本發(fā)明涉及光伏板清潔巡檢，尤其是涉及一種用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、光伏發(fā)電作為可再生能源的重要組成部分，尤其是海上光伏電站因其地理優(yōu)勢(shì)發(fā)展迅猛。然而，海上光伏電站在運(yùn)行過(guò)程中，由于海洋環(huán)境特殊，面臨著鹽霧腐蝕、高濕度、鳥(niǎo)糞污垢等問(wèn)題，這些因素會(huì)嚴(yán)重影響光伏板的發(fā)電效率和使用壽命。傳統(tǒng)的光伏清潔技術(shù)存在不少問(wèn)題，尤其是在海上光伏電站的應(yīng)用中，常規(guī)清潔機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)無(wú)法適應(yīng)海上大規(guī)模光伏板陣列的清潔需求，人工巡檢和清潔工作存在效率低、安全性差等問(wèn)題。海上光伏電站的光伏板陣列面積大、排列復(fù)雜，現(xiàn)有的光伏清潔機(jī)器人往往面臨以下挑戰(zhàn)：機(jī)器人尺寸過(guò)大：若使用傳統(tǒng)的橫跨式或大型車載式光伏清潔機(jī)器人，可能因設(shè)備重量過(guò)大而對(duì)光伏板及其支撐結(jié)構(gòu)造成損壞。小型機(jī)器人風(fēng)力適應(yīng)性差：海上風(fēng)力較強(qiáng)，傳統(tǒng)的小型履帶式機(jī)器人容易被風(fēng)力吹走，且無(wú)法承受大規(guī)模光伏陣列的清潔工作。人工巡檢問(wèn)題：傳統(tǒng)的人工巡檢工作存在易失誤、管理困難及高風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題，且對(duì)光伏板的維護(hù)效果和效率難以保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人及其使用方法，通過(guò)結(jié)合光伏板的清潔與巡檢功能，能夠有效提高光伏板的運(yùn)維效率，并確保安全性與可持續(xù)性。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目的，本發(fā)明提供一種用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人，包括機(jī)器人本體，所述機(jī)器人本體包括停機(jī)軌道、牽引裝置、換行裝置、清潔裝置、巡檢裝置和上位機(jī)，所述停機(jī)軌道分別設(shè)置于光伏陣列的上側(cè)和下側(cè)，每個(gè)所述停機(jī)軌道的兩端分別設(shè)有所述牽引裝置；

3、所述換行裝置包括位于光伏陣列上側(cè)的上方停機(jī)平臺(tái)和位于光伏陣列下側(cè)的下方停機(jī)平臺(tái)，所述上方停機(jī)平臺(tái)和所述下方停機(jī)平臺(tái)的左右兩端分別于對(duì)應(yīng)的所述停機(jī)軌道兩端的所述牽引裝置連接，所述上方停機(jī)平臺(tái)和所述下方停機(jī)平臺(tái)分別在所述牽引裝置的帶動(dòng)下沿所述停機(jī)軌道左右移動(dòng)；

4、所述上方停機(jī)平臺(tái)和所述下方停機(jī)平臺(tái)之間通過(guò)限位鋼索連接，所述清潔裝置貫穿所述限位鋼索并與所述限位鋼索滑動(dòng)連接，所述清潔裝置沿所述限位鋼索移動(dòng)從而對(duì)光伏陣列進(jìn)行清潔；所述換行裝置在所述停機(jī)軌道上移動(dòng)，帶動(dòng)所述清潔裝置橫向切換工作區(qū)域；

5、所述巡檢裝置固定在所述清潔裝置上，在清潔過(guò)程中對(duì)光伏板進(jìn)行巡檢并提供故障數(shù)據(jù)；所述上位機(jī)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與所述機(jī)器人本體進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，控制所述機(jī)器人本體運(yùn)行及執(zhí)行指令。

6、進(jìn)一步地，所述牽引裝置包括卷?yè)P(yáng)機(jī)和牽引鋼索，所述牽引鋼索與所述換行裝置連接，通過(guò)所述牽引鋼索的牽引作用帶動(dòng)所述換行裝置沿所述停機(jī)軌道移動(dòng)。

