《履帶型光伏組件清潔機(jī)器人》

ICS

CCS

T/ZJREA

浙江省可再生能源協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

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`

履帶型光伏組件清潔機(jī)器人

(點(diǎn)擊此處添加與國際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識(shí))

征求意見稿

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

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履帶型光伏組件清潔機(jī)器人

1范圍

本文件規(guī)定了履帶型光伏組件清潔機(jī)器人的術(shù)語和定義、基本要求、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)

則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸與貯存。

本文件適用于履帶型光伏組件清潔機(jī)器人制造、檢測(cè)、使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2297-1989太陽光伏能源系統(tǒng)術(shù)語

GB/T5226.1機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件

GB/T4208外殼防護(hù)等級(jí)

GB/T17248.3聲學(xué)機(jī)器和設(shè)備發(fā)射的噪聲采用近似環(huán)境修正測(cè)定工作位置和其他指定位置的發(fā)

射聲壓級(jí)

GB/T26849—2011太陽能光伏照明用電子控制裝置性能

GB/T15342滑石粉

GB50794光伏發(fā)電站施工規(guī)范

GB50797光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范

GB/T13306標(biāo)牌

GJB4477鋰離子蓄電池組通用規(guī)范

ISO12944-5色漆和清漆鋼結(jié)構(gòu)涂層保護(hù)體系防護(hù)涂料體系

ISO12944-6色漆和清漆鋼結(jié)構(gòu)涂層保護(hù)體系實(shí)驗(yàn)室性能測(cè)試方法

3術(shù)語和定義

GB/T2297界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

光伏組件清潔機(jī)器人

在無人干預(yù)的情況下，對(duì)光伏組件表面的灰塵、污垢、鳥糞等自主進(jìn)行清潔的機(jī)器人。

3.2

限位裝置

通過停止來限制清潔機(jī)器人最大工作距離的裝置,并且該裝置與控制程序及任務(wù)程序無關(guān)

3.3

保護(hù)性停止

允許運(yùn)動(dòng)有序終止并保持程序邏輯以便重新啟動(dòng)的一種操作中斷形式

1

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4產(chǎn)品分類與結(jié)構(gòu)

機(jī)器人按清潔組件分類可分為：滾刷式、刮刷式。

圖1履帶型光伏清潔機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖

5基本要求

5.1研發(fā)設(shè)計(jì)

5.1.1履帶型光伏組件清潔機(jī)器人（以下簡(jiǎn)稱機(jī)器人）應(yīng)采用數(shù)據(jù)建模、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真等手段

進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

5.1.2復(fù)雜零部件應(yīng)采用3D打印仿真進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)驗(yàn)證。

5.1.3應(yīng)通過臺(tái)架試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證對(duì)產(chǎn)品可靠性及運(yùn)行效果進(jìn)行驗(yàn)證。

5.2原材料及零部件

5.2.1充放電控制器對(duì)蓄電池的控制要求、保護(hù)功能應(yīng)滿足GB/T26849—2011太陽能光伏照明用電

子控制裝置性能要求的規(guī)定。

5.2.2鋰電池應(yīng)符合GJB4477鋰離子蓄電池組通用規(guī)范的要求。

5.2.3電機(jī)繞組對(duì)機(jī)殼及繞組相互間絕緣電阻不得小于0.5MΩ。

5.3工藝裝備

5.3.1應(yīng)配備多軸自動(dòng)鉆孔機(jī)、鉆攻一體機(jī),重復(fù)定位精度≤0.05mm。

5.3.2過橋、刮桿等型材應(yīng)采用自動(dòng)切割下料。

5.3.3生產(chǎn)過程中對(duì)傳感器組裝、控制系統(tǒng)組裝環(huán)節(jié)進(jìn)行過程檢驗(yàn)。

5.4檢驗(yàn)檢測(cè)

5.4.1通過臺(tái)架試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)的功能與可靠性。

5.4.2通過現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證（負(fù)載試驗(yàn)）檢測(cè)設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)、運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性與可靠性。

