一种过桥式连续作业光伏清洁机器人的制作方法

本发明实施例涉及清洁机器人技术领域，具体涉及一种过桥式连续作业光伏清洁机器人。

背景技术：

太阳能发电的可持续发展型以及环保性使得它成为最理想的可再生能源技术之一，其中又以光伏发电为主，而光伏积灰效应是光伏发电在规模化应用中遇到的最大问题之一，规模较大的光伏电站大多建立在日照时间长，雨水少的区域，长期不清洗的情况下，发电量将会下降20％-30％，造成大量经济损失。因此，如何经济合理地解决积灰问题成了光伏行业发展的一个重点任务。

光伏阵列间存在0.5米至30米左右的距离，目前业界小型自动清洗设备通常无法跨越，或者在地面铺设轨道由一台接送设备实现搬运。在地面铺设轨道的办法受地形、环境的约束有极大局限性，且成本较高，在清洗完一块光伏阵列后，需原路返回到接送设备处，清洁效率低。针对这种情况，我们在阵列间光伏板最高处搭建一条宽度仅0.5米的有适当强度的金属连接板，将光伏发电阵列连接起来，通过控制四条机械腿的运动，实现机器人从连接板的一端行走到另一端实现光伏阵列大间距跨越，进而继续清洁的功能。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，能够实现大规模光伏发电站的光伏阵列之间的自动过桥连续作业方式，增加对复杂环境的适应性，提高自动化程度，减少人力成本，提高清洁效率。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，包括机器人本体，所述机器人本体包括底盘以及设置在所述底盘上的壳体，所述底盘上设置有行走装置，所述光伏清洁机器人通过所述行走装置进行过桥式连续作业，所述行走装置包括履带行走装置以及机械腿行走装置，所述底盘上设置有固定框架，所述壳体设置在所述固定框架上并与所述底盘固定连接，其中：

所述履带行走装置包括履带以及与履带连接的驱动电机，其中，所述履带包括左轮履带以及右轮履带，所述驱动电机包括左轮驱动电机和右轮驱动电机，所述左轮履带设置在所述底盘底部的左侧，且所述左轮履带通过所述左轮驱动电机的驱动进行移动，所述右轮履带设置在所述底盘底部的右侧，且所述右轮履带通过所述右轮驱动电机的驱动进行移动；

所述固定框架内部的四角分别设置有所述机械腿行走装置；所述固定框架内还设置有主控板、无线传输设备、电源模块、散热风扇以及舵机电源控制集成板，所述无线传输设备、电源模块、散热风扇以及舵机电源控制集成板分别与所述主控板电连接，所述左轮驱动电机和右轮驱动电机分别与所述舵机电源控制集成板电连接。

进一步的，所述固定框架的外部四角分别设置有所述机械腿行走装置，且所述机械腿行走装置包括第一固定支架、第二固定支架、第三固定支架、第一连杆以及第二连杆，所述第一固定支架上通过第一固定板设置在所述固定框架的内侧壁上，且所述第一固定支架上设置有第一舵机，所述第一舵机的第一驱动轴的端部设置有第一舵盘，所述第一舵盘固定设置在所述第二固定支架上，所述第二固定支架与所述第三固定支架固定连接，且所述第三固定支架上设置有第二舵机，所述第二舵机的第二驱动轴的端部设置有第二舵盘，所述第二舵盘固定设置在所述第一连杆的一端，所述第一连杆的另一端通过第三舵机与所述第二连杆的一端转动连接，所述第二连杆的另一端通过第四舵机转动连接有吸盘；所述第一舵机、第二舵机、第三舵机以及第四舵机分别与所述主控板电连接。

进一步地，所述第一固定支架包括第一支撑板以及第二固定板，所述第二固定板垂直设置在所述第一支撑板的一端，且所述第一固定板垂直设置在所述第一支撑板的另一端，所述第一舵机固定设置在所述第一支撑板上，且所述第一舵机的第一驱动轴的端部贯穿所述第一支撑板上设置的第一通孔后与固定设置在所述第二固定支架上的第一舵盘固定连接，所述第一舵机通过第一驱动轴和所述第一舵盘的配合以驱动所述第二固定支架旋转运动。

进一步地，所述的第二固定支架包括的第二支撑板以及第三固定板，所述第一舵盘固定设置在所述第二支撑板上的一端，所述第三固定板垂直设置在所述第二支撑板的另一端。

进一步地，所述第三固定支架包括第三支撑板、连接板以及第四固定板，所述第二舵机固定设置在所述第三支撑板上，所述第三支撑板和所述第四固定板分别垂直设置在所述连接板的两端，所述第三固定板和第四固定板平行设置且固定连接，所述第二舵机的第二驱动轴的端部贯穿所述第三支撑板上设置的第二通孔后与固定设置在所述第一连杆上一端的第二舵盘固定连接，所述第二舵机通过所述第二驱动轴和所述第二舵盘的配合下驱动所述第一连杆旋转运动。

