CN109746226A - 用于光伏电站运维的光伏板智能清扫*** - Google Patents
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Abstract
用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***，其特征在于，包括光伏电站运维大数据云平台(4)和光伏板清扫机器人(1)；光伏电站运维大数据云平台(4)对若干个光伏板清扫机器人(1)进行统一管理，接收光伏板清扫机器人(1)的运行数据、进行汇总分析，并对光伏板清扫机器人(1)的清扫过程进行优化；光伏板清扫机器人(1)包括悬挂导向机构、行走机构、清扫机构、控制模块和监控模块，完成清扫功能和监控功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种清扫***，尤其涉及一种具有监控功能的清扫光伏板表面灰尘的光伏板清扫机器人及智能清扫***，属于光伏电站运行维护的技术领域。
背景技术
在光伏发电应用中，光伏板是电能产生的根源，光伏板上的灰尘会降低光伏发电的光电转换效率。灰尘主要分为两类：
1、浮尘：颗粒较小，容易附着在光伏板上，附着的过程是一个物理过程；浮尘发生频率高，但比较容易清除；
2、积垢：通过雨水润湿或者吸收了空气中的水分，灰尘颗粒受潮后与光伏板之间的粘性变强，还会吸收空中漂浮的杂质一并粘附在光伏板上；最终形态变成点、片、条状，比较坚硬；积垢发生概率低，但不容易及时发现、同时也很难清除；
灰尘对光伏发电的影响主要体现在三个方面：
1、遮挡光线：灰尘会遮挡照射在光伏板上的光线，光伏板上接收太阳辐射的面积将会减小；并会降低玻璃的透射性，从而影响光伏发电效率；
2、热斑效应：当光伏板部分区域长期被灰尘遮挡时、无法正常工作；在太阳光持续照射下，被遮盖部分的升温会远远大于未被遮盖部分，致使被遮盖的部分温度过高而出现烧坏的暗斑，严重时将导致太阳能电池大面积损坏；
3、酸碱侵蚀：当具有酸碱特性的灰尘沉积到光伏板表面后，灰尘将逐渐侵蚀光伏板表面，对光伏板表面造成永久性伤害，降低效率。
由此可见，保持光伏板的清洁是提升发电能力的有效途径。现有的清洁方法包括以下几种：
1、传统人工水洗清洁：效率低下、人工成本高、清洁效果一般、水资源浪费严重；
2、光伏板清扫机器人：又称为片上机器人（如图1所示）；例如中国专利CN103406292A公开了一种“光伏组件清扫机器人”；此类机器人的优点是自动化程度较高、可有效清除浮尘，缺点是对积垢的清理效果一般；
以某公司的光伏板清扫机器人为例，主要设备参数如下：
机器人尺寸：长4000毫米/宽360毫米/高360毫米；自重：60公斤；
行走速度：5-15米/分钟；单次最大行走距离：800米；
3、车载移动清洗机：效率高，用水量小，可有效清除浮尘和积垢；缺点是不能对积垢进行精确处理、能耗偏高，需要一定的人力和运维管理。
另外，热斑故障对光伏发电也有很大的影响，现有技术中检测热斑的方法包括：
1、传统人工检测：效率低下、耗时费力，检测不准确；
2、无人机巡回检测：虽然效率有较大提高，其缺点是成本高，图像数据精度较低，续航时间短、影响应用效果。
发明内容
发明目的：本发明目的在于解决停车难问题，提供一种独本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，将光伏电站运维大数据云平台与光伏板清扫机器人相结合，并以现有的光伏板清扫机器人为基础、在其中融入监控模块，利用光伏板清扫机器人的运动轨迹对光伏板的状态进行全程扫描，不仅能够实现对清扫过程的精准调控，还能够及时发现各种运行问题、便于有针对性的进行维护。
本发明是通过如下技术方案实现的：包括光伏电站运维大数据云平台和光伏板清扫机器人；
光伏电站运维大数据云平台对若干个光伏板清扫机器人进行统一管理，接收光伏板清扫机器人的运行数据、进行汇总分析，并对光伏板清扫机器人的清扫过程进行优化；
光伏板清扫机器人包括悬挂导向机构、行走机构、清扫机构、控制模块和监控模块：
悬挂导向机构：用于将光伏板清扫机器人挂靠在成组的光伏板上、并用于限定光伏板清扫机器人的运动方向；
