屋顶分布式光伏清洗机器人及其控制方法技术

本发明专利技术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。保证运行可靠性。保证运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
屋顶分布式光伏清洗机器人及其控制方法


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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

[0005]专利技术目的：本专利技术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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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：
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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。
[0013]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。
[0014]有益效果：本专利技术的优点是：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。
附图说明
[0015]图1为屋顶分布式光伏清洗机器人运行示意图；
[0016]图2为运行换向控制程序逻辑图；
[0017]图3为机器人本体在组件表面发生倾斜示意图；
[0018]图4为倾斜纠偏控制程序逻辑图；
[0019]图5为机器人本体在组件表面发生卡死示意图；
[0020]图6为卡死解除控制程序逻辑图；
[0021]图7为电控系统示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。
[0023]一种屋顶分布式光伏清洗机器人，如附图1所示，包括机器人本体1、定位系统2、电控系统3。屋顶分布式光伏，由若干光伏板组件5以阵列排布，形成一行一行的多行布设，行与行之间方向平行。机器人本体1以其长度方向垂直于组件的多行平行方向设置，沿一行运动，对组件表面洗刷，可实现对组件单行清洗。
[0024]还可以设置换行轨道4，以垂直于组件的多行平行方向设置，安装在屋顶上，可处于组件表面，最佳设置位置在组件的边框处(如图1中的换行轨道位置)，机器人本体1在换行轨道4上前后移动，到达与组件的某一横向行方向对应，从换行轨道上进入该横向行，对组件表面洗刷，然后返回到换行轨道上，再在换行轨道上前后移动，到达与另一横向行方向对应，换行轨道使机器人本体在组件的多行平行方向之间换行。
[0025]定位系统2包括RFID传感器21和若干的RFID标签22，RFID传感器21安装在机器人本体1上，RFID标签22提供定位标签，如图1中圆圈所示的位置，设置在每行组件的运行末端(组件横向行方向的首尾)，设置在换行轨道4上与每行组件位置对应处，实现起点、终点定位以及转向信号，RFID传感器检测到RFID标签后，反馈执行电控系统，使机器人本体执行相应的运动命令。
[0026]结合附图3所示，机器人本体1上在其四角处分别设置有一个驱动轮11，机器人本
体1通过驱动轮11在组件5表面接触行走，每个驱动轮11上分别设置倾角传感器、分别通过电机驱动。以机器人本体在换行轨道上移动的方向，可将四个驱动轮区分为左上轮111、右上轮112、左下轮113、右下轮114。
[0027]结合附图7所示，电控系统3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上的倾角传感器、电机和定位系统的RFID传感器、RFID标签，控制机器人本体自动化运行。
[0028]结合附图1、2所示，机器人本体在屋顶分布式光伏上正常运行，在组件横向行上行走，在换行轨道上前后移动，RFID传感器实时判断是否感应到RFID标签，如果感应到RFID标签的定位，根据电控系统在存储模块中记载的运行换向控制基本的程序逻辑，决定并执行运动指令，可进行左移、右移、前移、后移、停止的运动控制，从而实现机器人本体在组件方阵、换行导轨上的左移、右移、前移、后移，实现了四向运动的功能。未感应到RFID标签，机器人本体默认是运行状态。
[0029]以设置有换行轨道可实现自动换行的情况，来阐述具体运行过程：机器人本体从起始位出发，开始第一行组件的清洗，在RFID传感器感应到第一行组件末端的RFID标签后，设备开始返回，到换行轨道上感应到下一个RFID标签后，开始实现后移的动作，感应到第二行组件起始的RFID标签后，设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪达坤，丁林，徐鹏贺，
申请(专利权)人：中节能太阳能科技镇江有限公司，
类型：发明
国别省市：