CN114161384A - 一种用于光伏组件清扫装置的对准机构 - Google Patents

一种用于光伏组件清扫装置的对准机构 Download PDF

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Abstract

一种用于光伏组件清扫装置的对准机构，包括六自由度运动控制机构、对接传动机构和姿态检测系统，六自由度运动控制机构设于车体上，对接传动机构设于六自由度运动控制机构上，姿态检测系统与六自由度运动控制机构相连。本发明能够实现光伏组件清扫装置与光伏面板的自动对接，进而使光伏组件清扫装置实现光伏组件间前后、高低跨越、长距离跨排的清洁工作。

Description

一种用于光伏组件清扫装置的对准机构
技术领域
本发明涉及光伏组件清扫，具体是涉及一种用于光伏组件清扫装置的对准机构。
背景技术
为有效提高清洗光伏组件表面的灰尘的效率，光伏电站通过在每排光伏组价部署安装一台清扫装置，进行自动定期清洗，以提升发电效率，能有效缓解人工运维安全性低、地形适应能力差、无法24小时服务等劣势。工作原理主要在于清扫的毛刷高速转动，转动方向与行走轮的行进方向相反。毛刷在转动过程中，先将积灰从组件表面掸起，然后在毛刷的冲击和旋转气流的共同作用下将积灰驱赶至组件缝隙处脱落。
由于光伏组件清扫装置无法跨排工作，导致设备成本高。对于地势平坦的集中式光伏电站而言，每兆瓦光伏组件可能需要投入几十台清扫装置。实现光伏组件清扫装置的跨排工作，就需要将光伏组件清扫装置从一排光伏组件上转移至另一排一排光伏组件上，如何在跨排转移的过程中，使光伏组件清扫装置与光伏组件对准，是光伏组件清扫装置实现跨排转移的一个难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种用于光伏组件清扫装置的对准机构，能够实现光伏组件清扫装置与光伏面板的自动对接，进而使光伏组件清扫装置实现光伏组件间前后、高低跨越、长距离跨排的清洁工作。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种用于光伏组件清扫装置的对准机构，包括六自由度运动控制机构、对接传动机构和姿态检测系统，六自由度运动控制机构设于车体上，对接传动机构设于六自由度运动控制机构上，姿态检测系统与六自由度运动控制机构相连。
进一步，所述六自由度运动控制装置包括上平台、下平台和六支伺服电动缸，六支伺服电动缸设于上平台与下平台之间，各伺服电动缸的上端均与上平台连接，下端均与下平台连接，借助六支伺服电动缸的伸缩运动，完成沿x轴平移，沿y轴平移，沿z轴平移，绕x轴转动，绕y轴转动，绕z轴转动六个自由度的运动。
进一步，所述对接传动机构包括横向导轨，横向导轨安装于横向导轨支撑支架上，横向导轨支撑支架安装于六自由度运动控制装置的顶部，横向导轨的顶部设有清扫装置支撑板，清扫装置支撑板底部固定安装有横向滑块，横向滑块可在横向导轨内滑动。
进一步，所述横向导轨包括横向上导轨和横向下导轨，横向上导轨安装于横向导轨支撑支架的上端，横向下导轨安装于横向导轨支撑支架的下端，横向滑块包括上滑块和下滑块，上滑块固定安装于清扫装置支撑板底部上端，下滑块固定安装于清扫装置支撑板底部下端，上滑块可在横向上导轨内滑行，下滑块可在横向下导轨内滑行。
