太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置及系统，装置包括无人机本体、支架和清洗组件，清洗组件包括底座、刮板、第一驱动部、供液装置、多个出液组件以及一一对应设置的多个拂尘组件、多个万向轮组件和多个固定连接轴，刮板工作时，第一驱动部驱动刮板旋转至与底座相垂直的状态，刮板不工作时，第一驱动部驱动刮板旋转至与相平行的状态；拂尘组件套设在相对应的固定连接轴上，用于对太阳能板上表面进行清扫，万向轮组件与相对应的固定连接轴的另一端连接，无人机本体通过万向轮组件实现在太阳能板上的移动。本发明专利技术解决了现有无人机悬浮空中的清洗方式会消耗大量的电能，清洗的力度不足，对于无人机高度控制的精确性要求较高的技术问题。求较高的技术问题。求较高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置及系统


[0001]本专利技术无人机协同集群
，涉及一种太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置及系统。

技术介绍

[0002]随着国家对于太阳能光伏发电技术的大力支持，可再生能源行业的进一步发展，未来我国太阳能光伏发电技术必然拥有更为广阔的发展前景。为了保持光电转化效率，太阳能光伏板必须保持干净，定时清理，然而，太阳能光伏板的维护具有位置分散、数量巨大、工作环境恶劣等困难，太阳能光伏板的清洁维护需消耗大量劳动力成本。如位于青藏高原的龙羊峡大坝发电站，其总装机容量达850兆瓦，共有400万块太阳能光伏板。中国拥有许多类似的规模庞大的太阳能发电站，因而太阳能光伏板的清洁维护不容忽视。
[0003]目前，太阳能光伏板清洗维护存在以下问题：1)、由于太阳能光伏板所处环境恶劣，多为偏远荒凉地区，阵风等外界干扰对无人机姿态控制设计提出很高要求，现有基于无人机的清洗装置难以克服大范围变化的阵风等外界干扰；2)现有基于无人机的清洗装置多为悬浮空中进行清洗，然而悬浮空中的清洗方式会消耗大量的电能，同时清洗的力度不足，影响效果；3)悬浮空中的清洗方式对于无人机高度控制的精确性要求较高，过低有可能破坏太阳能光伏板，过高无法完成清洗工作。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术提供了一种太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置及系统。
[0006]本专利技术的技术解决方案如下：
[0007]根据一方面，提供一种太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置，该装置包括：
[0008]无人机本体；
[0009]支架；
[0010]清洗组件，所述清洗组件包括底座、刮板、第一驱动部、供液装置、多个出液组件以及一一对应设置的多个拂尘组件、多个万向轮组件和多个固定连接轴，其中，所述底座的第一面通过所述支架与无人机本体连接，所述刮板与所述底座的一侧可转动连接，所述第一驱动部设置在所述底座内，所述第一驱动部用于驱动所述刮板旋转，其中，刮板工作时，所述第一驱动部驱动刮板旋转至与底座相垂直的状态，刮板不工作时，所述第一驱动部驱动刮板旋转至与相平行的状态；任意固定连接轴的一端与所述底座的与第一面相背设置的第二面固定连接，多个固定连接轴间隔分布，任意拂尘组件套设在相对应的固定连接轴上且与所述固定连接轴可转动连接，所述拂尘组件用于对太阳能光伏板上表面进行清扫，任意所述万向轮组件与相对应的固定连接轴的另一端连接，所述无人机本体通过所述万向轮组件实现在太阳能光伏板上的移动；多个出液组件均设置在所述底座的第二面上并均与供液装置连接，所述供液装置中存储有清洁剂和水源，在进行太阳能光伏板清洗和维护时，所述
无人机装置通过所述出液组件向太阳能光伏板喷洒清洁剂和/或水。
[0011]进一步地，所述拂尘组件包括环形拂尘器、齿轮、齿轮的连杆、第二驱动部和多个棉质布条，多个棉质布条沿环形拂尘器的周缘设置且与所述环形拂尘器可拆卸连接，所述环形拂尘器套设在所述固定连接轴上，所述齿轮与所述齿轮的连杆相连接，所述齿轮设置在所述环形拂尘器的内侧，所述齿轮的连杆还设置在所述固定连接轴上，所述第二驱动部设置在所述固定连接轴上，所述第二驱动部驱动所述齿轮的连杆转动，齿轮的连杆和齿轮相配合带动所述拂尘器转动。
[0012]进一步地，所述万向轮组件包括有驱动万向轮、第三驱动部和万向轮连接轴，所述万向轮连接轴与所述固定连接轴的另一端连接，所述第三驱动部设置在所述万向轮连接轴上，所述有驱动万向轮还与所述万向轮连接轴连接，所述第三驱动部用于驱动所述有驱动万向轮。
[0013]进一步地，所述供液装置为清洗车；所述出液组件包括可调节软质喷水管头和软管，所述可调节软质喷水管头固定在所述底座的第二面上，所述可调节软质喷水管头通过所述软管与所述清洗车相连通。
[0014]进一步地，所述无人机本体包括多旋翼无人机。
[0015]进一步地，所述无人机本体包括姿态位置速度控制器和飞控计算机，所述控制器对应设计多组控制参数，所述多组控制参数包括n个风场特征点对应的n组控制器参数和1组强风下降控制参数；所述飞控计算机中存储有n个风场特征点下的n组配平姿态曲线数据，所述n组控制器参数与n组配平姿态曲线数据一一对应设置，无人机装置工作中，所述飞控计算机实时获取无人机姿态信息并将其与所述n组配平姿态曲线数据进行比较，根据比较结果确定所述控制器所采用的控制参数，其中，n大于等于2。
