太阳能电池板清洗车行进中的自动纠偏方法及系统的制作方法

文档序号:9338097阅读:627来源:国知局
太阳能电池板清洗车行进中的自动纠偏方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种太阳能电池板清洗车行进中的自动纠偏方法和相应的自动纠偏 系统。
【背景技术】
[0002] 光伏电站的太阳能电池板以阵列的形式露天倾斜安装,大气中的砂粒、灰尘、杂物 和一些腐蚀物质很容易附着在其表面。尤其是在干旱、多风及植被稀少的荒漠化地区,1~ 2周便会在电池板上盖满沙尘,严重影响其光电转换效率,甚至损坏电池板,因此,定期或适 时对太阳能电池板进行清洁就成为光伏电站日常运行维护中必不可少的重要环节。
[0003] 国外尤其是意大利等欧洲国家较早实现了对光伏电站太阳能电池板的机械化清 洗,到2011年,国外市场上就已出现多种不同型号的独立行进式清洗车。国内对于独立行 进式太阳能电池板清洗车的研究最早见于2011年,近年来,相应的专利申请和授权开始增 多,市场上也开始出现有关产品的宣传和推广。这些清洗车结构上一般采用履带或轮式底 盘作为移动载体,底盘上设置清洗装置,清洗装置包含具有刷扫、冲淋等功能的清洗头和对 清洗头进行支撑和定位的工作臂,清洗作业时,清洗车沿光伏阵列稳速行进,清洗头扫过光 伏阵列板面,对阵列上的太阳能电池板实施移动式清洗。
[0004] 为达到良好的清洗效果,清洗车在清洗行进过程中,不但车速应保持稳定,而且车 体的行进方向应与光伏阵列走向保持平行,车体到阵列的距离也应保持恒定。由于路面的 起伏、阵列的蜿蜒以及车底盘自身行进特性,自然状态下,车体行进过程中相对光伏阵列的 距离和平行度并不总能保持理想状态,因此,清洗过程中就需要经常对底盘的行进方向进 行修正。当前,国内外绝大多数的独立行进式太阳能电池板清洗车的底盘行进均采用人工 驾驶的方式,当车体相对光伏阵列出现侧向移位或纵向偏斜时,需要依靠清洗车的驾驶者 基于自身观察作出是否纠偏的判断、制定出具体的纠偏操作策略并通过手柄等操作件予以 实施。由于清洗车的驾驶者既要负责底盘驾驶,又要负责清洗装置的操作,精神的紧张状态 加之目视观察和主观决策的局限性,常常使人工纠偏的结果并不理想,同时,频繁的底盘纠 偏操作也对清洗装置的实时操作造成干扰。
[0005] 申请号为201310656755的发明专利申请提出了一种通过探测事先设置在现场的 特征标志物并利用常规自动寻径技术自导航的方案,其特征标志物为存储有不同路径指示 信息的射频电子标签,不同路径指示信息的射频电子标签设置在光伏阵列不同位置处的光 伏阵列支架上,清洗车行进至某电子标签处时,导航传感系统读取该标签预存的路径指示 信息并传送至主控系统,主控系统根据该信息指令驱动底盘行进,或直行、或转弯、或停 止。对于大型的光伏电场,该方案需在其光伏阵列上设置大量不同的电子标签,另一方面, 由于电子标签的路径指示信息是预存的,不受清洗车读取其内容时相对光伏阵列的位置和 姿态的影响,因此也就无法用于底盘的纠偏。

