CN110882970A - 一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人 - Google Patents

一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，光伏清洁机器人包括机身，机身上设置有驱动机构、履带机构以及清扫机构，所述驱动机构与所述清扫机构电连接，所述履带机构带动机身进行行走，清扫机构固定设置在机身前端外侧壁上，且清扫机构在驱动机构的驱动下进行清扫作业，还包括光伏板检测组件，光伏板检测组件设置在机身上，且光伏板检测组件包括多个光伏板检测模块，每个光伏板检测模块均包括壳体，壳体的形状为长方体，壳体的下端开口，壳体的下端设置有毛刷，壳体的上端设置有摄像头和红外传感器。本发明具有简化光伏清洁机器人的检测结构以及提高光伏清洁机器人的适用性和自动化程度的目的。

Description

一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人
技术领域
本发明实施例涉及光伏清洁机器人技术领域，具体涉及一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人。
背景技术
太阳能光伏作为一种可再生清洁能源，已成为当今全球能源变革的重要力量。太阳能电池板表面容易积累风沙、灰尘等污垢，若没有及时科学专业的清洁，最高可导致组件发电功率衰减40％-60％，发电量下降20％-30％。因此，通过合理科学地清洁太阳能电池板以及对组件的悉心养护来提升电站发电量和效益的理念，受到业界认可。
光伏清洁行走机器人工作的时候，基本是全自动化的过程，需要依靠检测装置来判断所处位置。目前市面上不存在比较成熟的可移动检测方式，需依靠在光伏阵列添加特定的感应装置或固定装置进行定位，维持机器在光伏阵列上的行走和清洁。这样的添加特定感应装置或固定装置的感应方式，不仅增加了设备成本，而且容易受光伏阵列的大小和形状的限制导致无法安装附加装置。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，可简化光伏清洁机器人的检测结构以及提高光伏清洁机器人的适用性和自动化程度的目的。
本发明的技术方案是这样的：
一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，所述光伏清洁机器人包括机身，所述机身上设置有驱动机构、履带机构以及清扫机构，所述驱动机构与所述清扫机构电连接，所述履带机构带动机身进行行走，所述清扫机构固定设置在所述机身前端外侧壁上，且所述清扫机构在驱动机构的驱动下进行清扫作业，所述光伏清洁机器人还包括光伏板检测组件，所述光伏板检测组件设置在所述机身上，且所述光伏板检测组件包括多个光伏板检测模块，每个所述光伏板检测模块均包括壳体，所述壳体的形状为长方体，所述壳体的下端开口，所述壳体的下端设置有毛刷，所述壳体的上端设置有摄像头和红外传感器。
多个所述光伏板检测模块包括四个光伏板检测模块，分别为第一光伏板检测模块、第二光伏板检测模块、第三光伏板检测模块以及第四光伏板检测模块，其中：所述第一光伏板检测模块固定设置在所述机身左端外侧壁的前部，所述第二光伏板检测模块固定设置在所述机身右端外侧壁的前部，所述第三光伏板检测模块固定设置在所述机身右端外侧壁的后部，所述第四光伏板检测模块固定设置在所述机身左端外侧壁的后部。
所述壳体的侧壁设置有多个固定孔，所述壳体通过所述固定孔与所述机身的外侧壁固定连接，所述壳体底部设置有方形的LED灯，且所述LED灯固定设置在所述壳体底部的内侧壁上。
所述LED灯包括第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯以及第四LED灯，所述第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯以及第四LED灯的形状均为长方体，所述第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯以及第四LED灯依次首尾相连接且分别设置在所述壳体底部的四个内侧壁上。
所述光伏板检测组件还包括摄像头驱动板，所述摄像头驱动板设置在所述壳体顶部的上方，且所述摄像头驱动板与所述摄像头电连接，所述红外传感器的下端固定设置在所述壳体顶部的第一安装孔内，且所述红外传感器的上端贯穿所述摄像头驱动板上的第二安装孔并向上延伸，所述摄像头的上端固定设置在所述摄像头驱动板下表面设置的第三安装孔中，且所述摄像头的下端贯穿所述壳体顶部设置的第四安装孔并向所述壳体内延伸。
所述红外传感器设置在所述壳体上端靠近所述固定孔的一侧，且所述摄像头设置在所述壳体上端远离所述固定孔的一侧。
所述毛刷的形状为方形，所述毛刷包括第一毛刷、第二毛刷、第三毛刷以及第四毛刷，所述第一毛刷、第二毛刷、第三毛刷以及第四毛刷的形状均为长方体，所述第一毛刷、第二毛刷、第三毛刷以及第四毛刷依次首尾相连且分别设置在所述壳体底部的四个外侧壁上。
