CN115606091A - 在户外场地组装和装配光伏太阳能板的阵列的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于在户外场地组装和装配光伏太阳能板(P)的阵列(1)的方法，包括：第一步骤，组装光伏太阳能板的阵列(1)，该步骤在至少一个机器人(R)的辅助下在邻近装配场地(F)定位的作为“临时工厂”的可运输的站(S1)中执行。该方法包括第二步骤，运输在所述第一步骤中组装的光伏太阳能板的阵列(1)，其中借助于由移运器外的操作者控制的机动化的移运器(V)将组装的光伏太阳能板的阵列(1)从所述站(S1)运输到光伏太阳能板的阵列(1)的装配位置。最后，该方法包括第三步骤，将如此运输的光伏太阳能板的阵列(1)组装，其中光伏太阳能板的阵列(1)安装在预先在场地(F)上预先准备的支撑结构上(5)。

Description

在户外场地组装和装配光伏太阳能板的阵列的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于在户外场地组装和装配光伏太阳能板的阵列的方法和系统。

背景技术

在文献WO 2019/097348 A1中，申请人已经提出了一种用于在户外场地中装配光伏太阳能板的阵列的方法和系统，其中用于光伏太阳能板的支撑框架被预先装配在户外场地中，之后光伏太阳能板通过布置在沿装配场地移动的车辆上的机器人被安装在支撑框架上，将光伏太阳能板定位在该支撑框架的连续部分上。这种解决方案的主要优点在于可以以完全自动的方式执行光伏太阳能板的装配操作。承载机器人的车辆可以是例如自动驾驶的车辆或遥控车辆。机器人与视觉系统相关联，机器人的控制系统使用该视觉系统来正确地定位光伏太阳能板，尽管由于地面的不规则性，车辆相对于支撑框架的位置存在可变性。

自然，前述已知的解决方案涉及相对复杂的系统，并且在装配系统的成本尽可能低的情况下可能不适用。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种用于在户外场地组装和装配光伏太阳能板的阵列的方法和系统，其相对简单且成本低。

本发明的另一个目的是实现上述目标，同时确保系统的最大可靠性，以及高操作灵活性，其被理解为容易适应每个不同的特定应用的可能情况。

本发明的另一个目的是提供一种上述类型的方法和系统，其保证最大效率，其被理解为在极短的时间内装配大量光伏太阳能板而不损害装配的准确性或操作者的安全的能力。

本发明的又一个目的是提供一种方法和系统，其可以根据装配场地的特征容易且快速地重新配置。

为了实现一个或更多个上述目标，本发明涉及一种用于在户外场地组装和装配光伏面板阵列的方法，包括：

a)组装光伏太阳能板的阵列的第一步骤，其借助于至少一个机器人以临时工厂的方式，在邻近装配场地定位的可运输的站中进行，

b)运输在所述第一步骤中组装的光伏太阳能板的阵列的第二步骤，其中借助于机动化的移运器(carriage)将组装的光伏电池板阵列从所述站运输到光伏太阳能板的阵列的装配地点，

c)将在所述第二步骤中运输的光伏太阳能板的阵列组装到装配地点的第三步骤，在装配地点处光伏太阳能板的阵列安装在预先在场地上准备的支撑结构上。

前述第一组装步骤包括组装用于光伏太阳能板的支撑框架，以及在所述支撑框架上组装多个光伏太阳能板。

在优选实施例中，用于执行第一组装步骤的前述站包括可运输的基座结构，所述至少一个机器人安装并定位就位在该可运输的基座结构上并且工作台也安装并定位就位在可运输的基座结构上，所述工作台支撑用于辅助支撑结构的输送线部段，所述光伏太阳能板的阵列在该辅助支撑结构上组装。一个或更多个工件保持容器也安装并定位就位在所述基座结构上，所述一个或更多个工件保持容器布置有工件和部件，所述工件和部件由所述至少一个机器人拾取并被组装在一起以构成用于光伏太阳能板的所述支撑框架。用于待装配的光伏太阳能板的一个或更多个容器也被安装并定位就位在前述基座结构上。

仍然参照优选实施例，所述至少一个机器人松散地将支撑框架的部件组装在一起，并且以松散的方式将光伏太阳能板组装在所述部件的顶部。部件和光伏太阳能板的连接由位于邻近所述站的位置中的操作者手动完成。

在其上组装光伏太阳能板的阵列的前述辅助支撑结构呈水平辅助框架的形式，该水平辅助框架被制成为在由基座结构承载的所述工作台上方沿着输送线的所述部段前进，以连续地将所述辅助框架的不同部分带到邻近所述至少一个机器人处，并允许机器人在辅助框架上组装前述支撑框架和光伏太阳能板。

再次在优选实施例的情况下，前述第二运输步骤借助于没有驾驶员的机动化的移运器来执行，该机动化的移运器由车辆外部的操作者来控制并且被配置成自身携带组装的光伏面板的阵列并将其放置在场地中设置的支撑结构上方。

