JP2013535641A - Robot heliostat system and operation method - Google Patents

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Abstract

太陽光受光面からの太陽利用エネルギーの生成量を増大させるために、ロボットコントローラを操作して、複数の太陽光受光面を自動的に位置付けるためのシステムと方法。ある実施形態において、ロボットコントローラは密閉された軌道内で移動し、磁気通信を用いて太陽光受光面を調整する。A system and method for automatically positioning a plurality of sunlight receiving surfaces by operating a robot controller to increase the amount of solar energy generated from the sunlight receiving surface. In some embodiments, the robot controller moves in a sealed trajectory and adjusts the sunlight receiving surface using magnetic communication.

Description

関連出願
本願は、2010年7月15日に出願された米国仮特許出願第61/364,729号と2010年12月3日に出願された米国仮特許出願第61/419,685号の優先権を主張し、これらの仮出願の全文を引用によって本願に援用する。本願は米国特許出願第13/118,274号に関連し、同出願の全文を引用によって本願に援用する。
RELATED APPLICATIONS This application is a priority of US Provisional Patent Application No. 61 / 364,729 filed July 15, 2010 and US Provisional Patent Application No. 61 / 419,685 filed December 3, 2010. The entire text of these provisional applications is incorporated herein by reference. This application is related to US patent application Ser. No. 13 / 118,274, the entire text of which is incorporated herein by reference.

本発明は、太陽追尾および校正装置、特に、太陽との正対関係を保持するために継続的な向き調整を必要とする太陽光発電、集光型太陽光発電および集光型太陽熱集熱システムのための追尾システムに関する。   The present invention relates to a solar tracking and calibration device, and in particular, solar power generation, concentrating solar power generation, and concentrating solar heat collection system that require continuous orientation adjustment in order to maintain a direct relationship with the sun. The tracking system for

太陽光を利用したエネルギーの価格を下げる試みにおいて、2自由度で正確に受光面の向き調整と校正を行うためのコスト低減に関する多くの開発がなされてきた。集光型太陽熱集熱システムにおいて、ヘリオスタットアレイ(heliostat array)は、2軸向き調整機構を利用して、ヘリオスタット反射鏡の法線ベクトルがその時の太陽の位置とターゲットの間の角度を2等分するように調整することによって、太陽光を中央タワーに向け直す。中央タワーによって生成された熱は、その後、工業用の蒸気や送電網用の電気の生成に使用できる。   In an attempt to reduce the price of energy using sunlight, many developments relating to cost reduction for accurately adjusting and calibrating the light receiving surface with two degrees of freedom have been made. In the concentrating solar thermal collection system, the heliostat array uses a biaxial adjustment mechanism, and the normal vector of the heliostat reflector reflects the angle between the sun position and the target at that time. Redirect sunlight to the central tower by adjusting it to divide equally. The heat generated by the central tower can then be used to generate industrial steam and electricity for the grid.

集光型太陽光発電(CPV)システムは、2軸機構を利用して、CPV面に対して垂直なベクトルが太陽位置ベクトルと一致する位置を確保する。CPV面が太陽と正対すると、内部光学系が太陽光を高効率の小型太陽電池セルに集めることができる。   A concentrating photovoltaic (CPV) system uses a biaxial mechanism to ensure that the vector perpendicular to the CPV plane coincides with the solar position vector. When the CPV surface faces the sun, the internal optical system can collect the sunlight into highly efficient small solar cells.

2軸位置決めシステムによれば、平板太陽光発電(PV)システムもまた、太陽追尾を通じて、より多くの電力を生成できる。固定型のチルトシステムと比較して、2軸PVシステムが生成するエネルギーは、年間ベースで35〜40%増である。このようなエネルギー生産量の増大は魅力的に思えるかもしれないが、現在の技術では、全体的な設備投資額と保守費用が40〜50%も増えるため、2軸太陽追尾の価値が過小評価されている。   According to the biaxial positioning system, a flat panel photovoltaic (PV) system can also generate more power through solar tracking. Compared to a fixed tilt system, the energy generated by a biaxial PV system is increased by 35-40% on an annual basis. Such an increase in energy production may seem attractive, but with current technology, the overall capital investment and maintenance costs increase by 40-50%, so the value of biaxial solar tracking is underestimated. Has been.

