一种可同步光伏清洁和EL检测的光伏清洁机器人的制作方法

一种可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人
技术领域
1.本发明涉及一种可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人。


背景技术：

2.太阳能光伏作为一种可再生清洁能源，已成为当今全球能源变革的重要力量。太阳能电池板表面容易积累风沙、灰尘等污垢，若没有及时科学专业的清洁和监测等维护作业，最高可导致组件发电功率衰减40％
‑
60％，发电量下降20％
‑
30％。因此，通过合理科学地清洁和维护太阳能电池板以及对组件的悉心养护来提升电站发电量和效益的理念，受到业界认可。
3.光伏移动机器人自主工作的时候，需要依靠检测装置来判断所处位置。目前市面上主要需依靠在光伏阵列添加特定的感应装置或固定装置进行定位，维持机器在光伏阵列上的行走、清洁或监测等作业。这样的添加特定感应装置或固定装置的感应方式，不仅增加了设备成本，而且容易受光伏阵列的大小和形状的限制导致无法安装附加装置。部分依靠光伏边框进行定位，但边框的束缚导致机器人运行速度大幅度降低，且受阵列分布影响，无法准确规划出最优作业路径，严重影响作业效率和经济效益。部分采用无人机巡航el检测代替人工近距离扫描检测，图像清晰度严重下降，影响检测数据分析。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人，其具有结构简单、安全可靠且可同步光伏清洁和el检测的特点。
5.本发明的技术方案是这样的：
6.一种可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人，所述光伏清洁机器人包括机身，所述机身上设置有履带驱动组件、滚刷清洁组件以及el检测组件，其中，所述履带驱动组件设置在所述机身的两侧，所述光伏清洁机器人在所述履带驱动组件的驱动下进行行走，所述滚刷清洁组件设置在所述机身的前端，所述光伏清洁机器人通过所述滚刷清洁组件对光伏面板进行清洁，所述el检测组件设置在所述机身的后端上方，通过所述el检测组件对经所述滚刷清洁组件清洁后的光伏面板进行检测，以实时采集经所述滚刷清洁组件清洁后的光伏面板的图像数据。
7.所述机身的左侧前端设置有第一安装部，所述机身的右侧前端设置有第二安装部。
8.所述第一安装部和第二安装部对称设置在所述机身的左侧和右侧，且所述滚刷清洁组件通过所述第一安装部和第二安装部设置在所述机身的前端。
9.所述el检测装置包括el检测仪以及安装组件，所述安装组件固定设置在所述机身上，且所述安装组件位于所述机身的后端，所述el检测仪设置在所述安装组件上，且所述el检测仪位于所述机身的上方。
10.所述机身的左侧后端设置有第一固定部，所述机身的右侧后端设置有第二固定部。
11.所述安装组件包括安装支架，所述安装支架包括安装板、第一连接板、第二连接板、第一固定板以及第二固定板，所述el检测仪设置在所述安装板上，其中：所述第一连接板的一端固定设置在所述安装板的左端，且所述第一连接板的另一端固定设置在所述第一固定板的一端，所述第一固定板的下部固定设置在所述第一固定部上；所述第二连接板固定设置在所述安装板的右端，且所述第二连接板的另一端固定设置在所述第二固定板的一端，所述第二固定板的下部固定设置在所述第二固定部上。
12.所述安装板的左端与所述第一连接板的右端相连，所述安装板的右端与所述第二连接板的左端相连，且所述第一连接板和第二连接板与所述安装板为一体成型；
13.所述第一连接板与所述安装板之间的夹角和所述第二连接板与所述安装板之间的夹角相等，且所述第一连接板与所述安装板之间的夹角大于90
°
。
14.所述第一连接板的左端与所述第一固定板的上端连接，且所述第一固定板与所述第一连接板为一体成型；所述第二连接板的右端与所述第二固定板的上端连接，且所述第二固定板与所述第二连接板为一体成型。
15.所述第一固定板与所述第一连接板之间的夹角和所述第二固定板与所述第二连接板之间的夹角相等，且所述第一固定板与所述第一连接板之间的夹角大于90
°
；所述第一连接板和第二连接板的结构相同，所述第一固定板和所述第二固定板的结构相同，且所述第一固定板和第二固定板平行设置。
16.所述安装板的前端向前延伸设置有延伸板，且所述延伸板与所述安装板为一体成型，所述el检测仪设置在所述延伸板与所述安装板相结合的位置。
17.本发明具有以下优点和有益效果：本发明的光伏清洁机器人包括机身，机身上设置有履带驱动组件、滚刷清洁组件以及el检测组件，其中，履带驱动组件设置在机身的两侧，光伏清洁机器人在履带驱动组件的驱动下进行行走，滚刷清洁组件设置在机身的前端，光伏清洁机器人通过滚刷清洁组件对光伏面板进行清洁，el检测组件设置在机身的后端上方，通过el检测组件对经滚刷清洁组件清洁后的光伏面板进行检测，以实时采集经滚刷清洁组件清洁后的光伏面板的图像数据；通过上述设计，也即在光伏清洁机器人的前端安装滚刷清洁组件，配合光伏清洁机器人在光伏面板上的全覆盖规划，完成了全覆盖清洁；同时，由于在光伏移动机器人的后端安装快速成像el检测仪，配合光伏清洁机器人在光伏面板的全覆盖规划，完成了对所有光伏面板的缺陷检测图像采集；另外，由于在光伏清洁机器人的前端安装滚刷清洁组件以及后端安装快速成像el检测仪，采集的图像数据是刚通过滚刷清洁组件清洁过的洁净的光伏面板，进而达到提高数据可靠性的目的。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人的立体结构示意图。
