太陽能電池板清洗車行進(jìn)中的自動(dòng)糾偏方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種太陽能電池板清洗車行進(jìn)中的自動(dòng)糾偏方法和相應(yīng)的自動(dòng)糾偏 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏電站的太陽能電池板以陣列的形式露天傾斜安裝，大氣中的砂粒、灰塵、雜物 和一些腐蝕物質(zhì)很容易附著在其表面。尤其是在干旱、多風(fēng)及植被稀少的荒漠化地區(qū)，1~ 2周便會(huì)在電池板上蓋滿沙塵，嚴(yán)重影響其光電轉(zhuǎn)換效率，甚至損壞電池板，因此，定期或適 時(shí)對(duì)太陽能電池板進(jìn)行清潔就成為光伏電站日常運(yùn)行維護(hù)中必不可少的重要環(huán)節(jié)。
[0003] 國外尤其是意大利等歐洲國家較早實(shí)現(xiàn)了對(duì)光伏電站太陽能電池板的機(jī)械化清 洗，到2011年，國外市場(chǎng)上就已出現(xiàn)多種不同型號(hào)的獨(dú)立行進(jìn)式清洗車。國內(nèi)對(duì)于獨(dú)立行 進(jìn)式太陽能電池板清洗車的研究最早見于2011年，近年來，相應(yīng)的專利申請(qǐng)和授權(quán)開始增 多，市場(chǎng)上也開始出現(xiàn)有關(guān)產(chǎn)品的宣傳和推廣。這些清洗車結(jié)構(gòu)上一般采用履帶或輪式底 盤作為移動(dòng)載體，底盤上設(shè)置清洗裝置，清洗裝置包含具有刷掃、沖淋等功能的清洗頭和對(duì) 清洗頭進(jìn)行支撐和定位的工作臂，清洗作業(yè)時(shí)，清洗車沿光伏陣列穩(wěn)速行進(jìn)，清洗頭掃過光 伏陣列板面，對(duì)陣列上的太陽能電池板實(shí)施移動(dòng)式清洗。
[0004] 為達(dá)到良好的清洗效果，清洗車在清洗行進(jìn)過程中，不但車速應(yīng)保持穩(wěn)定，而且車 體的行進(jìn)方向應(yīng)與光伏陣列走向保持平行，車體到陣列的距離也應(yīng)保持恒定。由于路面的 起伏、陣列的蜿蜒以及車底盤自身行進(jìn)特性，自然狀態(tài)下，車體行進(jìn)過程中相對(duì)光伏陣列的 距離和平行度并不總能保持理想狀態(tài)，因此，清洗過程中就需要經(jīng)常對(duì)底盤的行進(jìn)方向進(jìn) 行修正。當(dāng)前，國內(nèi)外絕大多數(shù)的獨(dú)立行進(jìn)式太陽能電池板清洗車的底盤行進(jìn)均采用人工 駕駛的方式，當(dāng)車體相對(duì)光伏陣列出現(xiàn)側(cè)向移位或縱向偏斜時(shí)，需要依靠清洗車的駕駛者 基于自身觀察作出是否糾偏的判斷、制定出具體的糾偏操作策略并通過手柄等操作件予以 實(shí)施。由于清洗車的駕駛者既要負(fù)責(zé)底盤駕駛，又要負(fù)責(zé)清洗裝置的操作，精神的緊張狀態(tài) 加之目視觀察和主觀決策的局限性，常常使人工糾偏的結(jié)果并不理想，同時(shí)，頻繁的底盤糾 偏操作也對(duì)清洗裝置的實(shí)時(shí)操作造成干擾。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?01310656755的發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N通過探測(cè)事先設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的 特征標(biāo)志物并利用常規(guī)自動(dòng)尋徑技術(shù)自導(dǎo)航的方案，其特征標(biāo)志物為存儲(chǔ)有不同路徑指示 信息的射頻電子標(biāo)簽，不同路徑指示信息的射頻電子標(biāo)簽設(shè)置在光伏陣列不同位置處的光 伏陣列支架上，清洗車行進(jìn)至某電子標(biāo)簽處時(shí)，導(dǎo)航傳感系統(tǒng)讀取該標(biāo)簽預(yù)存的路徑指示 信息并傳送至主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)根據(jù)該信息指令驅(qū)動(dòng)底盤行進(jìn)，或直行、或轉(zhuǎn)彎、或停 止。