個々の受光面の制御と校正の問題に対する従来の解決策は大きく分けて、能動型個別駆動、モジュールまたはミラー連結、受動型制御の3種類に分類される。   Conventional solutions to the problem of control and calibration of individual light receiving surfaces are roughly classified into three types: active individual drive, module or mirror connection, and passive control.

米国特許出願第13/118,274号US patent application Ser. No. 13 / 118,274

Mack,Solar Engineering: htt@:www.rw−energy.com/pdf/yield−of−s_wheel−Almansa−graphics.pdfMack, Solar Engineering: http: //: www. rw-energy. com / pdf / yield-of-s_where-Almansa-graphics. pdf

能動型個別駆動モデルでは、各2軸システムに、2つのモータ、マイクロプロセッサ、バックアップ電源、現場配線、および、各受光面を制御し校正するための電子システムが必要となる。さらに、全ての構成要素の寿命が20年以上でなければならず、システムを厳しい設置環境から密閉する必要がある。個々の受光面を制御するための固定費用を分散させるために、従来の技術者が個別駆動方式の中で考案しているのは、150平方メートル(m)のヘリオスタットと225平方メートルのPV/CPV追尾装置を構築することである。この大きさであれば制御費用を下げられるが、大型の追尾装置には、鋼材、基礎、設置の要求が厳しくなるという問題が伴う。 In the active individual drive model, each two-axis system requires two motors, a microprocessor, a backup power source, field wiring, and an electronic system for controlling and calibrating each light receiving surface. In addition, the lifetime of all components must be 20 years or longer, and the system must be sealed from harsh installation environments. In order to disperse the fixed costs for controlling the individual light receiving surfaces, the conventional engineer has devised a heliostat of 150 square meters (m 2 ) and a PV / 225 square meter of PV / 225. It is to construct a CPV tracking device. If it is this size, the control cost can be reduced, but the large tracking device has the problem that the requirements for steel, foundation and installation become severe.

他の方法は、複数の受光面をケーブルまたは機械的連結手段を用いて一体に連結することにより、制御の固定費用の問題の解決を試みるものである。この方法は、モータの駆動コストの削減には効果的であるが、整地の要求が厳しくなり、設置工程が大幅に複雑化し、機械的連結手段に剛性が求められるために鋼材コストが増大する。随時発生する地盤沈下や製造と設置の不完全さにより、ヘリオスタットとCPVシステムには個別の調整が必要となり、これによってシステムが複雑化し、保守費用が増大する。   Another method attempts to solve the problem of fixed cost of control by connecting a plurality of light receiving surfaces together using a cable or mechanical connecting means. Although this method is effective in reducing the driving cost of the motor, the requirement for leveling becomes strict, the installation process is greatly complicated, and the rigidity of the mechanical connection means is required, so that the steel material cost increases. Occasional ground subsidence and imperfect manufacturing and installation require separate adjustments to the heliostat and CPV system, which complicates the system and increases maintenance costs.

油圧油、バイメタル板、またはバイオインスパイアード材料を利用して太陽を追尾する受動型システムは、平板太陽光発電用に限定され、個別駆動型または連結型システムと比較して、性能が低い。さらに、このシステムでは、エネルギー収率と地面被覆率の点でソーラフィールドを最適化するバックトラックアルゴリズム(backtracking algorithm)を実行することができない。   Passive systems that track the sun using hydraulic oil, bimetal plates, or bio-inspired materials are limited to flat photovoltaics and have lower performance compared to individually driven or coupled systems. In addition, this system cannot perform a backtracking algorithm that optimizes the solar field in terms of energy yield and ground coverage.

