本发明涉及清洁设备，尤其涉及一种具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统。
背景技术：
1、太阳能面板是一种利用半导体材料在光照条件下发生的光生伏特效应将太阳能直接转换为电能的器件，由于其开发利用太阳能，为人们提供清洁便利的可持续发展能源，被广泛推广利用，目前的太阳能面板多为平面倾斜状设计安装，考虑到其吸收光照的效率，通常将太阳能面板安装在户外高处，由于外界环境影响，太阳能面板通常会被鸟类粪便、杂物等物质污染，影响其吸收太阳能的效率。
2、如中国专利cn210847295u公开了一种太阳能面板清洗设备，通过收集雨水和刮刷板对太阳能板进行清理，虽然能实现对太阳能板进行维护或清理，但是存在清理程度无法监控，清理的次数无法确定，仍然需要人工辅助评估的缺陷，不利于减轻人工的劳动强度。
3、另外，在现有技术中，大多数现有机器人系统采用固定的、刚性的清洁组件，难以适应不规则或不同硬度的面板，在面板的状态识别和适应性方面表现有限，如不能有效识别不同类型的污渍或面板材质。
4、同时，现有技术无法有效适应多种形状、尺寸和材质的面板，特别是在复杂或不规则环境中的应用，缺乏能够基于面板状态动态调整清洁策略的智能系统。
5、为了解决本领域普遍存在清洁状态无法评估、使用场景小、不能适用于不同的太阳能面板、清理能力弱、清理手段单一、清理过程力量无法控制、以及损伤太阳能板等等问题，作出了本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统。
2、为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：
3、一种具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，所述面板维护机器人系统包括服务器、机架、机械臂、以及机器人，所述面板维护机器人系统还包括柔性擦拭模块、自适应感知模块、评估模块、动力控制模块、通讯交互模块，所述服务器分别与所述柔性擦拭模块、所述自适应感知模块、所述评估模块、所述动力控制模块和所述通讯交互模块连接并保存系统的中间数据和过程数据，所述柔性擦拭模块、所述自适应感知模块、所述评估模块、所述动力控制模块和所述通讯交互模块设置在所述机架上，所述机械臂的执行端与所述机架连接；
4、所述柔性擦拭模块对太阳能面板进行擦拭，所述自适应感知模块对所述柔性擦拭模块的擦拭过程的擦拭力度进行感应，并根据感应得到的擦拭力度数据对所述柔性擦拭模块的擦拭过程进行分析，所述评估模块获取所述太阳能面板表面的状态数据，并根据所述太阳能面板的状态数据对所述太阳能面板进行评估，所述动力控制模块根据所述自适应感应模块的分析结果对所述柔性擦拭模块的擦拭动力进行控制，所述通讯交互模块将所述柔性擦拭模块、所述自适应感知模块、所述评估模块、所述动力控制模块的实时数据与管理者进行交互；
5、所述柔性擦拭模块包括擦拭单元和姿势调整单元，所述擦拭单元对所述太阳能面板进行擦拭，所述姿势调整单元调整所述擦拭单元的位置；
6、所述擦拭单元包括擦拭构件和抽吸构件，所述擦拭构件对冲洗后的所述太阳能面板进行擦拭，所述抽吸构件在所述擦拭构件的擦拭过程中将浊物进行抽吸；
7、其中，所述动力控制模块设置在所述柔性擦拭模块上。
8、可选的，所述姿势调整单元包括调整构件、固定座、连接件、第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述调整构件对所述动力控制模块和所述擦拭单元的位置进行调整，所述固定座用于支撑所述调整构件；
9、其中，所述固定座包括上盖和下盖，所述上盖和下盖通过连接件将连接在一起形成调整腔，第一锥齿轮和第二锥齿轮设置在所述调整腔的上侧和下侧内壁，所述调整构件设置在所述调整腔中。
10、可选的，所述自适应感知模块包括感知单元和分析单元，所述感知单元采集所述擦拭单元对所述太阳能面板的擦拭力度数据，所述分析单元根据所述感知单元采集得到的所述擦拭力度数据对所述擦拭单元的擦拭过程进行分析；
11、其中，所述感知单元包括至少一个压力传感器和数据存储器，至少一个所述压力传感器用于采集所述擦拭构件对所述太阳能面板的擦拭过程的擦拭力度数据，所述数据存储器存储至少一个所述压力传感器采集得到的擦拭力度数据。
