CN211366142U - 一种光伏组件安装装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光伏组件安装装置，包括承载单元、第一直线导轨、支架、抓取件和压块安装单元，其中，承载单元用于承载光伏组件且能够沿承载梁往复移动，承载梁用于承载和固定光伏组件；第一直线导轨平行地设置于承载梁的上方，且能够相对于承载梁升降；支架能够沿第一直线导轨往复移动；抓取件设置在与承载单元相对的支架的一面；压块安装单元设置在与抓取件相对的支架的另一面。本实用新型还提供一种控制系统。相对有人工安装光伏组件能够避免光伏组件在安装过程中的爆板、隐裂、背板划伤等问题，而且，能够降低劳动强度、提高安装效率。

Description

一种光伏组件安装装置及控制系统

技术领域

本实用新型涉及光伏组件安装技术领域，特别是涉及一种光伏组件安装装置及控制系统。

背景技术

光伏组件在实际应用时，需要将其以阵列的形式排列在承载梁上，然后利用压块将光伏组件紧固安装在承载梁上，即压块的两翼分别压合在相邻两光伏组件的边框上，再利用同时贯穿压块中部和承载梁的螺栓将光伏组件紧固安装在承载梁上。

目前，光伏组件以人工安装为主，即人工将光伏组件排列在承载梁上，然后利用扳手将螺栓拧紧，实现光伏组件的紧固安装。

人工在排列光伏组件时，由于抬起和放下的力不均匀或人工误操作等，因此，导致光伏组件在安装过程中存在爆板、隐裂、背板划伤等问题，严重时将影响光伏组件发电站的发电效率。而且，人工安装还存在劳动强度大和安装效率低的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够实现光伏组件自动安装的光伏组件安装装置和控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种光伏组件安装装置，包括承载单元、第一直线导轨、支架、抓取件和压块安装单元，其中，承载单元用于承载光伏组件且能够沿承载梁往复移动，承载梁用于承载和固定光伏组件；第一直线导轨平行地设置于承载梁的上方，且能够相对于承载梁升降；支架能够沿第一直线导轨往复移动；抓取件设置在与承载单元相对的支架的一面；压块安装单元设置在与抓取件相对的支架的另一面。

采用了上述技术方案，承载有光伏组件且能够在承载梁上做往复移动的承载单元将光伏组件传送至安装位置附近，支架带动抓取件沿第一直线导轨移动到承载单元的上方，并下降直至抓取光伏组件，抓取有光伏组件的抓取件随支架上升至一定高度后，沿第一直线导轨移动至安装位置后再次下降以将光伏组件放置在承载梁上，利用压块安装单元完成压块的抓取、传送和紧固，以实现光伏组件自动紧固安装在承载梁上。相对于现有的人工安装，由于抬起和放下光伏组件具有均匀的力，因此，能够避免光伏组件在安装过程中的爆板、隐裂、背板划伤等问题，而且，能够降低劳动强度、提高安装效率。

优选地，承载单元包括传动轮、传动件、电机、支撑件和承载板，传动轮为若干，且间隔设置在承载梁上；传动轮之间由传动件连接；电机的输出轴与其中一个传动轮连接；每一个传动轮对应设置一个支撑件，支撑件用于支撑传动轮；承载板固定连接于支撑件上。

采用了上述技术方案，利用电机、传动轮和传动件实现动力的传输，最终带动承载板以及放置在承载板上的光伏组件沿承载梁移动到安装位置附近，具有结构简单、成本低和维护方便等优点。

优选地，传动件为传送带。

优选地，承载单元和第一直线导轨之间设置若干升降气缸。

采用了上述技术方案，升降气缸的一端紧固连接于承载单元、另一端紧固连接于第一直线导轨，即第一直线导轨根据实际工况随升降气缸上升或下降。由升降气缸实现第一直线导轨的上升或下降，具有噪音小、升降响应快、到达目标位置后缓冲性能优以及运行平稳等优点。

优选地，抓取件为吸盘。

采用了上述技术方案，光伏组件在安装过程中，受光面朝向，而光伏组件的受光面一般为玻璃盖板，即吸盘通过吸附玻璃盖板实现光伏组件的抓取和传送，具有结构简单、吸附力强等优点。

优选地，压块安装单元包括第二直线导轨、压块槽和压块安装模组，第二直线导轨设置在支架上，且与第一直线导轨平行；压块槽设置在第二直线导轨一侧的支架上，用于盛放压块；压块安装模组能够沿第二直线导轨往复移动，用于抓取、传送并紧固压块。

