申请/专利权人：厦门蓝旭科技有限公司

申请日：2023-12-20

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117439534B

主分类号：H02S40/10

分类号：H02S40/10;G01C21/20;B08B3/02;B08B1/12;B08B1/34

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.02.09#实质审查的生效;2024.01.23#公开

摘要：本发明公开了一种基于视觉导航移动的清洗机器人及其导航系统，涉及智能机器人技术领域，为解决现有的光伏清洗装置针对特定位置难以清理，且清理装置适应性差，难以对多区域光伏组件进行自适应调节，清洗后无法确定清洗效果的问题。所述一种基于视觉导航移动的清洗机器人及其导航系统，包括：移动车体，所述移动车体包括移动装置、平衡装置和蓄电池；清洁装置，所述清洁装置包括滚刷和集尘装置，所述清洁装置和移动车体可拆卸连接；控制终端，所述控制终端设置于移动车体上，还包括导航系统，所述导航系统用于控制清洗机器人在光伏板上自主导航、适应式清洁光伏板，并对清洗后光伏组件进行清洗效果判断，保障清洗效果。

主权项：1.一种基于视觉导航移动的清洗机器人的导航系统，应用于一种基于视觉导航移动的清洗机器人，其特征在于，所述清洗机器人包括：移动车体（100），所述移动车体（100）包括移动装置（110）、平衡装置（120）和蓄电池（202），所述移动装置（110）用于控制移动车体（100）前后及转向运动，所述平衡装置（120）用于移动车体（100）在倾斜面的受力平衡调节，所述蓄电池（202）用于提供清洗机器人的电力并设置于移动车体（100）一侧，蓄电池（202）一侧设置有用于外接电源的充电口（203）；所述移动装置（110）包括履带（113）、驱动电机（114）和导轮（111），所述履带（113）设置于移动车体（100）两侧，所述导轮（111）设置于履带（113）前后端，所述驱动电机（114）用于驱动导轮（111）转动；所述平衡装置（120）包括吸盘（121）、驱动器（122）和弹簧（123），所述驱动器（122）包括伺服电机（124）、凸轮（125）和压杆（126），所述吸盘（121）设置于压杆（126）底部，所述弹簧（123）设置于压杆（126）上，所述伺服电机（124）用于驱动凸轮（125）下压压杆（126），所述吸盘（121）被压杆（126）下压，排除吸盘（121）和接触面间的气体，所述伺服电机（124）停止驱动，所述压杆（126）在弹簧（123）作用下回弹，所述吸盘（121）被压杆（126）拉起，与接触面产生负压吸附力，以平衡移动车体（100）在倾斜面受力；清洁装置（300），所述清洁装置（300）包括滚刷（302）和集尘装置（301），所述滚刷（302）用于清洁光伏组件（500）表面积尘，所述集尘装置（301）用于吸附并收集滚刷（302）清洁后带起的积尘，集尘装置（301）底部设置有用于打开或关闭集尘装置（301）的电磁滑盖（306），所述清洁装置（300）和移动车体（100）可拆卸连接；所述清洁装置（300）还包括液压杆（305）、储液器（600）和喷液口（601），所述液压杆（305）用于调节滚刷（302）高度，所述储液器（600）设置于集尘装置（301）顶部，用于存储清洗液，所述储液器（600）与喷液口（601）间设置有引流槽（602），用于将储液器（600）中液体引导至喷液口（601），所述喷液口（601）用于喷出清洗液，所述储液器（600）底部设置有电磁阀（603），用于打开和关闭储液器（600）；控制终端（400），所述控制终端（400）设置于移动车体（100）上；所述控制终端（400）还包括光学传感器（401）、陀螺仪、信号接收器（402）和信号输入输出端口（403），所述光学传感器（401）用于检测光伏组件（500）整体清洁度，所述陀螺仪用于获取光伏组件（500）表面倾斜度，所述信号接收器（402）用于接收信号，所述信号输入输出端口（403）设置于控制终端（400）两侧；所述导航系统包括感应器模块、移动控制模块、清洁模块、定位模块和数据处理模块；所述感应器模块包括光学识别单元和标记单元，所述光学识别单元用于检测光伏组件（500）整体清洁度，并输出检测信号，所述标记单元用于获取检测信号，并对产生检测信号的位置进行标记；所述数据处理模块包括深度学习单元，所述深度学习单元包括移动控制策略，所述移动控制策略包括基于移动车体（100）在光伏组件（500）上的位置并规划用于控制移动车体（100）移动清洁的行动路径；所述定位模块用于获取移动车体（100）在光伏组件（500）上位置，以输出位置信号；所述移动控制模块包括移动控制单元和平衡单元，所述移动控制单元用于获取位置信号和行动路径并输出控制指令，移动装置（110）基于控制指令控制移动车体（100）移动，所述平衡单元用于识别移动车体（100）是否处于倾斜面上，并在检测到倾斜时生成调控指令，平衡装置（120）基于调控指令平衡移动车体（100）在倾斜面的受力平衡；所述清洁模块包括清洁单元和倾倒单元，所述清洁单元检测到移动车体（100）位于光伏组件（500）上并启动时，生成清洁指令，滚刷（302）基于清洁指令转动并清理光伏组件（500）表面积尘，所述倾倒单元用于在完成清洁时生成倾倒指令，集尘装置（301）基于倾倒指令控制电磁滑盖（306）打开以倾倒集尘装置（301）内收集的积尘，并在完成倾倒时控制电磁滑盖（306）关闭；所述光学识别单元包括识别策略，所述标记单元包括标记策略，所述识别策略包括：根据灰尘在光伏组件（500）表面投影面积和清洁度建立灰尘投影面积-清洁度函数模型，灰尘投影面积-清洁度函数模型公式： ；式中CL为清洁度，为光伏组件表面积，为灰尘投影面积，根据所需清洁度设置对应的灰尘投影面积阈值，设置清洁度对应的灰尘投影面积阈值占光伏组件区域面积的2%-5%，清洗机器人未通过该区域时，若光学传感器（401）检测光伏组件（500）表面灰尘投影面积大于或等于阈值，输出第一污染信号，若光学传感器（401）检测光伏组件（500）表面灰尘投影面积小于阈值，输出第一清洁信号；清洗机器人通过该区域后，若光学传感器（401）检测光伏组件（500）表面灰尘投影面积大于或等于阈值，输出第二污染信号，若光学传感器（401）检测光伏组件（500）表面灰尘投影面积小于阈值，输出第二清洁信号；所述标记策略包括：标记单元获取光学识别单元的第一检测信号和第二检测信号，所述第一检测信号包括第一清洁信号和第一污染信号，所述第二检测信号包括第二清洁信号和第二污染信号，清洗机器人未通过该区域时，若获取第一清洁信号，标记该区域为快速通过区域，若获取第一污染信号，标记该区域为待清洁区域；清洗机器人通过该区域后，若获取第二清洁信号，标记该区域为清洁区域，若获取第二污染信号，标记该区域为再清洁区域；所述定位模块包括定位策略，所述定位策略包括：将光伏组件（500）表面整体区域建立栅格模型，单个栅格大小为清洗机器人在光伏组件（500）表面投影大小，若距离边界不足一个栅格大小，向内补足一个栅格大小并划定为一个栅格，在光伏组件（500）边界角设置位置信号发生器，定位模块通过信号接收器（402）接收位置信号，通过三角定位法确定清洗机器人具体位置，输出清洗机器人所在栅格信号。

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