CN114285360A - 一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，包括固定于相邻平单轴跟踪系统主梁上的跟踪支架，连接装置安装在跟踪支架上，包括动态桥接部分和智能收线部分。智能收线控制箱可以根据连接钢丝的长度判断动态桥的脱开程度，向控制单元发出脱开警报，从而控制驱动电机作业，通过拉紧连接钢丝使得断开的动态桥自动连接。采用该自动连接装置可以自动恢复断开的动态桥，无需维修人员现场作业，节省了大量的人工成本；连接结构简单，可以根据桥状态智能判断及进行自动恢复，同时，控制单元可以上报故障信息，确保光伏清洗机器人的正常运行，做到无人值守。
Description
技术领域
本发明属于太阳能光伏设备技术领域，具体的是一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置。
背景技术
随着太阳能光伏电站的大规模建设，光伏面板自动清洁机器人研究发展迅速。采用平单轴跟踪系统，能实时跟踪太阳运动，使太阳光直射到光伏组件上，从而增加光伏组件接收到的太阳辐射量，提高太阳光伏发电系统的总体发电量。基于平单轴系统的特点，平单轴跟踪系统被广泛的应用于光伏电站。相邻跟踪系统的光伏阵列间存在较大间隙，且平单轴跟踪系统与跟踪系统之间存在高度及水平方向的偏差，不同跟踪系统之间的回转角度也存在安装误差和回转精度偏差，这样，要使机器人能跨越不同平单轴跟踪系统进行清扫作业，就需要有一套兼容性更好的动态桥接方案或者采用其他接送设备实现跨排，且不影响每个跟踪系统之间的独立运转。
现在投入实际应用的清洁机器人主要是根据光伏板尺寸定制，跨越相邻平单轴跟踪系统需配备桥接或其他接送设备，而其他接送设备生产安装维护成本较高，且平单轴跟踪系统安装现场环境复杂，相邻平单轴跟踪系统之间的高度和水平偏差、回转角度安装误差和回转精度偏差较大，现有的桥接只能满足环境简单偏差较小的的情况，当相邻平单轴系统之间间距较小而其他偏差较大时一般桥接就无法满足使用要求。
发明内容
本发明提供了一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，根据跟踪支架出现故障导致动态桥断开的情况，启动自动连接装置，使动态桥自动恢复。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，包括固定于相邻平单轴跟踪系统主梁上的跟踪支架，所述连接装置安装在跟踪支架上，包括动态桥接部分和智能收线部分；
所述动态桥接部分包括横梁、万向铰链、旋转轴一和旋转轴二；所述横梁设置在跟踪支架末端的檩条上，所述万向铰链设置在横梁两端，所述旋转轴一和旋转轴二配对使用，安装于同一侧的两个万向铰链上；
所述智能收线部分包括智能收线控制箱、连接钢丝、穿孔导向块和导向轮；所述智能收线控制箱设置在跟踪支架的主梁上，于所述万向铰链的一端设有所述导向轮，且所述导向轮连接穿孔导向块。
进一步地，所述智能收线控制箱包括壳体，以及设置在壳体内的双向收线盘、驱动电机、弹簧片组件和控制单元；所述弹簧片组件包括弹簧片和弹簧片安装轴；
所述驱动电机与双向收线盘连接，所述弹簧片的一端固定在弹簧片安装轴上，另一端与双向收线盘的内腔壁固定，所述控制单元用于控制驱动电机的启闭。
进一步地，所述双向收线盘设置有两个，且各所述双向收线盘均配备有一套弹簧片组件。
进一步地，所述智能收线控制箱内还设有用于对连接钢丝起限位作用的单向压线器。
进一步地，所述智能收线控制箱的供电方式为从跟踪支架的控制箱取电和/或通过自带光伏电板及储能电池供电。
进一步地，所述旋转轴一的端部设有导向头一，所述旋转轴二的端部设有导向头二，所述导向头一和导向头二的中心均设有可供连接钢丝穿过的穿线孔。
进一步地，所述导向头一采用圆头设计，所述导向头二采用与圆头相适配的扩口圆弧设计，确保旋转轴一和旋转轴二的连接过程无卡涩。
进一步地，所述导向头一的内腔设有钢丝固定孔；所述连接钢丝一端从双向绕线盘穿出，经过安装在万向铰链一端的导向轮，穿入穿孔导向块，并穿过旋转轴二及安装在旋转轴二末端的导向头二接入导向头一，并与钢丝固定孔固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
