一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统及其方法，属于太阳能光伏组件智能充电设备技术领域。其技术方案为：一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统，自动充电系统包括光伏组件、换行小车、清扫小车，换行轨道，换行小车自动充电系统和清扫小车自动充电系统。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术的清扫机器人系统中的换行小车和清扫小车在运行过程中自主进行充电，无需外界人员的参与；清扫机器人运行的电力全部来源于光伏组件本身，无需外接电源及相关设备；清扫机器人充电速度快，安全性高；清扫机器人续航里程大，清扫效率高。

An automatic charging system and method for intelligent cleaning robot with photovoltaic modules

【技术实现步骤摘要】
一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统及其方法
本专利技术涉及太阳能光伏组件智能充电设备
，尤其涉及一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统及其方法。
技术介绍
在生态环境日趋恶化、化石燃料日趋紧张的今天，太阳能作为一种可再生的清洁能源越来越受重视。近年来，国内外都在大力推广太阳能光伏发电，积极进行光伏电站的建设。但是，随着太阳能光伏电站的大规模建设，光伏电站面临着组件清洁问题。对于长期运行的光伏系统而言，面板积灰是一个不容忽视的问题。光伏组件上的灰尘会降低组件的发电量，影响电池板的使用寿命，而传统的人工清洁方式清洁效率较低，耗时耗力。因此，近年来，越来越多的自动清洁机器人开始运用到光伏组件的清洁工作中来。其中，作为光伏清扫机器人中的关键技术，机器人系统中充电方案的好坏，极大的影响了机器人的可靠性和安全性以及运行效率。同时，由于机器人运行于户外，机器人系统在功能上应尽可能实现全面的自动化和智能化，在运行过程中减少人员维护干预。现有的光伏清扫机器人充电方案，主要有以下几种：1、利用机器人自身携带的光伏组件发电为机器人系统电池补充电能；2、采用无线充电的充电方式；3、采用人工充电的充电方式。然而，采用机器人自身携带光伏板组件补充电能的充电方式存在的问题是：由于光伏清扫机器人运行过程中耗电量较大，而光伏板片的发电功率较低，且受天气因素影响较大，故这种方式，每次完成充电的周期过长，效率较低，每次充完电后，机器人运行距离十分有限，续航不足，极大影响机器人的清扫效率。而现有的无线充电技术还不够成熟稳定，当设备在室外长期运行情况下，无线充电设备在充电过程中易损坏、故障率较高，且无线充电的充电速率较慢，不利于清扫机器人的快速充电，限制了清扫机器人的利用率。采用人工充电的充电方式，此种方式在清扫机器人的运行过程中需要专门的运维管理人员参与，当机器人电量不足时，需及时为机器人进行充电，这种方式需要耗费一定的人力资源，无法真正做到清扫机器人的全自动化的运行，增加了运维人员的工作量。如何解决上述技术问题为本专利技术面临的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统及其方法，该自动充电系统是由机器人电源插头自动插拔装置和智能清扫机器人中的电源系统组成，在该自动充电系统中，采用大容量电池存储光伏组件电能，供智能清扫机器人系统使用，解决了户外机器人运行电力来源的问题；利用电源插头自动插拔装置的接触式充电方式，解决了机器人充电自动化、充电效率和充电安全性的问题；通过换行小车电池为清扫小车电池充电的方式，解决了清扫小车快速充电的问题。本专利技术是通过如下措施实现的：一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统，其中，所述自动充电系统包括光伏组件、换行小车、清扫小车，换行轨道，换行小车自动充电系统和清扫小车自动充电系统；所述换行轨道布置于各排光伏组件一侧，并与光伏组件边缘相平行，所述换行小车搭载所述清扫小车行走在所述换行轨道上，将所述清扫小车运载至各排光伏组件一侧，所述清扫小车滑动扣合在所述光伏组件边缘导轨上对光伏组件进行清扫。作为本专利技术提供的一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统进一步优化方案，所述换行小车自动充电系统的光储电源为清扫机器人系统供电，所述光储电源布置于换行轨道的一侧，且位于所述光伏组件的下端，所述光储电源接入光伏组件的发电系统中，存储光伏组件产生的电能，作为清扫机器人系统供电来源；为了扩大清扫小车的清扫范围，根据清扫小车的续航里程，若干个光储电源等间距沿所述换行轨道方向设置，用于在清扫机器人系统运行过程中向所述换行小车和清扫小车补充电能。作为本专利技术提供的一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统进一步优化方案，所述换行小车自动充电系统中的充电装置位于换行小车底盘的中间位置和轨道侧边，由充电端和受电端两部分构成；其中，受电端安装于换行小车底盘上，其包括推杆电机、电动推杆、换行小车充电公头、换行小车控制器以及换行小车电池；所述电动推杆垂直于所述换行轨道方向并固定在电池安装托板上，并由推杆电机进行驱动；换行小车充电公头与换行小车控制器相连，并通过换行小车控制器连接至换行小车电池，在换行小车电池和换行小车控制器之间设置有断路器，用于手动设置换行小车控制系统电路的通断；所述换行小车充电公头固定在所述电动推杆的末端，并在所述电动推杆的推动下做前后移动；所述换行小车充电装置的充电端由换行小车充电母头和换行小车充电母头立柱组成；其中，换行小车充电母头立柱固定于传感器支架上，换行小车充电母头安装于其上端，且所述换行小车充电母头通过引线与所述光储电源连接，在换行小车自动充电系统工作时，换行小车充电公头在电动推杆的推动下向前推出，插入换行小车充电母头中后，换行小车控制器程序控制充电电路导通，实现光储电源对换行小车电池的充电。作为本专利技术提供的一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统进一步优化方案，所述清扫小车自动充电系统由充电端和受电端组成；其中，清扫小车自动充电的受电端位于所述清扫小车上，由清扫小车充电母头、清扫小车控制器和清扫小车电池构成；所述清扫小车控制器和清扫小车电池固定安装于清扫小车框架上，所述清扫小车充电母头固定于所述清扫小车的外壳侧边，并通过所述清扫小车控制器与所述清扫小车电池相连；所述清扫小车自动充电的充电端安装于所述换行小车上端的清扫小车支撑框上，由清扫小车充电公头和清扫小车充电公头立柱构成；所述清扫小车充电公头立柱垂直安装于所述清扫小车支撑框一边的纵梁上端，其上端固定所述清扫小车充电公头，所述清扫小车充电公头通过引线与所述换行小车电池相连，清扫小车清扫完光伏组件返回换行小车时，位于换行小车上的清扫小车充电公头插入位于清扫小车上的清扫小车充电母头后，清扫小车控制器程序控制固态继电器SSR导通，使得充电电路导通，实现换行小车电池对清扫小车电池的充电。为了实现上述专利技术目的，本专利技术还提供一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统的充电方法，包括以下步骤：步骤一、清扫机器人系统开始工作时，换行小车搭载清扫小车沿换行轨道行进，将清扫小车运载至光伏组件旁边；步骤二、在换行小车接近光伏组件旁边并与光伏组件对齐的过程中，搭载于换行小车底盘上RFID检测识别位于传感器支架上RFID标签，识别该排光伏组件的位置号，并且换行小车开始减速；步骤三：当安装于换行小车底盘上的定位开关感应到位于传感器支架上的定位开关挡板时，换行小车停止运动；步骤四：换行小车锁止装置启动，将换行小车与换行轨道滑动扣合；步骤五：换行小车控制系统根据RFID标签的识别结果，判断该排光伏组件位置是否设置有换行小车的充电设备；步骤六：若步骤五中的该排光伏组件位置处设有换行小车的充电设备，则在换行小车锁止装置将换行小车完全固定后，换行小车控制器控制换行小车底盘上换行小车充电装置启动，推杆电机驱动电动推杆伸出，带动位于电动推杆端部的换行小车充电公头插入位于换行轨道侧边传感器支架上的换行小车充电母头中后，换行小车控制器控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统，其特征在于，所述自动充电系统包括光伏组件、换行小车、清扫小车，换行轨道，换行小车自动充电系统和清扫小车自动充电系统；/n所述换行轨道布置于各排光伏组件一侧，并与光伏组件边缘相平行，所述换行小车搭载所述清扫小车行走在所述换行轨道上，将所述清扫小车运载至各排光伏组件一侧，所述清扫小车滑动扣合在所述光伏组件边缘导轨上对光伏组件进行清扫。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件智能清扫机器人自动充电系统，其特征在于，所述自动充电系统包括光伏组件、换行小车、清扫小车，换行轨道，换行小车自动充电系统和清扫小车自动充电系统；
所述换行轨道布置于各排光伏组件一侧，并与光伏组件边缘相平行，所述换行小车搭载所述清扫小车行走在所述换行轨道上，将所述清扫小车运载至各排光伏组件一侧，所述清扫小车滑动扣合在所述光伏组件边缘导轨上对光伏组件进行清扫。


