太阳能光伏电站清扫机器人行走机构研究

发布时间：2020-04-15 18:21

【摘要】：近年来,光伏发电产业发展迅速,小型光伏发电系统的应用也越来越广泛。在光伏发电过程中,空气中的灰尘等会持续积淀到光伏组件的表面,影响光伏组件的发电效率,甚至会对光伏组件造成损伤。因此,光伏组件表面的清洁已经成为各发电单位亟待解决的问题。本文所设计的太阳能光伏电站清扫机器人主要是清扫小型光伏发电系统中光伏组件表面的灰尘,提高发电效率。本文的主要研究内容如下。(1)一种光伏清扫机器人驱动轮新的布局方式。针对机器人的工作环境和机器人需要实现的功能,提出机器人的设计要求,并根据设计要求,分析了机器人的轮组选型和轮组布局方式;同时,分析了机器人系统速度和驱动轮速度之间的相关性。(2)机器人机械系统设计与实现方法。以机器人功能为依据,划分移动底盘、清扫和控制三个模块,即设计各模块的机械结构,画出机器人整体的机械结构图,由机械图加工成实物。(3)机器人控制系统组建与功能实现。分析了机器人的几种控制方法,介绍了主控制器、电机驱动器和各传感器的选择以及它们之间的通信方式,同时,对清扫机器人中的主要软件设计思路做出了说明。(4)工作面附着特性。由于清扫机器人工作环境是倾斜的太阳能光伏面板,因此机器人在斜面上可能会出现打滑和下滑现象。针对此问题,建立了机器人的斜面实验系统,分析了清扫机器人在斜面上的附着特性,给出了机器人在斜面上的稳定附着角度,从理论上解决了机器人在斜面上的下滑问题。(5)机器人运动学仿真。采用ADAMS软件,针对机器人在斜面上的运动特性完成了仿真分析,模拟了机器人在极端倾斜角度斜面上的运动特性。(6)行走机构驱动控制。行走机构选用三轮独立驱动方式,采用力矩/速度双闭环控制,有效提高了车体的稳定性,优化了清扫机器人移动过程中的工作能耗。文中机器人行走机构采用三轮独立驱动,使机器人在斜面上具有一定的附着能力,同时行走机构驱动方式采用速度力矩双闭环控制,有效的提高了机器人在运动过程中的稳定性和能量利用效率,为类似移动底盘机构在斜面上的稳定运动控制提供了理论基础。
【图文】：

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安徽工程大学硕士学位论文种能量转化的效率。我国的光伏发电设备主要区多处于植被稀少、风沙较大的自然环境下，容易出现积灰现象。此外，在国家政策的支持国中部农村地区大规模的建立，受天气和灰尘会出现积灰现象并容易形成斑点，这将严重影１３］。有研究表明，光伏面板超过６０天没有清洗，恶劣，长时间不清洁发电光伏面板，发电效率明，光伏面板每平米有４．０５ｇ的灰尘就会使光需要定期对光伏组件进行清洁，，以保证太阳能

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邋＾图１－２新疆电科院和新疆大学研制的清洁机器，喀什博思光伏科技有限公司研发出一款智能清洁灰尘，清扫方式为横向清洁。此清扫机器人主要由行元和供电单元几个部分组成，在结构上，机器人能人的清扫装置与光伏面板平行，可以对光伏面板进光伏组件表面移动，使机器人可清扫光伏面板的任走单元的运动方向，保证机器人一直处于光伏面板控制电机的启停，从而控制机器人的移动和清扫动源，保证机器人整体的正常工作。逡逑
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242;TM615

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