CN114866018B - 一种清洗机器人、光伏跟踪***及交互协作方法 - Google Patents
一种清洗机器人、光伏跟踪***及交互协作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供了一种清洗机器人、光伏跟踪***及交互协作方法。清洗机器人包括：清洗装置、行走装置、倾斜角度测量装置、第一通讯装置和控制装置，第一通讯装置和光伏面板的光伏跟踪***通讯并获取清洗路径上的至少部分光伏跟踪***的倾斜角度；控制装置判断清洗机器人的倾斜角度和光伏跟踪***的倾斜角度是否满足清洗条件，并控制行走装置和清洗装置执行清洗操作。光伏跟踪***用于调整光伏面板的倾斜角度，其第二通讯装置将倾斜角度发送给清洗机器人。清洗机器人和光伏跟踪***的交互协作方法通过获取清洗机器人和清洗路径上的光伏跟踪***的倾斜角度确定清洗机器人的清洗动作或调整光伏跟踪***的倾斜角度。
Description
技术领域
本申请涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种清洗机器人、光伏跟踪***及交互协作方法。
背景技术
现有的大型光伏电站一般会为光伏支架安装跟踪控制***来提升发电量，跟踪控制***可以转动光伏面板，使之时刻保持垂直面对太阳光，即在不同时刻的光伏面板均处于不同的倾斜角度。但时刻转动的光伏面板会给清洗机器人清洗光伏面板带来一定的难度，因为相邻两块光伏面板如果倾斜角度相差太大，可能会扭断连接的桥架，或使清洗机器人无法顺利跨越间隙或通过桥架；另外如果光伏面板的倾斜角度太大，或者相邻的光伏面板之间的倾斜角度相差太大，而清洗机器人并不知道该情况，依旧进行清洗，则有可能出现清洗机器人运行到断开处导致出现掉落或卡住等情况，或者因为清洗机器人的倾斜角度太大导致清洗机器人无法顺利清洗甚至从光伏支架上掉落、从而损坏机器人等情况，还有可能因为上述情况导致光伏组件和支架被损坏。
由于大型光伏电站的清洗工作量大、要求清洗***具有较高的自动化程度，因此迫切需要一种可以识别上述风险并采取相应措施的清洗机器人或光伏跟踪***，以及相应的清洗机器人和光伏跟踪***之间的交互协作方法。
发明内容
针对现有技术存在的以上不足之处和实际需求，本申请的目的在于提供一种可以判断清洗路径上光伏面板的倾斜角度是否符合清洗条件，从而防止出现无法清洗或者损坏设备的情况的清洗机器人，以及与之配合的光伏跟踪***和清洗机器人与光伏跟踪***的交互协作方法。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案。
一种清洗机器人，用于自动清洗多个光伏跟踪***上的光伏面板，包括：清洗装置，用于清洗所述光伏面板；行走装置，用于沿设定的清洗路径行走；第一通讯装置，用于和所述光伏跟踪***通讯并获取所述清洗路径上的至少部分所述光伏跟踪***的倾斜角度；控制装置，用于判断所述光伏跟踪***的倾斜角度是否满足清洗条件，并在满足清洗条件时控制所述行走装置和所述清洗装置执行清洗操作。
在一些实施方式中，还包括倾斜角度测量装置，用于测量所述清洗机器人的倾斜角度；所述控制装置还根据所述清洗机器人的倾斜角度判断是否满足清洗条件。
在一些实施方式中，所述倾斜角度测量装置包括惯性加速度传感器，和/或陀螺仪。
在一些实施方式中，还包括定位装置，用于确定所述清洗机器人在所述清洗路径上的实时位置。
在一些实施方式中，所述定位装置包括行走距离传感器、GPS传感器、Wi-Fi定位***、超声波传感器、与所述光伏面板上设置的RFID标签（RFID指射频识别技术）匹配设置的RFID识别器、与所述光伏面板上设置的二维码匹配设置的二维码识别器中的至少一种或多种装置组合。
在一些实施方式中，所述控制装置通过所述清洗机器人的倾斜角度和多个所述光伏跟踪***的倾斜角度的对比获取或校核所述清洗机器人在所述清洗路径上的实时位置。
本申请还提供了一种光伏跟踪***，用于调整多个光伏跟踪***的倾斜角度，包括：第二通讯装置，用于和清洗机器人通讯，当所述光伏跟踪***位于所述清洗机器人的清洗路径上时，所述第二通讯装置将所述倾斜角度发送给所述清洗机器人，供所述清洗机器人判断是否满足清洗条件。
在一些实施方式中，所述第二通讯装置还用于接收所述清洗机器人的角度调整请求，所述光伏跟踪***根据所述角度调整请求调整所述光伏跟踪***的倾斜角度。
在一些实施方式中，所述第二通讯装置还用于从所述清洗机器人获取所述清洗机器人的实时位置，在所述清洗机器人执行清洗操作的过程中，所述光伏跟踪***还获取所述光伏面板在清洗前后的实时发电功率，用于计算清洗效果。
