太阳能电池板智能清洁系统的设计与实现

发布时间：2017-10-26 12:11

  本文关键词：太阳能电池板智能清洁系统的设计与实现

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【摘要】：太阳能发电是缓解能源危机的有效途径之一,对人类社会可持续发展具有重要意义。太阳能电池板表面的灰尘覆盖严重影响发电效率,会带来巨额的经济损失,因此电池板的定期清洁维护是非常必要的。目前,电池板清洁维护以人工擦拭和清水冲洗为主,清洁的难度较大,成本较高。针对上述问题,本课题组设计了一种智能清洁机器人,该机器人能实现对太阳能电站电池板阵列的自动清扫。本文主要探讨了清扫路径规划问题,并给出了控制系统的设计方法。首先,分析了智能清洁机器人的机械结构,并根据要求进行控制系统硬件设计,包括搭建基于PC104+总线的控制平台,设计红外感知模块,选择行走和清扫的控制电机以及系统供电电源。然后,提出了按分区、分块的方法建立太阳能电池板阵列的地图,并依次规划单块太阳能电池板、单排太阳能电池板阵列和多排太阳能电池板阵列的清扫路径。最后,根据系统硬件和清扫路径,完成了控制系统软件设计,重点分析了位置信息获取、模拟量采集、行走控制、自动和定时清扫功能的软件实现问题,同时开发了系统的人机交互界面。在上述设计分析的基础上,完成了智能清洁机器人样机的制作,并进行多组调试实验,实验结果表明制作的样机可以满足课题的设计要求。
【关键词】：太阳能电池板 智能清洁系统 硬件设计 清扫路径 软件设计
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景与意义10-11
• 1.2 太阳能电池板的主要清洁方法11
• 1.3 太阳能电池板清洁机器人的发展现状11-14
• 1.4 清洁机器人的关键技术14-15
• 1.5 课题研究的主要内容15-16
• 第二章 太阳能电池板智能清洁系统总体设计16-37
• 2.1 设计要求与详细功能16-17
• 2.1.1 设计要求16
• 2.1.2 详细功能16-17
• 2.2 机械结构17-20
• 2.2.1 机械本体17-18
• 2.2.2 履带式移动机构的运动学分析18-20
• 2.3 控制系统硬件设计20-36
• 2.3.1 核心控制部分21-26
• 2.3.2 行走驱动部分26-27
• 2.3.3 清扫控制部分27-29
• 2.3.4 感知部分29-34
• 2.3.5 电源部分34-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 太阳能电池板智能清洁系统路径规划37-50
• 3.1 路径规划37
• 3.2 太阳能电池板阵列的环境地图37-40
• 3.2.1 单块太阳能电池板的分区37-38
• 3.2.2 太阳能电池板阵列的排列与分块38-39
• 3.2.3 分区和分块编码的设置39-40
• 3.3 单块太阳能电池板的清扫路径规划40-44
• 3.3.1 随机路径41
• 3.3.2 螺旋式路径41-42
• 3.3.3 折返式路径42-44
• 3.4 太阳能电池板阵列的清扫路径规划44-49
• 3.4.1 单排太阳能电池板阵列的清扫路径45-46
• 3.4.2 多排太阳能电池板阵列的清扫路径46-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 太阳能电池板智能清洁系统软件设计50-72
• 4.1 软件开发环境的使用50
• 4.2 系统软件总体设计50-51
• 4.3 硬件初始化51-53
• 4.4 位置信息获取程序53-56
• 4.4.1 地址码设定53-55
• 4.4.2 位置信息读取55-56
• 4.5 模拟量采集程序56-58
• 4.6 行走控制程序58-66
• 4.6.1 直线清扫控制58-63
• 4.6.2 转弯控制63-65
• 4.6.3 越障控制65-66
• 4.7 自动清扫程序66-67
• 4.8 定时清扫程序67-68
• 4.9 人机界面设计68-71
• 4.9.1 自动清扫设置界面69-70
• 4.9.2 电机调试界面70-71
• 4.9.3 传感模块调试界面71
• 4.10 本章小结71-72
• 第五章 系统调试与实验72-77
• 5.1 单步动作调试72-73
• 5.2 自主行走实验73-76
• 5.3 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 工作总结77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文83-84
• 致谢84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 杨景发;邱鹏飞;李冰;赵通;;太阳能电池板跟踪与除尘装置的设计[J];机械设计与制造;2013年09期

2 曲君乐;吕斌;吴承璇;刘杰;雷卓;;太阳能电池板自动清扫装置的研制[J];山东科学;2013年04期

3 卢峰;张华;姚秀平;黄惠兰;;太阳能热风发电技术研究进展[J];中国电力;2006年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 陈烙，

本文编号：1098617