[發明專利]一種光伏組件智能清掃機器人自動充電系統及其方法

有效

• 申請號: 201911006152.1
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110752656B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 李躍華;孫佳浩;王進;谷玉之
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種光伏組件智能清掃機器人自動充電系統，其特征在于，所述自動充電系統包括光伏組件、換行小車、清掃小車，換行軌道，換行小車自動充電系統和清掃小車自動充電系統；

所述換行軌道布置于各排光伏組件一側，并與光伏組件邊緣相平行，所述換行小車搭載所述清掃小車行走在所述換行軌道上，將所述清掃小車運載至各排光伏組件一側，所述清掃小車滑動扣合在所述光伏組件邊緣導軌上對光伏組件進行清掃；

所述換行小車自動充電系統的光儲電源為清掃機器人系統供電，所述光儲電源布置于換行軌道的一側，且位于所述光伏組件的下端，所述光儲電源接入光伏組件的發電系統中，存儲光伏組件產生的電能，作為清掃機器人自動充電系統的供電來源；

若干個光儲電源等間距沿所述換行軌道方向設置，用于清掃機器人自動充電系統中向所述換行小車和清掃小車補充電能；

所述換行小車自動充電系統中的充電裝置位于換行小車底盤的中間位置和軌道側邊，由充電端和受電端兩部分構成；

其中，受電端安裝于換行小車底盤上，其包括推桿電機、電動推桿、換行小車充電公頭、換行小車控制器以及換行小車電池；

所述電動推桿垂直于所述換行軌道方向并固定在電池安裝托板上，并由推桿電機進行驅動；換行小車充電公頭與換行小車控制器相連，并通過換行小車控制器連接至換行小車電池，在換行小車電池和換行小車控制器之間設置有斷路器，用于手動設置換行小車控制系統電路的通斷；

所述換行小車充電公頭固定在所述電動推桿的末端，并在所述電動推桿的推動下做前后移動；

所述換行小車充電裝置的充電端由換行小車充電母頭和換行小車充電母頭立柱組成；其中，換行小車充電母頭立柱固定于傳感器支架上，換行小車充電母頭安裝于其上端，且所述換行小車充電母頭通過引線與所述光儲電源連接；

所述清掃小車自動充電系統由充電端和受電端組成；

其中，清掃小車自動充電的受電端位于所述清掃小車上，由清掃小車充電母頭、清掃小車控制器和清掃小車電池構成；

所述清掃小車控制器和清掃小車電池固定安裝于清掃小車框架上，所述清掃小車充電母頭固定于所述清掃小車的外殼側邊，并通過所述清掃小車控制器與所述清掃小車電池相連；

所述清掃小車自動充電的充電端安裝于所述換行小車上端的清掃小車支撐框上，由清掃小車充電公頭和清掃小車充電公頭立柱構成；所述清掃小車充電公頭立柱垂直安裝于所述清掃小車支撐框一邊的縱梁上端，其上端固定所述清掃小車充電公頭，所述清掃小車充電公頭通過引線與所述換行小車電池相連；

所述光伏組件智能清掃機器人自動充電系統的充電方法，包括以下步驟：

步驟一、清掃機器人系統開始工作時，換行小車搭載清掃小車沿換行軌道行進，將清掃小車運載至光伏組件旁邊；

步驟二、在換行小車接近光伏組件旁邊并與光伏組件對齊的過程中，搭載于換行小車底盤上RFID檢測識別位于傳感器支架上RFID標簽，識別該排光伏組件的位置號，并且換行小車開始減速；

步驟三：當安裝于換行小車底盤上的定位開關感應到位于傳感器支架上的定位開關擋板時，換行小車停止運動；

步驟四：換行小車鎖止裝置啟動，將換行小車與換行軌道滑動扣合；

步驟五：換行小車控制系統根據RFID標簽的識別結果，判斷該排光伏組件位置是否設置有換行小車的充電設備；

步驟六：若步驟五中的該排光伏組件位置處設有換行小車的充電設備，則在換行小車鎖止裝置將換行小車完全固定后，換行小車控制器控制換行小車底盤上換行小車充電裝置啟動，推桿電機驅動電動推桿伸出，帶動位于電動推桿端部的換行小車充電公頭插入位于換行軌道側邊傳感器支架上的換行小車充電母頭中后，換行小車控制器控制固態繼電器SSR導通，使得充電電路導通，通過光儲電源對換行小車電池進行充電，若該排光伏組件位置沒有換行小車充電設備，則進行步驟七；

步驟七：換行小車控制系統向清掃小車發送啟動命令，清掃小車啟動，滑動扣合在光伏組件邊緣的導軌上進行清掃工作，并在清掃完成后，返回換行小車，在返回過程中，當清掃小車定位開關感應到換行小車上清掃小車定位開關擋板時，清掃小車停止，此時清掃小車充電母頭插入位于清掃小車側邊的清掃小車充電公頭中后，清掃小車控制器程序控制固態繼電器SSR導通，使得充電電路導通，換行小車電池對清掃小車電池進行充電；

步驟八：當清掃小車返回換行小車后，若此時換行小車處于充電狀態，則等待清掃小車和換行小車電量沖至一定電量后，換行小車控制器程序控制固態繼電器SSR關閉，使得充電電路斷開，換行小車停止充電，推桿電機再次啟動，驅動電動推桿將換行小車充電公頭從換行小車充電母頭中收回；若該排光伏組件位置不是充電位，則進行步驟九；

步驟九：換行小車鎖止裝置啟動，將換行小車與換行軌道斷開鎖定；

步驟十：換行小車啟動，繼續搭載清掃小車前往下一排光伏組件進行清掃，并以此循環，直至清掃完全部光伏組件；

步驟十：當清掃完全部光伏組件后，換行小車搭載清掃小車返回起始位置，在起始位置通過換行小車自動充電系統和清掃小車自動充電系統，對換行小車和清掃小車補充電能，為下一次清掃做準備。