CN117176055A - 一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光伏技术领域，具体是指一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人，包括搬运机器人和光伏清洁机器人，其中，光伏清洁机器人为子车，放置在光伏玻璃板上，用于清洁光伏玻璃板上的积尘和污秽；搬运机器人为母车，放置在距离光伏组件边缘第一距离的位置处，用于将所述光伏清洁机器人搬运至相邻阵列，进而协助所述光伏清洁机器人对未清洁或清洁不彻底的光伏板进行清洁；本发明一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的操控方法，有效解决了现有光伏清洁机器人不能跨阵列清洁的缺点，既实现了无人化清洁，又提高了清洁效率。

Description

一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人及其控制方法

技术领域

本发明属于光伏技术领域，具体是指一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人。

背景技术

对光伏电站来说，尘埃污染是影响发电量的重要因素，不仅会减少组件接受的光辐照量、影响系统效率、降低发电量，局部遮蔽还会引起热斑效应、造成发电量损失、影响组件的寿命，同时造成安全隐患。光伏清扫机器人凭借定时清扫、自由设定运行时间及频次等优势，开始逐步介入光伏电站的智能化建设并开始得到批量应用的机会。

现有单排清洁机器人仅能完成一排光伏组件的清洁，不能越排；便携式清洁机器人则需要人工协助才能越排。一般跨排清洁技术虽然可以跨排进行清洁，但需要铺设大量滑行轨道，费时费力费成本，针对以上问题，本申请提出一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人及其控制方法子母式，母车指搬运机器人，子车则指执行清洁任务的光伏清洁机器人，两者配合协调，可实现光伏板的跨阵列作业，两者共同作业适用光伏地面站。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人，以解决或缓解一般光伏清洁机器人不能跨排清洁、续航能力低的问题，至少提供一种有益的选择。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人，包括搬运机器人和光伏清洁机器人，所述光伏清洁机器人放置在光伏玻璃板上，用于清洁所述光伏玻璃板上的积尘和污秽；所述搬运机器人放置在距离光伏组件边缘第一距离的位置处，用于将所述光伏清洁机器人搬运至相邻阵列，进而协助所述光伏清洁机器人对未清洁或清洁不彻底的光伏板进行清洁。

为实现上述目的，本申请实施例第二方面提供了一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的操控方法，其特征在于，包括以下步骤：

搬运机器人搭载光伏清洁机器人向第一光伏阵列边缘逼近，距离所述第一光伏阵列边缘等于或小于第一距离远时，停止运动；

控制机构控制开/关门打开，光伏清洁机器人驶离停留补给区，开始对所述第一光伏阵列进行清洁，并将自身位置、水余量和电余量实时发送给留在原地等待的所述搬运机器人；

所述光伏清洁机器人清扫完所述第一光伏阵列后，开始向所述停留补给区返回；当光伏清洁机器人运动到离搬运机器人的距离等于或小于所述第一距离时，控制机构控制开/关门打开，光伏清洁机器人进入停留补给区；

所述搬运机器人根据所述光伏机器人上传的数据，给所述光伏机器人充电、补水；

所述搬运机器人搭载光伏清洁机器人向第二光伏阵列边缘逼近，然后从步骤一开始循环反复，直至所有光伏阵列被清扫干净。

作为本发明进一步的方案：搬运机器人包括视觉检测装置、超声波检测装置、导航定位装置、行走机构、控制机构、停留补给区、开/关门、水箱、储能装置，所述视觉检测装置和超声波检测装置用于联合定位搬运机器人与光伏清洁机器人、光伏组件边缘的相对位置；所述导航定位装置用于引导、控制所述行走机构；所述控制机构用于处理所述视觉检测装置、超声波检测装置、导航定位装置上传的数据，根据数据处理结果，所述控制机构，第一方面，控制所述开/关门，允许/禁止所述光伏清洁机器人进/出所述停留补给区；第二方面，控制所述搬运机器人的行走机构，使所述搬运机器人来往于组件阵列之间而不偏离。