采用了上述技术方案，压块槽设置在第二直线导轨的一侧，方便沿第二直线导轨移动的压块安装模组抓取放置在压块槽内的压块。而且采用压块安装模组实现压块的抓取、传送和紧固，具有集成化和自动化程度高的优点。

优选地，压块安装模组包括滑块、机械手臂和气动扳手，滑块能够沿第二直线导轨往复移动；机械手臂承载于与支架相对的滑块的一面，且能够在垂直于光伏组件的方向往复移动；气动扳手承载于机械手臂之间的滑块上。

采用了上述技术方案，机械手臂在滑块的带动下能够实现在水平方向和竖直方向上的移动，以适应不同规格光伏组件的安装。压块的安装位置一般位于其中心，机械手臂抓取压块并需要安装时，由于气动扳手位于机械手臂之间，即能够与压块的安装位置正对，方便气动扳手拧紧压块上的螺栓。

优选地，第二直线导轨和压块槽能够在与第一直线导轨垂直的方向往复移动。

采用了上述技术方案，由于第二直线导轨和压块槽能够在与第一直线导轨垂直的方向往复移动，因此，能够根据待安装的光伏组件的规格或承载梁之间的间距，调整第二直线导轨和压块槽与承载梁之间的距离，以适应不同的安装位置。

优选地，压块安装模组还包括高度传感器，高度传感器设置在与机械手臂同侧的滑块上。

采用了上述技术方案，高度传感器能够检测抓取件至承载于承载单元上的光伏组件之间的距离，防止抓取件过渡下降损坏光伏组件。另外，还能够检测抓取件至承载梁之间的距离，以控制第一直线导轨下降的幅度，进一步避免第一直线导轨下降不到位或过度下降而导致的放置光伏组件过程中对其的损坏。

本实用新型还提供一种控制系统，包括电源模块、控制模块和高度感应模块，控制模块由电源模块供电；控制模块分别与承载单元、升降气缸、支架和压块安装单元通讯连接；高度感应模块与控制模块通讯连接。

综上所述，本实用新型提供的光伏组件安装装置和控制系统，能够避免光伏组件在安装过程中的爆板、隐裂、背板划伤等问题，而且，能够降低劳动强度、提高安装效率。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例提供的光伏组件安装装置抓取光伏组件状态下的正面示意图；

图2是本实用新型一个实施例提供的光伏组件安装装置抓取光伏组件状态下的底部示意图；

图3是本实用新型一个实施例提供的光伏组件安装装置安装光伏组件状态下的正面示意图；

图4是本实用新型一个实施例提供的光伏组件安装装置安装光伏组件状态下的底部示意图；

图5是本实用新型一个实施例提供的支架和压块安装单元的结构示意图；

图6是本实用新型一个实施例提供的压块安装单元的局部示意图；

图7是本实用新型一个实施例提供的压块安装模组的整体结构示意图；

图8是本实用新型一个实施例提供的控制系统的整体结构示意图。

其中：1.承载单元，10.传动轮，11.传动件，12.电机，13.支撑件，14.承载板，2.承载梁，3.光伏组件，4.第一直线导轨，5.支架，6.抓取件，7.压块安装单元，70. 第二直线导轨，71.压块槽，72. 压块安装模组，720.滑块，721.机械手臂，722.气动扳手，723.高度传感器，8.升降气缸，9.压块；a.电源模块，b.控制模块，c.高度感应模块。

具体实施方式

下面结合附图说明根据本实用新型的具体实施方式。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型提供的光伏组件安装装置的第一个实施例，具体参见图1至图4，包括承载单元1、第一直线导轨4、支架5、抓取件6和压块安装单元7，其中，承载单元1用于承载光伏组件3且能够沿承载梁2往复移动，承载梁2用于承载和固定光伏组件3；第一直线导轨4平行地设置于承载梁2的上方，且能够相对于承载梁2升降；支架5能够沿第一直线导轨4往复移动；抓取件6设置在与承载单元1相对的支架5的一面；压块安装单元7设置在与抓取件6相对的支架5的另一面。

