CN116865659A - 一种智能光伏清洁巡检车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能光伏清洁巡检车，包括智能集成控制系统、可移动底盘、机械臂系统和清洗组件，其中，机械臂系统包括机械臂和机械臂驱动机构，机械臂的下端连接至可移动底盘，上端连接清洗组件，机械臂驱动机构能够驱动机械臂移动；智能集成控制系统用于规划车辆行驶路线；还用于根据车辆行驶过程中的反馈信息及机械臂和清洗组件反馈的压力和视觉信息，控制机械臂升降；清洗组件包括图像采集模块、吸尘模块和水洗模块，其中，吸尘模块用于对光伏面板表面进行吸扫，图像采集模块用于获取图像数据，智能集成控制系统还用于控制水洗模块进行水洗。本发明能够在干旱及半干旱地区复杂路况下有效清洁光伏面板表面，减少人员依赖，更加安全可靠。

Description

一种智能光伏清洁巡检车

技术领域

本发明属于光伏面板清洁技术领域，具体涉及一种智能光伏清洁巡检车。

背景技术

光伏面板，是太阳能光伏发电系统的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。在光伏面板长期使用时，光伏面板表面会存放大量灰尘，这时需要对光伏面板进行清理，防止光伏面板的能量转化能力下降，提高光伏面板工作效率。为了有效地清洁光伏面板，可以采用很多种不同的技术路线，各有其优缺点。

纯人工清洗。人工使用清洁套件进行光伏面板清洁，目前市面上已经有许多公司生产用于清洁太阳能电池板的刷子和软管系统。这种方法可以有效地清洁面板，但随着太阳能电站规模的增加，人员的低效率导致无法全部进行人工清洁，同时还会大大增加运维成本。

人工+清洗机械。由人员操作清洗设备，对光伏面板进行清洗。一般情况下为人工开拖拉机或大型储水罐车对光伏面板表面进行刷洗或喷水清洗。清洗设备主要分为两种，一种为喷水式，一种为喷水+毛刷式。纯喷水式清洗需要大量清水，对于水质有严格的要求，即便如此，水对光伏面板及其他配件也有不小的腐蚀性，长期使用会导致光伏面板锈蚀。此外，由于是人对机械进行操控，稍有不慎就会导致车体或清洁设备与光伏面板发生碰撞，造成损失。

压电系统。声学压电系统以水作为清洁剂，在压缩波的稀薄循环期间，在太阳能电池板的表面周围散布0.1-1mm深的水进行清洁。在被称为超声波空腔的稀薄过程中，液体中会产生真空，这个空腔通过吸入太阳能电池板表面的灰尘来清洁电池板。基于线性压电致动器的太阳能光伏电池板清洁系统在雨刷器和太阳能电池板之间具有适当的压力。调节致动器可以驱动雨刷器，通过振动灰尘使其远离太阳能电池板表面，从而有效清洁和擦拭灰尘层。压电致动器的位移量受限于压电系数、元件形状、外加电场等因素，可能不足以覆盖光伏面板的全部表面。对工作环境要求较高，需要防水、防尘、防腐蚀等措施，否则可能影响其性能和寿命。维护成本也较高，需要专业的技术支持和服务。

电动帘系统。在有干燥灰尘的地方可以通过对驻留在模块表面的灰尘颗粒施加合适的电场来处理灰尘。这种清洁机制需要干燥的模块表面，其适用性仅限于相对湿度低于60％的地方，局限性较大。

自清洁机制。可以在太阳能电池板表面涂覆半透明的自清洁纳米膜，以避免灰尘沉积在电池板中。自清洁纳米膜由超亲水性材料或超疏水性材料制成。在使用超亲水性方法中，雨水会散布在整个太阳能电池组件中，并清除灰尘。在使用超疏水材料的情况下，水滴会迅速脱落，携带灰尘颗粒。这种方法的应用往往是在雨水充沛的地方，在干旱地区不可行。