所述行走装置包括履带以及与履带连接的驱动电机，其中，所述履带包括左轮履带以及右轮履带，所述驱动电机包括左轮驱动电机和右轮驱动电机，所述左轮履带设置在所述机身底部的左侧，且所述左轮履带通过所述左轮驱动电机的驱动进行移动，所述右轮履带设置在所述机身底部的右侧，且所述右轮履带通过所述右轮驱动电机的驱动进行移动。
本发明具有以下优点和有益效果：本发明实施例提供的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，其包括机身，机身上设置有驱动机构、履带机构以及清扫机构，驱动机构分别与清扫机构和履带机构电连接，履带机构在驱动机构的驱动下带动机身行走，清扫机构固定设置在机身前端外侧壁上，且清扫机构在驱动机构的驱动下进行清扫作业；另外，光伏清洁机器人还包括光伏板检测组件，光伏板检测组件设置在机身上，且光伏板检测组件包括多个光伏板检测模块，具体通过在光伏清洁机器人的机身的四个角落分别设置的四个结构相同的光伏板检测模块，即第一光伏板检测模块、第二光伏板检测模块、第三光伏板检测模块以及第四光伏板检测模块，方便前期的组装以及后期的维护；在光伏清洁机器人左右贴边清洁的过程中，分别起到检测光伏板边框的作用，不但简化光伏清洁机器人的检测结构，以及提高光伏清洁机器人的适用性，还可实现光伏机器人平稳运行进行清洁作业的目的；提高光伏机器人的自动化程度，以达到感应光伏表面自动控制平稳行走清洁、节约人力和降低电站维护成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人的俯视结构示意图。
图2为本发明实施例提供的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人中光伏板检测模块一个方向的分解结构示意图。
图3为本发明实施例提供的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人中光伏板检测模块另一个方向的分解结构示意图。
图4为本发明实施例提供的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人中光伏板检测模块一个方向的立体结构示意图。
图5为本发明实施例提供的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人中光伏板检测模块另一个方向的立体结构示意图。
图6为本发明实施例提供的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人中LED灯的立体结构示意图。
图7为本发明实施例提供的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人中毛刷的立体结构示意图。
图8为本发明实施例提供的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人在光伏板上进行清洁作业的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1至图8所示：本发明实施例提供的一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，光伏清洁机器人包括机身100，机身100上设置有驱动机构、履带机构以及清扫机构102，驱动机构与清扫机构102电连接，履带机构带动机身100进行行走，清扫机构102固定设置在机身100前端外侧壁上，且清扫机构102在驱动机构的驱动下进行清扫作业，光伏清洁机器人还包括光伏板检测组件，光伏板检测组件设置在机身100上，且光伏板检测组件包括多个光伏板检测模块，每个光伏板检测模块均包括壳体120，壳体120的形状为长方体，壳体120的下端开口，壳体120的下端设置有毛刷130，壳体120的上端设置有摄像头140和红外传感器150。
多个光伏板检测模块包括四个光伏板检测模块，分别为第一光伏板检测模块111、第二光伏板检测模块112、第三光伏板检测模块113以及第四光伏板检测模块114，其中：第一光伏板检测模块111固定设置在机身100左端外侧壁的前部，第二光伏板检测模块112固定设置在机身100右端外侧壁的前部，第三光伏板检测模块113固定设置在机身100右端外侧壁的后部，第四光伏板检测模块114固定设置在机身100左端外侧壁的后部。通过上述设计，即在机身100的外侧壁的四角分别设置有第一光伏板检测模块111、第二光伏板检测模块112、第三光伏板检测模块113以及第四光伏板检测模块114，上述四个光伏板检测模块的结构相同，不但可简化光伏清洁机器人的检测结构，还可提高光伏清洁机器人的适用性。
壳体120的侧壁设置有多个固定孔121，壳体120通过固定孔121与机身100的外侧壁固定连接，壳体120底部设置有方形的LED灯160，且LED灯160固定设置在壳体120底部的内侧壁上。