行走机构：与悬挂导向机构互相配合，驱动光伏板清扫机器人在成组的光伏板上沿Y方向移动；
清扫机构：当光伏板清扫机器人在成组的光伏板上移动的同时，启动清扫机构对光伏板的表面进行清洁；
控制模块：控制光伏板清扫机器人的运行状态，并与光伏电站运维大数据云平台通信，向光伏电站运维大数据云平台发送运行数据和接收光伏电站运维大数据云平台的控制指令；
监控模块：至少包括一组或多组摄像装置、用于采集光伏板清扫机器人周围的光伏板的影像；监控模块的结构是间接拍摄式结构，具体结构是：
监控模块中还包括升降机构、活动盖板、反光镜；摄像装置固定安装在光伏板清扫机器人的壳体中；反光镜安装在活动盖板之中，活动盖板与升降机构相连接，升降机构可以收缩或伸展；
当光伏板清扫机器人不工作时，监控模块处于封闭状态，保护其中的摄像装置免受外界环境因素的损害；此时，活动盖板和升降机构收缩并收纳在光伏板清扫机器人的壳体中；
当光伏板清扫机器人处于运行状态且需要启动监控模块时，监控模块处于打开状态，由摄像装置进行影像资料的采集；此时，升降机构伸展并带动活动盖板向上移动到光伏板的上方，摄像装置向上通过反光镜采集光伏板清扫机器人周围的光伏板的影像；
需要说明的是，为保证成像质量、摄像装置中优先采用非广角镜头，为达到足够的取景范围、升降机构伸展时其高度将达到1米左右；因此采用间接拍摄式结构是非常必要的，这样可以尽量减轻活动盖板的重量、相应的也使得升降机构的重量得以减轻，从而严格控制光伏板清扫机器人的总重量以及其重心位置；若光伏板清扫机器人的总重量过大或重心不稳，就可能会对光伏板造成破坏性影响；
其中，所述的反光镜上沿X轴方向设有转轴和转动机构，使得反光镜能够沿X轴方向旋转、使得摄像装置通过反光镜采集的光伏板的影像的区域随之产生变化，使得监控模块具有灵活的监控范围；
需要说明的是，以背景技术列举的光伏板清扫机器人为参考，则反光镜的宽度约为300毫米，因此摄像装置通过反光镜所采集的光伏板的影像的区域是比较小的；当反光镜设置为可以旋转一定角度时摄像装置的拍摄范围就会有很大的灵活性；虽然这样会造成图像出现拉伸变形，但这种变形与反光镜旋转的角度是对应的、有规律的，完全可以通过后期图像处理手段进行修正；反光镜的具体设置参数详见实施例2；
其中，所述的摄像装置是可见光摄像机，或/和，红外摄像机：
可见光摄像机用于拍摄光伏板的可见光图像，包括清扫前的图像和清扫后的图像，通过图像处理软件/硬件对清扫的效果进行图像分析，对清扫过程提供决策支持、或者对清扫的实际效果作出判断；并可以查找并锁定光伏板上未被清除的积垢的物理位置；
红外摄像机：用于拍摄光伏板的红外光图像，通过图像处理软件/硬件对红外光图像进行图像分析，检测光伏板中的局部异常发热现象和热斑故障；
所述的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***的工作过程是：
S1、由光伏电站运维大数据云平台制定清扫计划，并向光伏板清扫机器人发出清扫指令，由光伏板清扫机器人对光伏板进行清扫，光伏板清扫机器人的清扫过程是：
S101、通过悬挂导向机构将光伏板清扫机器人挂靠在一组光伏板上，然后打开监控模块，通过摄像装置拍摄光伏板清扫机器人行进方向前方邻近区域的光伏板的图像；然后通过图像处理软件/硬件，将该图像与预先保存的若干个不同污垢堆积程度的光伏板图像资料进行对比分析、或者提取该图像的特征参数与预先保存的若干个不同污垢堆积程度的光伏板图像的特征参数进行对比分析，从而确定光伏板清扫机器人行进方向前方待清扫区域的污垢堆积指标参数；
S102、启动行走机构，由行走机构与悬挂导向机构互相配合，使得光伏板清扫机器人在光伏板上不断移动、同时启动清扫机构，并且光伏板清扫机器人根据前方待清扫区域的污垢堆积指标参数设置对应的清扫模式；针对待清扫区域不同的污垢堆积程度，光伏板清扫机器人具有若干种清扫模式，至少包括以下三种：
快速清洁：行走机构采用快速行进速度，清扫机构采用较弱的清扫力度；
标准清洁：行走机构采用正常行进速度，清扫机构采用正常的清扫力度；
强力清洁：行走机构采用慢速行进速度，清扫机构采用较强的清扫力度；
需要说明的是，各个光伏板的污垢堆积程度是不完全相同的，因此实时制定更有针对性的清扫方案是非常必要的，不仅可以提升清扫速度、还可以合理控制清扫的力度以降低清扫机构对光伏面板造成的磨损；
