本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能光伏電池連排清掃機器人。

背景技術(shù)：

目前，新能源已普遍應(yīng)用在人們的日常生活中，太陽能光伏電池作為全球普及的綠色能源已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。太陽能光伏電池組的構(gòu)成，一般在垂直方向為1-7層，地平面上為橫向排列2-22列，用支架固定在底座上。太陽能光伏電池多用于戶外，長時間的戶外作業(yè)使太陽能光伏電池上會蒙上很多灰塵，此時電能轉(zhuǎn)換率就會下降30％-40％，如果長期不進行清理，太陽能光伏電池就不能保持足夠的電量，以至于被頻繁充電，從而導(dǎo)致其壽命縮短，影響其發(fā)電率。

針對上述情況，在太陽能光伏電池使用過程中，需要對太陽能光伏電池定期清潔，以保證其在使用過程中保持最佳工作狀態(tài)。目前對于太陽能光伏電池的清掃主要有兩種方式，一種是人工清掃，一種是智能機器人清掃。人工清掃費時費力，間隔時間長，且隨著人力成本提升，大量采用人工清掃會導(dǎo)致發(fā)電成本增加；目前的機器人清掃技術(shù)沒有考慮到兩個太陽能光伏電池組之間的高程方向差(高低差)或水平方向差(前后差)，無法實現(xiàn)連排清掃。

鑒于上述原因，迫切需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽能光伏電池組的連排清掃的機器人。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何實現(xiàn)對太陽能光伏電池組的連排清掃。為此，本發(fā)明提出一種太陽能光伏電池連排清掃機器人，可充分地消除由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷導(dǎo)致的一個或多個問題。

本發(fā)明另外的優(yōu)點、目的和特性，一部分將在下面的說明書中得到闡明，而另一部分對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過對下面的說明的考察將是明顯的或從本發(fā)明的實施中學(xué)到。通過在文字的說明書和權(quán)利要求書及附圖中特別地指出的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)和獲得本發(fā)明目的和優(yōu)點。

本發(fā)明提供了一種太陽能光伏電池連排清掃機器人，其中，太陽能光伏電池組為多個，兩個相鄰的電池組之間存在三種跨連接方式：高程方向差(高低差)跨連接方式、水平方向差(前后差)跨連接方式、不存在高程和水平方向差的無差跨連接方式；在兩組相鄰的太陽能光伏電池組之間的間隔空擋安裝上軌道梁和下軌道梁，上軌道梁連接光伏電池組的上側(cè)邊，下軌道梁連接光伏電池組的下側(cè)邊；其特征在于，所述清掃機器人包括上橫梁和下橫梁，所述上橫梁上安裝有上正面驅(qū)動輪、上側(cè)邊驅(qū)動輪和上背面定位輪，所述下橫梁上安裝有下正面驅(qū)動輪和下背面定位輪，其中，上正面驅(qū)動輪和下正面驅(qū)動輪與光伏電池板的正面相夾持，上側(cè)邊驅(qū)動輪與光伏電池板的上側(cè)面相夾持，上背面定位輪和下背面定位輪與光伏電池板的背面相夾持；

當(dāng)所述清掃機器人通過上述三種連接方式的兩組相鄰的太陽能光伏電池組之間的空擋間隔時，上橫梁通過安裝在其上的上正面驅(qū)動輪、上側(cè)邊驅(qū)動輪和上背面定位輪與上軌道梁夾持，下橫梁通過安裝在其上的下正面驅(qū)動輪和下背面定位輪與下軌道梁夾持；進一步的，

當(dāng)所述清掃機器人通過存在高程差的兩組相鄰的太陽能光伏電池組之間的空擋間隔時，上軌道梁與電池組上側(cè)邊和下軌道梁與電池組下側(cè)邊的夾角α的角度相同；所述清掃機器人的立柱和上橫梁之間通過上橫梁轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)連接，立柱和下橫梁之間通過下橫梁轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)連接，并且所述上橫梁和下橫梁能同時分別以上橫梁轉(zhuǎn)軸和下橫梁轉(zhuǎn)軸為軸旋轉(zhuǎn)角度α；

當(dāng)所述清掃機器人通過存在水平方向差的兩組相鄰的太陽能光伏電池組之間的空擋間隔時，上軌道梁與電池組上側(cè)邊和下軌道梁與電池組下側(cè)邊的夾角β的角度相同；所述上橫梁和下橫梁能同時分別以清掃機器人的立柱為軸旋轉(zhuǎn)角度β，從而以整體水平偏轉(zhuǎn)的方式通過所述上軌道梁和下軌道梁。

