本發(fā)明涉及清掃機器人領(lǐng)域，特別涉及一種清掃裝置及清掃機器人。

背景技術(shù)：

在化石燃料日趨減少的情況下，作為一種新興的可再生能源的太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，近十年來，太陽能應(yīng)用技術(shù)在世界各國都得到迅猛發(fā)展。太陽能面板是指利用半導(dǎo)體材料在光照條件下發(fā)生的光生伏特效應(yīng)(photovoltaic)將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的器件。有太陽光的地方就能發(fā)電，因此太陽能面板適用于從大型發(fā)電站到小型便攜式充電器等多種場合，近年來得到飛速發(fā)展。

太陽能面板的工作環(huán)境只能是戶外，影響其工作的最大問題并不是風(fēng)雨雷電，而是常年累積的灰塵。太陽能面板上附著有灰塵或其它附著物，會影響面板板的透光率，阻礙光電效率，從而會嚴(yán)重影響面板直接獲取陽光的效率，降低面板的能量吸收和轉(zhuǎn)換效率，降低發(fā)電效率。現(xiàn)有技術(shù)的太陽能面板在使用中只能依靠人工定期完成清理工作，由于太陽能面板面積較大、大型電站同時使用的面板較多，而灰塵會反復(fù)累積，需要反復(fù)清洗；因此人力成本很高、清理效率低、清理效果較差。在很多場合，為了提高空間利用率，太陽能面板都是利用支架設(shè)置在高處，這就給清理工作帶來更大的難度和風(fēng)險。很多太陽能面板的用戶為了降低清理成本只能選擇不清理，這樣只能被迫承擔(dān)灰塵導(dǎo)致的電能損耗。這樣，就需要有一個新的自動清理設(shè)備，對太陽能面板進行自動清理。

現(xiàn)有技術(shù)的清掃機器人一般都只能應(yīng)用于水平地面上，不能適用于太陽能面板這樣的斜坡平面。如果將現(xiàn)有的清掃機器人直接用在太陽能面板上，會導(dǎo)致以下問題。

（1）清掃機器人動力不足、不能自由行進、清掃效果差；由于太陽能面板的傾斜角度一般在10度~40度之間，現(xiàn)有清掃機器人在斜坡平面上不能自由行進，即使能勉強行進，很快就會將電量耗盡。

（2）清掃機器人會從太陽能面板上滑落；由于太陽能面板比較光滑，現(xiàn)有清掃機器人重量和車輪摩擦系數(shù)都比較小，摩擦力也比較小，行進困難，很容易滑落。

（3）清掃機器人不能按照規(guī)定路線行駛，行進中覆蓋面積小，會從太陽能面板邊緣處落下；現(xiàn)有清掃機器人一般是設(shè)置為遇到障礙物自動轉(zhuǎn)向，由于太陽能面板上沒有任何障礙物，自動行駛的清掃機器人只能在單一路徑上行進，其行進過程中的覆蓋面積小，必然會從太陽能面板邊緣處落下。即使預(yù)先規(guī)劃好路徑，現(xiàn)有的清掃機器人在行進中容易受到重力及面板附著物的影響，也會很容易偏離路徑，很難保證直線行駛；而且清掃機器人自身無法察覺，不能走遍整個面板，會留下大量清掃不到的空間。

（4）清掃機器人充電困難；由于太陽能面板高度比較高、面積較大，一旦將清掃機器人送上去之后，將其取下會比較困難，現(xiàn)有技術(shù)需要人工將清掃機器人搬離現(xiàn)場或人工取出電池，繼而對其進行充電，從而不能長時間持續(xù)進行現(xiàn)場作業(yè)，而且由于很多太陽能面板都是用支架設(shè)置在高處，因此其充電操作非常麻煩，浪費大量人力。

（5）清掃機器人工作狀態(tài)監(jiān)控困難，由于太陽能面板可能會設(shè)置在高處，地面上的工作人員無法對其工作過程做到全程監(jiān)控，即使清掃機器人發(fā)生故障，停止運行或者路線走偏，工作人員也無法及時得知。

現(xiàn)有技術(shù)的清掃機器人由于需要多方向行走，因此，需要設(shè)置多個小型的清掃刷；而在太陽能面板上，需要機器人在最短時間、最短距離走遍整個面板，因此需要有規(guī)律的單方向行走，小型清掃刷清掃效率低下。

為了進一步提升清掃效果，需要設(shè)置液體分發(fā)容器，用以向清掃的滾刷提供清潔劑溶液和水。由于清掃機器人是應(yīng)用于太陽能面板這樣的斜坡平面上的，如果清掃裝置中的液體分發(fā)容器可以采用普通的圓柱形水箱或長方體水箱，無論排液口如何設(shè)置，都不能保證排液口始終在容器最低點。在某些角度下，當(dāng)液體分發(fā)容器內(nèi)液體較少時，液面可能會低于排液口，這樣部分液體就無法順利排出。由于光伏面板很多時候都是架設(shè)在高處，補充溶液或者更換液體分發(fā)容器都比較困難，必須合理利用每一滴溶液。

綜上所述，本發(fā)明還需要設(shè)計一種特殊形狀的液體分發(fā)容器，確保無論機器人向哪個方向行駛（上坡、下坡或水平行駛），容器中的液體都能夠充分被抽出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的在于，提供一種清掃裝置，以解決傳統(tǒng)的人工清理方式存在的清理效率低、清理效果差的技術(shù)問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種清掃裝置，包括一清掃電機、一滾刷及一傳動機構(gòu)。所述清掃電機包括一清掃電機轉(zhuǎn)軸；所述滾刷中心設(shè)有一滾刷從動軸；所述傳動機構(gòu)同時連接至所述清掃電機轉(zhuǎn)軸及所述滾刷從動軸，所述清掃電機轉(zhuǎn)軸通過所述傳動機構(gòu)帶動所述滾刷從動軸轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述傳動機構(gòu)為兩個以上彼此嚙合的齒輪組成的齒輪組。