机动化的移运器可以例如根据所谓的AGV或AMR技术制成，其具有一个或更多个机动轮和一个或更多个转向轮、控制牵引轮的至少一个电动马达和控制转向轮转向的至少一个电动马达、以及电力供应电池和例如通过有线或无线方式接收来自操作者的指令的电子控制器。然而，不排除使用配备有内燃牵引发动机的移运器。

在一个示例中，布置在所述站中的可运输的基座结构由工业车辆的底板构成。

根据另一方面，本发明还涉及一种用于在户外场地组装和装配光伏板的阵列的系统，包括：

-邻近装配场地定位的可运输的站，其包括至少一个机器人，所述至少一个机器人被配置和编程为组装光伏太阳能板的阵列，以及

-机动化的移运器，用于将在所述站组装的光伏太阳能板的阵列运输到光伏太阳能板的阵列在装配场地中的装配地点，在该装配地点光伏太阳能板的阵列将被组装到预先布置在场地中的支撑结构上。

如已经指出的，该站包括可运输的基座结构，所述至少一个机器人安装并定位就位在该可运输的基座结构上，并且工作台也安装并定位就位在所述可运输的基座结构上，该工作台支撑用于辅助支撑结构的输送线部段，所述光伏太阳能板的阵列通过组装用于光伏太阳能板的支撑框架和在所述支撑框架上组装多个光伏太阳能板而在该辅助支撑结构上进行组装。

如已经指出的，在其上组装光伏太阳能板的阵列的辅助支撑结构呈水平辅助框架的形式，该水平辅助框架被制成为在由基座结构承载的所述工作台上方沿着输送线的部段前进，以连续地将所述辅助框架的不同部分带到邻近所述至少一个机器人处，并允许机器人在辅助框架上组装前述支撑框架和光伏太阳能板。

前述输送线的部段包括：由所述工作台承载的支撑和引导装置，其用于支撑和引导所述辅助框架在纵向水平方向上的移动；以及由所述工作台承载的致动装置，其用于致动所述辅助框架沿着所述纵向水平方向的移动。在一个示例中，所述支撑和引导装置包括可旋转地安装在所述工作台结构上的多个滚子或轮。此外，在该示例中，至少一些所述滚子或轮是机动化的，使得它们也用作致动辅助框架的移动的装置。

至少一个电子控制器安装在该站的基座结构上，以控制所述至少一个机器人并控制用于致动辅助框架的移动的所述装置，所述至少一个电子控制器被配置成将所述辅助框架推进到操作位置，其中所述至少一个机器人在操作位置组装光伏太阳能板的支撑框架并将光伏太阳能板定位在如此组装的支撑框架上。

在优选实施例中，电子控制器被配置成逐步地推进所述辅助框架，以允许所述至少一个机器人在所述辅助支撑框架的不同部分上逐步地执行支撑框架和光伏板的组装。由所述基座结构承载的工作台设置有定位装置，以在其每个移动步之后将所述辅助支撑框架定位在预定位置。

再次在优选实施例的情况下，该系统布置有对齐的一系列辅助支撑框架，这些辅助支撑框架以可拆卸的方式彼此连接，并且可以连续地定位在由该站的所述基座结构承载的所述工作台上，以允许在每个辅助框架上组装相应的光伏太阳能板的阵列。

再次在该实施例示例的情况下，在由所述站的基座结构承载的所述工作台的上游和/或下游(相对于所述一系列辅助支撑框架的运动方向)设置独立的支撑结构，该支撑结构配备有用于辅助框架的支撑和引导装置。独立的支撑结构设置有上表面，该上表面具有可自由旋转的滚子或轮，以支撑和引导附接到支撑框架的辅助支撑框架的运动，该辅助支撑框架的运动由所述工作台承载的所述致动装置驱动。

如已经指出的，在一个示例中，布置在所述站中的可运输的基座结构由工业车辆的平台构成，所述工作台布置在所述平台上，所述支撑和引导装置用于在水平移动并且垂直于工业车辆的底板的纵向方向的方向上支撑和引导所述辅助支撑框架。

再次在优选实施例的情况下，前述辅助支撑框架被配置成在其上保持(在临时连接的情况下)由所述至少一个机器人放置在辅助框架上的光伏太阳能板的阵列的支撑框架的部件，以及由所述至少一个机器人放置在支撑框架上的光伏太阳能板。该系统还包括邻近所述站的站，在该邻近的站处，由操作者手动完成部件和光伏太阳能板的连接。

被布置成将在所述站中组装的光伏太阳能板的阵列运输到装配地点的机动化的移运器被设计成将组装的光伏太阳能板的阵列放在它的顶部，并将组装的光伏太阳能板的阵列放置在设置在场地中的支撑结构上方。在一个示例中，机动化的移运器具有可竖直移动的上部平台，该可竖直移动的上部平台被配置成自身携带光伏太阳能板的阵列并将光伏太阳能板的阵列放置在布置于装配场地中的前述支撑结构上。在不同的示例中，机动化的移运器配备有提升装置，该提升装置被配置为拾取、提升和放置光伏太阳能板的阵列。

上述方法和系统实现了一系列重要的优点。

首先，根据本发明的系统设想了用于组装光伏太阳能板的机器人以临时工厂的方式在邻近装配场地定位的可运输的站中进行操作。因此，机器人在装配操作期间不会沿着装配场地移动。这允许显著降低系统的复杂性。

