太陽能面板清掃機器人的無線充電系統的製作方法

2024-04-12 04:37:05 2

本實用新型涉及清掃機器人領域，特別涉及一種用於太陽能面板清掃機器人的無線充電系統。

背景技術：

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，太陽能應用技術在世界各國都得到迅猛發展。太陽能面板是指利用半導體材料在光照條件下發生的光生伏特效應(photovoltaic)將太陽能直接轉換為電能的器件。有太陽光的地方就能發電，因此太陽能面板適用於從大型發電站到小型可攜式充電器等多種場合，近年來得到飛速發展。

太陽能面板的工作環境只能是戶外，影響其工作的最大問題並不是風雨雷電，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換效率，降低發電效率。現有技術的太陽能面板在使用中只能依靠人工定期完成清理工作，由於太陽能面板面積較大、大型電站同時使用的面板較多，而灰塵會反覆累積，需要反覆清洗；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置在高處，這就給清理工作帶來更大的難度和風險。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，這樣只能被迫承擔灰塵導致的電能損耗。這樣，就需要有一個新的自動清理設備，對太陽能面板進行自動清理。

現有技術的清掃機器人一般都只能應用於水平地面上，不能適用於太陽能面板這樣的斜坡平面。如果將現有的清掃機器人直接用在太陽能面板上，會導致以下問題。

（1）清掃機器人動力不足、不能自由行進、清掃效果差；由於太陽能面板的傾斜角度一般在10度~40度之間，現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；由於太陽能面板比較光滑，現有清掃機器人重量和車輪摩擦係數都比較小，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；現有清掃機器人一般是設置為遇到障礙物自動轉向，由於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。即使預先規劃好路徑，現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；由於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後，將其取下會比較困難，現有技術需要人工將清掃機器人搬離現場或人工取出電池，繼而對其進行充電，從而不能長時間持續進行現場作業，而且由於很多太陽能面板都是用支架設置在高處，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監控困難，由於太陽能面板可能會設置在高處，地面上的工作人員無法對其工作過程做到全程監控，即使清掃機器人發生故障，停止運行或者路線走偏，工作人員也無法及時得知。

技術實現要素：

本實用新型的一個目的在於，提供一種太陽能面板清掃機器人無線充電系統，以解決現有的太陽能面板清掃機器人存在的充電操作複雜、成本較高等技術問題。

為解決上述問題，本實用新型提供一種太陽能面板清掃機器人無線充電系統，包括：至少一太陽能面板；一清掃機器人，在至少一太陽能面板上行駛或停留；一可充電電池，設置在所述清掃機器人內部，用於為所述清掃機器人提供動力；至少一無線電力發射裝置，設置在所述清掃機器人外部；每一無線電力發射裝置包括一發射線圈，所述發射線圈連接至一電源；以及一無線電力接收裝置，設置在所述清掃機器人內部；所述無線電力接收裝置包括一接收線圈，所述接收線圈連接至所述可充電電池；其中，當所述接收線圈位於所述發射線圈上方時，所述接收線圈與所述發射線圈實現電磁感應耦合或磁共振耦合，所述發射線圈將無線電能傳輸至所述接收線圈。

進一步地，所述發射線圈設置於任一太陽能面板的下表面，和/或，設置於任意兩塊相鄰太陽能面板連接處的縫隙下方或縫隙內；所述接收線圈設置於所述清掃機器人內部底層，和/或，設置於所述清掃機器人底部下表面。

進一步地，所述太陽能面板清掃機器人無線充電系統還可以包括至少一充電面板，每一充電面板嵌入至任一太陽能面板上或設置於任一太陽能面板邊緣處；所述充電面板上表面與所述太陽能面板上表面位於同一平面上；其中，所述發射線圈設置於任一充電面板內，和/或，設置於任一充電面板的下表面。

進一步地，當所述接收線圈位於所述發射線圈上方時，所述發射線圈與所述接收線圈的距離為1mm~40mm；所述發射線圈與所述接收線圈之間的介質皆為非金屬材質。

進一步地，所述無線電力發射裝置還包括一直流電源，用於提供直流電流；一逆變電路，其輸入端連接至所述直流電源，其輸出端連接至所述發射線圈；以及一發射端控制器，連接至所述逆變電路，用於控制所述逆變電路的輸出功率；其中，所述逆變電路用於將所述直流電流轉換為可變頻率和佔空比的交流電流，並將所述交流電流輸出給所述發射線圈。

所述直流電源為至少一太陽能放電模組；所述無線電力發射裝置還包括一DC-DC穩壓電路，其輸入端連接至所述直流電源，其輸出端連接至所述逆變電路的輸入端；其中，所述DC-DC穩壓電路用以對所述直流電流進行穩壓處理，使得所述逆變電路獲得穩定的直流電流源。或者，所述直流電源包括一交流電源，用以提供交流電流；以及一AC-DC適配器，其輸入端連接至所述交流電源，其輸出端連接至所述逆變電路的輸入端；所述AC-DC適配器用於將所述交流電流轉換為直流電流。

進一步地，所述無線電力接收裝置還包括一整流電路，其輸入端連接至所述接收線圈，用於將所述接收線圈輸出的交流電流轉換成直流電流；以及一DC-DC轉換電路，其輸入端連接至所述整流電路的輸出端，其輸出端連接至所述可充電電池；一接收端控制器，連接至所述DC-DC轉換電路。

本實用新型的另一目的在於，提供一種太陽能面板清掃機器人無線充電系統，以解決太陽能面板清掃機器人在無線充電過程中對實時電量監控的技術問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種太陽能面板清掃機器人的無線充電系統，進一步地，所述無線電力接收裝置還包括一電池信息採集器，連接至所述可充電電池，用於採集所述可充電電池的剩餘容量SOC值；一無線充電開關，其一端連接至所述DC-DC轉換電路，其另一端連接至所述可充電電池或所述整流電路；一電池管理器，其一端連接至所述電池信息採集器，以實時獲取所述可充電電池的剩餘容量SOC值；其另一端連接至所述無線充電開關，以控制所述無線充電開關閉合或斷開；其中，當所述可充電電池的剩餘容量SOC值小於或等於一預設的電量閾值時，所述電池管理器控制所述無線充電開關閉合；當所述可充電電池的剩餘容量SOC值大於或等於一充電容量閾值時，所述電池管理器控制所述無線充電開關斷開。