複数の太陽光受光面の位置を複数の太陽光受光面調整ホイールの動きに応答して制御するロボットコントローラが提供され、各太陽光受光面がそれに対応する太陽光受光面調整ホイールを有し、このロボットコントローラは軌道上に設置され、このロボットコントローラは、処理ユニットと、処理ユニットに通信可能に連結されてロボットコントローラの位置を判定する位置判定ユニットと、処理ユニットからの命令に応答してロボットコントローラを軌道に沿って移動させる駆動システムと、複数の太陽光受光面調整ホイールの第1の太陽光受光面調整ホイールのための第1の調整パラメータを決定する調整内容決定システムと、第1の調整パラメータに基づいて、第1の太陽光受光面調整ホイールを調整する係合システムと、を含む。   Provided is a robot controller that controls the positions of a plurality of sunlight receiving surfaces in response to movements of a plurality of sunlight receiving surface adjustment wheels, each sunlight receiving surface has a corresponding sunlight receiving surface adjustment wheel, The robot controller is installed on a track. The robot controller is connected to the processing unit, a position determination unit that is communicably connected to the processing unit and determines the position of the robot controller, and a robot in response to a command from the processing unit. A drive system for moving the controller along the track, an adjustment content determination system for determining a first adjustment parameter for the first sunlight receiving surface adjustment wheel of the plurality of sunlight receiving surface adjustment wheels, An engagement system for adjusting the first solar light receiving surface adjustment wheel based on the adjustment parameter.

本発明の具体的な実施形態と用途を本明細書で説明するが、当然のことながら、本発明は本明細書で開示される正確な構成と構成要素に限定されず、本発明の方法と装置の構成、動作、詳細には、特許請求の範囲に記された本発明の主旨と範囲から逸脱することなく、さまざまな改良、変更、改変を加えてもよい。   While specific embodiments and applications of the present invention are described herein, it should be understood that the present invention is not limited to the precise configuration and components disclosed herein, Various improvements, changes and modifications may be made in the arrangement, operation and details of the apparatus without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.

ある実施形態において、本発明は、そのマイクロプロセッサ、方位角調整駆動手段、仰角調整駆動手段、中央制御システムおよび配線が設けられていないヘリオスタットまたは太陽追尾装置に関連して使用できる。これらの構成要素を設けないことにより、従来のシステムと比較して大幅な低コスト化が可能であり、第4の駆動方式、すなわち能動型ロボット制御による受動型が実現する。このモデルでは、1つのロボットコントローラが、2つまたはそれ以上の太陽光受光面を3D空間内で校正し、調整する機能的役割を果たす。   In certain embodiments, the present invention can be used in connection with its microprocessor, azimuth adjustment drive means, elevation adjustment drive means, central control system and heliostat or solar tracking device without wiring. By not providing these components, the cost can be significantly reduced as compared with the conventional system, and the fourth drive system, that is, the passive type by the active robot control is realized. In this model, one robot controller plays the functional role of calibrating and adjusting two or more sunlight receiving surfaces in 3D space.

本発明の第2の実施形態において、ロボットコントローラは、受動型太陽光受光面間で移動し、上記受光面の付近にある1つまたは複数の調整ホイールの回転を正確に制御できる。これらの調整ホイールは、剛性または可撓性のシャフトに接続されていてもよく、このシャフトは、歯車、送りねじアセンブリに、または直接、太陽光受光面に連結できる。歯車、送りねじアセンブリまたは直接駆動システムは、回転入力運動を太陽光受光面の運動に変換する。歯車、送りねじアセンブリまたは直接駆動システムが可逆的である場合は、別の調整ホイールを使って制動機構を作動させてもよい。ロボットコントローラは、1つまたは複数の調整ホイールを制御することにより、1つまたは2つの軸上で太陽光受光面の向きを調整できるため、100セット以上の配線、モータ、中央コントローラ、校正センサの代わりとなる。これはまた、大型のヘリオスタットおよび太陽追尾装置を開発する原動力となった、1受光面あたりコストが比較的固定され、高額であるという、中心的な設計上の前提も崩すことになる。   In the second embodiment of the present invention, the robot controller moves between the passive solar light receiving surfaces and can accurately control the rotation of one or more adjustment wheels in the vicinity of the light receiving surface. These adjustment wheels may be connected to a rigid or flexible shaft, which can be coupled to a gear, a lead screw assembly, or directly to a sunlight receiving surface. A gear, lead screw assembly or direct drive system converts the rotational input motion into the motion of the solar receiving surface. If the gear, lead screw assembly or direct drive system is reversible, a separate adjustment wheel may be used to activate the braking mechanism. Since the robot controller can adjust the orientation of the sunlight receiving surface on one or two axes by controlling one or more adjustment wheels, more than 100 sets of wires, motors, central controllers, calibration sensors Instead. This also breaks the central design premise that the cost per light-receiving surface is relatively fixed and expensive, which has become the driving force for developing large heliostats and solar tracking devices.

