CN117060840A - 操作光伏机器人的方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供操作光伏机器人的方法，驱动光伏机器人沿行进方向跨越光伏面板的地形；接触光伏面板表面以剥离光伏面板表面的附着物；感知光伏机器人正在行驶的光伏面板表面的特征，并产生指示光伏机器人正在行驶的表面的特征的指示信号，该指示信号包括指示光伏面板表面的平整度的信号；在相邻的两个或多个光伏面板组邻接边界上识别光伏面板表面平整度的变化；通过控制模块控制驱动系统，以响应对光伏面板表面平整度的变化的识别，引导光伏机器人至邻接边界附近执行导航决策；维护光伏面板组的表面特征地图，在光伏面板组的表面特征地图中存储关于已识别的邻接边界的信息。

Description

操作光伏机器人的方法

技术领域

本公开涉及一种操作光伏机器人的方法。

背景技术

新的可再生能源已经成为人类使用的能源的重要组成部分，在过去一段时间中，太阳能技术在世界各国得到了迅速发展。光伏面板板是一种利用半导体材料将太阳能直接转化为电能的装置，这些材料在阳光下会产生光伏效应。光伏面板板适用于从大型发电站到小型便携式充电器的各种应用。近年来，光伏面板板得到了快速发展。

光伏面板板只在户外环境下工作，影响其工作的最大问题不是光线，而是附着在其表面的灰尘的积累。附着在光伏面板板上的灰尘或其他附着物会影响电池板的透光率，限制光电效率，严重影响电池板直接获取太阳光的效率，降低电池板的能量吸收和转换效率，降低发电效率。

目前，大部分在用光伏面板板只能依靠人工定期完成清洁工作。由于大型电站的光伏面板板体积大，同时使用的电池板数量多，所处环境恶劣，通常布置在宽阔无遮挡环境下，灰尘会反复积累，需要反复清洗。在很多场合，为了提高空间利用率，光伏面板板通过安装支架设置在高处，这使得清洁更加困难，风险更大。为了降低清洁成本，许多光伏面板板的用户不得不选择不进行清洁，因此不得不承受灰尘带来的电力损失。

目前已经有一些光伏面板板引入了自动清洁机器人进行清洁，但可用的与太阳能光伏面板结合使用的清洁系统要么太复杂要么太昂贵或两者兼而有之。户外清洁机器人应当是廉价的、设计简单的、可靠的、不能消耗太多功率，并且应当是高效的。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种操作光伏机器人的方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种操作光伏机器人的方法，所述光伏机器人包括：

主体；

固定地设在主体上的驱动模块以及可枢转地设在驱动模块上的清洁模块，所述清洁模块包括相对于主体位于前方的第一清洁模块和相对于主体位于后方的第二清洁模块；

该方法包括：

通过驱动模块，驱动所述光伏机器人沿行进方向跨越光伏面板的地形；

通过所述第一清洁模块和第二清洁模块，接触所述光伏面板表面以剥离所述光伏面板表面的附着物；

通过传感器，感知光伏机器人正在行驶的光伏面板表面的特征，并产生指示光伏机器人正在行驶的表面的特征的指示信号，该指示信号包括指示光伏面板表面的平整度的信号；

通过控制模块，在光伏机器人行进过程中，根据包括光伏面板表面的平整度在内的指示信号，在相邻的两个或多个光伏面板组邻接边界上识别光伏面板表面平整度的变化；

通过控制模块控制驱动系统，以响应对所述光伏面板表面平整度的变化的识别，引导光伏机器人至邻接边界附近后，所述光伏机器人执行导航决策；

维护所述光伏面板组的表面特征地图，在光伏面板组的表面特征地图中存储关于已识别的邻接边界的信息。

根据本公开的至少一个实施方式，识别两个或多个光伏面板组之间的邻接边界，并存储关于识别两个或多个光伏面板组之间的邻接边界的位置的信息。

根据本公开的至少一个实施方式，识别两个或多个光伏面板组之间的邻接边界的待清洁区域，并在光伏面板的表面特征地图中存储关于识别两个或多个光伏面板组之间的邻接边界的待清洁区域的信息。

根据本公开的至少一个实施方式，传感器包括摆动传感器，感知所述第一清洁模块和/或第二清洁模块相对于与驱动模块发生相对枢转的角度，所述光伏面板表面平整度通过所述第一清洁模块相对于与驱动模块发生相对枢转的角度来体现。

根据本公开的至少一个实施方式，所述导航决策包括决定继续沿行进方向行使或沿所述行进方向相反的方向行使，且保持第一清洁模块和第二清洁模块的激活。

根据本公开的至少一个实施方式，该控制模块，被配置为依据所述角度的变化，将所述光伏面板表面的平整度分类为“平整”或“不平整”来区分相邻的两个或多个光伏面板组邻接边界类型。