進一步地，所述傳動機構(gòu)包括一主動齒輪、一從動齒輪以及一雙聯(lián)齒輪；所述主動齒輪設(shè)置于所述清掃電機轉(zhuǎn)軸上；所述從動齒輪設(shè)置于所述滾刷從動軸上；所述雙聯(lián)齒輪包括一大齒圈及一小齒圈，所述大齒圈與所述主動齒輪嚙合，所述小齒圈與所述從動齒輪嚙合。

進一步地，所述清掃電機轉(zhuǎn)軸垂直于所述主動齒輪的輪面；所述滾刷從動軸垂直于所述從動齒輪的輪面；所述滾刷從動軸平行于所述清掃電機轉(zhuǎn)軸。

進一步地，所述滾刷為螺旋式滾刷。

進一步地，所述清掃裝置還包括一雜物擋板，固定安裝至所述滾刷的側(cè)面，所述滾刷中心的滾刷從動軸與所述雜物擋板平行。

進一步地，所述清掃裝置設(shè)于一清掃機器人前端，所述清掃機器人后端包括一車身，所述雜物擋板設(shè)置于所述清掃裝置與所述車身之間。

進一步地，所述清掃裝置還包括一液體分發(fā)容器、至少一噴頭以及一分叉管道。所述液體分發(fā)容器，為可拆卸的密封容器，其底部設(shè)有一出水口；所述噴頭設(shè)置于所述滾刷上方；每一噴頭包括一噴嘴，正對所述滾刷方向；所述分叉管道包括彼此連通的一主管及至少一支管；所述主管連通至所述所述出水口；每一支管連通至一噴頭。

進一步地，所述清掃裝置還包括一抽水泵，設(shè)置于所述主管上。

本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種清掃機器人，以解決傳統(tǒng)的人工清理方式存在的清理效率低、清理效果差的技術(shù)問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種清掃機器人，包括如上所述的清掃裝置。

本發(fā)明優(yōu)點在于，在清掃機器人中設(shè)置本發(fā)明所述的清掃裝置，可以在清掃機器人行進中完成太陽能面板的清掃工作，如有必要還可以在待處理的面板上噴灑水或清潔劑，可以更好地清除頑固性污漬。清掃裝置的清掃速度快、效果好，無需人工監(jiān)控或輔助，可以有效降低人力成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中清掃機器人的整體外觀示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中清掃機器人內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中清掃機器人的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中一種清掃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例的另一種清掃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例中一種液體分發(fā)容器底部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例在斜坡上時，液體分發(fā)容器工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例中一種液體分發(fā)容器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例中另一種液體分發(fā)容器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明實施例中一種液體分發(fā)容器剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明實施例中液位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明實施例中加注口蓋體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明實施例中雙向泄壓閥的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為本發(fā)明實施例中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖中部件編號如下：

100太陽能面板清掃機器人/清掃機器人/機器人，200太陽能面板，300斜坡平面，400服務(wù)器；

1車體，2清掃裝置，3動力系統(tǒng)，4控制系統(tǒng)，5電力系統(tǒng)；11車身；

21清掃電機，22滾刷，23傳動機構(gòu)，24雜物擋板，25液體分發(fā)容器，26噴頭，27分叉管道，28抽水泵；

41數(shù)據(jù)采集單元，42處理器，43存儲單元，44報警單元，45無線通信單元；51電池盒；

211清掃電機轉(zhuǎn)軸，221滾刷從動軸，231主動齒輪，232從動齒輪， 233雙聯(lián)齒輪；

251排液口，252柱形部，253錐形部，254容器蓋板，255加注口，256加注口蓋體，257雙向泄壓閥，258環(huán)形蓋口，259液位傳感器；

261噴嘴，271主管；

411加速度傳感器，412磁傳感器，413距離傳感器，414計數(shù)器，415影像傳感器；

2331大齒圈，2332小齒圈；

2541連接槽孔，2591長桿體，2592浮球傳感器，2593圓盤形連接器，2594環(huán)形堵塊，2595導(dǎo)線；

2571閥體，2572閥腔，2573密封閥塊，2574密封擋塊，2575第一通氣孔，2576第二通氣孔，2577第一彈性件，2578第二彈性件，2579環(huán)形肩部。

具體實施方式

以下參考說明書附圖介紹本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，證明本發(fā)明可以實施，所述實施例可以向本領(lǐng)域中的技術(shù)人員完整介紹本發(fā)明，使其技術(shù)內(nèi)容更加清楚和便于理解。本發(fā)明可以通過許多不同形式的實施例來得以體現(xiàn)，本發(fā)明的保護范圍并非僅限于文中提到的實施例。

在附圖中，結(jié)構(gòu)相同的部件以相同數(shù)字標(biāo)號表示，各處結(jié)構(gòu)或功能相似的組件以相似數(shù)字標(biāo)號表示。附圖所示的每一部件的尺寸和厚度是任意示出的，本發(fā)明并沒有限定每個組件的尺寸和厚度。為了使圖示更清晰，附圖中有些地方適當(dāng)夸大了部件的厚度。

本發(fā)明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「側(cè)面」等，僅是附圖中的方向，只是用來解釋和說明本發(fā)明，而不是用來限定本發(fā)明的保護范圍。

當(dāng)某些部件被描述為“在”另一部件“上”時，所述部件可以直接置于所述另一部件上；也可以存在一中間部件，所述部件置于所述中間部件上，且所述中間部件置于另一部件上。當(dāng)一個部件被描述為“安裝至”或“連接至”另一部件時，二者可以理解為直接“安裝”或“連接”，或者一個部件通過一中間部件間接“安裝至”、或“連接至”另一個部件。

如圖1~圖3所示，本實施例提供一種太陽能面板清掃機器人100（以下簡稱清掃機器人或機器人），包括一車體1，車體1可以在至少一太陽能面板上行駛；車體1內(nèi)部或外部設(shè)有一清掃裝置2、一動力系統(tǒng)3、一控制系統(tǒng)4以及一電力系統(tǒng)5。