作为本发明再进一步的方案：所述停留补给区的体积与光伏清洁机器人的体积匹配，所述停留补给区可为光伏清洁机器人充电、补水。

作为本发明再进一步的方案：当检测到光伏清洁机器人在停留补给区时，所述视觉检测装置和超声波检测装置，用于检测搬运机器人距离光伏阵列边缘的距离，作为另一种导航方式，用于辅助导航定位装置；当检测到光伏清洁机器人不在停留补给区时，所述视觉检测装置和超声波检测装置，用于检测搬运机器人距离光伏清洁机器人的相对距离，第一相对距离为开/关门的阈值，当所述相对距离小于或等于所述第一相对距离时，开/关门打开并允许所述光伏清洁机器人进入停留补给区。

作为本发明再进一步的方案：所述光伏清洁机器人上装有控制机构、行走机构、清扫装置、水箱、信号发射装置和电池组，其中，所述信号发生装置用于将所述水箱中的水余量以及电池组的电余量组成数据包发送给搬运机器人的控制装置，所述搬运机器人的控制装置通过解析数据包内容，再控制停留补给区给光伏清洁机器人充电/补水。

一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的操控方法，包括以下步骤：

步骤一、搬运机器人搭载光伏清洁机器人向第一光伏阵列边缘逼近，距离所述第一光伏阵列边缘等于或小于第一距离远时，停止运动；

步骤二、控制机构控制开/关门打开，光伏清洁机器人驶离停留补给区，开始对所述第一光伏阵列进行清洁，并将自身位置、水余量和电余量实时发送给留在原地等待的所述搬运机器人；

步骤三、所述光伏清洁机器人清扫完所述第一光伏阵列后，开始向所述停留补给区返回；当光伏清洁机器人运动到离搬运机器人的距离等于或小于所述第一距离时，控制机构控制开/关门打开，光伏清洁机器人进入停留补给区；

步骤四、所述搬运机器人根据所述光伏机器人上传的数据，给所述光伏机器人充电、补水；

步骤五、所述搬运机器人搭载光伏清洁机器人向第二光伏阵列边缘逼近，然后从步骤一开始循环反复，直至所有光伏阵列被清扫干净。

作为本发明再进一步的方案：采用视觉检测装置和超声波检测装置联合定位搬运机器人与光伏清洁机器人、光伏组件边缘的相对位置，当检测到光伏清洁机器人在停留补给区时，所述视觉检测装置和超声波检测装置，用于检测搬运机器人距离光伏阵列边缘的距离，作为另一种导航方式，辅助搬运机器人进行导航定位；当检测到光伏清洁机器人不在停留补给区时，所述视觉检测装置和超声波检测装置，用于检测搬运机器人距离光伏清洁机器人的相对距离，当所述相对距离小于或等于所述第一相对距离时，开/关门打开允许所述光伏清洁机器人进入停留补给区，所述第一相对距离为开/关门的阈值。

作为本发明再进一步的方案：光伏清洁机器人装备的信号发生装置将所述光伏清洁机器人水箱中的水余量以及电池余量组成数据包发送给搬运机器人的控制装置，所述搬运机器人的控制装置通过解析数据包内容，控制停留补给区给光伏清洁机器人充电/补水。

本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

本方案有效解决了现有光伏清洁机器人不能跨阵列清洁的缺点，既实现了无人化清洁，又提高了清洁效率，可以快速而准确地清洁光伏板表面的污垢和灰尘，相比传统的人工清洁方式，机器人能够大幅提高清洁效率，节省时间和人力成本。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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申请的一些实施例，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为本发明一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的结构；

图2为本发明一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的控制方法。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

需要注意的是，术语“第一”、“第二”、“对称”、“阵列”等仅用于区分描述与位置描述目的，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”、“对称”等特征的可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；同样，对于未以“两个”、“三只”等文字形式对某些特征进行数量限制时，应注意到该特征同样属于明示或者隐含地包括一个或者更多个特征数量；

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型；可以是机械连接，可以是直接相连，可以是焊接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书附图结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，本发明一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的结构，包括视觉检测装置101、超声波检测装置102、导航定位装置103、行走机构104、控制机构105、停留补给区106、开/关门107、水箱108、储能装置109。