對(duì)于大型的光伏電場(chǎng)，該方案需在其光伏陣列上設(shè)置大量不同的電子標(biāo)簽，另一方面， 由于電子標(biāo)簽的路徑指示信息是預(yù)存的，不受清洗車讀取其內(nèi)容時(shí)相對(duì)光伏陣列的位置和 姿態(tài)的影響，因此也就無法用于底盤的糾偏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種太陽能電池 板清洗車行進(jìn)中的自動(dòng)糾偏方法和相應(yīng)的自動(dòng)糾偏系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)清洗車在清洗作業(yè)過程中 的行進(jìn)線路進(jìn)行自動(dòng)修正，使清洗車相對(duì)光伏陣列的距離和平行度保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，從而達(dá) 到理想的清洗效果。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] 太陽能電池板清洗車行進(jìn)中的自動(dòng)糾偏方法，包括以下步驟：
[0009] 步驟1 :利用設(shè)置在車體一側(cè)首部和尾部的超聲測(cè)距傳感器分別測(cè)出各自所處測(cè) 點(diǎn)到光伏陣列面板下邊沿的距離。
[0010] 步驟2 :根據(jù)車首超聲測(cè)距傳感器測(cè)得的車首測(cè)點(diǎn)到光伏陣列面板下邊沿的距離 計(jì)算出車首超聲測(cè)距傳感器所處測(cè)點(diǎn)立線到光伏陣列面板下邊沿的距離Cl1，根據(jù)車尾超聲 測(cè)距傳感器測(cè)得的車尾測(cè)點(diǎn)到光伏陣列面板下邊沿的距離計(jì)算出車尾超聲測(cè)距傳感器所 處測(cè)點(diǎn)立線到光伏陣列面板下邊沿的距離d2。
[0011] 步驟3 :根據(jù)所述距離山和(12計(jì)算由首、尾測(cè)點(diǎn)立線所確定的測(cè)點(diǎn)立面到光伏陣 列面板下邊沿的平均距離d，以及所述測(cè)點(diǎn)立面與光伏陣列走向的夾角0。
[0012] 步驟4 :計(jì)算所述平均距離d相對(duì)于預(yù)設(shè)值D的距離偏差A(yù)山即Ad=d-D。
[0013] 步驟5:對(duì)Ad和0進(jìn)行判斷，若IAd|大于距離偏差的容差限1或/和I0I大 于平行度偏差的容差限Te，則根據(jù)Ad和0的代數(shù)值生成清洗車底盤行進(jìn)調(diào)向操作指令。
[0014] 步驟6 :根據(jù)所述調(diào)向操作指令對(duì)清洗車底盤行進(jìn)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置的原動(dòng)件進(jìn)行直 接或間接控制，使其輸出相應(yīng)的動(dòng)作，使底盤在行進(jìn)中轉(zhuǎn)向糾偏，消除車體位姿相對(duì)于理想 狀態(tài)的超限偏差。
[0015] 作為優(yōu)化，在步驟1中，在車側(cè)首部和車側(cè)尾部設(shè)置的超聲測(cè)距傳感器均不少于 兩個(gè)，且均按垂直線性陣列上下布置，其中，車側(cè)首部傳感器I和其下方的車側(cè)首部傳感器 II的垂直距離為Ii1，車側(cè)尾部傳感器I和其下方的車側(cè)尾部傳感器II的垂直距離為h2，車 側(cè)首部傳感器I測(cè)得其所處測(cè)點(diǎn)到光伏陣列面板下邊沿的距離為dla，車側(cè)首部傳感器II 測(cè)得其所處測(cè)點(diǎn)到光伏陣列面板下邊沿的距離為dlb，車側(cè)尾部傳感器I測(cè)得其所處測(cè)點(diǎn) 到光伏陣列面板下邊沿的距離為d2_a，車側(cè)尾部傳感器II測(cè)得其所處測(cè)點(diǎn)到光伏陣列面板 下邊沿的距離為d2_b;在步驟2中，根據(jù)di_a和d1J}計(jì)算di，根據(jù)d2_a和d2_b計(jì)算d2,算式如 下：
[0018] 其中，S1= (di-a+di-b+hi)/%S2= (d2-a+d2-b+h2)/2。
