[发明专利]太阳能平/曲型面自适应智能清扫机器人及边界检测方法

说明书

本发明提供一种太阳能平/曲型面自适应智能清扫机器人及边界检测方法，机器人包括机架、行走系统、控制系统、光伏自供电系统，机器人还包括平/曲型面自适应清扫系统，平/曲型面自适应清扫系统包括往复运动驱动机构、自适应清扫机构，自适应清扫机构能够在往复运动驱动机构的驱动下沿与机器人行走方向相垂直的方向实现往复式直线运动，自适应清扫机构包括平/曲型面变换驱动直流电机、自复位弹性基体，平/曲型面变换驱动直流电机上设置有驱动杆，驱动杆底端设置有压力传感器。本清扫机器人能够适应不同型面的太阳能利用装置(平面、各类型线的槽式聚光抛物面)，具有清扫效果好、效率高、自动化程度高的优点。

技术领域

本发明主要涉及太阳能光伏/光热阵列维护技术领域，具体是太阳能平/曲型面自适应智能清扫机器人及边界检测方法。

背景技术

太阳能利用装置透射面/反射面积灰是影响其转换效率的主要外界因素之一，长期积灰能严重影响太阳能的转换效率。

当前抛物面槽式聚光集热器大多采取人工清扫方式，现有机器清扫方式均不适用，主要原因为除尘执行机构没有型面自适应能力。太阳能光伏/光热平面阵列的常用清扫方式为人工清扫和机器清扫两大类(地面机械车伸臂除尘、机械式除尘装置除尘、爬面机器人除尘)。其中，人工清扫方式费时费力、效率低、成本高、智能化程度低；地面机械车伸臂除尘对太阳能利用装置阵列的间距和地形地貌具有较高要求、初投资较大、仍需要一定的人工投入、执行机构不能适应各类曲面、智能化程度低、能耗大，故具有较大的局限性。机械式除尘装置需要固定的行走轨道及固定基架、普遍存在行走卡死、倾斜状态下受力不均、行走偏斜、执行机构不能适应各类曲面、除尘执行方式较单一等弊端；现有爬面机器人一般适用于平面爬行，无曲面适应能力，而且单周期的清扫面积较小，除尘周期长，初投资较大。

发明内容

为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种太阳能平/曲型面自适应智能清扫机器人及边界检测方法，能够适应不同型面的太阳能利用装置(平面、各类型线的槽式聚光抛物面)，具有清扫效果好、效率高、自动化程度高的优点。

本发明的技术方案如下：

太阳能平/曲型面自适应智能清扫机器人，所述机器人包括机架、设置于机架上的行走系统、控制系统、光伏自供电系统，所述机器人还包括平/曲型面自适应清扫系统，所述平/曲型面自适应清扫系统包括往复运动驱动机构、自适应清扫机构，所述自适应清扫机构能够在往复运动驱动机构的驱动下沿与机器人行走方向相垂直的方向实现往复式直线运动，所述自适应清扫机构包括平/曲型面变换驱动直流电机、自复位弹性基体，所述平/曲型面变换驱动直流电机上设置有用于下压自复位弹性基体使其进行形变的驱动杆，所述驱动杆底端设置有压力传感器，所述控制系统通过所述压力传感器的反馈信号控制平/曲型面变换驱动直流电机动作，从而使自复位弹性基体进行与所需清扫的平/曲型面相适应的形变，在所述自复位弹性基体上设有刮板和/或毛刷。

进一步的，所述往复运动驱动机构包括往复驱动直流电机、与往复驱动直流电机连接的丝杆、与丝杆螺纹配合的滑块、与滑块连接的限位槽板。

进一步的，所述自适应清扫机构还包括有工装板，所述工装板固定设置于限位槽板下方，所述自复位弹性基体安装于所述工装板下方，自复位弹性基体两端通过所述工装板支撑，所述平/曲型面变换驱动直流电机的驱动杆作用于自复位弹性基体中间位置。

进一步的，在所述工装板两端对称设置有导向滑道，所述导向滑道为抛物线型结构，在所述自复位弹性基体两端对称设置有滑轴，所述滑轴与滑道滑动配合以保证自复位弹性基体变形后的弦长与接触平/曲型面的弦长一致。

进一步的，所述驱动杆为外丝输出轴，所述外丝输出轴与工装板之间螺纹配合，所述平/曲型面变换驱动直流电机可上下滑动的安装于限位槽板上。

进一步的，所述自适应清扫机构还包括两个吹扫风机，两个吹扫风机分别安装于自复位弹性基体两侧的机架底部。