机器人系统。目前在光伏清洁领域使用的机器人基本都为固定或吸附在光伏面板表面的小型清洁机器人，一般由驱动器、毛刷系统、电池系统等组成。该系统上使用的毛刷体积小，在清理灰尘较多的光伏面板时，清洁效果差。同时由于其上布置的电池容量有限，不易更换，因此在短时间工作后就需要停止工作进行充电，效率低下。同时由于机器人紧贴光伏面板，无法做到对较厚积雪的清理，从而导致冬季产生积雪后光伏电站无法正常进行生产。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种智能光伏清洁巡检车。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种智能光伏清洁巡检车，包括智能集成控制系统、可移动底盘、机械臂系统和清洗组件，其中，

所述机械臂系统包括机械臂和机械臂驱动机构，所述机械臂的下端连接至所述可移动底盘，上端固定连接所述清洗组件，所述机械臂驱动机构能够在所述智能集成控制系统的控制下驱动所述机械臂移动；

所述智能集成控制系统用于规划车辆行驶路线，获取车辆行驶过程中的反馈信息并控制清洁巡检车按照规划路线行驶；还用于根据车辆行驶过程中的反馈信息以及所述机械臂和所述清洗组件反馈的压力信息和视觉信息，控制所述机械臂上升或下降，以调节所述清洗组件与光伏面板表面的贴合位置；

所述清洗组件包括图像采集模块、吸尘模块和水洗模块，其中，所述吸尘模块用于对光伏面板表面的灰尘进行吸扫，所述图像采集模块用于实时获取已清扫的光伏面板表面的图像数据并传输至所述智能集成控制系统，所述智能集成控制系统还用于根据所述图像数据判断所述光伏面板上是否存在难以通过吸尘模块清理的异物并控制所述水洗模块进行水洗。

在本发明的一个实施例中，所述可移动底盘上设置有行走驱动器、电池箱和电源管理器，其中，

所述电源管理器电连接所述电池箱和所述智能集成控制系统，所述电源管理器用于在所述智能集成控制系统的控制下通过所述电池箱向所述智能光伏清洁巡检车中的电气元件进行供电；

所述行走驱动器连接至所述电源管理器，用于在所述智能集成控制系统的控制下驱动所述移动底盘移动。

在本发明的一个实施例中，所述智能集成控制系统包括智能处理器、前向视觉传感器、两个激光雷达、卫星定位系统和惯性导航单元，其中，

所述前向视觉传感器设置在所述可移动底盘的正前方，用于判断车辆前方是否有障碍物或深坑；

所述两个激光雷达分别设置在所述前向视觉传感器的两侧，用于对车辆两侧直线方向的物体位置进行探测，获得物体位置及距离信息；

所述卫星定位系统设置在所述可移动底盘的上表面，用于获得车辆的位置信息及海拔高度信息；

所述惯性导航单元设置在所述可移动底盘的内部腔体中，用于实时采集车辆的姿态信息，所述姿态信息包括车辆的俯仰角度，滚转角度和偏航角度；

所述智能处理器包括无人驾驶控制器和任务控制器，其中，所述无人驾驶控制器用于规划车辆行走路线，获取所述前向视觉传感器、所述激光雷达、所述卫星定位系统和所述惯性导航单元的反馈信息，并通过融合计算后控制车辆按照规划路线行驶；所述任务控制器用于根据来自所述无人驾驶控制器的反馈信息以及所述机械臂和所述清洗组件反馈的压力信息和视觉信息，控制所述机械臂上升或下降，以调节所述清洗组件与光伏面板表面的贴合位置。

在本发明的一个实施例中，所述图像采集模块为可见光红外热成像仪，设置在所述机械臂的上方，用于获得光伏面板表面的图像信息并反馈至所述智能处理器。

在本发明的一个实施例中，所述吸尘模块包括辊刷驱动器、清洁辊刷、辊刷连接座、集尘罩、风机、吸尘嘴、集尘器、风管和安装支架，其中，

所述清洁辊刷的两端分别通过所述辊刷连接座安装在所述安装支架上，所述辊刷驱动器固定在所述安装支架内部并电连接所述电源管理器，所述辊刷驱动器能够在所述电源管理器的控制下驱动所述清洁辊刷转动；