根据本公开的至少一个实施方式，其中“平整”代表光伏机器人通过的光伏面板表面使得所述第一清洁模块相对于与驱动模块发生相对枢转的角度不超过第一阈值；而“不平整”代表光伏机器人通过的光伏面板表面使得第一清洁模块相对于与驱动模块发生相对枢转的角度大于第一阈值且小于参考值，其中，所述第一阈值为当所述光伏机器人位于光伏面板的平整表面放置时，所述清洁模块相对于所述驱动模块的初始摆动角度；所述参考值为所述清洁模块能相对于所述驱动模块的最大摆动角度。

根据本公开的至少一个实施方式，光伏机器人沿行进方向行使过程中，若出现“不平整”的邻接边界，则光伏机器人执行如下导航：

光伏机器人沿行进方向相反的方向后退至少半个光伏机器人纵向长度的距离；

光伏机器人沿行进方向继续行使，直至所述第二清洁模块与所述驱动模块的相对摆动消失；

随后光伏机器人沿行进方向继续行使至少一个光伏机器人纵向长度的距离，直至所述第二清洁模块跨越所述邻接边界；

随后控制所述光伏机器人沿所述行进方向相反的方向行使，直至第二清洁模块再次到达所述“不平整”的邻接边界，此过程中，第一和第二清洁模块保持激活；

光伏机器人沿行进方向继续行使。

根据本公开的一个方面，提供了一种操作光伏机器人的方法，所述光伏机器人包括：

主体；

固定地设在主体上的驱动模块以及可枢转地设在驱动模块上的清洁模块，所述清洁模块包括相对于主体位于前方的第一清洁模块和相对于主体位于后方的第二清洁模块；

通过控制模块驱动光伏机器人跨越光伏面板的待清洁表面；

在继续驱动光伏机器人的同时，评估包括光伏面板待清洁表面突起的信号在内的指示信号与基线信号特征，以确定指示信号是否指示光伏机器人正在经过光伏面板表面的突起部分以及所述突起部分是否可跨越；

通过控制模块作出导航决策，包括响应于从指示信号中确定光伏机器人的第一和第二清洁模块相对于驱动模块发生相对摆动，引导光伏机器人在可跨越的突起部分的两侧的至少半个光伏机器人的纵向距离范围内进行二次清洁；

存储关于光伏面板上的至少一个突起的信息。

根据本公开的至少一个实施方式，所述二次清洁包括，在跨越所述突起前，引导光伏机器人沿行进方向相反的方向移动至少半个光伏机器人的纵向距离，然后继续行使并跨越所述突起；跨越所述突起后，引导光伏机器人沿行进方向移动至少半个光伏机器人的纵向距离后，沿行进方向相反的方向向所述突起移动，直至第一清洁模块或第二清洁模块接触所述突起，上述过程中，所述第一清洁模块和第二清洁模块保持激活。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的一个实施方式的光伏机器人的结构的仰视立体示意图。

图2是根据本公开的一个实施方式的光伏机器人的结构的俯视立体示意图。

图3示出了根据本公开的一个实施方式的光伏机器人的仰视图。

图4是根据本公开的一个实施方式的光伏机器人的框架结构示意图，示出了驱动模块的拆装方式。

图5示出了根据本公开的一个实施方式的驱动模块的侧视图。

图6是根据本公开的一个实施方式的光伏机器人的结构示意图，示出了清洁模块的拆装方式。

图7是根据本公开的一个实施方式的光伏机器人的侧视图。

图8示出了根据本公开的一个实施方式的主控器的原理图。

图9是根据本公开的一个实施方式的光伏机器人在光伏面板上行走的示意图，其中，所述光伏机器人到达光伏面板的邻接边界。

图10是根据本公开的一个实施方式的光伏机器人在光伏面板上行走的示意图，其中，所述光伏机器人正在跨越光伏面板的邻接边界。

图11是根据本公开的一个实施方式的光伏机器人在光伏面板上行走的示意图，其中，所述光伏机器人跨越了光伏面板的邻接边界。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图1是显示光伏机器人的一个例子的底部透视图。光伏机器人用于清洁光伏面板的待清洁表面，从工作表面将灰尘碎屑等剥离下来并清洁干净。光伏机器人包括一个主体框架，该主体框架包括第一框架110、第二框架120、第三框架130和第四框架140，它们可拆卸地连接。

如图2所示光伏机器人包括一个底盘和一个固定在底盘上的外壳，两者构成了光伏机器人主体200，该主体200可拆卸地连接在所述主体框架上。根据本公开一个实施例的光伏机器人包括设置有在光伏面板的待清洁表面上行走的驱动模块300、可摆动地设置在驱动模块300上的清洁模块500。在一个实施方案中，清洁模块500将伏面板的待清洁表面上的灰尘碎屑从光伏面板表面进行剥离。主体200覆盖了光伏机器人的包括主控器和电池组件在内的内部组件，并用于改变光伏机器人的外观。