进一步地，所述第三舵机固定设置在所述第二连杆上的一端，所述第三舵机的第三驱动轴贯穿所述第二连杆上设置的第三通孔后与固定设置在所述第一连杆另一端的第三舵盘固定连接，所述第三舵机通过所述第三驱动轴和所述第三舵盘的配合下驱动所述第二连杆旋转运动。

进一步地，所述第四舵机固定设置在所述第二连杆上的另一端，所述第四舵机的第四驱动轴贯穿所述第二连杆上设置的第四通孔后与第四舵盘固定连接，所述第四舵盘固定设置在第五固定板的一端上，所述第五固定板的另一端通过第六固定板与所述吸盘固定连接，所述第五固定板与所述第六固定板垂直设置，且所述吸盘固定设置在所述第六固定板远离所述第五固定板的侧面。

进一步地，所述底盘上设置有金属检测传感器组件，所述金属检测传感器组件包括第一金属检测传感器、第二金属检测传感器、第三金属检测传感器以及第四金属检测传感器，其中：所述第一金属检测传感器设置在所述底盘上的左侧，所述第二金属检测传感器设置在所述底盘上的前侧，所述第三金属检测传感器设置在所述底盘上的右侧，且所述第四金属检测传感器设置在所述底盘上的后侧。

进一步地，所述第一金属检测传感器固定设置在所述底盘上左侧固定板的外侧壁上，所述第二金属检测传感器固定设置在所述底盘上前侧固定板的内侧壁上，所述第三金属检测传感器固定设置在所述底盘上右侧固定板的外侧壁上，所述第四金属检传感器固定设置在所述底盘上后侧固定板的外侧壁上。

进一步地，所述固定框架的内部四角分别设置有所述机械腿行走装置，且所述机械腿行走装置包括第四固定支架、第三连杆以及第四连杆，所述第四固定支架包括第七固定板和第八固定板，所述第七固定板的一端垂直设置在所述第八固定板的一端，且所述第四固定支架通过第七固定板设置在所述固定框架的上表面，所述第八固定板上设置有第五舵机，所述第五舵机的第五驱动轴的端部设置有第五舵盘，所述第五舵盘固定设置在所述第三连杆的一端，所述第三连杆的另一端通过第六舵机与所述第四连杆的一端转动连接，所述第四连杆的另一端通过第七舵机转动连接有吸盘，所述第五舵机、第六舵机以及第七舵机分别与所述主控板电连接。

本发明实施例具有如下优点：由于采用了过桥式连续工作的方式和结构，增加了对复杂环境的适应性，实现了完全的自主行驶，减少人力成本，维持了稳定清洁效果，清洁效率大大提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中底盘的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中底盘的俯视结构示意图。

图3为本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中固定框架与机械腿行走装置相配合的一种立体结构示意图。

图4为本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中固定框架与机械腿行走装置相配合的另一种立体结构示意图。

图5为本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中机械腿行走装置的立体结构示意图。

图6为本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中机械腿行走装置的主视结构示意图。

图7为本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中机械腿行走装置的俯视结构示意图。

图8为本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中固定框架的立体结构示意图。

图9为本发明实施例提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人通过履带行走装置进行行走的示意图。

图10为本发明实施例提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人通过机械腿行走装置进行行走的示意图。

图11为本发明实施例2提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中机械腿行走装置的分解结构示意图。

图12为本发明实施例2提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中机械腿行走装置的立体结构示意图。

图13为本发明实施例2的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人中固定框架与机械腿行走装置相配合的一种立体结构示意图。

图中：100机器人本体；101、底盘；102、第一定位槽；103、第二定位槽；104、固定框架；106、左轮履带；107、右轮履带；108、第一连杆；109、第二连杆；110、第一固定板；111、第一舵机；1111、第一舵盘；112、第二舵机；1120、第二驱动轴；1121、第二舵盘；113、第三舵机；1130、第三驱动轴；1131、第三舵盘；114、第一金属检测传感器；115、第二金属检测传感器；116、第三金属检测传感器；117、第四金属检测传感器；118、左侧固定板；119、前侧固定板；120、右侧固定板；121、后侧固定板；122、第四舵机；1220、第四驱动轴；1221、第四舵盘；123、吸盘；124、左驱动轮；125、右驱动轮；126、第一支撑板；127、第二固定板；128、第二支撑板；129、第三固定板；130、第三支撑板；131、连接板；132、第四固定板；133、第五固定板；134、第六固定板；135、清扫装置；136、第七固定板；137、第八固定板；138、第五舵机；1381、第五舵盘；1382、第五驱动轴；139、第三连杆；140、第四连杆；142、第六舵机；1421、第六舵盘；1422、第六驱动轴；143、第七舵机；1431、第七舵盘；1432、第七驱动轴；144、第九固定板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图10所示，为本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，包括机器人本体100，所述机器人本体100包括底盘101以及设置在所述底盘101上的壳体(图中未示出)，所述底盘101上设置有行走装置，所述光伏清洁机器人通过所述行走装置进行过桥式连续作业，所述行走装置包括履带行走装置以及机械腿行走装置，所述底盘101上设置有固定框架104，所述壳体设置在所述固定框架104上并与所述底盘101固定连接，其中：

