CN108858127A - 用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统及方法，涉及光伏组件清洁技术领域。其中，码头轨道可旋转的安装在平单轴跟踪系统转动轴上，当进入清洁模式时，通过清洁机器人与平单轴跟踪系统的通信交互，平单轴跟踪系统可与码头轨道角度一致，实现清洁机器人顺利从平单轴跟踪系统的组件末端行进至码头轨道，并通过排间轨道实现前后码头轨道的无缝连接。该系统可适应前后排组件6个自由度方向上的大范围偏差，对项目现场的施工质量包络性强，此外该系统可应用于具有驱动自主换向功能的清洁机器人以及配置带辅助运输设备的清洁机器人两种机型，具备适用性广等特点。而且制作成本低，对项目现场的地形地貌造成的扰动小。

Description

用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统及方法

技术领域

本发明涉及光伏组件清洁技术领域，尤其涉及一种用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统及方法。

背景技术

光伏组件表面的积尘影响组件对太阳光的吸收，严重制约着光伏发电站的发电量，在我国降雨分布非常不均匀，南方地区湿度大，降雨频繁，空气中的灰尘颗粒较少，西部、北部和中部地区，年降雨量较少，季节分布不均匀，客气中灰尘颗粒较多，很多案例表明，在我国西部、北部和中部地区安装光伏组件清洁机器人后，电站的发电量提升8％左右，个别地区可提升10～12％，经济效益非常可观，可见安装光伏组件清洁机器人确实很有必要。

目前，针对平单轴跟踪系统的光伏电站的清洁，主要采用两种方法：

一种是轨道系统只能供清洁机器人完成单排清洁任务，所以，需要同时配置2～3个工作人员和工程车，机器人清洁完一排组件后，由工作人员将清洁机器人通过工程车或直接搬运至下一排组件进行清洁，清洁完毕后，由工作人员将清洁机器人搬运至工程车上，并运回基地。该方法浪费大量的人力、物力，自动化水平极低。如取消工作人员后则所需在每一排均布置一个清洁机器人，则清洁机器人的需求数量会急剧增大，迅速抬高项目投资成本，并造成项目收益的下降。

另一种是轨道系统能够供清洁机器人完成多排清洁，通常是在每个排组件的末端安装独立于平单轴跟踪系统的轨道系统，在清洁机器人完成某一排的清洁后，由辅助运输设备带动清洁机器人沿着轨道系统进入下一排组件的清洁。该方法中使用的轨道系统需要在每两个排组件之间打桩，在排端通常采用打桩(详见图21)或抱箍的形式(详见图22)，该方法不仅会破坏原始的地形地貌，对地面的破坏性较大，施工成本高，建成后电站的巡检车无法进入排组件内部，不便于维护排组件中的发电设备，而且由于单轴跟踪系统的电缆通常埋设在排组件的首端和末端，在进行打桩时容易破坏地埋电缆，对后期电站的运维造成诸多不利和隐患，如在排端采用抱箍形式时，要求平单轴跟踪系统末端的立柱与排组件边沿的距离要尽可能小，实际可操作性较差。

所以，现有技术中没有成熟的、可量产化的、经济性强的跨排清洁系统和跨排清洁方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统及方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，包括：码头轨道和排间轨道，所述码头轨道通过连接结构可旋转地连接在同排组件末端的平单轴跟踪系统的转动轴上，所述码头轨道不随所述平单轴跟踪系统的转动轴的转动而转动，所述平单轴跟踪系统可控制转动轴带动组件转动，使组件与所述码头轨道的角度一致；所述排间轨道在悬空状态下与前后排的所述码头轨道连接。

优选地，所述码头轨道包括转动结构和换向辅助平台，所述转动结构通过连接结构可旋转地连接在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述换向辅助平台安装在所述转动结构上；

所述换向辅助平台包括换向平台、辅助导轨和辅助导轨底座，所述换向平台的两端分别连接所述辅助导轨和所述排间轨道，所述辅助导轨通过所述辅助导轨底座固定在所述转动结构上；

或，

所述换向辅助平台包括辅助导轨和辅助导轨底座，所述辅助导轨的两端分别连接所述排间轨道，所述辅助导轨通过所述辅助导轨底座固定在所述转动结构上；其中，所述辅助导轨和所述排间轨道为分体式结构或一体式结构；

当所述辅助导轨和所述排间轨道为一体式结构时，所述辅助导轨与组件或排端轨道的连接处设置有切口，用于清洁机器人从所述辅助导轨爬上组件或排端轨道。

优选地，所述轨道系统还包括定位系统，所述定位系统用于对清洁机器人的位置进行判断，还用于反馈组件与所述码头轨道的角度协调性。

优选地，所述转动结构为内腔式转动结构，所述连接结构为无预应力外连接结构，所述内腔式转动结构包括：圆通管和压板，所述无预应力外连接结构包括：卡位衬套和限位板，所述卡位衬套穿设在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述限位板对所述卡位衬套进行限位；所述圆通管穿设在所述卡位衬套外部，并由固定在所述圆通管法兰上的所述压板进行固定，所述辅助导轨底座固定在所述圆通管上。