12、可选的，所述分析单元获取所述感知单元采集得到的擦拭力度数据p＝[p1，p2，…pn]，pi为第i个采样时间点的压力读数，并根据下式计算擦拭状态指数wipe：
13、
14、式中，σplg为所述擦拭力度数据平滑处理后的标准差，k为调整系数，其值有经验取值，取值范围为：[0.001，0.1]，△pexp为所述擦拭力度数据和安全阈值的绝对值偏差函数，根据下式进行计算：
15、
16、式中，psafe为所述太阳电池板的擦拭过程中的安全压力值，为平滑后数据的平均压力值，满足：
17、
18、式中，n为采样的总次数，psmooth(i)为第i采样时间点的平滑处理后的压力读数，其是通过对原始的压力读数pi应用指数加权移动平均得到的；
19、若所述擦拭状态指数wipe超过设定的安全阈值safety，则触发所述动力控制模块调整所述柔性擦拭模块的擦拭动力。
20、可选的，所述动力控制模块包括动力执行单元和支撑单元，所述动力执行单元对所述擦拭单元的擦拭力进行驱动，所述支撑单元对所述动力执行单元进行支撑；
21、所述动力执行单元包括转动构件和充气构件，所述转动构件对所述充气构件和所述擦拭构件进行驱动，以使得所述充气构件和所述擦拭构件能够沿着自身轴线转动，所述充气构件对所述擦拭构件进行充气，以使得所述擦拭构件膨出并与所述太阳能面板的端面接触。
22、可选的，所述评估模块包括采集单元和评估单元，所述采集单元采集所述擦拭模块擦拭后位置表面的状态数据，所述评估单元根据所述采集单元采集得到的擦拭后所述太阳能面板表面状态数据进行评估；
23、所述采集单元包括至少一个电容传感器和连接杆，所述连接杆对至少一个电容传感器进行支撑，至少一个电容传感器采集所述太阳能面板的表面状态数据，以获得所述太阳能面板的擦拭状态。
24、可选的，所述通讯交互模块包括交互单元和数据传输单元，所述数据传输单元将所述柔性擦拭模块、所述自适应感知模块、所述评估模块、所述动力控制模块的实时数据向所述交互单元进行传输，所述交互单元用于与所述管理者进行交互；
25、其中，所述交互单元包括交互显示屏和选择按钮，所述交互显示屏用于将柔性擦拭模块、所述自适应感知模块、所述评估模块、所述动力控制模块的实时数据进行显示，所述选择按钮供所述管理者对所显示的所述实时数据进行选择。
26、可选的，所述调整构件包括第一调整座、第一调整锥齿轮、第二调整座、第二调整锥齿轮、第一调整驱动机构和第二调整驱动机构，第一调整驱动机构设置在所述第一调整座上，并与所述第一调整锥齿轮驱动连接形成第一转动部，所述第二调整驱动机构设置在所述第二调整座上，并与所述第二调整锥齿轮驱动连接形成第二转动部，所述第一转动部与所述第一锥齿轮啮合，以使得所述第一调整锥齿轮绕着所述第一锥齿轮的轴线进行转动；所述第二转动部与所述第二锥齿轮啮合，以使得所述第二调整锥齿轮绕着所述第二锥齿轮的轴线进行转动。
27、可选的，所述擦拭单元还包括冲洗构件，所述冲洗构件对太阳能面板擦拭路径上的浊物进行冲洗；
28、所述冲洗构件包括冲洗喷头、冲洗泵、冲洗管道和存水罐，所述存水罐用于存储清洗水，所述冲洗泵用于对清洗水进行增压，所述冲洗管道的一端与所述冲洗泵连接，所述冲洗管道的另一端与所述冲洗喷头连接，所述冲洗喷头用于将增压的冲洗水喷射至所述太阳能面板的表面。
29、可选的，所述感知单元设置在所述擦拭构件上，并对所述擦拭构件与所述太阳能面板的擦拭力度数据进行采集。
30、本发明所取得的有益效果是：
31、1.通过柔性擦拭模块和自适应感知模块的相互配合，使得擦拭的状态能够监控，提升太阳能面板的表面质量保护，保证整个系统具有适用不同的太阳能面板的擦拭需要、清洁能力佳、清洁力量控制精准和智能程度高的优点；
32、2.通过动力控制模块和柔性擦拭模块的相互配合，使得对太阳能面板进行擦拭或清理的过程中，提升太阳能的柔性接触，提升对太阳能面板的防护效果，方式擦拭力量过大造成太阳能面板损坏或损；
33、3.通过评估模块和柔性擦拭模块的相互配合，使得太阳能面板的清洁状况能够被评估，提升了太阳能面板的清洁能力，使得整个系统具有适用场景广、清洁能力佳和智能程度高的优点；
34、4.通过数据传输单元和交互单元的相互配合，使得管理者能动态掌握各个模块的工作情况，提升整个系统的运行效率和可靠性，使得整个系统具有清洁工程能够被监控、使用场景范围广、适用不同尺寸的太阳能面板、清洁能力强和清理过程力量控制精准的优点。