在本实施例中，承载梁2用于承载和固定光伏组件3，即光伏组件3安装完成后，在承载梁2上呈矩阵排布，而承载梁2可以平铺或倾斜设置在屋顶或地面。承载梁2优选具有一定承载能力且方便压块9安装的槽钢，当然也可以是具有一定承载能力的其他钢结构。承载梁2的数量优选为两个，布置方式优选为相互平行，两者之间的间距根据待安装的光伏组件3规格和布设方向而定。当然，承载梁2的数量也不仅限于两个，即可以是三个、四个或五个等。

承载单元1沿承载梁2往复移动以将其承载的光伏组件3运送至安装位置附近，或者是在安装过程中实现承载单元1的位置变化以适应安装需求，或者是在安装完成后移动至方便往承载单元1上重新堆叠光伏组件3的位置等。承载单元1沿承载梁2的往复移动为光伏组件3的自动安装奠定基础。承载单元1的承载面优选为与光伏组件3形状一致的形状，尺寸不做具体限定，只要能够满足承载需求即可。承载单元1采用具有一定承载能力的钢结构制成。

第一直线导轨4的数量优选与承载梁2的数量相等，且一个承载梁2的上方对应平行设置一个第一直线导轨4，可以通过设置在承载梁2和第一直线导轨4之间的气缸或液压缸实现第一直线导轨4相对于承载梁2的升降。而且为了确保第一直线导轨4在升降过程中的稳定性，气缸或液压缸优选均布在第一直线导轨4和承载梁2之间。第一直线导轨4相对于承载梁2的升降，实现设置在第一直线导轨4上的支架5和抓取件6的升降，进一步地实现抓取件6抓取位于承载单元1上的光伏组件3，抓取完成后，第一直线导轨4相对于承载梁2升高，到达一定高度后，支架5沿第一直线导轨4移动至安装位置，并降低第一直线导轨4，直至将光伏组件3放置在承载梁2上后，抓取件6松开光伏组件3，实现一个光伏组件3从承载单元1运送至安装位置，而后，以相同的路径返回至承载单元1的上方，并采用上述方式运送另一光伏组件3，以实现光伏组件3的矩阵排布。进一步地，将第一直线导轨4下降至方便压块安装单元7作业的高度，以完成光伏组件3与承载梁2的紧固，最终实现光伏组件3的自动安装。

本实施例相对于现有的人工安装，由于抬起和放下光伏组件3具有均匀的力，因此，能够避免光伏组件3在安装过程中的爆板、隐裂、背板划伤等问题，而且，能够降低劳动强度、提高安装效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，具体可参见图2，承载单元1包括传动轮10、传动件11、电机12、支撑件13和承载板14，传动轮10为若干，且间隔设置在承载梁2上；传动轮10之间由传动件11连接；电机12的输出轴与其中一个传动轮10连接；每一个传动轮10对应设置一个支撑件13，支撑件13用于支撑传动轮10；承载板14固定连接于支撑件13上。

在本实施例中，每一承载梁2上均对应设置数量相等的传动轮10、传动件11、电机12和支撑件13，支撑件13上紧固连接以承载板14。传动轮10的轮缘与承载梁2的外边缘接触，并沿承载梁2移动，传动轮10的轮缘内侧的轮毂上张紧设置传动件11。为了确保承载单元1具有稳定的运行状态，每一承载梁2上的传动轮10、传动件11、电机12和支撑件13的规格相等，且承载单元1在运行过程中，电机12具有相同的转速和转向、传动轮10之间具有相同的传动比。

在本实施例中，利用电机12、传动轮10和传动件11实现动力的传输，最终带动承载板14以及放置在承载板14上的光伏组件3沿承载梁2移动到安装位置附近，具有结构简单、成本低和维护方便等优点。

在上述实施例的基础上，进一步地，传动件11为传送带。

在上述实施例的基础上，进一步地，承载单元1和第一直线导轨4之间设置若干升降气缸8。

在本实施例中，承载单元1相对且与承载梁2平行的两侧均对应设置数量相等的升降气缸8，即升降气缸8的一端紧固连接于承载单元1、另一端紧固连接于第一直线导轨4，第一直线导轨4根据实际工况随升降气缸8上升或下降。由升降气缸8实现第一直线导轨4的上升或下降，具有噪音小、升降响应快、到达目标位置后缓冲性能优以及运行平稳等优点。

在上述实施例的基础上，进一步地，抓取件6为吸盘。

在本实施例中，吸盘设置在与光伏组件3相对的支架5的一面，为了确保对光伏组件3具有稳定且均匀的吸附力，吸盘均匀布设在支架5上，吸盘的数量不作具体限定。

在本实施例中，光伏组件3在安装过程中，受光面朝向，而光伏组件3的受光面一般为玻璃盖板，即吸盘通过吸附玻璃盖板实现光伏组件3的抓取和传送，具有结构简单、吸附力强等优点。

