[實用新型]太陽能板清洗機器人

有效

• 申請號: 201521115346.2
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN205253699U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 王亞麗;肖永飛;王學林;張艷芳;吳昊
• 申請（專利權）人: 山東省科學院自動化研究所
• 主分類號: B08B11/04
• 分類號: B08B11/04;B08B1/04;B08B5/04;B08B3/02
• 代理公司: 濟南領升專利代理事務所(普通合伙) 37246
• 代理人: 王吉勇;李鵬

技術領域

本實用新型涉及一種機器人，尤其是一種太陽能板清洗機器人。

背景技術

由于光伏電站一般都位于較為惡劣的自然環境中，自然灰塵很多，幾乎都位于荒 漠地區，周邊植被非常稀少。其次，這些荒漠電站還面臨著非常嚴重的缺水問題——不僅 遠離水源地，雨水較少，地下水也并不豐富。再者，光伏電站的裝機規模動輒數十兆瓦乃至 數百兆瓦，太陽能板數量更是高達上萬塊乃至數十萬塊，即便有充足的水源、設備和人力， 要完成一次全面人工清洗，工作量之大，也出乎一般人的想象。因此開發一種智能化清洗設 備，最大限度的替代人工，提高發電效率，對社會經濟發展以及國家安全具有重要作用。現 有的太陽能板清洗設備多為手動操作，并且工作環境地面不平整，手動操作很難滿足工況 需求。太陽能板清洗機器人的使用將大大降低清洗成本，改善工人的勞動環境，提高勞動生 產率，具有相當的社會、經濟意義和廣闊的應用前景。目前針對此類清洗的機器人的研究還 沒有比較成熟、可靠的方案。

實用新型內容

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種太陽能板清洗機器 人，其解決了工作量大、水資源緊缺等問題，能夠實現清洗機器人的自主智能定速巡航行 走，完成太陽能板清洗、清掃任務，不但可減少人工數量和勞動強度，還避免復雜的手動操 作，提高生產效率。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種太陽能板清洗機器人，包括行走車，行走車上設置有液壓伸縮臂，液壓伸縮臂 的前端設置有通過刷架旋轉電機控制的輥刷裝置，行走車內設置有控制行走車、液壓伸縮 臂和旋轉電機的控制系統；

所述控制系統包括：

發動機控制單元，通過CAN總線與控制器通訊，接收控制器的指令，完成對發動機 油門的自動控制，獨立于控制器，同時，發動機控制單元也能夠單獨控制發動機，發動機控 制單元還控制整個機器人的空調系統；

數據采集設備，分布在太陽能板清洗機器人本體上，用于采集太陽能板清洗機器 人的環境數據，并發送至控制器解析；

控制器，用于接收數據采集設備采集的數據，并對所采集的數據進行綜合分析處 理，生成合理的運動規劃路徑；且通過控制器的出口對電控液壓比例閥和電機進行控制，控 制機器人作業；

顯示器，通過CAN總線與控制器通訊，用于顯示整個控制系統的狀態，并且是操作 人員與控制系統交互的接口。

所述行走車包括車身，車身底部由兩個行走馬達分別控制兩個車輪，車身底部與 車輪支撐軸之間連接有車身調平液壓缸，車身底部還設置有控制液壓伸縮臂的主臂回轉液 壓缸。

所述液壓伸縮臂由多級液壓缸控制。

所述輥刷裝置包括安裝于液壓伸縮臂前端的刷架旋轉電機，刷架旋轉電機驅動刷 架，刷架中安裝有輥刷，輥刷通過控制系統控制的輥刷旋轉馬達動作。

所述行走車上還設有由控制系統控制的吸塵馬達和高壓噴霧馬達。

數據采集設備包括超聲波傳感器、測距傳感器、接近傳感器、壓力傳感器、轉速傳 感器、溫度傳感器和傾角傳感器；其中，

轉速傳感器車安裝在車輪的輪轂上，根據轉速反饋來控制行走馬達的速度，達到 機器人按照直線勻速行走；

測距傳感器檢測清洗末端與太陽能板之間的距離，通過調整各級臂的動作，使清 洗末端保持與太陽能板的平行狀態。

傾角傳感器測量車身的傾斜角度，控制器根據實時測量結果分別控制兩個車身調 平液壓缸，來進行平衡調節，保持車身在一個允許的傾斜角度范圍之內。

超聲波傳感器測量執行末端與清洗表面之間的距離，通過控制距離值來調節執行 末端的動作。

所述車身上有兩個操作手柄，每個操作手柄上有四個按鍵，通過手柄的輸入和按 鍵的操作來控制整個機器人的各個動作。

所述控制器為抗震、抗干擾設備，包括開關量、模擬量的采集和控制功能，有PWM控 制功能，有PWM控制反饋功能，可以與顯示器通訊；

運動規劃路徑，用于在一鍵行走過程中，根據執行末端與清洗面之間的距離判斷 來調節各臂的動作；

PWM控制，由控制器通過PWM出口來控制電控液壓比例閥，實現各液壓缸和馬達的 比例控制，PWM控制反饋功能可以實現閉環調節。