第二，机器人在其上定位就位的站是可运输的，因此当需要移动到新的装配场地(这是这里使用的术语“临时工厂”的含义)。时，可以容易地重新定位此外，机器人不仅用于将光伏太阳能板装配在其支撑框架上，而且主要用于组装支撑框架。因此，根据本发明的系统根据相对于前述已知系统的不同原理进行操作，即，其使用机器人来组装支撑框架并将光伏太阳能板放置在支撑框架上，将机器人留在站中，之后，如此组装的光伏太阳能板的阵列借助于机动化的移运器(优选地是由移运器外的操作者控制的类型)运输到装配地点，在装配地点，支撑框架安装在先前在装配场地准备的支撑结构上。此外，这种处理方法使得可以相对于已知的系统大大简化该系统。在优选实施例中，机器人与被指派完成装配操作的操作者合作操作。这再次使得可以极大地简化系统的结构和控制，因为机器人只需将支撑框架的部件临时组装在一起，并将光伏太阳能板临时放置和定位在前述支撑框架上。支撑框架的部件暂时保持在所述辅助支撑框架上，该辅助支撑框架配置有支撑和/或容纳元件或壁，该支撑和/或容纳元件或壁被配置成将前述部件定位就位。这样，装配的质量也得到提高，因为电池板和部件的任何形状(或几何形状)缺陷都被立即检测到，因为它们不适合机器人在其中定位部件的辅助支撑和容纳框架。

在根据本发明的系统中，操作者然后手动完成构成支撑框架的部件和支撑框架上的光伏太阳能板的连接操作。本发明的另一个重要优点在于，事实上所述站的布置有机器人的基座结构还用作工件保持容器和工作台的支撑和参考结构，机器人从工件保持容器中拾取待组装的元件和部件，工作台带有输送线的用于支撑和推进辅助框架的相关部段，光伏太阳能板的支撑框架在该辅助框架上组装。由于机器人和与机器人协作的系统的所有元件都相对于所述基座结构定位在适当的位置，这再次使得可以大大简化系统。因此，当站被运输到新的操作地点时，所有系统部件总是保持位于前述基座结构中，而不需要对机器人控制软件进行任何调整或修改。这也适用于使得前述辅助支撑框架前进的运输系统，光伏太阳能板的支撑框架组装在该辅助支撑框架上。

根据本发明的系统的另一个重要优点在于，事实上在由操作者完成组装操作之后，在所述站中组装的光伏太阳能板的阵列借助机动化的移运器被运输到装配地点，该机动化的移运器自身携带光伏太阳能板的阵列及其支撑框架并将其放置在场地中设置的支撑结构上。在优选实施例中，光伏太阳能板的支撑框架和布置在场地的支撑结构之间的连接操作由场地的操作者手动执行和/或完成。

附图说明

从下面参照附图的描述中，本发明的进一步的特征和优点将变得清楚明白，附图仅作为非限制性的示例提供，其中：

-图1是装配在场地上的光伏太阳能板的阵列的局部透视图，其中大部分电池板被移除，以示出在其上安装光伏太阳能板的支撑框架，

-图2是用于组装打算在场地上装配的光伏太阳能板的阵列的站的实施例示例的横截面正视图，

-图2A是图2的细节的放大视图，

-图2B示出了图2A的变型，

-图2b示出了图2B的放大细节，

-图2C是图2B的细节的平面视图，

-图3是示出光伏太阳能板的阵列的组装站的平面视图，参考图2的解决方案，

-图4是根据图3的线IV-IV的放大比例的横截面图，

-图5是示出了夹具的实施例的透视图，该夹具由根据本发明的系统的机器人使用来装配光伏太阳能板，以及

-图6-22是示出根据本发明的系统的不同操作步骤的示意性平面视图。

具体实施方式

在图1中，附图标记1整体上表示装配在场地F中的光伏太阳能板P的阵列。光伏太阳能板P安装在支撑框架2上，在所示的示例中，支撑框架包括水平布置的纵向梁3和刚性连接(例如借助螺钉)到纵向梁3的多个横向构件4。光伏太阳能板P又借助任何连接方式(例如通过铆接)刚性地连接到横向构件4。为了使支撑框架2可见，图1仅示出了处于组装状态的两块电池板P。

在根据本发明的方法中，通过将构成支撑框架2的部件3、4组装在一起并将光伏太阳能板P装配在支撑框架2上，光伏太阳能板的阵列1在距装配地点一定距离处组装。一旦组装好，该结构以下面将要说明的方式被运输到装配地点，在那里它被安装在预先在场地F中准备好的支撑结构上。典型地，布置在场地F上的光伏太阳能板的阵列的支撑结构包括多个杆5(在图1中仅一个可见)，这些杆被布置在场地F上相互间隔开的位置并且沿着几个平行且间隔开的行分布(也见图21、22)。纵向梁3连接到每个杆5的顶部，中间插入以任何已知方式制成的支撑装置6，以便可以使得纵向梁3围绕其纵向轴线旋转，从而在白天将光伏太阳能板P定向为跟踪太阳的表观运动。