7、進(jìn)一步地，所述清潔裝置包括外殼、行走輪、滾刷、電機(jī)、清潔裝置光伏板和清潔裝置蓄電池，所述行走輪設(shè)置在所述外殼上，所述滾刷通過(guò)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述外殼由防腐蝕材料制成，所述清潔裝置光伏板設(shè)置在所述外殼上，所述外殼內(nèi)設(shè)有所述清潔裝置蓄電池。

8、進(jìn)一步地，所述巡檢裝置包括可見(jiàn)光攝像頭和紅外攝像頭的雙光譜相機(jī)，所述雙光譜相機(jī)安裝在所述清潔裝置的中部，用于拍攝光伏板表面的狀態(tài)并生成圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)通過(guò)工控機(jī)進(jìn)行分析并傳送至所述上位機(jī)進(jìn)行故障報(bào)警。

9、進(jìn)一步地，所述上方停機(jī)平臺(tái)用于為所述清潔裝置提供臨時(shí)停機(jī)位置，所述下方停機(jī)平臺(tái)為所述清潔裝置待機(jī)或清潔結(jié)束后提供停機(jī)位。

10、進(jìn)一步地，所述上方停機(jī)平臺(tái)和所述下方停機(jī)平臺(tái)的底部裝有滾輪。

11、進(jìn)一步地，所述清潔裝置的兩端裝有限位環(huán)，所述換行裝置上的所述牽引鋼索穿過(guò)其中，為其提供限位作用。

12、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)目的，本發(fā)明提供上述用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人的使用方法，包括如下步驟：

13、上位機(jī)發(fā)出清潔指令后，清潔裝置從停機(jī)位出發(fā)，從光伏陣列的底部向頂部開(kāi)始清掃光伏板的表面，并通過(guò)巡檢裝置收集相關(guān)光伏板表面數(shù)據(jù)，通過(guò)限位鋼索進(jìn)行限位，防風(fēng)防墜落；

14、當(dāng)清潔裝置從一個(gè)停機(jī)位到達(dá)另一個(gè)停機(jī)位后，自動(dòng)返回再次清掃該列光伏板，當(dāng)清潔裝置返回工作開(kāi)始時(shí)的停機(jī)位后，牽引裝置啟動(dòng)，帶動(dòng)換行裝置沿停機(jī)軌道移動(dòng)，進(jìn)入下一列光伏板清掃的位置后，牽引裝置停止，清潔裝置啟動(dòng)，開(kāi)始清潔下一列光伏板，與上一個(gè)清潔環(huán)節(jié)類似，循環(huán)往復(fù)，直至將這個(gè)光伏陣列所有光伏板清潔完畢。

15、進(jìn)一步地，在清掃過(guò)程中，巡檢裝置的雙光譜相機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏板表面狀態(tài)，將數(shù)據(jù)傳送至工控機(jī)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)光伏板的裂紋、污漬、熱斑問(wèn)題，自動(dòng)生成故障數(shù)據(jù)，并傳輸至上位機(jī)進(jìn)行報(bào)警和處理。

16、進(jìn)一步地，所述巡檢裝置采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，對(duì)光伏板的裂紋、熱斑、污漬等異?，F(xiàn)象進(jìn)行識(shí)別，能夠?qū)崟r(shí)生成檢測(cè)報(bào)告并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至上位機(jī)進(jìn)行處理。

17、本發(fā)明的技術(shù)方案集成了光伏板清潔與巡檢功能，適應(yīng)海上光伏電站的環(huán)境和技術(shù)要求，具有高效、安全、節(jié)能等顯著優(yōu)點(diǎn)，能夠大幅提升海上光伏的運(yùn)維效率；將巡檢和清潔的功能集成一體。在清潔光伏板走過(guò)的路程中還可以通過(guò)視覺(jué)識(shí)別光伏板上的異常情況。