6技術(shù)要求

6.1環(huán)境條件

6.1.1機(jī)器人應(yīng)能在符合GB50794的光伏陣列上保持正常運(yùn)行。

6.1.2機(jī)器人在以下環(huán)境條件下應(yīng)能正常工作：

a)溫度0℃～35℃；

2

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b)風(fēng)力≤12m/s。

注：嚴(yán)于正常環(huán)境要求的，由用戶根據(jù)實(shí)際情況另行提出。

6.1.3光伏陣列組件安裝傾角≧10?。

6.2外觀質(zhì)量要求

機(jī)器人整機(jī)應(yīng)外觀美觀整潔，不應(yīng)有傷痕、毛刺等其他缺陷。

6.3結(jié)構(gòu)要求

6.3.1機(jī)器人外露轉(zhuǎn)動(dòng)部件宜有防護(hù)罩。

6.3.2機(jī)器人行走滾輪、履帶等轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無卡塞現(xiàn)象，固定螺栓應(yīng)設(shè)有防松裝置。

6.3.3機(jī)器人應(yīng)有保護(hù)涂層或防腐設(shè)計(jì)，本體、罩殼、驅(qū)動(dòng)零部件防腐能力宜符合ISO12944-5涂層

防腐體系的C3要求。

6.3.4機(jī)器人清潔件布置應(yīng)覆蓋光伏組件發(fā)電區(qū)域。

6.4性能指標(biāo)

6.4.1運(yùn)行速度

清潔運(yùn)行速度≥6m/min可調(diào)。

6.4.2續(xù)航能力

蓄電池供電情況下，在電池容量滿電時(shí)，具備不低于技術(shù)規(guī)格書規(guī)定的4倍陣列長(zhǎng)度的連續(xù)續(xù)航

能力。

6.4.3除塵率

機(jī)器人清潔后，組件上積塵去除率達(dá)到95%以上。

6.4.4故障率

機(jī)器人故障率小于0.3%

6.4.5越障能力

6.4.5.1清潔機(jī)器人能跨越相鄰光伏組件間邊緣高差10mm。

6.4.5.2側(cè)向位移（轉(zhuǎn)彎）角:6°。

6.4.5.3高差（爬坡）角:12°。

6.5控制系統(tǒng)功能要求

6.5.1人機(jī)界面應(yīng)操作便捷、反應(yīng)及時(shí)、顯示正確。

6.5.2可在現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程啟動(dòng)和停止機(jī)器人，設(shè)定啟用時(shí)間、清潔次數(shù)、運(yùn)行速度等運(yùn)行參數(shù)。

6.5.3應(yīng)實(shí)時(shí)采集機(jī)器人運(yùn)行過程中運(yùn)行電流、保護(hù)性停止或運(yùn)行完成等狀態(tài)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)。

6.5.4機(jī)器人運(yùn)行時(shí)各驅(qū)動(dòng)單元應(yīng)有自適應(yīng)功能。

6.5.5機(jī)器人應(yīng)具備低電量提示功能，宜實(shí)現(xiàn)低電量時(shí)的自動(dòng)返航。

6.6安全要求

6.6.1蓄電池短路安全

蓄電池在出現(xiàn)短路情況下不應(yīng)出現(xiàn)起火、爆炸傷害。

6.6.2電控箱防護(hù)安全

機(jī)器人電控箱的外殼防護(hù)等級(jí)應(yīng)符合GB/T4208的要求，防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP55。

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6.6.3驅(qū)動(dòng)單元保護(hù)

機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)單元應(yīng)具有防止機(jī)械傷害的裝置。

6.6.4意外情況保護(hù)

外部障礙物阻礙機(jī)器人導(dǎo)致無法運(yùn)行時(shí)，機(jī)器人應(yīng)立即啟動(dòng)保護(hù)性停止。

6.6.5限位保護(hù)

機(jī)器人運(yùn)行到最大工作距離未停止時(shí)，能通過限位裝置實(shí)現(xiàn)保護(hù)性停止。

7試驗(yàn)方法

7.1試驗(yàn)條件

7.1.1試驗(yàn)光伏方陣

除非另有商定，一般按表1規(guī)定的光伏組件陣列進(jìn)行試驗(yàn)。

表1試驗(yàn)光伏陣列的要求

項(xiàng)目要求

長(zhǎng)度/m≧10

寬度/m≧3.28

相鄰光伏組件間邊緣高差/mm10

側(cè)向位移（轉(zhuǎn)彎）角6°

高差（爬坡）角12°

組件傾角30°±2°

7.1.2試驗(yàn)環(huán)境

機(jī)器人試驗(yàn)環(huán)境溫度：5℃～35℃。

7.2外觀質(zhì)量檢驗(yàn)