在所示的示例中，在每个杆5处，梁3被夹在下半环和上半环之间，下半环和上半环例如借助螺钉彼此刚性连接。下半环是跟踪装置/跟踪器的一部分，该跟踪装置/跟踪器插入杆5的上端部并且包括电动马达，以将围绕梁3的纵向轴线的旋转传递给前述下半环。传递给下半环的摆动运动被传递给纵向梁3，该纵向梁被刚性地夹紧在构成支撑装置6的下半环和上半环之间。

如上所述，根据本发明的方法包括光伏太阳能板的阵列1的第一组装步骤，该第一组装步骤借助于邻近装配场地F定位的可运输的站S1中的机器人R(图2)来执行。前述第一组装步骤包括组装支撑框架2和在支撑框架2上组装光伏太阳能板P。

用于执行第一组装步骤的站S1包括可运输的基座结构B(图2)，机器人R安装在该基座结构上并定位就位。

在所示示例中，基座结构B是安装在工业车辆8(例如半铰接卡车)的平台7上的平台。但是，该解决方案在此仅作为示例示出，因为显然可以采用在任何情况下都允许站S1在需要于不同的装配场地操作时容易移动的任何替代的解决方案。例如，基座结构B可以是可堆垛的平台，其被配置为被提升并装载到任何类型的运输车辆上。

在基座结构B上，邻近机器人R，固定工作台9定位就位并固定，其支撑辅助支撑结构11的输送线10的部段，该辅助支撑结构用于在其上组装光伏太阳能板P的前述支撑框架2，并且随后允许在如此组装的支撑框架2上组装光伏太阳能板P。

参照图2和2A，在所示的示例中，安装在基座结构B上的工作台9包括两个侧部结构90和一个中间结构91，它们支撑并引导辅助支撑结构11沿着纵向水平方向X(见图3)的运动，该方向垂直于车辆8的纵向方向。

在基座结构B上，一个或更多个工件保持容器也被安装并在位置上进行参考，其准备由机器人R拾取并组装在一起以形成支撑框架2的工件和部件，并且其包含待安装在支撑框架2上的光伏太阳能板P。在图2、图3的示例中，示出了用于构成框架2的横向构件4的容器C1和用于光伏太阳能板P的两个容器C2。图3还示出了用于移除纵向梁3的区域C3，该纵向梁用于构成每个光伏太阳能板的阵列的支撑框架2。

其上组装有光伏太阳能板的阵列的辅助支撑结构11呈水平辅助框架的形式，其沿着输送线部段10前进，位于由基座结构B承载的工作台9上方，以连续地将辅助框架11的不同部分带到邻近机器人R处，并允许支撑框架2的机器人R在辅助框架11上进行组装，以及将光伏太阳能板P装配在支撑框架2上。

在附图所示的示例中，该系统提供了一系列辅助支撑框架11(在该特定情况下，提供了两个框架11)，这些辅助支撑框架在纵向方向X上彼此对齐并且以可移除的方式连接，这些辅助支撑框架可以连续地定位在由S1站的基座结构B承载的工作台9上方，以允许在每个辅助框架11上组装相应的光伏太阳能板的阵列。输送线部段10包括由工作台9承载的支撑和引导装置，以支撑并引导辅助框架11在水平纵向方向X上的运动，以及由工作台9承载的致动装置，以致动辅助框架11沿着纵向水平方向X的运动。在所示的示例中，支撑和引导装置包括可旋转地安装在工作台9的结构上的多个滚子或轮12。再次，在所示的具体示例的情况下，至少一些滚子或轮12是机动化的，使得它们也用作致动辅助框架的运动的装置。

在图2和图2A所示的特定解决方案的情况下，形成工作台9的一部分的两个侧部结构90中的每一个都支撑包括机动滚子12的输送线10的部段。另一方面，形成工作台9的一部分的中心结构91承载可自由旋转的滚子13，以便支撑和引导辅助框架11的下部纵向肋14。

当然，根据任何已知类型的输送系统，设置在站S1中的输送线部段的具体构造也可以完全不同于图2-4中仅作为示例示出的构造。本发明中设想的重要概念在于，事实上支撑结构和输送系统都是由同一基座结构B承载的部件，易于运输，必须执行组装操作的机器人R也安装在该基座结构上，并且承载组装光伏太阳能板的阵列所需的至少部分部件的容器C1、C2也安装在该基座结构上。以这种方式，辅助框架11的支撑和引导系统以及上述机器人和其余部件都相对于同一基座结构B定位就位，这允许简单和方便的编程机器人R的电子控制，并且确保组装操作的精度，而不需要使用复杂的系统，例如视觉系统来辅助机器人，并且极大地简化了机器人控制软件。

