太阳能板清洗机器人制造技术

技术编号:15134470 阅读:298 留言:0更新日期:2017-04-10 16:33
本实用新型专利技术公开了一种太阳能板清洗机器人,包括行走车,行走车上设置有液压伸缩臂,液压伸缩臂的前端设置有通过刷架旋转电机控制的辊刷装置,行走车内设置有控制行走车、液压伸缩臂和旋转电机的控制系统;控制系统包括:发动机控制单元,通过CAN总线与控制器通讯,接收控制器的指令,完成对发动机油门的自动控制,还控制整个机器人的空调系统;数据采集设备,分布在太阳能板清洗机器人本体上,用于采集太阳能板清洗机器人的环境数据,并发送至控制器解析;控制器,用于接收数据采集设备采集的数据,并对所采集的数据进行综合分析处理,控制机器人作业;显示器,通过CAN总线与控制器通讯。本实用新型专利技术减少了人工操作,节约了水资源,提高了清洗的效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机器人,尤其是一种太阳能板清洗机器人
技术介绍
由于光伏电站一般都位于较为恶劣的自然环境中,自然灰尘很多,几乎都位于荒漠地区,周边植被非常稀少。其次,这些荒漠电站还面临着非常严重的缺水问题——不仅远离水源地,雨水较少,地下水也并不丰富。再者,光伏电站的装机规模动辄数十兆瓦乃至数百兆瓦,太阳能板数量更是高达上万块乃至数十万块,即便有充足的水源、设备和人力,要完成一次全面人工清洗,工作量之大,也出乎一般人的想象。因此开发一种智能化清洗设备,最大限度的替代人工,提高发电效率,对社会经济发展以及国家安全具有重要作用。现有的太阳能板清洗设备多为手动操作,并且工作环境地面不平整,手动操作很难满足工况需求。太阳能板清洗机器人的使用将大大降低清洗成本,改善工人的劳动环境,提高劳动生产率,具有相当的社会、经济意义和广阔的应用前景。目前针对此类清洗的机器人的研究还没有比较成熟、可靠的方案。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种太阳能板清洗机器人,其解决了工作量大、水资源紧缺等问题,能够实现清洗机器人的自主智能定速巡航行走,完成太阳能板清洗、清扫任务,不但可减少人工数量和劳动强度,还避免复杂的手动操作,提高生产效率。为实现上述目的,本技术采用下述技术方案:一种太阳能板清洗机器人,包括行走车,行走车上设置有液压伸缩臂,液压伸缩臂的前端设置有通过刷架旋转电机控制的辊刷装置,行走车内设置有控制行走车、液压伸缩臂和旋转电机的控制系统;所述控制系统包括:发动机控制单元,通过CAN总线与控制器通讯,接收控制器的指令,完成对发动机油门的自动控制,独立于控制器,同时,发动机控制单元也能够单独控制发动机,发动机控制单元还控制整个机器人的空调系统;数据采集设备,分布在太阳能板清洗机器人本体上,用于采集太阳能板清洗机器人的环境数据,并发送至控制器解析;控制器,用于接收数据采集设备采集的数据,并对所采集的数据进行综合分析处理,生成合理的运动规划路径;且通过控制器的出口对电控液压比例阀和电机进行控制,控制机器人作业;显示器,通过CAN总线与控制器通讯,用于显示整个控制系统的状态,并且是操作人员与控制系统交互的接口。所述行走车包括车身,车身底部由两个行走马达分别控制两个车轮,车身底部与车轮支撑轴之间连接有车身调平液压缸,车身底部还设置有控制液压伸缩臂的主臂回转液压缸。所述液压伸缩臂由多级液压缸控制。所述辊刷装置包括安装于液压伸缩臂前端的刷架旋转电机,刷架旋转电机驱动刷架,刷架中安装有辊刷,辊刷通过控制系统控制的辊刷旋转马达动作。所述行走车上还设有由控制系统控制的吸尘马达和高压喷雾马达。数据采集设备包括超声波传感器、测距传感器、接近传感器、压力传感器、转速传感器、温度传感器和倾角传感器;其中,转速传感器车安装在车轮的轮毂上,根据转速反馈来控制行走马达的速度,达到机器人按照直线匀速行走;测距传感器检测清洗末端与太阳能板之间的距离,通过调整各级臂的动作,使清洗末端保持与太阳能板的平行状态。倾角传感器测量车身的倾斜角度,控制器根据实时测量结果分别控制两个车身调平液压缸,来进行平衡调节,保持车身在一个允许的倾斜角度范围之内。超声波传感器测量执行末端与清洗表面之间的距离,通过控制距离值来调节执行末端的动作。所述车身上有两个操作手柄,每个操作手柄上有四个按键,通过手柄的输入和按键的操作来控制整个机器人的各个动作。所述控制器为抗震、抗干扰设备,包括开关量、模拟量的采集和控制功能,有PWM控制功能,有PWM控制反馈功能,可以与显示器通讯;运动规划路径,用于在一键行走过程中,根据执行末端与清洗面之间的距离判断来调节各臂的动作;PWM控制,由控制器通过PWM出口来控制电控液压比例阀,实现各液压缸和马达的比例控制,PWM控制反馈功能可以实现闭环调节。控制系统的执行元件包括刷架旋转电机、吸尘马达、喷雾马达、辊刷旋转马达、左右行走马达、各级臂的液压缸、车身调平液压缸。