7.2.1采用目測(cè)、手感等方式檢查機(jī)器人外觀，檢查結(jié)果應(yīng)符合6.2要求。

7.3結(jié)構(gòu)要求檢驗(yàn)

7.3.1采用目測(cè)、手感等方式驗(yàn)證機(jī)器人結(jié)構(gòu)，檢查結(jié)果應(yīng)符合本文件6.3.1、6.3.2、6.3.4的要

求。

7.3.2機(jī)器人零部件防腐能力按ISO12944-6要求檢測(cè)，檢查結(jié)果應(yīng)符合本文件6.3.3的要求。

7.4性能指標(biāo)檢驗(yàn)

7.4.1運(yùn)行速度

記錄機(jī)器人在同一距離的運(yùn)行時(shí)間，計(jì)算運(yùn)行速度，運(yùn)行速度檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合6.4.1要求。

7.4.2續(xù)航能力

在蓄電池滿電量的條件下，啟動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行至低電量保護(hù)，續(xù)航能力應(yīng)符合6.4.2要求。

7.4.3除塵率檢測(cè)

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7.4.3.1安裝光伏組件陣列

應(yīng)選擇與試驗(yàn)用機(jī)器人相匹配的組件、支架，陣列的安裝應(yīng)滿足GB50797的要求。陣列安裝符合按

表1要求。

7.4.3.2篩選滑石粉

試驗(yàn)用滑石粉應(yīng)滿足GB/T15342的要求，每次試驗(yàn)使用滑石粉應(yīng)用200目的金屬方孔篩濾過，滑石

粉不得重復(fù)使用。

7.4.3.3滑石粉的收集與稱量

試驗(yàn)過程中應(yīng)使用毛刷和器皿對(duì)滑石粉進(jìn)行收集，試驗(yàn)人員應(yīng)佩戴專用手套，應(yīng)使用測(cè)量誤差±0.1%

以內(nèi)的電子天平對(duì)滑石粉進(jìn)行稱量。

7.4.3.4試驗(yàn)步驟：

機(jī)器人除塵率應(yīng)滿足6.4.3的要求，試驗(yàn)步驟如下：

a)試驗(yàn)前機(jī)器人應(yīng)?？吭谠囼?yàn)裝置的停機(jī)位上；

2

b)將滑石粉以50g/m的密度均勻分布在一塊光伏組件表面，分布的滑石粉質(zhì)量為m0，按制造商

使用說明啟動(dòng)機(jī)器人，機(jī)器人自主完成4次清掃工作后，收集組件表面殘余滑石粉的質(zhì)量為m1，

按公式（1）計(jì)算第1次清潔后的除塵率：

?0??1

K1=x100%………………（1）

?0

c)再重復(fù)進(jìn)行上述N次試驗(yàn)，則累計(jì)進(jìn)行N次試驗(yàn)后收集的殘余灰塵質(zhì)量分別m1、m2、……、mN，

計(jì)算每次除塵率，分別為K1、K2、……、KN；

?+?+?+?

?=12?…………（2）

?

式中：

K——除塵率；

KN——第N次試驗(yàn)的除塵率；

m0——每次試驗(yàn)放置的灰塵質(zhì)量；

mn——第N（n=1,2…N）次試驗(yàn)收集的殘余灰塵質(zhì)量

N＝3——當(dāng)(Kmax-Kmin)/Kmin×100%＞10%時(shí)，N=5。

7.4.4故障率檢測(cè)

在7.1的試驗(yàn)條件下，機(jī)器人連續(xù)運(yùn)行1000個(gè)來回，記錄故障次數(shù)。故障率計(jì)算見公式（3）。

?

F=×100%………………(3)

?

