CN117282698A - 一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏技术领域，具体是指一种光伏清洁机器人包括控制机构、履带底盘、供电装置、前滚刷装置和后滚刷装置，所述控制机构通过控制所述履带底盘使光伏清洁机器人自主选择清洁路线并完成组件的清洁作业；本发明设计的清洁路线既能提高光伏清洁机器人的清洁效率，又能降低光伏组件的边缘及角落被漏擦的概率，进而降低热斑效应对光伏组件的损害。
Description
技术领域
本发明属于光伏技术领域，具体是指一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法。
背景技术
沙尘、鸟粪等异物沉积到光伏板上后，会对光伏组件的发电效率产生巨大影响，于此同时，还会造成局部热斑效应，甚至损坏光伏组件，因此，定期对光伏组件进行清洁是必要且持续的，由于环境、人工成本等因素的限制，自动化程度高、环境适应性强的光伏清洁机器人被开发了出来。
然而，现有光伏清洁机器人的清洁效率低、效果差、耗能大且很难做到全遍历清扫。光伏机器人的移动机构由于需要实现吸附、跨缝、急停、转向等功能，一般被设计的很复杂，且无论采用“N”字清洁路线还是“Z”字形清洁路线，往往都会造成光伏组件的边缘及角落被漏擦，当被漏擦的边角因其发电量低于光伏组件其他部分时，就会被当作电阻消耗电量，进而加剧热斑效应对光伏组件的损害。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例希望提供一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法，以解决或缓解现有技术中光伏清洁机器人清洁效率低、不能完全遍历清扫的问题，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：一种光伏清洁机器人包括控制机构、履带底盘、供电装置、前滚刷装置和后滚刷装置。
为实现上述目的，作为本发明进一步的方案，本申请提供了一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法，清洁机器人上安装的控制机构通过控制所述履带底盘使光伏清洁机器人自主选择清洁路线并完成组件的清洁作业，包括以下步骤：
步骤一、将光伏清洁机器人放置在待清洁组件的角落，所述角落为出发点，按下启动按钮后，所述光伏清洁机器人经自检后启动前滚刷装置，并按照第一方向沿直线移动到对面的角落，完成第一行/列清扫作业；
步骤二、完成第一行/列清扫作业后，清洁机器人关闭前滚刷装置启动后滚刷装置，并向后沿着曲线轨迹位移到第一距离处停留第一时间；
步骤三、第一时间过后，清洁机器人关闭后滚刷装置启动前滚刷装置继续按照第一方向沿直线移动到第二行/列光伏组件边缘；
步骤四、到达第二行/列光伏组件的边缘后，清洁机器人关闭前滚刷装置启动后滚刷装置，并按照第二方向沿直线移动到对面的角落，完成第二行/列清扫作业；
重复步骤二至步骤四，完成自主选择清洁作业，使整个光伏组件被全覆盖；
步骤五、完成光伏组件的全覆盖清洁后，清洁机器人返回至所述出发点。
作为本发明再进一步的方案：履带底盘上装有金属检测传感器和超声波传感器，所述金属检测传感器和所述超声波传感器用于检测光伏表面的类型，进而为控制装置控制履带底盘的运动状态提供依据。
作为本发明再进一步的方案：光伏表面的类型包括出界和跨缝
作为本发明再进一步的方案：控制机构用于实现机器人的自主移动，调节机器人的位置、方向和速度，正确激活前、后滚刷并调节转速，还用于管理机器人的电源，控制电池电量。
作为本发明再进一步的方案：所述前、后滚刷装置上装配有光学灰尘传感器，所述光学灰尘传感器用于检测光伏板上的灰尘浓度，当灰尘浓度低于第一浓度时，进行单程清洁；当灰尘浓度高于第一浓度时时，进行多单程次清洁，直到光伏组件上的灰尘浓度低于所述第一浓度。
作为本发明再进一步的方案：光学灰尘传感器包括红外发光二极管和红外光敏晶体管，其中红外发光二极管定向光伏组件发射红外线，所述红外线被光伏板上的灰尘散射、吸收后，剩余部分被所述红外光敏晶体管接收并将其转换成与灰尘浓度成一定比例的电信号。