在上述实施例的基础上，进一步地，具体参见图5和图6，压块安装单元7包括第二直线导轨70、压块槽71和压块安装模组72，第二直线导轨70设置在支架5上，且与第一直线导轨4平行；压块槽71设置在第二直线导轨70一侧的支架5上，用于盛放压块9；压块安装模组72能够沿第二直线导轨70往复移动，用于抓取、传送并紧固压块9。

在本实施例中，由于压块9需要与承载梁2紧固连接，因此，第二直线导轨70、压块槽71和承载在第二直线导轨70上的压块安装模组72的数量与承载梁2的数量相等，且优选设置在承载梁2的正上方或斜上方，以缩短压块9从压块槽71运送到承载梁2之间的距离。

在本实施例中，压块槽71设置在第二直线导轨70的一侧，方便沿第二直线导轨70移动的压块安装模组72抓取放置在压块槽71内的压块9。而且采用压块安装模组72实现压块9的抓取、传送和紧固，具有集成化和自动化程度高的优点。

在上述实施例的基础上，进一步地，具体参见图7，压块安装模组72包括滑块720、机械手臂721和气动扳手722，滑块720能够沿第二直线导轨70往复移动；机械手臂721承载于与支架5相对的滑块720的一面，且能够在垂直于光伏组件3的方向往复移动；气动扳手722承载于机械手臂721之间的滑块720上。

在本实施例中，采用压块安装模组72实现压块9的安装时，首先机械手臂721和气动扳手722向上移动至不与压块槽71干涉的高度，而后，由滑块720带动机械手臂721和气动扳手722沿第二直线导轨70移动至压块9的上方，并将机械手臂721下降至能够抓取压块9的位置，抓取压块9后，再次向上提升机械手臂721至不与压块槽71干涉的高度，由滑块720带动机械手臂721和气动扳手722沿第二直线导轨70移动至光伏组件3的安装位置，安装位置一般是相邻两个光伏组件3之间的承载梁2，将机械手臂721下降至安装位置，即压块9的两翼分别压合两个光伏组件3的边框，压块9的中间部分与承载梁2接触，且位于压块9中间的螺栓90贯穿位于承载梁2上的装配孔（图中未示出）内，此时，下降气动扳手722，将位于压块9中间的螺栓90拧紧，实现光伏组件3上一个工位的安装，重复上述操作实现光伏组件3上所有待安装工位的顺序安装。

在本实施例中，机械手臂721在滑块720的带动下能够实现在水平方向和竖直方向上的移动，以适应不同规格光伏组件3的安装。压块9的安装位置一般位于其中心，机械手臂721抓取压块9并需要安装时，由于气动扳手722位于机械手臂721之间，即能够与压块9的安装位置正对，方便气动扳手722拧紧压块9上的螺栓90。

在上述实施例的基础上，进一步地，第二直线导轨70和压块槽71能够在与第一直线导轨4垂直的方向往复移动。

在本实施例中，由于第二直线导轨70和压块槽71能够在与第一直线导轨4垂直的方向往复移动，因此，能够根据待安装的光伏组件3的规格或承载梁2之间的间距，调整第二直线导轨70和压块槽71与承载梁2之间的距离，以适应不同的安装位置。

在上述实施例的基础上，进一步地，压块安装模组72还包括高度传感器723，高度传感器723设置在与机械手臂721同侧的滑块720上。

在本实施例中，高度传感器723能够检测抓取件6至承载于承载单元1上的光伏组件3之间的距离，防止抓取件6过渡下降损坏光伏组件3。另外，还能够检测抓取件6至承载梁2之间的距离，以控制第一直线导轨4下降的幅度，进一步避免第一直线导轨4下降不到位或过度下降而导致的放置光伏组件3过程中对其的损坏。

本实用新型还提供一种控制系统，具体参见图8，包括电源模块a、控制模块b和高度感应模块c，控制模块b由电源模块a供电；控制模块b分别与承载单元1、升降气缸8、支架5和压块安装单元7通讯连接；高度感应模块c与控制模块b通讯连接。