清掃裝置2用以在車體行進過程中清掃太陽能面板；動力系統(tǒng)3用以調(diào)整車體1在太陽能面板上的行進方向和行駛速度，控制車體1行駛、停止或轉(zhuǎn)向；控制系統(tǒng)4分別連接至動力系統(tǒng)3及清掃裝置2，用以向動力系統(tǒng)3及清掃裝置2發(fā)出各種控制信號。電力系統(tǒng)5分別連接至動力系統(tǒng)3、清掃裝置2、控制系統(tǒng)4，用以為動力系統(tǒng)3、清掃裝置2、控制系統(tǒng)4提供電力。

本實施例太陽能面板清掃機器人100在太陽能面板上正常工作中，當(dāng)電力系統(tǒng)5啟動時，控制系統(tǒng)4發(fā)出至少一行進控制指令和至少一清掃控制指令，動力系統(tǒng)3根據(jù)該行進控制指令，控制車體1沿著一事先規(guī)劃的路徑行駛；同時，清掃裝置2根據(jù)該清掃控制指令啟動清掃裝置2，開始清掃太陽能面板。在車體1行駛過程中，控制系統(tǒng)4對動力系統(tǒng)3發(fā)出多個行進控制指令，如校偏指令、轉(zhuǎn)彎指令、調(diào)頭指令，等等，從而命令車體1在直線行進路線發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況下回到原路線上，也即進行校偏處理；或者在一定條件下或一定位置轉(zhuǎn)彎或者進行U字回轉(zhuǎn)（調(diào)頭），使得車體1可以根據(jù)事先規(guī)劃的優(yōu)化路徑行駛。具體的導(dǎo)航方法、校偏方法、控制車體轉(zhuǎn)彎或進行U字回轉(zhuǎn)（調(diào)頭）方法，在下文中有詳細(xì)描述。在整個行駛過程中，無論車體1是何種行進方式，如直行、偏轉(zhuǎn)、校偏、轉(zhuǎn)彎或回轉(zhuǎn)，清掃裝置2始終保持工作狀態(tài)。當(dāng)控制系統(tǒng)4基于某些工作參數(shù)（如事先規(guī)劃的路徑全部走完或者電力系統(tǒng)5電量不足）發(fā)出停止行進的行進控制指令時，車體1停止行駛；同時控制系統(tǒng)4發(fā)出一清掃控制指令，關(guān)閉清掃裝置2，停止清掃。

如圖4所示，本實施例所述的清掃裝置2，包括一清掃電機21、一滾刷22及一傳動機構(gòu)23。

如圖4、圖5所示，本實施例中，清掃電機21包括一清掃電機轉(zhuǎn)軸211；所述滾刷中心設(shè)有一滾刷從動軸221；傳動機構(gòu)23同時連接至清掃電機轉(zhuǎn)軸211及滾刷從動軸221，清掃電機轉(zhuǎn)軸211通過傳動機構(gòu)23帶動滾刷從動軸221轉(zhuǎn)動。滾刷22設(shè)置于車體1前端的下方，滾刷22下端直接與太陽能面板相接觸，用以清掃太陽能面板。

傳動機構(gòu)23為兩個以上彼此嚙合的大小齒輪組成的齒輪組，用以將清掃電機轉(zhuǎn)軸211的動力傳送至滾刷從動軸221，同時使清掃電機21的輸出轉(zhuǎn)速減慢，進而以較慢的轉(zhuǎn)速帶動滾刷22轉(zhuǎn)動。本實施例中，傳動機構(gòu)23包括一主動齒輪231、一從動齒輪232以及一雙聯(lián)齒輪233。主動齒輪231設(shè)置于清掃電機轉(zhuǎn)軸211上，清掃電機轉(zhuǎn)軸211垂直于主動齒輪231的輪面；從動齒輪232設(shè)置于滾刷從動軸221上，滾刷從動軸221垂直于從動齒輪232的輪面；滾刷從動軸221平行于清掃電機轉(zhuǎn)軸211。雙聯(lián)齒輪233包括一體化制成的一大齒圈2331及一小齒圈2332，大齒圈2331與主動齒輪231嚙合，小齒圈2332與從動齒輪232嚙合。當(dāng)清掃電機21啟動時，清掃電機轉(zhuǎn)軸211高速轉(zhuǎn)動，經(jīng)由雙聯(lián)齒輪233的減速處理后，滾刷從動軸221以較慢速度帶動滾刷22轉(zhuǎn)動，從而使得滾刷22可以清掃太陽能面板。其中，清掃電機轉(zhuǎn)軸211與滾刷從動軸221的轉(zhuǎn)速比，取決于大齒圈2331與小齒圈2332的半徑比。

滾刷22為螺旋式滾刷，螺旋式滾刷包括至少一螺旋葉片222，螺旋葉片222可以分成多個片狀葉瓣223，葉瓣223之間等距設(shè)置，可以使得滾刷22與太陽能面板全面接觸，使得車體1行駛過的面板部分都可以被清掃到。本實施例的車體1在行進中，滾刷22持續(xù)清掃太陽能面板上的灰塵等附著物。

如圖5所示，清掃裝置2還包括一雜物擋板24，固定安裝至滾刷22的側(cè)面，滾刷22中心的滾刷從動軸221與雜物擋板24平行。如圖2所示，清掃裝置2（清掃裝置）設(shè)置于清掃機器人100的前端（即車體前部），清掃機器人100后端（即車體后部）包括一車身11，雜物擋板24設(shè)置于清掃裝置2與車身11之間。在清掃過程中，雜物擋板24能有效將灰塵、瑣屑、污水等雜物集中在一起，便于將其從面上清除，同時可以阻止雜物進入清掃裝置2或動力系統(tǒng)3內(nèi)，以防造成車體1內(nèi)各個部件的損毀。