优选地，所述转动结构为轴套式转动结构，所述连接结构为预应力外连接结构，所述轴套式转动结构包括轴套、轴承、挡圈、密封垫、端盖和轴套式连接轴，所述轴套式连接轴位于所述轴套内的部分两端均安装有所述轴承，所述轴承外侧安装有所述挡圈，所述轴套的两端均设置有所述端盖，且所述端盖和所述轴套之间设置有所述密封垫；所述轴套式连接轴位于所述轴套外的一端与所述辅助导轨底座连接；

所述预应力外连接结构包括连接管和端板，所述连接管的截面形状与所述平单轴跟踪系统的转动轴相同或类似，所述连接管的四周或局部开具一系列的螺纹孔或通孔，用于包络不同光伏排组件的末端长度的偏差，所述连接管通过螺栓/螺钉连接在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述端板设置在所述连接管的末端，所述端板与所述轴套连接。

优选地，所述转动结构为端盖式转动结构，所述连接结构为分式衬套主动内连接结构；所述端盖式转动结构包括法兰盘和端盖式连接轴，所述端盖式连接轴的一端设置有所述法兰盘，所述端盖式连接轴的另一端与所述辅助导轨底座连接，所述端盖式连接轴上设置有一系列的通孔或螺纹孔，用于调整所述换向辅助平台的不同位置，包络不同光伏排组件的末端长度的偏差；

所述分式衬套主动内连接结构包括：内衬套、外衬套、调节螺栓、垫圈和顶板，所述内衬套从所述外衬套的一侧嵌入在所述外衬套中，所述顶板位于所述外衬套的另一侧，所述调节螺栓穿过所述内衬套的内孔连接在所述顶板和所述法兰盘，所述顶板与所述外衬套之间安装有所述垫圈；所述外衬套通过所述内衬套的挤压变形连接在所述平单轴跟踪系统的转动轴的内腔中。

优选地，所述转动结构为轴式转动结构，所述连接结构为分式衬套被动内连接结构、一体式衬套内连接结构或衬套外连接结构，所述轴式转动结构包括轴式连接轴，所述连接结构包括内衬套和外衬套，所述内衬套嵌入在所述外衬套中，所述轴式连接轴插设固定在所述内衬套中，所述外衬套通过连接件、粘接、冷装配或过盈配合方式压紧在所述平单轴跟踪系统的转动轴的内腔中。

优选地，所述轨道系统还包括排端轨道，所述排端轨道的一端连接或搭接在组件上，另一端或局部固定在所述平单轴跟踪系统的转动轴上。

优选地，所述排端轨道包括支撑梁和引导轨道，所述支撑梁固定在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述支撑梁的两端分别与所述引导轨道连接，所述引导轨道包括固定轨道和调节轨道，所述固定轨道的一端与组件连接，所述固定轨道的另一端与所述码头轨道连接或悬空。

一种用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的方法，利用上述的轨道系统，包括如下步骤：

S1，清洁机器人判断平单轴跟踪系统是否为可机器人清洁模式，如果是，则判断组件与码头轨道的角度是否一致，如果是，则清洁机器人启动，否则，所述的平单轴跟踪系统与所述码头轨道的角度一致后清洁机器人再启动；

S2，清洁机器人沿着排间轨道运行至当前排组件末端的码头轨道；

S3，清洁机器人沿着所述码头轨道爬上组件，开始对组件进行清洁；

S4，清洁机器人清洁完当前排组件后，行走至所述码头轨道上；

S5，清洁机器人沿着排间轨道行走至下一排组件的码头轨道上；

S6，重复S3-S5过程，完成整个平单轴跟踪系统的清洁。

本发明的有益效果是：本发明实施例提供的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统及方法，码头轨道安装在平单轴跟踪系统转动轴上，并采用独立于平单轴跟踪系统转动轴旋转的连接方式，使得码头轨道不跟随平单轴跟踪系统的转动轴进行同步转动，当进入清洁模式时，通过清洁机器人与平单轴跟踪系统的通信交互，平单轴跟踪系统可以通过控制转动轴使得组件倾角与码头轨道一致，实现清洁机器人顺利从平单轴跟踪系统的组件末端行进至码头轨道，并通过排间轨道实现前后码头轨道的无缝连接。该系统不仅制作成本低，而且现场安装的工程量小，除停机位(如需要)必需的基础外，其余位置均不会对项目现场的地形地貌造成任何扰动，因此对微地形地貌的适应性强，极大的减小了土建施工的工程量和项目的总造价。而且该系统可适应前后排组件6个自由度方向上的大范围偏差，对项目现场的施工质量包络性强，此外该系统可应用于具有驱动自主换向功能的清洁机器人以及配置带辅助运输设备的清洁机器人两种机型，具备适用性广等特点。总之，该方案具有成本低，适用性广，而且本发明实施例提供的装置结构简单，易于实现和控制，有利于推广使用。

