[发明专利]一种太阳能光伏电板清扫机器人搬运车及搬运方法

权利要求书

1.一种太阳能光伏电板清扫机器人搬运车，其特征在于：包括轨道、行走机构、调节机构、对接机构和位置检测机构；

清扫机器人顶部设有光伏电板；清扫机器人包括盖板、清扫机构、形变固定机构、机器人行走机构、行走导向机构、光伏电板、位置传感器、位姿传感器和图像扫描传感器；

位置传感器安装于盖板两侧，

两测距传感器组成的位姿传感器安装于盖板一侧，靠近上下边缘；

形变固定机构包括上侧机架、下侧机架、连杆一和连杆二；

连杆一和连杆二相平行，连杆一和连杆二的两端均分别与上侧机架和下侧机架相铰接；

清扫机构包括滚刷组件和万向节一；滚刷组件能够转动，万向节一设置在滚刷组件的两端，两个万向节一的另一端与上侧机架或下侧机架转动连接；当采用多个滚刷时，在相邻两个滚刷的连接部位设置承托环；承托环的顶部通过支承销轴与横杆相连接，横杆两端分别与连杆一和连杆二相连接；

机器人行走机构包括至少两个主动轮，主动轮与上侧机架或下侧机架转动连接；

主动轮的转动和滚刷组件的转动由同一套驱动装置所驱动；

两个主动轮之间通过传动组件相连接，传动组件包括伸缩传动杆、两个万向节二、驱动轴一和驱动轴二；驱动轴一的一端通过万向节二与伸缩传动杆的一端相连接，驱动轴一的另一端与上侧机架转动连接；驱动轴二的一端通过万向节二与伸缩传动杆的另一端相连接，驱动轴二的另一端与下侧机架相连接；

驱动装置包括电机，电机输出轴的一端穿过上侧机架后与滚刷组件一端的万向节一相连接，驱动滚刷组件转动；主动齿轮和从动齿轮相啮合，驱动主动轮转动；

轨道设置在若干排光伏板阵列组的一侧，并贯穿所有排光伏板阵列组；

行走机构能沿轨道进行行走，行走机构包括底架、车轮、行走驱动装置和上斜架；车轮设置在底架底部，行走驱动装置用于驱动车轮沿轨道进行行走；上斜架设置在底架的上方，上斜架底部一端与底架相铰接，上斜架底部另一端通过调节机构与底架相连接；调节机构用于调节上斜架的倾斜角度；

对接机构包括活动导轨和对接驱动装置；活动导轨与上斜架的顶部滑动连接，并能与光伏板阵列组中的钢架导轨相拼接；对接驱动装置用于驱动活动导轨的滑动；

位置检测机构包括距离传感器、定位器和定位开关；

距离传感器设置在活动导轨上，用于检测活动导轨与光伏板阵列组中钢架导轨端部之间的距离；对接驱动装置根据距离传感器检测的距离值驱动活动导轨的滑动位移；

定位开关设置在底架底部；

与每排光伏板阵列组相对应的轨道上均设置一个定位器，用于触发定位开关；

清扫机器人放置在上斜架上，并能沿活动导轨行走；

行走驱动装置包括驱动轮、驱动链轮、从动链轮、驱动轴和行走电机；底架下方至少设置有三个车轮，其中两个车轮为驱动轮，两个驱动轮同轴设置在驱动轴的两端，驱动轴的中部套装从动链轮，行走电机固定设置在底架上，并带动驱动链轮转动；驱动链轮通过链条带动从动链轮转动；

清扫机器人的运动控制流程为：盖板上的光伏电板给电机供电，经减速后将运动传递给电机的输出轴；固定于输出轴上的主动齿轮旋转，带动啮合的从动齿轮旋转；从动齿轮带动驱动轴一旋转，进而带动主动轮旋转，驱动设备在光伏板阵列组中的钢架导轨上行走；驱动轴一同时带动万向节二，进一步带动伸缩传动杆旋转，伸缩传动杆带动下侧的万向节二旋转，进而带动驱动轴二和下侧的主动轮旋转；两个主动轮保持绝对同步；电机输出轴带动万向节一旋转，万向节一带动滚刷旋转；滚刷可以是一个或多个组合，多个组合时中间由承托环支撑；滚刷另一端同样连接万向节一和支撑轴，保证滚刷平稳旋转实现清扫工作；滚刷的旋转方向和主动轮的旋转方向相反，能保证扫除的灰尘往移动方向清扫，避免二次污染；

在高低错位光伏板上移动时，主要由主动轮和从动轮决定侧身角度，沿钢架导轨行走；

前后错位时，从动轮沿钢架导轨移动，引起上侧机架绕垂直线的旋转一定角度，连杆一和连杆二与机架是铰链连接，可以转动；在连杆一和连杆二的作用下，下侧机架同步旋转相同角度，正常位置上的矩形结构变化为平行四边形；伸缩传动杆和滚刷因为连接有万向节，能做同步的旋转，并保持前进和清扫的旋转运动；中间横杆与连杆一、连杆二和承托环的连接均为铰链连接，能绕支撑销轴转动；

前后错位时，盖板固定于连杆一上，和连杆一的相对方向位置保持不变；连杆二和连杆一的相对位置发生变化，连杆二和盖板的相对位置同时发生变化，连杆二上安装的滚珠沿盖板内表面滚动，同时保持对盖板的受力支撑；

机器人清扫过程中，测距传感器和图像扫描传感器实时进行扫描检测，并将检测结果和位置数据通过无线网发回维护管理云平台，维护管理云平台经检测运算后如发现光伏板有缺陷，进行相关信息记录和标识；

机器人两侧的位置传感器用于机器人设备到达极限位置时发出停止控制信号，防止机器人继续移动。