所述履带行走装置包括履带以及与履带连接的驱动电机，其中，所述履带包括左轮履带106以及右轮履带107，所述驱动电机包括左轮驱动电机(图中未示出)和右轮驱动电机(图中未示出)，所述左轮履带106设置在所述底盘101底部的左侧，且所述左轮履带106通过所述左轮驱动电机的驱动进行移动，所述右轮履带107设置在所述底盘101底部的右侧，且所述右轮履带107通过所述右轮驱动电机的驱动进行移动；

所述机械腿行走装置包括第一固定支架、第二固定支架、第三固定支架、第一连杆108以及第二连杆109，所述第一固定支架上通过第一固定板110设置在所述固定框架104的内侧壁上，且所述第一固定支架上设置有第一舵机111，所述第一舵机111的第一驱动轴(图中未示出)的端部设置有第一舵盘1111，所述第一舵盘1111固定设置在所述第二固定支架上，所述第二固定支架与所述第三固定支架固定连接，且所述第三固定支架上设置有第二舵机112，所述第二舵机112的第二驱动轴1120的端部设置有第二舵盘1121，所述第二舵盘1121固定设置在所述第一连杆108的一端，所述第一连杆108的另一端通过第三舵机113与所述第二连杆109的一端转动连接，所述第二连杆109的另一端通过第四舵机122转动连接有吸盘123；

所述固定框架104外部的四角分别设置有所述机械腿行走装置；所述固定框架104内还设置有主控板1051、无线传输设备1052、电源模块1053、散热风扇1054以及舵机电源控制集成板1055，其中，所述无线传输设备1052、电源模块1053、散热风扇1054以及舵机电源控制集成板1055分别与所述主控板1051电连接，所述左轮驱动电机和右轮驱动电机分别与所述舵机电源控制集成板1055电连接，所述第一舵机111、第二舵机112、第三舵机113以及第四舵机122分别与所述主控板1051电连接。其中，主控板1051：其为光伏机器人的控制核心，负责指挥控制各部件工作；无线传输设备1052：其用于将主控板1051的相关串口数据转换为ip数据通过无线通信网络发送到云端，和将云端发布的控制指令ip数据通过无线通信网络传送转换为串口数据供主控板1051读取，做出相对应的控制；电源模块1053：其为光伏清洁机器人运行提供能量；散热风扇1054：其将光伏清洁机器人内部的功率元器件产生的热量排出；舵机电源控制集成板1055：其为第一舵机111、第二舵机112、第三舵机113以及第四舵机提供稳定的工作电源和提供与主控板1051的舵机控制转接接口。

本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述左轮履带106安装在底盘101上左侧设置的第一定位槽中102，所述右轮履带107安装在底盘101上右侧设置的第二定位槽103中。具体的，所述左轮履带106在左驱动轮124的驱动下进行移动，所述右轮履带107在右轮驱动轮125的驱动下进行移动。

本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述第一固定支架包括第一支撑板126以及第二固定板127，所述第二固定板127垂直设置在所述第一支撑板126的一端，且所述第一固定板110垂直设置在所述第一支撑板126的另一端，所述第一舵机111固定设置在所述第一支撑板126上，且所述第一舵机111的第一驱动轴的端部贯穿所述第一支撑板126上设置的第一通孔(图中未示出)后与固定设置在所述第二固定支架上的第一舵盘1111固定连接，所述第一舵机111通过第一驱动轴和所述第一舵盘1111的配合以驱动所述第二固定支架旋转运动。

本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述的第二固定支架包括的第二支撑板128以及第三固定板129

所述第一舵盘1111固定设置在所述第二支撑板128上的一端，所述第三固定板129垂直设置在所述第二支撑板128的另一端。

本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述第三固定支架包括第三支撑板130、连接板131以及第四固定板132，所述第二舵机112固定设置在所述第三支撑板130上，所述第三支撑板130和所述第四固定板132分别垂直设置在所述连接板131的两端，且位于所述连接板131的同一侧，所述第三固定板129和第四固定板132平行设置且固定连接，所述第二舵机112的第二驱动轴1120的端部贯穿所述第三支撑板130上设置的第二通孔(图中未示出)后与固定设置在所述第一连杆108上一端的第二舵盘1121固定连接，所述第二舵机112通过所述第二驱动轴1120和所述第二舵盘1121的配合下驱动所述第一连杆108旋转运动。

