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CN111452805B - 一种光伏组件清扫装置故障救援机器人 - Google Patents

一种光伏组件清扫装置故障救援机器人 Download PDF

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CN111452805B CN202010398164.XA CN202010398164A CN111452805B CN 111452805 B CN111452805 B CN 111452805B CN 202010398164 A CN202010398164 A CN 202010398164A CN 111452805 B CN111452805 B CN 111452805B
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Abstract

本发明公开了一种光伏组件清扫装置故障救援机器人，包括救援机器人车体、救援机器人行走机构、救援机器人驱动装置和环形牵引锁止机构，救援机器人车体为长方体结构，救援机器人车体一端端面装有超声波测距传感器、摄像头和环形牵引锁止机构，救援机器人车体另一端端面装有救援机器人接近开关，救援机器人下表面安装有红外传感器阵列，救援机器人内部装有救援机器人控制盒、救援机器人电池及救援机器人驱动装置，该发明结构合理，通过该救援机器人，可将发生故障的清扫装置从故障位置牵引至光伏组件边缘，方便运维人员进行维护工作，解决了故障地点现场维修施工困难、危险性高、维护效率低的难题。

Description

一种光伏组件清扫装置故障救援机器人
技术领域
本发明涉及光伏组件运维机器人技术领域，具体为一种光伏组件清扫装置故障救援机器人。
背景技术
为提高光伏电站的运维效率，自动化清扫装置逐步应用于电站的日常清洁维护。对于鱼塘和滩涂等特殊安装环境，清扫装置一旦发生故障，只能由运维管理人员通过小船和长梯等工具涉水前往故障机器人所在地点，现场对机器人进行故障检查和维修。由于故障清扫装置常位于水面以上一定的高度，并与水面成一定的倾角，现场检修工作难度大、效率低、危险性高，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏组件清扫装置故障救援机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光伏组件清扫装置故障救援机器人，换行轨道铺设于每排光伏组件一侧边缘位置，所述光伏组件上均设置有清扫装置，所述换行轨道上活动设置有摆渡车，救援机器人活动设置于摆渡车上，所述换行轨道一端还设置有停止位，所述救援机器人包括救援机器人车体、救援机器人行走机构、救援机器人驱动装置和环形牵引锁止机构，所述救援机器人车体为长方体结构，所述救援机器人车体一端端面装有超声波测距传感器、摄像头和环形牵引锁止机构，所述救援机器人车体另一端端面装有救援机器人接近开关，所述救援机器人下表面安装有红外传感器阵列，所述救援机器人内部装有救援机器人控制盒、救援机器人电池及救援机器人驱动装置。
优选的，所述救援机器人行走机构采用履带式结构，所述救援机器人行走机构由履带和同步行走轮构成，所述同步行走轮对称安装于救援机器人车体两侧并由救援机器人驱动装置进行单边独立驱动。
优选的，所述救援机器人驱动装置安装于救援机器人车体内部上下边缘并在救援机器人车体内成对称布置，所述救援机器人驱动装置包括行走驱动电机、直角减速器、主动双链轮、从动链轮及同步链条，所述直角减速器一端安装有行走驱动电机，所述直角减速器另一端安装有主动双链轮，所述从动链轮与车体外侧同步行走轮相固定，所述从动链轮与主动双链轮之间通过同步链条相连。