S103、在光伏板清扫机器人不断移动的过程中，由监控模块实时拍摄光伏板清扫机器人行进方向前方待清扫区域的光伏板的图像、再通过图像处理软件/硬件进行分析处理；当前方待清扫区域的污垢堆积指标参数发生变化时，及时调整清扫模式；同时，由监控模块不断拍摄光伏板清扫机器人行进方向后方已清扫区域的光伏板的图像、再通过图像处理软件/硬件进行分析处理，对清扫效果进行评判；依此类推，光伏板清扫机器人在行走机构的驱动下，逐一经过待清扫的光伏板的表面并完成清扫过程；
需要说明的是，光伏板清扫机器人连续经过的各个光伏板不同区段的污垢堆积程度也是不完全相同的，因此在光伏板清扫机器人的行进过程中，根据监控模块的图像数据和分析结果及时调整清扫模式是非常必要的；
S2、通过光伏电站运维大数据云平台对清扫过程进行优化，具体的：（如图10所示）由光伏电站运维大数据云平台对若干个光伏电站、以及各个光伏电站中的若干个光伏板清扫机器人进行统一管理，各个光伏板清扫机器人将各自的监控模块采集的监控数据和对应的清扫运行数据通过控制模块分别上传到光伏电站运维大数据云平台；光伏电站运维大数据云平台通过大数据分析，对各个光伏电站中的各个光伏板的运行状态进行对比分析，从而对清扫模式和清扫计划进行优化；
其中包括：不断积累各种实时清扫模式及其对应的清扫前图像数据和清扫后图像数据的基础数据，采用深度学习算法，对通过图像分析手段判定污垢堆积指标参数的判断逻辑进行优化；并以初始的清扫模式为基础，相应的对具有不同污垢堆积指标参数状态的清扫模式和清扫动作进行细分和优化。
例如，前文中提及三种清扫模式，经过细分和优化之后，可以形成更多种更精确的清扫模式，然后通过实际运行的检验不断调整和优化；
并且，通过光伏电站运维大数据云平台可以***分析光伏板表面灰尘堆积的速度和清扫的效果，也可以分析光伏电站中不同位置的光伏板表面清洁程度的差异，还可以分析不同的光伏电站的光伏板表面清洁程度的差异。不仅可以用于规划最佳的个性化的清扫周期，也可以作为对光伏电站的布局设计进行优化的数据基础。
进一步的，所述的清扫机构为软毛清扫辊刷，通过改***毛清扫辊刷的辊轴与光伏板表面之间的间隙实现对清扫力度的调整。
进一步的，当光伏板清扫机器人依次对光伏板进行清扫时，根据行走机构的运动数据计算光伏板清扫机器人的运行轨迹，当光伏板清扫机器人完成清扫时，摄像装置也完成对光伏板清扫机器人经过区域的光伏板的影像资料的采集工作；
根据光伏板清扫机器人的运行轨迹对应获得清扫过程中所经过的光伏板所在的物理区域位置坐标，再通过图像处理软件/硬件，将影像资料组合整理为完整的光伏板影像，并与光伏板所在的物理区域位置坐标建立对应关系；
根据清扫前图像和清扫后图像的对比分析，可以及时发现光伏板上是否有未被清扫干净的区域；若存在大面积的未清扫干净的区域则启动光伏板清扫机器人再次进行清扫作业；若判定为光伏板清扫机器人的清扫机构故障，则有针对性的及时进行维修；
对于光伏板上未被光伏板清扫机器人清除的已确认物理位置的积垢，则发出定位信息并通知人工清理或启动具有清洁积垢功能的无人机对积垢位置进行定点清洁。
进一步的，由于清扫功能和监控功能的使用频率不一定完全同步，因此光伏板清扫机器人运行状态分为以下三种：
第一：关闭光伏板清扫机器人的清扫功能，仅启动监控模块的监控功能，相应的光伏板清扫机器人的行走机构采用快速行进速度；
第二：关闭监控模块的监控功能，仅启动光伏板清扫机器人的清扫功能；
第三：同时启动光伏板清扫机器人的清扫功能和监控模块的监控功能。
需要说明的是，通常情况下使用光伏板清扫机器人对各个光伏板进行清扫的频率约为5-30天/次不等，当出现诸如恶劣天气等特殊情况时、清扫频率会相应的有所提高；但对光伏板进行运行监控的频率完全可以设置为更高，例如1-3天/次，而且单独启动监控功能时，行走机构采用快速行进速度、并将清扫机构抬升使得清扫机构与光伏板之间不接触，从而实现快速扫描、并且不会对光伏板面造成意外损伤。
进一步的，需要指出的是，当光伏板清扫机器人采用固定停机位置时，通常采用往返式运行，正向运动时运行清扫功能，而反向回程时则可能处于空驶状态。对此本发明做出了以下的改进，即：
