[发明专利]带有太阳能板无源双模自动清洁装置的自然能驱动机器人

说明书

本发明属于自然能驱动机器人技术领域，具体涉及一种带有太阳能板无源双模自动清洁装置的自然能驱动机器人。本发明的太阳能清洁模块采用无源混合能源驱动，不消耗自然能驱动机器人本身所载能量；驱动能源易于获得且不单一，通过NSV的姿态变化和太阳能板周围的热量获得能量，能在不同天气的各个时刻进行捕获，双模的混合驱动源增加了装置的鲁棒性；本发明清洁太阳能板可自动完成且时机精准，根据比对太阳能板的发电状态和当时环境的理论发电状态决定清洁动作，摒弃了传统的定时清洁方式，达到耗能和捕能的最优状态。本发明通过混合的海上能源捕获，在不浪费NSV自身能量的前提下对太阳能板进行自动精准的清洗维护，提高NSV的续航力。

技术领域

本发明属于自然能驱动机器人技术领域，具体涉及一种带有太阳能板无源双模自动清洁装置的自然能驱动机器人。

背景技术

能量捕获对于要求有长自持力的海洋运载器来说非常重要，只有尽可能增加对外界能量的捕获能力，才能有效的实现在海洋中的监测，勘察等任务。目前在实际工程应用中，不同的海洋运载器利用的海洋环境能源不同，主要集中在太阳能、波浪能、风能和温差能等方面。目前，太阳能是水面上的海洋结构物主要能量获取源之一。俞建成(2018)在《海洋机器人环境能源收集利用技术现状》中指出海洋表面没有覆盖物的遮挡，接受光照的条件较好，平均太阳能功率密度为168。太阳能主要集中在海水表面，海洋运载器在水面或者浅水航行时，可以通过太阳能板将光照转化为电能进行储存并供给海洋运载器使用。为满足长期化、网络化的实时海洋观测任务，NSV将在海面连续工作数月，海上天气多变、波涛汹涌，经历过海水拍击的太阳能板在高温和通风良好的情况下会发生海盐结晶，此外，海面上的海鸟的排泄物、附着海生物以及海水中微生物的分泌物都有可能粘结在太阳能板上。以上这些都将对太阳能板的捕获能力提出考验，能源获取能力又对NSV的续航力产生了影响。因此，保持太阳能捕获能力是维持NSV续航力的关键。

英国ASV Global公司发明的C-Endure海洋运载器采用太阳能板的弧形铺设，用以减少海水在其表面的停留时间，但针对海盐析出和海鸟排泄物等粘性附着物不能有效避免。

公开日2015年09年09日，公开号为204633672U，发明名称为“一种海上太阳能光伏发电装置”，其中喷水装置利用压力装置将海水通过喷头喷出，对太阳能板进行清洗。高压水流虽然可以清除粘性附着物，但利用了海水冲洗，还是未能解决海盐析出问题。

公开日2018年04月17日，公开号为107919847A，发明名称为“太阳能板清洁装置”，其中所述第一电动机、第二电动机联接有电源，需要外接能源，对于远离陆地的海上此方法不能适用。

公开日2019年11月08日，公开号为110425484A，发明名称为“自清洁太阳能路灯”，其中翼板与清洁刷需要在风力的作用下来完成清洁动作，驱动源是风，不能即时对太阳能板进行清洁，主动性差。

公开日2019年5月10日，公开号为CN109733544A，发明名称为“一种自然能驱动的翼舵联动长航时双体无人艇”，此发明在执行长航时任务时，容易出现太阳能板表面污浊，太阳能能捕获能力下降的问题。本发明针对此问题提出解决方案。

以上发明的驱动源有的是依靠岸端供给，有的是使用太阳能板获得存储的能量。这样的方法对长时间在海上航行且对续航力有高要求的NSV是不现实的。NSV虽然能依靠太阳能板捕获能量，但还要维持海洋运载器自身的续航力以及各种海洋观测设备的供电。因此，需要一种无源设备既能保证NSV太阳能捕获装置正常工作，又不能占用太阳能板捕获的能量，且装置驱动时机准确，自动完成。此外，海上天气情况变化多端，阴晴无常，能适应各种时刻和天气且鲁棒性强具有多模驱动源的装置是亟需的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有太阳能板无源双模自动清洁装置的自然能驱动机器人。