在一些实施方式中，还包括清洗机器人感知装置，用于获取或校核所述清洗机器人的实时位置，在所述清洗机器人执行清洗操作的过程中，所述光伏跟踪***还获取所述光伏面板在清洗前后的实时发电功率，用于计算清洗效果。
本申请还提供了一种清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法，包括步骤：获取所述清洗机器人的倾斜角度和在清洗路径上的实时位置；获取所述清洗路径上的至少部分光伏跟踪***的倾斜角度；根据获取的所述清洗机器人的倾斜角度和所述光伏跟踪***的倾斜角度确定所述清洗机器人的下一步动作；按设定时间间隔重复上述三个步骤，直至所述清洗机器人完成所述清洗路径的清洗操作或直至所述清洗机器人中止清洗操作。
在一些实施方式中，所述的根据获取的所述清洗机器人的倾斜角度和所述光伏跟踪***的倾斜角度确定所述清洗机器人的下一步动作步骤具体包括：当所述清洗路径上任意两个相邻的所述光伏跟踪***的倾斜角度之差超过第二设定值时，所述清洗机器人终止清洗操作；当所述清洗路径上任意两个相邻的所述光伏跟踪***的倾斜角度之差未超过第二设定值，且当所述清洗机器人的倾斜角度大于第三设定值时，所述清洗机器人暂停清洗操作，并向所述清洗机器人当前所在的所述光伏跟踪***发送角度调整请求，所述光伏跟踪***在收到所述角度调整请求后调整倾斜角度；当所述清洗路径上的下一个所述光伏跟踪***的倾斜角度和所述清洗机器人当前所在的所述光伏跟踪***的倾斜角度之差不大于第一设定值时，所述清洗机器人执行清洗操作；当所述清洗路径上的下一个所述光伏跟踪***的倾斜角度和所述清洗机器人当前所在的所述光伏跟踪***的倾斜角度之差大于所述第一设定值但不超过所述第二设定值时，所述清洗机器人暂停清洗操作，并向下一个所述光伏跟踪***发送角度调整请求，下一个所述光伏跟踪***在收到所述角度调整请求后调整倾斜角度。
在一些实施方式中，所述清洗机器人通过定位装置获取在所述清洗路径上的实时位置；和/或，所述清洗机器人通过自身的倾斜角度和所述光伏跟踪***的倾斜角度的对比获取所述清洗机器人在所述清洗路径上的实时位置。
在一些实施方式中，在所述清洗机器人执行清洗操作的过程中，还获取所述光伏跟踪***在清洗前后的实时发电功率，用于计算清洗效果。
本申请还提供了另一种清洗机器人，用于自动清洗多个光伏跟踪***上的光伏面板，包括：清洗装置，用于清洗所述光伏面板；行走装置，用于沿设定的清洗路径行走；第一通讯装置，用于和所述光伏面板的光伏跟踪***通讯，将所述清洗路径发送给所述光伏跟踪***，供所述光伏跟踪***判断所述清洗路径上的光伏跟踪***的倾斜角度是否满足所述清洗机器人的清洗条件，在所述光伏跟踪***的倾斜角度不满足所述清洗条件时，所述第一通讯装置请求所述光伏跟踪***临时调整倾斜角度至满足所述清洗条件；控制装置，用于控制所述行走装置和所述清洗装置执行清洗操作。
在一些实施方式中，还包括定位装置，用于确定所述清洗机器人在所述清洗路径上的实时位置；所述第一通讯装置还用于将所述实时位置发送给所述光伏跟踪***，供即将被清洗的光伏跟踪***优先调整倾斜角度，以及供所述光伏跟踪***根据其光伏面板在清洗前后的实时发电功率计算清洗效果。
本申请还提供了另一种清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法，包括步骤：获取所述清洗机器人的清洗路径上的至少部分光伏跟踪***的倾斜角度；判断获取的所述光伏跟踪***的倾斜角度是否符合所述清洗机器人的清洗条件；根据需要调整所述清洗路径上的所述光伏跟踪***的倾斜角度至满足所述清洗条件。
在一些实施方式中，还包括步骤：获取所述清洗机器人的实时位置，供所述光伏跟踪***优先调整即将被清洗的光伏跟踪***，以及供所述光伏跟踪***根据所述光伏跟踪***在清洗前后的实时发电功率计算清洗效果。
在一些实施方式中，所述清洗条件包括：所述清洗路径上任意两个相邻的所述光伏跟踪***的倾斜角度之差不超过第一设定值。
在一些实施方式中，所述清洗条件包括：所述清洗路径上任一个所述光伏跟踪***的倾斜角度不大于第三设定值。
本申请的各个实施例具有以下技术效果中的至少一种：
1.清洗机器人通过设置倾斜角度测量装置获取自身的倾斜角度，在倾斜角度过大时停止清洗，防止清洗机器人的清洗装置爬坡能力不足而无法顺利完成清洗操作，并防止清洗机器人从光伏支架上掉落；
2.清洗机器人通过获取清洗路径上的光伏跟踪***的实时角度分布，检测相邻的光伏跟踪***之间的异常角度差，防止清洗机器人在跨越相邻光伏跟踪***之间的间隙或在通过相邻光伏跟踪***之间的连接桥架时出现卡死、掉落等危险；同时在相邻的光伏跟踪***之间的角度差和连接桥架的工况出现异常时向光伏跟踪***或其他上位***提供报警信息；