如圖5所示，清掃裝置2還包括一液體分發(fā)容器25、至少一噴頭26以及一分叉管道27。

如圖5~圖10所示，液體分發(fā)容器25（可簡稱為容器25）為可拆卸的密封容器，用以存儲有水或清潔劑溶液，其底部設(shè)有一排液口251；噴頭26設(shè)置于滾刷22上方或側(cè)方；每一噴頭包括一噴嘴261，噴嘴261正對滾刷22方向；分叉管道27包括彼此連通的一主管271及至少一支管（圖未示）；主管271連通至排液口；每一支管連通至一噴頭。本實施例中，優(yōu)選兩個噴頭，分別設(shè)置于滾刷22兩端，其噴嘴正對滾刷22；分叉管道27優(yōu)選一分二式分叉管道，包括一根主管271及二根支管，將液體分發(fā)容器25中的水或清潔劑溶液傳送至兩個噴頭26。

如圖5、圖6所示，清掃裝置2還包括一抽水泵28，連接至控制系統(tǒng)4，從控制系統(tǒng)4獲取至少一抽水泵控制信號；抽水泵28設(shè)置于主管27上，作為控制液體分發(fā)容器25排放液體的開關(guān)，根據(jù)所述抽水泵控制信號調(diào)整液體排放速度。

本實施例中，在滾刷22清掃太陽能面板過程中，控制系統(tǒng)4根據(jù)需要發(fā)出至少一抽水泵控制信號給抽水泵28，啟動抽水泵28并調(diào)節(jié)抽水速度，使得液體分發(fā)容器25內(nèi)的水或清潔劑溶液經(jīng)由分叉管道27流出至噴頭26，形成小液滴，呈發(fā)射狀向滾刷22噴灑，使得噴灑后的液體盡量均勻落在滾刷22上，轉(zhuǎn)動的滾刷22帶動水或清潔劑落在太陽能面板上，同時利用滾刷22對面板進行清理，可以有效增強去污效果。當(dāng)液體分發(fā)容器25內(nèi)的液體余量不足或電力系統(tǒng)的電力不足時，或者當(dāng)清掃工作量完成后，控制系統(tǒng)4發(fā)出一停止抽水控制信號給抽水泵28，以關(guān)閉抽水泵28。液體分發(fā)容器25內(nèi)的液體余量的判斷方法和電力系統(tǒng)5的電量余量的判斷方法，在下文中有詳細(xì)說明。

本實施例中，清掃裝置2的技術(shù)效果在于，可以在清掃機器人100行進中完成太陽能面板的清掃工作，如有必要還可以在待處理的面板上噴灑水或清潔劑，可以更好地清除頑固性污漬。清掃裝置2的清掃速度快、效果好，無需人工監(jiān)控或輔助，可以有效降低人力成本。

由于本實施例提供的清掃機器人是應(yīng)用于太陽能面板這樣的斜坡平面上的，如果清掃裝置中的液體分發(fā)容器可以采用普通的圓柱形水箱或長方體水箱，無論排液口如何設(shè)置，都不能保證排液口始終在容器最低點。在某些角度下，當(dāng)液體分發(fā)容器內(nèi)液體較少時，液面可能會低于排液口，這樣部分液體就無法順利排出。由于有些太陽能面板設(shè)置在高處，為清掃機器人補充液體操作麻煩，因此，液體分發(fā)容器內(nèi)部的液體必須要盡可能地全部排出，使之得以充分利用，這樣就需要設(shè)計一種特殊形狀的液體分發(fā)容器25，確保無論車體向哪個方向行駛（上坡、下坡或水平行駛），容器中的液體都能夠充分被抽出。

如圖5~圖10所示，本實施例提供一種液體分發(fā)容器25（簡稱為容器），用于在一斜坡平面上分發(fā)液體。太陽能面板清掃機器人在太陽能面板上行進過程中，車體內(nèi)部的液體分發(fā)容器25可以分發(fā)液體。液體分發(fā)容器25主體為一密封良好的容器，主要包括彼此連接的一柱形部252和一錐形部253，錐形部253底部朝上倒置在柱形部252下方，錐形部253的底面連接至柱形部252的下底面，在錐形部253最下方的頂點（錐體的尖端）處設(shè)有一排液口251。

如圖7所示，為了使得液體分發(fā)容器25中的液體能夠全部被抽出，當(dāng)液體分發(fā)容器25在斜坡平面300上任一方向移動時，必須保證排液口251始終位于液體分發(fā)容器25的最低點，因此，錐形部253的側(cè)面與錐形部253底面的夾角要大于或等于斜坡平面300與水平面的夾角。在本實施例中，太陽能面板200即為斜坡平面300，為了確保液體分發(fā)容器25在太陽能面板200上任一方向移動時，排液口251始終位于液體分發(fā)容器25的最低點，錐形部253的側(cè)面與錐形部253底面的夾角要大于或等于太陽能面板200與水平面的夾角，也即太陽能面板200的傾角；由于太陽能面板200的傾角一般在10度~40度之間，錐形部的側(cè)面與錐形部底面的夾角的范圍一般應(yīng)該在15~45度之間；由于錐形部的側(cè)面與錐形部底面夾角越大，整個液體分發(fā)容器25的容積就越小，因此可以根據(jù)太陽能面板200的傾角選擇形狀合適的錐形部，優(yōu)選25度~35度。

如圖7所示，液體分發(fā)容器25固定在清掃機器人100的車體內(nèi)，液體分發(fā)容器25的中心軸線垂直于清掃機器人100的車體底面。錐形部253除了該排液口251以外的其它部分均高于排液口251中心處所在的水平面，保證排液口251始終位于液體分發(fā)容器25的最低點。

本實施例中提供兩種方案，其一為：如圖8所示，柱形部252為棱柱體，錐形部253為棱錐體，棱錐體的棱錐底面為棱柱體的下底面。本實施例優(yōu)選棱柱體為四棱柱體，則所述棱錐體也為四棱錐體；同理，若所述棱柱體為三棱柱體，則所述棱錐體也為三棱錐體。其二為：如圖9所示，柱形部252為圓柱體，錐形部253為圓錐體，圓錐體的底面即為圓柱體的下底面；在液體分發(fā)容器25占用的空間范圍一定時，盡量增加容器的容量。