2.根据权利要求1所述的光伏组件智能清扫机器人自动充电系统，其特征在于，所述换行小车自动充电系统的光储电源为清扫机器人系统供电，所述光储电源布置于换行轨道的一侧，且位于所述光伏组件的下端，所述光储电源接入光伏组件的发电系统中，存储光伏组件产生的电能，作为清扫机器人自动充电系统的供电来源；
若干个光储电源等间距沿所述换行轨道方向设置，用于清扫机器人自动充电系统中向所述换行小车和清扫小车补充电能。


3.根据权利要求1或2所述的光伏组件智能清扫机器人自动充电系统，其特征在于，所述换行小车自动充电系统中的充电装置位于换行小车底盘的中间位置和轨道侧边，由充电端和受电端两部分构成；
其中，受电端安装于换行小车底盘上，其包括推杆电机、电动推杆、换行小车充电公头、换行小车控制器以及换行小车电池；
所述电动推杆垂直于所述换行轨道方向并固定在电池安装托板上，并由推杆电机进行驱动；换行小车充电公头与换行小车控制器相连，并通过换行小车控制器连接至换行小车电池，在换行小车电池和换行小车控制器之间设置有断路器，用于手动设置换行小车控制系统电路的通断；
所述换行小车充电公头固定在所述电动推杆的末端，并在所述电动推杆的推动下做前后移动；
所述换行小车充电装置的充电端由换行小车充电母头和换行小车充电母头立柱组成；其中，换行小车充电母头立柱固定于传感器支架上，换行小车充电母头安装于其上端，且所述换行小车充电母头通过引线与所述光储电源连接。


4.根据权利要求1-3任一项所述的光伏组件智能清扫机器人自动充电系统，其特征在于，所述清扫小车自动充电系统由充电端和受电端组成；
其中，清扫小车自动充电的受电端位于所述清扫小车上，由清扫小车充电母头、清扫小车控制器和清扫小车电池构成；
所述清扫小车控制器和清扫小车电池固定安装于清扫小车框架上，所述清扫小车充电母头固定于所述清扫小车的外壳侧边，并通过所述清扫小车控制器与所述清扫小车电池相连；
所述清扫小车自动充电的充电端安装于所述换行小车上端的清扫小车支撑框上，由清扫小车充电公头和清扫小车充电公头立柱构成；所述清扫小车充电公头立柱垂直安装于所述清扫小车支撑框一边的纵梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：李跃华，孙佳浩，王进，谷玉之，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32