图2B、2C和2D显示了替代的结构形式。在这些图中，对应于图2、图2A和图3的部件用相同的附图标记表示。在图2B、2C和2D的变型中，由站S1的基座结构B承载的工作台包括主结构90和辅助结构91，该主结构和辅助结构承载对准的一系列滚子12，这些滚子围绕水平且相对于输送方向X横向的相应的轴线自由地旋转(如图3所示)。滚子12支撑并引导辅助支撑框架11的运动。为此，框架11包括两个纵向梁110，它们布置在框架11的两侧和下方，并搁置在滚子12上。用于致动框架11的运动的系统与结构90相关联并且包括两个电动马达M，这两个电动马达借助齿轮箱组件G驱动两个轮120围绕各自的竖直轴线120A旋转。两个轮120与形成框架11的一部分的两个侧部纵向梁110中的一个的侧壁摩擦接合(特别参见图2C和2D)，使得它们的旋转导致框架11在运输方向X上前进。再次参照图2D，由轮120接合的形成框架11的一部分的纵向梁110的侧壁也在相对于轮120纵向间隔开的位置被接合，该接合通过由任何已知类型的传动装置(未示出)连接到两个编码器装置EN的轮EN1，编码器装置因此能够在框架11沿运输方向X移动期间监控框架的位置。

在车辆8上存在机柜80，该机柜包含机器人的电子控制器，以及用于给机器人和输送线部段10的滚子12的致动马达供电的电池81。

机器人81的电子控制被配置和编程为控制机器人R并控制辅助框架11的运动的致动装置。特别地，电子控制器81使辅助框架11前进到操作位置，在该位置机器人R将光伏太阳能板的支撑框架2组装在框架11上，然后将光伏太阳能板P定位在如此组装的支撑框架2上方。

在示出的示例中，电子控制器81被配置成逐步地推进辅助框架11，以允许机器人R在支撑辅助框架11的不同部分上逐步地进行支撑框架2和光伏太阳能板P的组装。在提供串联布置的两个辅助框架11(在一种变型中，两个框架11是单个滑动件的一部分)的所示示例的情况下，该系统被配置成在两个辅助框架11的不同部分上连续地组装相应支撑框架2的不同部分和与之相关联的光伏太阳能板P。

由站S的基座结构B承载的工作台9还设置有任何已知类型的参考装置(未示出)，用于在其运动的每一步之后将辅助支撑框架11参考到预定位置。例如，该参考装置可以由遮挡装置构成，该遮挡装置由可移动的接合元件(例如，销)组成，该可移动的接合元件选择性地接合在布置在辅助支撑框架11上的多个纵向间隔开的开口中的一个开口中。替代地，可以使用一个或更多个编码器装置，如参考图2D的示例所示。又或者，可以设想使用激光阅读器来检测由框架11承载的条形码或QR码。

参照图3、图4，在工作台9的上游和/或下游(参照辅助支撑框架11的前进方向)设置了独立的支撑结构15，其包括一系列的在一起对齐的门形结构150，这些门形结构沿着X方向间隔开并且通过上部纵向臂连接。结构15设置有用于辅助框架11的支撑和引导装置。参照图4，每个门形结构150包括两个立柱151，在所示的示例中，立柱借助轮154支撑在地面上。立柱151通过横向构件152相互连接，该横向构件承载可自由旋转的滚子16，用于支撑和引导辅助支撑框架11的运动。

在这里示出的实施例中，每个支撑框架11配置有任何类型的支撑和/或容纳元件或壁(未示出)，以在其上保持(在临时连接的情况下)由机器人R放置在辅助框架11上的光伏太阳能板的阵列的支撑框架2的部件和由机器人R放置在支撑框架2上的光伏太阳能板P。为此，框架11可以包括例如外围壁和内壁，其限定了用于待组装的框架2的部件和光伏太阳能板p的支撑和容纳空间。

在设置了由门形结构150组成的独立的支撑结构15的站S1的下游，存在站S1附近的站S2，在该站处由操作者手动完成部件和光伏太阳能板P的连接。特别地，操作者设想例如通过螺纹将横向构件4刚性地连接到纵向梁3(见图1)，并且通过铆接将光伏太阳能板P刚性地放置和连接到横向构件4上。这些操作可以由站在辅助支撑框架11下面的操作者来执行，因为辅助支撑框架在相对于地面升高的位置被支撑和引导(见图4)。

在图4所示的示例中，借助于轮154，门形结构150可以容易地重新定位。此外，立柱151可以围绕铰接轴153弯曲，以允许每个门形结构150被布置成用于运输的体积减小的构造。

为了将构成支撑框架2和光伏太阳能板P的元件保持在适当的位置，每个辅助支撑框架11可以布置有支撑和参考元件，这允许部件被松散地保持在相对正确的位置，直到它们以精确的方式定位并且由站S2中的操作者彼此刚性连接。这样，组装的控制系统可以进一步简化，因为机器人不需要确保非常精确的定位。

