CN220228510U - 一种光伏板下地面风蚀沉积检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及风蚀检测的技术领域，尤其涉及一种光伏板下地面风蚀沉积检测系统。光伏板下地面风蚀沉积检测系统包括三维激光扫描仪、数据收集处理模块和安装调节机构；三维激光扫描仪用于收集光伏板下侧地面沙丘移动变化的点云数据；数据收集处理模块与三维激光扫描仪通信连接，数据收集处理模块用于接收三维激光扫描仪产生的点云数据并进行处理成图；三维激光扫描仪设置在安装调节机构上，安装调节机构用于调节三维激光扫描仪的位置。本申请的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，使用三维激光扫描仪对光伏板下地面风蚀、沉积进行检测，检测的精度和效率高。

Description

一种光伏板下地面风蚀沉积检测系统

技术领域

本申请涉及风蚀检测的技术领域，尤其涉及一种光伏板下地面风蚀沉积检测系统。

背景技术

在荒漠、沙漠、戈壁滩等地建设太阳能光伏发电，因其安全、便利、高效、节约用地资源等特点，已成为普遍关注和重点发展的建设方式。

近几年沙尘暴对环境的影响日益突出，特别是在荒漠、沙漠、戈壁滩等地，沙漠风蚀对光伏基地稳定性影响十分显著。其中，太阳能光伏板安装在光伏支架上，光伏支架通过螺旋桩深入地下固定在地面上。因此，地面的风蚀、沉积对螺旋桩的稳固性影响十分明显。

但是，传统的监测方法主要是用测绘仪器测景，但传统的测绘仪器采样点少，很难反映变形的全部特征，不适用于光伏板下地面风蚀、沉积的检测。

实用新型内容

本申请提供一种光伏板下地面风蚀沉积检测系统，用以解决光伏板下地面风蚀沉积检测困难的问题。

本申请提供一种光伏板下地面风蚀沉积检测系统，包括：三维激光扫描仪、数据收集处理模块和安装调节机构；

所述三维激光扫描仪用于收集光伏板下侧地面沙丘移动变化的点云数据；

所述数据收集处理模块与所述三维激光扫描仪通信连接，所述数据收集处理模块用于接收所述三维激光扫描仪产生的点云数据并进行处理成图；

所述三维激光扫描仪设置在所述安装调节机构上，所述安装调节机构用于调节三维激光扫描仪的位置。

在一些实施方式中，所述安装调节机构包括固定桩、固定块、横杆、夹持件和调节件，所述固定块设置在所述固定桩上，所述横杆设置在所述固定块上，所述夹持件设置在所述横杆上，所述夹持件用于将所述三维激光扫描仪夹持在所述横杆上，所述调节件设置在所述横杆上，所述调节件用于调节固定桩的位置，以保持所述横杆水平。

在一些实施方式中，所述调节件包括连接块和至少三个支撑杆，所述连接块套设在所述固定桩上，所述支撑杆周向均布铰接在所述连接块上，所述支撑杆的铰接轴线垂直于所述固定桩的延伸方向，所述支撑杆沿支撑杆的长度方向伸缩。

在一些实施方式中，所述固定块滑动套设在所述固定桩上，所述固定块沿所述固定桩的延伸方向滑动，所述固定块上设置有固定件，所述固定件用于将所述固定块固定在所述固定桩上。

在一些实施方式中，所述固定件包括固定螺杆，所述固定螺杆螺纹穿设在所述固定块上，所述固定螺杆穿过所述固定块与所述固定桩抵接。

在一些实施方式中，所述固定桩上开设有限位槽，所述限位槽沿所述固定桩的延伸方向设置，所述固定螺杆穿设到所述限位槽内与所述限位槽底壁抵接。

在一些实施方式中，所述固定桩的顶部设置有桩帽，所述桩帽的直径大于所述固定桩的直径。

在一些实施方式中，所述固定桩沿竖直方向伸缩。

在一些实施方式中，所述横杆沿水平方向伸缩。

在一些实施方式中，所述夹持件包括安装板、双向螺杆和两个夹持块，所述安装板设置在所述横杆上，所述安装板上开设有滑槽，所述双向螺杆转动连接在所述滑槽内，两个所述夹持块部分延伸到所述滑槽内，并分别螺纹套设在所述双向螺杆的两端，所述三维激光扫描仪夹持在两个所述夹持块之间。

本申请提供的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，通过三维激光扫描仪自动收集光伏板下侧指定范围的地面沙丘移动变化的点云数据，再通过数据收集处理模块处理，即可得到精准的实地测量沙丘变化规律；采用三维激光扫描仪全面的对沙丘进行实时的扫描检测，更加有利于反映沙丘变形的全部特征，提高检测的精度；并且，通过调节支撑杆的位置，以保持三维激光扫描仪保持水平，通过调节固定块的位置、横杆和固定桩的长度以调节三维激光扫描仪的检测位置以及检测范围，以便于对光伏板下地面沙丘的检测。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请提供的光伏板下地面风蚀沉积检测系统的示意图；