所述视觉检测装置101和超声波检测装置102用于联合定位搬运机器人100与光伏清洁机器人200、光伏组件边缘的相对位置；所述导航定位装置103用于引导、控制所述行走机构104；所述控制机构105用于处理所述视觉检测装置101、超声波检测装置102、导航定位装置103上传的数据，根据数据处理结果，所述控制机构105，第一方面，控制所述开/关门107，允许/禁止所述光伏清洁机器人200进/出所述停留补给区106；第二方面，控制所述搬运机器人100的行走机构104，使所述搬运机器人100来往于组件阵列之间而不偏离。

本实施例中，具体的：搬运机器人100搭载着光伏清洁机器人200在导航定位装置103的引导下向第一光伏阵列301运动，搬运机器人100装配的视觉检测装置101和超声波检测装置102用于实时检测搬运机器人100与第一光伏阵列301边缘的距离。

第一间距值为开/关门107的开启阈值，当距离等于或小于第一间距时，控制机构105控制开/关门107打开。开/关门107打开后，光伏清洁机器人200驶离停留补给区106，当控制机构检测到光伏清洁机器人200彻底驶离停留补给区106后，控制机构200调整视觉检测装置101和超声波检测装置102的工作模式，使其开始检测搬运机器人100与光伏清洁机器人200的距离。

与此同时，光伏清洁机器人200随即开始对第一光伏阵列301上的组件进行清洁。清洁过程中，光伏清洁机器人200装配的信号发射装置205将光伏清洁机器人200的位置、电余量和水余量发送给搬运机器人100的控制机构105。

当光伏清洁机器人200将第一光伏阵列301上的组件全部清洁完毕后，开始返回停留补给区106。

当搬运机器人100装配的视觉检测装置101和超声波检测装置102检测到返回来的光伏清洁机器人200与搬运机器人100的距离也等于或小于第一间距时，开/关门107打开，允许光伏清洁机器人200进入停留补给区106。

当光伏清洁机器人200完全进入停留补给区106后，控制机构105根据信号发射装置205发来的数据包，对光伏清洁机器人200进行水电补给。

补给完成后，搬运机器人100搭载着光伏清洁机器人200继续向第二光伏阵列302移动，进而对第二光伏阵列302进行清洁，依次类推，直至完成所有光伏阵列的清洁任务。

为了解决一般光伏清洁机器人不能跨排清洁、续航能力低的问题，本申请还提出了一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的控制方法。

如图2所示，一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的控制方法，具体步骤包括：

步骤一、搬运机器人搭载光伏清洁机器人向第一光伏阵列边缘逼近，距离第一光伏阵列边缘等于或小于第一距离远时，停止运动；

步骤二、控制机构控制开/关门打开，光伏清洁机器人驶离停留补给区，开始对第一光伏阵列进行清洁，并将自身位置、水余量和电余量发给留在原地等待的搬运机器人；

步骤三、光伏清洁机器人清扫完第一光伏阵列后，开始向停留补给区区返回；当光伏清洁机器人运动到离搬运机器人的距离等于或小于第一距离时，控制机构控制开/关门打开，光伏清洁机器人进入停留补给区；

步骤四、搬运机器人根据光伏机器人上传的数据，给光伏机器人充电、补水；

步骤五、搬运机器人搭载光伏清洁机器人向第二光伏阵列边缘逼近，然后从步骤一开始循环反复，直至所有光伏阵列被清扫干净。

以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人，其特征在于：包括搬运机器人(100)和光伏清洁机器人(200)，所述光伏清洁机器人(200)为子车设于光伏玻璃板上，所述搬运机器人(100)为母车设于在距离光伏组件边缘第一距离的位置处，所述光伏清洁机器人(200)搬设于相邻阵列；

所述搬运机器人(100)包括视觉检测装置(101)、超声波检测装置(102)、导航定位装置(103)、行走机构(104)、控制机构(105)、停留补给区(106)、开/关门(107)、水箱(108)和储能装置(109)，所述视觉检测装置(101)和超声波检测装置(102)设于联合定位搬运机器人(100)与光伏清洁机器人(200)、光伏组件边缘的相对位置；