LED灯160包括第一LED灯161、第二LED灯162、第三LED灯163以及第四LED灯164，第一LED灯161、第二LED灯162、第三LED灯163以及第四LED灯164的形状均为长方体，第一LED灯161、第二LED灯162、第三LED灯163以及第四LED灯164依次首尾相连接且分别设置在壳体120底部的四个内侧壁上。通过上述设计，即在壳体120底部的四个内侧壁上分别设置第一LED灯161、第二LED灯162、第三LED灯163以及第四LED灯164，当光伏清洁机器人在光伏板的表面上进行清洁作业时，除了每个光伏板检测模块中设置的LED灯无其他光源存在，因此可维持光伏板检测模块中壳体内部均匀的亮度，进而提高检测的准确率和工作效率。
光伏板检测组件还包括摄像头驱动板170，摄像头驱动板170设置在壳体120顶部的上方，且摄像头驱动板170与摄像头140电连接，红外传感器150的下端固定设置在壳体120顶部的第一安装孔122内并向下延伸，且红外传感器150的上端贯穿摄像头驱动板170上的第二安装孔(图中未示出)并向上延伸，摄像头140的上端固定设置在摄像头驱动板107下表面设置的第三安装孔(图中未示出)中，且摄像头140的下端贯穿壳体120顶部设置的第四安装孔123并向壳体120内延伸。通过上述设计，即每个光伏板检测模块中的壳体内部为中空，方便摄像头140和红外传感器150进行工作。
红外传感器150设置在壳体120上端靠近固定孔121的一侧，且摄像头140设置在壳体120上端远离固定孔121的一侧。通过上述设计，壳体120通过多个固定孔121与机身100的外侧壁固定连接，方便前期的组装以及后期的维护，同时将红外传感器150设置在壳体120顶部靠近机身100一侧的位置，且摄像头140设置在红外传感器150的外侧。
毛刷130的形状为方形，毛刷130包括第一毛刷131、第二毛刷132、第三毛刷133以及第四毛刷134，第一毛刷131、第二毛刷132、第三毛刷133以及第四毛刷134的形状均为长方体，第一毛刷131、第二毛刷132、第三毛刷以133及第四毛刷134依次首尾相连且分别设置在壳体120底部的四个外侧壁上。通过上述设计，即在壳体201的底部四个外侧壁分别设置第一毛刷131、第二毛刷132、第三毛刷133以及第四毛刷134，可有效遮挡外界的光线，还可提高壳体120的高度，增加了光伏清洁机器人可跨障的高度，也减少了机身100与光伏板表面的磨损，提高了光伏板检测模块的耐用性。
行走装置包括履带机构，驱动机构包括驱动电机，其中，履带机构包括左轮履带101以及右轮履带104，驱动电机包括左轮驱动电机105和右轮驱动电机106，左轮履带101设置在机身100中底盘103的左侧，且左轮履带101通过左轮驱动电机105的驱动进行移动，右轮履带104设置在机身100中底盘103的右侧，且右轮履带104通过右轮驱动电机106的驱动进行移动。
本发明实施例提供的一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，上述红外传感器150的安装位置相对摄像头140比较靠近光伏清洁机器人的机身100，摄像头140水平垂直于机身100侧面，摄像头140顶部靠近红外传感器150；光伏板检测组件在工作时，每个光伏板检测模块中的红外传感器150检测相对应的机身100的底部是否有接触作业平面，如果检测不到作业平面，则红外传感器150直接输出为悬空状态(即位于光伏板外)。
在相应的光伏板检测模块中的红外传感器150检测到对应的作业平面的情况下，摄像头140采集光伏板检测模块内部空间的LED灯均匀照射下的作业平面的图像，并对图像进行处理：以图像的左上角为起始点，从图像的第一列开始，如果像素点亮度大于设定的预设值，令此时的检测计数为总行数(图像的高)减去当前行数的差，总检测计数累加上此列的所有的检测计数。第一列计算完毕后，继续计算直到完成所有像素点的判断。如果图像较大，求出的总检测计数会偏大，对总计数进行缩放，即除以总列数，会取得一个范围相对合适的数据值。
本发明实施例提供的一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，以光伏清洁机器人的机身100左上角的第一光伏板检测模块111为例，如果光伏板边框处于偏向第一光伏板检测模块111左侧的位置，即机身100靠近光伏板200内部远离光伏板边框的情况，此时红外传感器105依旧检测到作业平面存在，光伏板边框应处于采集回来图像的下方，光伏板边框在图像上显示为白色，亮度较高，所以此时总检测计数会相比光伏板边框在第一光伏板检测模块111正中央时小。如果光伏板边框处于偏向第一光伏板检测模块111右侧的位置，即机身100偏离光伏板远离光伏板边框的情况，光伏板边框应处于采集回来图像的上方，此时总检测计数会相比光伏板边框在第一光伏板检测模块111正中央时大；再设置一个相对合适的波动范围，依据输出的总检测计数判断边框是否处于第一光伏板检测模块111左侧、中央和右侧，就判断出第一光伏板检测模块111处于作业平面状态(光伏板内)、边框状态(恰好沿边框)和悬空状态(光伏板外)，如图8所示，第一光伏板检测模块111和第二光伏板检测模块112均处于悬空状态，第三光伏板检测模块113处于边框状态，以及第四光伏板检测模块114处于作业平面状态。