光伏板清扫机器人采用往返式运行，首先正向运动并只运行清扫功能；然后反向运行并只运行监控功能。
这样，可以充分利用反向行程，避免清扫过程的扬尘、抖动等影响图像采集质量或对监控模块造成损伤；而且只运行监控功能时，反向回程的速度可以设置为高速移动。
进一步的，在光伏板清扫机器人的停机位置附近设置压缩空气吹扫装置，当光伏板清扫机器人运行完毕并到达停机位置、且在运行过程中启动监控模块时，通过压缩空气吹扫装置对仍然处于打开状态的监控模块进行吹扫清洁、清除其中的灰尘和异物，然后再将监控模块关闭，防止使用过程中灰尘或异物留存在监控模块中，可以避免不必要的损伤。
本发明的有益效果是：
1、通过光伏板清扫机器人中的监控模块可以直观的获得清扫后的效果图以及清扫前后的对比图，及时发现光伏板清扫机器人的故障或失效的情况；
2、通过光伏板清扫机器人中的监控模块可以准确锁定难以清除的积垢的物理位置，从而实现有针对性的定点清理，避免长期积垢对光伏板造成不可逆的损伤；并可以准确锁定光伏板的热斑故障，有利于运行维护；
3、利用光伏板清扫机器人的运动轨迹，通过监控模块实现较高频率的精准扫描、并与清扫过程有机的结合，为光伏电站运维大数据云平台提供大量运行维护基础数据；
4、通过光伏电站运维大数据云平台与光伏板清扫机器人的互动，实现对清扫过程的实时调节、并基于深度学习算法进行不断优化，最终实现高效的有针对性的个性化精准清洁。
附图说明
附图1：光伏板清扫机器人运行示意图；
附图2：本发明的光伏板清扫机器人及直接拍摄式监控模块结构图（俯视图）；
附图3：本发明的光伏板清扫机器人及直接拍摄式监控模块结构图（侧视图）；
附图4：本发明的光伏板清扫机器人及直接拍摄式监控模块结构图（A-A向剖视图）；
附图5：与附图4对应的监控模块处于封闭状态的结构图（A-A向剖视图）；
附图6：本发明的光伏板清扫机器人及间接拍摄式监控模块结构图（俯视图）；
附图7：本发明的光伏板清扫机器人及间接拍摄式监控模块结构图（侧视图）；
附图8：本发明的光伏板清扫机器人及间接拍摄式监控模块结构图（A-A向剖视图）；
附图9：与附图8对应的监控模块处于封闭状态的结构图（A-A向剖视图）；
附图10：本发明的光伏电站运维大数据云平台的示意图；
附图11：本发明的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***的工作流程图；
其中：空心虚线箭头D代表光伏板清扫机器人的移动方向；
附图3、4、7、8中的虚线箭头代表摄像装置的拍摄角度和方向；
附图2、6中的虚线圆圈代表摄像装置的拍摄范围；
附图7中包括的反光镜结构局部放大图，其中虚线反光镜位置为反光镜旋转后的位置示意；
附图4、5、8、9中各包括升降机构的两个局部区域放大图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例中，监控模块采用直接拍摄式结构（替换间接拍摄式结构），监控模块的具体结构如下：
监控模块中还包括升降机构202、活动盖板203；摄像装置201安装在活动盖板203之中，活动盖板203与升降机构202相连接，升降机构202可以收缩或伸展；
当监控模块处于封闭状态时，活动盖板203和升降机构202收缩并收纳在光伏板清扫机器人1的壳体中；当监控模块处于打开状态时，升降机构202伸展并带动活动盖板203向上移动到光伏板3的上方，活动盖板203中的摄像装置201向下采集光伏板清扫机器人1周围的光伏板3的影像；
具体的，如图2-5所示，升降机构202包括两组底部滑块2a、两组顶部滑块2b、两组支撑臂2c；支撑臂2c的两端分别通过铰链2d与底部滑块2a和顶部滑块2b连接；底部滑块2b设置在光伏板清扫机器人1的壳体中，可以在第一驱动机构的作用下沿第一导轨2e方向（即X方向）往复运动；顶部滑块2b设置在活动盖板203中，也可以在第二驱动机构的作用下沿第二导轨2f方向(即X方向)往复运动；所述的第一驱动机构和第二驱动机构可以是电动机+丝杆/螺母的结构，或者其他公知的结构。
如图5所示，当监控模块处于封闭状态时，底部滑块2a位于光伏板清扫机器人1的壳体的两端部；顶部滑块2b位于活动盖板203的中部；此时支撑臂2c的方向与第一导轨2e方向（即X方向）平行，使得活动盖板203与光伏板清扫机器人1的壳体重合；
