屋顶分布式光伏清洗机器人及其控制方法与流程

本发明涉及屋顶分布式光伏的清洗，特别是涉及可对光伏板的组件进行清洗的设备及其控制方法。

背景技术：

1、随着屋顶分布式光伏市场装机规模逐年增加，光伏板组件表面灰尘污物清洗需求随之上升。目前主要采取人工清洗，以及单行清洗设备清洗，或单行清洗设备配合一台摆渡车清洗。

2、单行清洗设备配合一台摆渡车清洗，可以实现一机多行清洗，但两台设备联动故障率也增加，而且使得太阳能电站的清洗设备装机成本、运营成本偏高，但智能化清洗程度并不高。

3、现有的这些清洗设备通常采用直流电机控制，在组件表面行走时会出现倾斜的状态，即使在清洗设备上设置导向结构进行机械纠偏，也还会存在导向不够精准的问题，出现设备卡死的情况，容易出现故障。在实现多行组件跨行清洗时，这种问题尤为凸显，还会带来换行时运行不畅、运行定位准确性欠佳等问题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种屋顶分布式光伏清洗机器人，同时提供了对其的控制方法，运行顺畅，改善倾斜纠偏等状况，可实现单设备自主跨行运动进行跨行清洗。

2、技术方案：一种屋顶分布式光伏清洗机器人，包括机器人本体、定位系统、电控系统，所述机器人本体长度方向垂直于组件的多行平行方向设置，所述机器人本体上设置有四个驱动轮并呈四角分布，所述机器人本体通过所述驱动轮在组件表面接触行走，四个所述驱动轮上分别设置倾角传感器、分别通过电机驱动，所述定位系统包括rfid传感器和若干的rfid标签，所述rfid传感器安装在所述机器人本体上，所述rfid标签提供定位标签，设置在每行组件的运行末端，所述电控系统包括存储模块、倾角获取模块、电机控制模块，所述电控系统关联所述驱动轮和所述定位系统，控制所述机器人本体自动化运行。

3、进一步的，还包括换行轨道，所述换行轨道以垂直于组件的多行平行方向设置，所述机器人本体在所述换行轨道上移动，以在组件的多行平行方向之间换行，所述rfid标签还设置在所述换行轨道上与每行组件位置对应处。

4、最佳的，所述换行轨道设置在组件的边框处，机器人本体进行单行清洗时，只需从换行轨道一侧进行一次上、下通行即可。

5、一种上述的屋顶分布式光伏清洗机器人的控制方法，对机器人本体进行以下控制：

6、运行换向控制：通过设置在机器人本体上的rfid传感器，与提供定位标签的rfid标签进行识别定位，控制机器人本体在组件上进行左移、右移、前移、后移的四向运动；

7、倾斜纠偏控制：通过设置在驱动轮上的倾角传感器，采集当前角度值，与设定的正常角度值进行对比，感应机器人本体运动过程中发生的倾斜，进行纠偏运动分析，调节各驱动轮的电机差速运动，进行位姿纠正，使机器人本体处于接近垂直组件方阵的状态；

8、卡死解除控制：通过设置在驱动轮上的倾角传感器，采集当前角度值，与设定的卡死角度值的方向进行对比，判断机器人本体是否发生未接收停止命令的停止，进行卡死运动分析，调节各驱动轮的电机差速运动，进行位姿纠正，使机器人本体解除卡死越过障碍。

9、进一步的，卡死解除控制中调节各驱动轮的电机差速运动，指：调节卡死的驱动轮其电机停止运转，其他驱动轮的电机进行运动，使机器人本体后退和位姿纠偏。

10、有益效果：本发明的优点是：对于屋顶分布式光伏单行及自主跨行清洗的设备控制，实现了精准、定向的运行定位，设备可进行左移、右移、前移、后移的四向运动，可实时及时纠偏倾斜，始终处于接近垂直组件方阵的状态，发现和解除运行中的卡死，越过组件障碍，保证运行可靠性。

技术特征：

1.一种屋顶分布式光伏清洗机器人，其特征在于：包括机器人本体(1)、定位系统(2)、电控系统(3)，所述机器人本体(1)长度方向垂直于组件的多行平行方向设置，所述机器人本体(1)上设置有四个驱动轮(11)并呈四角分布，所述机器人本体(1)通过所述驱动轮(11)在组件表面接触行走，四个所述驱动轮(11)上分别设置倾角传感器、分别通过电机驱动，所述定位系统(2)包括rfid传感器(21)和若干的rfid标签(22)，所述rfid传感器(21)安装在所述机器人本体(1)上，所述rfid标签(22)提供定位标签，设置在每行组件的运行末端，所述电控系统(3)包括存储模块、倾角获取模块、电机控制模块，所述电控系统(3)关联所述驱动轮(11)和所述定位系统(2)，控制所述机器人本体(1)自动化运行。

2.根据权利要求1所述的屋顶分布式光伏清洗机器人，其特征在于：还包括换行轨道(4)，所述换行轨道(4)以垂直于组件的多行平行方向设置，所述机器人本体(1)在所述换行轨道(4)上移动，以在组件的多行平行方向之间换行，所述rfid标签(22)还设置在所述换行轨道(4)上与每行组件位置对应处。

3.根据权利要求2所述的屋顶分布式光伏清洗机器人，其特征在于：所述换行轨道(4)设置在组件的边框处。

4.一种权利要求1所述的屋顶分布式光伏清洗机器人的控制方法，其特征在于，对机器人本体进行以下控制：

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：卡死解除控制中调节各驱动轮的电机差速运动，指：调节卡死的驱动轮其电机停止运转，其他驱动轮的电机进行运动，使机器人本体后退和位姿纠偏。

技术总结
本发明公开了一种屋顶分布式光伏清洗机器人及其控制方法，机器人本体长度方向垂直于组件的多行平行方向设置，机器人本体上设置有四个驱动轮并呈四角分布，通过驱动轮在组件表面接触行走，四个驱动轮上分别设置倾角传感器、分别通过电机驱动，定位系统包括RFID传感器和若干的RFID标签，RFID传感器安装在机器人本体上，RFID标签提供定位标签，设置在每行组件的运行末端，电控系统包括存储模块、倾角获取模块、电机控制模块，电控系统关联驱动轮和定位系统，控制机器人本体自动化运行。对于屋顶分布式光伏单行及自主跨行清洗的设备控制，实现精准、定向的运行定位，实时及时纠偏倾斜，发现和解除运行中的卡死，保证运行可靠性。

技术研发人员：汪达坤,丁林,徐鹏贺
受保护的技术使用者：中节能太阳能科技（镇江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14