各ロボットは年間5〜800万回の調整サイクルに耐えられなければならないため、理想的な調整インタフェースでは、調整ホイールの位置の制御を非接触で行う。第3の実施形態において、本発明は磁気または電磁インタフェースを利用して、調整ホイールの回転を制御することができる。軸方向磁束モータ機構を利用すれば、ロボットコントローラの調整ホイールインタフェースに可動部品は不要となる。   Since each robot must be able to withstand 5-8 million adjustment cycles per year, the ideal adjustment interface provides non-contact control of the position of the adjustment wheel. In a third embodiment, the present invention can control the rotation of the adjustment wheel using a magnetic or electromagnetic interface. If an axial magnetic flux motor mechanism is used, no moving parts are required for the adjustment wheel interface of the robot controller.

第4の実施形態において、ロボットコントローラは、調整前、調整中および調整後の調整ホイールの位置を検出できる。これは、ロボットコントローラ上に設けたホール効果センサと調整ホイール上に設けた個別の磁石または金属片を使用することによって実現してもよい。金属検出の方法としては、超低周波(VLF)、パルスインダクション(PI)、うなり周波数発振器(BFO)があり、これらに限定されない。ロボットはまた、光学、電磁または物理的マーキングシステムや検出方法を使用して、調整ホイールの瞬間位置を判定してもよい。このインタフェースはまた、個々のロボットスのテーション検出メカニズムの複雑さを軽減するために、個々の太陽光受光面ステーションの検出に使用してもよい。   In the fourth embodiment, the robot controller can detect the position of the adjustment wheel before adjustment, during adjustment, and after adjustment. This may be achieved by using Hall effect sensors provided on the robot controller and individual magnets or metal pieces provided on the adjustment wheel. Examples of metal detection methods include, but are not limited to, very low frequency (VLF), pulse induction (PI), and beat frequency oscillator (BFO). The robot may also determine the instantaneous position of the adjustment wheel using optical, electromagnetic or physical marking systems and detection methods. This interface may also be used to detect individual solar light receiving surface stations in order to reduce the complexity of the individual robot station detection mechanism.