整个控制系统分为手动操作和一键行走两种模式。手动操作,太阳能板清洗机器人的车身上有两个操作手柄,每个操作手柄上有四个按键,通过手柄的输入和按键的操作来控制整个机器人的各个动作。一键行走模式,当机器人的姿态已经调整到位,开始清洗太阳能板时,将开启一键行走模式,此时不需要人员操作,清洗机器人处于全自动状况。该模式下,机器人可以完成定速行走、清洗末端调整、车身调平、喷雾清洗和吸尘动作。其中定速行走,每个车轮毂上安装转速传感器,根据转速反馈来控制行走马达的速度,达到机器人按照直线匀速行走。其中清洗末端调整,由测距传感器检测清洗末端与太阳能板之间的距离,通过调整各级臂的动作,使清洗末端保持与太阳能板的平行状态。其中车身调平,由倾角传感器测量出倾斜角度,控制器根据实时测量结果分别控制两个液压缸,来进行平衡调节,保持车身在一个允许的倾斜角度范围之内。其中喷雾清洗和吸尘,控制器控制液压马达来完成。本技术的控制系统基于CAN总线设计,节省了很多线缆。机器人的发动机控制是由控制器通过CAN总线发指令给发动机控制器来间接调节的,控制器会根据机器人的不同工况选择不同的发电机档位,实现节省油耗的目的。显示器通过CAN总线与控制器通讯,显示器具有多个界面,分别显示发动机的状态、机器人的状态、各传感器的信号或者数据,并且,操作人员通过按键可以对控制器发出指令,实现人机交互。本技术摆脱了完全手动操作的弊端,减少了人力成本增加以及生产效率低等问题。太阳能板清洗机器人有两种操作模式:手动操作和一键行走。手动操作时,操作人员通过两个手柄输入信号来控制各个执行元件的动作;一键行走时,操作人员只需坐在机器人的操作室里,机器人会根据转速传感器的反馈来调节机器人左右行走马达按照直线行走,同时也会根据机器人上安装的倾角传感器来调节车身平衡。当处于一键行走模式时,清洗机器人会根据机器人末端的超声波传感器测量执行末端与清洗表面之间的距离,通过控制距离值来调节执行末端的动作。机器人通过辊刷清扫、马达吸尘、高压喷雾三级来完成太阳能板的清洗,能彻底的清洗太阳能板的表面灰尘。该太阳能板清洗机器人将整个工作过程简单化,减少了人工操作,节约了水资源,提高了清洗的效果,特别适用于大面积的太阳能板清洗。附图说明图1是本技术清洗机器人机械部分结构示意图;图2是本技术控制系统组成示意图;本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能板清洗机器人,其特征是,包括行走车,行走车上设置有液压伸缩臂,液压伸缩臂的前端设置有通过刷架旋转电机控制的辊刷装置,行走车内设置有控制行走车、液压伸缩臂和旋转电机的控制系统;所述控制系统包括:发动机控制单元,通过CAN总线与控制器通讯,接收控制器的指令,完成对发动机油门的自动控制,独立于控制器,同时,发动机控制单元也能够单独控制发动机,发动机控制单元还控制整个机器人的空调系统;数据采集设备,分布在太阳能板清洗机器人本体上,用于采集太阳能板清洗机器人的环境数据,并发送至控制器解析;控制器,用于接收数据采集设备采集的数据,并对所采集的数据进行综合分析处理,且通过控制器的出口对电控液压比例阀和电机进行控制,控制机器人作业;显示器,通过CAN总线与控制器通讯,用于显示整个控制系统的状态,并且是操作人员与控制系统交互的接口。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能板清洗机器人,其特征是,包括行走车,行走车上设置有液压伸缩臂,液
压伸缩臂的前端设置有通过刷架旋转电机控制的辊刷装置,行走车内设置有控制行走车、
液压伸缩臂和旋转电机的控制系统;
所述控制系统包括:
发动机控制单元,通过CAN总线与控制器通讯,接收控制器的指令,完成对发动机油门
的自动控制,独立于控制器,同时,发动机控制单元也能够单独控制发动机,发动机控制单
元还控制整个机器人的空调系统;
数据采集设备,分布在太阳能板清洗机器人本体上,用于采集太阳能板清洗机器人的
环境数据,并发送至控制器解析;
控制器,用于接收数据采集设备采集的数据,并对所采集的数据进行综合分析处理,且
通过控制器的出口对电控液压比例阀和电机进行控制,控制机器人作业;
显示器,通过CAN总线与控制器通讯,用于显示整个控制系统的状态,并且是操作人员
与控制系统交互的接口。
2.如权利要求1所述的太阳能板清洗机器人,其特征是,所述行走车包括车身,车身底
部由两个行走马达分别控制两个车轮,车身底部与车轮支撑轴之间连接有车身调平液压
缸,车身底部还设置有控制液压伸缩臂的主臂回转液压缸。
3.如权利要求2所述的太阳能板清洗机器人,其特征是,所述液压伸缩臂由多级液压缸
控制。

【专利技术属性】
技术研发人员:王亚丽肖永飞王学林张艳芳吴昊
申请(专利权)人:山东省科学院自动化研究所
类型:新型
国别省市:山东;37

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