優(yōu)選的，所述上軌道梁和下軌道梁為防滑軌道梁，并且在所述防滑軌道梁上設(shè)有凸邊孔，所述凸邊孔的邊緣銳利，且為穿通所述防滑軌道梁的通孔。

優(yōu)選的，在所述上軌道梁的兩面均設(shè)有凸邊孔，而僅在下軌道梁的一面設(shè)有凸邊孔。

優(yōu)選的，所述清掃機器人還包括電動機和傳動元件，所述電動機通過傳動元件帶動安裝在所述上橫梁和下橫梁上的各個驅(qū)動輪。

優(yōu)選的，立柱重力通過立柱座夾緊臂軸施加到夾緊臂上，使得夾緊臂產(chǎn)生一個扭矩，把下定位輪向上壓緊到所述下防滑軌道梁的底面。

優(yōu)選的，所述清掃機器人采用無水清掃方式，部分沙塵被旋轉(zhuǎn)的清掃刷揚起后隨氣流帶走，部分沙塵被趕向前并在電池組連接間隙漏出到電池板的背面，部分沙塵在清掃機器人越過兩個光伏電池組之間的間隙時被推出到光伏電池板外。

優(yōu)選的，所述清掃機器人還包括超聲波水霧吹彌系統(tǒng)，所述超聲波水霧吹彌系統(tǒng)包括：

水箱，其用于裝載霧化浸潤用水；

超聲波霧化器，其用于通過壓電器件的震動，將水霧化；

風(fēng)機，其用于輸送和吹彌霧化水；

流量均衡管，其用于使霧化水汽均勻地分布在光伏電池表面；

多個擴散罩，其用于對霧化水汽進行引導(dǎo)并擴散到光伏電池表面。

優(yōu)選的，不間斷逆變供電器從本地光伏電池板的匯流接線盒或者電網(wǎng)下行供電電源取電，通過拖行電纜向清掃機器人供電；另外，所述不間斷逆變供電器位于被清掃的聯(lián)排太陽能光伏電池組的中間位置，并且所述不間斷逆變供電器帶有后備電池。

優(yōu)選的，所述清掃機器人還包括用于連接立柱和上下橫梁的平面滑動連接裝置，所述平面滑動連接裝置包括螺栓和螺母，在螺栓和螺母之間依次設(shè)有上墊圈、上滑蓋、聚四氟乙烯平板、下滑砧和下墊圈1109。

優(yōu)選的，在立柱的下方加入了立柱轉(zhuǎn)向節(jié)，所述立柱轉(zhuǎn)向節(jié)由第一轉(zhuǎn)向軸上支架板、第二轉(zhuǎn)向軸上支架板、第一轉(zhuǎn)向軸下支架板、第二轉(zhuǎn)向軸下支架板和立柱轉(zhuǎn)向節(jié)軸構(gòu)成。

本發(fā)明還提出了一種控制上述太陽能光伏電池連排清掃機器人的分布式控制系統(tǒng)，該分布式控制系統(tǒng)包括光伏電池組連排清掃機器人調(diào)度控制站和附著于光伏電池組設(shè)備上的本地控制站，其中所述調(diào)度控制站和本地控制站通過物聯(lián)網(wǎng)進行無線數(shù)據(jù)通信。

本發(fā)明提出的太陽能光伏電池連排清掃機器人能夠?qū)Υ嬖诟叱滩詈退椒较虿畹奶柲芄夥姵馗咝У剡M行連排清掃，并且實現(xiàn)了無水清掃，結(jié)構(gòu)簡單、造價低，易于實現(xiàn)，具有較高的實際應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1A為根據(jù)本發(fā)明實施例的、太陽能光伏電池連排清掃機器人的總方案的正視圖。