如图4所示，当监控模块由封闭状态变为打开状态时，第一驱动机构带动底部滑块2a从光伏板清扫机器人1的壳体的两端部向中部滑动；同时第二驱动机构带动顶部滑块2b从活动盖板203的中部向两端部滑动；由此，支撑臂2c的方向逐渐转变为第一导轨2e方向垂直（即Z方向）、同时支撑臂2c对活动盖板203形成支撑；使得活动盖板203与光伏板清扫机器人1的主体分离、并处于光伏板清扫机器人1的上方。
摄像装置201位于活动盖板203中，摄像装置201从光伏板清扫机器人1的上方，并向下采集光伏板清扫机器人1周围的光伏板3的影像。由于光伏板3长度较长，如图4所示，采用两组摄像装置201分两段采集光伏板3的影像、后期再进行图像拼接，当然也可以采用更多组的摄像装置201分多段采集光伏板3的影像。所述的扫描图像拼接技术在图像扫描领域是公知的技术。
本实施例所述的升降机构202也可以采用其他公知的机械结构实现升降功能。
采用直接拍摄式结构，优点是可以拍摄较清晰的影像；缺点是活动盖板比较笨重、摄像装置201的工作环境不稳定，可能会导致意外的损伤。
实施例2：
本实施例中，监控模块采用间接拍摄式结构，监控模块的具体结构如下：
监控模块中还包括升降机构202、活动盖板203、反光镜204；摄像装置201固定安装在光伏板清扫机器人1的壳体中；反光镜204安装在活动盖板203之中，活动盖板203与升降机构202相连接，升降机构202可以收缩或伸展；
当监控模块处于封闭状态时，活动盖板203和升降机构202收缩并收纳在光伏板清扫机器人1的壳体中；当监控模块处于打开状态时，升降机构202伸展并带动活动盖板203向上移动到光伏板3的上方，摄像装置201向上通过反光镜204采集光伏板清扫机器人1周围的光伏板3的影像。
具体的，如图6-9所示，升降机构202包括两组底部滑块2a、两组顶部滑块2b、两组支撑臂2c；支撑臂2c的两端分别通过铰链2d与底部滑块2a和顶部滑块2b连接；底部滑块2b设置在光伏板清扫机器人1的壳体中，可以在第一驱动机构的作用下沿第一导轨2e方向（即X方向）往复运动；顶部滑块2b设置在活动盖板203中，也可以在第二驱动机构的作用下沿第二导轨2f方向(即X方向)往复运动；所述的第一驱动机构和第二驱动机构可以是电动机+丝杆/螺母的结构，或者其他公知的结构。
如图9所示，当监控模块处于封闭状态时，底部滑块2a位于光伏板清扫机器人1的壳体的两端部；顶部滑块2b位于活动盖板203的中部；此时支撑臂2c的方向与第一导轨2e方向（即X方向）平行，使得活动盖板203与光伏板清扫机器人1的壳体重合；
如图8所示，当监控模块由封闭状态变为打开状态时，第一驱动机构带动底部滑块2a从光伏板清扫机器人1的壳体的两端部向中部滑动；同时第二驱动机构带动顶部滑块2b从活动盖板203的中部向两端部滑动；由此，支撑臂2c的方向逐渐转变为第一导轨2e方向垂直（即Z方向）、同时支撑臂2c对活动盖板203形成支撑；使得活动盖板203与光伏板清扫机器人1的主体分离、并处于光伏板清扫机器人1的上方。
反光镜204位于活动盖板203中，摄像装置201位于光伏板清扫机器人1的壳体之中，摄像装置201向上通过反光镜204采集光伏板清扫机器人1周围的光伏板3的影像。由于光伏板3长度较长，如图8所示，采用两组摄像装置201分两段采集光伏板3的影像、后期再进行图像拼接，相应的反光镜204也分为两个；当然也可以采用更多组的摄像装置201分多段采集光伏板3的影像。所述的扫描图像拼接技术在图像扫描领域是公知的技术。
本实施例所述的升降机构202也可以采用其他公知的机械结构实现升降功能。
进一步的，由于反光镜204受到安装位置的限制，摄像装置201所拍摄的影像区域会有所限制，并且，在不同时间点上监控模块的观测目标也会有所区别，对此本实施例做出了以下的改进（如图7中的反光镜结构局部放大图所示），即：
所述的反光镜204上沿X轴方向设有转轴205和转动机构206，使得反光镜204能够沿X轴方向旋转，使得摄像装置201通过反光镜204采集的光伏板3的影像的区域随之产生变化；其中反光镜204的旋转角度a设定为不超过±20°；具体的：
第一：若需要同时关注前方待清扫区域和后方已清扫区域的情况时，则可以把反光镜204的旋转角度a调节为0°；