附图说明

图1是平单轴跟踪系统前后排转移的轨道系统的主视图示意图；

图2是图1的局部放大结构示意图；

图3是换向辅助平台的轴测结构示意图；

图4是无预应力外连接结构示意图；

图5是无预应力外连接结构配套的总装轴测图示意图；

图6是轴套式转动结构示意图；

图7是预应力外连接结构示意图；

图8是预应力外连接结构配套的总装轴测图示意图；

图9是端盖式转动结构示意图；

图10是分式衬套主动内连接结构示意图；

图11是分式衬套主动内连接结构配套的总装轴测图示意图；

图12是轴式转动结构示意图；

图13是分式衬套被动内连接结构示意图；

图14是一体式衬套内连接结构示意图；

图15是衬套外连接结构示意图；

图16是分式衬套被动内连接结构和一体式衬套内连接结构配套的总装轴测图示意图；

图17是衬套外连接结构配套的总装轴测图示意图；

图18是用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁方法流程示意图；

图19是辅助导轨和排间轨道为一体式结构的示意图；

图20是图19的局部放大结构示意图；

图21是现有技术中在排端的轨道采用打桩形式的示意图；

图22是现有技术中在排端的轨道采用抱箍的形式的示意图。

图中，各符号的含义如下：

1连接管、2端板、11油槽、12限位槽、13固定孔、21内衬套、22外衬套、23调节螺栓、24垫圈、25顶板、31衬套、33内限位垫圈、34外限位垫圈、35斜垫片、61轴套、62轴承、63挡圈、64密封垫、65端盖、66轴套式连接轴、71端盖式连接轴、72法兰盘、81限位孔、82轴式连接轴、91圆通管、92压板、93卡位衬套、94限位板、95转动轴、2003换向辅助平台、2004排间轨道、2005定位系统、2006停机位、1001组件、1003转动结构、1005固定轨、1006调节轨、1007支撑梁、1012跨排调整导轨、1013跨排导轨、1004辅助导轨底座、1008换向平台、1009辅助导轨、1010触发器、1011触发器底座、1014桩、1015、排间轨道切口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，包括：码头轨道和排间轨道，所述码头轨道通过连接结构可旋转地连接在同排组件末端的平单轴跟踪系统的转动轴上，所述码头轨道不随所述平单轴跟踪系统的转动轴的转动而转动，所述平单轴跟踪系统可控制转动轴带动组件转动，使组件与所述码头轨道的角度一致；所述排间轨道在悬空状态下与前后排的所述码头轨道连接。

上述结构中，排间轨道可以包括跨排调整导轨和跨排导轨，在跨排调整导轨上设置一系列通孔，用于包络不同光伏排间距的偏差，连接码头轨道和跨排导轨。

排间轨道和码头轨道的形式可以采用U型、L型或链式等结构。

上述结构的轨道系统，其使用过程可以为：

1、白天，平单轴跟踪系统会自动跟踪太阳的轨迹，组件沿着转动轴转动，此时本发明提供的轨道系统由于可旋转地连接在同排组件末端的平单轴跟踪系统的转动轴上，所以不跟随平单轴跟踪系统转动；

2、夜晚，当清洁机器人需要清洁组件时，通过清洁机器人与平单轴控制系统的交互，平单轴跟踪系统会自动调整至与轨道系统一致的角度，比如水平或特定状态，因此可实现换向辅助平台与组件对接；

3、使用过程中，可以通过调整排间轨道的跨排调整导轨和跨排导轨连接位置，实现包络前后排间距和方位角的偏差的功能；

4、另外，可以通过调整连接结构和/或转动结构与换向辅助平台的相对位置，可包络不同排组件的末端长度的偏差；

当设置清洁机器人的停机位时，停机位位于排组件外侧的两端或一端，可包括用于固定在地面上的桩、支撑板、停机位导轨，停机位的作用：

1、用于清洁机器人的停靠充电

2、分散清洁机器人的行走荷载和平单轴跟踪系统的转动轴的转动力矩。

利用上述轨道系统实现清洁机器人清洁组件的工作过程可参见实施例二的描述，在此不再赘述。

本发明实施例提供的轨道系统，其中，排间轨道在悬空状态下即可实现与前后码头轨道的无缝连接，在无地面支撑的情况下轻松实现前后排组件的跨排清洁。

所以，该轨道系统不仅制作成本低，而且现场安装的工程量小，除停机位(如需要)必需的基础外，其余位置均不会对项目现场的地形地貌造成任何扰动，因此对微地形地貌的适应性强，极大的减小了土建施工的工程量和项目的总造价。

而且，该轨道系统可适应前后排组件6个自由度方向上的大范围偏差，对项目现场的施工质量包络性强，此外该系统可应用于具有驱动自主换向功能的清洁机器人以及配置带辅助运输设备的清洁机器人两种机型，具备适用性广等特点。总之，该方案具有成本低，适用性广，而且本发明实施例提供的装置结构简单，易于实现和控制，有利于推广使用。

