[發明專利]一種使用無人機和清洗機器人的光伏電站光伏板清洗系統

有效

• 申請號: 202110290608.2
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113060281B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 孫恩慧;孟繁旭;李斌;吳正人;李建強;戎瑞;馬凱
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: B64C39/02
• 分類號: B64C39/02;B64D47/08;H02S40/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

1.一種使用無人機和清洗機器人的光伏電站光伏板清洗系統，其特征在于，包括：工作站、清洗機器人、無人機和光伏板，其中工作站包括：設置有交互總端、充電樁和信號發射器，其中充電樁和信號發射器設置在地面上，充電樁和信號發射器均與交互總端相連；光伏板通過支架安裝在混凝土基座上；

清洗機器人中的機器人處理器（14）通過數據傳輸模塊（16）與信號發射器相連；安裝于無人機殼體內的數據傳輸模塊（29）與信號發射器相連；清洗機器人通過位于機器人外殼頂部的中央的主吸盤（5）與上方無人機的無人機殼體相連，無人機攜帶清洗機器人移動至待清洗光伏板上的起飛與降落位置；所述清洗機器人由機器人外殼、吸塵口（1）、擦洗滾刷（2）、清潔滾刷（3）、驅動輪（4）、主吸盤（5）、電動萬向輪（6）、無刷電機（7）、集灰盒（8）、真空泵（9）、蓄電池（10）、驅動電機（11）、回充傳感器（12）、清洗電機（13）、機器人處理器（14）、控制器（15）、數據傳輸模塊（16）、水箱（17）、懸崖傳感器（18）、激光測距傳感器（21）、副吸盤（20）和輸水管組成，其中機器人外殼為外形呈扁狀的長方體，無刷電機（7）、集灰盒（8）、真空泵（9）、蓄電池（10）、驅動電機（11）、回充傳感器（12）、清洗電機（13）、機器人處理器（14）、控制器（15）、數據傳輸模塊（16）、水箱（17）和懸崖傳感器（18）安裝于機器人外殼底板的內部，其中四個懸崖傳感器（18）分別設置于前后左右四個方向的中央，防止清洗機器人從光伏板上跌落，內置的驅動電機（11）與外部的驅動輪（4）通過齒輪相連；內置水箱（17）通過輸水管與擦洗滾刷（2）的主軸連接，主軸上開設用于使清洗液溢出的小孔，清潔滾刷（3）位于底部后端，內置清洗電機（13）為擦洗滾刷（2）和清潔滾刷（3）提供動力；機器人處理器（14）通過數據傳輸模塊（16）和信號發射器與交互總端相連；

主吸盤（5）、WiFi指示燈（19）和激光測距傳感器（21）安裝于清洗機器人頂部，其中主吸盤（5）位于機器人外殼頂部的中央，激光測距傳感器（21）位于主吸盤（5）的正前方；

副吸盤（20）、吸塵口（1）、擦洗滾刷（2）、清潔滾刷（3）、驅動輪（4）和電動萬向輪（6）均安裝于機器人外殼的底部，副吸盤（20）位于機器人外殼底部的中央，吸塵口（1）和擦洗滾刷（2）設置于副吸盤（20）的前方，清潔滾刷（3）設置于副吸盤（20）的后方，吸塵口（1）、擦洗滾刷（2）、清潔滾刷（3）由前至后依次布置，兩個電動萬向輪（6）和兩個驅動輪（4）均分別設置于機器人外殼底部的兩側，且驅動輪（4）位于后端，電動萬向輪（6）位于前端；吸塵口（1）、擦洗滾刷（2）、清潔滾刷（3）、驅動輪（4）、電動萬向輪（6）、WiFi指示燈（19）和激光測距傳感器（21）的電路系統均與設置于內部的機器人處理器（14）和控制器（15）相連；吸塵口（1）位于機器人底部前端，與內置的無刷電機（7）和集灰盒（8）連接；真空泵（9）通過吸氣管和電動T型通口三通閥分別與位于頂部中心的主吸盤（5）、位于底部中心的副吸盤（20）相連；

所述清洗機器人移動至起飛與降落位置后，根據系統預設的該位置的光伏板表面的玻璃可承受重量，判斷清洗機器人和無人機是否分離，如果大于等于玻璃承重極限兩者分離運行；清洗機器人開始獨立執行清洗；待清洗機器人離開后，無人機降落至光伏板上進入待機狀態；如果小于玻璃承重極限，則主吸盤（5）維持吸力，清洗機器人和無人機一起執行清洗任務，無人機進入待機狀態，由清洗機器人控制完成清洗任務。

2.根據權利要求1所述的一種使用無人機和清洗機器人的光伏電站光伏板清洗系統，其特征在于，所述無人機由無人機殼體、槳片（22）、攝像頭（23）、起落架（24）、GPS傳感器（25）、飛行控制系統（26）、電源系統（27）、電機（28）、數據傳輸模塊（29）、陀螺儀（30）和內置處理器（31）組成，其中四個槳片（22）分別設置于無人機殼體頂部的左前、右前、左后和右后四個角落，四個起落架（24）分別設置于無人機殼體底部的左前、右前、左后和右后四個角落，且與殼體下端面設有一定夾角，以保證不妨礙下方的清洗機器人進行吸附工作；GPS傳感器（25）、飛行控制系統（26）、電源系統（27）、電機（28）、數據傳輸模塊（29）、陀螺儀（30）和內置處理器（31）安裝于無人機殼體底部的內側，攝像頭（23）也安裝于殼體底部，同時伸出無人機殼體的前方外。

3.根據權利要求1所述的一種使用無人機和清洗機器人的光伏電站光伏板清洗系統，其特征在于，所述清洗機器人移動至起飛與降落位置并降落后，副吸盤（20）先與光伏板表面玻璃接觸，清洗機器人底部的副吸盤（20）內空氣被吸走，清洗機器人吸附在光伏板面上，主吸盤停止工作，無人機與清洗機器人分離；清洗機器人在副吸盤（20）的作用下開始在傾斜的光伏板表面獨立執行清洗。