所述风机设置在所述可移动底盘上且电连接所述电源管理器，所述吸尘嘴固定设置在所述安装支架的下方；

所述集尘罩罩在所述安装支架上方，所述风管的一端连接所述吸尘嘴，另一端连接所述集尘器，所述吸尘嘴用于在所述风机的驱动下吸附光伏面板表面的灰尘或杂质并通过所述风管收集到所述集尘器中。

在本发明的一个实施例中，所述清洗组件还包括雷达测距传感器和AI视觉传感器，其中，

所述雷达测距传感器设置在所述集尘罩的前侧，用于测量所述清洗组件与光伏面板表面之间的距离信息，将距离信息传递至所述任务控制器；

所述AI视觉传感器设置在所述集尘罩的前侧，用于判断光伏面板位置，并将位置信息传递至所述任务控制器；

所述任务控制器能够根据光伏面板位置以及所述清洗组件与光伏面板表面之间的距离信息驱动所述机械臂升降，以将所述清洁辊刷调整至适当位置。

在本发明的一个实施例中，所述吸尘模块还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述清洁辊刷上，用于在吸扫过程中获取所述清洁辊刷与光伏面板表面之间的压力信息并反馈至所述智能处理器，所述智能处理器能够根据所述压力信息驱动所述机械臂升降，以调节所述清洁辊刷与光伏面板表面之间的距离。

在本发明的一个实施例中，所述水洗模块包括水管、喷水嘴、水泵和水箱，其中，

所述水箱设置在所述可移动底盘上，所述水泵安装在所述水箱内部并且电连接所述电源管理器，所述水管的一端连接所述水箱，另一端连接所述喷水嘴，所述喷水嘴设置在所述安装支架上；

所述水泵能够在所述电源管理器的控制下使所述水箱中的液体经过所述水管从所述喷水嘴喷出。

在本发明的一个实施例中，所述水洗模块包括多个喷水嘴，所述多个喷水嘴沿所述安装支架的横向方向等间距地设置在所述安装支架上。

在本发明的一个实施例中，所述智能光伏清洁巡检车还包括启动开关，所述启动开关安装在所述可移动底盘上。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

1、节约人力、油料成本。本发明的智能光伏清洁巡检车采用全电动力，单块磷酸铁锂电池的循环使用寿命达到了2000-3500次，按照平均2500次充放电循环次数来计算，每小时使用成本约为2元。本发明的清洁巡检车为无人智能化设计，后台软件系统操作人员可一人同时监控5台以上车辆进行作业，大大节约了人力。

2、可适应复杂地形，同时兼有避障功能，增加作业安全性。本发明使用智能处理器以及多路传感器，可在车辆行进过程中实时采集车辆姿态、位置以及障碍物信息，经智能处理器控制的车辆可提前感知地形信息，尤其是遇到坑洼地面时，车身下沉前，智能处理器可提前告知任务控制器，实现机械臂的提前上升，可大大增加作业安全性。

3、全天候，由于采用无人化设计，无论白天还是黑夜，刮风下雨，均可实现对光伏面板的清洁；全地域可用，不受地区限制，有水无水地区均可工作；可实现冬季积雪清理，在更换了专用积雪辊刷后，可有效清除寒冷地区光伏面板上的积雪；可自主实现尘土的无水快速清洁及顽固污渍的有水重点清洁；压力传感器感知清洁辊刷与光伏面板之间的压力，可有效避免压力过大导致的光伏面板损伤。

4、实现光伏面板清洁的同时，对面板进行巡检。在机械臂末端搭载有可见光及红外热成像仪，可实时将采集到的光伏面板图像信息进行处理及传回后台软件。一旦发现问题，后台软件会进行报警提示。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种智能光伏清洁巡检车的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种可移动底盘的内部示意图；