圖1B為根據(jù)本發(fā)明實施例的、太陽能光伏電池連排清掃機器人的總方案的俯視圖。

圖1C為根據(jù)本發(fā)明實施例的、跨越式太陽能光伏電池連排清掃機器人的右側(cè)視圖。

圖2A為根據(jù)本發(fā)明實施例的、太陽能光伏電池連排清掃機器人通過無差跨連接時的正視圖。

圖2B為根據(jù)本發(fā)明實施例的、太陽能光伏電池連排清掃機器人通過無差跨連接時的俯視圖。

圖2C為根據(jù)本發(fā)明實施例的、通過無差跨連接的跨越式太陽能光伏電池連排清掃機器人的右側(cè)視圖。

圖3A為根據(jù)本發(fā)明實施例的、太陽能光伏電池連排清掃機器人通過高程差跨連接時的正視圖。

圖3B為根據(jù)本發(fā)明實施例的、太陽能光伏電池連排清掃機器人通過高程差跨連接時的俯視圖。

圖3C為根據(jù)本發(fā)明實施例的、通過高程差跨連接的跨越式太陽能光伏電池連排清掃機器人的右側(cè)視圖。

圖4A為根據(jù)本發(fā)明實施例的、太陽能光伏電池連排清掃機器人通過水平方向差跨連接時的正視圖。

圖4B為根據(jù)本發(fā)明實施例的、太陽能光伏電池連排清掃機器人通過水平方向差跨連接時的俯視圖。

圖4C為根據(jù)本發(fā)明實施例的、通過水平方向差跨連接的跨越式太陽能光伏電池連排清掃機器人的右側(cè)視圖。

圖5A為根據(jù)本發(fā)明實施例的、防滑軌道梁的原理圖。

圖5B為根據(jù)本發(fā)明實施例的、上防滑軌道梁的原理圖。

圖5C為根據(jù)本發(fā)明實施例的、下防滑軌道梁的原理圖。

圖5D-5F示出了凸邊空的細節(jié)結(jié)構(gòu)圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的、驅(qū)動輪和下軌道梁的自適應(yīng)重力夾緊方式的示意圖。

圖7A為根據(jù)本發(fā)明實施例的、無水清掃方式的原理示意圖。

圖7B-7D為無水清掃沙塵的具體示意圖。

圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的、包括超聲波水霧吹彌系統(tǒng)的跨越式太陽能光伏電池連排清掃機器人的右側(cè)視圖。

圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的、利用本地光伏電池對清掃機器人進行不間斷供電的示意圖。

圖10為根據(jù)本發(fā)明實施例的、利用電網(wǎng)下行的電能對清掃機器人進行不間斷供電的示意圖。

圖11A為根據(jù)本發(fā)明實施例的、具有平面滑動連接裝置的清掃機器人的側(cè)視圖。

圖11B為根據(jù)本發(fā)明實施例的、平面滑動連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為根據(jù)本發(fā)明實施例的立柱轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發(fā)明進行更全面的描述，其中說明本發(fā)明的示例性實施例。

如圖1A和1B所示，光伏電池組包括第一光伏電池組11、第二光伏電池組12、第三光伏電池組13，…，第N光伏電池組1N等多個電池組，其中，兩個相鄰的電池組之間存在三種跨連接方式：高程方向差(高低差)跨連接方式、水平方向差(前后差)跨連接方式、不存在高程和水平方向差的無差跨連接方式。如圖1A和1B所示，第一光伏電池組11和第二光伏電池組12之間存在高程方向差(高低差)00，第二光伏電池組12和第三光伏電池組13之間存在水平方向差(前后差)01，第三光伏電池組13和下一個相鄰的電池組之間不存在高程和水平差。需要指出的是，在第一光伏電池組11到第N光伏電池組1N之間，三種跨連接方式可以重復(fù)地、以任何順序的出現(xiàn)，本發(fā)明提出的清掃機器人10可以在存在這三種跨連接方式的光伏電池組上進行有效地清除工作。圖1C示出了跨越式太陽能光伏電池連排清掃機器人的右側(cè)視圖，下面將結(jié)合具體實施例對其作進一步的描述。

下面分別對清掃機器人10在無差跨連接方式、高程方向差(水平差)跨連接方式、水平方向差(前后差)跨連接方式這三種跨連接方式的工作進行詳細描述。

如圖2A、2B和2C所示，在機器人通過無差跨連接方式的光伏電池組的實施例中，在兩組太陽能光伏電池組之間的間隔空擋安裝上軌道梁和下軌道梁，上軌道梁連接光伏電池組的上側(cè)邊，下軌道梁連接光伏電池組的下側(cè)邊。如圖2C所示，清掃機器人10包括上橫梁和下橫梁，上橫梁上安裝有上正面驅(qū)動輪101、上側(cè)邊驅(qū)動輪103和上背面定位輪104，下橫梁上安裝有下正面驅(qū)動輪102和下背面定位輪105，其中，上正面驅(qū)動輪101和下正面驅(qū)動輪102與光伏電池板的正面相夾持，上側(cè)邊驅(qū)動輪103與光伏電池板的上側(cè)面相夾持，上背面定位輪104和下背面定位輪105與光伏電池板的背面相夾持；如上所述，清掃機器人的輪組從光伏電池板的正面、上側(cè)面和背面夾持、引導(dǎo)和驅(qū)動機器人附著在電池板上下邊上行走。當(dāng)清掃機器人通過兩組光伏板的空檔間隔時，上橫梁通過安裝在其上的上正面驅(qū)動輪101、上側(cè)邊驅(qū)動輪103和上背面定位輪104與上軌道梁夾持，下橫梁通過安裝在其上的下正面驅(qū)動輪102和下背面定位輪105與下軌道梁夾持，通過上下兩側(cè)的軌道梁到達對面的光伏電池板。