此时，摄像装置可以同时拍摄光伏板清扫机器人的前方区域和后方区域各约300-600毫米的宽度范围；
第二：当光伏板清扫机器人1正向移动时，若更关注行进方向前方区域的情况，则将反光镜204的旋转角度a调节为正向的5°到20°之间；
此时，摄像装置可以拍摄到光伏板清扫机器人行进方向前方区域最远约1500-3000毫米的位置；
第三：当光伏板清扫机器人1反向移动时，若更关注行进方向前方区域的情况，则将反光镜204的旋转角度a调节为负向的5°到20°之间；
此时，摄像装置可以拍摄到光伏板清扫机器人行进方向后方区域最远约1500-3000毫米的位置；
第四：当光伏板清扫机器人1正向移动时，若更关注行进方向后方区域的情况，则将反光镜204的旋转角度a调节为负向的5°到20°之间；
此时，摄像装置可以拍摄到光伏板清扫机器人行进方向前方区域最远约1500-3000毫米的位置；
第五：当光伏板清扫机器人1反向移动时，若更关注行进方向后方区域的情况，则将反光镜204的旋转角度a调节为正向的5°到20°之间；
此时，摄像装置可以拍摄到光伏板清扫机器人行进方向后方区域最远约1500-3000毫米的位置。
需要指出的是，将反光镜204的旋转角度a设定为不超过±20°是因为若旋转角度过大则图像的失真度迅速增加，也就失去了实际意义。
采用间接拍摄式结构，优点是活动盖板203重量轻、动作灵活，摄像装置201的工作环境稳定，缺点是经过反光镜204反射后拍摄的影像质量可能会略有下降。
在上述说明书的附图中，为了便于表达结构特征将光伏板显示为水平放置。实际运用中光伏板的安装角度会随着光伏电站的实际情况与水平面形成一定的夹角，但这并不影响上述实施例的实施，只需要根据光伏板安装角度对光伏板清扫机器人的安装角度做相应的调整即可。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***，其特征在于，包括光伏电站运维大数据云平台(4)和光伏板清扫机器人(1)；
光伏电站运维大数据云平台(4)对若干个光伏板清扫机器人(1)进行统一管理，接收光伏板清扫机器人(1)的运行数据、进行汇总分析，并对光伏板清扫机器人(1)的清扫过程进行优化；
光伏板清扫机器人(1)包括悬挂导向机构、行走机构、清扫机构、控制模块和监控模块：
悬挂导向机构：用于将光伏板清扫机器人(1)挂靠在成组的光伏板(3)上、并用于限定光伏板清扫机器人(1)的运动方向；
行走机构：与悬挂导向机构互相配合，驱动光伏板清扫机器人(1)在成组的光伏板(3)上沿Y方向移动；
清扫机构：当光伏板清扫机器人(1)在成组的光伏板(3)上移动的同时，启动清扫机构对光伏板(3)的表面进行清洁；
控制模块：控制光伏板清扫机器人(1)的运行状态，并与光伏电站运维大数据云平台(4)通信，向光伏电站运维大数据云平台(4)发送运行数据和接收光伏电站运维大数据云平台(4)的控制指令；
监控模块：至少包括一组或多组摄像装置(201)、用于采集光伏板清扫机器人(1)周围的光伏板(3)的影像；监控模块的结构是间接拍摄式结构，具体结构是：
监控模块中还包括升降机构(202)、活动盖板(203)、反光镜(204)；摄像装置(201)固定安装在光伏板清扫机器人(1)的壳体中；反光镜(204)安装在活动盖板(203)之中，活动盖板(203)与升降机构(202)相连接，升降机构(202)可以收缩或伸展；
当光伏板清扫机器人(1)不工作时，监控模块处于封闭状态，保护其中的摄像装置(201)免受外界环境因素的损害；此时，活动盖板(203)和升降机构(202)收缩并收纳在光伏板清扫机器人(1)的壳体中；
当光伏板清扫机器人(1)处于运行状态且需要启动监控模块时，监控模块处于打开状态，由摄像装置(201)进行影像资料的采集；此时，升降机构(202)伸展并带动活动盖板(203)向上移动到光伏板(3)的上方，摄像装置(201)向上通过反光镜(204)采集光伏板清扫机器人(1)周围的光伏板(3)的影像；
其中，所述的反光镜(204)上沿X轴方向设有转轴(205)和转动机构(206)，使得反光镜(204)能够沿X轴方向旋转、使得摄像装置(201)通过反光镜(204)采集的光伏板(3)的影像的区域随之产生变化，使得监控模块具有灵活的监控范围；