其中，所述码头轨道包括转动结构和换向辅助平台，所述转动结构通过连接结构可旋转地连接在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述换向辅助平台安装在所述转动结构上；

对于具有自主换向功能的清洁机器人，如图3所示，所述换向辅助平台可以为：包括换向平台、辅助导轨和辅助导轨底座，所述换向平台的两端分别连接所述辅助导轨和所述排间轨道，所述辅助导轨通过所述辅助导轨底座固定在所述转动结构上；

上述结构中，换向平台不仅是清洁机器人进行换向操作的位置，而且可以作为缓冲平台，不仅可以吸收排间轨道、辅助导轨的振动和变形，减小连接结构的衬套和转动结构的连接轴的径向荷载，而且可以避免温度变化以及连接结构与平单轴跟踪系统的转动轴安装时的对中误差对结构的影响。

当清洁机器人不具有自主换向功能时，需要借助辅助运输设备实现不同排组件的跨越，则所述换向辅助平台可以为：包括辅助导轨和辅助导轨底座，所述辅助导轨的两端分别连接所述排间轨道，所述辅助导轨通过所述辅助导轨底座固定在所述转动结构上；其中，所述辅助导轨和所述排间轨道为分体式结构或一体式结构；

当所述辅助导轨和所述排间轨道为一体式结构时，所述辅助导轨与组件或排端轨道的连接处设置有切口，用于清洁机器人从所述辅助导轨爬上所述组件或排端轨道。

换向辅助平台在某些条件下(如：当平单轴跟踪系统的前后排组件间距、方位角、高度等参数都基本一致或清洁机器人采用图像识别等其他技术而无需进行机械导向时等情况)，辅助导轨和排间轨道可以为一体式结构，即辅助导轨可以与排间轨道合二为一，可参见图19，此时通长(或几段组成)的排间轨道可直接安装在转动结构上，并对排间轨道上机器人转向区域的结构进行局部改进，可参见图20(如轨道的条件允许也可不进行改进)，即可通过排间轨道辅助清洁机器人实现不同排组件的跨越行走和换向两部分的功能。

本发明实施例中，所述轨道系统还包括定位系统，所述定位系统用于对清洁机器人的位置进行判断，还用于反馈组件与所述码头轨道的角度协调性。

上述结构中的定位系统可以固定在连接结构/转动结构/换向辅助平台/排间轨道上，也可采用机载的方式，其实现方法可以是机械式触发、传感器式、无线网络系统或/和视觉识别系统定位等其他方式对清洁机器人的位置进行判断。当固定在连接结构/转动结构/换向辅助平台/排间轨道上时，定位系统包括触发器和触发器底座，可根据清洁机器人传感器位置及清洁机器人自带的位置算法进行设置。

本发明实施例中，所述转动结构可以为内腔式转动结构，所述连接结构为无预应力外连接结构，所述内腔式转动结构包括：圆通管和压板，所述无预应力外连接结构包括：卡位衬套和限位板，所述卡位衬套穿设在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述限位板对所述卡位衬套进行限位；所述圆通管穿设在所述卡位衬套外部，并由固定在所述圆通管法兰上的所述压板进行固定，所述辅助导轨底座固定在所述圆通管上。

上述结构的总装轴测图可参见图5。

上述结构的工作原理为：

平单轴跟踪系统的转动轴带动无预应力外连接结构的卡位衬套转动，圆通管压在卡位衬套上，并通过与卡位衬套的相对运动，保证圆通管始终处于静止状态。

本发明实施例中，所述转动结构可以为轴套式转动结构(如图6所示)，所述连接结构可以为预应力外连接结构(如图7所示)；

所述轴套式转动结构包括轴套、轴承、挡圈、密封垫、端盖和轴套式连接轴，所述轴套式连接轴位于所述轴套内的部分两端均安装有所述轴承，所述轴承外侧安装有所述挡圈，所述轴套的两端均设置有所述端盖，且所述端盖和所述轴套之间设置有所述密封垫；所述轴套式连接轴位于所述轴套外的一端与所述辅助导轨底座连接；

所述预应力外连接结构包括连接管和端板，所述连接管的截面形状与所述平单轴跟踪系统的转动轴相同或类似，所述连接管的四周或局部开具一系列的螺纹孔或通孔，用于包络不同光伏排组件的末端长度的偏差，所述连接管通过螺栓/螺钉连接在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述端板设置在所述连接管的末端，所述端板与所述轴套连接。

上述结构的总装轴测图可参见图8。

上述结构的工作原理为：

当平单轴跟踪系统的转动轴内腔较小时，连接管可套在转动轴上连接，当平单轴跟踪系统的转动轴内腔较大时，连接管也可内置在转动轴内腔中连接，连接管末端的端板可通过螺栓与转动结构连接。所述的螺栓/螺钉可采用国标的标准件，也可以对螺栓/螺钉的进行特殊设计，如：锥端设计、防松设计等，螺栓/螺钉的固定方式包括但不限于在连接管上焊接螺母、在连接管上开螺纹孔等方法，连接在平单轴跟踪系统的转动轴上。