图2为本申请提供的光伏板下地面风蚀沉积检测系统的安装调节机构的结构示意图；

图3为图2中固定桩的部分结构示意图；

图4为图2中横杆的剖视图；

图5为图2中横杆的俯视图。

附图标记说明：

100-三维激光扫描仪；

200-数据收集处理模块；

300-电源；

400-安装调节机构；410-固定桩；411-限位槽；412-桩帽；420-固定块；421-固定螺杆；430-横杆；440-夹持件；441-安装板；442-双向螺杆；443-夹持块；444-滑槽；450-调节件；451-支撑杆；452-连接块；460-水平泡。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在荒漠、沙漠、戈壁滩等地建设太阳能光伏发电，因其安全、便利、高效、节约用地资源等特点，已成为普遍关注和重点发展的建设方式。近几年沙尘暴对环境的影响日益突出，特别是在荒漠、沙漠、戈壁滩等地，沙漠风蚀对光伏基地稳定性影响十分显著。

太阳能光伏板安装在光伏支架上，光伏支架通过螺旋桩深入地下固定在地面上。因此，地面的风蚀、沉积对螺旋桩的稳固性影响十分明显。但是，传统的监测方法主要是用测绘仪器测景，比如使用全站仪测量，但传统的测绘仪器采样点少，很难反映变形的全部特征，不适用于光伏板下地面风蚀、沉积的检测。

为了解决上述问题，本申请提供一种光伏板下地面风蚀沉积检测系统，通过三维激光扫描仪自动收集光伏板下侧指定范围的地面沙丘移动变化的点云数据，再通过数据收集处理模块处理，即可得到精准的实地测量沙丘变化规律；采用三维激光扫描仪全面的对沙丘进行实时的扫描检测，更加有利于反映沙丘变形的全部特征，提高检测的精度；并且，通过调节支撑杆的位置，以保持三维激光扫描仪保持水平，通过调节固定块的位置、横杆和固定桩的长度以调节三维激光扫描仪的检测位置以及检测范围，以便于对光伏板下地面沙丘的检测。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本申请提供一种光伏板下地面风蚀沉积检测系统，参照图1和图2，光伏板下地面风蚀沉积检测系统包括三维激光扫描仪100、数据收集处理模块200和安装调节机构400。

三维激光扫描仪100用于收集光伏板下侧地面沙丘移动变化的点云数据。

数据收集处理模块200与三维激光扫描仪100通信连接，数据收集处理模块200用于接收三维激光扫描仪100产生的点云数据并进行处理成图。并通过不同时间节点的点云数据的对比，得到沙丘的变化情况。

三维激光扫描仪100安装在安装调节机构400上，安装调节机构400用于调节三维激光扫描仪100的位置。安装调节机构400可以有效的对三维激光扫描仪100的位置进行调整，以调整三维激光扫描仪100的扫描范围在光伏板螺旋桩的安装位置。

三维激光扫描仪100可以快速地以毫米级采样间隔获取实体表面点的三维坐标并以点云数据形式存储到计算机中。它可以快速建立目标的三维模型并提取线、面、体等制图数据，实现“实景复制”，传统的单点数据采集方式得以改变。将三维激光扫描技术与沙漠监测有机地结合在一起，大大提高了工作效率，三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，可以获取高精度高分辨率的数字地形模型，并通过对比实现对沙丘的移动监测。

具体的，数据收集处理模块200为电脑，电脑和三维激光扫描仪100通讯连接。并且光伏板下地面风蚀沉积检测系统还包括电源300，电脑和三维激光扫描仪100均与电源300电连接。三维激光扫描仪100包括RGB、红外线发射器及红外线摄影机三个镜头所构成的3D深度感应器。

其中，上述实施方式的工作流程为：

1、安装调试设备，将三维激光扫描仪100安装在安装调节机构400上，并通过安装调节机构400调节三维激光扫描仪100的水平位置，使得三维激光扫描仪100保持水平。

2、设置扫描范围，启动三维激光扫描仪100，调节三维激光扫描仪100的扫描范围能够包括光伏板的螺旋桩所在位置。

3、自动保存指定范围数据，三维激光扫描仪100将扫描的点云数据传输给电脑，电脑通过相应的软件启动、收集、保存指定范围的点云数据。

4、软件分析，得到的数据通过电脑相应的软件进行分析处理，将不同时间段的点云数据进行对比分析，并通过降噪、分割处理，即可得到较为精确的光伏下地面风蚀、沉积变化规律。