本實用新型的另一目的在於，提供一種太陽能面板清掃機器人無線充電系統，以解決太陽能面板清掃機器人在無線充電過程中，無線電力發射裝置與無線電力接收裝置實現數據通信的技術問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種太陽能面板清掃機器人的無線充電系統，進一步地，所述無線電力發射裝置包括一發射端信號載入單元，連接至所述發射線圈；及一發射端信號導出單元，連接至所述發射線圈；所述無線電力接收裝置包括一接收端信號載入單元，連接至所述接收線圈；及一接收端信號導出單元，連接至所述接收線圈。

本實用新型優點在於，在太陽能面板上表面、內部或者附近設置多個無線充電發射裝置，在清掃機器人內部或下表面設置多個無線充電接收裝置。在清掃機器人在太陽能面板上作業過程中，當清掃機器人行駛至無線充電發射裝置上方時，利用電磁感應耦合方式或磁共振耦合方式對清掃機器人進行無線充電；在整個充電過程可以實現自動控制，無需人工將清掃機器人從太陽能面板上取下，使得清掃機器人可以在太陽能面板上自動運行、自動充電、自動斷電，可以實現自動持續作業，有效降低管理及維護成本。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1中清掃機器人的整體外觀示意圖；

圖2為本實用新型實施例1中清掃機器人內部的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例1中清掃機器人的分解結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例1中一種清掃裝置的結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例1的另一種清掃裝置的結構示意圖；

圖6為本實用新型實施例1中動力系統整體結構示意圖；

圖7為本實用新型實施例1中動力系統去除履帶外殼後的結構示意圖；

圖8為本實用新型實施例1中控制系統的結構框圖；

圖9為本實用新型實施例1中在機器人上建立三維坐標系的示意圖；

圖10為本實用新型實施例2中無線充電系統的結構示意圖；

圖11為本實用新型實施例2中發射線圈設置於太陽能面板下表面的狀態示意圖；

圖12為本實用新型實施例2中接收線圈與發射線圈耦合時的一種工作狀態示意圖；

圖13為本實用新型實施例2中發射線圈設置於兩個太陽能面板連接處的縫隙下方的狀態示意圖；

圖14為本實用新型實施例2中接收線圈與發射線圈耦合時的另一種工作狀態示意圖；

圖15為本實用新型實施例2中無線電力發射裝置的一種結構示意圖；

圖16為本實用新型實施例2中無線電力發射裝置的另一種結構示意圖；

圖17為本實用新型實施例2中無線通信系統的結構示意圖；

圖18為本實用新型實施例3中充電面板嵌入至太陽能面板上的狀態示意圖；

圖19為本實用新型實施例3中充電面板安裝在太陽能面板邊緣處的狀態示意圖。

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伺服器，500充電面板；

1車體，2清掃裝置，3動力系統，4控制系統，5電力系統，6無線充電系統；11車身；

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

31左前輪，32右前輪，33左後輪，34右後輪，35、左驅動電機，36右驅動電機，37履帶，38輪轂輪齒，39履帶張緊裝置；

41數據採集單元，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；

61無線電力發射裝置，62無線電力接收裝置，63無線通信系統；

201太陽能面板連接處的縫隙；

211清掃電機轉軸，221滾刷從動軸，231主動齒輪，232從動齒輪， 233雙聯齒輪；

311左前輪轂，312左前輪軸，321右前輪轂，322右前輪軸，331左後輪轂， 341右後輪轂；

411加速度傳感器，412磁傳感器，413距離傳感器，414計數器，415影像傳感器；

611發射線圈，612直流電源，613逆變電路，614發射端控制器；

621接收線圈，622可充電電池，623整流電路，624DC-DC轉換電路，625接收端控制器，626電池信息採集器，627無線充電開關，628電池管理器；

631發射端信號載入單元，632發射端信號導出單元，633接收端信號載入單元，634接收端信號導出單元；

2331大齒圈，2332小齒圈；

6121太陽能發電模組，6122DC-DC穩壓電路，6123交流電源，6124 AC-DC適配器。

具體實施方式

以下參考說明書附圖介紹本實用新型的三個優選實施例，證明本實用新型可以實施，所述實施例可以向本領域中的技術人員完整介紹本實用新型，使其技術內容更加清楚和便於理解。本實用新型可以通過許多不同形式的實施例來得以體現，本實用新型的保護範圍並非僅限於文中提到的實施例。

在附圖中，結構相同的部件以相同數字標號表示，各處結構或功能相似的組件以相似數字標號表示。附圖所示的每一部件的尺寸和厚度是任意示出的，本實用新型並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誇大了部件的厚度。

本實用新型所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是附圖中的方向，只是用來解釋和說明本實用新型，而不是用來限定本實用新型的保護範圍。

當某些部件被描述為「在」另一部件「上」時，所述部件可以直接置於所述另一部件上；也可以存在一中間部件，所述部件置於所述中間部件上，且所述中間部件置於另一部件上。當一個部件被描述為「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。

實施例1

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200上行駛；車體1內部或外部設有一清掃裝置2、一動力系統3、一控制系統4以及一電力系統5。

清掃裝置2用以在車體行進過程中清掃太陽能面板200；動力系統3用以調整車體1在太陽能面板200上的行進方向和行駛速度，控制車體1行駛、停止或轉向；控制系統4分別連接至動力系統3及清掃裝置2，用以向動力系統3及清掃裝置2發出各種控制信號。電力系統5分別連接至動力系統3、清掃裝置2、控制系統4，用以為動力系統3、清掃裝置2、控制系統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，當電力系統5啟動時，控制系統4發出至少一行進控制指令和至少一清掃控制指令，動力系統3根據該行進控制指令，控制車體1沿著一事先規劃的路逕行駛；同時，清掃裝置2根據該清掃控制指令啟動清掃裝置2，開始清掃太陽能面板200。在車體1行駛過程中，控制系統4對動力系統3發出多個行進控制指令，如校偏指令、轉彎指令、調頭指令，等等，從而命令車體1在直線行進路線發生偏轉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彎或者進行U字迴轉（調頭），使得車體1可以根據事先規劃的優化路逕行駛。具體的導航方法、校偏方法、控制車體轉彎或進行U字迴轉（調頭）方法，在下文中有詳細描述。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、校偏、轉彎或迴轉，清掃裝置2始終保持工作狀態。當控制系統4基於某些工作參數（如事先規劃的路徑全部走完或者電力系統5電量不足）發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4發出一清掃控制指令，關閉清掃裝置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包括一清掃電機轉軸211；所述滾刷中心設有一滾刷從動軸221；傳動機構23同時連接至清掃電機轉軸211及滾刷從動軸221，清掃電機轉軸211通過傳動機構23帶動滾刷從動軸221轉動。滾刷22設置於車體1前端的下方，滾刷22下端直接與太陽能面板200相接觸，用以清掃太陽能面板200。

