一种太阳能电池板清洗装置的一键收展臂系统及方法与流程

本发明涉及太阳能电池板清洗装置的控制系统领域，具体涉及一种太阳能电池板清洗装置的一键收展臂系统及方法。

背景技术：

太阳能光伏发电厂是目前大面积推广的清洁能源形式，其电池板需要经常清除表面浮尘才能够有效的发电。目前常用的太阳能电池板清洗装备主要有车辆式和轨道式装备两类，轨道式装备对场地建设要求高，因此成本也高，不利于推广，而车辆式装备往往采用机械臂的方式进行清洗，而机械臂的运行操作往往需要消耗工人大量的时间，导致清洗效率低，因此有必要对机械臂的操纵系统进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种机械臂便捷快速定位的操作系统，使得清洗装置可以快速准确的定位在太阳能电池板的上方。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种太阳能电池板清洗装置的一键收展臂系统，包括控制装置、处理器、执行装置以及安装在机械臂上的数据采集装置，所述控制装置以及数据采集装置均与处理器的信号输入端电连接，处理器的信号输出端与执行装置电连接；

所述机械臂包括可旋转且可伸缩的垂直臂、可伸缩的水平臂、可伸缩的刷架升降推杆和清洗刷架，所述垂直臂由相互套接的两个立筒组成，且垂直臂的伸缩由伸缩油缸来驱动，垂直臂的下端可旋转设置在清洗装置的机架上，且垂直臂的旋转由液压转动马达驱动，所述垂直臂通过转台限位装置限定其转动的角度，所述水平臂由通过轨道套接的多节水平臂架组成，且水平臂的伸缩由伸缩油缸来驱动，所述水平臂铰接在垂直臂的顶端，并通过变幅油缸可调节水平臂的仰角大小，所述刷架升降推杆由相互套接的两个升降臂组成，且刷架升降推杆的伸缩由电机驱动，所述刷架升降推杆的上端与水平臂的端头之间固定连接，所述清洗刷架铰接在刷架升降推杆的下端，且通过刷架变幅推杆可调节刷架升降推杆与清洗刷架的角度；

所述控制装置包括操作面板和显示器，所述操作面板上设置有一个示教按键、一个臂架摇杆和两个功能键，其中一个功能按键是“一键收臂”,另一个功能按键是三位键，所述三位键上拨为“左展臂”，下拨为“右展臂”，中间为零位，所述臂架摇杆可以用来手动调节机械臂；所述操作面板和显示器均安装在控制室，所述操作面板和显示器电连接；

所述数据采集装置包括长度传感器一、长度传感器二、长度传感器三、长度传感器四和长度传感器五，所述长度传感器一设置在垂直臂的底端，用于监测垂直臂的伸出长度状态，所述长度传感器二设置在变幅油缸的底端，用于监测变幅油缸的伸出长度状态，所述长度传感器三设置在水平臂侧面的前端，用于监测水平臂的伸出长度状态，所述长度传感器四设置在刷架升降推杆的顶端，用于监测刷架升降推杆的伸出长度状态，所述长度传感器五设置在刷架变幅推杆的底端，用于监测刷架变幅推杆的伸出长度状态；

所述处理器包括依次相连的输入电路，可编程控制器以及输出电路；

所述执行装置包括控制刷架升降推杆和刷架变幅推杆的处理器，还包括控制垂直臂伸缩油缸、液压转动马达、变幅油缸和水平臂伸缩油缸的多路阀；

2.一种基于权利要求1所述的一种太阳能电池板清洗装置的一键收展臂系统的方法，包括一键展臂、一键收臂和示教编程；

A、一键展臂

一键展臂的工作方式分为两种：左展臂和右展臂，分别对应清洗刷架的左限位和右限位，机械臂的初始状态是一键收臂后停留的状态，即是清洗刷架位于中限位；操作员可以按照系统默认的程序执行，也可以进行示教编程；左展臂即是由机械臂从中限位往车辆左限位展开的动作组成，机械臂的初始状态是一键收臂后停留的状态，当操作员将控制装置上的展臂开关向上拨到左展臂时，控制装置执行默认程序，即水平臂向前伸出，当控制装置检测水平距离达到预设值d时，水平臂进行顺时针回转，当回转到左限位时，回转停止，与此同时垂直臂向上伸出，直至垂直长度大于e，当控制装置检测到垂直长度大于e后，水平臂上前伸出，直至到达人工设定距离f时，当控制装置检测到水平长度到达设定距离f时，垂直臂向下收缩，直至到达人工设定距离g处，此时左展臂过程结束；