如圖3A、3B和3C所示，在機器人通過高程差跨連接方式的光伏電池組的實施例中，與通過無差跨連接的方式相同，在兩組太陽能光伏電池組之間的間隔空擋安裝上軌道梁31和下軌道梁32，上軌道梁31連接光伏電池組的上側(cè)邊，下軌道梁32連接光伏電池組的下側(cè)邊。上軌道梁31與電池組上側(cè)邊和下軌道梁32與電池組下側(cè)邊的夾角α角度相同：

其中，如圖3A所示，H為兩組相鄰的電池組之間的高程方向差，L為兩組相鄰的電池組之間的間隔距離。

如圖3C所示，清掃機器人的結(jié)構(gòu)與圖2C所示的結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。

安裝在清掃機器人上橫梁33和下橫梁34上的輪組完成夾持、引導(dǎo)和驅(qū)動機器人附著在電池板上下側(cè)邊緣和軌道梁邊上行走。

上橫梁33和上軌道梁31的夾持方式：由于電池組的安裝和地面有一個適應(yīng)陽光照射的角度，清掃機器人附著在其上面運行時，就有一個角度，使得機器人的重力分為兩個部分：包括通過壓到電池板組的上側(cè)邊的重力的部分分力和通過上正面驅(qū)動輪101壓到電池板組正面的重力的部分分力。在電池板組的背面，還有一個在正常情況下不受力的上背面定位輪104，只在發(fā)生清掃機器人受到意外的向上的脫離力時起到限位作用。

由上側(cè)邊驅(qū)動輪103、上正面驅(qū)動輪101、上背面定位輪104限定的一維動作空間，保證上橫梁33只能在經(jīng)過軌道梁連接的光伏電池上邊緣行走。

下橫梁34和下軌道梁32的夾持方式：同樣，由于電池組的安裝和地面有一個適應(yīng)陽光照射的角度，清掃機器人附著在其上面運行時，就有一個角度，使得機器人的重力分為兩個部分：其中和電池板組平面平行的力，已經(jīng)作用被上橫梁33的上側(cè)邊驅(qū)動輪103所平衡，另一個分力垂直于光伏電池組的平面，由下正面驅(qū)動輪102承擔(dān)。在電池板組的背面，還有一個在正常情況下不受力的上背面定位輪104，只在發(fā)生清掃機器人受到意外的向上的脫離力時起到限位作用。

由上側(cè)邊驅(qū)動輪103、下正面驅(qū)動輪102、下背面定位輪105限定的一維動作空間，保證下橫梁34只能在經(jīng)過軌道梁連接的光伏電池下邊緣行走。

清掃機器人還包括電動機和傳動元件(未示出)，在上橫梁33和下橫梁34上所有受到分力作用的驅(qū)動輪，都由電動機通過傳動元件帶動，可以前進和后退。

本發(fā)明提供的清掃機器人在通過高程差時可以進行坡度適應(yīng)：

如圖3A所示，清掃機器人還包括立柱37，立柱37和上橫梁33之間通過上橫梁轉(zhuǎn)軸35可旋轉(zhuǎn)連接，立柱37和下橫梁34之間通過下橫梁轉(zhuǎn)軸36可旋轉(zhuǎn)連接。

兩組具有高程方向差(高低差)的光伏電池板組時，上下橫梁能同時以上橫梁轉(zhuǎn)軸35和下橫梁轉(zhuǎn)軸36為軸旋轉(zhuǎn)一個角度，這個角度和高程方向差(高低差)所形成的角度α相同，以保證輪組對連接軌道梁的夾持強度和驅(qū)動輪的附著力。

如圖4A、4B和4C所示，在機器人通過水平方向差跨連接方式的光伏電池組的實施例中，與通過無差跨連接的方式相同，在兩組太陽能光伏電池組之間的間隔空擋安裝上軌道梁31和下軌道梁32，上軌道梁31連接光伏電池組的上側(cè)邊，下軌道梁32連接光伏電池組的下側(cè)邊。