图3是本发明实施例提供的一种清洗组件的结构示意图。

附图标记说明：

1-可移动底盘；2-机械臂；3-机械臂驱动机构；4-行走驱动器；5-电池箱；6-电源管理器；7-智能处理器；8-前向视觉传感器；9-激光雷达；10-卫星定位系统；11-惯性导航单元；12-可见光红外热成像仪；13-辊刷驱动器；14-清洁辊刷；15-辊刷连接座；16-集尘罩；17-风机；18-吸尘嘴；19-集尘器；20-风管；21-安装支架；22-雷达测距传感器；23-AI视觉传感器；24-压力传感器；25-水管；26-喷水嘴；27-水箱；28-启动开关；29-数据链系统。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种智能光伏清洁巡检车进行详细说明。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本实施例提供了一种智能光伏清洁巡检车，请一并参见图1至图3，该智能光伏清洁巡检车包括智能集成控制系统、可移动底盘1、机械臂系统和清洗组件，其中，机械臂系统包括机械臂2和机械臂驱动机构3，机械臂2的下端连接至可移动底盘1，上端固定连接清洗组件，机械臂驱动机构3能够在智能集成控制系统的控制下驱动机械臂2移动；智能集成控制系统用于规划车辆行驶路线，获取车辆行驶过程中的反馈信息并控制清洁巡检车按照规划路线行驶；智能集成控制系统还用于根据车辆行驶过程中的反馈信息以及机械臂2和清洗组件反馈的压力信息和视觉信息，控制机械臂2上升或下降，以调节清洗组件与光伏面板表面的贴合位置；清洗组件包括图像采集模块、吸尘模块和水洗模块，其中，吸尘模块用于对光伏面板表面的灰尘进行吸扫，图像采集模块用于实时获取已清扫的光伏面板表面的图像数据并传输至智能集成控制系统，智能集成控制系统还用于根据图像数据判断光伏面板上是否存在难以通过吸尘模块清理的异物并控制水洗模块进行水洗。

本实施例的可移动底盘1为履带底盘，在某些特性环境下，也可更换为轮式底盘。本实施例的机械臂驱动机构3为液压驱动机构，在其他实施例中，机械臂驱动机构3可以是电动机。

进一步地，可移动底盘1上设置有行走驱动器4、电池箱5和电源管理器6，其中，电源管理器6电连接电池箱5和智能集成控制系统，电池箱5提供动力，驱动车辆按照规划路线行进，同时为其他系统提供电力，电源管理器6用于在智能集成控制系统的控制下通过电池箱5向智能光伏清洁巡检车中的电气元件进行供电；行走驱动器4连接至电源管理器6，用于在智能集成控制系统的控制下驱动移动底盘1移动。

本实施例的电池箱5为模块化设计，具有独立位置，支持长时间清洗作业，当车辆检测到电池电量不足时，会主动行驶到相对开阔的临近固定换电点，等待进行电池更换。维护人员携带满电电池箱对电池进行更换，缺电电池箱5由维护人员带回进行充电，可实现24小时不间断作业，极大提高清洗效率。

进一步地，智能集成控制系统包括智能处理器7、前向视觉传感器8、两个激光雷达9、卫星定位系统10和惯性导航单元11。

前向视觉传感器8设置在可移动底盘1的正前方，用于判断车辆前方是否有障碍物或深坑。具体地，前向视觉传感器8负责车辆前方物体的视觉感知，判断前方是否有障碍物以及深坑等，并将相关信息实时反馈给智能处理器7，作为主要避障手段。

两个激光雷达9分别设置在前向视觉传感器8的两侧，用于对车辆两侧直线方向的物体位置进行探测，获得物体位置及距离信息具体地，激光雷达9负责对车辆两侧直线方向的物体位置进行探测，可将物体位置及距离信息及时反馈给智能处理器7，作为辅助避障手段，以防在前向视觉传感器8失效时车辆与光伏组件或者障碍物发生碰撞。

卫星定位系统10设置在可移动底盘1的上表面，用于接收车辆卫星定位信号，获得车辆的位置信息及海拔高度信息，并发送给智能处理器7。惯性导航单元11设置在可移动底盘1的内部腔体中，用于实时采集车辆的姿态信息并发送给智能处理器7，姿态信息包括车辆的俯仰角度，滚转角度和偏航角度。