第5の実施形態において、ロボットコントローラは、太陽光受光面を迅速に調整するように最適化される、ロボット調整装置は、1)3D空間におけるロボットコントローラの位置、2)3D空間における太陽光受光面とのその関係、3)時刻と場所に基づく太陽の現在位置、4)所望の指向位置、を素早く分析できる。これら4つの可変値がわかると、ロボットコントローラは個々の太陽光受光面について必要な調整量を計算できる。PVおよびCPV応用では、太陽光受光面を、直接太陽に向かわせても、またはバックトラック制御アルゴリズムにより定義される最適角度に向かわせてもよい。これに加えて、PV応用の場合、ロボットは場所、日付、時刻情報に依存する既存の方法を利用して太陽の位置を判定し、PVパネルを開ループ式に指向させてもよい。ヘリオスタット発電タワーシステムでは、太陽光受光面が太陽と中央のターゲットの間の角度を2等分する必要となる。太陽光受光面は常に更新されるわけではないため、ある用途において、最適な位置にすると、受光面は調整時と調整時の中間でもその最良の向きとなる。例えば、ある調整時の最適な仰角が26度で、次の調整時の新たな最大値が27度であるとすると、ロボットコントローラは受光面を2.65度に傾けるかもしれない。   In the fifth embodiment, the robot controller is optimized to quickly adjust the sunlight receiving surface. The robot adjustment device is 1) the position of the robot controller in 3D space, and 2) sunlight reception in 3D space. It is possible to quickly analyze the relationship with the surface, 3) the current position of the sun based on time and place, and 4) the desired pointing position. If these four variable values are known, the robot controller can calculate the necessary adjustment amount for each sunlight receiving surface. In PV and CPV applications, the solar receiving surface may be directed directly to the sun or to an optimum angle defined by a backtrack control algorithm. In addition, for PV applications, the robot may determine the position of the sun using existing methods that rely on location, date, and time information and direct the PV panel in an open loop manner. In the heliostat power generation tower system, the sunlight receiving surface needs to bisect the angle between the sun and the central target. Since the solar light receiving surface is not always updated, when the light receiving surface is optimally positioned in a certain application, the light receiving surface is in the best orientation even between adjustment and adjustment. For example, if the optimal elevation angle at a certain adjustment is 26 degrees and the new maximum value at the next adjustment is 27 degrees, the robot controller may tilt the light receiving surface to 2.65 degrees.

計算が終わると、ロボットコントローラは、搭載型の調整インタフェースを使って、太陽光受光面の位置を制御してもよい。ロボットコントローラの工程の最後のステップは、隣接する調整ステーションまでの距離を分析し、搭載されている、または外部の駆動機構を利用して、次の調整に備えた位置に移動することである。   When the calculation is finished, the robot controller may control the position of the sunlight receiving surface using an on-board adjustment interface. The final step in the robot controller process is to analyze the distance to the adjacent adjustment station and move to a position ready for the next adjustment using an on-board or external drive mechanism.

第6の実施形態において、2種類、3種類またはそれ以上の等級のロボットコントローラを使うことより、太陽光受光面のフィールドの向き調整を費用対効果の高い方法で行うことができる。最も高額な上級のロボットコントローラは、太陽光受光面のフィールドを正確に校正し、調整するのに必要な全ての機構を含んでいてもよい。中級のロボットコントローラは、太陽光受光面の向き調整に必要な全ての機構を含んでいてもよく、10年間以上の現場での動作に耐えられるように構築される。下級のロボットコントローラは、なるべく少ない機能的構成要素を備え、太陽光受光面を素早く調整できるようになされていてもよく、寿命より低コストを重視して設計されていてもよい。   In the sixth embodiment, by using two, three or more grades of robot controllers, the field orientation of the sunlight receiving surface can be adjusted in a cost-effective manner. The most expensive advanced robot controller may include all the mechanisms necessary to accurately calibrate and adjust the field of the sunlight receiving surface. The intermediate-level robot controller may include all the mechanisms necessary for adjusting the orientation of the sunlight receiving surface, and is constructed so that it can withstand operations on the site for more than 10 years. The lower-level robot controller may be provided with as few functional components as possible so that the solar light receiving surface can be adjusted quickly, and may be designed with an emphasis on lower cost than lifetime.

理想的な受動的型フィールドでは、初期校正と再校正には1つの上級のロボットコントローラを利用してもよい。中級のロボットコントローラは通常の作業に使用してもよく、上級のロボットコントローラからの入力に基づいて太陽光受光面を調整する。下級のロボットコントローラは緊急時に使用してもよく、それによって迅速で低コストの緊急時デフォーカス(defocus)および/または強風退避(wind stow)が可能となる。   In an ideal passive field, one advanced robot controller may be used for initial calibration and recalibration. The intermediate-level robot controller may be used for normal work, and the sunlight receiving surface is adjusted based on the input from the advanced robot controller. Inferior robot controllers may be used in an emergency, thereby allowing for quick and low cost emergency defocus and / or wind stow.