如图3的光伏机器人的俯视图所示，驱动模块300可以耦合到主体框架。在根据本公开的一个实施例中，每个驱动模块300包括可旋转地连接到驱动模块托架上的驱动轮和可用于驱动该驱动轮的驱动马达310；以及设置于所述驱动轮外侧的环形带320，用于在所述驱动轮的带动下驱动所述光伏机器人跨越光伏面板上的地形，光伏面板的清洁困难之一在于与光伏面板板通常倾斜，并且存在与太阳直射角度保持适应性恒定而调节方向的事实相关联。因此，机器人必须能够保证光伏机器人在斜坡上的稳定性并且随斜坡角度变化。因此，驱动模块300通常选择环形带，可包括由结构橡胶或皮革制成的外部运行层，以保证机器人与光伏面板板之间具有较大的接触面，因此，光伏机器人可以相对稳定地布置在目标平面上。

驱动马达310分别机械地耦合到驱动模块托架上，并且通过由控制模块产生的控制信号独立地操作，作为对执行行为模式的响应。驱动马达310分别的独立操作使环形带320能够实现以下动作：在同一方向上以相同的速度旋转，以推动机器人装置沿直线前进或后退；不同的旋转速度(包括其中一个环形带320不旋转的情况)，以实现机器人装置的各种右转和/或左转模式；以及以相反方向上分别以相同的速度旋转，以使机器人装置在原地转动，从而为机器人设备提供广泛的运动能力。上述光伏机器人设置有由构成前驱动轮的左右两个驱动轮、设置于后端的由构成后驱动轮的左右两个驱动轮，位于前后驱动轮之间的且自由旋转的多个从动轮构成的自主行驶机构。上述左右的两个驱动轮分别与驱动马达310连结，能够左右独立地旋转驱动。由此，机器人能够进行前进、后退、旋转、弯道行驶。

在一个实施例中，在机器人主体200的前面和后面分别设有一对清洁模块500。

清洁模块500可以耦合框架上，用于清洁太阳能板。根据本公开的一个实施例，该清洁模块500可拆卸地安装在驱动模块300的托架上，该清洁模块500包括：一个清洁模块托架；可旋转地连接到清洁模块托架的清洁头，即滚刷510。滚刷510可拆卸地安装在清洁模块500上，用于扫除光伏板上的附着物。以及由清洁模块托架携带的、可操作地驱动滚刷510的清洁驱动电机520。

在一个实施例中，滚刷510是一种多段滚刷的组合，其设计独特地沿轴线方向排列。这种排列方式使得滚刷510具备了极高的灵活性和适应性，可以根据不同的工况进行替换和组合。每个段落的滚刷都可以根据具体需求进行选择，以满足不同表面材料或清洁任务的要求。例如，在处理粗糙表面时，可以使用具有较硬刷毛的段落，以获得更强的清洁力和磨擦效果。而在处理脆弱表面时，可以使用柔软刷毛的段落，以避免划伤或损坏。此外，这种多段滚刷的组合还允许根据清洁区域的大小和形状进行调整。通过添加或拆卸适当数量的滚刷段落，可以轻松地调整滚刷的长度和形状，以适应不同的清洁需求。滚刷510的设计使其成为一个高度灵活和可定制的清洁工具，为各种工况提供了最佳的适应性和性能。

清洁模块500的清洁驱动电机520，其使轴单元围绕滚刷510的轴线旋转。具体而言，清洁驱动电机520的主轴通过皮带轮机构联接到滚刷510的轴的末端部分。清洁驱动电机的工作状态由控制器控制。

因此，当清洁驱动电机被激活时，清洁驱动电机的驱动力通过皮带轮机构传递给滚刷的轴，这使得滚刷被旋转。

在某些情况下，清洁模块500可能需要靠近光伏机器人的前方。为了方便清洁过程，可以灵活设置引导碎片或污物的路径，以使其可替换地导向到光伏机器人下面的吸力通道。这样一来，机器人可以更加高效地清理目标区域，减少污物残留和清洁时间。

此外，在湿式清洁过程中，清洁模块500的滚刷主刷可能具备擦洗功能。这意味着滚刷不仅能够清除表面的杂物和污垢，还能进行擦洗，以进一步提高清洁效果。而且，该模块还配备了真空和污水收集器，可以在擦洗过程后有效地收集废液，确保清洁过程的整洁和环保。

为了便于维护，光伏机器人包括模块化组件，这些组件可分别并独立地从光伏机器人上拆卸下来。

根据本公开的一个实施例的模块化组件，例如清洁模块500、驱动模块300，被布置成可安装到配合的位置中，并且可以独立地从光伏机器人中移除。例如，存在故障的驱动模块300可以被移除，并用一个功能正常的组件替换，或者磨损的清洁模块500可以被替换并再次使用。在一个实施例中，清洁模块500可以被替换以改变光伏机器人的功能，例如将清洁模块500中的长滚刷替换为短滚刷，硬刷毛滚刷替换为软滚刷刷毛等。

在图4中，示出了与驱动模块300相匹配的第一框架110和第二框架120、与第一框架110和第二框架120相匹配的第三框架130和第四框架140。每个框架都是一个规则的框架，在框架的侧壁上有一个安装接头。如图5所示，机器人的底部的驱动模块300的主体上包括的平行壁形成的凹槽301，与该凹槽301相匹配的第一框架110和第二框架120之间形成紧密的滑移配合。作为平行壁，它们允许第一框架110和第二框架120沿壁直接滑入接收凹槽301中，直到贯穿驱动模块300的框架。