右展臂即是由臂架从中限位往车辆右限位展开的动作组成，机械臂的初始状态是一键收臂后停留的状态，当操作员通过将控制装置上的展臂开关向下拨到右展臂时，控制装置执行默认程序，即水平臂向前伸出，当控制装置检测水平距离到达d处时，水平臂进行逆时针回转，当回转到右限位时，回转停止，与此同时垂直臂向上伸出，直至垂直长度大于e，当控制装置检测到垂直长度大于e后，水平臂上前伸出，直至到达人工设定位置，当控制装置检测到水平长度到达设定距离f后，垂直臂向下收缩，直至到达人工设定距离g处，此时右展臂过程结束；

B、一键收臂

一键收臂即当车辆完成清洁工作后将机械臂收至中限位的一种操作，操作员可以按照系统默认的程序执行，也可以进行示教编程，当操作员结束了本次的清洁任务时，机械臂一般停留在左限位或右限位，所以默认程序动作分为从左侧收臂和从右侧收臂两种情况，这两种情况都是系统根据机械臂所在位置自动判定的；程序开始时，先执行清洗刷架上升动作，以防止对其它动作的干涉，清洗刷架上升到位后，系统对垂直臂的垂直长度进行判断，如果垂直长度大于a，则执行垂直臂下降动作，直到垂直长度小于或等于a；此时程序再根据机械臂是位于车辆左侧或是右侧，进而决定执行回转的方向；在进行回转动作时，系统检测水平长度是否等于b，如果小于b，则执行水平臂伸的动作，相反，则执行水平臂缩的动作，当回转到位后，水平臂上的距离传感器发出指令给控制装置，此时控制装置输出水平臂缩的信号，直至水平长度小于或等于c，此时收臂架动作结束；

C、示教编程

所述示教编程即当操作员按下操作面板上的示教按键时，控制装置会存储下之后每节机械臂做的动作及停留的位置，直至再次按下示教按钮时，停止存储，当操作员再次执行收臂或展臂时，每节机械臂会把存储的位置作为设定位置进行使用。

有益效果

本发明提供的一键收展臂系统及方法可以增强太阳能光伏板清洗设备的操控便捷性，而且能够使得清洗装置精确定位从而能够更加快速的对太阳能板进行清洗，从而提高太阳能电池板的光能转化效率，因此减少了作业时间，增加了工作效率，而且能够提高清洗的质量。

附图说明

图1是本发明一键收展臂系统及方法的一键展臂程序流程图；

图2是本发明一键收展臂系统及方法的一键收臂程序流程图；

图3是本发明一键收展臂系统及方法的系统结构原理流程图；

图4是本发明一键收展臂系统及方法的结构示意图。

图中：1、垂直臂，2、水平臂，3、刷架升降推杆，4、清洗刷架、5、变幅油缸，，6刷架变幅推杆7、操作面板，8、轨道，9、长度传感器一，10、长度传感器二，11、长度传感器三，12、长度传感器四，13、长度传感器五。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细的描述。

如图所示，一种太阳能电池板清洗装置的一键收展臂系统，包括控制装置、处理器、执行装置以及安装在机械臂上的数据采集装置，所述控制装置以及数据采集装置均与处理器的信号输入端电连接，处理器的信号输出端与执行装置电连接；

所述机械臂包括可旋转且可伸缩的垂直臂1、可伸缩的水平臂2、可伸缩的刷架升降推杆3和清洗刷架4，所述垂直臂1由相互套接的两个立筒组成，且垂直臂1的伸缩由伸缩油缸来驱动，垂直臂1的下端可旋转设置在清洗装置的机架上，且垂直臂1的旋转由液压转动马达驱动，所述垂直臂1通过转台限位装置限定其转动的角度，所述水平臂2由通过轨道8套接的多节水平臂架组成，且水平臂2的伸缩由伸缩油缸来驱动，所述水平臂2铰接在垂直臂1的顶端，并通过变幅油缸5可调节水平臂2的仰角大小，所述刷架升降推杆3由相互套接的两个升降臂组成，且刷架升降推杆3的伸缩由电机驱动，所述刷架升降推杆3的上端与水平臂2的端头之间固定连接，所述清洗刷架4铰接在刷架升降推杆3的下端，且通过刷架变幅推杆6可调节刷架升降推杆3与清洗刷架4的角度；

所述控制装置包括操作面板7和显示器，所述操作面板7上设置有一个示教按键、一个臂架摇杆和两个功能键，其中一个功能按键是“一键收臂”,另一个功能按键是三位键，所述三位键上拨为“左展臂”，下拨为“右展臂”，中间为零位，所述臂架摇杆可以用来手动调节机械臂；所述操作面板7和显示器均安装在控制室，所述操作面板7和显示器电连接；