其中，高度感应模块c至少包括高度传感器723。

下面将详细介绍控制系统的控制方法：

将待安装的光伏组件3依次堆叠在承载单元1的承载面上，控制单元b向承载单元1发送第一位移指令，承载单元1沿承载梁2移动至安装位置附近；

高度感应模块c检测第一直线导轨4和承载单元1之间的距离，并将第一检测结果发送至控制模块b，控制模块b根据第一检测结果向升降气缸8发送第二位移指令，以将第一直线导轨4上升至支架5移动时不与光伏组件3发生干涉的位置；

控制模块b向支架5发送第三位移指令，以将支架5沿上升后的第一直线导轨4移动至光伏组件3的正上方；

高度感应模块c检测抓取件6和位于顶层的光伏组件3之间的距离，并将第二检测结果发送至控制模块b，控制模块b向升降气缸8发送第四位移指令，控制抓取件6逐渐向位于顶层的光伏组件3靠近，直至抓取位于顶层的光伏组件3；

控制模块b向升降气缸8发送第五位移指令，以再次将第一直线导轨4上升至支架5移动时不与光伏组件3发生干涉的位置；

控制模块b向支架5发送第六位移指令，以将抓取有光伏组件3的支架5移动至安装位置；到达安装位置后，控制模块b向升降气缸8发送第七位移指令，以将第一直线导轨4下降至便于光伏组件3放置在承载梁2上的高度后，抓取件6松开光伏组件3；

在控制模块b的控制下，按照以上操作依次完成光伏组件3在承载梁2上的阵列式排布；

控制模块b向压块安装单元7发送第八位移指令，以控制压块安装单元7抓取、传送并紧固压块9；

将紧固信息依次传送至高度感应模块c和控制模块b。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏组件安装装置，其特征在于，包括：

承载单元，所述承载单元用于承载光伏组件且能够沿承载梁往复移动，所述承载梁用于承载和固定所述光伏组件；

第一直线导轨，所述第一直线导轨平行地设置于所述承载梁的上方，且能够相对于所述承载梁升降；

支架，所述支架能够沿所述第一直线导轨往复移动；

抓取件，所述抓取件设置在与所述承载单元相对的所述支架的一面；

以及压块安装单元，所述压块安装单元设置在与所述抓取件相对的所述支架的另一面。

2.根据权利要求1所述的光伏组件安装装置，其特征在于，所述承载单元包括：

传动轮，所述传动轮为若干，且间隔设置在所述承载梁上；

传动件，所述传动轮之间由所述传动件连接；

电机，所述电机的输出轴与其中一个所述传动轮连接；

支撑件，每一个所述传动轮对应设置一个所述支撑件，所述支撑件用于支撑所述传动轮；

承载板，所述承载板固定连接于所述支撑件上。

3.根据权利要求2所述的光伏组件安装装置，其特征在于，所述传动件为传送带。

4.根据权利要求1所述的光伏组件安装装置，其特征在于，所述承载单元和所述第一直线导轨之间设置若干升降气缸。

5.根据权利要求1所述的光伏组件安装装置，其特征在于，所述抓取件为吸盘。

6.根据权利要求1所述的光伏组件安装装置，其特征在于，所述压块安装单元包括：

第二直线导轨，所述第二直线导轨设置在所述支架上，且与所述第一直线导轨平行；

压块槽，所述压块槽设置在所述第二直线导轨一侧的所述支架上，用于盛放压块；

压块安装模组，所述压块安装模组能够沿所述第二直线导轨往复移动，用于抓取、传送并紧固所述压块。

7.根据权利要求6所述的光伏组件安装装置，其特征在于，所述压块安装模组包括：

滑块，所述滑块能够沿所述第二直线导轨往复移动；

机械手臂，所述机械手臂承载于与所述支架相对的所述滑块的一面，且能够在垂直于所述光伏组件的方向往复移动；

气动扳手，所述气动扳手承载于所述机械手臂之间的所述滑块上。

8.根据权利要求6所述的光伏组件安装装置，其特征在于，所述第二直线导轨和所述压块槽能够在与所述第一直线导轨垂直的方向往复移动。

9.根据权利要求7所述的光伏组件安装装置，其特征在于，所述压块安装模组还包括高度传感器，所述高度传感器设置在与所述机械手臂同侧的所述滑块上。

10.一种控制系统，其特征在于，包括：

电源模块，

控制模块，所述控制模块由所述电源模块供电；所述控制模块分别与承载单元、升降气缸、支架和压块安装单元通讯连接；

高度感应模块，所述高度感应模块与所述控制模块通讯连接。

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