优选的，所述机器人环形牵引锁止机构包括环形锁芯导向环、环形牵引锁芯和锁止电动推杆，所述环形锁芯导向环固定安装于救援车车体一端端面，所述环形锁芯导向环中间为开口设计且内部活动安装有环形牵引锁芯，所述环形牵引锁芯一端铰接于锁止电动推杆，所述环形牵引锁芯另一端在锁止电动推杆推动下沿环形锁芯导向环内部自由滑动以闭合环形锁芯导向环开口。
优选的，所述清扫装置一侧设置有清扫装置牵引环，所述清扫装置牵引环与环形牵引锁芯相配合。
优选的，其使用方法包括以下步骤：
步骤一：清扫装置发生故障无法移动时向摆渡车发送所处光伏组件位置信息；
步骤二：摆渡车接收到故障清扫装置位置信息后，搭载救援机器人沿换行轨道从位于换行轨道一端的停止位出发，前往该排光伏组件；
步骤三：在摆渡车行进过程中，通过定位传感器判断该排组件是否为故障清扫装置所处排组件；
步骤四：若该排组件非故障清洁装置所处排组件，则摆渡车继续前往下排组件；若该排组件为故障清洁装置所处排组件，则摆渡车减缓行进速度，与该排组件对齐；
步骤五：救援机器人启动运行，从摆渡车登上光伏组件；
步骤六：救援机器人通过红外传感器阵列判断组件中线位置，沿组件中线行进，前往故障清扫装置所处位置；
步骤七：救援机器人行进过程中，通过超声波测距传感器和摄像头实时检测和观察前方障碍物，当救援机器人运行至距故障清扫装置一定距离时，救援车机器人停止运动；
步骤八：救援机器人环形牵引锁止机构动作，锁止电动推杆伸缩，推动环形牵引锁芯与清扫装置牵引环闭合，将救援机器人与故障清扫装置相连接；
步骤九：救援机器人反向启动运行，牵引故障清扫装置至该排光伏组件边缘；
步骤十：救援机器人返回过程中，当接近开关感应到摆渡车时，救援机器人停止运行；
步骤十一：环形牵引锁止机构动作，锁止电动推杆伸缩，将环形牵引锁芯与清扫装置牵引环断开连接；
步骤十二：摆渡车启动运行，搭载救援机器人返回至换行轨道停止位；
步骤十三：运维管理人员将故障清扫装置取离光伏组件进行相关维护工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过该救援机器人，可将发生故障的清扫装置从故障位置牵引至光伏组件边缘，方便运维人员进行维护工作，解决了故障地点现场维修施工困难、危险性高、维护效率低的难题。
附图说明
图1为光伏组件清扫装置故障救援机器人运行示意图。
图2为本发明斜视结构示意图。
图3为本发明俯视结构示意图。
图4为本发明仰视结构示意图。
图中：1-光伏组件；2-清扫装置；3-救援机器人；4-停止位；5-摆渡车；6-换行轨道；7-超声波测距传感器；8-清扫装置牵引环；9-环形牵引锁止机构；10-摄像头；11-救援机器人驱动装置；12-救援机器人控制盒；13-救援机器人车体；14-救援机器人电池；15-救援机器人行走机构；16-锁止电动推杆；17-环形锁芯导向环；18-环形牵引锁芯；19-行走驱动电机；20-直角减速器；21-主动双链轮；22-同步链条；23-从动链轮；24-履带；25-同步行走轮；26-救援机器人接近开关；27-红外传感器阵列。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种光伏组件清扫装置故障救援机器人，换行轨道6铺设于每排光伏组件1一侧边缘位置，光伏组件1上均设置有清扫装置2，换行轨道6上活动设置有摆渡车5，救援机器人3活动设置于摆渡车5上，换行轨道6一端还设置有停止位4，工作过程中，救援机器人3通过摆渡车5沿换行轨道6前往故障清扫装置2所处排光伏组件，并登上组件，沿组件中线行进至清扫装置2所在位置，与故障清扫装置2相连接后，牵引故障清扫装置2至该排光伏组件边缘，对故障清扫机器人2实施牵引救援。救援机器人3包括救援机器人车体13、救援机器人行走机构15、救援机器人驱动装置11和环形牵引锁止机构9，救援机器人车体13为长方体结构，救援机器人车体13一端端面装有超声波测距传感器7、摄像头10和环形牵引锁止机构9，分别用于救援机器人3与故障清扫装置2的识别定位和牵引固定；救援机器人车体13另一端端面装有救援机器人接近开关26，救援机器人3下表面安装有红外传感器阵列27，用于检测上下光伏组件之间的缝隙，保证救援机器人3沿组件中线行走；救援机器人3内部装有救援机器人控制盒14、救援机器人电池12及救援机器人驱动装置11。