平单轴跟踪系统的转动轴带动预应力外连接结构转动，预应力外连接结构的挡板将转动力矩传递给轴套，通过轴承内圈与外圈的相对运动，保证连接轴始终处于静止状态。

本实施例中，所述转动结构可以为端盖式转动结构(如图9所示)，所述连接结构可以为分式衬套主动内连接结构(如图10所示)；

所述端盖式转动结构包括法兰盘和端盖式连接轴，所述端盖式连接轴的一端设置有所述法兰盘，所述端盖式连接轴的另一端与所述辅助导轨底座连接，所述端盖式连接轴上设置有一系列的通孔或螺纹孔，用于调整所述换向辅助平台的不同位置，包络不同光伏排组件的末端长度的偏差；

所述分式衬套主动内连接结构包括：内衬套、外衬套、调节螺栓、垫圈和顶板，所述内衬套从所述外衬套的一侧嵌入在所述外衬套中，所述顶板位于所述外衬套的另一侧，所述调节螺栓穿过所述内衬套的内孔连接在所述顶板和所述法兰盘，所述顶板与所述外衬套之间安装有所述垫圈；所述外衬套通过所述内衬套的挤压变形连接在所述平单轴跟踪系统的转动轴的内腔中。

上述结构的总装轴测图可参见图11。

上述结构的工作原理为：

内衬套可以为中空的锥形体，中空部分的形状与调节螺栓相匹配，内衬套的外壁可根据材料的摩擦情况通过设置油槽或其他措施减少与外衬套内壁的摩擦，配套的外衬套内壁也为锥形，外形轮廓与平单轴跟踪系统的转动轴内腔轮廓相似或相同。使用过程中，可以拧紧调节螺栓带动内衬套压紧外衬套的内壁，外衬套发生变形，逐渐连接平单轴跟踪系统的转动轴内腔，连接结构与转动轴的连接。

内衬套通过调节螺栓与顶板、连接轴的端盖连接起来，当平单轴跟踪系统的转动轴带动外衬套转动时，由于外衬套与平单轴跟踪系统的转动轴内腔的摩擦阻力远大于内外衬套接触面的阻力，通过内衬套与外衬套的相对滑动，可保证连接轴始终处于静止状态。

本实施例中，所述转动结构可以为轴式转动结构(如图12所示)，所述连接结构可以为分式衬套被动内连接结构(如图13所示)、一体式衬套内连接结构(如图14所示)或衬套外连接结构(如图15所示)，所述轴式转动结构包括轴式连接轴，所述连接结构包括内衬套和外衬套，所述内衬套嵌入在所述外衬套中，所述轴式连接轴插设固定在所述内衬套中，所述外衬套通过连接件、粘接、冷装配或过盈配合方式压紧在所述平单轴跟踪系统的转动轴的内腔中。

上述结构中，分式衬套被动内连接结构和一体式衬套内连接结构配套的总装轴测图可参见图16，衬套外连接结构配套的总装轴测图可参见图17。

上述结构的工作原理为：

连接轴插入衬套中，衬套的两端分别通过内、外限位垫圈或直接通过限位螺栓或其他方式穿过限位孔将连接轴固定在衬套中，轴式转动结构包括螺栓/定位销轴/紧定螺钉和连接轴，所述的连接轴上设置一系列通孔或螺纹孔，用于调整换向辅助平台的不同位置，包络不同排组件的末端长度的偏差，所述的螺栓/定位销轴/紧定螺钉可以安装在内、外限位垫圈的外径的通孔中，所述的定位销轴/紧定螺钉也可安装在内、外限位垫圈的外侧。分式衬套被动内连接结构的内衬套为中空的圆柱体，中空部分的形状与转动结构的连接轴相匹配，内衬套的外壁可根据材料的摩擦情况通过设置油槽或其他措施减少与外衬套内壁的摩擦，配套的外衬套内壁截面为圆形，外形轮廓与平单轴跟踪系统的转动轴内腔轮廓相似或相同，并在四周均布或局部开楔形槽。内衬套嵌入外衬套中，转动结构的连接轴穿过内衬套的内孔，并通过内限位垫圈和外限位垫圈固定在衬套上，斜垫片安装在外衬套的楔形槽中，并通过锤击等方法将外衬套与平单轴跟踪系统的转动轴内腔压紧。通过增加斜垫片的深度，斜垫片和外衬套发生变形，斜垫片与平单轴跟踪系统的转动轴内腔的内应力增大，从而达到提高压紧力，实现连接。

