CN107225554A - 一种用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备 - Google Patents

一种用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备 Download PDF

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CN107225554A CN201710462537.3A CN201710462537A CN107225554A CN 107225554 A CN107225554 A CN 107225554A CN 201710462537 A CN201710462537 A CN 201710462537A CN 107225554 A CN107225554 A CN 107225554A
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Abstract

本发明涉及一种用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,包括角度调节机构、摄像头、滑动机构和两个升降单元,升降单元包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、铰接块和两个第三连杆,滑动机构包括第一驱动电机、第一连杆、第二连杆、第一套管和第二套管,角度调节机构包括第三驱动电机、第三驱动轴、驱动齿轮、转环和若干从动齿轮,该用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备分别通过升降单元、伸缩机构和角度调节机构改变摄像头的高度、水平位置及角度,使得摄像头能够对光伏发电装置的各细节处进行完整拍摄,方便工作人员全面详细地了解光伏发电装置的运行情况,并进行相应的维护工作,从而提高了该智能巡检设备的实用性。

Description

一种用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备
技术领域
[0001] 本发明涉及智能机器人领域,特别涉及一种用于光伏发电装置维护工作的智能巡 检设备。
背景技术
[0002] 智能机器人之所以叫智能机器人,这是因为它有相当发达的“大脑”。在脑中起作 用的是中央,这种计算机跟操作它的人有直接的联系。最主要的是,这样的计算机可以进行 按目的安排的动作。正因为这样,我们才说这种机器人才是真正的机器人,尽管它们的外表 可能有所不同。
[0003] 在现有的智能机器人中,有部分是用来进行巡检工作的,通过安装移动装置和摄 像头对目标对象进行拍摄采集图像,特别是在光伏发电装置普及的现代,人们通过智能机 器人观察光伏发电装置的运行状况,但是这些巡检设备人在拍摄时,由于结构角度等参数 固定,导致这些机械设备仅能对光伏发电装置上的太阳能板表面进行拍摄,以观察太阳能 板表面是否有污垢杂物,而在一些细节方面,如光伏发电装置的电池板支架、汇流箱接线 处、电池板的连接线和地线安装处,由于摄像头无法移动和靠近,使得这些巡检设备人无法 对这些细节进行拍摄,工作人员无法全面详细地了解光伏发电装置各细节处的运行状况, 从而降低了这些巡检设备的实用性。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足,提供一种用于光伏发电 装置维护工作的智能巡检设备。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于光伏发电装置维护工作的 智能巡检设备,包括底座、托板、角度调节机构、摄像头、滑动机构、两个升降单元和四个移 动机构,四个所述移动机构分别设置在底座的四角处且位于底座的下方,所述升降单元设 置在底座的上方,所述托板架设在两个升降单元上,所述滑动机构设置在托板的上方且与 角度调节机构传动连接,所述角度调节机构与摄像头传动连接; 所述升降单元包括驱动单元、移动块、固定块、伸缩架、铰接块和两个第三连杆,所述固 定块固定在底座上,所述驱动单元与移动块传动连接,所述伸缩架低端的一侧与移动块铰 接,所述伸缩架底端的另一侧与固定块铰接,所述伸缩架顶端的两侧分别通过两个第三连 与铰接块铰接,所述铰接块固定在托板的下方; 所述滑动机构包括第一驱动电机、第一连杆、第二连杆、第一套管和第二套管,所述第 一驱动电机固定在托板上且与第一连杆传动连接,所述第一连杆通过第二连杆与第一套管 铰接,所述第二套管的一端设置在第一套管内,所述第二套管的另一端与角度调节机构连 接; 所述角度调节机构包括第三驱动电机、第三驱动轴、驱动齿轮、转环和若干从动齿轮, 所述第三驱动电机固定在第二套管上且通过第三驱动轴与驱动齿轮传动连接,所述从动齿 轮周向均匀分布在驱动齿轮的外周且与驱动齿轮啮合,所述驱动齿轮和从动齿轮均设置在 转环内,所述转环的内侧设有若干从动齿,所述从动齿周向均匀分布在转环的内侧且与从 动齿轮啮合,所述摄像头固定在其中一个从动齿轮上。