3.清洗机器人通过确认清洗路径上的光伏跟踪***的倾斜角度符合清洗条件，保证清洗操作的安全性；
4.在清洗路径上的光伏跟踪***的倾斜角度不符合清洗条件但未达到故障程度时，通过向光伏跟踪***发送角度调整请求，使光伏跟踪***的倾斜角度符合清洗条件，清洗操作可以得以继续；
5.通过包括惯性传感器的高精度倾斜角度测量装置，保证清洗机器人准确获取自身的实时倾斜角度；
6.通过一种或多种定位装置，保证清洗机器人准确获取自身在清洗路径上的实时位置；
7.光伏跟踪***通过向清洗机器人发送清洗路径上的光伏跟踪***的倾斜角度，并在必要时根据清洗机器人的请求调整部分光伏跟踪***的倾斜角度，保证清洗机器人的清洗操作的安全性；
8.清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法通过清洗机器人和光伏跟踪***之间的配合，保证清洗机器人的清洗操作的安全性；
9.通过获取清洗前后的光伏跟踪***的实时发电功率，对清洗效果进行准确评价，以帮助确定合适的清洗频率或清洗策略。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法的一个实施例的流程图；
图2是根据获取的倾斜角度确定清洗机器人的下一步动作步骤的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本申请的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本申请相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
目前光伏面板的清洗机器人普遍缺乏对清洗路径上的光伏面板之间的连接桥架好坏情况、光伏跟踪***的倾斜角度及相邻光伏跟踪***之间的倾斜角度差等信息的收集，一般都是不参考这些因素直接运行，即认为这些条件都已达标。因为没有参考上述因素，所以相邻光伏跟踪***之间倾斜角度相差太大以致于连接桥架断裂或者倾斜角度太大不适于特定型号的清洗机器人进行清洗操作时，不能提前得知该情况，清洗机器人依旧运行，最终会从断裂处或倾斜角度相差太大的间隙掉落，甚至卡在这些位置，并在随后光伏跟踪***运行时卡住光伏跟踪***从而损坏光伏跟踪***和组件；或者因为倾斜角度太大导致清洗机器人掉落或者爬坡能力不足。本申请通过获取清洗机器人的自身倾斜角度，加入对光伏跟踪***进行的交互协作，即加入多个光伏跟踪***的倾斜角度等参数的考量，实时判断光伏跟踪***之间的连接桥架或光伏跟踪***的角度调节功能是否正常。清洗机器人根据这些信息进行判断是否前行或者终止清洗操作并返回停靠站来减少损坏可能性，并同时上报后台维护人员进行故障检测。本申请还可以同时结合清洗前后的光伏跟踪***的光伏发电功率计算出清洗程度，为后台确定清洗频率或清洗策略提供数据支持。
光伏跟踪***包括光伏面板、控制光伏面板旋转的光伏主轴。为了清楚起见，在此特别说明，本申请的光伏跟踪***的倾斜角度指的是其光伏面板的倾斜角度，光伏跟踪***控制光伏主轴调整该倾斜角度，并设置有感知该倾斜角度的测量装置，调整和感知该倾斜角度的技术均为现有技术，本申请中不再详述。本申请中所述的对光伏跟踪***的清洗也指的是对光伏跟踪***的光伏面板的清洗。为了便于清洗机器人对多个光伏跟踪***独立控制旋转的光伏面板进行清洗，通常会在相邻的两个光伏跟踪***之间设置连接桥架，以便清洗机器人通过。在相邻的两个光伏跟踪***之间的间隙不大，而且清洗机器人具有一定的跨越能力时，也可不设置连接桥架。连接桥架具有旋转机构或一定的柔性，以便适应其两侧的光伏跟踪***之间的倾斜角度差。无论是否设置连接桥架，相邻的两个光伏跟踪***之间的角度差均不能超过设定的限值，以便清洗机器人可以顺利跨越，或保证连接桥架不被损坏。
实施例一。本申请提供的清洗机器人用于自动清洗多个光伏跟踪***的光伏面板，本实施例包括：清洗装置，用于清洗光伏面板；行走装置，用于沿设定的清洗路径行走；倾斜角度测量装置，用于测量清洗机器人的倾斜角度；第一通讯装置，用于和光伏跟踪***通讯并获取清洗路径上的至少部分光伏跟踪***的倾斜角度；控制装置，用于判断清洗机器人的倾斜角度和上述部分光伏跟踪***的倾斜角度是否满足清洗条件，并在满足清洗条件时控制行走装置和清洗装置执行清洗操作。