1.一种具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，所述面板维护机器人系统包括服务器、机架、机械臂以及机器人，其特征在于，所述面板维护机器人系统还包括柔性擦拭模块、自适应感知模块、评估模块、动力控制模块、通讯交互模块，所述服务器分别与所述柔性擦拭模块、所述自适应感知模块、所述评估模块、所述动力控制模块和所述通讯交互模块连接并保存系统的中间数据和过程数据，所述柔性擦拭模块、所述自适应感知模块、所述评估模块、所述动力控制模块和所述通讯交互模块均设置在所述机架上，所述机械臂的执行端与所述机架连接；
2.根据权利要求1所述的具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，其特征在于，所述姿势调整单元包括调整构件、固定座、连接件、第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述调整构件对所述动力控制模块和所述擦拭单元的位置进行调整，所述固定座用于支撑所述调整构件；
3.根据权利要求2所述的具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，其特征在于，所述自适应感知模块包括感知单元和分析单元，所述感知单元采集所述擦拭单元对所述太阳能面板的擦拭力度数据，所述分析单元根据所述感知单元采集得到的所述擦拭力度数据对所述擦拭单元的擦拭过程进行分析；
4.根据权利要求3所述的具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，其特征在于，所述分析单元获取所述感知单元采集得到的擦拭力度数据p＝[p1，p2，…pn]，pi为第i个采样时间点的压力读数，并根据下式计算擦拭状态指数wipe：
5.根据权利要求4所述的具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，其特征在于，所述动力控制模块包括动力执行单元和支撑单元，所述动力执行单元对所述擦拭单元的擦拭力进行驱动，所述支撑单元对所述动力执行单元进行支撑；
6.根据权利要求5所述的具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，其特征在于，所述评估模块包括采集单元和评估单元，所述采集单元采集所述擦拭模块擦拭后位置表面的状态数据，所述评估单元根据所述采集单元采集得到的擦拭后所述太阳能面板表面状态数据进行评估；
7.根据权利要求6所述的具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，其特征在于，所述通讯交互模块包括交互单元和数据传输单元，所述数据传输单元将所述柔性擦拭模块、所述自适应感知模块、所述评估模块、所述动力控制模块的实时数据向所述交互单元进行传输，所述交互单元用于与所述管理者进行交互；
8.根据权利要求7所述的具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，其特征在于，所述调整构件包括第一调整座、第一调整锥齿轮、第二调整座、第二调整锥齿轮、第一调整驱动机构和第二调整驱动机构，第一调整驱动机构设置在所述第一调整座上，并与所述第一调整锥齿轮驱动连接形成第一转动部，所述第二调整驱动机构设置在所述第二调整座上，并与所述第二调整锥齿轮驱动连接形成第二转动部，所述第一转动部与所述第一锥齿轮啮合，以使得所述第一调整锥齿轮绕着所述第一锥齿轮的轴线进行转动；所述第二转动部与所述第二锥齿轮啮合，以使得所述第二调整锥齿轮绕着所述第二锥齿轮的轴线进行转动。
9.根据权利要求8所述的具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，其特征在于，所述擦拭单元还包括冲洗构件，所述冲洗构件对太阳能面板擦拭路径上的浊物进行冲洗；
10.根据权利要求9所述的具有柔性擦拭与自适应感知的面板维护机器人系统，其特征在于，所述感知单元设置在所述擦拭构件上，并对所述擦拭构件与所述太阳能面板的擦拭力度数据进行采集。