[0006]作为优选,为了便于驱动第二套管,使摄像头移动扩大拍摄范围,所述第一套管内 设有伸缩机构,所述伸缩机构与第二套管传动连接,所述伸缩机构包括第二驱动电机和第 二驱动轴,所述第二驱动电机固定在第一套管内的底部且与第二驱动轴传动连接,所述第 二驱动轴的外周设有外螺纹,所述第二套管套设在第二驱动轴上,所述第二套管内设有内 螺纹,所述第二套管内的内螺纹与第二驱动轴上的外螺纹相匹配。
[0007]作为优选,为了驱动移动块移动,所述驱动单元包括气泵、气缸和活塞,所述气缸 固定在底座上,所述气泵固定在气缸的上方且与气缸连通,所述活塞的一端设置在气缸内, 所述活塞的另一端与移动块固定连接。
[0008] 作为优选,为了固定移动块和活塞的移动方向,所述升降单元还包括限位组件,所 述限位组件包括滑杆、支撑块和托块,所述滑杆的一端固定在固定块上,所述滑杆的另一端 与支撑块固定连接,所述移动块套设在滑杆上,所述支撑块固定在底座上,所述托块固定在 支撑块的上方且套设在活塞上。
[0009] 作为优选,为了辅助支撑第一套管,所述第一驱动电机的两侧设有支撑单元,所述 支撑单元包括支杆和套环,所述支杆的底端固定在托板上,所述套环固定在支杆的顶端且 套设在第一套管上。
[0010]作为优选,为了辅助支撑转环,所述角度调节机构还包括平衡组件,所述平衡组件 包括固定环和两个支架,两个所述支架分别设置在第三驱动电机的上下两侧,所述支架的 竖向截面的形状为L形,所述支架的一端固定在第三驱动电机上,所述支架的另一端与固定 环固定连接,所述固定环套设在转环上。
[0011] 作为优选,为了扩大摄像头图像拍摄范围的同时保证拍摄图像的清晰度,所述摄 像头的镜头为定焦广角镜头。
[0012] 作为优选,利用钛合金材质轻巧坚固的特点,为了保证伸缩架受力的同时不变形, 所述伸缩架的材质为钛合金。
[0013] 作为优选,为了实现设备的移动,所述移动机构包括第四驱动电机、第四驱动轴、 第五驱动电机和两个移动组件,所述第四驱动电机固定在底座的下方且通过第四驱动轴与 第五驱动电机传动连接,两个所述移动组件分别设置在第五驱动电机的两侧,所述移动组 件包括第五驱动轴和滚轮,所述第五驱动电机通过第五驱动轴与滚轮传动连接。
[0014] 作为优选,利用直流伺服驱动电机驱动力强的特点,为了保证第五驱动电机的驱 动力,所述第五驱动电机为直流伺服电机。
[0015] 该智能巡检设备在对光伏发电装置进行巡检观察时,利用升降单元改变摄像头的 高度位置,使设备能够拍摄光伏发电装置不同高度的位置,利用滑动机构和伸缩机构使摄 像头平移,使设备能够拍摄同一高度水平位置的图像,利用角度调节机构改变摄像头的角 度,使摄像头能够从不同角度对光伏发电装置进行图像拍摄,从而实现对光伏发电装置的 各处细节观察,完成巡检维护工作。在升降单元内部,通过气泵改变气缸内的气压,使活塞 来回移动,带动移动块在底座上发生平移,从而促使伸缩架进行伸缩,改变了托板的高度位 置,进而调节了摄像头的高度。在滑动机构中,通过第一驱动电机带动第一连杆转动,使第 二连杆拉动第一套管在两个套环之间滑动,同时,在第一套管内部的伸缩机构中,由第二驱 动电机驱动第二驱动轴转动,促使第二套管沿着第二驱动轴的中心轴线方向移动,进而改 变了摄像头的水平位置,使该巡检设备能够对光伏发电装置某一水平位置的各处进行拍 摄,当需要调节摄像头的角度时,第三驱动电机驱动驱动齿轮转动,由于驱动齿轮与从动齿 轮啮合,从而带动从动齿轮沿着驱动齿轮的中心轴线转动,改变了摄像头的角度,使设备能 够从各个角度对光伏发电装置的细节处进行拍摄,从而方便了工作人员全面了解光伏发电 装置的运行情况。
[0016]本发明的有益效果是,该用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备分别通过升 降单元、伸缩机构和角度调节机构改变摄像头的高度、水平位置及角度,使得摄像头能够对 光伏发电装置的各细节处进行完整拍摄,方便工作人员全面详细地了解光伏发电装置的运 行情况,并进行相应的维护工作,从而提高了该智能巡检设备的实用性。