[0019] 太陽能電池板清洗車行進(jìn)中的自動(dòng)糾偏系統(tǒng)，安裝在太陽能電池板清洗車的車體 上，包括用于測(cè)量車體側(cè)面首尾相對(duì)光伏陣列面板下邊沿的距離的側(cè)向超聲測(cè)距陣列、用 于對(duì)側(cè)向超聲測(cè)距陣列實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算、判斷并生成調(diào)向操作指令的控制組件、以 及根據(jù)所述調(diào)向操作指令驅(qū)動(dòng)底盤在行進(jìn)中轉(zhuǎn)向糾偏的底盤行進(jìn)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置，側(cè)向超聲 測(cè)距陣列通過信號(hào)傳輸電纜與控制組件連接，控制組件通過功率驅(qū)動(dòng)電纜與底盤行進(jìn)轉(zhuǎn)向 驅(qū)動(dòng)裝置連接；其中：
[0020] 側(cè)向超聲測(cè)距陣列，布置在車體側(cè)面，由不少于兩個(gè)朝向車體外側(cè)安裝的超聲測(cè) 距傳感器組成，所述超聲測(cè)距傳感器至少分為兩部分，其中一部分布置在車側(cè)首部，另一部 分布置在車側(cè)尾部；
[0021] 控制組件，包括通過電路依次連接的信號(hào)輸入接口電路、智能控制單元和功率輸 出驅(qū)動(dòng)電路，其中智能控制單元負(fù)責(zé)執(zhí)行側(cè)向超聲測(cè)距陣列信號(hào)處理、車體位姿參數(shù)解算 和糾偏決策，并將其制定出的糾偏操作指令發(fā)送至功率輸出驅(qū)動(dòng)電路；
[0022] 底盤行進(jìn)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)裝置，含有驅(qū)動(dòng)底盤轉(zhuǎn)向的原動(dòng)件，所述原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)輸出可 由控制組件內(nèi)的功率輸出驅(qū)動(dòng)電路控制。
[0023] 作為優(yōu)化，側(cè)向超聲測(cè)距陣列有兩套，分別布置在車體的左、右兩側(cè)。
[0024] 作為優(yōu)化，控制組件內(nèi)的智能控制單元采用單片機(jī)。
[0025] 作為優(yōu)化，側(cè)向超聲測(cè)距陣列中的超聲測(cè)距傳感器均為大波束角超聲測(cè)距傳感 器。
[0026] 作為進(jìn)一步優(yōu)化，側(cè)向超聲測(cè)距陣列車首部分和車尾部分均含有至少兩個(gè)超聲測(cè) 距傳感器，形成側(cè)向超聲測(cè)距陣列的車首組和車尾組，每組內(nèi)不同傳感器在車側(cè)同一縱向 位置處沿垂向間隔布置。
[0027] 作為更進(jìn)一步優(yōu)化，在所述側(cè)向超聲測(cè)距陣列的車首組和車尾組中，組內(nèi)位于下 方的傳感器的波束角小于位于其上方的傳感器的波束角。
[0028] 作為更進(jìn)一步優(yōu)化，在所述側(cè)向超聲測(cè)距陣列的車首組和車尾組中，位于最下方 的傳感器向上傾斜安裝。
[0029] 作為更進(jìn)一步優(yōu)化，在所述側(cè)向超聲測(cè)距陣列的車首組和車尾組中，組內(nèi)各傳感 器具有不同的工作頻率。
[0030] 作為更進(jìn)一步優(yōu)化，在所述側(cè)向超聲測(cè)距陣列的車首組和車尾組中，各傳感器均 為數(shù)字式超聲測(cè)距傳感器，與控制組件之間采用數(shù)字通訊總線連接，在控制組件控制下，組 內(nèi)各傳感器分時(shí)輪流工作。
[0031] 本發(fā)明的有益效果是：a)利用光伏陣列太陽能電池板下沿懸出的特點(diǎn)，用車體一 側(cè)前后兩處大波束角傳感器測(cè)取車體前后測(cè)點(diǎn)到光伏陣列面板下邊沿的距離，進(jìn)而求出車 體側(cè)面與光伏陣列面板下邊沿之間的距離和夾角，以此為依據(jù)對(duì)車體底盤的行進(jìn)實(shí)施自動(dòng) 糾偏，快速、準(zhǔn)確，且由于超聲傳感器的測(cè)量目標(biāo)在整個(gè)清洗行進(jìn)過程中幾乎是始終連續(xù) 的，因此，該自動(dòng)糾偏過程具備連續(xù)平穩(wěn)的特點(diǎn)，相對(duì)于人工糾偏，不僅可顯著改善底盤行 進(jìn)質(zhì)量，進(jìn)而提高清洗效果，