傳動機構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的輸出轉速減慢，進而以較慢的轉速帶動滾刷22轉動。本實施例中，傳動機構23包括一主動齒輪231、一從動齒輪232以及一雙聯齒輪233。主動齒輪231設置於清掃電機轉軸211上，清掃電機轉軸211垂直於主動齒輪231的輪面；從動齒輪232設置於滾刷從動軸221上，滾刷從動軸221垂直於從動齒輪232的輪面；滾刷從動軸221平行於清掃電機轉軸211。雙聯齒輪233包括一體化製成的一大齒圈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。當清掃電機21啟動時，清掃電機轉軸211高速轉動，經由雙聯齒輪233的減速處理後，滾刷從動軸221以較慢速度帶動滾刷22轉動，從而使得滾刷22可以清掃太陽能面板200。其中，清掃電機轉軸211與滾刷從動軸221的轉速比，取決於大齒圈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之間等距設置，可以使得滾刷22與太陽能面板200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持續清掃太陽能面板200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）設置於清掃機器人100的前端（即車體前部），清掃機器人100後端（即車體後部）包括一車身11，雜物擋板24設置於清掃裝置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、汙水等雜物集中在一起，便於將其從面上清除，同時可以阻止雜物進入清掃裝置2或動力系統3內，以防造成車體1內各個部件的損毀。

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

如圖5所示，液體分發容器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，其底部設有一排液口251；噴頭26設置於滾刷22上方或側方；每一噴頭包括一噴嘴，噴嘴正對滾刷22方向；分叉管道27包括彼此連通的一主管及至少一支管（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，優選兩個噴頭，分別設置於滾刷22兩端，其噴嘴正對滾刷22；分叉管道27優選一分二式分叉管道，包括一根主管及二根支管，將液體分發容器25中的水或清潔劑溶液傳送至兩個噴頭26。

如圖5所示，清掃裝置2還包括一抽水泵28，連接至控制系統4，從控制系統4獲取至少一抽水泵控制信號；抽水泵28設置於主管27上，作為控制液體分發容器25排放液體的開關，根據所述抽水泵控制信號調整液體排放速度。

本實施例中，在滾刷22清掃太陽能面板過程中，控制系統4根據需要發出至少一抽水泵控制信號給抽水泵28，啟動抽水泵28並調節抽水速度，使得液體分發容器25內的水或清潔劑溶液經由分叉管道27流出至噴頭26，形成小液滴，呈發射狀向滾刷22噴灑，使得噴灑後的液體儘量均勻落在滾刷22上，轉動的滾刷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，可以有效增強去汙效果。當液體分發容器25內的液體餘量不足或電力系統的電力不足時，或者當清掃工作量完成後，控制系統4發出一停止抽水控制信號給抽水泵28，以關閉抽水泵28。

本實施例中，清掃裝置2的技術效果在於，可以在清掃機器人100行進中完成太陽能面板200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汙漬。清掃裝置2的清掃速度快、效果好，無需人工監控或輔助，可以有效降低人力成本。

如圖6、圖7所示，在本實施例中，動力系統3設置於在車體1底部，用以帶動車體1行進，包括一左前輪31、一右前輪32、一左後輪33、一右後輪34、一左驅動電機35、一右驅動電機36及兩個履帶37。

左前輪31安裝在所述車體底面前部的左側，包括一左前輪轂311及一左前輪軸312，左前輪軸312設置於左前輪轂311中心處；右前輪32安裝在所述車體底面前部的右側，包括一右前輪轂321及一右前輪軸322，右前輪軸322設置於右前輪轂321中心處；左後輪33安裝在所述車體底面後部的左側，包括一左後輪轂331及一左後輪軸332（圖未示），左後輪轂331與左前輪轂311設於同一直線上，所述左後輪軸設置於左後輪轂331中心處；右後輪34安裝在所述車體底面後部的右側，包括一右後輪轂341及一右後輪軸（圖未示），右後輪轂341與右前輪轂321設於同一直線上；所述右後輪軸設置於右後輪轂341中心處。所述右後輪軸直接連接或通過一傳動裝置（圖未示）連接至所述左後輪軸。左驅動電機35、右驅動電機36通過一固定裝置固定連接至車體1上，通過至少一導線連接至電力系統5，通過至少一信號線連接至控制系統4。左驅動電機35直接連接或通過一傳動裝置（圖未示）連接至左前輪軸312，右驅動電機36直接連接或通過一傳動裝置（圖未示）連接至右前輪軸322。兩個履帶37皆為一柔性鏈環，其中一履帶37包覆在左前輪轂311、左後輪轂331的環形側壁外部；另一履帶37包覆在右前輪轂321、右後輪轂341的環形側壁外部。每一履帶37外部設有一個履帶外殼371，用以保護履帶及輪轂，防止有雜物進入履帶或輪轂中，影響車體1正常行進。

本實施例中，控制系統4根據事先規劃的優化路徑向左驅動電機35、右驅動電機36發出至少一行進控制信號，使得左驅動電機35、右驅動電機36同步調整左前輪31、右前輪32的轉速和旋轉方向，進而調整車體1的行進方向和行進速度，使車體實現直行、校偏、90度轉彎、U字迴轉（調頭）等動作。

當需要車體直線前進時，控制系統4同時向左驅動電機35、右驅動電機36發出一直線行進控制指令，控制指令中包括相同的電機轉速（例如左驅動電機、右驅動電機的轉速都是60轉/分鐘）和驅動電機轉軸的轉動方向（如左驅動電機順時針轉、右驅動電機逆時針轉），這樣就會帶動左前輪31、右前輪32同步向前轉動，左後輪33、右後輪34為從動輪，在履帶37的帶動下也與左前輪31、右前輪32同步向前轉動，使得整個車體1前進。