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0018]图1是本发明的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备的结构示意图; 图2是本发明的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备的升降单元的结构示意 图; 图3是本发明的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备的伸缩机构的结构示意 图; 图4是本发明的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备的角度调节机构的结构示 意图; 图5是本发明的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备的角度调节机构的侧视 图; 图6是本发明的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备的移动机构的结构示意 图; 图中:1 •底座,2•移动机构,3•升降单元,4.托板,5.第一驱动电机,6.第一连杆,7.第二 连杆,8•第一套管,9.支杆,10.套环,11 •第二套管,12.角度调节机构,13.摄像头,14.气泵, I5.气缸,16.活塞,I7.移动块,18•固定块,19•伸缩架,20•第三连杆,21 •较接块,22.滑杆, 23 .支撑块,24 •托块,25 •第二驱动电机,洲•第二驱动轴,27 •第三驱动电机,28.第三驱动 轴,29•驱动齿轮,30•从动齿轮,31.转环,32.从动齿,33.支架,34.固定环,35.第四驱动电 机,36 •第四驱动轴,37 •第五驱动电机,38 •第五驱动轴,39.滚轮。
具体实施方式
[0019]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以 示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0020]如图1-图6所示,一种用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,包括底座i、托 板4、角度调节机构12、摄像头13、滑动机构、两个升降单元3和四个移动机构2,四个所述移 动机构2分别设置在底座1的四角处且位于底座1的下方,所述升降单元3设置在底座1的上 方,所述托板4架设在两个升降单元3上,所述滑动机构设置在托板4的上方且与角度调节机 构12传动连接,所述角度调节机构12与摄像头13传动连接; 所述升降单元3包括驱动单元、移动块17、固定块18、伸缩架19、较接块21和两个第三连 杆20,所述固定块18固定在底座1上,所述驱动单元与移动块17传动连接,所述伸缩架19低 端的一侧与移动块17较接,所述伸缩架19底端的另一侧与固定块18铰接,所述伸缩架19顶 端的两侧分别通过两个第三连20与铰接块21铰接,所述较接块21固定在托板4的下方; 所述滑动机构包括第一驱动电机5、第一连杆6、第二连杆7、第一套管8和第二套管11, 所述第一驱动电机5固定在托板4上且与第一连杆6传动连接,所述第一连杆6通过第二连杆 7与第一套管8较接,所述第二套管11的一端设置在第一套管8内,所述第二套管11的另一端 与角度调节机构12连接; 所述角度调节机构12包括第三驱动电机27、第三驱动轴28、驱动齿轮29、转环31和若干 从动齿轮30,所述第三驱动电机27固定在第二套管11上且通过第三驱动轴28与驱动齿轮29 传动连接,所述从动齿轮30周向均匀分布在驱动齿轮29的外周且与驱动齿轮29啮合,所述 驱动齿轮29和从动齿轮30均设置在转环31内,所述转环31的内侧设有若干从动齿32,所述 从动齿32周向均匀分布在转环31的内侧且与从动齿轮30啮合,所述摄像头13固定在其中一 个从动齿轮30上。
[0021]作为优选,为了便于驱动第二套管11,使摄像头13移动扩大拍摄范围,所述第一套 管8内设有伸缩机构,所述伸缩机构与第二套管11传动连接,所述伸缩机构包括第二驱动电 机25和第二驱动轴26,所述第二驱动电机25固定在第一套管8内的底部且与第二驱动轴26 传动连接,所述第二驱动轴26的外周设有外螺纹,所述第二套管11套设在第二驱动轴26上, 所述第二套管11内设有内螺纹,所述第二套管11内的内螺纹与第二驱动轴26上的外螺纹相 匹配。
[0022] 作为优选,为了驱动移动块17移动,所述驱动单元包括气栗14、气缸15和活塞16, 所述气缸15固定在底座1上,所述气栗14固定在气缸15的上方且与气缸15连通,所述活塞16 的一端设置在气缸15内,所述活塞15的另一端与移动块17固定连接。
[0023]作为优选,为了固定移动块17和活塞16的移动方向,所述升降单元还包括限位组 件,所述限位组件包括滑杆22、支撑块23和托块24,所述滑杆22的一端固定在固定块18上, 所述滑杆22的另一端与支撑块23固定连接,所述移动块17套设在滑杆22上,所述支撑块23 固定在底座1上,所述托块24固定在支撑块233的上方且套设在活塞15上。