作为本发明再进一步的方案：红外发光二极管的激励电流采用中频窄脉冲电流驱动，红外光敏晶体管接收的光信号也是同频率的调制光脉冲，用于降低所述红外发光二极管的同时，防止灯光、太阳光的干扰。
本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
本方案既提高了光伏清洁机器人的清洁效率，又降低了光伏组件的边缘及角落被漏擦的概率，降低了热斑效应对光伏组件的损害。
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为本发明一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法的流程图一；
图2为本发明一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法的流程图二。
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，本发明一种光伏清洁机器人包括控制机构、履带底盘、供电装置、前滚刷装置和后滚刷装置，所述控制机构通过控制所述履带底盘使光伏清洁机器人自主选择清洁路线并完成组件的清洁作业，包括以下步骤：
步骤一、将光伏清洁机器人放置在待清洁组件的右上角，放置稳定后，按下启动按钮，光伏清洁机器人首先进行自检程序，自检内容包括：电池余量、水余量、机器人姿态、控制机构状态，当检测到异常时，光伏机器人启动报警***；当检测正常时，机器人启动前滚刷装置，并按照从右向左的方向水平移动到左上角，完成第一行光伏组件的清扫作业；
在移动过程中，履带底盘上装有的金属检测传感器和超声波传感器用于检测光伏表面的类型，进而为控制装置控制履带底盘的运动状态提供依据，当检测到光伏组件表面的类型是跨缝时，光伏机器人增强吸附机构吸附力，保证光伏机器人安全工作；当检测到光伏组件表面的类型是边界时，光伏清洁机器人停止运动，同时关闭前滚刷。清扫过程中，安装在前、后滚刷装置上的光学灰尘传感器实时检测光伏组件上的积尘量，并将结果发送给控制机构；
步骤二、完成第一行清扫作业后，清洁机器人关闭前滚刷装置启动后滚刷装置，并向后沿着曲线轨迹位向后位移，位移距离为两个清洁机器人身长，然后停留10s；
步骤三、10s后，清洁机器人关闭后滚刷装置启动前滚刷装置继续按照从右往左的方向水平移动到第二行光伏组件边缘；
步骤四、到达第二行光伏组件的边缘后，清洁机器人关闭前滚刷装置启动后滚刷装置，并按照从左往右的水平方向水平移动到对面的角落，完成第二行清扫作业；
重复步骤二至步骤四，完成自主选择清洁作业，使整个光伏组件被全覆盖；
步骤五、完成光伏组件的全覆盖清洁后，清洁机器人返回至右上角。
本实施例中，具体的：单程清扫结束后，控制结构根据光学灰尘传感器实时检测到的光伏组件上的集灰量判断是否需要多程清扫，当光伏组件上的集会量≤1mg/cm3时，停止清扫，当光伏组件上的集会量＞1mg/cm3时，进行第二次清扫作业，直到光伏组件上的集会量≤1mg/cm3时，停止清扫。
如图2所示，本申请实施例提供的另一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法的流程图。
步骤一、将光伏清洁机器人放置在待清洁组件的右下角，放置稳定后，按下启动按钮，光伏清洁机器人首先进行自检程序，自检内容包括：电池余量、水余量、机器人姿态、控制机构状态，当检测到异常时，光伏机器人启动报警***；当检测正常时，机器人启动前滚刷装置，并按照自下而上的方向竖直移动到右上角，完成第一列光伏组件的清扫作业；
在移动过程中，履带底盘上装有的金属检测传感器和超声波传感器用于检测光伏表面的类型，进而为控制装置控制履带底盘的运动状态提供依据，当检测到光伏组件表面的类型是跨缝时，光伏机器人增强吸附机构吸附力，保证光伏机器人安全工作；当检测到光伏组件表面的类型是边界时，光伏清洁机器人停止运动，同时关闭前滚刷。清扫期间，安装在前、后滚刷装置上的光学灰尘传感器实时检测光伏组件上的集灰量，并将结果发送给控制机构；
步骤二、完成第一例清扫作业后，清洁机器人关闭前滚刷装置启动后滚刷装置，并沿着曲线轨迹位向下位移，位移距离为两个清洁机器人身长，然后停留10s；