其中的清洗装置、行走装置、倾斜角度测量装置、第一通讯装置和控制装置的具体结构可采用现有技术中的已有的多种设置，例如第一通讯装置可通过一种低功耗局域网无线平台（LORA）、通讯协议按照工业标准串行通信协议Modbus和光伏跟踪***进行通讯；而本申请的发明点在于上述多个装置的具体应用以及它们之间的协作配合，因此对这些装置的具体结构和实施方式不再详述。清洗路径由控制装置预先设定，或者通过与清洗机器人具有通讯连接的其他上位机根据清洗策略设定。清洗机器人的倾斜角度和光伏跟踪***的倾斜角度（即光伏面板的倾斜角度）均指它们相对于水平面的倾斜角度。
清洗路径由多个依次相邻的光伏跟踪***组成，每个光伏跟踪***包括至少一块平面状的光伏面板，同一个光伏跟踪***的光伏面板同时旋转，因此同一个光伏跟踪***的光伏面板的倾斜角度始终相同。但由于不同的光伏跟踪***的转动相互独立，根据光伏跟踪***的具体控制策略，不同光伏跟踪***之间的倾斜角度则不一定相同。由于阳光的照射角度并没有差别，因此在正常情况下，不同光伏跟踪***之间的倾斜角度的差值也不会太大，从而使清洗机器人对位于同一排的多个光伏跟踪***进行清洗成为可能。
结合不同排的光伏跟踪***之间的清洗机器人连接过道，或者结合清洗机器人的搬运设备，还可实现同一清洗机器人对多排光伏跟踪***实现清洗。而同一清洗机器人需要清洗的所有光伏跟踪***构成该清洗机器人的清洗路径。清洗机器人在清洗过程中，通过自身的倾斜角度测量装置可以获取当前所在的光伏跟踪***的倾斜角度，再获取清洗路径上的下一个光伏跟踪***的倾斜角度，即可通过计算倾斜角度差值，并和清洗机器人的跨越能力获知是否可以安全地从当前光伏跟踪***跨越至下一个光伏跟踪***。
实施例二。作为实施例一的变化方式，其中清洗机器人的倾斜角度测量装置也可不设置，例如在采用可在任意角度进行清洗的清洗机器人时。此时清洗机器人仅需通过清洗路径上的光伏跟踪***的倾斜角度判断是否满足清洗条件。
实施例三。在实施例一的基础上，倾斜角度测量装置具体包括惯性加速度传感器或陀螺仪或它们的组合。惯性加速度传感器通常由惯性质量件和弹性元件组成，在惯性加速度传感器和水平面之间具有倾斜角度时，惯性质量件的重力使弹性元件发生变形，而且上述变形和倾斜角度直接相关，因此惯性加速度传感器可以用来测量清洗机器人的倾斜角度。市场上的惯导传感器通常包括正交设置的多轴加速度传感器，部分高精度产品还包括单轴或多轴陀螺仪、单轴或多轴磁力计等传感单元。通过对这些传感单元的测量数据进行滤波，并对多个测量值进行融合计算，可以获得更加精确的倾斜角度测量值。上述具体的传感单元和滤波融合算法均为现有技术，因此不再详述。
实施例四。在前述实施例的基础上，本实施例的清洗机器人还包括定位装置，用于确定清洗机器人在清洗路径上的实时位置。
实施例五。在实施例四的基础上，定位装置具体可通过行走距离传感器、GPS传感器、Wi-Fi定位***、超声波传感器、与光伏面板上设置的RFID标签匹配设置的RFID识别器、与光伏面板上设置的二维码匹配设置的二维码识别器中的一种或多种组合实现，用于确定清洗机器人在清洗路径上的实时位置。例如前文提到的低功耗局域网无线平台（LORA）即为Wi-Fi***的一种，可以对清洗机器人进行大致的定位。由于光伏跟踪***通常具有较大的长度方向上的尺寸，因此清洗机器人对定位精度的要求并不高，通常通过上述技术手段中的任一种或两种的结合即可满足定位要求。定位装置可设置于行走装置上，也可设置于清洗机器人的其他位置。当然也可以通过在光伏跟踪***或光伏面板上设置清洗机器人感知装置，如各种接近开关，来获取清洗机器人的实时位置，然后清洗机器人通过第一通讯装置从光伏跟踪***获取。清洗机器人的实时位置指的是清洗机器人当前位于哪一个光伏跟踪***，或位于哪两个光伏跟踪***之间，即正在完成过桥动作等等。
实施例六。在前述实施例的基础上，本实施例的清洗机器人的控制装置通过清洗机器人的倾斜角度和清洗路径上的多个光伏跟踪***的倾斜角度的对比获取或校核清洗机器人在清洗路径上的实时位置。如前文所述，不同的光伏跟踪***之间的倾斜角度会有一定的差别，采用包括高精度惯导单元的倾斜角度测量装置时，清洗机器人的角度测量精度足够用于判断清洗机器人的位置。例如当倾斜角度测量装置包括高精度的陀螺仪时，倾斜角度测量精度可达0.1°级别，而不同的光伏跟踪***之间的倾斜角度差通常可达1~2°甚至更大，因此清洗机器人根据自身的倾斜角度、清洗路径上的所有光伏跟踪***的倾斜角度、已完成的清洗路径数据等信息，即可判断自身在清洗路径上的当前位置。上述技术手段也可和清洗机器人的定位装置结合使用，用于辅助获取当前位置或校核定位装置的测量结果。