19.图2为本发明实施例提供的可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人在光伏面板上进行光伏清洁和el检测的示意图。
20.图3为本发明实施例提供的可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人的俯视结
构示意图。
21.图4为本发明实施例提供的可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人的主视结构示意图。
22.图5为本发明实施例提供的可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人的侧视结构示意图。
23.图6为本发明实施例提供的el检测组件与机身相配合的局部放大立体结构示意图。
24.图7为本发明实施例提供的el检测组件的放大立体结构示意图。
25.图8为本发明实施例提供的el检测组件的放大主视结构示意图。
26.图9为本发明实施例提供的el检测组件的放大俯视结构示意图。
27.图10为本发明实施例提供的el检测组件的放大侧视结构示意图。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
32.如图1至图10所示：为本发明实施例提供的可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人，所述光伏清洁机器人包括机身100，所述机身100上设置有履带驱动组件150、滚刷清洁组件160以及el检测组件，其中，所述履带驱动组件150设置在所述机身100的两侧，所述光伏清洁机器人在所述履带驱动组件150的驱动下进行行走，所述滚刷清洁组件160设置在所述机身100的前端，所述光伏清洁机器人通过所述滚刷清洁组件160对光伏面板200进行清洁，从而实现清洁作业的功能，所述el检测组件设置在所述机身100的后端上方，通过所述el检测组件对经所述滚刷清洁组件160清洁后的光伏面板进行检测，以实时采集经所述滚刷清洁组件160清洁后的光伏面板200的图像数据，然后通过机身100上安装的处理器
实时处理图像数据，以实现图像拼接和缺陷分类，也即通过光伏清洁机器人的图形数据和定位数据，可实现快速的图像连续拼接和单板区域划分，并通过人工智能对缺陷类型进行分类，进而达到一次全覆盖清洁作业，同时完成了清洁和el缺陷检测分析任务，从而达到节约人力和降低电站维护成本的目的。
33.所述机身100的左侧前端设置有第一安装部101，所述机身100的右侧前端设置有第二安装部102。具体的，第一安装部101固定设置在所述机身100的左侧前端的外侧壁上，以及第二安装部102固定设置在所述机身100的右侧前端的外侧壁上，方便前期的组装以及后期的拆卸和维护，同时还可提高安全可靠性。
34.所述第一安装部101和第二安装部102对称设置在所述机身100的左侧和右侧，且所述滚刷清洁组件160通过所述第一安装部101和第二安装部102设置在所述机身100的前端。通过上述设计，也即在机身100的左侧前端以及右侧前端分别对称设置有第一安装部101和第二安装部102，上述滚刷组件160通过第一安装部101和第二安装部102安装在机身100的前端，方便组装以及后期的拆卸；同时，第一安装部101和第二安装部102通过紧固螺栓与机身100紧固连接，具有安装快捷且拆卸方便的特点，同时还可提高第一安装部101和第二安装部102与机身100相结合的牢固性的特点。
35.所述el检测装置包括el检测仪103以及安装组件，所述安装组件固定设置在所述机身100上，且所述安装组件位于所述机身100的后端，所述el检测仪设置在所述安装组件上，且所述el检测仪103位于所述机身100的上方。上述el检测仪103为快速成像el检测仪，通过在机身100的后端设置有安装组件，且该el检测仪103通过安装组件可快速安装在机身100上，还可提高el检测仪103与机身100相结合的牢固性，安全可靠性得到提升。
36.所述机身100的左侧后端设置有第一固定部111，所述机身100的右侧后端设置有第二固定部112。具体的，第一固定部111可通过紧固螺栓固定设置在所述机身100的左侧后端的外侧壁上，以及第二固定部112可通过紧固螺栓固定设置在所述机身100的右侧后端的外侧壁上，方便前期的组装以及后期的拆卸和维护，同时还可提高安全可靠性。
37.所述安装组件包括安装支架，所述安装支架包括安装板120、第一连接板121、第二连接板122、第一固定板131以及第二固定板132，所述el检测仪103设置在所述安装板120上，其中：所述第一连接板121的一端固定设置在所述安装板120的左端，且所述第一连接板121的另一端固定设置在所述第一固定板131的一端，所述第一固定板131的下部固定设置在所述第一固定部111上；所述第二连接板122固定设置在所述安装板120的右端，且所述第二连接板122的另一端固定设置在所述第二固定板132的一端，所述第二固定板132的下部固定设置在所述第二固定部112上。通过上述设计，也即安装支架包括安装板120,、第一连接板121、第二连接板122、第一固定板131和第二固定板132，且安装板120为水平设置，进而可使el检测仪103平稳牢固的安装在安装板120上，进而提高el检测仪103与机身100相结合的牢固性。