當需要車體1向右偏轉時，控制系統4同時向左驅動電機35、右驅動電機36發出一校偏行進控制指令，左驅動電機35收到的控制指令中的電機轉速比右驅動電機36收到的控制指令中的電機轉速偏大，轉速的差值取決於需要調整的偏差角度，偏差角度越小，轉速差值也就越小。類似地，當需要車體1向左偏轉時，左驅動電機35收到的控制指令中的電機轉速比右驅動電機36收到的控制指令中的電機轉速偏小。當車體1回到原來預設的行進方向後，控制系統4重新再發出直線行進控制指令，左驅動電機35、右驅動電機36的轉速再次變為相同，使得車體1繼續直線行進。

當需要車體做90度轉彎時，控制系統4根據預設轉彎半徑的大小計算出左驅動電機35、右驅動電機36的轉速和轉動方向，如果轉彎半徑較大，其驅動電機的轉動方向可以相反（一個順時針、一個逆時針），左前輪31、右前輪32同步向前轉動，或者設置成一個輪停止轉動，從而實現行進中轉彎的效果；如果轉彎半徑較小或者原地轉彎，左驅動電機35、右驅動電機36的轉動方向可以設計為相同，同為順時針或同為逆時針，這樣左前輪31、右前輪32就會一個向前轉動、一個向後轉動，車體1的一側前進，另一側後退，從而形成小半徑轉彎或原地轉彎的效果。

當需要車體進行U字迴轉（也稱為調頭）時，需要車體在180度轉彎後行駛至與原車道相鄰的車道上；此時有一次性迴轉或者分階段迴轉的技術方案。控制系統4根據預設轉彎半徑的大小計算出左驅動電機35、右驅動電機36的轉速和轉動方向。在一次性迴轉的方案中，轉彎半徑等同於車體寬度的一半，轉彎內側的前輪停止轉動或極慢速度向前轉動（若向左進行U字迴轉，則左前輪停止轉動；若向右進行U字迴轉，則右前輪停止轉動），轉彎外側的前輪快速向前轉動，實現向左或向右的U字迴轉。分階段迴轉的方案中，可以根據具體情況計算處不同的方案，本實施例中優選如下方案：先控制車體1先在原地向左或向右做90度轉彎，然後再控制車體向前行駛一個車身寬度的距離，最後再控制車體在原地向左或向右做90度轉彎，既可以實現向左或向右的U字迴轉，而且U字迴轉後剛好行駛在與前一車道相鄰的車道上，從而使得本實施例的機器人行駛過的空間可以實現不重複、無死角的效果。

動力系統3還包括至少一輪轂輪齒38，均勻設置在左前輪轂311、左後輪轂331、右前輪轂321、右後輪轂341的環形側壁外部表面；以及至少一履帶內齒372，均勻設置在履帶37的內側壁表面，履帶內齒372與輪轂輪齒38嚙合，確保在兩個前輪31、32轉動時，履帶37可以與兩個輪轂相配合，得以正常使用。

本實施例中，動力系統3的技術效果在於，採用履帶及防滑塊結構使得清掃機器人的車體可以在太陽能面板上自由行動而不會滑落；左右前輪用雙電機分別驅動，可以對車體的行進狀況實現精確控制，使車體可以根據需要更靈活地調整行進方向和實現原地轉彎，可以儘量增大行駛路徑的覆蓋範圍。

如圖8所示，本實施例中，控制系統4包括一數據採集單元41、一處理器42及至少一存儲單元43。數據採集單元41包括多種傳感器，用以採集車體1行進過程中的至少一工作參數；處理器42連接至數據採集單元41，根據所述工作參數向動力系統3發出至少一行進控制指令，根據所述工作參數向清掃裝置2發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及預先計算或設置的其他參數。所述工作參數包括車體1的實時加速度數據、實時行進方向數據、液體分發容器實時液位數據、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。預先計算或設置的其他參數包括工作人員預設的各種工作數據，如預先計算和規劃好的清掃機器人行駛路徑（優化路徑），液體分發容器25內的液位數據報警閾值（達到此閾值時，報警單元報警）、液位數據停工閾值（達到此閾值時，抽水泵28停止運行），等等。

工作人員預先將規劃好的優化路徑錄入至控制系統4，為清掃機器人車體提供路徑導航，控制系統4根據所述優化路徑進行運算和規劃，並將何時啟動、何時停止、何時直線行駛、何時向左或向右90度轉彎、何時向左或向右90度進行U字迴轉等控制信息，以各種控制指令的方式發送給動力系統，以控制車體在行進中的動作。

在本實施例中，數據採集單元41還可以包括至少一距離傳感器413，包括但不限於超聲波傳感器及光脈衝傳感器。距離傳感器413設置於機器人100（車體1）外部邊緣處，具體地說，可以設置在車體1（車身11）的四個角上，如圖2所示，當機器人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；用以實時採集距離傳感器413與矩形斜坡的距離數據；處理器42根據距離傳感器413與所述矩形斜坡的距離數據，判斷車體1是否位於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數目為四個，分別設置於機器人（車體）的四個角落處；當只有兩個距離傳感器413能採集到所述距離數據時，處理器42判定機器人（車體）位於矩形斜坡300的邊緣處，向動力系統3發出至少一轉向指令（U字迴轉）；當只有一個距離傳感器採集到所述距離數據時，所述處理器判定機器人（車體）位於矩形斜坡300的某一角落處，向動力系統3發出至少一轉向指令（90度轉彎或U字迴轉）。四個距離傳感器413也可以分別設置於車體1每一側邊的中部，處理器發現某一側邊上的距離傳感器413無法採集到距離數據時，就可以判斷這一側邊位於矩形斜坡的邊緣處；如果有兩個相鄰的側邊皆位於矩形斜坡邊緣處，就可以判斷車體1位於太陽能面板200的某一角落處。距離傳感器413數目也可以為八個，分別設置於車體1的四個角落處或車體1四個方向側邊的中部。

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

工作人員預先將規劃好的優化路徑錄入至控制系統4的存儲器，所述處理器並根據所述導航路徑和機器人（車體）的實時位置向動力系統3發送控制指令，包括啟動、停止、直行、向左或向右90度轉彎、向左或向右U字迴轉（轉到相鄰車道上的180度轉彎），以控制車體在行進中按照導航路逕行駛。