本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述第三舵机113固定设置在所述第二连杆109上的一端，所述第三舵机113的第三驱动轴1130贯穿所述第二连杆109上设置的第三通孔(图中未示出)后与固定设置在所述第一连杆108另一端的第三舵盘1131固定连接，所述第三舵机113通过所述第三驱动轴1130和所述第三舵盘1131的配合下驱动所述第二连杆109旋转运动。

本发明实施例提供1的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述第四舵机122固定设置在所述第二连杆109上的另一端，所述第四舵机122的第四驱动轴1220贯穿所述第二连杆109上设置的第四通孔(图中未示出)后与第四舵盘1221固定连接，所述第四舵盘1221固定设置在第五固定板133的一端上，所述第五固定板133的另一端通过第六固定板134与所述吸盘123固定连接，所述第五固定板133与所述第六固定板134垂直设置，且所述吸盘123固定设置在所述第六固定板134远离所述第五固定板133的侧面。

本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述底盘101上设置有金属检测传感器组件，所述金属检测传感器组件包括第一金属检测传感器114、第二金属检测传感器115、第三金属检测传感器116以及第四金属检测传感器117，其中：所述第一金属检测传感器114设置在所述底盘101上的左侧，所述第二金属检测传感器115设置在所述底盘101上的前侧，所述第三金属检测传感器116设置在所述底盘上的右侧，且所述第四金属检测传感器117设置在所述底盘101上的后侧。

本发明实施例1提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述第一金属检测传感器114固定设置在所述底盘101上左侧固定板118的外侧壁上，所述第二金属检测传感器115固定设置在所述底盘101上前侧固定板119的内侧壁上，所述第三金属检测传感器116固定设置在所述底盘101上右侧固定板120的外侧壁上，所述第四金属检传感器117固定设置在所述底盘101上后侧固定板121的外侧壁上。

本发明实施例提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述底盘101上前侧固定板119的外侧壁上设置有清扫装置135，所述清扫装置135用于对于对光伏板进行清扫；该清扫装置135为现有技术，在此不再详细赘述。

本发明实施例提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，所述机器人本体100先用履带行走的方式在一块光伏阵列上按清洁路线清扫完成之后，将会抵达光伏阵列与桥的连接处，舵机控制四条机械腿开始工作，将小车支撑起来，所述机器人本体100的履带行驶方式转换为机械腿行走方式，根据机器人本体100的陀螺仪传感器数据得到当前斜面角度，控制舵机旋转相对应角度，使机械腿做出攀爬桥的动作，四条机械腿依次向前迈进，一条机械腿迈出时，另外三条机械腿的真空泵工作，抽出脚掌吸盘内空气，使吸盘牢牢吸附在落脚平面，机械腿多次动作后机器人走上桥面，机械腿弯曲使机身下降，使履带贴合到地面上，机械腿收起，机械腿行走方式再转换为小车履带行驶方式，根据金属传感器的数据让小车自动行驶，到达下桥点后再通过探桥获取桥下光伏板的倾斜角度，再通过机械腿攀爬到光伏板，继续开启新的光伏阵列清洁，实现过桥式连续作业。

实施例2

如图11至13所示，为本发明实施例2提供的一种过桥式连续作业光伏清洁机器人，与实施例1的区别是：所述固定框架104的内部四角分别设置有所述机械腿行走装置，即底盘101和固定框架104均设置有相对应的安装区域(图中未示出)，所述安装区域的四角分别设置有所述机械腿行走装置。

所述机械腿行走装置包括第四固定支架、第三连杆139以及第四连杆140，所述第四固定支架包括第七固定板136和第八固定板137，所述第七固定板136的一端垂直设置在所述第八固定板137的一端，且所述第四固定支架通过第七固定板136设置在所述固定框架104的上表面，所述第八固定板137上设置有第五舵机138，所述第五舵机138的第五驱动轴1382的端部设置有第五舵盘1381，所述第五舵盘1381固定设置在所述第三连杆139的一端，所述第三连杆139的另一端通过第六舵机142与所述第四连杆140的一端转动连接，所述第六舵机142的第六驱动轴1422贯穿所述第三连杆139且端部设置有第六舵盘1421，同时所述第六舵盘1421与所述第三连杆139固定连接；所述第四连杆140的另一端通过第七舵机143转动连接有吸盘123，所述第七舵机143的第七驱动轴1432贯穿所述第四连杆140且端部设置有第七舵盘1431，同时所述第七舵盘1431与第九固定板144固定连接，所述第九固定板144的端部固定设置有吸盘123；所述第五舵机138、第六舵机142以及第七舵机143分别与所述主控板电连接。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。