由于兩個光伏電池組的水平前后位置不同，有前后距離差D，因此軌道梁在平面上的夾角為β。

上軌道梁31與電池組上側(cè)邊和下軌道梁32與電池組下側(cè)邊的夾角β的角度相同，同為：

其中，D為兩組相鄰的電池組之間的水平方向差，L為兩組相鄰的電池組之間的間隔距離。

如圖4C所示，清掃機器人的結(jié)構(gòu)與圖2C所示的結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。

安裝在清掃機器人上橫梁33和下橫梁34上的輪組完成夾持、引導(dǎo)和驅(qū)動機器人附著在電池板上下側(cè)邊緣和軌道梁邊上行走。

上橫梁33和上軌道梁31的夾持方式：由于電池組的安裝和地面有一個適應(yīng)陽光照射的角度，清掃機器人附著在其上面運行時，就有一個角度，使得機器人的重力分為兩個部分：包括通過壓到電池板組的上側(cè)邊的重力的部分分力和通過上正面驅(qū)動輪101壓到電池板組正面的重力的部分分力。在電池板組的背面，還有一個在正常情況下不受力的上背面定位輪104，只在發(fā)生清掃機器人受到意外的向上的脫離力時起到限位作用。

由上側(cè)邊驅(qū)動輪103、上正面驅(qū)動輪101、上背面定位輪104限定的一維動作空間，保證上橫梁33只能在經(jīng)過軌道梁連接的光伏電池上邊緣行走。

下橫梁34和下軌道梁32的夾持方式：同樣，由于電池組的安裝和地面有一個適應(yīng)陽光照射的角度，清掃機器人附著在其上面運行時，就有一個角度，使得機器人的重力分為兩個部分：其中和電池板組平面平行的力，已經(jīng)作用被上橫梁33的上側(cè)邊驅(qū)動輪103所平衡，另一個分力垂直于光伏電池組的平面，由下正面驅(qū)動輪102承擔(dān)。在電池板組的背面，還有一個在正常情況下不受力的上背面定位輪104，只在發(fā)生清掃機器人受到意外的向上的脫離力時起到限位作用。

由上側(cè)邊驅(qū)動輪103、下正面驅(qū)動輪102、下背面定位輪105限定的一維動作空間，保證下橫梁34只能在經(jīng)過軌道梁連接的光伏電池下邊緣行走。

清掃機器人還包括電動機和傳動元件(未示出)，在上橫梁33和下橫梁34上所有受到分力作用的驅(qū)動輪，都由電動機通過傳動元件帶動，可以前進和后退。

本發(fā)明提供的清掃機器人在通過水平方向差時可以進行彎道適應(yīng)：

清掃機器人在通過兩組具有水平方向差(前后差)的光伏電池板組時，上下橫梁能同時以清掃機器人的立柱37為軸旋轉(zhuǎn)一個角度，這個角度和水平方向差(前后差)所形成的角度β相同，從而以整體水平偏轉(zhuǎn)的方式通過所述上軌道梁和下軌道梁。

作為優(yōu)選的實施例，本發(fā)明采用的上下軌道梁為防滑軌道梁，下面對防滑軌道梁作進一步的說明。

如圖5A所示，上防滑軌道梁51在機器人的上方，不但有對電池組正面的壓力，還有對電池組側(cè)面的壓力，因此，上防滑軌道梁51的兩面都設(shè)有防滑凸邊孔50。

下防滑軌道梁52在機器人的下方，只有對電池組正面的壓力，因此，下防滑軌道梁52只有這一面設(shè)有防滑凸邊孔。

具體的，如圖5B和5C所示，其中，在上防滑軌道梁的兩面都設(shè)有防滑凸邊孔50，在下防滑軌道梁的一面設(shè)有防滑凸邊孔，圖中的53為沖防滑孔的翻邊，54為電池板的側(cè)面，55為光伏電池板的內(nèi)徑，56為上橫梁光伏板側(cè)驅(qū)動輪的寬度。

如圖5D-5F所示，凸邊孔凸起的邊緣銳利，可以切入較軟的聚氨酯材料制作的驅(qū)動輪。并且，凸邊孔為穿通防滑軌道梁的鋼板的通孔，沙塵和冰雪不會在孔中留存，可以防止填滿孔內(nèi)腔后變平，失去防滑作用。

作為優(yōu)選的實施例，本發(fā)明提供的清掃機器人的驅(qū)動輪和下軌道梁可以自適應(yīng)重力夾緊，機器人下橫梁通過自適應(yīng)重力夾緊方式增加驅(qū)動輪的摩擦力。