數據採集單元41還包括一液位傳感器259，連接至處理器42，用於實時採集液體分發容器25中的液位數據，在清掃裝置工作中，控制系統4可以根據液體分發容器25內的實時液位數據向抽水泵28發送至少一抽水泵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，當液體分發容器25內的實時液位數據降低到一預設閾值時，控制系統4可以發出一抽水泵28減速指令，控制抽水泵28減慢抽水速度；當液體分發容器25內的實時液位數據降低到最低點時，或者，當控制系統4發出一車體停止指令時，控制系統4可以發出一抽水泵28停止指令，控制抽水泵28停止運行。

控制系統4還包括至少一報警單元44，連接至處理器42，報警單元44可以為設置在車體外部的一紅燈或蜂鳴器。當某一工作參數超過設定閾值時，所述報警單元發出報警信號，例如，當液體分發容器25中的液位數據低於某一預設閾值時，或者當電力系統5電力不足時，或者當所述清掃機器人發出故障時，報警單元44都可以發出報警信號以提醒用戶。

數據採集單元41包括至少一影像傳感器415或攝像頭，連接至處理器42，設置於車體1前端（如圖2、圖3所示），用以採集車體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於工作人員查看機器人的工作狀態。

本實施例中，控制系統4的技術效果在於，提供多種清潔機器人在太陽能面板上行進的優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複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還可以包括至少一無線通信單元45，無線連接至一伺服器400，用於在太陽能面板清掃機器人100與伺服器400之間建立通信。車體1前方的影像可以實時發送至伺服器400，以便於工作人員實現清掃機器人在工作進程中的有效查看，有效解決現有技術中太陽能面板位於高處時，清掃機器人在面板上工作狀態監控困難的技術問題。

在本實施例中，如圖3所示，電力系統5為一個或一組設置在電池盒51內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，使其可以繼續工作。

實施例1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，去汙效果良好；本實用新型的清掃機器人在太陽能面板上運行過程中，按照設定的優化路逕行駛，可以不重複地覆蓋面板的全部空間，工作效率高；本實用新型的清掃機器人可以根據程序自動轉彎或調頭，實現自動控制，操作方便。

實施例2

實施例2與實施例1大部分技術方案相同，其區別技術特徵在於，實施例2還包括一種太陽能面板清掃機器人無線充電系統（可簡稱無線充電系統），如圖10~圖12所示，無線充電系統6包括設置在清掃機器人外部的至少一無線電力發射裝置61，及設置在清掃機器人內部或外表面的一無線電力接收裝置62。

每一無線電力發射裝置61包括一發射線圈611，發射線圈611直接地或間接地連接至一電源；無線電力接收裝置62包括一接收線圈621，接收線圈621直接地或間接地連接至一可充電電池622；當接收線圈612位於發射線圈611上方時，接收線圈612與發射線圈611實現電磁感應耦合或磁共振耦合，發射線圈611將無線電能傳輸至接收線圈612。

從具體的技術原理及解決方案來說，目前無線充電技術主要有電磁感應式、磁共振式、無線電波式、電場耦合式四種基本方式，分別適用於近程、中短程與遠程電力傳送；本實用新型中採用的是電磁感應式和磁共振式，優選電磁感應式。在無線充電領域，目前最成熟、最普遍的是電磁感應式，其根本原理是利用電磁感應原理，類似於變壓器，在發射端和接收端各有一個線圈，初級線圈上通一定頻率的交流電，由於電磁感應在次級線圈中產生一定的電流，從而將能量從發射端轉移到接收端。

本實施例中，為了保證太陽能面板的能量轉化效率，無線電力發射裝置61可以安裝在太陽能面板200附近，但是不能影響面板的正常工作。如圖11所示，發射線圈611可以設置於任一太陽能面板200的下表面，如圖12所示，接收線圈612可以設置於清掃機器人100底部的下表面，接收線圈612安置於車體1的外部，在車體的最下方，使得接收線圈612與發射線圈611距離儘量拉近。鑑於太陽能面板200的厚度比較薄，一般只有幾釐米，因此，本實施例中，接收線圈612也可以設置於清掃機器人100內部底層。

如圖13所示，發射線圈611還可以設置於任意兩塊相鄰太陽能面板200連接處的縫隙201下方，如果縫隙201比較大，發射線圈611可以設置於縫隙201內。如圖14所示，接收線圈612在行駛至發射線圈611上方時停留，接收線圈612與發射線圈611耦合。

在發射線圈611上持續通有一定頻率的交流電，當機器人行駛至發射線圈611上方時，發射端與接收端建立通信，由於電磁感應耦合的效果，在接收線圈612中也會產生一定頻率的交流電流，從而將能量從無線電力發射裝置61轉移到無線電力接收裝置62。機器人行駛至發射線圈611上方建立通信，接收線圈612可以在發射線圈611正上方，也可以在發射線圈611正上方附近，只要建立通信就可以實現無線充電，當接收線圈612位於發射線圈611正上方時，耦合效果最好，充電效率最高、充電速度最快。

電磁感應式無線充電技術的不足之處在於，電能傳輸的有效距離比較近，只能在數毫米至數釐米之間可以穩定高效地傳輸能量，因此在本實施例中，需要使得接收線圈612與發射線圈611之間的距離儘可能最近。當接收線圈612位於發射線圈611上方、接收線圈612與發射線圈611實現電磁感應耦合時，發射線圈611與接收線圈612的距離為1mm~40mm，優選2mm、5mm、10mm、15mm及20mm，以確保可以穩定高效地實現充電功能，便於安裝和維護。發射線圈611與接收線圈612的距離是指，當發射線圈611與接收線圈612平行時，發射線圈611所在平面與接收線圈612所在平面的距離。在本實施例中，發射線圈611與接收線圈612之間存在的介質皆為非金屬材質，二者之間的介質包括太陽能面板、機器人外殼、空氣等，太陽能面板材質為標準矽材料、機器人外殼材質為硬質塑料（如高分子樹脂材料）。太陽能面板內部、任意兩塊相鄰太陽能面板連接處（如邊框等）也不能有金屬材料，當接收線圈612與發射線圈611實現電磁感應耦合時，一旦電磁場內存在金屬，就會導致部件發熱損毀，因此接收線圈612、發射線圈611附近不能存在金屬。

如圖10所示，無線電力發射裝置61可以包括一直流電源612、一逆變電路613以及一發射端控制器614。直流電源612用於提供直流電流；逆變電路613輸入端連接直流電源612，其輸出端連接至發射線圈611；發射端控制器614連接至逆變電路613，用於控制逆變電路613的輸出功率；逆變電路613用於將所述直流電流轉換為可變頻率和佔空比的交流電流，並將所述交流電流輸出給發射線圈611。