式中：

F——故障率；

N——實(shí)際發(fā)生故障次數(shù)的累計(jì)；

M——設(shè)備正常運(yùn)行的累計(jì)次數(shù)。

注：?jiǎn)闻_(tái)設(shè)備在運(yùn)行過程中因機(jī)器人自身的機(jī)械、電氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生硬件破損失效或系統(tǒng)無法控制，導(dǎo)致無法運(yùn)行

的這類狀態(tài)稱為機(jī)器人故障。

7.4.5越障能力測(cè)試

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機(jī)器人在符合本文件6.4.5要求的陣列上運(yùn)行，能順暢通過。

7.5控制系統(tǒng)檢驗(yàn)

7.5.1通過操作面板、手機(jī)軟件或計(jì)算機(jī)，檢查輸出是否有相應(yīng)的變化，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合本文件6.5.1

的要求。

7.5.2設(shè)定和操控系統(tǒng)，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合本文件6.5.2的要求。

7.5.3檢查后臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合本文件6.5.3的要求。

7.5.4對(duì)機(jī)器人其中一側(cè)驅(qū)動(dòng)單元增加阻力至停止，觀察兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元偏轉(zhuǎn)角的變化，機(jī)器人應(yīng)能進(jìn)行保

護(hù)性停止；如在保護(hù)性停止前該阻力消失，觀察其自適應(yīng)性。檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合本文件6.5.4的要求。

7.5.5對(duì)使用蓄電池的機(jī)器人按說明書設(shè)定的低電量保護(hù)值，啟動(dòng)機(jī)器人，在電量低至保護(hù)值時(shí)，觀察機(jī)

器人是否返航至停機(jī)位。

7.6電氣安全檢驗(yàn)

7.6.1蓄電池短路安全檢測(cè)

外部短路試驗(yàn)的主要試驗(yàn)步驟如下：應(yīng)隨機(jī)抽取機(jī)器人蓄電池作為外部短路安全試驗(yàn)樣品，將樣品

分別用導(dǎo)線進(jìn)行正負(fù)極短接，直至殼體溫度恢復(fù)到與環(huán)境溫度相差10℃以內(nèi)，然后至少再繼續(xù)短接lh，

記錄上述過程中的溫度變化，6h之后再進(jìn)行觀察。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足本文件5.6.1的要求。

注：若有保護(hù)裝置的試樣，應(yīng)先檢驗(yàn)保護(hù)裝置是否動(dòng)作，然后在回路中串聯(lián)一個(gè)可變電阻，并不斷增大阻值，直至

保護(hù)裝置不再動(dòng)作，再進(jìn)行外部短路試驗(yàn)。

7.6.2電控箱防護(hù)安全檢測(cè)

電控箱的外殼防護(hù)等級(jí)按GB/T4208-2017中13.4、14.2.5的要求測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合本文件6.6.2

的要求。

7.6.3驅(qū)動(dòng)單元保護(hù)檢測(cè)

采用觀察方式評(píng)定轉(zhuǎn)動(dòng)件外圍是否安裝有安全裝置，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合本文件6.6.3的要求。

7.6.4意外情況保護(hù)檢測(cè)

機(jī)器人在運(yùn)行過程中，阻擋其前行，觀察機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)，包括過電流保護(hù)在內(nèi)的意外情況檢測(cè)結(jié)

果應(yīng)符合本文件6.6.4的要求。

7.6.5限位保護(hù)檢測(cè)

拆除位置傳感器，觀察機(jī)器人在運(yùn)行過程中，越過安全位后是否保護(hù)性停止，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)符合本文

件6.6.5的要求。

8檢驗(yàn)規(guī)則

8.1檢驗(yàn)分類

檢驗(yàn)分出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。

8.2出廠檢驗(yàn)

8.2.1出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目的要求及試驗(yàn)方法按表2要求。

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8.2.2出廠檢驗(yàn)為全檢,出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目全部合格，則判定出廠檢驗(yàn)合格。

表2檢驗(yàn)項(xiàng)目

檢驗(yàn)項(xiàng)目出廠檢驗(yàn)型式檢驗(yàn)技術(shù)要求試驗(yàn)方法

外觀質(zhì)量要求√6.27.2

√6.3.17.3.1

結(jié)構(gòu)要求檢驗(yàn)

√6.3.27.3.2

-6.3.37.3.3

-6.4.17.4.1

-6.4.27.4.2

-6.4.37.4.3

性能指標(biāo)檢驗(yàn)

-6.4.47.4.4

-√6.4.57.4.5

-6.4.67.4.6

√6.5.17.5.1

√6.5.27.5.2

控制系統(tǒng)檢驗(yàn)√6.5.37.5.3

-6.5.47.5.4

-6.5.57.5.5

-6.6.17.6.1

-6.6.17.6.1

安全檢驗(yàn)-6.6.17.6.1

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