根據(jù)該實施例，立柱重力Pz通過立柱座立柱座夾緊臂軸施加到夾緊臂上，使得夾緊臂產(chǎn)生一個扭矩，把下定位輪向上壓緊到下軌道梁的底面。具體的，如圖6所示，安裝在清掃機器人的立柱上的旋轉(zhuǎn)清掃刷裝置的重力Pz沿方向60通過立柱座夾緊臂軸62，63分別傳遞到左右兩個夾緊臂64，65上，從而產(chǎn)生沿方向61的夾緊臂的壓力，夾緊臂受到夾緊臂的壓力的作用帶動下定位輪106向上方移動，直到頂?shù)较萝壍懒?2的底面，并和上方的驅(qū)動輪102形成夾持力，為下橫梁的驅(qū)動輪102增加摩擦力，減少打滑。采用這種方式通過驅(qū)動輪和下定位輪產(chǎn)生的對導(dǎo)軌梁的夾緊力是設(shè)備自身重量產(chǎn)生的，能夠自動調(diào)節(jié)驅(qū)動輪在運行過程中的摩擦力?？墒∪ナ褂脧椈蓙懋a(chǎn)生夾緊力，同時也避免了彈簧在長期使用中的金屬疲勞問題。

圖6中的68表示驅(qū)動輪的重力方向，69表示夾緊力Fj的方向，a表示立柱力臂，b表示夾緊力臂，其中，夾緊力Fj由夾緊臂以夾緊臂軸67為支點分在兩邊的力臂長度之比確定，其中，

平衡關(guān)系：0.5a·Pz＝b·Fj

調(diào)整夾緊力的比例關(guān)系：

在夾緊臂向上的方向設(shè)有可調(diào)限位器66，限定夾緊行程的最高位置，防止在通過較大間隙時限位輪掉入空隙中。

作為優(yōu)選的實施例，本發(fā)明采用無水清掃方式，如圖7A所示，其中，71表示光伏電池組之間的安裝間隙，72表示光伏電池組的邊緣。如圖7B-7D所示，70表示光伏電池組，73為清掃機器人的運動方向，其中，如圖7B所示，部分沙塵如箭頭74所示的被趕向前，部分沙塵如箭頭75所示的被旋轉(zhuǎn)的清掃刷揚起后隨氣流帶走。如圖7C所示，部分沙塵被趕向前，并如箭頭76所示的在電池組連接間隙漏出到電池板的背面。如圖7D所示，部分沙塵在清掃機器人越過兩個光伏電池組之間的間隙時，如箭頭77所示的被推出到光伏電池板外。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的清掃機器人還包括超聲波水霧吹彌系統(tǒng)。由于雨點落在光伏電池的表面，對沙塵有沾粘作用，形成混有沙塵的水漬斑。由于雨滴和空氣中的塵土混合后落在電池板表面干燥后凝結(jié)的雨斑沾和力較強，由于機器人采用旋轉(zhuǎn)刷無水清掃方式，需要對雨斑在進行清掃時加水霧濕潤，進行軟化后完全清除。

本發(fā)明采用超聲波水霧吹彌裝置通過超聲波霧化器形成的微小水珠，通過均衡管，均勻地輸送到擴散罩，噴射到電池的表面，軟化水漬，再由清掃刷掃除。

為了實現(xiàn)對雨斑的清掃，清掃機器人10還包括超聲波水霧吹彌系統(tǒng)。如圖8所示，所述超聲波水霧吹彌系統(tǒng)包括：水箱B1，其用于裝載霧化浸潤用水；超聲波霧化器CF1，其用于通過壓電器件的震動，將水霧化；風(fēng)機W1，其用于輸送和吹彌霧化水；流量均衡管JH1，其用于使霧化水汽均勻地分布在光伏電池表面；多個擴散罩KS1～KS4，其用于對霧化水汽進行引導(dǎo)并擴散到光伏電池表面。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的清掃機器人有以下兩種不間斷供電方式：

(1)本地光伏電池供電：如圖9所示，不間斷逆變供電器UPS 91直接從本地光伏電池板的匯流接線盒92取電，通過拖行電纜93向清掃機器人供電，其中，本地光伏電池板為被清掃的或其他的太陽能光伏電池板。不間斷逆變供電器UPS 91的輸入電壓為直流200v～800v，輸出電壓為交流220V。

(2)電網(wǎng)下行供電：如圖10所示，不間斷逆變供電器UPS 91從電網(wǎng)下行供電電源1001取電，通過拖行電纜93向清掃機器人供電。不間斷逆變供電器UPS 91的輸入電壓為交流160v～160v。