智能处理器7包括无人驾驶控制器和任务控制器，其中，无人驾驶控制器用于规划车辆行走路线，获取前向视觉传感器8、激光雷达9、卫星定位系统10和惯性导航单元11的反馈信息，并通过融合计算后控制车辆按照规划路线行驶；任务控制器用于根据来自无人驾驶控制器的反馈信息以及机械臂2和清洗组件反馈的压力信息和视觉信息，控制机械臂2上升或下降，以调节清洗组件与光伏面板表面的贴合位置。具体地，在车辆行驶过程中，遇到坑洼路面时，在车身下沉前，智能处理器7可提前告知任务控制器，控制机械臂2上升，而遇到凸起路面时，智能处理器7可提前告知任务控制器，控制机械臂2下降，从而使得清洗组件精确贴合光伏面板表面，并在进行有效清洗的同时避免与光伏面板碰撞。

本实施例的光伏清洁巡检车，车辆智能集成控制系统根据采集到的当前位置状态信息，判断是否满足作业位置要求，在满足要求时直接向可移动底盘1发送命令，驱动车辆行进，同时调整机械臂2及清洗组件位置，开始进行作业。当车辆位置不满足要求时，智能集成控制系统向可移动底盘1发送命令，行走驱动器4驱动车辆行进至目标位置后再进行作业，可实现完全的无人化作业方式。

在本实施例中，该智能光伏清洁巡检车上还设置有数据链系统29，该无人驾驶控制器通过数据链系统29使得车辆与后台中央控制系统进行通信，传递车辆状态信息及光伏面板巡检信息，可实现一人对多台设备的操控。

本实施例的图像采集模块为可见光红外热成像仪12，设置在机械臂2的上方，用于获得光伏面板表面的图像信息并反馈至智能处理器7。通过可见光红外热成像仪12，还可以实时监控清洗效果，当清洗效果不佳时，智能集成控制系统向后台软件发送信号，要求立即更换或者检查清洗组件。

进行清洗作业遇到起伏不平路面时，智能集成控制系统能够实时采集车辆姿态、机械臂2姿态，通过多传感器融合控制算法，计算出机械臂2保持持续稳定需要的控制量，之后对机械臂驱动机构3发出控制指令，以保持机械臂2及清洗组件的姿态稳定。可保证不同地形下光伏面板的有效清洁。

进一步地，本实施例的吸尘模块包括辊刷驱动器13、清洁辊刷14、辊刷连接座15、集尘罩16、风机17、吸尘嘴18、集尘器19、风管20和安装支架21，其中，清洁辊刷14的两端分别通过辊刷连接座15安装在安装支架21上，辊刷驱动器13固定在安装支架21内部并电连接电源管理器6，辊刷驱动器13能够在电源管理器6的控制下驱动清洁辊刷14转动；风机17设置在可移动底盘1上且电连接电源管理器6，吸尘嘴18固定设置在安装支架21的下方；集尘罩16罩在安装支架21上方，风管20的一端连接吸尘嘴18，另一端连接集尘器19，吸尘嘴18用于在风机17的驱动下吸附光伏面板表面的灰尘或杂质并通过风管20收集到集尘器19中。

需要说明的是，在不同污染环境条件下，可更换不同长度及清洗效果的清洁辊刷14进行清洗。当光伏面板冬季积雪较厚时，可更换专用清雪辊刷专门用于积雪的清理。当清洗方式选择非干式清洗时，集尘罩16可进行拆除。

清洗组件还包括雷达测距传感器22和AI视觉传感器23，其中，雷达测距传感器22设置在集尘罩16的前侧，用于测量清洗组件与光伏面板表面之间的距离信息，将距离信息传递至任务控制器；AI视觉传感器23设置在集尘罩16的前侧，用于判断光伏面板位置，并将位置信息传递至任务控制器；任务控制器能够根据光伏面板位置以及清洗组件与光伏面板表面之间的距离信息驱动机械臂2升降，以将清洁辊刷14调整至适当位置。

本实施例的吸尘模块还包括压力传感器24，压力传感器24设置在清洁辊刷14上，用于在吸扫过程中获取清洁辊刷14与光伏面板表面之间的压力信息并反馈至智能处理器7，智能处理器7能够根据压力信息驱动机械臂2升降，以调节清洁辊刷14与光伏面板表面之间的距离。