[0024]作为优选,为了辅助支撑第一套管8,所述第一驱动电机15的两侧设有支撑单元, 所述支撑单元包括支杆9和套环10,所述支杆9的底端固定在托板4上,所述套环10固定在支 杆9的顶端且套设在第一套管8上。
[0025]作为优选,为了辅助支撑转环31,所述角度调节机构12还包括平衡组件,所述平衡 组件包括固定环34和两个支架33,两个所述支架33分别设置在第三驱动电机27的上下两 侧,所述支架33的竖向截面的形状为L形,所述支架33的一端固定在第三驱动电机27上,所 述支架33的另一端与固定环34固定连接,所述固定环34套设在转环31上。
[0026]作为优选,为了扩大摄像头13图像拍摄范围的同时保证拍摄图像的清晰度,所述 摄像头13的镜头为定焦广角镜头。
[0027]作为优选,利用钛合金材质轻巧坚固的特点,为了保证伸缩架19受力的同时不变 形,所述伸缩架19的材质为钛合金。
[0028]作为优选,为了实现设备的移动,所述移动机构2包括第四驱动电机35、第四驱动 轴36、第五驱动电机37和两个移动组件,所述第四驱动电机35固定在底座1的下方且通过第 四驱动轴36与第五驱动电机36传动连接,两个所述移动组件分别设置在第五驱动电机37的 两侧,所述移动组件包括第五驱动轴38和滚轮39,所述第五驱动电机37通过第五驱动轴38 与滚轮39传动连接。
[0029]作为优选,利用直流伺服驱动电机驱动力强的特点,为了保证第五驱动电机37的 驱动力,所述第五驱动电机37为直流伺服电机。
[0030]该智能巡检设备在对光伏发电装置进行巡检观察时,利用升降单元3改变摄像头 I3的高度位置,使设备能够拍摄光伏发电装置不同高度的位置,利用滑动机构和伸缩机构 使摄像头I3平移,使设备能够拍摄同一高度水平位置的图像,利用角度调节机构12改变摄 像头13的角度,使摄像头13能够从不同角度对光伏发电装置进行图像拍摄,从而实现对光 伏发电装置的各处细节观察,完成巡检维护工作。在升降单元3内部,通过气栗14改变气缸 15内的气压,使活塞16来回移动,带动移动块17在底座1上发生平移,从而促使伸缩架19进 行伸缩,改变了托板4的高度位置,进而调节了摄像头13的高度。在滑动机构中,通过第一驱 动电机5带动第一连杆6转动,使第二连杆7拉动第一套管8在两个套环10之间滑动,同时,在 第一套管8内部的伸缩机构中,由第二驱动电机奶驱动第二驱动轴26转动,促使第二套管11 沿着第二驱动轴2e的中心轴线方向移动,进而改变了摄像头13的水平位置,使该巡检设备 能够对光伏发电装置某一水平位置的各处进行拍摄,当需要调节摄像头13的角度时,第三 驱动电机27驱动驱动齿轮29转动,由于驱动齿轮29与从动齿轮30啮合,从而带动从动齿轮 30沿着驱动齿轮29的中心轴线转动,改变了摄像头13的角度,使设备能够从各个角度对光 伏发电装置的细节处进行拍摄,从而方便了工作人员全面了解光伏发电装置的运行情况。 [0031]与现有技术相比,该用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备分别通过升降单 元3、伸缩机构和角度调节机构12改变摄像头13的高度、水平位置及角度,使得摄像头13能 够对光伏发电装置的各细节处进行完整拍摄,方便工作人员全面详细地了解光伏发电装置 的运行情况,并进行相应的维护工作,从而提高了该智能巡检设备的实用性。
[0032]以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1. 一种用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,包括底座(1)、托板 (4)、角度调节机构(12)、摄像头(I3)、滑动机构、两个升降单元(3)和四个移动机构(2),四 个所述移动机构(2)分别设置在底座(1)的四角处且位于底座(1)的下方,所述升降单元(3) 设置在底座(1)的上方,所述托板(4)架设在两个升降单元(3)上,所述滑动机构设置在托板 (4)的上方且与角度调节机构(12)传动连接,所述角度调节机构(12)与摄像头(13)传动连 接; 所述升降单元(3)包括驱动单元、移动块(17)、固定块(I8)、伸缩架(19)、铰接块(21)和 两个第三连杆(20),所述固定块(18)固定在底座(1)上,所述驱动单元与移动块(17)传动连 接,所述伸缩架(19)低端的一侧与移动块(17)铰接,所述伸缩架(19)底端的另一侧与固定 块(18)铰接,所述伸缩架(19)顶端的两侧分别通过两个第三连(20)与铰接块(21)铰接,所 述铰接块(21)固定在托板(4)的下方; 所述滑动机构包括第一驱动电机(5)、第一连杆¢)、第二连杆(7)、第一套管(8)和第二 