第7の実施形態において、ロボットコントローラのフィールドは、無線ネットワーク、直接連結システム、外部スイッチを介して、または個々の太陽光受光面または太陽光受光面の集合の付近にデータを保存することによって、相互に、および/または中央制御システムと通信する。   In the seventh embodiment, the field of the robot controller is stored via a wireless network, a direct connection system, an external switch, or in the vicinity of individual sunlight receiving surfaces or collections of sunlight receiving surfaces, Communicate with each other and / or with the central control system.

第8の実施形態において、ロボットコントローラは、複数の太陽光受光面を一度に調整できるように、複数の調整ホイールインタフェースを有する。   In the eighth embodiment, the robot controller has a plurality of adjustment wheel interfaces so that a plurality of sunlight receiving surfaces can be adjusted at a time.

第9の実施形態において、ロボットコントローラは停止することなく、個々の調整ホイールの1つまたは複数を制御できる。これは、接点、磁力および/または電磁力を使って調整ホイールを回転させるギアラックアンドピニオンシステムにより実現してもよい。   In the ninth embodiment, the robot controller can control one or more of the individual adjustment wheels without stopping. This may be achieved by a gear rack and pinion system that rotates the adjustment wheel using contacts, magnetic force and / or electromagnetic force.

第10の実施形態において、ロボットコントローラは、密閉されたチューブを通じてステーション間で移動し、大きな異物、水、埃の進入を防止することができる。また、ロボットコントローラを密閉して、さらに厳重な異物進入防止層を追加することも好ましいかもしれない。   In the tenth embodiment, the robot controller moves between stations through a sealed tube, and can prevent entry of large foreign objects, water, and dust. It may also be preferable to seal the robot controller and add a more stringent foreign matter entry prevention layer.

第11の実施形態において、ロボット搬送チューブは、ロボットコントローラが容易に中央位置に戻れるように敷設することができる。   In the eleventh embodiment, the robot transfer tube can be laid so that the robot controller can easily return to the central position.

第12の実施形態において、2つまたはそれ以上のロボットコントローラは、太陽光受光面の1つの集合を調整できる。それによって、1つのロボットが故障した場合にも、冗長的に太陽光受光面の向き調整が行われる。   In the twelfth embodiment, two or more robot controllers can adjust one set of sunlight receiving surfaces. Thereby, even when one robot fails, the direction of the sunlight receiving surface is adjusted redundantly.

第13の実施形態において、ロボットコントローラは、ヒートシンク、能動的な冷却/加熱システム、水分制御機構を利用して、内部構成要素のために一定の温度と環境を保持する環境制御システムを含んでいてもよい。このシステムは、各種の搭載型のエネルギー貯蔵機構の有効寿命を延ばすのに特に有益である。   In a thirteenth embodiment, the robot controller includes an environmental control system that maintains a constant temperature and environment for internal components utilizing a heat sink, an active cooling / heating system, and a moisture control mechanism. Also good. This system is particularly beneficial for extending the useful life of various on-board energy storage mechanisms.

第14の実施形態において、ロボットコントローラは無線で充電できる。電磁コイルを使って調整ホイールの回転を制御する場合、このインタフェースは、搭載型のエネルギー貯蔵システムのインダクティブ充電に再利用できる。   In the fourteenth embodiment, the robot controller can be charged wirelessly. If electromagnetic coils are used to control the rotation of the adjustment wheel, this interface can be reused for inductive charging of on-board energy storage systems.