跟踪支架具备一定的故障率，一个大的电站由几万甚至几十万组跟踪支架组成，在一定时间内，跟踪支架出现故障导致动态桥断开的情况频率较大，采用该自动连接装置可以自动恢复断开的动态桥，无需维修人员现场作业，节省了大量的人工成本。智能收线控制箱可以根据连接钢丝的长度判断动态桥的脱开程度，向控制单元发出脱开警报，从而控制驱动电机作业，通过拉紧连接钢丝使得断开的动态桥自动连接。该连接结构简单，可以根据桥状态智能判断及进行自动恢复，能够适应复杂的安装环境，避免出现相邻平单轴系统之间间距较小，而高度和水平偏差、回转角度安装误差和回转精度偏差较大时无法桥接的情况。同时，控制单元可以上报故障信息，确保光伏清洗机器人的正常运行，做到无人值守。
附图说明
图1为自动连接装置的安装示意图；
图2为智能收线控制箱的结构示意图；
图3为连接钢丝穿过穿孔导向块的放大示意图；
图4、图5为相邻跟踪支架的连接状态示意图；
图6为导向头的放大示意图；
图中，1、主梁，2、跟踪支架，3、横梁，4、万向铰链，5、旋转轴一，5-1、导向头一、6、旋转轴二，6-1、导向头二，7、智能收线控制箱，8、连接钢丝，9、穿孔导向块，10、导向轮；
7-1、壳体，7-2、双向收线盘，7-3、驱动电机，7-4、弹簧片，7-5、弹簧片安装轴，7-6、控制单元，7-7、单向压线器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例，请参照附图1，一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，包括固定于相邻平单轴跟踪系统主梁1上的跟踪支架2，所述自动连接装置安装在跟踪支架2上，包括动态桥接部分和智能收线部分。
所述动态桥接部分包括横梁3、万向铰链4、旋转轴一5和旋转轴二6；相邻两个跟踪支架2的末端檩条上均设有横梁3，所述万向铰链4设置在横梁3的两端，所述旋转轴一5和旋转轴二6配对使用，旋转轴一5安装在左侧横梁3两端的万向铰链4上，旋转轴二6安装在右侧横梁3两端的万向铰链4上。
所述智能收线部分包括智能收线控制箱7、连接钢丝8、穿孔导向块9和导向轮10；所述智能收线控制箱7设置在右侧跟踪支架2的主梁上，于所述万向铰链4的一端设有所述导向轮10，且所述导向轮10连接穿孔导向块9（如图3所示）。
如图2所示，所述智能收线控制箱7包括壳体7-1，以及设置在壳体7-1内的双向收线盘7-2、驱动电机7-3、弹簧片组件和控制单元7-6；所述弹簧片组件包括弹簧片7-4和弹簧片安装轴7-5。所述驱动电机7-3的齿轮（也可以用皮带）与双向收线盘7-2连接，所述弹簧片7-4的一端固定在弹簧片安装轴上7-5，另一端与双向收线盘7-2的内腔壁固定，所述控制单元7-6用于控制驱动电机7-3的启闭。
上述结构中，所述双向收线盘7-2设置有两个，且各所述双向收线盘7-2均配备有一套弹簧片组件。所述智能收线控制箱7内还设有用于对连接钢丝8起限位作用的单向压线器7-7。
需要说明的是，所述智能收线控制箱7的可以从跟踪支架控制箱取电，也可以根据需求，自动小充电光伏板及储能电池进行供电。所述控制单元7-6内设有距离传感器,当相邻跟踪支架的角度过大，旋转轴一5和旋转轴二6脱开，距离传感器通过连接钢丝8拉出的长度判断动态桥脱开。
作为本发明的进一步优选方案，所述旋转轴一5的端部设有导向头一5-1，所述旋转轴二6的端部设有导向头二6-1，所述导向头一5-1和导向头二6-1的中心均设有可供连接钢丝8穿过的穿线孔。
如图6所示，所述导向头一5-1采用圆头设计，所述导向头二6-1采用与圆头相适配的扩口圆弧设计，确保旋转轴一5和旋转轴二6的连接过程无卡涩。
具体的，所述导向头一5-1的内腔设有钢丝固定孔。所述连接钢丝8一端从双向绕线盘7-2穿出，经过安装在万向铰链4一端的导向轮10，穿入穿孔导向块9，并穿过旋转轴二6及安装在旋转轴二6末端的导向头二6-1接入导向头一5-1，并与钢丝固定孔固定连接。
本发明的工作过程及原理：
光伏清扫机器人在执行清扫任务前，收集动态桥状态信息，根据动态桥状态判断执行清扫任务的距离长短。