如圖10所示，本發(fā)明所述的液體分發(fā)容器25，還包括一容器蓋板254、一加注口255、一加注口蓋體256及一雙向泄壓閥257。

容器蓋板254固定安裝至柱形部252的上底面處；加注口255設(shè)于容器蓋板254上，并穿透該容器蓋板254，加注口蓋體256可拆卸式安裝至加注口255，用以密封加注口255。雙向泄壓閥257穿透式安裝至加注口蓋體256，用以連接液體分發(fā)容器25的內(nèi)部與外部，使得容器25內(nèi)外氣壓平衡，液體可以從容器25內(nèi)順利排出。

在本實施例中，加注口255的水平截面為圓形，加注口255的周邊設(shè)有垂直于容器蓋板254的一圈環(huán)形蓋口258，環(huán)形蓋口258外側(cè)面上設(shè)有第一螺紋（圖未示）。加注口蓋體256為圓柱形，其大小契合于加注口255，加注口蓋體256的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有第二螺紋（圖未示），所述第二螺紋旋接于所述第一螺紋上，通過所述第一螺紋與所述第二螺紋的配合，使得加注口蓋體256與加注口255可拆卸式連接。

液體分發(fā)容器25內(nèi)存儲的液體（水或清潔劑）皆為消耗品，需要定期對其進行補充。當(dāng)容器內(nèi)的液體全部耗盡之后，只需要旋開加注口蓋體256，就可以向液體分發(fā)容器25內(nèi)加注液體（水或清潔劑）。加注口蓋體256與加注口255的連接處可以用密封液或密封件進一步密封，容器蓋板254與柱形部252可以一體成型設(shè)計，也可以分別設(shè)計，只需保證容器蓋板254與柱形部252連接處、加注口蓋體256與加注口255的連接處密封良好即可。

如圖10、圖11所示，液體分發(fā)容器25內(nèi)設(shè)有一液位傳感器259，用于實時采集液體分發(fā)容器25中的液位數(shù)據(jù)，液位傳感器259為控制系統(tǒng)4的一部分。本實施例中，液位傳感器259包括一長桿體2591及套在長桿體上的一浮球傳感器2592，浮球傳感器2592漂浮在液體分發(fā)容器25內(nèi)的液面上，隨著液位的升降而沿著長桿體2591上升或下降。長桿體2591位于液體分發(fā)容器25內(nèi)部高度最大的軸線上，也即液體分發(fā)容器25的中心軸線上，可以使浮球傳感器2592盡可能多地獲取全面精準(zhǔn)的液位數(shù)據(jù)。容器蓋板254中心設(shè)有一連接槽孔2541，長桿體2591穿過連接槽孔2541，且垂直于容器蓋板254；長桿體2591上端設(shè)有一圓盤形連接器2593，固定連接至連接槽孔2541，長桿體2591下端設(shè)置于錐形部253的排液口251處附近。長桿體2591下端設(shè)有一突出的環(huán)形堵塊2594，用以防止浮球傳感器從長桿體2591上滑落。浮球傳感器通過穿過長桿體2591內(nèi)部的至少一導(dǎo)線2595連接至控制系統(tǒng)4的其他部件。在清掃裝置工作中，控制系統(tǒng)4可以根據(jù)液體分發(fā)容器25內(nèi)的實時液位數(shù)據(jù)向抽水泵28發(fā)送至少一抽水泵28控制信號以啟動或停止抽水泵28的運行，或者控制液體排放速度。

本實施例中，液體分發(fā)容器25的技術(shù)效果在于，無論車體1（或液體分發(fā)容器25）在斜坡平面300上朝向任何方向行駛，其排液口251始終位于整個容器25的最低點，使得容器25內(nèi)存儲的液體可以完全被排出，并得到充分利用，不會出現(xiàn)液體意外泄漏或者排液口251無法排液的狀況。

在本實施例中，液體分發(fā)容器25整體為密封容器，只有其最低點處的排液口251可以排出液體，如果容器沒有其他可以通氣的孔，受大氣壓力的影響，液體就會很難從排液口251排出。如果容器的加注口255一直保持開放狀態(tài)，一旦抽水泵28打開，容器內(nèi)的液體就會加速持續(xù)流出，難以控制流速，而且會使得液體從加注口255揮發(fā)。為此，本實施例采用在加注口蓋體256設(shè)置雙向泄壓閥257的技術(shù)方案，可以根據(jù)液體分發(fā)容器25液面上方氣壓的變化打開或關(guān)閉泄壓閥。

如圖12、圖13所示，雙向泄壓閥257穿透式安裝至加注口蓋體256，用以可選擇式連通液體分發(fā)容器25的內(nèi)部與外部。雙向泄壓閥257包括一中空的閥體2571，閥體2571內(nèi)設(shè)有一閥腔2572，閥腔2572內(nèi)設(shè)有一密封閥塊2573及一密封擋塊2574。

閥體2571設(shè)計成一體式圓柱體，其閥腔2572也為一圓柱體密封空腔，閥體2571頂部設(shè)有一第一通氣孔2575，將閥腔2572與容器25外部連通；閥體2571底面設(shè)有一第二通氣孔2576，將閥腔2572與容器25內(nèi)部連通。雙向泄壓閥257的閥體2571的頂部密封連接至加注口蓋體256，本實施例中，閥體2571與加注口蓋體256可一體成型，以減少部件的加工工序，如配置密封液或密封件等。