在进行光伏面板清洗作业时，清洗组件轴线与方形光伏面板边线可采取非平行行进清洗方式，行进时，由布置在清洁辊刷14上方的压力传感器24获知当前清洁辊刷14与光伏面板之间的压力值，当压力值过小时，清洁效果不好，此时对机械臂2进行调节，使之高度降低，当压力值过大时，容易造成光伏面板损伤，此时需快速调节机械臂2，使之抬升一定高度。当遇到两个连续光伏阵列间的空隙时，可由设置在清洗组件端面的AI视觉传感器23及多个雷达测距传感器22进行感知，当检测到清洗机构下方没有光伏面板时，任务控制器控制机械臂2开始逐渐向上抬升，当所有传感器均检测到清洗机构下方没有光伏面板时，机械臂2需抬升较高高度或者全部抬升，以防与前方光伏面板产生碰撞。同时当雷达测距传感器22感知下方出现光伏面板时，机械臂2开始缓慢下降，直到清洁辊刷14上的压力传感器24压力值在适当范围内。

当清洁辊刷14由于长期使用而脏污后，清洗效果下降，对于清洁辊刷14和集尘器19中滤网的更换可在进行电池箱5更换时同步进行，进一步提高清洁效率。

进一步地，水洗模块包括水管25、喷水嘴26、水泵和水箱27，其中，水箱27设置在可移动底盘1上，水泵安装在水箱27内部并且电连接电源管理器6，水管25的一端连接水箱27，另一端连接喷水嘴26，喷水嘴26设置在安装支架21上；水泵能够在电源管理器6的控制下使水箱27中的液体经过水管25从喷水嘴26喷出。

本实施例的水洗模块包括多个喷水嘴26，多个喷水嘴26沿安装支架21的横向方向等间距地设置在安装支架21上。

当通过可见光红外热成像仪12发现难以通过干式清洗的，例如鸟类粪便等污物时，可关闭吸尘系统，同时开启水洗模块，水流通过水管路，由设置在可移动底盘1上的水箱27汲取到喷水嘴26，通过高压喷射的方式散布在光伏面板表面，待污物软化后，再行清洗。此种方式可实现难除污物的清洗。在实际使用过程中，根据清洗需求，清洗组件可以设置1-2组。

进一步地，该智能光伏清洁巡检车还包括启动开关28，启动开关28安装在可移动底盘1上，用于开启该智能光伏清洁巡检车。多个光伏清洁巡检车同步作业时，可通过后台软件实现不同车辆进行分区作业。

本实施例的智能光伏清洁巡检车的具体操作过程如下：

首先，后台软件处理人员根据光伏面板的阵列布置图，对清洁巡检车进行行驶路径规划以及相关配置，现场操作人员打开启动开关28；电源管理器6给智能集成控制系统以及车辆行走驱动器4上电。

智能处理器7中的无人驾驶控制器开始上电自检，同时检查前向视觉传感器8、激光雷达9、卫星定位系统10是否工作正常，前向视觉传感器8、激光雷达9判断前方是否有障碍物，并将信息传递给无人驾驶控制器。同时卫星定位系统10将车辆位置信息反馈给无人驾驶控制器。

无人驾驶控制器接收来自后台控制系统作业命令以及通过卫星定位系统10发送的位置信息，判断清洁巡检车是否在作业起始点上。如果车辆没有在作业起始点上，则电源管理器6给机械臂驱动机构3上电，任务管理器控制机械臂2处于回收状态，机械臂2回收完毕后，清洁巡检车在前方无障碍物的情况下，自行驶往起始点。

当该清洁巡检车到达作业起始点后，机械臂2逐渐展开，同时由AI视觉传感器23判断光伏面板位置，并将信息传递给任务控制器，任务控制器控制机械臂2使清洗组件准确到达光伏面板上方，位于集尘罩16上的雷达测距传感器22测量清洗组件与光伏面板距离，将距离信息传递给任务控制器，任务控制器同时接收压力传感器24数据，控制机械臂2使清洗组件到达合适清洗位置。

随后，电源管理器6给清洗组件上电，辊刷驱动器13带动清洁辊刷14开始转动，同时风机17开始工作，将清洁辊刷14刷起的灰尘通过吸尘嘴18以及风管20传送至集尘器19。