附图中的图5以示例的方式示出了夹具G，机器人R可以设置有该夹具来拾取、支撑和放置光伏太阳能板P。

图6-22是显示根据本发明的系统的不同操作步骤的示意性平面视图。在这些图中，对应于图1-4所示的部件的部件用相同的附图标记表示。

图6示出了光伏太阳能板的阵列的支撑框架2在第一辅助支撑框架11上的组装操作的开始。图6示出了两个辅助支撑框架11中的第一个的前端位于站S1中的机器人R附近的情况。参照图6、图22，辅助支撑框架11的前进方向是从右向左。此外，在图6所示的情况下，两个辅助支撑框架11仍然是“空的”，并且机器人R处于合适的位置来拾取纵向梁3，该纵向梁旨在构成待组装在第一辅助框架11上的支撑框架2。图7示出了机器人R处于已经将在图6的步骤中拾取的纵向梁3放置在第一辅助框架11上方的位置。图8示出了机器人R在将纵向梁3放置在第一辅助框架11上之后，正在拾取将安装在梁3上方的第一横向构件4。图9示出了机器人R处于将横向构件4放置在梁3顶部的位置。如上所述，在优选实施例示例中，每个辅助支撑框架11设置有支撑和参考元件，其允许梁3和横向构件4保持在适当的位置，而不需要这些元件之间的刚性连接。因此，机器人R使梁3和横向构件4处于松散的临时连接状态，然后这些部件之间的连接操作由站S2的操作者手动进行。

图10、图11示出了机器人连续定位四个不同的横向构件4并准备拾取光伏太阳能板P。

图12示出了机器人R处于将先前拾取的光伏太阳能板P放置在辅助框架11上方的支撑框架的前两个横向构件4上的位置。图13、图14示出了机器人R正在定位额外的光伏太阳能板P。在从图13的状态到图14的状态的过程中，用于致动辅助框架11的移动的装置已经通过两个辅助框架11向前完成了一步，以这种方式，先前放置在横向构件4上的第一系列的六块太阳能板P位于站S2，在此处操作者执行和/或完成组装，例如通过将横向构件4拧在梁3上以及通过将光伏太阳能板P铆接在横向构件4上。图15示出了当站S2中的操作者完成第一系列电池板P的组装时，机器人继续在辅助框架11的第二部分上组装支撑框架2。图16、图17示出了机器人R继续将新系列的光伏太阳能板P放置在支撑框架2的第二部分上，而在站S2，操作者继续执行必要的拧紧和铆接操作以使光伏太阳能板的阵列的结构具有刚性。图18、图19示出了机器人R在第一辅助框架11的剩余部分上完成光伏太阳能板的定位。同时，两个辅助框架11通过进一步步骤前进，以允许站S2中的操作者开始在位于第一辅助框架11后部分的最后一系列光伏太阳能板P上进行拧紧和铆接操作。

图20示出了第一辅助框架11已经移动到相对于站S1的前进位置，而第二辅助框架11已经将其前部分移动到机器人R的一侧，从而机器人R可以开始组装支撑框架2并将光伏太阳能板P放置在第二辅助框架11上的操作。图20还示出了在第二辅助框架11之后，第三辅助框架11是可见的。根据本发明的公开内容，实际上可以设想任何数量的辅助框架。

可以设想，框架11在运输方向X上纵向来回移动，以在每次组装循环完成时返回到起始位置。替代地，可以设置用于框架11的循环系统。

图20、图21示出，在根据本发明的方法中，一旦光伏太阳能板的阵列已经在站S1和S2组装好，它就借助于机动化的移运器V运输到场地中的装配地点。

在所示示例中，没有驾驶员的机动化的移运器可以是例如工业中使用的任何已知类型，并且属于所谓的AGV或AMR车辆的类别。例如，机动化的移运器V可以是装备有机动车轮和方向盘的移运器，具有用于致动机动车轮的至少一个电动马达、用于致动方向盘转向的至少一个电动马达、电力供应电池和电子控制器，该电子控制器例如通过有线或无线方式接收来自位于车辆外部的操作者的指令。在图示的示例中，操作者走到移运器附近，并伴随移运器到装配地点。

回到图3所示的示例，布置在站S1和站S2下游的支撑和引导结构的端部部分20具有自由的中心空间，用于允许机动化的移运器V插入光伏太阳能板的阵列的运输平面下方。一旦在站S2中完成了支撑框架2的组装和电池板P的组装，这样组装的结构可以在方向X(图3)上前进，脱离在相应辅助框架11上方的接合，并且到达最终的支撑站20，该最终的支撑站具有中心自由空间，机动化的移运器V可以插入在该中心自由空间中。

根据第一个示例，该移运器可以配置有可竖直移动的上部平台(未示出)，该上部平台由任何已知类型的提升装置(例如，伸缩装置)操作，使得该移运器可以被升高以提升其上方的电池板P阵列的支撑框架2，以便将其运输到装配地点。对于组装在第二辅助框架11上方的光伏太阳能板的阵列，也可以重复同样的操作，之后(在图3的示例的情况下)，可以使由两个辅助框架11组成的列车再次向后滑动到组装两个新的光伏太阳能板的阵列所需的操作循环可以再次开始的位置。在三个或更多辅助框架11的列车的情况下，可以从站的出口到站的入口设置空辅助框架的再循环系统。

图21示出了操作者将上面装载有光伏太阳能板结构的机动化的移运器V引导至装配地点。图22示出了根据上面已经参照图1描述的方法，在光伏太阳能板的阵列已经放置在杆5上之后，操作者和机动化的移运器V正在离开装配位置。在装配的位置，纵向梁3在柱5上方的组装操作由操作者手动进行。例如，装置6可以被布置成最初移除上半环，以便允许支撑框架2的纵向梁3放置在装置6的下半环上方。随后，操作者装配上半环，将上半环刚性地连接到下半环，以便将纵向梁3刚性地夹紧在下半环和上半环之间，并且因此允许通过布置在一些杆5中的跟踪装置或跟踪器来控制纵向梁3围绕其纵向轴线的定向。