在上述兩種供電方式中，拖行電纜93雙向拖行，雙向等長；UPS帶有后備電池，能夠保證在清掃過程中發(fā)生光伏電池或者電網(wǎng)停電時，使得清掃機器人能夠行駛到預(yù)定的停車位置。另外，將不間斷逆變供電器UPS 91設(shè)置在被清掃的聯(lián)排太陽能光伏電池組的中間位置，使得向兩側(cè)的終端位置的供電距離為最短。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，清掃機器人還包括平面滑動連接裝置。由于機器人的上橫梁和下橫梁在通過連接具有高低差的軌道梁時要相對立柱偏轉(zhuǎn)一個和坡度相同的角度，使得所有的驅(qū)動輪都能有效接觸軌道梁；同時，在機器人的行走過程中，由于上下梁的速度和行程誤差，出現(xiàn)上下梁的行程不同步，也要通過立柱的傾斜來適應(yīng)這種誤差，并通過這種傾斜度來測量行程差后進行自動調(diào)整。

因此在上橫梁、下橫梁與立柱的結(jié)合處，設(shè)置有平面滑動連接裝置。如圖11A所示，1101表示平面滑動連接裝置在清掃機器人10中的位置。

所述平面滑動連接裝置用于連接立柱37和上下橫梁，如圖11B所示，圖11B的左側(cè)示出的是下滑動連接1103，右側(cè)示出的是上滑動連接1104。所述平面滑動連接裝置包括螺栓1105和螺母1106，在螺栓和螺母之間依次設(shè)有上墊圈1107、上滑蓋1111、聚四氟乙烯平板1108、下滑砧1112和下墊圈1109。

這種平面滑動連接裝置適應(yīng)于低速、小轉(zhuǎn)角變化、平面接觸適應(yīng)于大徑向扭轉(zhuǎn)力、自潤滑、自清潔的工作方式。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，還提出了驅(qū)動輪自適應(yīng)附著調(diào)節(jié)的方式。下面的兩種情況會造成清掃機器人的對角懸空：(1)由于立柱扭轉(zhuǎn)造成的驅(qū)動輪對角懸空。立柱通過夾持件將上下橫梁固定在一個整體內(nèi)。如果立柱有扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，上下橫梁和四個驅(qū)動輪也就不在一個平面內(nèi)，在運行中不能保證四個驅(qū)動輪全部附著在電池板邊緣或防滑軌道梁上。這種情況會引起清掃機器人的四個驅(qū)動輪發(fā)生對角翹起脫離軌道的問題。(2)由于行走的電池板邊緣和導(dǎo)軌不在同平面中造成的驅(qū)動輪對角懸空。立柱通過固定的夾緊將上下橫梁基本固定在一個平面內(nèi)，但光伏電池板的安裝和使用過程中不一定能達到和保持平穩(wěn)，不在一個平面內(nèi)，造成四個驅(qū)動輪不能附著在電池板邊緣或防滑軌道梁上。同時，跨越式清掃機器人在通過防滑導(dǎo)軌梁時，由于高程和前后位置差，通過的路徑均不能保證是平整的。這種情況會發(fā)生清掃機器人的四個驅(qū)動輪發(fā)生對角翹起脫離軌道的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明在立柱的下方加入了立柱轉(zhuǎn)向節(jié)，如圖12所示，所述立柱轉(zhuǎn)向節(jié)由第一轉(zhuǎn)向軸上支架板1201、第二轉(zhuǎn)向軸上支架板1202、第一轉(zhuǎn)向軸下支架板1203、第二轉(zhuǎn)向軸下支架板1204和立柱轉(zhuǎn)向節(jié)軸1205構(gòu)成。

在立柱的下方加入立柱轉(zhuǎn)向節(jié)，使得立柱成為能夠圍繞著中軸線能夠互相轉(zhuǎn)動的兩部分，即，如圖12所示的立柱上段1206和立柱下段1207，這兩部分完全獨立，由穿過上下段內(nèi)的支架板的轉(zhuǎn)軸連接，上下段可以圍繞著立柱縱向軸線自由轉(zhuǎn)動，使得上下橫梁的驅(qū)動輪可以在行走附著在不完全平行的軌道上。在上段立柱內(nèi)設(shè)置中心有軸孔的第一轉(zhuǎn)向軸上支架板1201和第二轉(zhuǎn)向軸上支架板1202，在下段立柱內(nèi)設(shè)置中心有軸孔的第一轉(zhuǎn)向軸下支架板1203和第二轉(zhuǎn)向軸下支架板1204。

