一种太阳能电池板智能清洁系统及其路径规划方法技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能电池板智能清洁系统，包括：AGV清洁小车，驱动控制系统，以及红外定位系统；驱动控制系统包括：MCGS触摸屏，用于对AGV清洁小车的运行方式进行模式设置；工控主板，内置有路径规划模块，该路径规划模块用于规划AGV清洁小车行驶路径；以及运动控制卡，用于控制轮毂电机使得AGV清洁小车实现直线行驶或差速转向；红外定位系统，用于导航AGV清洁小车的路径规划，包括两排设于太阳能电池板上的红外发射模块，以及设于AGV清洁小车上的红外接收模块，红外接收模块与工控主板电连接，其优点在于依据预先指令规定的无间断轨迹路径对太阳能电池板进行清洁打扫，提高了太阳能电池板的发电效率，具有很好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池板智能清洁系统及其路径规划方法
本专利技术涉及一种太阳能电池板智能清洁系统及其路径规划方法。
技术介绍
智能小车是按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。当前路径规划设计是智能AGV清洁小车研究中常常会考虑到的一个关键技术，其红外定位技术包含采用各种传感器采集相关外部信号并采取信息处理,同时获取实时的位置信息；或者采用多传感器获得的各种信号进行综合决策相关的位置信息,比如位移、声音、光电和图像等等。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种太阳能电池板智能清洁系统及其路径规划方法，首先对智能AGV清洁小车的红外定位系统与驱动控制系统进行了设计，太阳能电池板按单板、（横向/纵向）单元、阵列等方式排列，依据预先指令规定的无间断轨迹路径对太阳能电池板进行清洁打扫，提高了太阳能电池板的发电效率，具有很好的经济效益和社会效益。本专利技术的技术方案是：一种太阳能电池板智能清洁系统，其特征在于，包括：AGV清洁小车，驱动控制系统，以及红外定位系统；所述AGV清洁小车的驱动轮由直流伺服驱动电机驱动；所述驱动控制系统包括：MCGS触摸屏，用于对AGV清洁小车的运行方式进行模式设置；工控主板，内置有路径规划模块，该路径规划模块用于规划AGV清洁小车行驶路径；以及运动控制卡，用于控制轮毂电机使得AGV清洁小车实现直线行驶或差速转向；所述红外定位系统，用于导航AGV清洁小车的路径规划，包括若干个设于太阳能电池板上或太阳能电池板周边的红外发射模块，以及设于所述AGV清洁小车上的红外接收模块，所述红外接收模块与所述工控主板电连接。作为优选的技术方案，所述红外发射模块包括红外发射芯片，以及红外发射管。作为优选的技术方案，所述红外接收模块包括红外接收芯片，以及红外接收管。上述太阳能电池板智能清洁系统的路径规划方法，包括如下步骤：步骤1）：确定太阳能电池板的排列方式，并通过MCGS触摸屏对AGV清洁小车的运行方式进行模式设置；步骤2）：当太阳能电池板为单块或多块横向并排排列时，AGV清洁小车在每块太阳能电池板上按照N形轨迹扫描清洁，相邻太阳能电池板之间跨越时，AGV清洁小车轨迹横向移动；步骤3）：当太阳能电池板为多块纵向并排排列时，AGV清洁小车在每块太阳能电池板上按照N形轨迹扫描清洁，相邻太阳能电池板之间跨越时，AGV清洁小车轨迹纵向移动；步骤4）：当太阳能电池板为矩形阵列排列时，AGV清洁小车在由太阳能电池板组成的矩形阵列上呈S型轨迹扫描清洁。作为优选的技术方案，步骤2）和步骤3）中在每块太阳能电池板的上、下边缘各设有一排红外发射模块，每排各设有三块等间隔设置的红外发射模块。作为优选的技术方案，步骤4）中在矩形阵列上下边沿的太阳能电池板外侧各对应设有一个红外发射模块，在其余太阳能电池板上各对应设有一个红外发射模块。本专利技术的优点是：1．本专利技术的太阳能电池板智能清洁系统及其路径规划方法，太阳能电池板按单板、（横向/纵向）单元、阵列等方式排列，依据预先指令规定的无间断轨迹路径对太阳能电池板进行清洁打扫，提高了太阳能电池板的发电效率，具有很好的经济效益和社会效益；2．本专利技术针对太阳能电池板排列方式的多样性设计清扫轨迹，实现不同形状、大小的电池板阵列的适应性。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术单块太阳能电池板的清洁路径规划示意图；图2为本专利技术两块横向并排排列的太阳能电池板的清洁路径规划示意图；图3为本专利技术五块横向并排排列的太阳能电池板的清洁路径规划示意图；图4为本专利技术两块纵向并排排列的太阳能电池板的清洁路径规划示意图；图5为本专利技术两块纵向并排排列的太阳能电池板的清洁路径规划示意图；图6为本专利技术2*2矩形阵列排列的太阳能电池板的清洁路径规划示意图；图7为本专利技术3*3矩形阵列排列的太阳能电池板的清洁路径规划示意图。