进一步，所述对接传动机构包括横向导轨和纵向导轨，横向导轨安装于横向导轨支撑支架上，横向导轨支撑支架安装于六自由度运动控制装置的顶部，横向导轨的顶部设有纵向导轨支撑板，纵向导轨支撑板的底部固定安装有有横向滑块，横向滑块可在横向导轨内滑动；所述纵向导轨安装于纵向导轨支撑板上，纵向导轨顶部安装有清扫装置支撑板，清扫装置支撑板底部固定安装有纵向滑块，纵向滑块可在纵向导轨内滑行。
进一步，所述对接传动机构包括横向导轨和纵向导轨，横向导轨包括横向上导轨、横向下导轨，横向上导轨安装于横向导轨支撑支架的上端，横向下导轨安装于横向导轨支撑支架的下端，横向导轨支撑支架安装于六自由度运动控制装置的顶部，横向导轨顶部安装有纵向导轨支撑板，纵向导轨支撑板的上端底部固定安装有上滑块，下端底部固定安装有下滑块，上滑块可在横向上导轨内滑行，下滑块可在横向下导轨内滑行，纵向导轨安装于纵向导轨支撑板上，纵向导轨顶部安装有清扫装置支撑板，清扫装置支撑板底部固定安装有纵向滑块，纵向滑块可在纵向导轨内滑行。
进一步，所述纵向导轨的两侧分别设有纵向的辅助导轨，辅助导轨安装于纵向导轨支撑板上；纵向滑块的两侧分别设有纵向的辅助滑块，辅助滑块安装于清扫装置支撑板底部，辅助滑块可在辅助导轨内滑行。
进一步，所述姿态检测系统包括姿态检测传感器和姿态检测控制器，姿态检测传感器与姿态检测控制器相连。
进一步，所述姿态检测传感器包括定位激光雷达和高精度三维立体相机，定位激光雷达和高精度三维立体相机均设于自由度运动控制装置的上平台上。
进一步，所述定位激光雷达通过滑轨装置设于自由度运动控制装置的上平台上，所述滑轨装置包括雷达导轨、雷达滑块，雷达导轨安装于自由度运动控制装置的上平台，所述定位激光雷达安装于雷达滑块顶部，雷达滑块可在雷达导轨内滑动。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明通过对准机构能够实现光伏组件清扫装置与光伏面板的自动对接，进而使光伏组件清扫装置实现光伏组件间前后、高低跨越、长距离跨排的清洁工作。
附图说明
图1是本发明实施例1安装于车体上的结构示意图。
图2是图1所示实施例搭载有光伏组件清扫装置的结构示意图。
1—车体，2—滑轨装置，3—遮尘盖，4—横向导轨支撑支架，5—横向上导轨，6—纵向导轨支撑板，7—纵向导轨，8—清扫装置支撑板，9—清扫装置支撑支架，10—高精度三维立体相机11—充电刷板，12—横向下导轨，13—定位激光雷达，14—下平台，15—伺服电动缸，16—上平台，21—高精度三维立体相机，17—光伏组件清扫装置。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例用于光伏组件清扫装置的对准机构包括六自由度运动控制机构、对接传动机构、姿态检测系统，六自由度运动控制机构设于车体上，对接传动机构设于六自由度运动控制机构上，姿态检测系统与六自由度运动控制机构相连。
六自由度运动控制机构包括上平台16、下平台14、六支伺服电动缸15，六支伺服电动缸15设于上平台16与下平台14之间，各伺服电动缸15的上端均通过万向铰链与上平台16连接，各伺服电动缸15的下端均通过万向铰链与下平台14连接。借助六支伺服电动缸15的伸缩运动，完成沿x轴平移，沿y轴平移，沿z轴平移，绕x轴转动，绕y轴转动，绕z轴转动六个自由度的运动，从而模拟出各种空间运动姿态。