如圖15所示，直流電源612可以為至少一太陽能發電模組6121，本實施例是直接應用於太陽能面板200的，因此太陽能發電後可以直接作為本實施例的直流電源，由於太陽能發電模組6121輸出的直流電壓不穩定，因此無線電力發射裝置61還需要設置一DC-DC穩壓電路6122，其輸入端連接至太陽能發電模組6121，其輸出端連接至逆變電路613的輸入端；其中，DC-DC穩壓電路6122用以對所述直流電流進行穩壓處理，使得逆變電路613獲得穩定的直流電流源。

如圖16所示，直流電源612還可以包括一交流電源6123以及一AC-DC適配器6124；交流電源6123一般為市電，用以提供交流電流；AC-DC適配器6124的輸入端連接至交流電源6123，其輸出端連接至逆變電路613的輸入端；AC-DC適配器6124用於將所述交流電流轉換為穩定的直流電流。

如圖10所示，無線電力接收裝置62還包括一整流電路623、一DC-DC轉換電路624以及一接收端控制器625。整流電路623的輸入端連接至接收線圈612，用於將接收線圈612輸出的交流電流轉換成直流電流；DC-DC轉換電路624的輸入端連接至整流電路623的輸出端，其輸出端連接至可充電電池622；接收端控制器625連接至DC-DC轉換電路624；接收端控制器625內存儲有可充電電池622的至少一充電曲線，根據充電曲線計算可充電電池622的最佳充電電壓；其中，DC-DC轉換電路624將整流電路623輸出的直流電流的電壓轉換成可充電電池的最佳充電電壓，並為可充電電池充電。接收端控制器625與清掃機器人100的控制系統4相連接，或者，接收端控制器625為控制系統4的一部分，當清掃機器人100行進至發射線圈上方時，接收線圈與發射線圈耦合，接收線圈中產生感應電流，接收端控制器625根據可充電電池的電量確認是否需要充電，如果需要充電，控制系統4發出至少一控制指令，使得清掃機器人100停止行進和清掃作業，駐留在太陽能面板200上持續進行充電；待充電完成後，控制系統4發出至少一控制指令，使得清掃機器人100繼續行進和清掃作業。

如圖10所示，無線電力接收裝置62還包括一電池信息採集器626，一無線充電開關627以及一電池管理器628。

電池信息採集器626連接至可充電電池622，用於採集可充電電池622的剩餘容量SOC值；無線充電開關627的一端連接至DC-DC轉換電路624，其另一端連接至可充電電池622或整流電路623；電池管理器628的一端連接至電池信息採集器626，以實時獲取可充電電池622的剩餘容量SOC值；其另一端連接至無線充電開關627，以控制無線充電開關627閉合或斷開；其中，當可充電電池622的剩餘容量SOC值小於一預設的電量閾值時，電池管理器628控制無線充電開關627閉合；當可充電電池622的剩餘容量SOC值大於或等於一充電容量閾值（如90%或100%）時，電池管理器628控制無線充電開關627斷開。電池管理器628時刻監控無線充電電池的電量，需要充電時，無線充電開關627閉合，當充電完成後，無線充電開關627斷開。清掃機器人100的控制系統4連接至電池管理器628，當充電完成後，控制系統4可以向清掃裝置2和動力系統3發出至少一控制指令，啟動清掃裝置2和動力系統3，清掃機器人100安裝預先設定的路徑繼續運行。

太陽能面板清掃機器人在無線充電過程中，需要解決無線電力發射裝置61與無線電力接收裝置62實現數據通信的技術問題。

如圖17所示，無線電力發射裝置61與無線電力接收裝置62組成一無線通信系統63，其中，無線電力發射裝置61包括一發射端信號載入單元631，連接至發射線圈611；及一發射端信號導出單元632，連接至發射線圈611；無線電力接收裝置62包括一接收端信號載入單元633，連接至接收線圈612；及一接收端信號導出單元634，連接至接收線圈612。

當接收線圈612與發射線圈611實現電磁感應耦合時，無線電力發射裝置61與無線電力接收裝置62實現載波通信；發射端信號載入單元631將要發射的信息以一載波頻率K1調製後加載至發射線圈611的發射電流中，接收端信號導出單元634以調製頻率K1將接收線圈612的接收電流中的信息解調後濾波導出；接收端信號載入單元633將要發射的信息以一載波頻率K2調製後加載至接收線圈612的接收電流中，發射端信號導出單元632以調製頻率K2將發射線圈611的發射電流中的信息解調後濾波導出。

當接收線圈612與發射線圈611實現磁共振耦合時，無線電力發射裝置61與無線電力接收裝置62實現載波通信；發射端信號載入單元631將要發射的信息以磁共振頻率K3為載波調製到磁共振的發射線圈611的發射電流中，接收端信號導出單元634從接收線圈612的接收電流中以磁共振頻率K3為載波將所述信息解調並濾波導出；接收端信號載入單元633將要發射的信息以磁共振頻率K3為載波調製到磁共振的接收電流中，發射端信號導出單元632以磁共振頻率K3為載波將所述信息解調並濾波導出。

太陽能面板清掃機器人在無線充電過程中，為了提高電能利用率、延長電池使用壽命及保障電池安全，需要解決根據可充電電池622的實時電量對充電功率進行實時調整的技術問題。為此，本實施例中，發射端控制器連接至發射端信號載入單元631、發射端信號導出單元632；接收端控制器625連接至接收端信號載入單元633、接收端信號導出單元634；接收端控制器625內存儲有可充電電池622的至少一充電曲線，根據所述充電曲線實時獲取可充電電池622的最佳充電電壓，根據所述最佳充電電壓計算最佳充電功率，發出至少一充電功率調整指令；當接收線圈612與發射線圈611實現電磁感應耦合時，接收端信號載入單元633將所述充電功率調整指令以一載波頻率K2調製後加載至所述接收電流中，發射端信號導出單元632以調製頻率K2將所述發射電流中的所述充電功率調整指令解調後濾波導出至所述發射端控制器614；或者，當接收線圈612與發射線圈611實現磁共振耦合時，接收端信號載入單元633將所述充電功率調整指令以磁共振頻率K3為載波調製到磁共振的接收電流中，發射端信號導出單元632以磁共振頻率K3為載波將所述充電功率調整指令解調並濾波導出至所述發射端控制器614；所述發射端控制器614連接至所述逆變電路，根據所述充電功率調整指令調節發射線圈611的發射功率。