所述光伏清洁机器人(200)上设有控制机构(201)、行走机构(202)、清扫装置(203)、水箱(204)、信号发射装置(205)和电池组(206)，所述信号发生装置(205)用于将所述水箱(204)中的水余量以及电池组(206)的电余量组成数据包发送给搬运机器人(100)的控制装置(105)，所述搬运机器人(100)的控制装置(105)通过解析数据包内容，再控制停留补给区(106)给光伏清洁机器人(200)充电、补水。

2.根据权利要求1所述的一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人，其特征在于：所述导航定位装置(103)引导、控制所述行走机构(104)，所述控制机构(105)用于处理所述视觉检测装置(101)、超声波检测装置(102)、导航定位装置(103)上传的数据，所述控制机构(105)控制所述开/关门(107)，允许/禁止所述光伏清洁机器人(200)进/出所述停留补给区(106)；且/或，

控制所述搬运机器人(100)的行走机构(104)使所述搬运机器人(100)来往于组件阵列之间而不偏离。

3.根据权利要求2所述的一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人，其特征在于：所述停留补给区(106)的体积与光伏清洁机器人(100)的体积相匹配，所述停留补给区(106)可为光伏清洁机器人(100)充电、补水。

4.根据权利要求3所述的一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人，其特征在于：所述的视觉检测装置(101)和超声波检测装置(102)检测到光伏清洁机器人(100)在停留补给区(106)，所述视觉检测装置(101)和超声波检测装置(102)，用于检测搬运机器人(100)距离光伏阵列边缘的距离，作为另一种导航方式，辅助导航定位装置(103)；

当检测到光伏清洁机器人(100)不在停留补给区(106)，所述视觉检测装置(101)和超声波检测装置(102)，用于检测搬运机器人(100)距离光伏清洁机器人(200)的相对距离，第一相对距离为开/关门(107)的阈值，当所述相对距离小于或等于所述第一相对距离时，开/关门(107)打开并允许所述光伏清洁机器人(200)进入停留补给区。

5.一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的操控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、搬运机器人搭载光伏清洁机器人向第一光伏阵列边缘逼近，距离所述第一光伏阵列边缘等于或小于第一距离远时，停止运动；

步骤二、控制机构控制开/关门打开，光伏清洁机器人驶离停留补给区，开始对所述第一光伏阵列进行清洁，并将自身位置、水余量和电余量实时发送给留在原地等待的所述搬运机器人；

步骤三、所述光伏清洁机器人清扫完所述第一光伏阵列后，开始向所述停留补给区返回；当光伏清洁机器人运动到离搬运机器人的距离等于或小于所述第一距离时，控制机构控制开/关门打开，光伏清洁机器人进入停留补给区；

步骤四、所述搬运机器人根据所述光伏机器人上传的数据，给所述光伏机器人充电、补水；

步骤五、所述搬运机器人搭载光伏清洁机器人向第二光伏阵列边缘逼近，然后从步骤一开始循环反复，直至所有光伏阵列被清扫干净。

6.根据权利要求5所述的一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人的操控方法，其特征在于：在步骤一至四过程中，采用视觉检测装置和超声波检测装置联合定位搬运机器人与光伏清洁机器人、光伏组件边缘的相对位置，当检测到光伏清洁机器人在停留补给区时，所述视觉检测装置和超声波检测装置，用于检测搬运机器人距离光伏阵列边缘的距离，作为另一种导航方式，辅助搬运机器人进行导航定位；

当检测到光伏清洁机器人不在停留补给区时，所述视觉检测装置和超声波检测装置，用于检测搬运机器人距离光伏清洁机器人的相对距离，当所述相对距离小于或等于所述第一相对距离时，开/关门打开允许所述光伏清洁机器人进入停留补给区，所述第一相对距离为开/关门的阈值。

7.根据权利要求6所述的一种子母式跨阵列作业光伏清洁机器人，其特征在于，在步骤四之前，还包括：光伏清洁机器人装备的信号发生装置将所述光伏清洁机器人水箱中的水余量以及电池余量组成数据包发送给搬运机器人的控制装置，所述搬运机器人的控制装置通过解析数据包内容，控制停留补给区给光伏清洁机器人充电/补水。