实施例七。本实施例的清洗机器人用于自动清洗多个光伏跟踪***，包括：清洗装置，用于清洗光伏跟踪***的光伏面板；行走装置，用于沿设定的清洗路径行走；第一通讯装置，用于和光伏跟踪***通讯，将清洗路径发送给光伏跟踪***，供清洗路径上的光伏跟踪***判断其倾斜角度是否满足清洗机器人的清洗条件，并根据需要调整其倾斜角度至满足清洗条件；控制装置，用于控制行走装置和清洗装置执行清洗操作。清洗机器人还可通过第一通讯装置同时将其清洗条件发送给光伏跟踪***，或将其型号发送给光伏跟踪***供其从数据库查询清洗条件。
实施例八。在实施例七的基础上，本实施例的清洗机器人还包括定位装置，用于确定清洗机器人在清洗路径上的实时位置；第一通讯装置还用于将该实时位置发送给光伏跟踪***，供清洗路径上即将被清洗的光伏跟踪***及时判断其倾斜角度是否符合清洗条件，并在需要时及时调整其倾斜角度，以及供光伏跟踪***根据光伏面板在清洗前后的实时发电功率计算清洗效果。
实施例九。本实施例为本申请提供的光伏跟踪***的一个实施例，用于调整多个光伏跟踪***的倾斜角度。本实施例包括第二通讯装置，用于和清洗机器人通讯，光伏跟踪***从上位机获取清洗机器人的清洗路径，或者通过第二通讯装置从清洗机器人获取其清洗路径，当光伏跟踪***位于清洗机器人的清洗路径上时，通过第二通讯装置将其倾斜角度发送给清洗机器人，供清洗机器人结合其自身的倾斜角度判断是否满足其清洗条件。第二通讯装置可与清洗机器人的第一通讯装置匹配设置并进行通讯，清洗机器人的清洗路径可从清洗机器人获取，或从其他上位机获取。当清洗机器人适于在任意倾斜角度进行清洗时，则清洗机器人仅需根据从光伏跟踪***获取的倾斜角度信息判断是否满足清洗条件。
实施例十。在实施例九的基础上，本实施例的第二通讯装置还用于接收清洗机器人的角度调整请求，并根据角度调整请求调整自身的倾斜角度。如前文的清洗机器人的部分实施例中的描述，根据光伏跟踪***的倾斜角度、清洗机器人的自身倾斜角度、相邻的光伏跟踪***之间的倾斜角度差可以获知，当前状态的清洗路径上是否有需要报警并请求干预的故障或异常、是否可以进行正常的清洗操作、或者不能进行正常的清洗操作但是尚未出现需要干预的故障和异常等情况。在最后一种情形下，清洗机器人可以暂停清洗操作，并向光伏跟踪***发送角度调整请求，要求微调部分光伏跟踪***的倾斜角度，以满足正常清洗操作的要求。相关的光伏跟踪***响应该请求并调整其倾斜角度之后，清洗机器人即可恢复清洗操作。由于清洗操作并不频繁，清洗机器人移动至下一个光伏跟踪***之后当前光伏跟踪***即可恢复正常运行，因此上述临时角度调整并不会显著影响光伏跟踪***的正常发电运行。
实施例十一。在实施例九或十的基础上，本实施例的第二通讯装置还用于从清洗机器人获取清洗机器人的实时位置，在清洗机器人执行清洗操作的过程中，光伏跟踪***还获取光伏面板在清洗前后的实时发电功率，用于计算清洗效果。
实施例十二。在实施例九或十或十一的基础上，本实施例的光伏跟踪***还包括清洗机器人感知装置，用于获取或校核清洗机器人的实时位置，在清洗机器人执行清洗操作的过程中，光伏跟踪***也通过获取光伏面板在清洗前后的实时发电功率，用于计算清洗效果。也就是说，光伏跟踪***既可以通过第二通讯装置从清洗机器人处获取其实时位置，也可以通过设置接近开关等感知装置检测获取清洗机器人的实时位置，并根据清洗机器人在清洗操作过程中的实时位置信息得知特定的光伏面板是否尚未被清洗或是否已完成清洗，并相应地获取该光伏面板在清洗前后的实时发电功率，计算清洗效果。在光伏面板积灰严重时，清洗前后的实时发电功率会有明显的变化，根据这些数据即可确定最经济有效的清洗策略。
实施例十三。如图1所示，本实施例为本申请提供的清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法的一个实施例，本实施例可通过清洗机器人或各光伏跟踪***的控制器，或者光伏电站的某个控制***实现。本实施例包括步骤：
S100.清洗机器人获取自身的倾斜角度；
S200.获取清洗机器人的清洗路径上的至少部分光伏跟踪***的倾斜角度；
S300.根据获取的清洗机器人的倾斜角度和光伏跟踪***的倾斜角度确定清洗机器人的下一步动作；
S400.按设定时间间隔重复上述三个步骤，直至清洗机器人完成清洗路径的清洗操作或直至清洗机器人中止清洗操作。
其中在步骤S200中，本方法可一次获取清洗机器人的清洗路径上所有光伏跟踪***的倾斜角度，也可以仅获取清洗路径上最接近清洗机器人的部分光伏跟踪***的倾斜角度，即即将被清洗的部分光伏跟踪***的倾斜角度，并在后续清洗过程中逐步获取剩余光伏跟踪***的倾斜角度。同样地，如果清洗机器人适于在任意倾斜角度进行清洗，则可省去步骤S100，并在步骤S300中仅根据清洗路径上的光伏跟踪***的倾斜角度确定清洗机器人的下一步动作。
实施例十四。在实施例十三的基础上，如图2所示，本实施例的步骤S300具体包括以下步骤：
