[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

本發明公開了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，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設置與交互總端相連；光伏板通過支架安裝在混凝土基座上；清洗機器人通過位于機器人外殼頂部的中央的主吸盤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。本發明利用無人機實現了一個清洗機器人在多個光伏板間轉移工作，減少了清洗設備投入。利用真空泵和主吸盤、副吸盤實現了無人機與清洗機器人的吸附、脫離；清洗機器人與光伏板的吸附、脫離。

技術領域

本發明屬于機動的洗滌地板的機械技術領域，具體為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。

背景技術

隨著社會對清潔能源需求的比重不斷增大，將來在發電領域最具有潛力并且增長速度最快的能源則是太陽能。然而，暴露于環境下的光伏電池板在積聚灰塵之后，也會對光電轉換效率產生不同程度的影響。

目前，國內最常用的除塵方式是人工用水物理清洗太陽能設備的表面。該方式會產生較高的運營維護費用。而且由于天氣等因素的影響，建立合適的清洗周期相對困難。如果利用自動清潔機器人代替人力進行一些較為繁雜和勞動力較強的任務程序，不僅在一定程度上會極大提高人們的工作效率，在另一方面也解放勞動力，并減少運行成本。

針對這一問題，我們提出了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，將無人機應用到清潔領域，能夠利用無人機避免地形因素對清洗效果的影響，清洗效率高。同時減少人力的投入。

發明內容

針對背景技術中存在的問題，本發明提供了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設置與交互總端相連；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通過數據傳輸模塊與信號發射器相連；安裝于無人機殼體內的數據傳輸模塊與信號發射器相連；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、擦洗滾刷、清潔滾刷、驅動輪、主吸盤、電動萬向輪、無刷電機、集灰盒、真空泵、蓄電池、驅動電機、回充傳感器、清洗電機、機器人處理器、控制器、數據傳輸模塊、水箱、懸崖傳感器、激光測距傳感器、副吸盤和輸水管組成，其中機器人外殼為外形呈扁狀的長方體，無刷電機、集灰盒、真空泵、蓄電池、驅動電機、回充傳感器、清洗電機、機器人處理器、控制器、數據傳輸模塊、水箱和懸崖傳感器安裝于機器人外殼底板的內部，其中四個懸崖傳感器分別設置與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，內置的驅動電機與外部的驅動輪通過齒輪相連；內置水箱通過輸水管與擦洗滾刷的主軸連接，主軸上開設用于使清洗液溢出的小孔，清潔滾刷位于底部后端，內置清洗電機為擦洗滾刷和清潔滾刷提供動力；機器人處理器通過數據傳輸模塊和信號發射器與交互總端相連；

主吸盤、WiFi指示燈和激光測距傳感器安裝于清洗機器人頂部，其中主吸盤位于機器人外殼頂部的中央，激光測距傳感器位于主吸盤的正前方；

副吸盤、吸塵口、擦洗滾刷、清潔滾刷、驅動輪和電動萬向輪均安裝于機器人外殼的底部，副吸盤位于機器人外殼底部的中央，吸塵口和擦洗滾刷設置于副吸盤的前方，清潔滾刷設置于副吸盤的后方，吸塵口、擦洗滾刷、清潔滾刷由前至后依次布置，兩個電動萬向輪和兩個驅動輪均分別設置于機器人外殼底部的兩側，且驅動輪位于后端，電動萬向輪位于前端；吸塵口、擦洗滾刷、清潔滾刷、驅動輪、電動萬向輪、WiFi指示燈和激光測距傳感器的電路系統均與設置于內部的機器人處理器和控制器相連；吸塵口位于機器人底部前端，與內置的無刷風機和集灰盒連接；真空泵通過吸氣管和電動T型通口三通閥分別與位于頂部中心的主吸盤、位于底部中心的副吸盤相連。