套管(11),所述第一驱动电机(5)固定在托板(4)上且与第一连杆(6)传动连接,所述第一连 杆(6)通过第二连杆(7)与第一套管(8)铰接,所述第二套管(11)的一端设置在第一套管(8) 内,所述第二套管(11)的另一端与角度调节机构(12)连接; 所述角度调节机构(12)包括第三驱动电机(27)、第三驱动轴(28)、驱动齿轮(29)、转环 (31)和若干从动齿轮(30),所述第三驱动电机(27)固定在第二套管(11)上且通过第三驱动 轴(28)与驱动齿轮(29)传动连接,所述从动齿轮(30)周向均匀分布在驱动齿轮(29)的外周 且与驱动齿轮(29)啮合,所述驱动齿轮(29)和从动齿轮(30)均设置在转环(31)内,所述转 环(31)的内侧设有若干从动齿(32),所述从动齿(32)周向均匀分布在转环(31)的内侧且与 从动齿轮(30)啮合,所述摄像头(13)固定在其中一个从动齿轮(3〇)上。
2. 如权利要求1所述的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,所述 第一套管(8)内设有伸缩机构,所述伸缩机构与第二套管(11)传动连接,所述伸缩机构包括 第二驱动电机(25)和第二驱动轴(26),所述第二驱动电机(25)固定在第一套管(8)内的底 部且与第二驱动轴(26)传动连接,所述第二驱动轴(26)的外周设有外螺纹,所述第二套管 (11)套设在第二驱动轴(26)上,所述第二套管(11)内设有内螺纹,所述第二套管(11)内的 内螺纹与第二驱动轴(26)上的外螺纹相匹配。
3. 如权利要求1所述的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,所述 驱动单元包括气泵(14)、气缸(15)和活塞(I6),所述气缸(I5)固定在底座(1)上,所述气泵 (14)固定在气缸(15)的上方且与气缸(15)连通,所述活塞(I6)的一端设置在气缸(15)内, 所述活塞(15)的另一端与移动块(17)固定连接。
4. 如权利要求3所述的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,所述 升降单元还包括限位组件,所述限位组件包括滑杆(22)、支撑块(23)和托块(24),所述滑杆 (22)的一端固定在固定块(18)上,所述滑杆(22)的另一端与支撑块(23)固定连接,所述移 动块(17)套设在滑杆(22)上,所述支撑块(23)固定在底座(1)上,所述托块(24)固定在支撑 块(233)的上方且套设在活塞(15)上。
5. 如权利要求1所述的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,所述 第一驱动电机(15)的两侧设有支撑单元,所述支撑单元包括支杆(9)和套环(10),所述支杆 (9)的底端固定在托板(4)上,所述套环(1〇)固定在支杆(9)的顶端且套设在第一套管(8) 上。
6. 如权利要求1所述的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,所述 角度调节机构(12)还包括平衡组件,所述平衡组件包括固定环CM)和两个支架(3¾,两个 所述支架(33)分别设置在第三驱动电机(27)的上下两侧,所述支架(33)的竖向截面的形状 为L形,所述支架(33)的一端固定在第三驱动电机(27)上,所述支架(33)的另一端与固定环 (34)固定连接,所述固定环(34)套设在转环(31)上。
7. 如权利要求1所述的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,所述 摄像头(13)的镜头为定焦广角镜头。
8. 如权利要求1所述的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,所述 伸缩架(19)的材质为钛合金。
9. 如权利要求1所述的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,所述 移动机构(2)包括第四驱动电机(35)、第四驱动轴(36)、第五驱动电机(37)和两个移动组 件,所述第四驱动电机(35)固定在底座(1)的下方且通过第四驱动轴(36)与第五驱动电机 (36)传动连接,两个所述移动组件分别设置在第五驱动电机(37)的两侧,所述移动组件包 括第五驱动轴(38)和滚轮(39),所述第五驱动电机(37)通过第五驱动轴(38)与滚轮(39)传 动连接。
10. 如权利要求9所述的用于光伏发电装置维护工作的智能巡检设备,其特征在于,所 述第五驱动电机(37)为直流伺服电机。
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