救援机器人行走机构15采用履带式结构，救援机器人行走机构15由履带24和同步行走轮25构成，同步行走轮25对称安装于救援机器人车体13两侧并由救援机器人驱动装置11进行单边独立驱动，以提高救援机器人3的通行能力。
救援机器人驱动装置11安装于救援机器人车体13内部上下边缘并在救援机器人车体13内成对称布置，救援机器人驱动装置11包括行走驱动电机19、直角减速器20、主动双链轮21、从动链轮23及同步链条22，其中，直角减速器20用于增加救援机器人3驱动力矩，直角减速器20一端安装有行走驱动电机19，直角减速器20另一端安装有主动双链轮21，从动链轮23与车体外侧同步行走轮25相固定，从动链轮23与主动双链轮21之间通过同步链条22相连，实现对单侧前后位置的同步行走轮25同步驱动。
机器人环形牵引锁止机构9用于将救援机器人3与清扫装置2相连接，便于救援机器人3对故障清扫装置2实施牵引救援，机器人环形牵引锁止机构9包括环形锁芯导向环17、环形牵引锁芯18和锁止电动推杆16，环形锁芯导向环17固定安装于救援车车体13一端端面，环形锁芯导向环17中间为开口设计且内部活动安装有环形牵引锁芯18，环形牵引锁芯18一端铰接于锁止电动推杆16，环形牵引锁芯18另一端在锁止电动推杆16推动下沿环形锁芯导向环17内部自由滑动以闭合环形锁芯导向环17开口，实现锁止功能。
清扫装置2一侧设置有清扫装置牵引环8，清扫装置牵引环8与环形牵引锁芯(18)相配合。
一种光伏组件清扫装置故障救援机器人，其使用方法包括以下步骤：
步骤一：清扫装置2发生故障无法移动时向摆渡车5发送所处光伏组件位置信息；
步骤二：摆渡车5接收到故障清扫装置2位置信息后，搭载救援机器人3沿换行轨道6从位于换行轨道一端的停止位4出发，前往该排光伏组件；
步骤三：在摆渡车5行进过程中，通过定位传感器判断该排组件是否为故障清扫装置2所处排组件；
步骤四：若该排组件非故障清洁装置所处排组件，则摆渡车5继续前往下排组件；若该排组件为故障清洁装置所处排组件，则摆渡车5减缓行进速度，与该排组件对齐；
步骤五：救援机器人3启动运行，从摆渡车5登上光伏组件；
步骤六：救援机器人3通过红外传感器阵列27判断组件中线位置，沿组件中线行进，前往故障清扫装置2所处位置；
步骤七：救援机器人3行进过程中，通过超声波测距传感器7和摄像头10实时检测和观察前方障碍物，当救援机器人3运行至距故障清扫装置2一定距离时，救援车机器人3停止运动；
步骤八：救援机器人3环形牵引锁止机构9动作，锁止电动推杆16伸缩，推动环形牵引锁芯18与清扫装置牵引环8闭合，将救援机器人3与故障清扫装置2相连接；
步骤九：救援机器人3反向启动运行，牵引故障清扫装置2至该排光伏组件边缘；
步骤十：救援机器人3返回过程中，当接近开关26感应到摆渡车5时，救援机器人3停止运行；
步骤十一：环形牵引锁止机构9动作，锁止电动推杆16伸缩，将环形牵引锁芯18与清扫装置牵引环8断开连接；
步骤十二：摆渡车5启动运行，搭载救援机器人3返回至换行轨道停止位4；
步骤十三：运维管理人员将故障清扫装置取离光伏组件进行相关维护工作。
通过该救援机器人，可将发生故障的清扫装置从故障位置牵引至光伏组件边缘，方便运维人员进行维护工作，解决了故障地点现场维修施工困难、危险性高、维护效率低的难题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种光伏组件清扫装置故障救援机器人，换行轨道(6)铺设于每排光伏组件(1)一侧边缘位置，所述光伏组件(1)上均设置有清扫装置(2)，所述换行轨道(6)上活动设置有摆渡车(5)，救援机器人(3)活动设置于摆渡车(5)上，所述换行轨道(6)一端设置有停止位(4)，其特征在于：所述救援机器人(3)包括救援机器人车体(13)、救援机器人行走机构(15)、救援机器人驱动装置(11)和环形牵引锁止机构(9)，所述救援机器人车体(13)为长方体结构，所述救援机器人车体(13)一端端面装有超声波测距传感器(7)、摄像头(10)和环形牵引锁止机构(9)，所述救援机器人车体(13)另一端端面装有救援机器人接近开关(26)，所述救援机器人(3)下表面安装有红外传感器阵列(27)，所述救援机器人(3)内部装有救援机器人控制盒(14)、救援机器人电池(12)及救援机器人驱动装置(11)；