对接传动机构包括纵向导轨7、横向导轨，横向导轨包括横向上导轨5、横向下导轨12，横向导轨安装于横向导轨支撑支架4上，横向上导轨5安装于横向导轨支撑支架4的上端，横向下导轨12安装于横向导轨支撑支架4的下端，横向导轨支撑支架4安装于六自由度运动控制机构的上平台16上，横向导轨顶部安装有纵向导轨支撑板6，纵向导轨支撑板6的上端底部固定安装有上滑块，下端底部固定安装有下滑块，上滑块可在横向上导轨5内滑行，下滑块可在横向下导轨12内滑行，纵向导轨7安装于纵向导轨支撑板6上，纵向导轨7顶部安装有清扫装置支撑板8，清扫装置支撑板8底部固定安装有纵向滑块，纵向滑块可在纵向导轨7内滑行。清扫装置支撑板8顶部安装有清扫装置支撑支架9，清扫装置支撑支架9上设有充电刷板11，光伏组件清扫装置17底部设有充电刷块。纵向导轨7的两侧分别设有纵向的辅助导轨，辅助导轨安装于纵向导轨支撑板6上；纵向滑块的两侧分别设有纵向的辅助滑块，辅助滑块固定安装于清扫装置支撑板8底部，辅助滑块可在辅助导轨内滑行。
姿态检测系统包括姿态检测传感器和姿态检测控制器，姿态检测传感器与姿态检测控制器相连。姿态检测传感器包括定位激光雷达13和高精度三维立体相机10，定位激光雷达13和高精度三维立体相机10均设于自由度运动控制装置的上平台16上。定位激光雷达13通过滑轨装置2设于自由度运动控制装置的上平台16上，滑轨装置2包括雷达导轨、雷达滑块，雷达导轨安装于自由度运动控制装置的上平台16，定位激光雷达13安装于雷达滑块顶部，雷达滑块可在雷达导轨内滑动。定位激光雷达13上方设有遮尘盖3，遮尘盖3固定于雷达滑块上。本实施例中，定位激光雷达13为固态激光雷达。
本实施例对准机构安装于车体1上，光伏组件清扫装置17位于对接传动机构上，通过车体1将搭载有光伏组件清扫装置17的对准机构运行至光伏面板处，第一步，进行初步定位，具体为：定位激光雷达13扫描场景获得三维点云，姿态检测控制器根据扫描的三维点云进行计算得到粗精度位姿，六自由度运动控制机构调整姿态，使得光伏组件清扫装置17与光伏面板进行粗对接，同时高精度三维立体相机10对准光伏面板上的标定物体，粗定位精度在3cm左右；第二步，进行精确定位，具体为：通过粗定位后高精度三维立体相机10已经基本对准标定物体，高精度三维立体相机10扫描标定物体获得点云，姿态检测控制器根据扫描的点云进行计算得到高精度的相对位姿，得到光伏组件清扫装置17相对光伏组件的高精度位置关系，根据高精度位姿调整六自由度运动控制机构，从而调整对接传动机构使光伏组件清扫装置17与光伏面板对齐。对接传动机构的纵向轨道可调整光伏组件清扫装置17的高度位置，从而适应不同安装高度的光伏面板。光伏组件清扫装置17与光伏面板对齐后，光伏组件清扫装置17通过横向导轨运动至光伏面板上，对光伏面板组件进行清扫，光伏面板组件清扫完成后，光伏组件清扫装置17通过对准机构对准收回至对准机构上。
实施例2
实施例2与实施例1的区别仅在于：对接传动机构的横向导轨的数量是一个，相应的横向滑块的数量也是一个，其余同实施例1。
实施例3
实施例3与实施例2的区别仅在于：对接传动机构不含有纵向导轨7、纵向滑块、纵向导轨支撑板6、辅助导轨和辅助滑块，横向滑块固定安装于清扫装置支撑板8底部，其余同实施例2。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于光伏组件清扫装置的对准机构，其特征在于：包括六自由度运动控制机构、对接传动机构和姿态检测系统，六自由度运动控制机构设于车体上，对接传动机构设于六自由度运动控制机构上，姿态检测系统与六自由度运动控制机构相连。