5、得出风蚀、沉积量，根据电脑软件对比分析得出的光伏下地面风蚀、沉积变化规律计算出相应的风蚀、沉积量。

在本申请中，采用三维激光扫描技术获取了沙丘的三维点云数据，最终得到沙丘的大比例尺地形图。由于三维扫描技术具有高效率等特点，通过设置控制点能够实现对目标物的多次扫描，因此通过扫描结果对比可以看出沙丘在这段时间内的偏移。通过三维激光扫描技术的应用，在三维空间里大幅度提高了测量密度，扫描速度快、数据质量高，因此大幅度提高了测量数据的精准度；并且，采集过程大量减少了传统人统计时的工作量，既节省了时间，也有效地减少了人为因素介入造成的误差；同时，临测结果更加直观、易操作、易利用。

三维激光扫描仪100的扫描范围有限，在一些实施例中，可以通过使用多个三维激光扫描仪100进行定点观测，多个三维激光扫描仪100均与电脑通讯连接，电脑对多个三维激光扫描仪100传输的数据进行拼接处理，从而得到相应完整的点云数据。

参照图2，安装调节机构400包括固定桩410、固定块420、横杆430、夹持件440和调节件450，固定块420套设在固定桩410上，横杆430固定在固定块420上，夹持件440安装在横杆430上，夹持件440用于将三维激光扫描仪100夹持在横杆430上，调节件450连接在横杆430上，调节件450用于调节固定桩410的位置，以保持横杆430水平。

其中，固定桩410为圆形钢柱，在其他实施例中固定桩410也可以是方形钢柱，在此不做过多的限制。

参照图2，调节件450包括连接块452和至少三个支撑杆451，连接块452套设在固定桩410上，支撑杆451周向均布铰接在连接块452上，支撑杆451的铰接轴线垂直于固定桩410的延伸方向，支撑杆451沿支撑杆451的长度方向伸缩。

示例性的，支撑杆451设置为三个，三个支撑杆451均布铰接在连接块452的侧壁上，从而使得三个支撑杆451形成三脚架对固定桩410进行进一步的支撑和固定。

进一步的，支撑杆451为伸缩杆，支撑杆451沿支撑杆451的长度方向伸缩，并且，支撑杆451上还螺纹穿设有螺栓，螺栓螺纹穿设到支撑杆451的内部，将支撑杆451固定。在安装固定桩410时，转动支撑杆451，将支撑杆451支撑在地面上，对固定桩410进行支撑，并且通过分别调节支撑杆451的长度，使得固定桩410竖直设置，进而实现固定桩410上的横杆430的水平，从而以便于对三维激光扫描仪100的安装。

在一些实施方式中，参照图2和图3，固定块420滑动套设在固定桩410上，固定块420沿固定桩410的延伸方向滑动，固定块420上设置有固定件，固定件用于将固定块420固定在固定桩410上。

示例性的，参照图3，固定桩410上开设有限位槽411，限位槽411沿固定桩410的延伸方向开设，固定件包括固定螺杆421，固定螺杆421螺纹穿设在固定块420上，固定螺杆421穿过固定块420并穿设到限位槽411内与限位槽411底壁抵接。固定螺杆421远离固定桩410的端部固定有调节头，以便于转动固定螺杆421，当然也可以直接使用螺栓代替固定螺杆421。固定螺杆421延伸到固定槽内，固定槽的侧壁限制了固定螺杆421的移动方向，从而避免了固定块420的转动，同时也有利于对固定块420的固定。

参照图2，固定桩410的顶部固定有桩帽412，桩帽412的直径大于固定桩410的直径。桩帽412可以是焊接固定在固定桩410上，也可以是采用螺纹连接的方式固定连接在固定桩410的顶部。桩帽412限制了固定块420从固定桩410的顶部的滑出的情况，并且，桩帽412的设置，有利于操作人员对固定桩410施加压力，将固定桩410部分插入到沙丘内，从而以便于对固定桩410的固定。

具体的，固定桩410为伸缩桩，固定桩410沿竖直方向伸缩，固定桩410包括外桩体和内桩体，内桩体滑动套设在外桩体上，并沿外桩体的长度方向滑动，以调节固定桩410的长度，固定块420套设在外桩体上，连接块452固定在内桩体上。外桩体上螺纹穿设有螺栓，螺栓穿过外桩体与内桩体抵接，从而实现外桩体和内桩体的相对固定，以便于将固定桩410调节到所需的长度。内桩体远离外桩体的一端还一体成型有锥形桩头，以便于将固定桩410插入到沙丘内。

参照图2，横杆430沿水平方向伸缩。横杆430同样为伸缩杆，夹持件440设置在横杆430远固定桩410的端部，将三维激光扫描仪100固定在横杆430上后，还可以通过调节横杆430的长度，以调节三维激光扫描仪100在水平方向上的位置，进而实现对三维激光扫描仪100扫描范围的调节。