在清洗过程中，位于机械臂2上端的可见光红外热成像仪12开始采集清洗过的光伏面板上的图像数据，并将图像数据发送至智能处理器7，当智能处理器7判断光伏面板上存在难以通过干刷方式清理的异物时，智能处理器7控制车辆返回至问题点，同时将相关信息传送至任务控制器及后台软件系统。

任务处理器接收到异物相关信息后，控制风机17关闭，同时控制水泵及水箱27喷水，水经由水管25、喷水嘴26喷向光伏面板，异物经水软化后，被清洁辊刷14清理。随后清洁巡检车继续执行清洁巡检任务。

本发明的智能光伏清洁巡检车采用全电动力，单块磷酸铁锂电池的循环使用寿命达到了2000-3500次，按照平均2500次充放电循环次数来计算，每小时使用成本约为2元。本发明的清洁巡检车为无人智能化设计，后台软件系统操作人员可一人同时监控5台以上车辆进行作业，大大节约了人力。本发明使用智能处理器以及多路传感器，可在车辆行进过程中实时采集车辆姿态、位置以及障碍物信息，经智能处理器控制的车辆可提前感知地形信息，尤其是遇到坑洼地面时，车身下沉前，智能处理器可提前告知任务控制器，实现机械臂的提前上升，可大大增加作业安全性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能光伏清洁巡检车，其特征在于，包括智能集成控制系统、可移动底盘(1)、机械臂系统和清洗组件，其中，

所述机械臂系统包括机械臂(2)和机械臂驱动机构(3)，所述机械臂(2)的下端连接至所述可移动底盘(1)，上端固定连接所述清洗组件，所述机械臂驱动机构(3)能够在所述智能集成控制系统的控制下驱动所述机械臂(2)移动；

所述智能集成控制系统用于规划车辆行驶路线，获取车辆行驶过程中的反馈信息并控制清洁巡检车按照规划路线行驶；还用于根据车辆行驶过程中的反馈信息以及所述机械臂(2)和所述清洗组件反馈的压力信息和视觉信息，控制所述机械臂(2)上升或下降，以调节所述清洗组件与光伏面板表面的贴合位置；

所述清洗组件包括图像采集模块、吸尘模块和水洗模块，其中，所述吸尘模块用于对光伏面板表面的灰尘进行吸扫，所述图像采集模块用于实时获取已清扫的光伏面板表面的图像数据并传输至所述智能集成控制系统，所述智能集成控制系统还用于根据所述图像数据判断所述光伏面板上是否存在难以通过吸尘模块清理的异物并控制所述水洗模块进行水洗。

2.根据权利要求1所述的智能光伏清洁巡检车，其特征在于，所述可移动底盘(1)上设置有行走驱动器(4)、电池箱(5)和电源管理器(6)，其中，

所述电源管理器(6)电连接所述电池箱(5)和所述智能集成控制系统，所述电源管理器(6)用于在所述智能集成控制系统的控制下通过所述电池箱(5)向所述智能光伏清洁巡检车中的电气元件进行供电；

所述行走驱动器(4)连接至所述电源管理器(6)，用于在所述智能集成控制系统的控制下驱动所述移动底盘(1)移动。

3.根据权利要求1所述的智能光伏清洁巡检车，其特征在于，所述智能集成控制系统包括智能处理器(7)、前向视觉传感器(8)、两个激光雷达(9)、卫星定位系统(10)和惯性导航单元(11)，其中，

所述前向视觉传感器(8)设置在所述可移动底盘(1)的正前方，用于判断车辆前方是否有障碍物或深坑；

所述两个激光雷达(9)分别设置在所述前向视觉传感器(8)的两侧，用于对车辆两侧直线方向的物体位置进行探测，获得物体位置及距离信息；

所述卫星定位系统(10)设置在所述可移动底盘(1)的上表面，用于获得车辆的位置信息及海拔高度信息；

所述惯性导航单元(11)设置在所述可移动底盘(1)的内部腔体中，用于实时采集车辆的姿态信息，所述姿态信息包括车辆的俯仰角度，滚转角度和偏航角度；

所述智能处理器(7)包括无人驾驶控制器和任务控制器，其中，所述无人驾驶控制器用于规划车辆行走路线，获取所述前向视觉传感器(8)、所述激光雷达(9)、所述卫星定位系统(10)和所述惯性导航单元(11)的反馈信息，并通过融合计算后控制车辆按照规划路线行驶；所述任务控制器用于根据来自所述无人驾驶控制器的反馈信息以及所述机械臂(2)和所述清洗组件反馈的压力信息和视觉信息，控制所述机械臂(2)上升或下降，以调节所述清洗组件与光伏面板表面的贴合位置。