技術(shù)特征：

1.一種用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人，其特征在于，包括機(jī)器人本體，所述機(jī)器人本體包括停機(jī)軌道、牽引裝置、換行裝置、清潔裝置、巡檢裝置和上位機(jī)，所述停機(jī)軌道分別設(shè)置于光伏陣列的上側(cè)和下側(cè)，每個(gè)所述停機(jī)軌道的兩端分別設(shè)有所述牽引裝置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人，其特征在于，所述牽引裝置包括卷?yè)P(yáng)機(jī)和牽引鋼索，所述牽引鋼索與所述換行裝置連接，通過(guò)所述牽引鋼索的牽引作用帶動(dòng)所述換行裝置沿所述停機(jī)軌道移動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人，其特征在于，所述清潔裝置包括外殼、行走輪、滾刷、電機(jī)、清潔裝置光伏板和清潔裝置蓄電池，所述行走輪設(shè)置在所述外殼上，所述滾刷通過(guò)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述外殼由防腐蝕材料制成，所述清潔裝置光伏板設(shè)置在所述外殼上，所述外殼內(nèi)設(shè)有所述清潔裝置蓄電池。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人，其特征在于，所述巡檢裝置包括可見(jiàn)光攝像頭和紅外攝像頭的雙光譜相機(jī)，所述雙光譜相機(jī)安裝在所述清潔裝置的中部，用于拍攝光伏板表面的狀態(tài)并生成圖像數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)通過(guò)工控機(jī)進(jìn)行分析并傳送至所述上位機(jī)進(jìn)行故障報(bào)警。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人，其特征在于，所述上方停機(jī)平臺(tái)用于為所述清潔裝置提供臨時(shí)停機(jī)位置，所述下方停機(jī)平臺(tái)為所述清潔裝置待機(jī)或清潔結(jié)束后提供停機(jī)位。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人，其特征在于，所述上方停機(jī)平臺(tái)和所述下方停機(jī)平臺(tái)的底部裝有滾輪。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人，其特征在于，所述清潔裝置的兩端裝有限位環(huán)，所述換行裝置上的所述牽引鋼索穿過(guò)其中，為其提供限位作用。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人的使用方法，其特征在于，在清掃過(guò)程中，巡檢裝置的雙光譜相機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏板表面狀態(tài)，將數(shù)據(jù)傳送至工控機(jī)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)光伏板的裂紋、污漬、熱斑問(wèn)題，自動(dòng)生成故障數(shù)據(jù)，并傳輸至上位機(jī)進(jìn)行報(bào)警和處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人的使用方法，其特征在于，所述巡檢裝置采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，對(duì)光伏板的裂紋、熱斑、污漬異?，F(xiàn)象進(jìn)行識(shí)別，能夠?qū)崟r(shí)生成檢測(cè)報(bào)告并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至上位機(jī)進(jìn)行處理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種用于海上光伏的清潔巡檢一體化機(jī)器人及其使用方法，包括機(jī)器人本體，機(jī)器人本體包括停機(jī)軌道、牽引裝置、換行裝置、清潔裝置、巡檢裝置和上位機(jī)，停機(jī)軌道的兩端分別設(shè)有牽引裝置；清潔裝置沿限位鋼索移動(dòng)從而對(duì)光伏陣列進(jìn)行清潔；換行裝置在停機(jī)軌道上移動(dòng)，帶動(dòng)清潔裝置橫向切換工作區(qū)域；巡檢裝置固定在清潔裝置上，在清潔過(guò)程中對(duì)光伏板進(jìn)行巡檢并提供故障數(shù)據(jù)；上位機(jī)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人本體進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，控制機(jī)器人本體運(yùn)行及執(zhí)行指令。本發(fā)明集成了光伏板清潔與巡檢功能，適應(yīng)海上光伏電站的環(huán)境和技術(shù)要求，具有高效、安全、節(jié)能、無(wú)人值守等顯著優(yōu)點(diǎn)，能夠大幅提升海上光伏的運(yùn)維效率。

技術(shù)研發(fā)人員：郝正,王雨微,王一博,王云,朱威名,卓大為,陳健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15