一体式衬套内连接结构可以包括衬套、内限位垫圈、外限位垫圈和斜垫片，衬套中空部分的形状与转动结构的连接轴相匹配，中空部分的内壁可根据材料的摩擦情况通过设置油槽或其他措施减少连接轴的摩擦，外形轮廓与平单轴跟踪系统的转动轴内腔轮廓相似或相同，并在四周均布或局部开楔形槽。衬套放置在平单轴跟踪系统的转动轴的内腔中，转动结构的连接轴穿过衬套的内孔，并通过内限位垫圈和外限位垫圈固定在衬套上，斜垫片嵌入安装在外衬套的楔形槽中，并通过锤击等方法将外衬套与平单轴跟踪系统的转动轴内腔压紧。通过增加斜垫片的深度，斜垫片和衬套发生变形，斜垫片与平单轴跟踪系统的转动轴内腔的内应力增大，从而达到提高压紧力，实现连接。

衬套外连接结构的外连接衬套的中空截面形状与平单轴跟踪系统的转动轴相同或类似，外壁可根据材料的摩擦情况通过设置油槽或其他措施减少与连接轴的摩擦，外连接衬套与平单轴跟踪系统的转动轴的固定可通过在外连接衬套的四周或局部开有固定孔，并通过螺栓/螺钉连接在平单轴跟踪系统的转动轴上，也可以通过外连接衬套与平单轴跟踪系统转动轴的粘接、冷装配、过盈配合等其他方法来实现固定。外连接衬套的内外两侧可设置限位槽来实现对连接轴位置的限制。所述的螺栓/螺钉可采用国标的标准件，也可以对螺栓/螺钉的进行特殊设计，如：锥端设计、防松设计等，螺栓/螺钉的固定方式包括但不限于在外连接衬套预埋螺母、在外连接衬套上开螺纹孔等方法，连接在平单轴跟踪系统的转动轴上。

工作过程中，平单轴跟踪系统的转动轴带动外衬套转动，由于外衬套与平单轴跟踪系统的转动轴内腔的摩擦阻力远大于内外衬套(针对分式衬套被动内连接结构)或连接轴(针对一体式衬套内连接结构)接触面的阻力，通过内衬套与外衬套或衬套与连接轴的相对运动，保证连接轴始终处于静止状态。

本发明实施例中，所述轨道系统还可以包括排端轨道，所述排端轨道的一端连接或搭接在组件上，另一端或局部固定在所述平单轴跟踪系统的转动轴上。

具体地，所述排端轨道包括支撑梁和引导轨道，所述支撑梁固定在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述支撑梁的两端分别与所述引导轨道连接，所述引导轨道包括固定轨道和调节轨道，所述固定轨道的一端与组件连接，所述固定轨道的另一端与所述码头轨道连接或悬空。

当码头轨道距离同排组件的末端较远或清洁机器人不易由码头轨道运行至同排组件末端上时，在同排组件末端和码头轨道之间可设置排端轨道作为过渡。由于支撑梁固定在平单轴跟踪系统的转动轴上，所以，排端轨道可随着平单轴跟踪系统的转动轴进行转动。

上述结构中，固定轨道和调节轨道的截面形状可以是L型或其他形式，固定轨道与组件连接的一端设置一通孔，固定轨道与调节轨道的结合面、固定轨道与支撑梁的结合面、支撑梁与平单轴跟踪系统的转动轴的结合面，均设置有若干通孔，用于包络不同排组件的换向辅助平台位置偏差。

实施例二

如图18所示，本发明实施例提供了一种用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的方法利用实施例一所述的轨道系统，包括如下步骤：

S1，清洁机器人判断平单轴跟踪系统是否为可机器人清洁模式，如果是，则判断组件与码头轨道的角度是否一致，如果是，则清洁机器人启动，否则，所述的平单轴跟踪系统与所述码头轨道的角度一致后清洁机器人再启动；

S2，清洁机器人沿着排间轨道运行至当前排组件末端的码头轨道；

S3，清洁机器人沿着所述码头轨道爬上组件，开始对组件进行清洁；

S4，清洁机器人清洁完当前排组件后，行走至所述码头轨道上；

S5，清洁机器人沿着排间轨道行走至下一排组件的码头轨道上；

S6，重复S3-S5过程，完成整个平单轴跟踪系统的清洁。

上述方法中，对于具有自主换向功能的清洁机器人，在同排组件清洁以及跨越不同排组件清洁时，可以按照如下方法进行实施：

S0，清洁机器人与平单轴跟踪系统控制器直接或间接进行通信交互，获得平单轴跟踪系统的工作模式，定位系统同时反馈同排组件与码头轨道的角度一致性，如果平单轴跟踪系统工作于可机器人清洁模式，且同排组件与码头轨道角度一致，则清洁机器人启动，否则不启动；

S1，清洁机器人启动，沿着排间轨道到达A排组件的码头轨道；

S2，当清洁机器人与定位系统的间距达到阈值或被机械式触发、传感器式、无线系统、超声波或/和视觉识别系统定位等方式触发时，清洁机器人停止前行，并在码头轨道上完成换向；