2.如权利要求1所述的用于光伏组件清扫装置的对准机构，其特征在于：所述六自由度运动控制装置包括上平台、下平台和六支伺服电动缸，六支伺服电动缸设于上平台与下平台之间，各伺服电动缸的上端均与上平台连接，下端均与下平台连接，借助六支伺服电动缸的伸缩运动，完成沿x轴平移，沿y轴平移，沿z轴平移，绕x轴转动，绕y轴转动，绕z轴转动六个自由度的运动。
3.如权利要求1所述的光伏组件清扫装置智能移动机器人，其特征在于：所述对接传动机构包括横向导轨，横向导轨安装于横向导轨支撑支架上，横向导轨支撑支架安装于六自由度运动控制装置的顶部，横向导轨的顶部设有清扫装置支撑板，清扫装置支撑板底部固定安装有横向滑块，横向滑块可在横向导轨内滑动。
4.如权利要求3所述的光伏组件清扫装置智能移动机器人，其特征在于：所述横向导轨包括横向上导轨和横向下导轨，横向上导轨安装于横向导轨支撑支架的上端，横向下导轨安装于横向导轨支撑支架的下端，横向滑块包括上滑块和下滑块，上滑块固定安装于清扫装置支撑板底部上端，下滑块固定安装于清扫装置支撑板底部下端，上滑块可在横向上导轨内滑行，下滑块可在横向下导轨内滑行。
5.如权利要求1所述的光伏组件清扫装置智能移动机器人，其特征在于：所述对接传动机构包括横向导轨和纵向导轨，横向导轨安装于横向导轨支撑支架上，横向导轨支撑支架安装于六自由度运动控制装置的顶部，横向导轨的顶部设有纵向导轨支撑板，纵向导轨支撑板的底部固定安装有有横向滑块，横向滑块可在横向导轨内滑动；所述纵向导轨安装于纵向导轨支撑板上，纵向导轨顶部安装有清扫装置支撑板，清扫装置支撑板底部固定安装有纵向滑块，纵向滑块可在纵向导轨内滑行。
6.如权利要求1所述的光伏组件清扫装置智能移动机器人，其特征在于：所述对接传动机构包括横向导轨和纵向导轨，横向导轨包括横向上导轨、横向下导轨，横向上导轨安装于横向导轨支撑支架的上端，横向下导轨安装于横向导轨支撑支架的下端，横向导轨支撑支架安装于六自由度运动控制装置的顶部，横向导轨顶部安装有纵向导轨支撑板，纵向导轨支撑板的上端底部固定安装有上滑块，下端底部固定安装有下滑块，上滑块可在横向上导轨内滑行，下滑块可在横向下导轨内滑行，纵向导轨安装于纵向导轨支撑板上，纵向导轨顶部安装有清扫装置支撑板，清扫装置支撑板底部固定安装有纵向滑块，纵向滑块可在纵向导轨内滑行。
7.如权利要求5或6所述的光伏组件清扫装置智能移动机器人，其特征在于：所述纵向导轨的两侧分别设有纵向的辅助导轨，辅助导轨安装于纵向导轨支撑板上；纵向滑块的两侧分别设有纵向的辅助滑块，辅助滑块安装于清扫装置支撑板底部，辅助滑块可在辅助导轨内滑行。
8.如权利要求2至7中任一项所述的光伏组件清扫装置智能移动机器人，其特征在于：所述姿态检测系统包括姿态检测传感器和姿态检测控制器，姿态检测传感器与姿态检测控制器相连。
9.如权利要求8所述的光伏组件清扫装置智能移动机器人，其特征在于：所述姿态检测传感器包括定位激光雷达和高精度三维立体相机，定位激光雷达和高精度三维立体相机均设于自由度运动控制装置的上平台上。
10.如权利要求9所述的光伏组件清扫装置智能移动机器人，其特征在于：所述定位激光雷达通过滑轨装置设于自由度运动控制装置的上平台上，所述滑轨装置包括雷达导轨、雷达滑块，雷达导轨安装于自由度运动控制装置的上平台，所述定位激光雷达安装于雷达滑块顶部，雷达滑块可在雷达导轨内滑动。
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