驱动模块300具有两个相邻形状相似的托架，两个托架形成凹槽301，能够使得第一框架110和第二框架120垂直通过的所述托架的壁。驱动模块300"垂直"方向上沿着第一框架110和第二框架120滑动到位。驱动模块300可以通过紧固件固定在其相应的框架上，这些紧固件的固定方向与插入方向相同。紧固件是可见的，任何紧固件可以方便被移除，以允许驱动模块300被滑出。

清洁模块500作为一个可独立移除的模块，为光伏机器人提供了多样化的清洁选项。如图6所示，清洁模块500可以从光伏机器人的驱动模块300的托架上轻松取下，使其从机器人中完全移除。该模块主要由滚刷组成，这些滚刷围绕水平轴进行旋转，从而形成了一个水平的清洁系统。它的设计目的是覆盖机器人在工作表面上的广泛区域，以确保高效的清洁效果。除了滚刷，机器人还可以使用其他类型的刷子，如垂直旋转刷子、前后往复刷、上下震动拖布、履带刷等。这些部件的安装和拆卸都非常方便，可以根据不同的清洁任务和表面要求进行灵活组合。它的灵活性体现在多种刷子类型的可替换和组合，以及可调整的碎片引导路径。而湿式清洁下的擦洗功能和废液收集器则进一步提高了清洁效果和整体工作效率。

清洁模块500的设计旨在满足不同清洁需求，使光伏机器人成为一款功能强大且高度可定制的清洁工具。如图7所示，对于清洁模块500，除了滚刷之外，还可以在清洁模块500的框架上设置可独立互换的喷水组件600，喷水组件600可拆卸地安装在清洁模块托架上且位于所述滚刷510前方，从而在所述滚刷510经过待清洁的光伏面板表面前，通过包括清水在内的清洁液对待清洁表面进行冲洗。待清洁表面经水冲洗，灰尘附着物的剥离效率会显著提高。喷水组件600可以包括喷嘴610，其中，喷嘴610与主体内的供应箱相通，喷嘴610可拆卸地安装在清扫构件上，供应箱和喷嘴610之间内安装有泵装置，用于将供应箱内的清洁液供应至喷嘴610。清洁液从喷嘴610处喷出，从而使得喷出的水具有较大的覆盖面积，形成扇形辐射面。当所述光伏机器人沿待清洁表面(光伏面板表面)移动时，所述喷嘴610垂直于或者大致垂直于所述待清洁表面。

清洁模块500和驱动模块300均应当包括电源连接器，以为其工作提供动力。当驱动模块和清洁模块500被放置在相应的位置中时，电源连接器与相应位置中的电源连接器接合。配套的电源连接器从位于主体上的电池组件向清洁清洁模块500和驱动模块提供电源。

当自主行走清洁机器人在台阶上移动时，自主行走清洁机器人的清洁模块500从光伏面板或类似物上摆动起来，但在清洁模块500摆动期间，有时刷子与待清洁表面之间的距离增加，机器人可能无法清洁光伏面板或类似物的表面。使得正常清洁难以进行。

所述清洁模块托架因此进一步包括摆动连接器，该摆动连接器设置在清洁模块托架的远端，当清洁模块托架被放置在驱动模块托架外侧时，该摆动连接器被配置为与所述清洁模块托架的连接件相匹配，以形成与所述驱动轮组件的摆动连接。

所述摆动连接器在光伏机器人中起到关键的作用。在本公开的一个实施例中，如图6和图7所示，摆动连接器由设置在清洁模块500的托架上的枢转槽503和摆动槽502构成，并配备连接件，包括位于驱动模块300的托架上的第一支撑轴302和第二支撑轴303，分别与枢转槽503和摆动槽502匹配。该摆动连接器设计用于与清洁模块托架相匹配，以在光伏机器人前进过程中应对光伏面板组件的衔接台阶或缝隙。

在光伏面板的表面，可能存在一些不平整的区域，例如衔接台阶或缝隙。这些区域可能由于光伏面板的设计、安装或环境因素而形成。光伏机器人在清洁光伏面板时，需要能够顺利跨越这些区域，而不受阻碍或卡住。

摆动连接器的设计能够解决这个问题。首先，枢转槽503和摆动槽502位于摆动连接器的远端，与清洁模块托架连接。这种连接方式允许清洁模块500在必要时上浮。当光伏机器人前进时，如果清洁模块500遇到衔接台阶或缝隙，摆动连接器会起作用，使清洁模块500上浮，避免因清洁模块500的“卡死”而导致前进困难。

通过摆动连接器的枢转槽503和摆动槽502，清洁模块500能够自由移动，跟随光伏面板的表面变化。当清洁模块500上浮时，第一支撑轴302和第二支撑轴303分别在摆动槽502和枢转槽503中摆动和旋转，使清洁模块500保持平稳。这种摆动连接器的设计确保了光伏机器人的顺畅运行，避免了清洁模块500因受阻而无法正常移动的情况。因此，摆动连接器在光伏机器人中的应用是为了适应光伏面板表面的不平整区域。它通过与清洁模块托架的连接件相匹配，使清洁模块500能够在面对衔接台阶或缝隙时上浮，保持正常运行。这项设计确保了光伏机器人能够有效地清洁光伏面板，提高能源输出效率，并减少运行故障的可能性。