根據(jù)上述實施方案，立柱的轉(zhuǎn)向節(jié)能在上橫梁和下橫梁的驅(qū)動輪不在一個平面的時候，通過橫梁支撐力產(chǎn)生的扭矩使得立柱扭轉(zhuǎn)后，橫梁上的驅(qū)動輪即便不在一個平面內(nèi)也能穩(wěn)固地附著在軌道梁上。這也是本發(fā)明的主要改進點之一。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，還提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的控制本發(fā)明以上實施例所提出的太陽能光伏電池連排清掃機器人的分布式控制系統(tǒng)，該分布式系統(tǒng)主要包括管理清掃機器人的光伏電池組連排清掃機器人調(diào)度控制站和附著于光伏電池組設(shè)備上的清掃機器人本地控制站，其中所述調(diào)度控制站和本地控制站通過物聯(lián)網(wǎng)進行無線數(shù)據(jù)通信。

具體的，該分布式系統(tǒng)分為三級：

最高級：物聯(lián)網(wǎng)

任何與光伏電廠和清掃機器人相關(guān)的信息和控制。采用光纖、電纜或無線通信。

中間級：包括光伏電池組聯(lián)排清掃機器人調(diào)度控制站，一般可以管理1023個清掃機器人；還包括與該調(diào)度控制站連接的氣象站。

通信方式采用分布式控制的無線數(shù)據(jù)通信和/或公共網(wǎng)絡(luò)信息通信。

可以進行光伏電廠機器人系統(tǒng)控制，包括：遠程人工監(jiān)控、定時控制、智能控制、數(shù)據(jù)庫、報警處理。

氣象站與所述調(diào)度控制站進行數(shù)據(jù)通信，可以采集塵度、風(fēng)向、降雨、降雪、氣溫、照度信息，并將采集的信息傳送到所述調(diào)度控制站。

II設(shè)備級：附著于光伏電池組設(shè)備上的清掃機器人本地控制站。

通信方式采用分布式控制的無線數(shù)據(jù)通信和/或現(xiàn)場人工控制操作器數(shù)據(jù)通信。

所述清掃機器人本地控制站可以進行下述控制：上橫梁驅(qū)動控制、下橫梁驅(qū)動控制、清掃刷驅(qū)動控制、上下梁差速控制。

清掃機器人的控制模式可以包括：現(xiàn)場人工控制方式、定時工作方式以及本地智能控制模式，其中后兩種工作方式可以由清掃機器人本地控制站來完成?，F(xiàn)場人工控制包括：機器人驅(qū)動控制、上橫梁驅(qū)動控制(左行、右行)、下橫梁驅(qū)動控制(左行、右行)、清掃刷驅(qū)動控制(正傳、反轉(zhuǎn))。

另外，本文還提出了：

清掃方式的能源準則原理

根據(jù)光伏發(fā)電站所處的環(huán)境，統(tǒng)計以下數(shù)據(jù)：

每平方米太陽能光伏電池的年發(fā)電量：206.25KWh

機器人自供電光伏電池板年發(fā)電量：61.87KWh

機器人清掃一組光伏板組的耗電量：0.0875KWh

機器人自供發(fā)電量每年可清掃光伏板組次數(shù)：707次

跨越清掃系統(tǒng)的電池組數(shù)量為8組時的清掃次數(shù)：88次

目前光伏電站每年的清掃次數(shù)：一般情況下：8～12次

沙塵天氣后：可能增加12次

設(shè)計光伏電站每年的清掃次數(shù)：25次

相比較之下，機器人自身發(fā)電量可提供每年的聯(lián)排8組清掃次數(shù)88次，已有足夠的電源電量可提供。

時間準則確定的清掃方式原理

目前清掃方式的設(shè)計和制造，是按照人工按照環(huán)境情況控制或者自動定時啟動和停止。

(1)環(huán)境條件準則確定的清掃方式原理

根據(jù)光伏電池板受到塵埃覆蓋發(fā)電效率減低的情況確定清掃的方式。

(2)基于能源準則的智能清掃方式

在研發(fā)和實驗過程中，經(jīng)過對涉及到機器人工作的因素進行統(tǒng)計和歸納發(fā)現(xiàn)了全新的機器人清掃工作模式。

I.新型智能控制方式以機器人自身光伏發(fā)電產(chǎn)生的能源能夠完成清掃過程的電能消耗。

II.用機器人從太陽能光伏板取得清掃驅(qū)動能源的程度來確定機器人的運行方式的能源決定準則。

III.無時間規(guī)律的清掃用最少的能源達到光伏電池板要求的清掃效果。

IV.在基于能源準則的智能清掃方式中，處于弱關(guān)聯(lián)的環(huán)境條件和時間條件也能為增強清掃效果提供協(xié)助。

以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。