本實施例還可包括一第一彈性件2577以及一第二彈性件2578；第一彈性件2577上端固定至閥腔2572頂部，其下端連接至密封閥塊2573；第二彈性件2578上端連接至密封閥塊2573，其下端固定至閥腔2572底部。密封閥塊2573可滑動式安裝在閥腔2572內(nèi)，密封擋塊2574突出于閥腔2572側(cè)壁的中部，閥腔2572內(nèi)部側(cè)壁為光滑側(cè)壁；密封閥塊2573在第一彈性件2577、第二彈性件2578共同作用下，可以向上或向下滑動。在閥腔內(nèi)，密封閥塊2573上方氣壓為空氣大氣壓，密封閥塊2573下方氣壓即為容器25液面上方的氣壓。

具體地說，密封閥塊2573可以包括上段、中段、下段，皆為圓柱體形狀。密封閥塊2573包括一環(huán)形肩部2579，突出于密封閥塊側(cè)壁的中部，環(huán)形肩部2579即為中段，其上段、下段大小一致，環(huán)形肩部2579（中段）的底面直徑大于上段、下段的底面直徑；環(huán)形肩部2579的外側(cè)壁與密封擋塊2574外側(cè)壁、閥腔2572內(nèi)側(cè)壁相切。環(huán)形肩部2579上方（上段）連接至第一彈性件2577，環(huán)形肩部2579下方（下段）連接至第二彈性件。本實施例中第一彈性件2577、第二彈性件2578優(yōu)選一彈簧，也可以選擇其他彈性件。

在抽水泵28停止運行狀態(tài)下，液體分發(fā)容器25液面上方氣壓與外界大氣壓相同，第一彈性件2577、第二彈性件2578未發(fā)生形變或形變較小，密封閥塊2573處于受力平衡、相對靜止?fàn)顟B(tài)下，密封閥塊2573最寬處（環(huán)形肩部）的側(cè)壁與密封擋塊2574側(cè)壁、閥腔2572內(nèi)側(cè)壁相切，密封閥塊2573與密封擋塊2574將閥腔2572中部填滿，閥腔2572的上部與閥腔2572的下部被密封式隔開，不能連通。

如果清掃機器人100處于運行狀態(tài)下，清掃裝置2正常工作，抽水泵28抽取液體，液體分發(fā)容器25內(nèi)液面上方的氣壓變小，液體分發(fā)容器25內(nèi)的氣壓小于外界的大氣壓，密封閥塊2573上下兩面產(chǎn)生氣壓差，大氣壓力克服兩個彈性件2577、2578的彈力和密封閥塊2573的重力，使得密封閥塊2573向下滑動，環(huán)形肩部2579與密封擋塊2574分離，環(huán)形肩部2579與閥腔2572內(nèi)側(cè)壁之間形成空氣通道，在氣壓差的作用下，外界空氣由此通道進入液體分發(fā)容器25內(nèi)。當(dāng)液體分發(fā)容器25內(nèi)液面上方的氣壓與外界大氣壓相等（氣壓差為零）或趨于相等（氣壓差較?。r，液體分發(fā)容器25內(nèi)外的氣壓達到新的平衡，在彈性件2577、2578的彈力作用下，密封閥塊逐漸向上滑動，進而實現(xiàn)復(fù)位，環(huán)形肩部2579的側(cè)壁與密封擋塊2574側(cè)壁、閥腔2572內(nèi)側(cè)壁再次相切，空氣通道關(guān)閉。在清掃裝置運行過程中，抽水泵28持續(xù)抽取液體，上述過程也會反復(fù)出現(xiàn)。當(dāng)清掃裝置停止工作時，或者，當(dāng)液體分發(fā)容器25內(nèi)液面下降到一定閾值時，或者，電力系統(tǒng)5的剩余電量下降到一定閾值時，抽水泵28被控制系統(tǒng)4關(guān)閉，停止抽取液體。

如果清掃機器人100處于靜止?fàn)顟B(tài)下，清掃裝置2停止運行，由于清掃機器人100放置在太陽能面板上，在較長時間里持續(xù)受到陽光直射，液體分發(fā)容器25內(nèi)的液體和空氣溫度可能會升高，由于熱脹冷縮的物理現(xiàn)象，液體分發(fā)容器25內(nèi)氣壓會大于外部大氣壓，密封閥塊2572上下兩面產(chǎn)生氣壓差，使得密封閥塊2573向上滑動，環(huán)形肩部2579與密封擋塊2574分離，環(huán)形肩部2579與閥腔2572內(nèi)側(cè)壁之間形成空氣通道，在氣壓差的作用下，外界空氣由此通道進入液體分發(fā)容器25內(nèi)。當(dāng)液體分發(fā)容器25內(nèi)液面上方的氣壓與外界大氣壓相等（氣壓差為零）或趨于相等（氣壓差較?。r，液體分發(fā)容器25內(nèi)外的氣壓達到新的平衡，在彈性件2577、2578的彈力作用下，密封閥塊2573逐漸向下滑動，進而實現(xiàn)復(fù)位，環(huán)形肩部2579的側(cè)壁與密封擋塊2574側(cè)壁、閥腔2572內(nèi)側(cè)壁再次相切，空氣通道關(guān)閉。在清掃機器人靜止?fàn)顟B(tài)下，液體分發(fā)容器25長時間置于陽光下，上述過程可能會反復(fù)出現(xiàn)，及時釋放容器25內(nèi)部氣體壓力，避免發(fā)生安全事故。

本實施例中，雙向泄壓閥257的技術(shù)效果在于，盡量確保液體分發(fā)容器25內(nèi)外的氣壓維持平衡，使得抽水泵28可以從液體分發(fā)容器25正常抽取液體，或者及時釋放容器內(nèi)部氣體壓力，避免發(fā)生安全事故。