一旦光伏太阳能板的阵列被放置在装配位置，控制机动化的移运器V的移动的操作者可以将移运器带回站S1，S2，以准备拾取同时组装的新的光伏太阳能板的阵列。

因此，可以看出，根据本发明的系统在尽可能快速和自动装配光伏太阳能板的需求与同时尽可能降低系统的复杂性和成本的需求之间实现了理想的折衷。

当然，在不损害本发明的原理的情况下，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，结构的细节和实施例可以相对于纯粹通过示例描述和示出的那些有很大变化。

Claims (26)

1.一种用于在户外场地组装和装配光伏太阳能板(P)的阵列(1)的方法，包括：

a)组装光伏太阳能板的阵列(1)的第一步骤，该第一步骤借助于至少一个机器人(R)在邻近装配场地(F)固定定位的可运输的站(S1)处执行，

b)运输在所述第一步骤中组装的所述光伏太阳能板的阵列(1)的第二步骤，在所述第二步骤中借助于机动化的移运器(V)将组装的光伏太阳能板的阵列(1)从所述站(S1)运输到所述光伏太阳能板的阵列(1)的装配地点，

c)将在所述第二步骤中运输的光伏太阳能板的阵列(1)组装到所述装配地点的第三步骤，在所述装配地点，所述光伏太阳能板的阵列(1)安装在预先在场地(F)上准备的支撑结构上(5)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一组装步骤包括组装用于所述光伏太阳能板(P)的支撑框架(2)，以及在所述支撑框架(2)上组装多个光伏太阳能板(P)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用于执行第一组装步骤的所述站(S1)包括可运输的基座结构(B)，至少一个机器人安装在该可运输的基座结构上并定位就位(R)，并且工作台(9)也安装在所述可运输的基座结构上，该工作台支撑用于输送辅助支撑结构(11)的输送线部段(10)，所述光伏太阳能板的阵列(1)在该辅助支撑结构上组装并定位就位。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述基座结构(B)上，用于工件的一个或更多个容器(C1，C2)也被安装并定位就位，所述容器备有工件和部件，所述工件和部件取自所述至少一个机器人(R)并被组装在一起以形成用于所述光伏太阳能板的所述支撑框架(2)，所述基座结构还支撑用于待安装在所述支撑框架(2)上的光伏太阳能板(P)的容器。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少一个机器人将所述支撑框架(2)的部件松散地组装在所述辅助支撑结构(11)上，并且还将所述光伏太阳能板(P)松散地组装在所述部件上，并且所述部件和所述光伏太阳能板(P)的连接由定位在邻近所述站(S1)的位置(S2)处的操作者手动完成。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在其上由所述至少一个机器人(R)组装所述光伏太阳能板的阵列(1)的所述辅助支撑结构呈水平辅助框架(11)的形式，该水平辅助框架在由基座结构(B)承载的所述工作台(9)上方沿着所述输送线部段(10)前进，以将所述辅助支撑框架(11)的不同部分依次带到邻近所述至少一个机器人(R)处并且能够通过所述至少一个机器人(R)在所述辅助支撑框架(11)上组装所述支撑框架(2)和所述光伏太阳能板(P)，所述辅助支撑框架(11)被配置为将所述支撑框架(2)的所述部件和/或前述的光伏太阳能板(P)定位就位并且将其临时保持。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二运输步骤借助于没有驾驶员的机动化的移运器(V)来执行，所述机动化的移运器由该移运器外的操作者控制并且被配置为接收组装的光伏太阳能板的阵列(1)，并且将所述阵列放置在布置于装配场地(11)上的支撑结构(2)上方。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，布置在所述站(S1)处的所述可运输的基座结构(B)由工业车辆(8)的平台(7)构成。

9.一种用于在户外场地组装和装配光伏太阳能板(P)的阵列(1)的系统，该系统包括：

-可运输的站(S1)，所述可运输的站邻近装配场地固定定位，该可运输的站包括至少一个机器人(R)，所述至少一个机器人被配置和编程为组装光伏太阳能板的阵列(1)，以及