太陽能面板清掃機器人在無線充電過程中，為了提高電能利用率、提高無線充電效率，需要解決如何使發射線圈611和接收線圈612可以達到最佳耦合效果的技術問題。

在本實施例中，接收端控制器625實時檢測接收線圈612中是否收到信號；若收到信號，發射線圈611和接收線圈612可以實現耦合，可以實現無線充電的效果，但此時可能並非最佳耦合狀態。接收端控制器625若收到信號，檢測接收線圈612中信號強度，並根據信號強度判斷接收線圈612與發射線圈611的相對位置；控制系統4根據接收線圈612與發射線圈611的相對位置，發出至少一位置調整指令，控制清掃機器人調整其位置，使得接收線圈612位於發射線圈611正上方，發射線圈611、接收線圈612在太陽能面板200的垂直投影完全重合，使發射線圈611和接收線圈612可以達到最佳耦合效果。

本實施例中，還提供一種太陽能面板清掃機器人的無線充電方法，以解決現有的太陽能面板清掃機器人存在的充電操作複雜、維護成本較高等技術問題。

本實施例所述的太陽能面板清掃機器人的無線充電方法，包括如下步驟：步驟S501）在至少一太陽能面板內部或其下方設置至少一無線電力發射裝置，無線電力發射裝置包括一發射線圈；將發射線圈設置於任一太陽能面板的下表面，或者，設置於任意兩塊相鄰太陽能面板連接處的縫隙下方或縫隙內部；步驟S502）在所述清掃機器人內部或外表面設置一無線電力接收裝置，無線電力接收裝置包括一接收線圈；將所述接收線圈設置在所述清掃機器人內部底層或所述清掃機器人底部下表面；步驟S503）所述清掃機器人在太陽能面板上行進且進行清掃作業，所述清掃機器人在行進過程中實時檢測所述接收線圈是否產生電流；步驟S504）當所述接收線圈位於所述發射線圈上方時，所述接收線圈與所述發射線圈實現電磁感應耦合或磁共振耦合，所述接收線圈產生電流；步驟S505）判斷所述清掃機器人的至少一可充電電池是否需要充電；若是，執行步驟S506）；若否，返回步驟S503）；步驟S506）所述清掃機器人停止行進及清掃作業，駐留在太陽能面板上，使得接收線圈與發射線圈保持耦合；步驟S507）發射線圈將無線電能傳輸至接收線圈，持續為所述可充電電池充電；步驟S508）電池管理器判斷所述可充電電池電量是否充滿；若電量已充滿，停止充電；返回步驟S503），清掃機器人繼續在太陽能面板上行進且進行清掃作業。

清掃機器人在太陽能面板上正常作業過程中，實時檢測接收線圈是否產生電流，也就是時刻檢測清掃機器人（接收線圈）附近是否存在與接收線圈耦合的發射線圈。當發現附近存在與接收線圈耦合的發射線圈之後，根據清掃機器人內可充電電池的殘餘電量，判斷是否需要充電，如果需要充電，控制系統控制清掃機器人停止運行，開始為清掃機器人內可充電電池進行無線充電。在充電過程中，實時檢測可充電電池是否已經充滿，若已充滿，停止充電，控制系統控制清掃機器人繼續運行並進行清掃作業。

其中，在所述步驟S506）前還可以包括如下步驟：步驟S5061）根據接收線圈中電流的大小判斷接收線圈與發射線圈的相對位置和相對距離；步驟S5062）所述清掃機器人調整其位置，使得接收線圈位於發射線圈正上方。在本實施例中，接收線圈612中產生電流若收到信號，發射線圈611與接收線圈612可以實現耦合，可以實現無線充電的效果，但此時可能並非最佳耦合狀態。接收端控制器625根據接收線圈612中信號強度判斷接收線圈612與發射線圈611的相對位置；控制系統4根據接收線圈612與發射線圈611的相對位置，發出至少一位置調整指令，控制清掃機器人調整其位置，使得接收線圈612位於發射線圈611正上方，使得發射線圈611、接收線圈612在太陽能面板200的垂直投影完全重合，使發射線圈611和接收線圈612可以達到最佳耦合效果。

其中，所述步驟S505）具體包括如下步驟：步驟S5051）實時獲取所述可充電電池的剩餘容量SOC值；步驟S5052）將所述可充電電池的剩餘容量SOC值與一預設的電量閾值作對比；步驟S5053）若所述可充電電池的剩餘容量SOC值小於一預設的電量閾值（如10%或15%或25%，等等）時，判斷所述清掃機器人需要充電。預設電量閾值是根據太陽能面板附近發射線圈的分布情況來確定的，預設電量閾值要大於或等於清掃機器人到達下一個發射線圈消耗的電量。如果發射線圈是平均分布的，預設電量閾值要大於或等於清掃機器人在任意兩個相鄰發射線圈之間單程運行時消耗的電量。

其中，所述步驟S508）具體包括如下步驟：步驟S5081）實時獲取所述可充電電池的剩餘容量SOC值；步驟S5082）將所述可充電電池的剩餘容量SOC值與一預設的充電容量閾值作對比；步驟S5083）若所述可充電電池的剩餘容量SOC值大於或等於預設的充電容量閾值（如95%或100%）時，判斷所述清掃機器人電量已充滿，停止充電。清掃機器人的控制系統啟動動力系統和清掃裝置，控制所述清掃機器人繼續工作。

本實施例優點在於，在太陽能面板上表面、內部或者附近設置多個無線充電發射裝置，在清掃機器人內部或下表面設置多個無線充電接收裝置。在清掃機器人在太陽能面板上作業過程中，當清掃機器人行駛至無線充電發射裝置上方時，利用電磁感應耦合方式或磁共振耦合方式對清掃機器人進行無線充電；整個充電過程可以實現自動控制，無需人工將清掃機器人從太陽能面板上取下，使得清掃機器人可以在太陽能面板上自動運行、自動充電、自動斷電，可以實現自動持續作業，有效降低管理及維護成本。

實施例3

有些太陽能面板內部或邊緣處可能會設置有金屬材料，這樣，如果使用實施例2的技術方案，將發射線圈611設置於任一太陽能面板200的下表面或者設置於任意兩塊相鄰太陽能面板200連接處的縫隙201下方或縫隙201內，在兩個線圈實現電磁感應耦合時，就會導致部件發熱損毀，此時，實施例2的技術方案不合適，需要有一個新的技術方案，使得無線充電系統可以工作。