[0016]进一步地，所述飞控计算机实时获取无人机姿态信息并将其与所述n组配平姿态曲线数据进行比较，根据比较结果确定所述控制器所采用的控制参数，包括：
[0017]S1、将实时获取的无人机姿态信息与n组配平姿态曲线数据进行比较以获取n组配平姿态曲线数据对应的n个相似度；
[0018]S2、判断n个相似度中的最大值是否大于预设阈值，若是，则转至S3；若否，则转至S4；
[0019]S3、确定相似度最大值的配平姿态曲线数据对应的一组控制参数作为控制器的控制参数；
[0020]S4、确定控制器采用强风下降控制参数；
[0021]S5、迭代S1～S4，直至工作结束。
[0022]进一步地，步骤S3和S4中，两组控制参数切换过程中，控制信号采用指数衰减的方式从当前控制参数下控制器的输出渐变到待切换控制参数下控制器的输出。
[0023]进一步地，所述控制器包括内环路姿态控制系统和外环路速度控制系统，所述内环路姿态控制系统用于控制无人机的偏航、俯仰、滚转姿态，所述外环路速度控制系统用于控制无人机的速度，内环路姿态控制系统和外环路速度控制系统均采用典型的PID反馈控制器；所述控制参数包括PID控制器的比例、积分和微分系数。
[0024]根据另一方面，提供一种太阳能光伏板自主清洗维护系统，所述系统包括多个上述的无人机装置，所述系统还包括地面站系统，所述地面站系统包括任务需求模块、任务分
配及路径规划模块、控制模块、设备状态模块和太阳能光伏板检测模块，所述任务需求模块用于选取需要清洗的太阳能光伏板；所述任务分配及路径规划模块用于制定各个无人机装置的飞行轨迹；所述控制模块用于指定无人机的飞行速度上限和清洁方案，其中所述清洁方案决定了是否喷洒清洁剂、使用拂尘和刮板以及清洁的顺序；
[0025]所述设备状态模块用于监督查看无人机组的状态；所述太阳能光伏板监测模块用于监督查看太阳能光伏板的状态。
[0026]与现有技术相比，本专利技术包括以下有益效果：
[0027]1)通过设计无人机装置包括清洁组件，清洗组件中的刮板、第一驱动部、供液装置、多个出液组件以及多个拂尘组件和多个万向轮组件相配合，由此能够减少无人机电能的消耗，依靠自身重量增加清洁力度，同时避免无人机高度控制的精确性要求；解决了现有无人机悬浮空中的清洗方式会消耗大量的电能，清洗的力度不足，对于无人机高度控制的精确性要求较高的技术问题；
[0028]2)通过将无人机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置，其特征在于，所述装置包括：无人机本体；支架；清洗组件，所述清洗组件包括底座、刮板、第一驱动部、供液装置、多个出液组件以及一一对应设置的多个拂尘组件、多个万向轮组件和多个固定连接轴，其中，所述底座的第一面通过所述支架与无人机本体连接，所述刮板与所述底座的一侧可转动连接，所述第一驱动部设置在所述底座内，所述第一驱动部用于驱动所述刮板旋转，其中，刮板工作时，所述第一驱动部驱动刮板旋转至与底座相垂直的状态，刮板不工作时，所述第一驱动部驱动刮板旋转至与相平行的状态；任意固定连接轴的一端与所述底座的与第一面相背设置的第二面固定连接，多个固定连接轴间隔分布，任意拂尘组件套设在相对应的固定连接轴上且与所述固定连接轴可转动连接，所述拂尘组件用于对太阳能光伏板上表面进行清扫，任意所述万向轮组件与相对应的固定连接轴的另一端连接，所述无人机本体通过所述万向轮组件实现在太阳能光伏板上的移动；多个出液组件均设置在所述底座的第二面上并均与供液装置连接，所述供液装置中存储有清洁剂和水源，在进行太阳能光伏板清洗和维护时，所述无人机装置通过所述出液组件向太阳能光伏板喷洒清洁剂和/或水。2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置，其特征在于，所述拂尘组件包括环形拂尘器、齿轮、齿轮的连杆、第二驱动部和多个棉质布条，多个棉质布条沿环形拂尘器的周缘设置且与所述环形拂尘器可拆卸连接，所述环形拂尘器套设在所述固定连接轴上，所述齿轮与所述齿轮的连杆相连接，所述齿轮设置在所述环形拂尘器的内侧，所述齿轮的连杆还设置在所述固定连接轴上，所述第二驱动部设置在所述固定连接轴上，所述第二驱动部驱动所述齿轮的连杆转动，齿轮的连杆和齿轮相配合带动所述拂尘器转动。3.根据权利要求2所述的一种太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置，其特征在于，所述万向轮组件包括有驱动万向轮、第三驱动部和万向轮连接轴，所述万向轮连接轴与所述固定连接轴的另一端连接，所述第三驱动部设置在所述万向轮连接轴上，所述有驱动万向轮还与所述万向轮连接轴连接，所述第三驱动部用于驱动所述有驱动万向轮。4.根据权利要求3所述的一种太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置，其特征在于，所述供液装置为清洗车；所述出液组件包括可调节软质喷水管头和软管，所述可调节软质喷水管头固定在所述底座的第二面上，所述可调节软质喷水管头通过所述软管与所述清洗车相连通。5.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏板自主清洗维护无人机装置，其特征在于，所述无人机本体包括多旋翼无人机。6.根据权利要求5所述的一种太阳能光伏板自主清洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨婷，侯铮，李阳，
申请(专利权)人：北京空天技术研究所，
类型：发明
国别省市：