S3，清洁机器人沿着码头轨道爬上A排组件(当存在排端轨道时，通过排端轨道爬上A排组件)，开始对同排组件进行清洁；

S4，清洁机器人清洁完A排组件，行走至码头轨道上(当存在排端轨道时，通过排端轨道行走至码头轨道)；当清洁机器人与定位系统的间距达到阈值或被机械式触发、传感器式、无线系统、超声波或/和视觉识别系统定位等方式触发时，清洁机器人停止前行，并在码头轨道上完成换向；

S5，清洁机器人的换向动作结束后，沿着码头轨道行走至排间轨道上，并逐渐行走至B排组件的码头轨道上；

S6，重复S2～S5过程，完成整个平单轴跟踪系统(组件按照A排、B排…的顺序依次排列)的清洁；

S7，清洁机器人与平单轴跟踪系统控制器直接或间接进行通信交互，通知平单轴跟踪系统已完成机器清洁工作。

上述方法中，对于不具有自主换向功能的清洁机器人(需要使用辅助运输设备在轨道上运行实现清洁机器人跨排)，在同排组件清洁以及跨越不同排组件清洁时，可以按照如下方法进行实施：

S0，清洁机器人与平单轴跟踪系统控制器直接或间接进行通信交互，获得平单轴跟踪系统的工作模式，定位系统同时反馈同排组件与码头轨道的角度一致性，如果平单轴跟踪系统工作于可机器人清洁模式，且同排组件与码头轨道角度一致，则清洁机器人启动，否则不启动；

S1，辅助运输设备启动，沿着停机位与A排组件之间的排间轨道将清洁机器人送达A排组件的码头轨道；

S2，当辅助运输设备和或清洁机器人与定位系统的间距达到阈值或被机械式触发、传感器式、无线系统、超声波或/和视觉识别系统定位等方式触发时，辅助运输设备停止前行；

S3，清洁机器人沿着码头轨道爬上A排组件(当存在排端轨道时，通过排端轨道爬上A排组件)，开始对同排组件进行清洁；

S4，清洁机器人清洁完A排组件，行走至码头轨道上(当存在排端轨道时，通过排端轨道行走至码头轨道)；当清洁机器人与定位系统的间距达到阈值或被机械式触发、传感器式、无线系统、超声波或/和视觉识别系统定位等方式触发时，清洁机器人停止前行，并停靠在辅助运输设备上；

S5，辅助运输设备被触发，沿着排间轨道行走至B排组件的码头轨道上；

S6，重复S2～S5过程，完成整个平单轴跟踪系统(组件按照A排、B排…的顺序依次排列)的清洁。

S7，清洁机器人与平单轴跟踪系统控制器直接或间接进行通信交互，通知平单轴跟踪系统已完成机器清洁工作。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明实施例提供的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统及方法，码头轨道安装在平单轴跟踪系统转动轴上，并采用独立于平单轴跟踪系统转动轴旋转的连接方式，使得码头轨道不跟随平单轴跟踪系统的转动轴进行同步转动，当进入清洁模式时，平单轴跟踪系统可以通过控制转动轴使得组件倾角与码头轨道一致，实现清洁机器人顺利从平单轴跟踪系统的组件末端行进至码头轨道，并通过排间轨道实现前后码头轨道的无缝连接。该系统不仅制作成本低，而且现场安装的工程量小，除停机位(如需要)必需的基础外，其余位置均不会对项目现场的地形地貌造成任何扰动，因此对微地形地貌的适应性强，极大的减小了土建施工的工程量和项目的总造价。而且该系统可适应前后排组件6个自由度方向上的大范围偏差，对项目现场的施工质量包络性强，此外该系统可应用于具有驱动自主换向功能的清洁机器人以及配置带辅助运输设备的清洁机器人两种机型，具备适用性广等特点。总之，该方案具有成本低，适用性广，而且本发明实施例提供的装置结构简单，易于实现和控制，有利于推广使用

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，其特征在于，包括：码头轨道和排间轨道，所述码头轨道通过连接结构可旋转地连接在同排组件末端的平单轴跟踪系统的转动轴上，所述码头轨道不随所述平单轴跟踪系统的转动轴的转动而转动，所述平单轴跟踪系统可控制转动轴带动组件转动，使组件与所述码头轨道的角度一致；所述排间轨道在悬空状态下与前后排的所述码头轨道连接。

2.根据权利要求1所述的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，其特征在于，所述码头轨道包括转动结构和换向辅助平台，所述转动结构通过连接结构可旋转地连接在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述换向辅助平台安装在所述转动结构上；

所述换向辅助平台包括换向平台、辅助导轨和辅助导轨底座，所述换向平台的两端分别连接所述辅助导轨和所述排间轨道，所述辅助导轨通过所述辅助导轨底座固定在所述转动结构上；

或，

所述换向辅助平台包括辅助导轨和辅助导轨底座，所述辅助导轨的两端分别连接所述排间轨道，所述辅助导轨通过所述辅助导轨底座固定在所述转动结构上；其中，所述辅助导轨和所述排间轨道为分体式结构或一体式结构；

