一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统技术方案

本发明专利技术公开了一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，包括：工作站、清洗机器人、无人机和光伏板，其中工作站包括：设置有交互总端、充电桩和信号发射器，其中充电桩和信号发射器设置在地面上，充电桩和信号发射器均与设置与交互总端相连；光伏板通过支架安装在混凝土基座上；清洗机器人通过位于机器人外壳顶部的中央的主吸盘与上方无人机的无人机壳体相连，无人机携带清洗机器人移动至待清洗光伏板上的起飞与降落位置。本发明专利技术利用无人机实现了一个清洗机器人在多个光伏板间转移工作，减少了清洗设备投入。利用真空泵和主吸盘、副吸盘实现了无人机与清洗机器人的吸附、脱离；清洗机器人与光伏板的吸附、脱离。

【技术实现步骤摘要】
一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统
本专利技术属于机动的洗涤地板的机械
，具体为一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统。
技术介绍
随着社会对清洁能源需求的比重不断增大，将来在发电领域最具有潜力并且增长速度最快的能源则是太阳能。然而，暴露于环境下的光伏电池板在积聚灰尘之后，也会对光电转换效率产生不同程度的影响。目前，国内最常用的除尘方式是人工用水物理清洗太阳能设备的表面。该方式会产生较高的运营维护费用。而且由于天气等因素的影响，建立合适的清洗周期相对困难。如果利用自动清洁机器人代替人力进行一些较为繁杂和劳动力较强的任务程序，不仅在一定程度上会极大提高人们的工作效率，在另一方面也解放劳动力，并减少运行成本。针对这一问题，我们提出了一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，将无人机应用到清洁领域，能够利用无人机避免地形因素对清洗效果的影响，清洗效率高。同时减少人力的投入。
技术实现思路
针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，包括：工作站、清洗机器人、无人机和光伏板，其中工作站包括：设置有交互总端、充电桩和信号发射器，其中充电桩和信号发射器设置在地面上，充电桩和信号发射器均与设置与交互总端相连；光伏板通过支架安装在混凝土基座上；清洗机器人中的机器人处理器通过数据传输模块与信号发射器相连；安装于无人机壳体内的数据传输模块与信号发射器相连；清洗机器人通过位于机器人外壳顶部的中央的主吸盘与上方无人机的无人机壳体相连，无人机携带清洗机器人移动至待清洗光伏板上的起飞与降落位置。所述清洗机器人由机器人外壳、吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷、驱动轮、主吸盘、电动万向轮、无刷电机、集灰盒、真空泵、蓄电池、驱动电机、回充传感器、清洗电机、机器人处理器、控制器、数据传输模块、水箱、悬崖传感器、激光测距传感器、副吸盘和输水管组成，其中机器人外壳为外形呈扁状的长方体，无刷电机、集灰盒、真空泵、蓄电池、驱动电机、回充传感器、清洗电机、机器人处理器、控制器、数据传输模块、水箱和悬崖传感器安装于机器人外壳底板的内部，其中四个悬崖传感器分别设置与前后左右四个方向的中央，防止清洗机器人从光伏板上跌落，内置的驱动电机与外部的驱动轮通过齿轮相连；内置水箱通过输水管与擦洗滚刷的主轴连接，主轴上开设用于使清洗液溢出的小孔，清洁滚刷位于底部后端，内置清洗电机为擦洗滚刷和清洁滚刷提供动力；机器人处理器通过数据传输模块和信号发射器与交互总端相连；主吸盘、WiFi指示灯和激光测距传感器安装于清洗机器人顶部，其中主吸盘位于机器人外壳顶部的中央，激光测距传感器位于主吸盘的正前方；副吸盘、吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷、驱动轮和电动万向轮均安装于机器人外壳的底部，副吸盘位于机器人外壳底部的中央，吸尘口和擦洗滚刷设置于副吸盘的前方，清洁滚刷设置于副吸盘的后方，吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷由前至后依次布置，两个电动万向轮和两个驱动轮均分别设置于机器人外壳底部的两侧，且驱动轮位于后端，电动万向轮位于前端；吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷、驱动轮、电动万向轮、WiFi指示灯和激光测距传感器的电路系统均与设置于内部的机器人处理器和控制器相连；吸尘口位于机器人底部前端，与内置的无刷风机和集灰盒连接；真空泵通过吸气管和电动T型通口三通阀分别与位于顶部中心的主吸盘、位于底部中心的副吸盘相连。所述无人机由无人机壳体、桨片、摄像头、起落架、GPS传感器、飞行控制系统、电源系统、电机、数据传输模块、陀螺仪和内置处理器组成，其中四个桨片分别设置于无人机壳体顶部的左前、右前、左后和右后四个角落，四个起落架分别设置于无人机壳体底部的左前、右前、左后和右后四个角落，且与壳体下端面设有一定夹角，以保证不妨碍下方的清洗机器人进行吸附工作；GPS传感器、飞行控制系统、电源系统、电机、数据传输模块、陀螺仪和内置处理器安装于无人机壳体底部的内侧，摄像头也安装于壳体底部，同时伸出无人机壳体的前方外。所述清洗机器人移动至起飞与降落位置并降落后，副吸盘先与光伏板表面玻璃接触，清洗机器人底部的副吸盘内空气被吸走，清洗机器人吸附在光伏板面上，主吸盘停止工作，无人机与清洗机器人分离；清洗机器人在副吸盘的作用下开始在倾斜的光伏板表面独立执行清洗。所述清洗机器人移动至的起飞与降落位置后，根据系统预设的该位置的光伏板表面的玻璃可承受重量，判断清洗机器人和无人机是否分离，如果大于等于玻璃承重极限两者分离运行；清洗机器人开始独立执行清洗；待清洗机器人离开后，无人机降落至光伏板上进入待机状态；如果小于玻璃承重极限，则主吸盘维持吸力，清洗机器人和无人机一起执行清洗任务，无人机进入待机状态，由清洗机器人控制完成清洗任务。本专利技术的有益效果在于：1.利用无人机实现了一个清洗机器人在多个光伏板间转移工作，减少了清洗设备投入。2.利用真空泵和主吸盘、副吸盘实现了无人机与清洗机器人的吸附、脱离；清洗机器人与光伏板的吸附、脱离。同时使清洗机器人可在倾斜的光伏板上行走。3.吸尘口、擦洗滚刷、清洁滚刷依次布置，在清洗电机、无刷电机和水箱等共同作用下实现吸尘、水洗、干燥一体化清洗。4.实现了仅适用一个清洗机器人就可在众多光伏板行间、串间转移工作。减少清洗设备投入。5.清洗机器人可在光伏板上自动规划工作路径。6.在无人机清洗机器人执行任务时，通过地面的工作站可以方便的对无人机清洗机器人位置、工作路径、清扫面积、电量等信息进行监控，并能实现任务目标更改、任务中断等操作。附图说明图1为本专利技术一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统实施例的清洗方法的流程图；图2为本专利技术实施例中无人机和清洗机器人吸附后的侧视图；图3为本专利技术实施例中清洗机器人工作流程示意图；图4为本专利技术实施例中无人机工作流程示意图；图5为本专利技术实施例中清洗机器人底部结构示意图；图6为本专利技术实施例中清洗机器人内部结构示意图；图7为本专利技术实施例中清洗机器人顶部结构示意图；图8为本专利技术实施例中无人机内部结构示意图。其中：1-吸尘口，2-擦洗滚刷，3-清洁滚刷，4-驱动轮，5-主吸盘，6-电动万向轮，7-无刷电机，8-集灰盒，9-真空泵，10-蓄电池，11-驱动电机，12-回充传感器，13-清洗电机，14-机器人处理器，15-控制器，16-数据传输模块，17-水箱，18-悬崖传感器，20-副吸盘，21-激光测距传感器，22-桨片，23-摄像头，24-起落架，25-GPS传感器，26-飞行控制系统，电源系27-统，28-电机，29-数据传输模块，30-陀螺仪，31-内置处理器。