其中，所述的摄像装置(201)是可见光摄像机，或/和，红外摄像机：
可见光摄像机用于拍摄光伏板(3)的可见光图像，包括清扫前的图像和清扫后的图像，通过图像处理软件/硬件对清扫的效果进行图像分析，对清扫过程提供决策支持、或者对清扫的实际效果作出判断；并可以查找并锁定光伏板(3)上未被清除的积垢的物理位置；
红外摄像机：用于拍摄光伏板(3)的红外光图像，通过图像处理软件/硬件对红外光图像进行图像分析，检测光伏板(3)中的局部异常发热现象和热斑故障；
所述的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***的工作过程是：
S1、由光伏电站运维大数据云平台(4)制定清扫计划，并向光伏板清扫机器人(1)发出清扫指令，由光伏板清扫机器人(1)对光伏板(3)进行清扫，光伏板清扫机器人(1)的清扫过程是：
S101、通过悬挂导向机构将光伏板清扫机器人(1)挂靠在一组光伏板(3)上，然后打开监控模块，通过摄像装置(201)拍摄光伏板清扫机器人(1)行进方向前方邻近区域的光伏板(3)的图像；然后通过图像处理软件/硬件，将该图像与预先保存的若干个不同污垢堆积程度的光伏板图像资料进行对比分析、或者提取该图像的特征参数与预先保存的若干个不同污垢堆积程度的光伏板图像的特征参数进行对比分析，从而确定光伏板清扫机器人(1)行进方向前方待清扫区域的污垢堆积指标参数；
S102、启动行走机构，由行走机构与悬挂导向机构互相配合，使得光伏板清扫机器人(1)在光伏板(3)上不断移动、同时启动清扫机构，并且光伏板清扫机器人(1)根据前方待清扫区域的污垢堆积指标参数设置对应的清扫模式；针对待清扫区域不同的污垢堆积程度，光伏板清扫机器人(1)具有若干种清扫模式，至少包括以下三种：
快速清洁：行走机构采用快速行进速度，清扫机构采用较弱的清扫力度；
标准清洁：行走机构采用正常行进速度，清扫机构采用正常的清扫力度；
强力清洁：行走机构采用慢速行进速度，清扫机构采用较强的清扫力度；
S103、在光伏板清扫机器人(1)不断移动的过程中，由监控模块实时拍摄光伏板清扫机器人(1)行进方向前方待清扫区域的光伏板(3)的图像、再通过图像处理软件/硬件进行分析处理；当前方待清扫区域的污垢堆积指标参数发生变化时，及时调整清扫模式；同时，由监控模块不断拍摄光伏板清扫机器人(1)行进方向后方已清扫区域的光伏板(3)的图像、再通过图像处理软件/硬件进行分析处理，对清扫效果进行评判；依此类推，光伏板清扫机器人(1)在行走机构的驱动下，逐一经过待清扫的光伏板(3)的表面并完成清扫过程；
S2、通过光伏电站运维大数据云平台(4)对清扫过程进行优化，具体的：由光伏电站运维大数据云平台(4)对若干个光伏电站(5)、以及各个光伏电站(5)中的若干个光伏板清扫机器人(1)进行统一管理，各个光伏板清扫机器人(1)将各自的监控模块采集的监控数据和对应的清扫运行数据通过控制模块分别上传到光伏电站运维大数据云平台(4)；光伏电站运维大数据云平台(4)通过大数据分析，对各个光伏电站(5)中的各个光伏板(3)的运行状态进行对比分析，从而对清扫模式和清扫计划进行优化；
其中包括：不断积累各种实时清扫模式及其对应的清扫前图像数据和清扫后图像数据的基础数据，采用深度学习算法，对通过图像分析手段判定污垢堆积指标参数的判断逻辑进行优化；并以初始的清扫模式为基础，相应的对具有不同污垢堆积指标参数状态的清扫模式和清扫动作进行细分和优化。
2.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***，其特征在于：所述的反光镜(204)的旋转角度a设定为不超过±20°；具体的：
第一：若需要同时关注前方待清扫区域和后方已清扫区域的情况时，则可以把反光镜(204)的旋转角度a调节为0°；
第二：当光伏板清扫机器人(1)正向移动时，若更关注行进方向前方区域的情况，则将反光镜(204)的旋转角度a调节为正向的5°到20°之间；
第三：当光伏板清扫机器人(1)反向移动时，若更关注行进方向前方区域的情况，则将反光镜(204)的旋转角度a调节为负向的5°到20°之间；