所述数据采集装置包括长度传感器一9、长度传感器二10、长度传感器三11、长度传感器四12和长度传感器五13，所述长度传感器一9设置在垂直臂1的底端，用于监测垂直臂1的伸出长度状态，所述长度传感器二10设置在变幅油缸5的底端，用于监测变幅油缸5的伸出长度状态，所述长度传感器三11设置在水平臂2侧面的前端，用于监测水平臂2的伸出长度状态，所述长度传感器四（12）设置在刷架升降推杆3的顶端，用于监测刷架升降推杆3的伸出长度状态，所述长度传感器五13设置在刷架变幅推杆6的底端，用于监测刷架变幅推杆6的伸出长度状态；

所述处理器包括依次相连的输入电路，可编程控制器以及输出电路；

所述执行装置包括控制刷架升降推杆3和刷架变幅推杆6的处理器，还包括控制垂直臂1伸缩油缸、液压转动马达、变幅油缸5和水平臂2伸缩油缸的多路阀；

一种基于权利要求1所述的一种用于太阳能电池板清洗装置的一键收展臂系统的方法，包括一键展臂、一键收臂和示教编程；

A、一键展臂

一键展臂的工作方式分为两种：左展臂和右展臂，分别对应清洗刷架4的左限位和右限位，机械臂的初始状态是一键收臂后停留的状态，即是清洗刷架4位于中限位；操作员可以按照系统默认的程序执行，也可以进行示教编程；左展臂即是由机械臂从中限位往车辆左限位展开的动作组成，机械臂的初始状态是一键收臂后停留的状态，当操作员将控制装置上的展臂开关向上拨到左展臂时，控制装置执行默认程序，即水平臂2向前伸出，当控制装置检测水平距离达到预设值1000mm时，水平臂2进行顺时针回转，当回转到左限位时，回转停止，与此同时垂直臂1向上伸出，直至垂直长度大于200mm，当控制装置检测到垂直长度大于200mm后，水平臂2上前伸出，直至到达人工设定距离1000mm时，当控制装置检测到水平长度到达设定距离1000mm时，垂直臂1向下收缩，直至到达人工设定距离100mm处，此时左展臂过程结束；

右展臂即是由臂架从中限位往车辆右限位展开的动作组成，机械臂的初始状态是一键收臂后停留的状态，当操作员通过将控制装置上的展臂开关向下拨到右展臂时，控制装置执行默认程序，即水平臂2向前伸出，当控制装置检测水平距离到达1000mm处时，水平臂2进行逆时针回转，当回转到右限位时，回转停止，与此同时垂直臂1向上伸出，直至垂直长度大于200mm，当控制装置检测到垂直长度大于200mm后，水平臂2向前伸出，直至到达人工设定位置，当控制装置检测到水平长度到达设定距离1000mm后，垂直臂1向下收缩，直至到达人工设定距离1000mm处，此时右展臂过程结束；

B、一键收臂

一键收臂即当车辆完成清洁工作后将机械臂收至中限位的一种操作，操作员可以按照系统默认的程序执行，也可以进行示教编程，当操作员结束了本次的清洁任务时，机械臂一般停留在左限位或右限位，所以默认程序动作分为从左侧收臂和从右侧收臂两种情况，这两种情况都是系统根据机械臂所在位置自动判定的；程序开始时，先执行清洗刷架4上升动作，以防止对其它动作的干涉，清洗刷架4上升到位后，系统对垂直臂1垂直长度进行判断，如果垂直长度大于100mm，则执行垂直臂1下降动作，直到垂直长度小于或等于100mm；此时程序再根据机械臂是位于车辆左侧或是右侧，进而决定执行回转的方向；在进行回转动作时，系统检测水平长度是否等于1000mm，如果小于1000mm，则执行水平臂2伸的动作，相反，则执行水平臂2缩的动作，当回转到位后，水平臂上的距离传感器发出指令给控制装置，此时控制装置输出水平臂2缩的信号，直至水平长度小于或等于600mm，此时收臂架动作结束；

C、示教编程

所述示教编程即当操作员按下操作面板7上的示教按钮时，控制装置会存储下之后每节机械臂做的动作及停留的位置，直至再次按下示教按钮时，停止存储，当操作员再次执行收臂或展臂时，每节机械臂会把存储的位置作为设定位置进行使用。

本发明提供的一键收展臂系统和方法可以增强太阳能光伏板清洗设备的操控便捷性，而且能够使得清洗装置精确定位从而能够更加快速的对太阳能板进行清洗，从而提高太阳能电池板的光能转化效率，因此减少了作业时间，增加了工作效率，而且能够提高清洗的质量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。