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示的本专利技术实施例，包括：工作站、清洗机器人、无人机和光伏板：工作站包括：设置有交互总端、充电桩和信号发射器，其中充电桩和信号发射器设置在地面上，充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，包括：工作站、清洗机器人、无人机和光伏板，其中工作站包括：设置有交互总端、充电桩和信号发射器，其中充电桩和信号发射器设置在地面上，充电桩和信号发射器均与设置与交互总端相连；光伏板通过支架安装在混凝土基座上；/n清洗机器人中的机器人处理器(14)通过数据传输模块(16)与信号发射器相连；安装于无人机壳体内的数据传输模块(29)与信号发射器相连；清洗机器人通过位于机器人外壳顶部的中央的主吸盘(5)与上方无人机的无人机壳体相连，无人机携带清洗机器人移动至待清洗光伏板上的起飞与降落位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，包括：工作站、清洗机器人、无人机和光伏板，其中工作站包括：设置有交互总端、充电桩和信号发射器，其中充电桩和信号发射器设置在地面上，充电桩和信号发射器均与设置与交互总端相连；光伏板通过支架安装在混凝土基座上；
清洗机器人中的机器人处理器(14)通过数据传输模块(16)与信号发射器相连；安装于无人机壳体内的数据传输模块(29)与信号发射器相连；清洗机器人通过位于机器人外壳顶部的中央的主吸盘(5)与上方无人机的无人机壳体相连，无人机携带清洗机器人移动至待清洗光伏板上的起飞与降落位置。


2.根据权利要求1所述的一种使用无人机和清洗机器人的光伏电站光伏板清洗系统，其特征在于，所述清洗机器人由机器人外壳、吸尘口(1)、擦洗滚刷(2)、清洁滚刷(3)、驱动轮(4)、主吸盘(5)、电动万向轮(6)、无刷电机(7)、集灰盒(8)、真空泵(9)、蓄电池(10)、驱动电机(11)、回充传感器(12)、清洗电机(13)、机器人处理器(14)、控制器(15)、数据传输模块(16)、水箱(17)、悬崖传感器(18)、激光测距传感器(21)、副吸盘(20)和输水管组成，其中机器人外壳为外形呈扁状的长方体，无刷电机(7)、集灰盒(8)、真空泵(9)、蓄电池(10)、驱动电机(11)、回充传感器(12)、清洗电机(13)、机器人处理器(14)、控制器(15)、数据传输模块(16)、水箱(17)和悬崖传感器(18)安装于机器人外壳底板的内部，其中四个悬崖传感器(18)分别设置与前后左右四个方向的中央，防止清洗机器人从光伏板上跌落，内置的驱动电机(11)与外部的驱动轮(4)通过齿轮相连；内置水箱(17)通过输水管与擦洗滚刷(2)的主轴连接，主轴上开设用于使清洗液溢出的小孔，清洁滚刷(3)位于底部后端，内置清洗电机(13)为擦洗滚刷(2)和清洁滚刷(3)提供动力；机器人处理器(14)通过数据传输模块(16)和信号发射器与交互总端相连；
主吸盘(5)、WiFi指示灯(19)和激光测距传感器(21)安装于清洗机器人顶部，其中主吸盘(5)位于机器人外壳顶部的中央，激光测距传感器(21)位于主吸盘(5)的正前方；
副吸盘(20)、吸尘口(1)、擦洗滚刷(2)、清洁滚刷(3)、驱动轮(4)和电动万向轮(6)均安装于机器人外壳的底部，副吸盘(20)位于机器人外壳底部的中央，吸尘口(1)和擦洗滚刷(2)设置于副吸盘(20)的前方，清洁滚刷(3)设置于副吸盘(20)的后方，吸尘口(1)、擦...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙恩慧，孟繁旭，李斌，吴正人，李建强，戎瑞，马凯，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13