為了解決上述問題，如圖18、圖19所示，實施例3提供一種太陽能面板清掃機器人無線充電系統，大部分技術方案與實施例2相同，其區別技術特徵在於，還可以包括至少一充電面板500，每一充電面板500嵌入至任一太陽能面板200上或設置於任一太陽能面板200邊緣處；充電面板500上表面與太陽能面板200上表面位於同一平面上，充電面板500為非金屬材質製成。

如圖18所示，充電面板500嵌入至任一太陽能面板200上，是指在太陽能面板加工製作時，專門留出一特定的空間，用以嵌入充電面板500，嵌入後的充電面板500上表面與太陽能面板200上表面平齊，位於同一平面上。

如圖19所示，充電面板500設置於太陽能面板200邊緣處，是指在太陽能面板加工製作時，在太陽能面板的幾條邊的邊緣處安裝充電面板500，該充電面板500上表面與太陽能面板200上表面平齊，位於同一平面上。

發射線圈611可以設置於任一充電面板500內，也可以設置於任一充電面板的下表面，而不是設置於任一太陽能面板的下表面或者設置於任意兩塊相鄰太陽能面板連接處的縫隙內。

為解決上述技術問題，實施例3提供另一種太陽能面板清掃機器人的無線充電方法，包括如下步驟：步驟S601）在至少一太陽能面板上嵌入至少一充電面板；和/或，在至少一太陽能面板邊緣處設置至少一充電面板；所述充電面板上表面與太陽能面板上表面位於同一平面上；步驟S602）在至少一充電面板內部或外部設置至少一無線電力發射裝置，所述無線電力發射裝置包括一發射線圈，所述發射線圈連接至一電源；將所述發射線圈設置於任一充電面板內，或者，設置於任一充電面板上表面或下表面；步驟S603）在所述清掃機器人內部或外表面設置一無線電力接收裝置，無線電力接收裝置包括一接收線圈；將所述接收線圈設置在所述清掃機器人內部底層或所述清掃機器人底部下表面；步驟S604）所述清掃機器人在太陽能面板及所述充電面板上行進且進行清掃作業，所述清掃機器人在行進過程中實時檢測所述接收線圈是否產生電流；步驟S605）當所述接收線圈位於所述發射線圈上方時，所述接收線圈與所述發射線圈實現電磁感應耦合或磁共振耦合，所述接收線圈產生電流；步驟S606）判斷所述清掃機器人的至少一可充電電池是否需要充電；若是，執行步驟S607）；若否，返回步驟S604）；步驟S607）所述清掃機器人停止行進及清掃，駐留在所述充電面板上，使得接收線圈與發射線圈保持耦合；步驟S608）發射線圈將無線電能傳輸至接收線圈，持續為所述可充電電池充電；步驟S609）電池管理器判斷所述可充電電池電量是否充滿；若電量已充滿，停止充電；返回步驟S604），清掃機器人繼續在所述充電面板及所述太陽能面板上行進且進行清掃作業。

清掃機器人在太陽能面板及所述充電面板上正常作業過程中，實時檢測接收線圈是否產生電流，也就是時刻檢測清掃機器人（接收線圈）附近是否存在與接收線圈耦合的發射線圈。當發現附近存在與接收線圈耦合的發射線圈之後，根據清掃機器人內可充電電池的殘餘電量，判斷是否需要充電，如果需要充電，控制系統控制清掃機器人停止運行，開始為清掃機器人內可充電電池進行無線充電。在充電過程中，實時檢測可充電電池是否已經充滿，若已充滿，停止充電，控制系統控制清掃機器人繼續運行並進行清掃作業。

其中，在所述步驟S607）前還可以包括如下步驟：步驟S6071）根據接收線圈中電流的大小判斷接收線圈與發射線圈的相對位置和相對距離；步驟S6072）所述清掃機器人調整其位置，使得接收線圈位於發射線圈正上方。在本實施例中，接收線圈612中產生電流若收到信號，發射線圈611與接收線圈612可以實現耦合，可以實現無線充電的效果，但此時可能並非最佳耦合狀態。接收端控制器625根據接收線圈612中信號強度判斷接收線圈612與發射線圈611的相對位置；控制系統4根據接收線圈612與發射線圈611的相對位置，發出至少一位置調整指令，控制清掃機器人調整其位置，使得接收線圈612位於發射線圈611正上方，使得發射線圈611、接收線圈612在充電面板500的垂直投影完全重合，使發射線圈611和接收線圈612可以達到最佳耦合效果。其中，所述步驟S606）具體包括如下步驟：步驟S6061）實時獲取所述可充電電池的剩餘容量SOC值；步驟S6062）將所述可充電電池的剩餘容量SOC值與一預設的電量閾值作對比；步驟S6063）若所述可充電電池的剩餘容量SOC值小於一預設的電量閾值（如10%或15%或25%，等等）時，判斷所述清掃機器人需要充電。預設電量閾值是根據太陽能面板附近發射線圈的分布情況來確定的，預設電量閾值要大於或等於清掃機器人到達下一個發射線圈消耗的電量。如果發射線圈是平均分布的，預設電量閾值要大於或等於清掃機器人在任意兩個相鄰發射線圈之間單程運行時消耗的電量。

其中，所述步驟S609）具體包括如下步驟：步驟S6091）實時獲取所述可充電電池的剩餘容量SOC值；步驟S6092）將所述可充電電池622的剩餘容量SOC值與一預設的充電容量閾值作對比；步驟S6093）若所述可充電電池622的剩餘容量SOC值大於或等於預設的充電容量閾值（如95%或100%）時，判斷所述清掃機器人電量已充滿，停止充電。清掃機器人的控制系統啟動動力系統和清掃裝置，控制所述清掃機器人繼續工作。

本實施例優點在於，獨立設置一充電面板，與太陽能面板位於同一平面上；即使在太陽能面板上存在金屬材料，也可以使得接收線圈與發射線圈可以實現電磁感應耦合或磁共振耦合，進而實現對機器人的無線充電。整個充電過程可以實現自動控制，無需人工將清掃機器人從太陽能面板上取下，使得清掃機器人可以在太陽能面板上自動運行、自動充電、自動斷電，可以實現自動持續作業，有效降低管理及維護成本。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。