总的来说，摆动连接器的设计使得清洁模块500能够适应光伏面板的不平整区域，保持顺畅运行，从而提高清洁效率和整体性能。

在一个实施例中，光伏机器人的清洁模块500的相对摆动情况是通过摆动传感器进行检测的。摆动传感器730被安装在机器人主体200上，用于检测清洁模块500相对于驱动模块300的摆动情况。摆动传感器730通过测量清洁模块500与驱动模块300之间的角度变化来判断清洁模块是否发生向上摆动的情况。传感器可以使用陀螺仪、倾斜传感器或其他相关技术来实现角度测量。一旦摆动传感器730检测到清洁模块500发生向上摆动，它会向主控器700发送信号。主控器700接收到来自摆动传感器730的信号后，会判断是否满足向驱动模块控制器710发送信号的条件。这个条件可以基于事先设定的摆动角度阈值或其他相关规则进行判断。当主控器700确定清洁模块发生向上摆动且满足发送信号条件时，它会向驱动模块控制器710发送相应的指令信号，以控制驱动模块300对清洁模块进行相应的动作或调整。

摆动传感器用于检测清洁模块500是否与光伏机器人主体发生摆动，并确保摆动连接器正常工作。这种摆动连接器的正常工作对于保持清洁效率非常重要，特别是在光伏面板表面存在相邻接缝或台阶的情况下。

在实施过程中，摆动传感器持续监测清洁模块500的摆动情况。如果光伏机器人通过光伏面板表面的接缝或台阶时，摆动传感器会检测到清洁模块500的相对摆动。这样的摆动连接器异常可能导致接下来的清洁工作效率降低。

摆动传感器的作用之一是检测清洁模块500的摆动，并将摆动信号发送给驱动模块控制器710。当摆动连接器发生异常摆动时，传感器会向驱动模块控制器710发送摆动信号，以提醒系统发生了异常情况。当异常摆动消除时，传感器会向驱动模块控制器710发送返回信号，表示摆动已恢复正常。

在光伏机器人被放置在待清洁表面上时，存储器750会记录清洁模块500相对于主体的倾斜度作为参考值。当光伏机器人移动时，控制器600将摆动传感器的检测值与预设的阈值角度进行比较。控制器会根据比较结果判断是否产生了摆动。当与阈值的偏差大于或等于零时，控制器会确定摆动发生，并采取相应的措施来纠正异常情况。

通过使用摆动传感器和驱动模块控制器，光伏机器人能够实时监测清洁模块500相对于驱动模块300的摆动情况，并及时采取措施来保持清洁模块500中的滚刷510与光伏面板的适当接触状态。这样可以确保清洁效率的最大化，并提高光伏机器人的整体性能和效能。

如图8所示，本公开的一个实施例中，主控器700包括驱动模块控制器710、清洁模块控制器720和摆动传感器730，均与导航决策器740和存储器750连通，其中，导航决策器740包括决定光伏机器人继续沿行进方向行使或沿所述行进方向相反的方向行使，且保持第一清洁模块和第二清洁模块的激活，存储器750存储在光伏面板组的表面特征地图中关于已识别的邻接边界的信息。

驱动模块控制器710控制和监测驱动驱动模块300中的的每个驱动马达310的激活。驱动模块控制器710控制两个驱动马达310中的每一个的激活，以控制机器人主体200的移动方向或移动速度，即光伏机器人的移动方向或移动速度。

当摆动传感器730检测到机器人主体200的清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动时，驱动模块控制器710具有控制驱动模块300的激活的功能。摆动传感器730与光伏机器人的控制器电性连接，主控器700检测机器人主体200的清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动是否产生。当清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动产生时，主控器700向驱动模块控制器710发送清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动信号，当清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动消除时，主控器700向驱动模块控制器710发送返回去清洁的信号。

主控器700存储清洁模块300和驱动模块500之间的跨越角度作为参考值。当光伏机器人被放置在待清洁表面上时，清洁模块300和驱动模块500之间的相对摆动角度作为初始值。此处，跨越角度是指，光伏机器人能够在光伏面板表面行走时能够跨越的台阶或突起时，清洁模块300和驱动模块500之间的最大角度，其决定了光伏机器人能够翻越的最大高度所对应的摆动角度值。当光伏机器人移动时，主控器700将由摆动传感器730检测的倾角与初始值和参考值进行实时地比较，并且主控器700确定当检测的倾角小于参考值且大于初始值时，产生清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动，并且意味着光伏机器人可以翻越该高度的台阶或者接缝或者突起等。

例如，在如图2所示的在机器人主体200的前部和后部设置一对清洁模块500的情况下，驱动模块控制器710控制驱动模块300的激活，使得在检测到机器人主体200后方的清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动后消除后，前进一个光伏机器人的纵向距离后后退。因此，位于后部的清洁模块500可以再次通过检测到前部的清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动的地方，从而将二次清洁的区域进行补充清洁，避免因通过明显的台阶或者突起后引起的一次清洁区，导致清洁效果不佳。