本发明实施例提供的一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，通过在光伏清洁机器人的机身的四个角落分布的四个光伏板检测模块，即第一光伏板检测模块111、第二光伏板检测模块112、第三光伏板检测模块113以及第四光伏板检测模块114，在光伏清洁机器人左右贴边清洁的过程中，分别起到检测光伏板边框的作用。
当光伏清洁机器人左贴边进行清洁作业时，机身100左侧的两个光伏板检测模块(即第一光伏板检测模块111和第四光伏板检测模块114)起到给予直线校正控制提供数据的作用；前方的两个光伏板检测模块(即第一光伏板检测模块111和第二光伏板检测模块112)起到前方检测光伏板边框作用，后方的两个光伏板检测模块(即第三光伏板检测模块113和第四光伏板检测模块114)起到后方检测光伏板边框作用，为前后跨障清洁和停止清洁提供了数据。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，所述光伏清洁机器人包括机身，所述机身上设置有驱动机构、履带机构以及清扫机构，所述驱动机构与所述清扫机构电连接，所述履带机构带动机身进行行走，所述清扫机构固定设置在所述机身前端外侧壁上，且所述清扫机构在驱动机构的驱动下进行清扫作业，其特征在于：所述光伏清洁机器人还包括光伏板检测组件，所述光伏板检测组件设置在所述机身上，且所述光伏板检测组件包括多个光伏板检测模块，每个所述光伏板检测模块均包括壳体，所述壳体的形状为长方体，所述壳体的下端开口，所述壳体的下端设置有毛刷，所述壳体的上端设置有摄像头和红外传感器。
2.根据权利要求1所述的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，其特征在于，多个所述光伏板检测模块包括四个光伏板检测模块，分别为第一光伏板检测模块、第二光伏板检测模块、第三光伏板检测模块以及第四光伏板检测模块，其中：所述第一光伏板检测模块固定设置在所述机身左端外侧壁的前部，所述第二光伏板检测模块固定设置在所述机身右端外侧壁的前部，所述第三光伏板检测模块固定设置在所述机身右端外侧壁的后部，所述第四光伏板检测模块固定设置在所述机身左端外侧壁的后部。
3.根据权利要求1-2中任一所述的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，其特征在于，所述壳体的侧壁设置有多个固定孔，所述壳体通过所述固定孔与所述机身的外侧壁固定连接，所述壳体底部设置有方形的LED灯，且所述LED灯固定设置在所述壳体底部的内侧壁上。
4.根据权利要求3所述的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，其特征在于，所述LED灯包括第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯以及第四LED灯，所述第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯以及第四LED灯的形状均为长方体，所述第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯以及第四LED灯依次首尾相连接且分别设置在所述壳体底部的四个内侧壁上。
5.根据权利要求1-2中任一所述的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，其特征在于，所述光伏板检测组件还包括摄像头驱动板，所述摄像头驱动板设置在所述壳体顶部的上方，且所述摄像头驱动板与所述摄像头电连接，所述红外传感器的下端固定设置在所述壳体顶部的第一安装孔内，且所述红外传感器的上端贯穿所述摄像头驱动板上的第二安装孔并向上延伸，所述摄像头的上端固定设置在所述摄像头驱动板下表面设置的第三安装孔中，且所述摄像头的下端贯穿所述壳体顶部设置的第四安装孔并向所述壳体内延伸。
6.根据权利要求3所述的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，其特征在于，所述红外传感器设置在所述壳体上端靠近所述固定孔的一侧，且所述摄像头设置在所述壳体上端远离所述固定孔的一侧。
7.根据权利要求1-2中任一所述的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，其特征在于，所述毛刷的形状为方形，所述毛刷包括第一毛刷、第二毛刷、第三毛刷以及第四毛刷，所述第一毛刷、第二毛刷、第三毛刷以及第四毛刷的形状均为长方体，所述第一毛刷、第二毛刷、第三毛刷以及第四毛刷依次首尾相连且分别设置在所述壳体底部的四个外侧壁上。
8.根据权利要求1-2中任一所述的具有光伏板检测组件的光伏清洁机器人，其特征在于，所述行走装置包括履带以及与履带连接的驱动电机，其中，所述履带包括左轮履带以及右轮履带，所述驱动电机包括左轮驱动电机和右轮驱动电机，所述左轮履带设置在所述机身底部的左侧，且所述左轮履带通过所述左轮驱动电机的驱动进行移动，所述右轮履带设置在所述机身底部的右侧，且所述右轮履带通过所述右轮驱动电机的驱动进行移动。
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