-机动化的移运器(V)，所述机动化的移运器用于将在所述站(S1)组装的光伏太阳能板的阵列(1)运输到所述光伏太阳能板的阵列在所述装配场地中的装配地点，在所述装配地点，所述光伏太阳能板的阵列(1)将被组装到预先布置在场地中的支撑结构上。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述可运输的站(S1)包括可运输的基座结构(B)，所述至少一个机器人(R)安装在所述可运输的基座结构上并定位就位，并且工作台(9)也安装在所述可运输的基座结构上并定位就位，所述工作台支撑用于输送辅助支撑结构(11)的输送线部段(10)，所述光伏太阳能板的阵列(1)通过组装用于所述光伏太阳能板的支撑框架(2)以及通过在所述支撑框架(2)上组装多个光伏太阳能板而在所述辅助支撑结构上由所述至少一个机器人(R)组装。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，用于光伏太阳能板(P)的一个或更多个容器以及一个或更多个工件保持容器(C1，C2)也被安装在所述基座结构(B)上并定位就位，所述一个或更多个工件保持容器备有工件和部件，所述工件和部件取自所述至少一个机器人(R)并被组装在一起以形成所述光伏太阳能板的所述支撑框架(2)。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，在其上组装有所述光伏太阳能板的阵列(1)的所述辅助支撑结构呈水平辅助框架(11)的形式，所述水平辅助框架在由所述基座结构(B)承载的所述工作台(9)上方沿着所述输送线部段(10)前进，以将所述辅助支撑框架(11)的不同部分依次带到邻近所述至少一个机器人(R)处，并且能够通过所述至少一个机器人(R)在所述辅助支撑框架(11)上组装用于光伏太阳能板(P)的所述支撑框架(2)和所述光伏太阳能板(P)。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述输送线部段(10)包括：由所述工作台(9)承载的支撑和引导装置(12)，该支撑和引导装置用于支撑并引导所述辅助支撑框架(11)在纵向水平方向(X)上的移动；以及由所述工作台(9)承载的致动装置(12)，该致动装置用于致动所述辅助支撑框架(11)沿着所述纵向水平方向的移动。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述支撑和引导装置包括可旋转地安装在所述工作台(9)的结构上的多个滚子或轮(12)。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述滚子或轮(12)中的至少一些是机动化的，使得它们也用作用于致动所述辅助支撑框架(11)的运动的致动装置。

16.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，至少一个电子控制器(80)安装在所述站(S1)的所述基座结构(B)上，以控制所述至少一个机器人(R)，并控制所述辅助支撑框架(11)的运动的致动装置；所述至少一个电子控制器(80)被配置成将所述辅助支撑框架(11)推进到操作位置，在该操作位置中，所述至少一个机器人(R)在所述辅助支撑框架上组装所述光伏太阳能板的支撑框架(2)并将所述光伏太阳能板定位在如此组装的支撑框架(2)上。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述至少一个电子控制器(80)被配置成逐步地推进所述支撑辅助框架(11)，以允许所述至少一个机器人(R)在所述辅助支撑框架(11)的不同部分上逐步地执行所述支撑框架(2)和所述光伏太阳能板(P)的组装。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，由所述基座结构(B)承载的所述工作台(9)设置有定位装置，以在其每个移动步之后将所述辅助支撑框架(11)定位在预定位置。

19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，其布置有对齐的一系列辅助支撑框架(11)，这些辅助支撑框架以可拆卸的方式彼此连接并且能够连续地定位在由所述站(S1)的基座结构(B)承载的所述工作台(9)上，从而能够在每个辅助框架(11)上组装相应的光伏太阳能板的阵列。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，参照所述一系列辅助支撑框架(11)的运动方向(X)，在由所述站(S1)的基座结构(B)承载的所述工作台(9)的上游和/或下游设置有独立的支撑结构(15)，该独立的支撑结构配置有用于所述辅助支撑框架(11)的支撑和引导装置(16)。

21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述独立的支撑结构(15)设置有上表面，该上表面具有可自由旋转的滚子或轮(16)，以支撑并引导联接到所述辅助支撑框架(11)的辅助支撑框架(11)的运动，所述辅助支撑框架的运动由所述工作台(9)承载的所述致动装置驱动。

22.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，布置在所述站(S1)处的所述可运输的基座结构(B)由工业车辆(8)的平台(7)构成，所述工作台(9)布置在所述平台(7)上，所述输送线部段(10)被布置成在垂直于所述工业车辆(8)的平台(7)的纵向方向的水平运动方向(X)上引导所述辅助支撑框架(11)。

23.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述辅助支撑框架(11)配置有支撑和容纳元件，以将由所述至少一个机器人(R)放置在所述辅助支撑框架(11)上的所述支撑框架(2)的部件和由所述至少一个机器人(R)放置在所述支撑框架(2)上的光伏太阳能板定位就位并暂时保持松散连接状态，所述系统进一步包括邻近所述可运输的站(S1)的站(S2)，在该站处由操作者手动完成所述部件和光伏太阳能板的连接。

24.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，用于将在所述站(S1)处组装的光伏太阳能板的阵列(1)运输到光伏太阳能板的阵列(1)在所述装配场地(F)中的装配地点的所述机动化的移运器是没有驾驶员的机动化的移运器(V)，所述机动化的移运器被配置为由该移运器外的操作者控制并且被设计为将组装的光伏太阳能板的阵列(1)置于所述机动化的移运器上，并将所述光伏太阳能板的阵列放置在布置于所述装配场地(F)上的支撑结构(5)上方。

25.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，所述机动化的移运器(V)具有可竖直移动的上部平台，该可竖直移动的上部平台被配置成自身携带所述光伏太阳能板的阵列(1)并将所述光伏太阳能板的阵列安放在所述装配场地(F)中准备的所述支撑结构(5)的顶部上。

26.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述机动化的移运器配备有提升装置，该提升装置被配置为拾取、提升和放置所述光伏太阳能板的阵列(1)。

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