非工作状态时，驱动电机处于断开状态，双向收线盘由单向压线器将连接钢丝预紧。跟踪支架运动时，根据相邻支架的角度不同，连接钢丝被按需拉长。旋转轴一和旋转轴二相互运动，并且未到达脱开角度，连接钢丝从双向线盘中拉出，弹簧片被压缩产生预拉力。此时，跟踪支架之间的角度变化，连接钢丝被拉出不同长度，但因为弹簧片的预拉力，连接钢丝始终处于拉直状态。弹簧片的预拉力远远小于跟踪支架电机的驱动力，连接拉直状态不会影响跟踪支架的正常独立运行。
当相邻跟踪支架的角度过大，旋转轴一和旋转轴二脱开，智能收线控制箱通过连接钢丝拉出的长度判断动态桥脱开，同时，向控制单元发出脱开警报并调取电站跟踪支架的角度信息。当跟踪支架的角度大于预设的驱动电机的动作角度时，驱动电机不动作。当跟踪支架的角度进入预设的驱动电机的动作角度时，驱动电机开始动作，并开始拉紧连接钢丝，该拉紧力远小于跟踪支架电机的驱动力，不会对跟踪支架正常独立运行造成影响。当钢丝拉紧后，弹簧片进行工作状态，缓缓带动旋转轴一和旋转轴二进入连接状态。通过连接钢丝在双向收线盘的长度，判断驱动电机停止运转，同时，控制单元上报动态桥已连接信息。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，包括固定于相邻平单轴跟踪系统主梁上的跟踪支架，其特征在于，所述自动连接装置安装在跟踪支架上，包括动态桥接部分和智能收线部分；
所述动态桥接部分包括横梁、万向铰链、旋转轴一和旋转轴二；所述横梁设置在跟踪支架末端的檩条上，所述万向铰链设置在横梁两端，所述旋转轴一和旋转轴二配对使用，安装于同一侧的两个万向铰链上；
所述智能收线部分包括智能收线控制箱、连接钢丝、穿孔导向块和导向轮；所述智能收线控制箱设置在跟踪支架的主梁上，于所述万向铰链的一端设有所述导向轮，且所述导向轮连接穿孔导向块。
2.根据权利要求1所述的一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，其特征在于，所述智能收线控制箱包括壳体，以及设置在壳体内的双向收线盘、驱动电机、弹簧片组件和控制单元；所述弹簧片组件包括弹簧片和弹簧片安装轴；
所述驱动电机与双向收线盘连接，所述弹簧片的一端固定在弹簧片安装轴上，另一端与双向收线盘的内腔壁固定，所述控制单元用于控制驱动电机的启闭。
3.根据权利要求2所述的一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，其特征在于，所述双向收线盘设置有两个，且各所述双向收线盘均配备有一套弹簧片组件。
4.根据权利要求3所述的一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，其特征在于，所述智能收线控制箱内还设有用于对连接钢丝起限位作用的单向压线器。
5.根据权利要求4所述的一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，其特征在于，所述智能收线控制箱的供电方式为从跟踪支架的控制箱取电和/或通过自带光伏电板及储能电池供电。
6.根据权利要求2所述的一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，其特征在于，所述旋转轴一的端部设有导向头一，所述旋转轴二的端部设有导向头二，所述导向头一和导向头二的中心均设有可供连接钢丝穿过的穿线孔。
7.根据权利要求6所述的一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，其特征在于，所述导向头一采用圆头设计，所述导向头二采用与圆头相适配的扩口圆弧设计，确保旋转轴一和旋转轴二的连接过程无卡涩。
8.根据权利要求7所述的一种光伏清洗机器人动态桥自动连接装置，其特征在于，所述导向头一的内腔设有钢丝固定孔；所述连接钢丝一端从双向绕线盘穿出，经过安装在万向铰链一端的导向轮，穿入穿孔导向块，并穿过旋转轴二及安装在旋转轴二末端的导向头二接入导向头一，并与钢丝固定孔固定连接。
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