4.根据权利要求3所述的智能光伏清洁巡检车，其特征在于，所述图像采集模块为可见光红外热成像仪(12)，设置在所述机械臂(2)的上方，用于获得光伏面板表面的图像信息并反馈至所述智能处理器(7)。

5.根据权利要求4所述的智能光伏清洁巡检车，其特征在于，所述吸尘模块包括辊刷驱动器(13)、清洁辊刷(14)、辊刷连接座(15)、集尘罩(16)、风机(17)、吸尘嘴(18)、集尘器(19)、风管(20)和安装支架(21)，其中，

所述清洁辊刷(14)的两端分别通过所述辊刷连接座(15)安装在所述安装支架(21)上，所述辊刷驱动器(13)固定在所述安装支架(21)内部并电连接所述电源管理器(6)，所述辊刷驱动器(13)能够在所述电源管理器(6)的控制下驱动所述清洁辊刷(14)转动；

所述风机(17)设置在所述可移动底盘(1)上且电连接所述电源管理器(6)，所述吸尘嘴(18)固定设置在所述安装支架(21)的下方；

所述集尘罩(16)罩在所述安装支架(21)上方，所述风管(20)的一端连接所述吸尘嘴(18)，另一端连接所述集尘器(19)，所述吸尘嘴(18)用于在所述风机(17)的驱动下吸附光伏面板表面的灰尘或杂质并通过所述风管(20)收集到所述集尘器(19)中。

6.根据权利要求5所述的智能光伏清洁巡检车，其特征在于，所述清洗组件还包括雷达测距传感器(22)和AI视觉传感器(23)，其中，

所述雷达测距传感器(22)设置在所述集尘罩(16)的前侧，用于测量所述清洗组件与光伏面板表面之间的距离信息，将距离信息传递至所述任务控制器；

所述AI视觉传感器(23)设置在所述集尘罩(16)的前侧，用于判断光伏面板位置，并将位置信息传递至所述任务控制器；

所述任务控制器能够根据光伏面板位置以及所述清洗组件与光伏面板表面之间的距离信息驱动所述机械臂(2)升降，以将所述清洁辊刷(14)调整至适当位置。

7.根据权利要求5所述的智能光伏清洁巡检车，其特征在于，所述吸尘模块还包括压力传感器(24)，所述压力传感器(24)设置在所述清洁辊刷(14)上，用于在吸扫过程中获取所述清洁辊刷(14)与光伏面板表面之间的压力信息并反馈至所述智能处理器(7)，所述智能处理器(7)能够根据所述压力信息驱动所述机械臂(2)升降，以调节所述清洁辊刷(14)与光伏面板表面之间的距离。

8.根据权利要求5所述的智能光伏清洁巡检车，其特征在于，所述水洗模块包括水管(25)、喷水嘴(26)、水泵和水箱(27)，其中，

所述水箱(27)设置在所述可移动底盘(1)上，所述水泵安装在所述水箱(27)内部并且电连接所述电源管理器(6)，所述水管(25)的一端连接所述水箱(27)，另一端连接所述喷水嘴(26)，所述喷水嘴(26)设置在所述安装支架(21)上；

所述水泵能够在所述电源管理器(6)的控制下使所述水箱(27)中的液体经过所述水管(25)从所述喷水嘴(26)喷出。

9.根据权利要求8所述的智能光伏清洁巡检车，其特征在于，所述水洗模块包括多个喷水嘴(26)，所述多个喷水嘴(26)沿所述安装支架(21)的横向方向等间距地设置在所述安装支架(21)上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的智能光伏清洁巡检车，其特征在于，还包括启动开关(28)，所述启动开关(28)安装在所述可移动底盘(1)上。