[发明专利]一种具有自适应调节功能的光伏组件清扫机器人系统

权利要求书

1.一种具有自适应调节功能的光伏组件清扫机器人系统，其特征在于：包括负责光伏组件清扫工作的清扫小车、负责搭载清扫小车在各排光伏组件之间行走并自动与各排光伏组件对齐的摆渡车、摆渡车的行走轨道、每排光伏组件尽头的外延伸架以及地面充电系统和行走轨道的轨道框，所述行走轨道的轨道框包括末端轨道框、停止位轨道框和锁止定位轨道框；

所述摆渡车由摆渡车底盘、高度调节装置以及角度调节装置组成，所述摆渡车底盘位于摆渡车下端，所述摆渡车底盘为矩形框结构，所述摆渡车底盘下表面一端安装有摆渡车驱动装置、组件定位接近开关、摆渡车后端限位开关、停止位接近开关及两套锁止电动推杆，所述摆渡车底盘中间位置安装有摆渡车电池，所述摆渡车底盘的另一端则安装有无线充电机接收端及摆渡车前端限位开关，所述摆渡车的高度调节装置主要由第一杆框、第二杆框以及后端电动推杆组成，所述第一杆框的下端与后端铰支座相连，所述第一杆框的上端连接至第二杆框的中间位置，所述第二杆框的下端与U型滑块铰支座相连，所述U型滑块铰支座安装于下端滑轨中并沿下端滑轨自由滑动，所述第二杆框的上端与第二杆框上端铰支座相连，所述第二杆框上端铰支座固定于清扫小车支撑框的上端，所述第二杆框的长度为第一杆框长度的两倍，所述第一杆框和第二杆框之间通过后端电动推杆相连，所述第二杆框通过第二杆框上端铰支座带动清扫小车支撑框上端做上下直线运动，所述摆渡车的角度调节装置主要由第三杆框及前端电动推杆组成，所述第三杆框的下端连接至前端铰支座，所述第三杆框的上端与上端滑块铰支座相连，所述上端滑块铰支座安装于上端滑轨中并可在上端滑轨中自由滑动，所述前端电动推杆的一端固定于摆渡车底盘上，所述前端电动推杆的另一端与第三杆框的上端相连，当角度调节装置工作时所述前端电动推杆伸缩以推动第三杆框绕前端铰支座转动，所述第三杆框通过上端滑块支座带动清扫小车支撑框绕第二杆框上端铰支座转动；

所述清扫小车中间位置安装有刷辊，所述刷辊一端与动力箱相连，所述刷辊另一端安装于清扫小车下端，在所述刷辊的两侧位置分别安装有上端行走轮和下端行走轮，所述上端行走轮安装于动力箱内侧并与动力箱相连，所述上端行走轮与下端行走轮之间通过连杆相连，所述动力箱的下表面安装有一对上端限位轮，所述清扫小车下端安装有一对下端限位轮，所述清扫小车两侧安装有清扫小车限位开关，所述清扫小车限位开关与清扫小车的驱动电源相连，所述动力箱下端安装有清扫小车左接近开关和清扫小车右接近开关；

所述停止位轨道框由两根轨道框纵支撑和两根轨道框横支撑通过角码连接形成矩形框结构，所述停止位轨道框的四个角上各装有一个蹄角，所述停止位轨道框上端固定有停止位接近开关挡板和锁止孔板；

所述锁止定位轨道框上端固定有组件定位接近开关挡板和锁止孔板，所述光伏组件近离锁止定位轨道框一侧两端分别设置有组件上端接近开关挡板及组件下端接近开关挡板；

所述末端轨道框分别布置于行走轨道的两端，所述末端轨道框上安装有摆渡车限位开关挡板和摆渡车挡块，所述末端轨道框内侧还设置有末端接近开关挡板；

所述外延伸架主要由延伸架竖支撑、延伸架短横支撑、延伸架长横支撑、上纵支撑以及下纵支撑组成，所述下纵支撑安装于外延伸架外侧的延伸架竖支撑上并与光伏组件之间通过延伸架长横支撑相连，所述延伸架长横支撑上端安装有延伸架短横支撑，所述外延伸架的上下两根延伸架短横支撑之间通过上纵支撑固定加强，为方便清扫小车行走所述延伸架短横支撑的上表面与光伏组件表面平齐，所述外延伸架上安装有清扫小车接近开关挡板、清扫小车限位开关挡板以及清扫小车挡块；