第四：当光伏板清扫机器人(1)正向移动时，若更关注行进方向后方区域的情况，则将反光镜(204)的旋转角度a调节为负向的5°到20°之间；
第五：当光伏板清扫机器人(1)反向移动时，若更关注行进方向后方区域的情况，则将反光镜(204)的旋转角度a调节为正向的5°到20°之间。
3.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***，其特征在于：所述的清扫机构为软毛清扫辊刷，通过改***毛清扫辊刷的辊轴与光伏板(3)表面之间的间隙实现对清扫力度的调整。
4.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***，其特征在于：当光伏板清扫机器人(1)依次对光伏板(3)进行清扫时，根据行走机构的运动数据计算光伏板清扫机器人(1)的运行轨迹，当光伏板清扫机器人(1)完成清扫时，摄像装置(201)也完成对光伏板清扫机器人(1)经过区域的光伏板(3)的影像资料的采集工作；
根据光伏板清扫机器人(1)的运行轨迹对应获得清扫过程中所经过的光伏板所在的物理区域位置坐标，再通过图像处理软件/硬件，将影像资料组合整理为完整的光伏板影像，并与光伏板所在的物理区域位置坐标建立对应关系；
根据清扫前图像和清扫后图像的对比分析，可以及时发现光伏板(3)上是否有未被清扫干净的区域；若存在大面积的未清扫干净的区域则启动光伏板清扫机器人(1)再次进行清扫作业；若判定为光伏板清扫机器人(1)的清扫机构故障，则有针对性的及时进行维修；
对于光伏板(3)上未被光伏板清扫机器人(1)清除的已确认物理位置的积垢，则发出定位信息并通知人工清理或启动具有清洁积垢功能的无人机对积垢位置进行定点清洁。
5.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***，其特征在于：由于清扫功能和监控功能的使用频率不一定完全同步，因此光伏板清扫机器人(1)运行状态分为以下三种：
第一：关闭光伏板清扫机器人(1)的清扫功能，仅启动监控模块的监控功能，相应的光伏板清扫机器人(1)的行走机构采用快速行进速度；
第二：关闭监控模块的监控功能，仅启动光伏板清扫机器人(1)的清扫功能；
第三：同时启动光伏板清扫机器人(1)的清扫功能和监控模块的监控功能。
6.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***，其特征在于：光伏板清扫机器人(1)采用往返式运行，首先正向运动并只启动清扫功能；然后反向运行并只启动监控功能。
7.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***，其特征在于：在光伏板清扫机器人(1)的停机位置附近设置压缩空气吹扫装置，当光伏板清扫机器人(1)运行完毕并到达停机位置、且在运行过程中启动监控模块时，通过压缩空气吹扫装置对仍然处于打开状态的监控模块进行吹扫清洁、清除其中的灰尘和异物，然后再将监控模块关闭，防止使用过程中灰尘或异物留存在监控模块中。
8.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板智能清扫***，其特征在于：所述的监控模块还可以采用直接拍摄式结构，监控模块的具体结构如下：
监控模块中还包括升降机构(202)、活动盖板(203)；摄像装置(201)安装在活动盖板(203)之中，活动盖板(203)与升降机构(202)相连接，升降机构(202)可以收缩或伸展；
当光伏板清扫机器人(1)不工作时，监控模块处于封闭状态，保护其中的摄像装置(201)免受外界环境因素的损害；此时，活动盖板(203)和升降机构(202)收缩并收纳在光伏板清扫机器人(1)的壳体中；
当光伏板清扫机器人(1)处于运行状态且需要启动监控模块时，监控模块处于打开状态，由摄像装置(201)进行影像资料的采集；此时，升降机构(202)伸展并带动活动盖板(203)向上移动到光伏板(3)的上方，活动盖板(203)中的摄像装置(201)向下采集光伏板清扫机器人(1)周围的光伏板(3)的影像。
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