当所述辅助导轨和所述排间轨道为一体式结构时，所述辅助导轨与组件或排端轨道的连接处设置有切口，用于清洁机器人从所述辅助导轨爬上组件或排端轨道。

3.根据权利要求1所述的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，其特征在于，所述轨道系统还包括定位系统，所述定位系统用于对清洁机器人的位置进行判断，还用于反馈组件与所述码头轨道的角度协调性。

4.根据权利要求2所述的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，其特征在于，所述转动结构为内腔式转动结构，所述连接结构为无预应力外连接结构，所述内腔式转动结构包括：圆通管和压板，所述无预应力外连接结构包括：卡位衬套和限位板，所述卡位衬套穿设在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述限位板对所述卡位衬套进行限位；所述圆通管穿设在所述卡位衬套外部，并由固定在所述圆通管法兰上的所述压板进行固定，所述辅助导轨底座固定在所述圆通管上。

5.根据权利要求2所述的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，其特征在于，所述转动结构为轴套式转动结构，所述连接结构为预应力外连接结构，所述轴套式转动结构包括轴套、轴承、挡圈、密封垫、端盖和轴套式连接轴，所述轴套式连接轴位于所述轴套内的部分两端均安装有所述轴承，所述轴承外侧安装有所述挡圈，所述轴套的两端均设置有所述端盖，且所述端盖和所述轴套之间设置有所述密封垫；所述轴套式连接轴位于所述轴套外的一端与所述辅助导轨底座连接；

所述预应力外连接结构包括连接管和端板，所述连接管的截面形状与所述平单轴跟踪系统的转动轴相同或类似，所述连接管的四周或局部开具一系列的螺纹孔或通孔，用于包络不同光伏排组件的末端长度的偏差，所述连接管通过螺栓/螺钉连接在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述端板设置在所述连接管的末端，所述端板与所述轴套连接。

6.根据权利要求2所述的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，其特征在于，所述转动结构为端盖式转动结构，所述连接结构为分式衬套主动内连接结构；所述端盖式转动结构包括法兰盘和端盖式连接轴，所述端盖式连接轴的一端设置有所述法兰盘，所述端盖式连接轴的另一端与所述辅助导轨底座连接，所述端盖式连接轴上设置有一系列的通孔或螺纹孔，用于调整所述换向辅助平台的不同位置，包络不同光伏排组件的末端长度的偏差；

所述分式衬套主动内连接结构包括：内衬套、外衬套、调节螺栓、垫圈和顶板，所述内衬套从所述外衬套的一侧嵌入在所述外衬套中，所述顶板位于所述外衬套的另一侧，所述调节螺栓穿过所述内衬套的内孔连接在所述顶板和所述法兰盘，所述顶板与所述外衬套之间安装有所述垫圈；所述外衬套通过所述内衬套的挤压变形连接在所述平单轴跟踪系统的转动轴的内腔中。

7.根据权利要求2所述的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，其特征在于，所述转动结构为轴式转动结构，所述连接结构为分式衬套被动内连接结构、一体式衬套内连接结构或衬套外连接结构，所述轴式转动结构包括轴式连接轴，所述连接结构包括内衬套和外衬套，所述内衬套嵌入在所述外衬套中，所述轴式连接轴插设固定在所述内衬套中，所述外衬套通过连接件、粘接、冷装配或过盈配合方式压紧在所述平单轴跟踪系统的转动轴的内腔中。

8.根据权利要求1所述的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，其特征在于，所述轨道系统还包括排端轨道，所述排端轨道的一端连接或搭接在组件上，另一端或局部固定在所述平单轴跟踪系统的转动轴上。

9.根据权利要求8所述的用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的轨道系统，其特征在于，所述排端轨道包括支撑梁和引导轨道，所述支撑梁固定在所述平单轴跟踪系统的转动轴上，所述支撑梁的两端分别与所述引导轨道连接，所述引导轨道包括固定轨道和调节轨道，所述固定轨道的一端与组件连接，所述固定轨道的另一端与所述码头轨道连接或悬空。

10.一种用于平单轴跟踪系统光伏电站跨排清洁的方法，其特征在于，利用如权利要求1-9任一项所述的轨道系统，包括如下步骤：

S1，清洁机器人判断平单轴跟踪系统是否为可机器人清洁模式，如果是，则判断组件与码头轨道的角度是否一致，如果是，则清洁机器人启动，否则，所述的平单轴跟踪系统与所述码头轨道的角度一致后清洁机器人再启动；

S2，清洁机器人沿着排间轨道运行至当前排组件末端的码头轨道；

S3，清洁机器人沿着所述码头轨道爬上组件，开始对组件进行清洁；

S4，清洁机器人清洁完当前排组件后，行走至所述码头轨道上；

S5，清洁机器人沿着排间轨道行走至下一排组件的码头轨道上；

S6，重复S3-S5过程，完成整个平单轴跟踪系统的清洁。