在上述实施方式中，横杆430上还螺纹连接有螺栓，螺栓螺纹穿设到横杆430的内部，从而将横杆430固定在所需位置，以便于对横杆430的调节和固定。

在一些实施方式中，参照图4和图5，夹持件440包括安装板441、双向螺杆442和两个夹持块443，安装板441焊接固定在横杆430上表面的端部，安装板441上开设有滑槽444，双向螺杆442转动连接在滑槽444内，双向螺杆442的转动轴线平行于滑槽444的长度方向，双向螺杆442两端的螺纹旋向相反，两个夹持块443部分延伸到滑槽444内，并分别螺纹套设在双向螺杆442的两端，在转动双向螺杆442时，带动螺纹套设在双向螺杆442两端的两个夹持块443相对滑动，三维激光扫描仪100夹持在两个夹持块443之间。

双向螺杆442的一端延伸到安装板441外，并且双向螺杆442延伸到安装板441外的一端固定有调节把手，以便于人工转动双向螺杆442。

在一些实施例中，为了便于将横杆430调平，安装板441上嵌设有水平泡460，在调节固定桩410时，可以通过水平泡460判断横杆430的水平状态，使得操作更加便捷。同样的，在一些实施例中，还可以将水准仪和安装调节机构400结合，从而保持三维激光扫描仪100的水平。

本申请提供的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，通过三维激光扫描仪100自动收集光伏板下侧指定范围的地面沙丘移动变化的点云数据，再通过数据收集处理模块200处理，即可得到精准的实地测量沙丘变化规律；采用三维激光扫描仪100全面的对沙丘进行实时的扫描检测，更加有利于反映沙丘变形的全部特征，提高检测的精度；并且，通过调节支撑杆451的位置，以保持三维激光扫描仪100保持水平，通过调节固定块420的位置、横杆430和固定桩410的长度以调节三维激光扫描仪100的检测位置以及检测范围，以便于对光伏板下地面沙丘的检测。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，包括三维激光扫描仪、数据收集处理模块和安装调节机构；

所述三维激光扫描仪用于收集光伏板下侧地面沙丘移动变化的点云数据；

所述数据收集处理模块与所述三维激光扫描仪通信连接，所述数据收集处理模块用于接收所述三维激光扫描仪产生的点云数据并进行处理成图；

所述三维激光扫描仪设置在所述安装调节机构上，所述安装调节机构用于调节三维激光扫描仪的位置。

2.根据权利要求1所述的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，所述安装调节机构包括固定桩、固定块、横杆、夹持件和调节件，所述固定块设置在所述固定桩上，所述横杆设置在所述固定块上，所述夹持件设置在所述横杆上，所述夹持件用于将所述三维激光扫描仪夹持在所述横杆上，所述调节件设置在所述横杆上，所述调节件用于调节固定桩的位置，以保持所述横杆水平。

3.根据权利要求2所述的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，所述调节件包括连接块和至少三个支撑杆，所述连接块套设在所述固定桩上，所述支撑杆周向均布铰接在所述连接块上，所述支撑杆的铰接轴线垂直于所述固定桩的延伸方向，所述支撑杆沿支撑杆的长度方向伸缩。

4.根据权利要求2所述的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，所述固定块滑动套设在所述固定桩上，所述固定块沿所述固定桩的延伸方向滑动，所述固定块上设置有固定件，所述固定件用于将所述固定块固定在所述固定桩上。

5.根据权利要求4所述的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，所述固定件包括固定螺杆，所述固定螺杆螺纹穿设在所述固定块上，所述固定螺杆穿过所述固定块与所述固定桩抵接。

6.根据权利要求5所述的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，所述固定桩上开设有限位槽，所述限位槽沿所述固定桩的延伸方向设置，所述固定螺杆穿设到所述限位槽内与所述限位槽底壁抵接。

7.根据权利要求4所述的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，所述固定桩的顶部设置有桩帽，所述桩帽的直径大于所述固定桩的直径。

8.根据权利要求2-7任一项所述的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，所述固定桩沿竖直方向伸缩。

9.根据权利要求2-7任一项所述的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，所述横杆沿水平方向伸缩。

10.根据权利要求2-7任一项所述的光伏板下地面风蚀沉积检测系统，其特征在于，所述夹持件包括安装板、双向螺杆和两个夹持块，所述安装板设置在所述横杆上，所述安装板上开设有滑槽，所述双向螺杆转动连接在所述滑槽内，两个所述夹持块部分延伸到所述滑槽内，并分别螺纹套设在所述双向螺杆的两端，所述三维激光扫描仪夹持在两个所述夹持块之间。