具体实施方式实施例：一种太阳能电池板智能清洁系统，包括：AGV清洁小车，驱动控制系统，以及红外定位系统；AGV清洁小车的驱动轮由直流伺服驱动电机驱动，该驱动控制系统包括：MCGS触摸屏，工控主板以及运动控制卡；该红外定位系统，用于导航AGV清洁小车的路径规划，包括若干个设于太阳能电池板上或太阳能电池板周边的红外发射模块，以及设于AGV清洁小车上的红外接收模块，红外接收模块与工控主板电连接；其中红外发射模块包括PT2262-IR红外发射芯片，以及3mm红外发射管；红外接收模块包括PT2272-L4红外接收芯片，以及1838红外接收管。本专利技术的MCGS触摸屏，用于对AGV清洁小车的运行方式进行模式设置并接收AGV清洁小车的反馈信息；此处MCGS触摸屏的型号为TPC7062K，MCGS触摸屏的组态软件对很多工控产品都提供驱动模块，但对于运行Windows操作系统的工控主板并没有现成的通信方式可以组态实现，于是编制一个能实现以太网通信的MFC控制程序，运行于工控主板上，将工控主板模拟为一台通用Modbus-TCP设备。此时MCGS触摸屏作为驱动控制系统的上位机，工控主板和运动控制卡一起作为下位机。通过MCGS嵌入版组态环境对触摸屏进行组态。在设备组态中，采用通用TCP/IP父设备和莫迪康ModbusTCP子设备，MCGS触摸屏作为TCP连接中的服务器端，与工控主板一对一通信，并分别设置MCGS触摸屏与工控主板的IP地址为200.200.200.190和200.200.200.100。同时MCGS触摸屏在命令窗口中提供了丰富的组态工具，可以方便地设置AGV清洁小车的运行模式参数设置、发送控制命令。运用一系列输入框指定电池板阵列大小，小车循迹方式的参数，而后赋值Modbus-TCP设备的不同的输出继电器，工控主板程序接收并识别到不同的赋值信息，便可以解释为相应的控制命令。本专利技术的工控主板，内置有路径规划模块，该路径规划模块用于规划AGV清洁小车行驶路径，PC104总线上的工控主板型号为VDX2-6554，运行于工控主板的控制程序在VisualC++6.0环境下编制，该程序作为TCP连接的客户端。在工控主板的操作系统中，设置控制程序为开机运行，使得AGV清洁小车得到铁锂电池供电后自动启动程序、建立通信连接，进入等待参数设置状态。工控主板主要负责接收到上位机的命令，按照Modbus-TCP协议编码的一组组数据进行接收，主要功能是控制程序的接收、识别与各种处理命令。本专利技术的运动控制卡，用于控制轮毂电机使得AGV清洁小车实现直线行驶或差速转向，此处运动控制卡的型号为DMC4420。一种太阳能电池板智能清洁系统的路径规划方法，包括如下步骤：步骤1）：确定太阳能电池板的排列方式，并通过MCGS触摸屏对AGV清洁小车的运行方式进行模式设置，参照图1-7所示，其上红外电路编码规则如下:前三位表示是该太阳能电池的编号，后面三位表示红外电路的编号，实际运行时候按照基于红外电路编号的程序设定轨迹进行扫描；步骤2）：当太阳能电池板为单块（参照图1所示）或多块横向并排（参照图2和图3）排列时，AGV清洁小车在每块太阳能电池板上按照N形轨迹扫描清洁，相邻太阳能电池板之间跨越时，AGV清洁小车轨迹横向移动；步骤3）：当太阳能电池板为多块纵向并排（参照图4和图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池板智能清洁系统，其特征在于，包括：AGV清洁小车，驱动控制系统，以及红外定位系统；所述AGV清洁小车的驱动轮由直流伺服驱动电机驱动；所述驱动控制系统包括：MCGS触摸屏，用于对AGV清洁小车的运行方式进行模式设置；工控主板，内置有路径规划模块，该路径规划模块用于规划AGV清洁小车行驶路径；以及运动控制卡，用于控制轮毂电机使得AGV清洁小车实现直线行驶或差速转向；所述红外定位系统，用于导航AGV清洁小车的路径规划，包括若干个设于太阳能电池板上或太阳能电池板周边的红外发射模块，以及设于所述AGV清洁小车上的红外接收模块，所述红外接收模块与所述工控主板电连接。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池板智能清洁系统，其特征在于，包括：AGV清洁小车，驱动控制系统，以及红外定位系统；所述AGV清洁小车的驱动轮由直流伺服驱动电机驱动；所述驱动控制系统包括：MCGS触摸屏，用于对AGV清洁小车的运行方式进行模式设置；工控主板，内置有路径规划模块，该路径规划模块用于规划AGV清洁小车行驶路径；以及运动控制卡，用于控制轮毂电机使得AGV清洁小车实现直线行驶或差速转向；所述红外定位系统，用于导航AGV清洁小车的路径规划，包括若干个设于太阳能电池板上或太阳能电池板周边的红外发射模块，以及设于所述AGV清洁小车上的红外接收模块，所述红外接收模块与所述工控主板电连接。2.根据权利要求1所述的太阳能电池板智能清洁系统，其特征在于，所述红外发射模块包括红外发射芯片，以及红外发射管。3.根据权利要求1所述的太阳能电池板智能清洁系统，其特征在于，所述红外接收模块包括红外接收芯片，以及红外接收管。4.一种如权利要求1-3任一项所述的太阳能电池板智能清洁系统的路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：余雷，徐浩楠，李长頔，马翔，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32