意一项所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述光伏组件边框检测装置包括至少四个超声波探头,所述机体的两端以及两侧分别至少设置有一个所述超声波探头。
9.根据权利要求8所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述光伏组件边框检测装置包括六个所述超声波探头,所述机体的两端的中部分别各设置有一个所述超声波探头,所述机体的两侧在靠近两端的位置分别设置有一个所述超声波探头。
10.根据权利要求1-4、6及8任意一项所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述机身姿态检测装置包括陀螺仪和/或电子罗盘传感器。
11.根据权利要求10所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述多轮驱动系统的驱动电机集成有旋转编码器,所述控制器根据所述旋转编码器、所述光伏组件边框检测装置以及所述机身姿态检测装置的检测信息获取所述光伏组件无水清洗机器人的行进方向、行进距离以及在光伏组件上的具体位置并进行路径规划,以此控制所述多轮驱动系统动作。
12.根据权利要求1-4、6、8任意一项所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,所述控制系统还包括用于对所述光伏组件无水清洗机器人进行定位的定位模块,以获取所述光伏组件无水清洗机器人所在的地区、所在光伏阵列号以及所在光伏组件的具体编号。
13.根据权利要求1-4、6、8任意一项所述的光伏组件无水清洗机器人,其特征在于,还包括无线传输模块,所述无线传输模块用于两个所述光伏组件无水清洗机器人之间以及所述光伏组件无水清洗机器人与云平台之间的数据传输。
14.一种如权利要求1-13任意一项所述的光伏组件无水清洗机器人的控制方法,其特征在于,包括步骤:
1)光伏组件无水清洗机器人沿平行于光伏组件的一对边框的方向行进,并实时检测光伏组件的边框,若光伏组件无水清洗机器人的前端检测到光伏组件的边框,则进入下一步骤,若光伏组件无水清洗机器人的前端未检测到光伏组件的边框,则继续前进;
2)控制所述光伏组件无水清洗机器人向第一方向旋转90°并前进预设距离后停止,所述预设距离小于等于所述光伏组件无水清洗机器人的宽度;
3)控制所述光伏组件无水清洗机器人的前端向远离当前光伏组件的边框的方向继续旋转90°后沿直线行进;
4)重复所述步骤1)至所述步骤3),使所述光伏组件无水清洗机器人沿蛇形路径行进。
15.根据权利要求14所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤2)中若所述光伏组件无水清洗机器人在向第一方向旋转90°后的行进过程中检测到光伏组件的边框且此时行进距离小于所述预设距离,则立即停止,并进入所述步骤3)。
16.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,若在所述步骤4)中,所述光伏组件无水清洗机器人的前端以及其中一个侧边检测到光伏组件的边框,则控制所述光伏组件无水清洗机器人停止或按照来时路径返回起始点。
17.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,若在所述步骤4)中,所述光伏组件无水清洗机器人的前端以及其中一个侧边检测到光伏组件的边框,则还包括步骤:
5)控制所述光伏组件无水清洗机器人向第二方向转过90°并前进预设距离后停止,所述预设距离小于等于所述光伏组件无水清洗机器人的宽度,所述第二方向与所述第一方向反向;
6)控制所述光伏组件无水清洗机器人的前端向远离当前光伏组件的边框的方向继续旋转90°后沿直线行进;
7)重复所述步骤1)、所述步骤5)以及所述步骤6),使所述光伏组件无水清洗机器人沿蛇形路径行进直至返回初始点。
18.根据权利要求14-17任意一项所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤1)之前还包括步骤:
检测电源电量状态,若电源电量状态满足预设要求则进入下一步骤,若电源电量状态不满足预设要求,则发出报警;
检测光伏组件无水清洗机器人在光伏组件上的位置,若光伏组件无水清洗机器人的后端以及其中一个侧边能够检测到光伏组件的边框,则进入所述步骤1),若光伏组件无水清洗机器人的后端以及其中一个侧边没有同时检测到光伏组件的边框,则控制光伏组件无水清洗机器人移动至光伏组件无水清洗机器人的后端以及其中一个侧边能够检测到光伏组件的边框的位置后再进入步骤1)。
19.根据权利要求14-17任意一项所述的控制方法,其特征在于,在所述步骤1)中光伏组件无水清洗机器人沿平行于光伏组件的一对边框的方向行进的同时,实时检测光伏组件的倾角,若光伏组件的倾角未发生变化,则光伏组件无水清洗机器人继续按照与当前倾角匹配的速度行进,若光伏组件的倾角发生变化,则调整光伏组件无水清洗机器人的速度与此时光伏组件的倾角适配。
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