如圖14所示，本實施例中，控制系統(tǒng)4包括一數(shù)據(jù)采集單元41、一處理器42及至少一存儲單元43。數(shù)據(jù)采集單元41包括多種傳感器，用以采集車體1行進過程中的至少一工作參數(shù)；處理器42連接至數(shù)據(jù)采集單元41，根據(jù)所述工作參數(shù)向動力系統(tǒng)3發(fā)出至少一行進控制指令，根據(jù)所述工作參數(shù)向清掃裝置2發(fā)出至少一清掃控制指令，具體地說，處理器42向清掃電機23發(fā)出至少一清掃控制指令。存儲單元43連接至處理器42，用以存儲車體1行進過中的工作參數(shù)及預(yù)先計算或設(shè)置的其他參數(shù)。所述工作參數(shù)包括車體1的實時加速度數(shù)據(jù)、實時行進方向數(shù)據(jù)、液體分發(fā)容器實時液位數(shù)據(jù)、每一距離傳感器與太陽能面板之間的距離、車體前方的影像等參數(shù)。預(yù)先計算或設(shè)置的其他參數(shù)包括工作人員預(yù)設(shè)的各種工作數(shù)據(jù)，如預(yù)先計算和規(guī)劃好的清掃機器人行駛路徑（優(yōu)化路徑），液體分發(fā)容器25內(nèi)的液位數(shù)據(jù)報警閾值（達到此閾值時，報警單元報警）、液位數(shù)據(jù)停工閾值（達到此閾值時，抽水泵28停止運行），等等。

工作人員預(yù)先將規(guī)劃好的優(yōu)化路徑錄入至控制系統(tǒng)4，為清掃機器人車體提供路徑導(dǎo)航，控制系統(tǒng)4根據(jù)所述優(yōu)化路徑進行運算和規(guī)劃，并將何時啟動、何時停止、何時直線行駛、何時向左或向右90度轉(zhuǎn)彎、何時向左或向右90度進行U字回轉(zhuǎn)等控制信息，以各種控制指令的方式發(fā)送給動力系統(tǒng)，以控制車體在行進中的動作。

在車體控制技術(shù)中，如何判斷車體在斜坡平面上是否直線行駛、如何控制車體在斜坡平面上直線行駛是最基本的問題，如果車體在直線行駛過程中缺乏監(jiān)管，一旦車體因為某些因素（如路面局部不平、路面上有障礙物等）發(fā)生偏轉(zhuǎn)，就會發(fā)生越走越偏的現(xiàn)象，在本發(fā)明中，會導(dǎo)致機器人偏離既有的導(dǎo)航路徑，不能在最短時間內(nèi)走遍整個斜坡平面。在本實施例中，會導(dǎo)致清掃機器人作業(yè)完成后，太陽能面板上還有很多地方?jīng)]有及時清理干凈。

為了解決如何判斷本實施例的機器人是否在斜坡上直線行駛的技術(shù)問題，本實施例提供了如下技術(shù)方案。

在控制系統(tǒng)4中，數(shù)據(jù)采集單元41包括至少一加速度傳感器411，用以實時采集機器人100（或車體1）的加速度數(shù)據(jù)；加速度傳感器411連接至處理器42，將車體1的加速度數(shù)據(jù)傳送給處理器42，處理器42分析動態(tài)加速度數(shù)據(jù)，可以分析出在車體行駛過程中車體的受力方向及行進方向等。處理器42將機器人100的加速度數(shù)據(jù)建立三維坐標(biāo)系并分解計算，定義機器人100行進方向為Y軸正方向，定義垂直于所述斜坡平面的方向為Z軸方向；所述X軸與所述Y軸所處平面與所述斜坡平面平行。根據(jù)加速度數(shù)據(jù)在X軸方向的向量，判斷車體1是否有向左或向右偏離，若發(fā)生偏離，所述處理器向動力系統(tǒng)3發(fā)出至少一方向調(diào)整指令，使得車體1回到其原本的直線路線上；若沒有偏離，處理器42判定車體1為直線行駛。

進一步地，為了保證直線行駛判斷的精確性，除了用加速度傳感器判定之外，還可以采用磁傳感器技術(shù)對加速度傳感器判定發(fā)現(xiàn)偏離路線的情況，再次進行判定，也就是磁傳感器二次判定。為此，在控制系統(tǒng)4中，數(shù)據(jù)采集單元41還可以包括一磁傳感器412，連接至處理器42，磁傳感器412以感應(yīng)磁場強度來測量電流、位置、方向等物理參數(shù)。本實施例中，磁傳感器412用以實時采集行進方向數(shù)據(jù)，與根據(jù)優(yōu)化路徑數(shù)據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)行進方向?qū)Ρ群筮M行判斷，以確認(rèn)車體是否為直線行駛，使得車體是否直線行駛的判斷更加精確。

在本發(fā)明中，所述機器人在斜坡平面上直線行駛的判定方法與所述機器人在斜坡平面上直線行駛的控制方法配合使用，可以確保清掃機器人在直線行駛過程中不會發(fā)生偏離，從而可以確保清掃機器人可以沿著預(yù)先設(shè)定的優(yōu)化導(dǎo)航路徑，在最短時間內(nèi)走遍整個太陽能面板，又快又好地將整個太陽能面板清掃干凈。

根據(jù)時間最短、行駛路徑最短的原則，機器人在一矩形斜坡上的優(yōu)化導(dǎo)航路徑很容易就可以規(guī)劃和計算出來，如何使機器人可以沿著預(yù)先設(shè)定的優(yōu)化導(dǎo)航路徑行駛，本實施例提供一系列的控制方案和導(dǎo)航方法，導(dǎo)航方法是指使得機器人沿著導(dǎo)航路徑行駛的控制方法。

在本實施例中，數(shù)據(jù)采集單元41還可以包括至少一距離傳感器413，包括但不限于超聲波傳感器及光脈沖傳感器。距離傳感器413設(shè)置于機器人100（車體1）外部邊緣處，具體地說，可以設(shè)置在車體1（車身11）的四個角上，如圖2所示，當(dāng)機器人100在一矩形斜坡上行駛時，距離傳感器413前端朝向矩形斜坡方向。距離傳感器413連接至處理器42；用以實時采集距離傳感器413與矩形斜坡的距離數(shù)據(jù)；處理器42根據(jù)距離傳感器413與所述矩形斜坡的距離數(shù)據(jù)，判斷車體1是否位于所述矩形斜坡的邊緣處或角落處。