【发明内容】

[0006] 为克服现有技术存在的不足,本发明要解决的技术问题在于提供一种太阳能电池 板清洗车行进中的自动纠偏方法和相应的自动纠偏系统,实现对清洗车在清洗作业过程中 的行进线路进行自动修正,使清洗车相对光伏阵列的距离和平行度保持动态稳定,从而达 到理想的清洗效果。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
[0008] 太阳能电池板清洗车行进中的自动纠偏方法,包括以下步骤:
[0009] 步骤1 :利用设置在车体一侧首部和尾部的超声测距传感器分别测出各自所处测 点到光伏阵列面板下边沿的距离。
[0010] 步骤2 :根据车首超声测距传感器测得的车首测点到光伏阵列面板下边沿的距离 计算出车首超声测距传感器所处测点立线到光伏阵列面板下边沿的距离Cl1,根据车尾超声 测距传感器测得的车尾测点到光伏阵列面板下边沿的距离计算出车尾超声测距传感器所 处测点立线到光伏阵列面板下边沿的距离d2。
[0011] 步骤3 :根据所述距离山和(12计算由首、尾测点立线所确定的测点立面到光伏阵 列面板下边沿的平均距离d,以及所述测点立面与光伏阵列走向的夹角0。
[0012] 步骤4 :计算所述平均距离d相对于预设值D的距离偏差A山即Ad=d-D。
[0013] 步骤5:对Ad和0进行判断,若IAd|大于距离偏差的容差限1或/和I0I大 于平行度偏差的容差限Te,则根据Ad和0的代数值生成清洗车底盘行进调向操作指令。
[0014] 步骤6 :根据所述调向操作指令对清洗车底盘行进转向驱动装置的原动件进行直 接或间接控制,使其输出相应的动作,使底盘在行进中转向纠偏,消除车体位姿相对于理想 状态的超限偏差。
[0015] 作为优化,在步骤1中,在车侧首部和车侧尾部设置的超声测距传感器均不少于 两个,且均按垂直线性阵列上下布置,其中,车侧首部传感器I和其下方的车侧首部传感器 II的垂直距离为Ii1,车侧尾部传感器I和其下方的车侧尾部传感器II的垂直距离为h2,车 侧首部传感器I测得其所处测点到光伏阵列面板下边沿的距离为dla,车侧首部传感器II 测得其所处测点到光伏阵列面板下边沿的距离为dlb,车侧尾部传感器I测得其所处测点 到光伏阵列面板下边沿的距离为d2_a,车侧尾部传感器II测得其所处测点到光伏阵列面板 下边沿的距离为d2_b;在步骤2中,根据di_a和d1J}计算di,根据d2_a和d2_b计算d2,算式如 下:
[0018] 其中,S1= (di-a+di-b+hi)/%S2= (d2-a+d2-b+h2)/2。
[0019] 太阳能电池板清洗车行进中的自动纠偏系统,安装在太阳能电池板清洗车的车体 上,包括用于测量车体侧面首尾相对光伏阵列面板下边沿的距离的侧向超声测距阵列、用 于对侧向超声测距阵列实测数据进行处理、计算、判断并生成调向操作指令的控制组件、以 及根据所述调向操作指令驱动底盘在行进中转向纠偏的底盘行进转向驱动装置,侧向超声 测距阵列通过信号传输电缆与控制组件连接,控制组件通过功率驱动电缆与底盘行进转向 驱动装置连接;其中:
[0020] 侧向超声测距阵列,布置在车体侧面,由不少于两个朝向车体外侧安装的超声测 距传感器组成,所述超声测距传感器至少分为两部分,其中一部分布置在车侧首部,另一部 分布置在车侧尾部;
[0021] 控制组件,包括通过电路依次连接的信号输入接口电路、智能控制单元和功率输 出驱动电路,其中智能控制单元负责执行侧向超声测距阵列信号处理、车体位姿参数解算 和纠偏决策,并将其制定出的纠偏操作指令发送至功率输出驱动电路;
[0022] 底盘行进转向驱动装置,含有驱动底盘转向的原动件,所述原动件的运动输出可 由控制组件内的功率输出驱动电路控制。
[0023] 作为优化,侧向超声测距阵列有两套,分别布置在车体的左、右两侧。
[0024] 作为优化,控制组件内的智能控制单元采用单片机。
[0025] 作为优化,侧向超声测距阵列中的超声测距传感器均为大波束角超声测距传感 器。
[0026] 作为进一步优化,侧向超声测距阵列车首部分和车尾部分均含有至少两个超声测 距传感器,形成侧向超声测距阵列的车首组和车尾组,每组内不同传感器在车侧同一纵向 位置处沿垂向间隔布置。
[0027] 作为更进一步优化,在所述侧向超声测距阵列的车首组和车尾组中,组内位于下 方的传感器的波束角小于位于其上方的传感器的波束角。
[0028] 作为更进一步优化,在所述侧向超声测距阵列的车首组和车尾组中,位于最下方 的传感器向上倾斜安装。
[0029] 作为更进一步优化,在所述侧向超声测距阵列的车首组和车尾组中,组内各传感 器具有不同的工作频率。
[0030] 作为更进一步优化,在所述侧向超声测距阵列的车首组和车尾组中,各传感器均 为数字式超声测距传感器,与控制组件之间采用数字通讯总线连接,在控制组件控制下,组 内各传感器分时轮流工作。
[0031] 本发明的有益效果是:a)利用光伏阵列太阳能电池板下沿悬出的特点,用车体一 侧前后两处大波束角传感器测取车体前后测点到光伏阵列面板下边沿的距离,进而求出车 体侧面与光伏阵列面板下边沿之间的距离和夹角,以此为依据对车体底盘的行进实施自动 纠偏,快速、准确,且由于超声传感器的测量目标在整个清洗行进过程中几乎是始终连续 的,因此,该自动纠偏过程具备连续平稳的特点,相对于人工纠偏,不仅可显著改善底盘行 进质量,进而提高清洗效果,
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