光伏机器人也可以只设置一个清洁模块500。在一个实施例中，在清洁模块500仅设置在机器人主体200的前部，驱动模块控制器710控制驱动模块300的激活，在检测到清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动之后，摆动又被消除时，向前行驶一个机器人的长度距离后，180度改变方向后向后行驶。一个机器人的长度距离，通常指机器人本体外轮廓的沿行进方向上的轮廓长度。因此，清洁模块500可以再次通过检测到清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动的地方。

下面将结合图9至图11，以本公开的一个实施例来描述光伏机器人在光伏面板组的表面上移动的情况，在该光伏面板组中，具有矩形待清洁表面的光伏面板在光伏面板的纵向方向上排列。本实施例的光伏机器人包括位于机器人主体200的前部和后部的一对清洁模块500。

当光伏机器人沿光伏面板的移动时，布置在机器人主体200的前部的清洁模块500清洁光伏面板的受光面(即待清洁表面)，当光伏机器人进一步移动时，布置在机器人主体200的后部的清洁模块500再次清洁由布置在前部的清洁模块500所清洁的部分。

当到达光伏面板F和光伏面板G之间的边界时，光伏机器人可能会从光伏面板F移动到光伏面板G。

在光伏面板F的待清洁表面和光伏面板G的待清洁表面基本上彼此平齐的情况下，当光伏机器人越过光伏面板F和G之间的框架时，清洁模块500相对于驱动模块300基本不发生向上摆动。因为主控器700确定清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动没有产生，所以光伏机器人即使在移动到光伏面板G后也会沿纵向连续移动。在这种情况下，保持由清洁模块500两次清洁的光伏面板G的待清洁表面的基本整个表面的状态。

光伏面板F和G之间形成台阶的情况下，当光伏机器人从光伏面板F移动到光伏面板G时，由于杠杆作用，在上述过程中，在机器人主体200的跨越台阶过程中，光伏面板F和G均会存在没有被清洁模块500二次清洁的部分，被称为一次清洁区M和M'，因此需要设法将这部分区域进行清洁。

清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动，主控器700确定产生了清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动，并将清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动信号传送到驱动模块控制器710。

在跨越过程中，光伏面板F上会存在未被后方清洁模块500清洁到的部分M'。为了确保M'能够得到足够的清洁次数，主控器700应当确保在光伏机器人跨越前，将M'清洁两次以上。因此，在前方清洁模块500触碰到台阶时，主控器700将立即向驱动模块控制器710发送反向驱动信号。驱动模块控制器710接收到反向驱动信号后，会使驱动模块300反向移动，将清洁模块500重新经过M'，确保M'能够得到至少三次的清洁。完成M'的清洁后，驱动模块控制器710会重新调整驱动模块300的运动方向，使光伏机器人继续前进，继续跨越光伏面板F进行清洁工作。

未被清洁的部分M'的长度确定，可以通过诸如驱动模块300上配置的编码器结合上述摆动传感器730来一起确定。当前方清洁模块500首次遇到台阶后，激活摆动传感器730发出信号，该信号表示光伏机器人已经遇到了台阶。此时，编码器开始记录随着驱动模块300后退的距离，通常M'的长度从台阶边缘算起往后退小于半个光伏机器人纵向长度即可，它可以提前被设定，并存储到存储器750中。

在进行了M'的补充清洁后，机器人开始跨越台阶。因为要确保光伏机器人的跨越动作全部完成，这个过程需要直到机器人主体200的清洁模块500都相对于驱动模块300不再发生向上摆动。具体而言，当位于机器人主体200的前方的清洁模块500被台阶激发向上的摆动，主控器700将由摆动传感器730检测的倾角与初始值和参考值进行实时地比较，确认该台阶可以通过，且向驱动模块控制器710发送前部的清洁模块500摆动被激发的信息，驱动模块300继续保持前进。当前部的清洁模块500通过了台阶，则消除了相对于驱动模块300的相对摆动，此时，主控器700向驱动模块控制器710发送前部的清洁模块500摆动被消除的信息，驱动模块300继续保持前进。光伏机器人继续前进过程中，当位于机器人主体200的后方的清洁模块500由于光伏机器人的机身攀爬角度变化，而且后方的清洁模块500保持与光伏面板F接触，因此会激发后方的清洁模块500相对于驱动模块300相对向上的摆动，主控器700将由摆动传感器730检测的倾角与初始值和参考值进行实时地比较，确认该台阶可以继续通过，且向驱动模块控制器710发送后部的清洁模块500摆动被激发的信息，驱动模块300继续保持前进。当后部的清洁模块500离开光伏面板F的待清洁面，则消除了相对于驱动模块300的相对摆动，此时，主控器700向驱动模块控制器710发送后部的清洁模块500摆动被消除的信息，驱动模块300此时继续前进至少半个光伏机器人纵向长度的距离，然后准备反向驱动。