所述光伏组件清扫机器人系统的使用方法包括以下步骤：

步骤一：首先，为方便摆渡车在多排光伏组件之间行走并连接多排光伏组件，在光伏组件一侧布置有摆渡车的行走轨道，行走轨道布置于行走轨道框之上，当清扫机器人系统不工作时，摆渡车搭载清扫小车于停止位轨道框处待机；

步骤二：当光伏组件需要清洁时，清扫机器人系统开始工作，清扫机器人摆渡车搭载清扫小车从停止位处出发，并沿行走轨道行进，将清扫小车送至每排光伏组件，在每排光伏组件旁的相应位置，各布置有锁止定位轨道框，其上安装有组件定位接近开关挡板和锁止孔板，当摆渡车搭载清扫小车接近每排光伏组件，摆渡车底部的组件定位接近开关感应到锁止定位轨道框上的组件定位接近开关挡板时，摆渡车减速停止，此时，摆渡车与光伏组件在行走轨道方向上对齐，当摆渡车完全停止后，摆渡车上的锁止电动推杆开始动作，锁止电动推杆向下推出，插入位于锁止定位轨道框上锁止孔板的通孔中，将摆渡车与锁止定位轨道框相固定；

步骤三：当摆渡车锁止固定后，摆渡车高度调节装置动作，摆渡车后端电动推杆伸出，推动第二杆框运动，第二杆框通过第二杆框上端铰支座带动清扫小车支撑框上端做上下直线运动，当摆渡车上端接近开关感应到组件上端接近开关挡板时，后端电动推杆停止伸缩，此时，清扫小车支撑框与光伏组件在高度方向上对齐，之后，摆渡车角度调节装置动作，前端电动推杆伸缩，推动第三杆框绕前端铰支座转动，第三杆框通过上端滑块支座带动清扫小车支撑框绕第二杆框上端铰支座转动，当摆渡车下端接近开关感应到组件下端接近开关挡板时，前端电动推杆停止伸缩，此时，清扫小车支撑框与光伏组件在高度和角度方向上准确对齐；

步骤四：当摆渡车清扫小车支撑框与光伏组件准确对齐后，清扫小车启动，从清扫小车支撑框驶上光伏组件开始清扫工作，当清扫小车到达每排光伏组件的尽头时，清扫小车从光伏组件登上外延伸架，将积聚的灰尘扫离最后一片光伏组件，并当清扫小车左接近开关感应到外延伸架上清扫小车接近开关挡板时，清扫小车停止运动并沿光伏组件返回摆渡车；

步骤五：在清扫小车返回摆渡车过程中，当清扫小车右接近开关感应到摆渡车上清扫小车接近开关挡板时，清扫小车停止运动，摆渡车的前端电动推杆和后端电动推杆依次动作，将清扫小车恢复至默认位置，之后，摆渡车的锁止电动推杆从锁止孔板的通孔中移出，摆渡车与锁止定位轨道框脱离锁止，当锁止电动推杆完全收回后，摆渡车驱动装置启动，将清扫小车运至下一排光伏组件进行清扫，以此循环；

步骤六：当清扫小车电量不足，或当摆渡车的末端接近开关感应到末端接近开关挡板时，摆渡车则搭载清扫小车沿行走轨道返回，在返回过程中，当摆渡车下端的停止位接近开关感应到位于停止位轨道框上的停止位接近开关挡板时，摆渡车停止运动，之后，锁止电动推杆向下推出插入停止位轨道框上的锁止孔板的通孔中，将摆渡车与停止位轨道框固定；

步骤七：在停止位轨道框处，摆渡车和清扫小车通过地面充电系统进行充电并待机，为下一次清扫做准备。