S310.当清洗路径上任意两个相邻的光伏跟踪***的倾斜角度之差超过第二设定值J时，可以确定该处的连接桥架已损坏或无法安全通行，清洗机器人终止清洗操作并报警和请求人工干预；
S320.当清洗机器人的倾斜角度大于第三设定值K时，清洗机器人由于自身能力原因无法安全执行清洗操作，清洗机器人暂停清洗操作，并向当前的光伏跟踪***发送角度调整请求，光伏跟踪***在收到角度调整请求后调整其倾斜角度；
S330.当清洗路径上的下一个光伏跟踪***的倾斜角度和清洗机器人当前所在的光伏跟踪***的倾斜角度之差不大于第一设定值I时，清洗机器人可以安全通过，清洗机器人执行清洗操作；当清洗路径上的下一个光伏跟踪***的倾斜角度和清洗机器人当前所在的光伏跟踪***的倾斜角度之差大于第一设定值I但不超过第二设定值J时，即不满足清洗条件，但尚未达到连接桥架可能已经损坏的程度时，清洗机器人暂停清洗操作，并向当前或下一个光伏跟踪***发送角度调整请求，相应的光伏跟踪***在收到角度调整请求后调整其倾斜角度，使上述倾斜角度之差不大于第一设定值I。
具体地，清洗机器人在清洗路径上和光伏跟踪***进行通讯，每隔1秒获取清洗路径上部分或所有光伏跟踪***的倾斜角度，采集成一张数据表。例如，在T1时刻：1号光伏跟踪***的倾斜角度为z1，2号光伏跟踪***的倾斜角度为z2，3号光伏跟踪***的倾斜角度为z3，……，n号光伏跟踪***的倾斜角度为zn。相邻的光伏跟踪***使用连接桥架进行连接。在步骤S310中，如果相邻的光伏跟踪***的倾斜角度如zn 和zn-1相差太大，可能会导致连接桥架损坏，或者可能会导致清洗机器人跨越时发生掉落或卡死等情况。
因此在步骤S310中，需要计算在T1时刻的1号和2号光伏跟踪***的倾斜角度差值s1 = |z2 – z1|、2号和3号光伏跟踪***的倾斜角度差值s2 = |z3 – z2|、n-1号和n号光伏跟踪***的角度差值sn-1 = |zn – zn-1|。即在每个设定时刻都计算出一个差值表格T[s1 ,s2 , s3 , ……, sn-1]。根据连接桥架的可接受的扭转角度，结合清洗机器人可以顺利跨越的最大倾斜角度差，确定第一设定值I；或者说，相邻光伏跟踪***之间的倾斜角度差不超过第一设定值I时才能保证连接桥架功能正常且清洗机器人可以顺利跨越。并根据连接桥架可能发生断裂的扭转角度，结合清洗机器人在跨越时可能掉落或卡死的倾斜角度差，确定第二设定值J；或者说，相邻光伏跟踪***之间的倾斜角度差超过第二设定值J时，就可能出现连接桥架变形断裂、或者清洗机器人掉落卡死的情况。
于此同时，将T1时刻下的差值表格T[s1, s2, s3, ……, sn-1]的数据和第二设定值J进行比对。当si>J(i=1~n-1)时，即认为相邻光伏跟踪***之间倾斜角度相差太大已导致连接桥架过度变形或断裂，或光伏跟踪***的角度调节功能已经出现异常；若清洗机器人正在运行，则即刻停止清洗操作，在可能的情况下返回停靠站，并上报给后台维护人员进行故障检查。若清洗机器人未在运行，则取消之后的清洗操作，上报给后台维护人员进行故障检查。
进一步地，如果未出现步骤S310中的情况，则通过步骤S320判断清洗机器人自身的倾斜角度r是否大于第三设定值K，第三设定值K即清洗机器人适于清洗的最大倾斜角度，第三设定值K和清洗机器人的具体结构和性能参数相关。若清洗机器人的倾斜角度r大于第三设定值K则不进行清洗任务，若在运行中则停止运行返回停靠站，或者暂停清洗任务并请求当前光伏跟踪***调整其倾斜角度。因为清洗机器人自身的倾斜角度过大时，会导致行走装置卡住或者爬坡能力下降引起故障。通常第三设定值K和清洗机器人的性能相关。而当清洗机器人的设计参数允许其在很大倾斜角度下执行清洗操作时，或者清洗机器人适于在任意清洗倾斜角度执行清洗操作时，即第三设定值K大于等于光伏跟踪***可能出现的最大倾斜角度时，则无需进行步骤S320的判断。
进一步地，如果未出现步骤S310和步骤S320中的情况，则在步骤S330中，结合上述信息，将T1时刻下的差值表格T[s1, s2, s3, ……, sn-1]的数据和第一设定值I进行比对。当si>I(i=1~n-1)时，即相邻光伏跟踪***的倾斜角度差已经趋向于连接桥架断裂或清洗机器人可能掉落的情况时（即接近第二设定值J时），清洗机器人即刻停止清洗操作并和当前或下一个光伏跟踪***通讯，告知该情况并发送角度调整请求；相应的光伏跟踪***控制其光伏面板进行角度调整，等待上述倾斜角度差值恢复正常后再允许清洗机器人进行清洗操作，可以有效防止连接桥架断裂和清洗机器人掉落或卡死。最后，当相邻光伏跟踪***的倾斜角度差小于第一设定值I时，清洗机器人可以正常执行清洗操作。