如上所述类似，在本实施例的光伏机器人中，由于光伏机器人在跨越台阶因杠杆原理使得前方的清洁模块500逐渐离开光伏面板G的待清洁表面，而后随着跨越的继续，前方的清洁模块500在重力作用下再次恢复到与光伏面板G的待清洁表面接触，这个过程中形成一次清洁区M，虽然后续随着光伏机器人的继续前进，后方的清洁模块500会通过该一次清洁区M，但是清洁效果显然是不能令人满意的。这是因为，通常光伏机器人会在前方的清洁模块500处配置喷水装置，因此，对于前后均配置清洁模块的光伏机器人来说，前方的清洁模块是主要的清洁效率提供方，后方的清洁模块只能够达到补充清洁的效果。因此，必须使得一次清洁区M在消除清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动后至少由后方的清洁模块500再进行几次补充清洁。因此，在光伏机器人完成台阶跨越后(后方的清洁模块500与光伏面板G的待清洁表面完成接触)，光伏机器人需要向前方继续移动至少半个光伏机器人纵向长度的距离，然后准备反向驱动。反向驱动至后方清洁模块500再次到达光伏面板G的边缘停止，再继续向前移动。主控器700向驱动模块控制器710发送反向驱动信号，确保后方的清洁模块500再次经过未被清洁的区域，以达到至少三次清洁的目标。

当然，为了达到更好的清洁效果，在光伏机器人完成台阶跨越后(后方的清洁模块500与光伏面板G的待清洁表面完成接触)，光伏机器人需要向前方继续移动至少半个光伏机器人纵向长度的距离，然后原地180°调转，通过前方的清洁模块500对一次清洁区M清洁，但这会稍微占用一些清洁时间。180°调转后驱动模块300驱动光伏机器人至前方清洁模块500到达光伏面板G的边缘停止，再原地180°调转后继续向前移动，进行其他的清洁动作。因此，相对于清洁周期完毕再查找二次清洁区域补充清洁相比，可以缩短清洁工作所需的时间，从而可以提高工作效率以抑制清洁工作所需的成本。

在本实施例中，作为例子，由主控器700检测上述一次清洁区M和M'的地点。上述一次清洁区M和M'包括但不限于光伏面板表面的临时或永久障碍，光伏面板的框架，光伏面板组之间的衔接处等。在事先不了解上述一次清洁区M和M'的情况下，通过实时监测清洁模块500的相对摆动和驱动模块300的编码器来探测一次清洁区M和M'，并在一次完整的清洁周期结束后，存储一次清洁区M和M'的位置，以及产生一次清洁区M和M'的临时或永久障碍，光伏面板的框架，光伏面板组之间的衔接处的位置到存储器750中，以便于下次开启清洁时调用相应的更高效的清洁导航策略。

在一个实施例中，主体200前方的清洁模块500配置角度检测传感器，用于检测清洁模块相对于驱动模块300的向上摆动的角度是否在设定范围内。主体200后方的清洁模块500不需要提供摆动传感器，而可以采用较为经济的霍尔传感器或红外线传感器来代替。这些传感器用于检测后方清洁模块相对于驱动模块300的摆动状态。当主体200前方的清洁模块500发生向上摆动时，角度检测传感器将检测到这一状态下的角度，并向主控器700发送相应的信号。主控器700接收到前方清洁模块500的摆动信号后，将判断是否在设定范围内，从而判断该台阶是否能够被跨越。主控器700会通过霍尔传感器或红外线传感器等后方传感器检测后方清洁模块500的摆动状态信息。如果检测到后方清洁模块500发生向上摆动，主控器700将采取相应的控制措施。

在另外一个实施例中，摆动传感器也不是必须的配置。例如，当机器人主体200的前部或后部清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动时，从待清洁表面施加到滚刷510的反作用力会减少。当滚刷510与待清洁表面之间的摩擦力小于设定值时，通过滚刷510的驱动马达的电流会减少。因此，可以根据电流来确定清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动，且可以判断在机器人主体200的前部还是后部产生。

但是，提供检测清洁模块500相对于驱动模块300发生向上摆动的传感器还是必要的，因为可以获得主控器700的配置被优化的优点。可以判断障碍是否可以被跨越，能够提高光伏机器人在光伏面板上的运行安全性。特别地，光伏机器人的主控制器可与其他光伏机器人和运维机器人的主控制器和/或整个光伏面板场的主控制器耦合，以便这些组件之间可以交换信息。这些信息可以包括光伏机器人自我运行的信息，光伏面板场的天气信息以及关于每个光伏面板调节器的当前状态的信息。如上所述，各主控制器之间的信息交换用于光伏面板内光伏机器人的最佳和安全运行。这种信息交换可以扩展到光伏面板运行的其他方面，例如太阳能板的任何破损，等等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种操作光伏机器人的方法，其特征在于，所述光伏机器人包括：