步骤三、10s后，清洁机器人关闭后滚刷装置启动前滚刷装置继续按照自下而上的方向竖直移动到第二例光伏组件边缘；
步骤四、到达第二列光伏组件的边缘后，清洁机器人关闭前滚刷装置启动后滚刷装置，并按照自下而上的竖直方向位移到下面角落，完成第二列清扫作业；
重复步骤二至步骤四，完成自主选择清洁作业，使整个光伏组件被全覆盖；
步骤五、完成光伏组件的全覆盖清洁后，清洁机器人返回至右下角。
本实施例中，具体的：单程清扫结束后，控制结构根据光学灰尘传感器实时检测到的光伏组件上的集灰量判断是否需要多程清扫，当光伏组件上的集会量≤1mg/cm3时，停止清扫，当光伏组件上的集会量＞1mg/cm3时，进行第二次清扫作业，直到光伏组件上的集会量≤1mg/cm3时，停止清扫。
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***，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 (8)
1.一种光伏清洁机器人，其特征在于：包括控制机构、履带底盘、供电装置、前滚刷装置和后滚刷装置，所述控制机构通过控制履带底盘使光伏清洁机器人自主选择清洁路线并完成组件的清洁作业；
所述履带底盘上设有吸附机构、金属检测传感器和超声波传感器，所述吸附机构用于将清洁机器人吸附在组件表面；
所述金属检测传感器和所述超声波传感器用于检测光伏表面的类型，进而为控制装置控制履带底盘的运动状态提供依据。
2.一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将光伏清洁机器人放置在待清洁组件的角落，所述角落为出发点，按下启动按钮后，所述光伏清洁机器人经自检后启动前滚刷装置，并按照第一方向沿直线移动到对面的角落，完成第一行/列清扫作业；
步骤二、完成第一行/列清扫作业后，清洁机器人关闭前滚刷装置启动后滚刷装置，并向后沿着曲线轨迹位移到第一距离处停留第一时间；
步骤三、第一时间过后，清洁机器人关闭后滚刷装置启动前滚刷装置继续按照第一方向沿直线移动到第二行/列光伏组件边缘；
步骤四、到达第二行/列光伏组件的边缘后，清洁机器人关闭前滚刷装置启动后滚刷装置，并按照第二方向沿直线移动到对面的角落，完成第二行/列清扫作业；重复二～四步骤，完成自主选择清洁作业，使整个光伏组件被全覆盖；
步骤五、完成光伏组件的全覆盖清洁后，清洁机器人返回至所述出发点。
3.根据权利要求2所述的一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法，其特征在于：所述第一方向与第二方向互为反方向。
4.根据权利要求1所述的一种光伏清洁机器人，其特征在于：所述光伏表面的类型包括边界和跨缝。
5.根据权利要求1所述的一种光伏清洁机器人，其特征在于：所述控制机构用于实现机器人的自主移动，调节机器人的位置、方向和速度，正确激活前、后滚刷并调节转速，还用于管理机器人的电源，控制电池电量。
6.根据权利要求2所述的一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法，其特征在于：所述前、后滚刷装置上装配有光学灰尘传感器，所述光学灰尘传感器用于检测光伏板上的灰尘浓度，当灰尘浓度低于第一浓度时，进行单程清洁；当灰尘浓度高于所述第一浓度时，进行多单程次清洁，直到光伏组件上的灰尘浓度低于所述第一浓度。
7.根据权利要求6所述的一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法，其特征在于：所述光学灰尘传感器包括红外发光二极管和红外光敏晶体管，其中所述红外发光二极管定向向光伏组件发射红外线，所述红外线被光伏板上的灰尘散射、吸收后，剩余部分被所述红外光敏晶体管接收并将其转换成与灰尘浓度成一定比例的电信号。
8.根据权利要求6所述的一种光伏清洁机器人及其自主选择清洁路线的方法，其特征在于：所述红外发光二极管的激励电流采用中频窄脉冲电流驱动，所述红外光敏晶体管接收的光信号设为同频率的调制光脉冲。
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