[发明专利]一种基于矢量旋翼的新型太阳能板清洁飞行器

说明书

本发明公开了一种基于矢量旋翼的新型太阳能板清洁飞行器，包括主杆，主杆两侧固定有对桨倾转结构，飞行器的上部配备有控制器件，中部配备有模块化快速插拔电池，下部配备有毛刷清扫结构；两侧倾转结构通过管夹、螺丝、螺母固定在主杆上；控制器件的底座为飞控固定板，在板下安装四个管夹，通过螺丝螺母固定在主杆上；电池通过扎带固定于电池插销板上；电池插销板上有快速插拔插销，与电池固定板上的卡槽匹配，可模块化快速拆卸，电池上留有快速充电口，方便充电；电池固定板通过六个管夹固定在电池固定杆上。本发明可实现对太阳能板的高效绿色清洁，并实时估计飞行器的飞行状态，控制飞行器平稳飞行作业。

技术领域

本发明涉及机械设计、飞行器控制领域，具体地说是一种基于矢量旋翼，可适应倾角太阳能板的新型清洁飞行器。

背景技术

随着我国光伏发电产业的蓬勃发展，太阳能电池板在全国大力推广。由于我国对于电脑的需求量巨大，太阳能电池板在光伏发电过程中的发电效率问题日益受到重视。影响太阳能电池板发电效率的重要因素有普通沉降的积灰、下雨后灰尘凝结的泥块、鸟类停靠时留下的污渍等等。因为这些无法彻底解决的太阳能板清洗问题，电池板的实际发电效率由23％-25％降低到17％-18％，每年造成了大量经济损失。同时，若长期不清洗太阳能板，蓄电池就不能保持足够的电量，以至于需要频繁充电，导致寿命缩短，影响发电效率。因此，光伏充电电站运行与维护亟需一种高智能、高自动化、高可靠、高性价比的太阳能板清扫技术方案，旨在提高“绿色能源”转换效率，满足低碳经济发展的需求。

现在的太阳能电池板清扫方式分为人工清扫方式和机器清洗。人工清洗不仅效率慢、成本高，浪费水资源，而且易出现工人长期高温作业导致中暑的危险情况。随着机器人的快速发展，机器清洗被大力推广，产生了轨道式、悬挂式、拖拉式光伏清扫机器人。这类机器人需要固定的运行轨道、运行速度缓慢，容易受到地形、阵列结构等因素影响，不能被广泛使用。同时，这类机器人的机身长度需要结合实际情况量身定制，成本高昂，更换周期长。

发明内容

基于上述问题，本发明公开了一种操作灵活、成本较低、适应性强的新型太阳能板清洁飞行器与控制方法，利用倾转结构和毛刷转动结构，有效结合对桨旋翼升力，实现对太阳能板的停靠和太阳能板之前的移动。

本发明的技术方案包括：一种基于矢量旋翼的新型太阳能板清洁飞行器，包括主杆(14)，主杆(14)两侧固定有对桨倾转结构，飞行器的上部配备有控制器件，中部配备有模块化快速插拔电池(13)，下部配备有毛刷清扫结构；两侧倾转结构通过管夹(9)、螺丝、螺母固定在主杆(14)上；

控制器件的底座为飞控固定板(34)，在板下安装四个管夹(9)，通过螺丝螺母固定在主杆(14)上；电池(13)通过扎带固定于电池插销板(15)上；电池插销板(15)上有快速插拔插销，与电池固定板(17)上的卡槽匹配，可模块化快速拆卸，电池(13)上留有快速充电口，方便充电；电池固定板(17)通过六个管夹(9)固定在电池固定杆(16)上。

进一步，主杆(14)为外径40毫米的碳管，电池固定杆(16)为外径25毫米的碳管。

进一步，所述毛刷清扫结构中，滚筒电机(23)通过铝件固定在滚筒电机固定碳板(25)上，滚筒电机(23)输出轴与电机齿轮(20)相配合，传动齿轮(19)固定安装在毛刷上，通过传动带(21)带动传动齿轮(19)转动，进而带动毛刷(28)转动,达到清洁的效果；滚筒电机固定碳板(25)通过螺丝螺母固定于两个毛刷管夹(27)架出的平面上，毛刷管夹(27)与毛刷(28)之间固定有两个毛刷轴承(26)，方便毛刷的转动；碳管直连件(24)的平面部分通过螺丝螺母固定在滚筒电机固定碳板(25)上，碳管直连件(24)的竖直部分通过脚架(22)将转动结构整体与机身相连；毛刷(28)采用大面积滚筒式毛刷，增大单次清洗的最大面积；待到飞行器停靠在太阳能板上姿态调整好，飞控板(36)给出电调(11)信号，电调(11)驱动无刷电机转动，使毛刷开始转动清扫太阳能板。

进一步，脚架(22)为外径30毫米的碳管。