主体；

固定地设在主体上的驱动模块以及可枢转地设在驱动模块上的清洁模块，所述清洁模块包括相对于主体位于前方的第一清洁模块和相对于主体位于后方的第二清洁模块；

该方法包括：

通过驱动模块，驱动所述光伏机器人沿行进方向跨越光伏面板的地形；

通过所述第一清洁模块和第二清洁模块，接触所述光伏面板表面以剥离所述光伏面板表面的附着物；

通过传感器，感知光伏机器人正在行驶的光伏面板表面的特征，并产生指示光伏机器人正在行驶的表面的特征的指示信号，该指示信号包括指示光伏面板表面的平整度的信号；

通过控制模块，在光伏机器人行进过程中，根据包括光伏面板表面的平整度在内的指示信号，在相邻的两个或多个光伏面板组邻接边界上识别光伏面板表面平整度的变化；

通过控制模块控制驱动系统，以响应对所述光伏面板表面平整度的变化的识别，引导光伏机器人至邻接边界附近后，所述光伏机器人执行导航决策；

维护所述光伏面板组的表面特征地图，在光伏面板组的表面特征地图中存储关于已识别的邻接边界的信息。

2.根据权利要求1所述的操作光伏机器人的方法，其特征在于，识别两个或多个光伏面板组之间的邻接边界，并存储关于识别两个或多个光伏面板组之间的邻接边界的位置的信息。

3.根据权利要求2所述的操作光伏机器人的方法，其特征在于，识别两个或多个光伏面板组之间的邻接边界的待清洁区域，并在光伏面板的表面特征地图中存储关于识别两个或多个光伏面板组之间的邻接边界的待清洁区域的信息。

4.根据权利要求1所述的操作光伏机器人的方法，其特征在于，传感器包括摆动传感器，感知所述第一清洁模块和/或第二清洁模块相对于与驱动模块发生相对枢转的角度，所述光伏面板表面平整度通过所述第一清洁模块相对于与驱动模块发生相对枢转的角度来体现。

5.根据权利要求4所述的操作光伏机器人的方法，其特征在于，包括：

所述导航决策包括决定继续沿行进方向行使或沿所述行进方向相反的方向行使，且保持第一清洁模块和第二清洁模块的激活。

6.如权利要求5所述的操作光伏机器人的方法，其特征在于，该控制模块，被配置为依据所述角度的变化，将所述光伏面板表面的平整度分类为“平整”或“不平整”来区分相邻的两个或多个光伏面板组邻接边界类型。

7.如权利要求6所述的操作光伏机器人的方法，其特征在于，其中“平整”代表光伏机器人通过的光伏面板表面使得所述第一清洁模块相对于与驱动模块发生相对枢转的角度不超过第一阈值；而“不平整”代表光伏机器人通过的光伏面板表面使得第一清洁模块相对于与驱动模块发生相对枢转的角度大于第一阈值且小于参考值，其中，所述第一阈值为当所述光伏机器人位于光伏面板的平整表面放置时，所述清洁模块相对于所述驱动模块的初始摆动角度；所述参考值为所述清洁模块能相对于所述驱动模块的最大摆动角度。

8.如权利要求7所述的操作光伏机器人的方法，其特征在于，光伏机器人沿行进方向行使过程中，若出现“不平整”的邻接边界，则光伏机器人执行如下导航：

光伏机器人沿行进方向相反的方向后退至少半个光伏机器人纵向长度的距离；

光伏机器人沿行进方向继续行使，直至所述第二清洁模块与所述驱动模块的相对摆动消失；

光伏机器人沿行进方向继续行使至少一个光伏机器人纵向长度的距离，直至所述第二清洁模块跨越所述邻接边界；

控制所述光伏机器人沿所述行进方向相反的方向行使，直至第二清洁模块再次到达所述“不平整”的邻接边界，此过程中，第一和第二清洁模块保持激活；

光伏机器人沿行进方向继续行使。

9.一种操作光伏机器人的方法，其特征在于，所述光伏机器人包括：

主体；

固定地设在主体上的驱动模块以及可枢转地设在驱动模块上的清洁模块，所述清洁模块包括相对于主体位于前方的第一清洁模块和相对于主体位于后方的第二清洁模块；

通过控制模块驱动光伏机器人跨越光伏面板的待清洁表面；

在继续驱动光伏机器人的同时，评估包括光伏面板待清洁表面突起的信号在内的指示信号与基线信号特征，以确定指示信号是否指示光伏机器人正在经过光伏面板表面的突起部分以及所述突起部分是否可跨越；

通过控制模块作出导航决策，包括响应于从指示信号中确定光伏机器人的第一和第二清洁模块相对于驱动模块发生相对摆动，引导光伏机器人在可跨越的突起部分的两侧的至少半个光伏机器人的纵向距离范围内进行二次清洁；

存储关于光伏面板上的至少一个突起的信息。

10.根据权利要求9所述的操作光伏机器人的方法，其特征在于，所述二次清洁包括，在跨越所述突起前，引导光伏机器人沿行进方向相反的方向移动至少半个光伏机器人的纵向距离，然后继续行使并跨越所述突起；跨越所述突起后，引导光伏机器人沿行进方向移动至少半个光伏机器人的纵向距离后，沿行进方向相反的方向向所述突起移动，直至第一清洁模块或第二清洁模块接触所述突起，其中所述第一清洁模块和第二清洁模块保持激活。