实施例十五。在实施例十三或十四的基础上，在本实施例中，清洗机器人通过定位装置获取在清洗路径上的实时位置；或者清洗机器人也可通过自身的倾斜角度和清洗路径上的所有光伏跟踪***的实时倾斜角度的对比获取清洗机器人在清洗路径上的实时位置；还可以结合上述两种方法，通过相互校核的方式确定清洗机器人的实时位置。清洗机器人的实时位置指清洗机器人在哪一个光伏跟踪***上，或者在清洗机器人跨越两个光伏跟踪***之间的间隙或连接桥架时，实时位置指清洗机器人在哪两个光伏跟踪***之间。具体如何通过定位装置和倾斜角度对比获取清洗机器人的实时位置的方法见前述的清洗机器人实施例。
实施例十六。在实施例十三或十四或十五的基础上，在本实施例中，在清洗机器人执行清洗操作的过程中，清洗机器人或者光伏跟踪***还获取光伏面板在清洗前后的实时发电功率，用于计算清洗效果。可在清洗前获取一次或多次，并在清洗后获取一次或多次，获取多次数据时，可通过取平均或曲线拟合的方式更准确地计算清洗效果。通过清洗效果的计算，可以收集光伏面板在特定清洗频次下的积灰程度和发电功率下降程度，计算结果可用于确定和调整清洗频次或清洗策略，例如在多灰季节或地区根据计算结果适当增加清洗频次。
实施例十七。本实施例的清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法，包括步骤：获取清洗机器人的清洗路径上的至少部分光伏跟踪***的倾斜角度；判断获取的光伏跟踪***的倾斜角度是否符合清洗机器人的清洗条件；根据需要调整清洗路径上的光伏跟踪***的倾斜角度至满足清洗条件。本实施例和实施例十三的区别在于，清洗机器人无需判断清洗路径是否符合清洗条件，而由清洗路径上的光伏跟踪***在清洗过程中实时监测其倾斜角度，并在其倾斜角度不满足清洗机器人的清洗条件时，主动提前调整。在清洗条件未满足时，光伏跟踪***可通知清洗机器人暂停清洗操作，待调整完毕后恢复清洗操作。
实施例十八。在实施例十七的基础上，本实施例还包括步骤：获取清洗机器人的实时位置，供即将被清洗的光伏跟踪***即使判断它们的倾斜角度是否符合清洗条件，并根据需要及时调整，以及供光伏跟踪***根据光伏面板在清洗前后的实时发电功率计算清洗效果。本实施例的计算方法和实施例十一类似。
实施例十九。在实施例十七或十八的基础上，本实施例的清洗条件具体包括：清洗路径上任意两个相邻的光伏跟踪***的倾斜角度之差不超过第一设定值I。其中第一设定值I的具体设定方法参见实施例十四。在同时获取清洗机器人的实时位置时，清洗条件还可降低要求，即至少满足：在清洗路径上即将被清洗的光伏跟踪***和清洗机器人当前所在的光伏跟踪***之间的倾斜角度之差不超过第一设定值I时，清洗机器人即可继续执行清洗操作。若清洗路径上有不符合上述条件的光伏跟踪***，可在清洗操作过程中同时调整这些光伏跟踪***的清洗角度，使其在清洗机器人到达之前满足清洗条件。
实施例二十。在实施例十七或十八或十九的基础上，本实施例的清洗条件还包括：清洗路径上任一个光伏跟踪***的倾斜角度不大于第三设定值K。第三设定值K的具体设定方法参见实施例十四。同样地，如实施例十九所述，在同时获取清洗机器人的实时位置时，上述清洗条件也可降低要求，即只要即将被清洗的光伏跟踪***的倾斜角度满足要求即可继续清洗操作。
上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理，在不脱离本申请构思的情况下，还可以进行各种明显的变化、重新调整和替代。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点和功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神的情况下进行各种修饰或改变。在不冲突的情况下，以上实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (12)
1.一种清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法，其特征在于，包括步骤：
获取所述清洗机器人的倾斜角度和在清洗路径上的实时位置；
获取所述清洗路径上的至少部分光伏跟踪***的倾斜角度；
根据获取的所述清洗机器人的倾斜角度和所述光伏跟踪***的倾斜角度确定所述清洗机器人的下一步动作；
按设定时间间隔重复上述三个步骤，直至所述清洗机器人完成所述清洗路径的清洗操作或直至所述清洗机器人中止清洗操作；
其中，所述根据获取的所述清洗机器人的倾斜角度和所述光伏跟踪***的倾斜角度确定所述清洗机器人的下一步动作步骤具体包括：