在本實施例中，距離傳感器413數(shù)目為四個，分別設(shè)置于機器人（車體）的四個角落處；當(dāng)只有兩個距離傳感器413能采集到所述距離數(shù)據(jù)時，處理器42判定機器人（車體）位于矩形斜坡300的邊緣處，向動力系統(tǒng)3發(fā)出至少一轉(zhuǎn)向指令（U字回轉(zhuǎn)）；當(dāng)只有一個距離傳感器采集到所述距離數(shù)據(jù)時，處理器42判定機器人（車體）位于矩形斜坡300的某一角落處，向動力系統(tǒng)3發(fā)出至少一轉(zhuǎn)向指令（90度轉(zhuǎn)彎或U字回轉(zhuǎn)）。四個距離傳感器413也可以分別設(shè)置于車體1每一側(cè)邊的中部，處理器發(fā)現(xiàn)某一側(cè)邊上的距離傳感器413無法采集到距離數(shù)據(jù)時，就可以判斷這一側(cè)邊位于矩形斜坡的邊緣處；如果有兩個相鄰的側(cè)邊皆位于矩形斜坡邊緣處，就可以判斷車體1位于太陽能面板的某一角落處。距離傳感器413數(shù)目也可以為八個，分別設(shè)置于車體1的四個角落處或車體1四個方向側(cè)邊的中部。

控制系統(tǒng)4還可以包括一計數(shù)器414，用以計算車體1在斜坡平面行駛中經(jīng)過的角落，在機器人的一次工作中，每當(dāng)處理器42判斷出車體到達某一角落時，就在計數(shù)器上加一。處理器42通過計數(shù)器414反饋的技術(shù)結(jié)果可以清楚地知道車體1到達的角落的順序（第幾個角落）。

工作人員預(yù)先將規(guī)劃好的優(yōu)化路徑錄入至控制系統(tǒng)4的存儲器，所述處理器并根據(jù)所述導(dǎo)航路徑和機器人（車體）的實時位置向動力系統(tǒng)3發(fā)送控制指令，包括啟動、停止、直行、向左或向右90度轉(zhuǎn)彎、向左或向右U字回轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)到相鄰車道上的180度轉(zhuǎn)彎），以控制車體在行進中按照導(dǎo)航路徑行駛。

數(shù)據(jù)采集單元41還包括一液位傳感器259，連接至處理器42，用于實時采集液體分發(fā)容器25中的液位數(shù)據(jù)，在清掃裝置工作中，控制系統(tǒng)4可以根據(jù)液體分發(fā)容器25內(nèi)的實時液位數(shù)據(jù)向抽水泵28發(fā)送至少一抽水泵28控制信號以啟動或停止抽水泵28的運行，或者控制液體排放速度。例如，當(dāng)液體分發(fā)容器25內(nèi)的實時液位數(shù)據(jù)降低到一預(yù)設(shè)閾值時，控制系統(tǒng)4可以發(fā)出一抽水泵28減速指令，控制抽水泵28減慢抽水速度；當(dāng)液體分發(fā)容器25內(nèi)的實時液位數(shù)據(jù)降低到最低點時，或者，當(dāng)控制系統(tǒng)4發(fā)出一車體停止指令時，控制系統(tǒng)4可以發(fā)出一抽水泵28停止指令，控制抽水泵28停止運行。

控制系統(tǒng)4還包括至少一報警單元44，連接至處理器42，報警單元44可以為設(shè)置在車體外部的一紅燈或蜂鳴器。當(dāng)某一工作參數(shù)超過設(shè)定閾值時，所述報警單元發(fā)出報警信號，例如，當(dāng)液體分發(fā)容器25中的液位數(shù)據(jù)低于某一預(yù)設(shè)閾值時，或者當(dāng)電力系統(tǒng)5電力不足時，或者當(dāng)所述清掃機器人發(fā)出故障時，報警單元44都可以發(fā)出報警信號以提醒用戶。

數(shù)據(jù)采集單元41包括至少一影像傳感器415或攝像頭，連接至處理器42，設(shè)置于車體1前端（如圖2、圖3所示），用以采集車體1行進過程中車體1前方的影像，這些影像可以存儲至所述存儲單元以便于工作人員查看機器人的工作狀態(tài)。

本實施例中，控制系統(tǒng)4的技術(shù)效果在于，提供多種清潔機器人在太陽能面板上行進的優(yōu)化路徑以及機器人在斜坡平面直線行進的控制方法，確保機器人可以不重復(fù)地走過太陽能面板的全部空間，覆蓋面積大，不會從太陽能面板邊緣處落下，既可以保證了清潔效果，又可以保證工作效率。

太陽能面板清掃機器人100還包括至少一無線通信單元45，無線連接至一服務(wù)器400，用于在太陽能面板清掃機器人100與服務(wù)器400之間建立通信。車體1前方的影像可以實時發(fā)送至服務(wù)器400，以便于工作人員實現(xiàn)清掃機器人在工作進程中的有效查看，有效解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽能面板位于高處時，清掃機器人在面板上工作狀態(tài)監(jiān)控困難的技術(shù)問題。

在本實施例中，如圖3所示，電力系統(tǒng)5為一個或一組設(shè)置在電池盒51內(nèi)的一次性電池或可充電電池（圖未示），需要工作人員定期將所述清掃機器人從太陽能面板上取下，對其進行更換電池處理或充電處理，使其可以繼續(xù)工作。

實施例提供一種太陽能面板清掃機器人，可以在太陽能面板上自由運行，有效去除面板上的灰塵及其他附著物，去污效果良好；本發(fā)明的清掃機器人在太陽能面板上運行過程中，按照設(shè)定的優(yōu)化路徑行駛，可以不重復(fù)地覆蓋面板的全部空間，工作效率高；本發(fā)明的清掃機器人可以根據(jù)程序自動轉(zhuǎn)彎或調(diào)頭，實現(xiàn)自動控制，操作方便。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。