38.所述安装板120的左端与所述第一连接板121的右端相连，所述安装板120的右端与所述第二连接板122的左端相连，且所述第一连接板121和第二连接板122与所述安装板120为一体成型；所述第一连接板121与所述安装板120之间的夹角和所述第二连接板122与所述安装板120之间的夹角相等，且所述第一连接板121与所述安装板120之间的夹角大于90
°
。由于第一连接板121和第二连接板122与安装板120为一体成型，可提高安装板120与第
一连接板121和第二连接板122相结合的牢固性，进而达到增加安装支架的强度的目的；同时，由于第一连接板121和第二连接板122与安装板120之间的夹角相等且均大于90
°
，具有方便加工且稳定性更强的特点，以达到延长安装支架的使用寿命的目的。
39.所述第一连接板121的左端与所述第一固定板131的上端连接，且所述第一固定板131与所述第一连接板121为一体成型；所述第二连接板122的右端与所述第二固定板132的上端连接，且所述第二固定板132与所述第二连接板122为一体成型。由于第一连接板121与第一固定板131为一体成型，且第二连接板122与第二固定板132为一体成型，进而可进一步提高第一连接板121与第一固定板131以及第二连接板122与第二固定板132相结合的牢固性，进而进一步达到增加安装支架的强度的目的。
40.所述第一固定板131与所述第一连接板121之间的夹角和所述第二固定板132与所述第二连接板122之间的夹角相等，且所述第一固定板131与所述第一连接板121之间的夹角大于90
°
；所述第一连接板121和第二连接板122的结构相同，所述第一固定板131和所述第二固定板132的结构相同，且所述第一固定板131和第二固定板132平行设置。由于第一连接板121与第一固定板131之间的夹角以及第二连接板122与第二固定板132之间的夹角均相等且大于90
°
，具有方便加工且稳定性更强的特点，进而可进一步达到延长安装支架的使用寿命的目的。
41.所述安装板120的前端向前延伸设置有延伸板110，且所述延伸板110与所述安装板120为一体成型，所述el检测仪103设置在所述延伸板110与所述安装板120相结合的位置。通过在安装板120的前端向前一体延伸形成有延伸板110，可提高延伸板110与安装板120相结合的牢固性，同时，el检测仪103固定设置在延伸板110与安装板120相结合的位置，进而提高el检测仪103与安装板120相结合的牢固性。
42.本发明实施例提供的可同步光伏清洁和el检测的光伏清洁机器人，通过在光伏清洁机器人的机身前方安装了滚刷清洁组件160，也即在光伏清洁机器人全覆盖规划作业的过程中携带着高速转动的滚刷清洁组件160，可对光伏面板200进行全覆盖清洁，继而达到提高清洁作业的目的。
43.上述el检测装置包含了2400万有效像素红外相机、自动对焦红外镜头、数据线和安装组件。由于安装组件也即安装支架与光伏清洁机器人的机身的连接方式固定，因此el检测装置在使用前已完成了内外和畸变参数标定。在光伏阵列接入恒流恒压电源时，晶体硅太阳电池外加正向偏置电压，直流电源向晶体硅太阳电池注入大量非平衡载流子，太阳电池依靠从扩散区注入的大量非平衡载流子不断地复合发光，此时通过光伏清洁机器人全覆盖规划作业的过程中，通过携带的el检测装置采集光伏面板的表面图像，用于图像拼接和缺陷分析。由于光伏清洁机器人前端安装高速转动的滚刷清洁组件160，采集的图像数据是刚通过滚刷清洁组件160清洁过的洁净的光伏面板200，同时由于光伏清洁机器人后端安装的el检测仪103上的指示灯光在拍摄采集过程中保持关闭，因此减少光源干扰，可达到进一步提高数据可靠性的目的。
44.本发明在实时将el检测仪103拍摄的图像进行基于surf和定位数据的图像拼接，首先将前后两张连续图片进行surf特征提取和特征匹配，得到了两幅待拼接图的匹配点集，然后求得变换矩阵，将两张图像转换为同一坐标下实现图像基本配准，最后配合定位数据验证配对的可靠性，完成图像拼接。再经过轮廓检测分辨是否存在完整的单块光伏面板
区域，若存在则提取出轮廓区域并根据定位数据进行编号命名，若不存在则作为基础图片进行与后续新采集图片进行拼接。
45.将完整的单块光伏板区域图像通过光伏清洁机器人强大的处理器运行人工智能模型进行缺陷分析，包括清洁度和缺陷(隐裂、碎片、裂纹、破片、断栅、烧结网纹、黑芯、黑边和低效率片)进行实时判断和数据，并通过移动网络模块将文本和图像数据发送至服务器，供客户手机移动端应用查阅。
46.当光伏清洁机器人完成一次全覆盖行驶任务后，不仅完成了清洁光伏面板表面任务，而且完成了对光伏阵列的el检测和分析，极大程度的提高了电站维护自动化程度和降低了成本。
47.最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。