所述救援机器人行走机构(15)采用履带式结构，所述救援机器人行走机构(15)由履带(24)和同步行走轮(25)构成，所述同步行走轮(25)对称安装于救援机器人车体(13)两侧并由救援机器人驱动装置(11)进行单边独立驱动；
所述救援机器人驱动装置(11)安装于救援机器人车体(13)内部上下边缘并在救援机器人车体(13)内成对称布置，所述救援机器人驱动装置(11)包括行走驱动电机(19)、直角减速器(20)、主动双链轮(21)、从动链轮(23)及同步链条(22)，所述直角减速器(20)一端安装有行走驱动电机(19)，所述直角减速器(20)另一端安装有主动双链轮(21)，所述从动链轮(23)与车体外侧同步行走轮(25)相固定，所述从动链轮(23)与主动双链轮(21)之间通过同步链条(22)相连；
所述机器人环形牵引锁止机构(9)包括环形锁芯导向环(17)、环形牵引锁芯(18)和锁止电动推杆(16)，所述环形锁芯导向环(17)固定安装于救援车车体(13)一端端面，所述环形锁芯导向环(17)中间为开口设计且内部活动安装有环形牵引锁芯(18)，所述环形牵引锁芯(18)一端铰接于锁止电动推杆(16)，所述环形牵引锁芯(18)另一端在锁止电动推杆(16)推动下沿环形锁芯导向环(17)内部自由滑动以闭合环形锁芯导向环(17)开口；
所述清扫装置(2)一侧设置有清扫装置牵引环(8)，所述清扫装置牵引环(8)与环形牵引锁芯(18)相配合；
所述光伏组件清扫装置故障救援机器人的使用方法包括以下步骤：
步骤一：清扫装置(2)发生故障无法移动时向摆渡车(5)发送所处光伏组件位置信息；
步骤二：摆渡车(5)接收到故障清扫装置(2)位置信息后，搭载救援机器人(3)沿换行轨道(6)从位于换行轨道一端的停止位(4)出发，前往该排光伏组件；
步骤三：在摆渡车(5)行进过程中，通过定位传感器判断该排组件是否为故障清扫装置(2)所处排组件；
步骤四：若该排组件非故障清扫装置所处排组件，则摆渡车(5)继续前往下排组件；若该排组件为故障清扫装置所处排组件，则摆渡车(5)减缓行进速度，与该排组件对齐；
步骤五：救援机器人(3)启动运行，从摆渡车(5)登上光伏组件；
步骤六：救援机器人(3)通过红外传感器阵列(27)判断组件中线位置，沿组件中线行进，前往故障清扫装置(2)所处位置；
步骤七：救援机器人(3)行进过程中，通过超声波测距传感器(7)和摄像头(10)实时检测和观察前方障碍物，当救援机器人(3)运行至距故障清扫装置(2)一定距离时，救援机器人(3)停止运动；
步骤八：救援机器人(3)环形牵引锁止机构(9)动作，锁止电动推杆(16)伸缩，推动环形牵引锁芯(18)与清扫装置牵引环(8)闭合，将救援机器人(3)与故障清扫装置(2)相连接；
步骤九：救援机器人(3)反向启动运行，牵引故障清扫装置(2)至该排光伏组件边缘；
步骤十：救援机器人(3)返回过程中，当接近开关(26)感应到摆渡车(5)时，救援机器人(3)停止运行；
步骤十一：环形牵引锁止机构(9)动作，锁止电动推杆(16)伸缩，将环形牵引锁芯(18)与清扫装置牵引环(8)断开连接；
步骤十二：摆渡车(5)启动运行，搭载救援机器人(3)返回至换行轨道停止位(4)；
步骤十三：运维管理人员将故障清扫装置取离光伏组件进行相关维护工作。
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