当所述清洗路径上任意两个相邻的所述光伏跟踪***的倾斜角度之差超过第二设定值时，所述清洗机器人终止清洗操作；
当所述清洗路径上任意两个相邻的所述光伏跟踪***的倾斜角度之差未超过第二设定值，且当所述清洗机器人的倾斜角度大于第三设定值时，所述清洗机器人暂停清洗操作，并向所述清洗机器人当前所在的光伏跟踪***发送角度调整请求，所述光伏跟踪***在收到所述角度调整请求后调整倾斜角度；
当所述清洗路径上的下一个所述光伏跟踪***的倾斜角度和所述清洗机器人当前所在的所述光伏跟踪***的倾斜角度之差不大于第一设定值时，所述清洗机器人执行清洗操作；
当所述清洗路径上的下一个所述光伏跟踪***的倾斜角度和所述清洗机器人当前所在的所述光伏跟踪***的倾斜角度之差大于所述第一设定值但不超过所述第二设定值时，所述清洗机器人暂停清洗操作，并向所述清洗机器人当前所在的光伏跟踪***或下一个光伏跟踪***发送角度调整请求，所述光伏跟踪***在收到所述角度调整请求后调整倾斜角度，使得所述清洗机器人当前所在的光伏跟踪***与下一个光伏跟踪***的倾斜角度差值不大于所述第一设定值。
2.根据权利要求1所述的清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法，其特征在于，
所述清洗机器人通过定位装置获取在所述清洗路径上的实时位置；
和/或，所述清洗机器人通过自身的倾斜角度和所述光伏跟踪***的倾斜角度的对比获取所述清洗机器人在所述清洗路径上的实时位置。
3.根据权利要求1或2所述的清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法，其特征在于，
在所述清洗机器人执行清洗操作的过程中，还获取所述光伏跟踪***在清洗前后的实时发电功率，用于计算清洗效果。
4.一种清洗机器人，用于自动清洗多个光伏跟踪***上的光伏面板，其特征在于，包括：
清洗装置，用于清洗所述光伏面板；
行走装置，用于沿设定的清洗路径行走；
第一通讯装置，用于和所述光伏跟踪***通讯并获取所述清洗路径上的至少部分所述光伏跟踪***的倾斜角度；
控制装置，用于判断所述光伏跟踪***的倾斜角度是否满足清洗条件，并在满足清洗条件时控制所述行走装置和所述清洗装置执行清洗操作；
其中，所述清洗机器人通过权利要求1至3中任一项所述的清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法和所述光伏跟踪***进行交互。
5.根据权利要求4所述的清洗机器人，其特征在于，
还包括倾斜角度测量装置，用于测量所述清洗机器人的倾斜角度；
所述控制装置还根据所述清洗机器人的倾斜角度判断是否满足清洗条件。
6.根据权利要求5所述的清洗机器人，其特征在于，
所述倾斜角度测量装置包括惯性加速度传感器，和/或陀螺仪。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的清洗机器人，其特征在于，
还包括定位装置，用于确定所述清洗机器人在所述清洗路径上的实时位置。
8.根据权利要求7所述的清洗机器人，其特征在于，
所述定位装置包括行走距离传感器、GPS传感器、Wi-Fi定位***、超声波传感器、与所述光伏面板上设置的RFID标签匹配设置的RFID识别器、与所述光伏面板上设置的二维码匹配设置的二维码识别器中的至少一种或多种装置组合。
9.根据权利要求5或6所述的清洗机器人，其特征在于，
所述控制装置通过所述清洗机器人的倾斜角度和多个所述光伏跟踪***的倾斜角度的对比获取或校核所述清洗机器人在所述清洗路径上的实时位置。
10.一种光伏跟踪***，用于调整光伏面板的倾斜角度，其特征在于，包括：
第二通讯装置，用于和清洗机器人通讯，当所述光伏跟踪***位于所述清洗机器人的清洗路径上时，所述第二通讯装置将所述倾斜角度发送给所述清洗机器人，供所述清洗机器人判断是否满足清洗条件；
其中所述光伏跟踪***还通过权利要求1至3中任一项所述的清洗机器人和光伏跟踪***交互协作方法和所述清洗机器人进行交互。
11.根据权利要求10所述的光伏跟踪***，其特征在于，
所述第二通讯装置还用于从所述清洗机器人获取所述清洗机器人的实时位置，在所述清洗机器人执行清洗操作的过程中，所述光伏跟踪***还获取清洗前后的实时发电功率，用于计算清洗效果。
12.根据权利要求10所述的光伏跟踪***，其特征在于，
还包括清洗机器人感知装置，用于获取或校核所述清洗机器人的实时位置，在所述清洗机器人执行清洗操作的过程中，所述光伏跟踪***还获取所述光伏面板在清洗前后的实时发电功率，用于计算清洗效果。
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