第15の実施形態において、ロボットコントローラは、そこに搭載された構成要素の健全性を他のロボットコントローラおよび/または中央制御システムに中継できる診断システムを含んでいてもよい。この診断システムは、定期的、周期的にメッセージを遠隔オペレータに戻し、または必要に応じてこれにアクセスできるようにしてもよい。このシステムはまた、ロボットが太陽光受光面の調整ホイールの位置を制御するために必要なトルクまたはエネルギーの量を能動的に測定するため、受動型追尾装置またはヘリオスタットの現場での品質を保証するために使用してもよい。このシステムはまた、太陽光受光面の調整ホイールが回転できない場合の欠陥検出に使用してもよい。ロボットコントローラはまた、搭載型のセンサを利用して、ロボット搬送チューブに欠陥がないか判断してもよい。   In the fifteenth embodiment, the robot controller may include a diagnostic system that can relay the soundness of components mounted therein to other robot controllers and / or a central control system. The diagnostic system may periodically and periodically return the message to the remote operator or allow access to it as needed. The system also ensures the field quality of passive tracking devices or heliostats because the robot actively measures the amount of torque or energy required to control the position of the adjustment wheel on the sunlight receiving surface. May be used to This system may also be used for defect detection when the solar light receiving surface adjustment wheel cannot be rotated. The robot controller may also determine whether the robot transfer tube is defective using an on-board sensor.

第16の実施形態において、PVおよびCPV用の太陽光受光面の欠陥を検出できる。このモデルでは、ロボットコントローラが中央集電システムと通信して、太陽光受光面のフィールドからの直接的出力を測定してもよい。1枚の太陽光受光面を太陽から背けるように回転させた時に、中央集電システムによって出力の変化が検出されなければ、ロボットコントローラはその太陽光受光面に欠陥があるとみなすことができる。また、太陽光受光面を特別な向きにして、PVまたはCPVシステムの一部に異常があることを現場の保守作業員に伝えてもよい。   In the sixteenth embodiment, it is possible to detect a defect on the solar light receiving surface for PV and CPV. In this model, the robot controller may communicate with the central current collection system and measure the direct output from the field of the sunlight receiving surface. If a change in output is not detected by the central current collection system when one solar light receiving surface is rotated away from the sun, the robot controller can consider that the solar light receiving surface is defective. Further, the solar light receiving surface may be oriented in a special direction to notify a maintenance worker on site that there is an abnormality in a part of the PV or CPV system.

第17の実施形態において、各種の事前プロクラムされた制御プロトコルとアルゴリズムをロボットコントローラの中に組み込み、現場でのさまざまな状況に対処できるようにする。これらのロボット制御アルゴリズムはまた、現場または遠隔オペレータによって更新されてもよい。   In the seventeenth embodiment, various pre-programmed control protocols and algorithms are incorporated into the robot controller to handle various situations in the field. These robot control algorithms may also be updated by the field or remote operator.

第18の実施形態において、ロボット内に、リバースエンジニアリングや盗難を防止するための各種のセキュリティ機能を組み込むことができる。ロボットはまた、紛失や盗難に遭ったロボットを回収できるような追跡機能を含んでいてもよい。   In the eighteenth embodiment, various security functions for preventing reverse engineering and theft can be incorporated in the robot. The robot may also include a tracking function that can retrieve a lost or stolen robot.

本明細書に記載された機能と利点は必ずしも網羅的であるとは限らず、特に、当業者にとっては、図面と明細書から、他の多くの特徴や利点が明らかとなるであろう。さらに、当然のことながら、本明細書で使用されている文言は、基本的に読みやすさ、分かりやすさのために選択されており、本発明の主旨を限定と、またはその範囲を画定するために選択されていない。   The functions and advantages described herein are not necessarily exhaustive, and many other features and advantages will be apparent to those skilled in the art from the drawings and specification. Further, it will be appreciated that the language used herein has been selected primarily for readability and clarity, and is intended to limit or define the scope of the present invention. Not selected for.

本発明のある実施形態による、個々のマイクロプロセッサ、方位角調整駆動モータ、仰角調整駆動モータ、中央制御システム、バックアップ電源または校正用センサを持たない、正確な向き調整が可能な受動型太陽光受光面の図である。Passive solar light reception with precise orientation adjustment without individual microprocessor, azimuth adjustment drive motor, elevation adjustment drive motor, central control system, backup power supply or calibration sensor, according to an embodiment of the present invention FIG. 本発明のある実施形態による、1つまたは複数の調整ホイールからの回転入力運動を、太陽光受光面の単軸または2軸制御へと変換するためにギア減速を必要としない、受動型太陽追尾装置またはヘリオスタットの図である。Passive solar tracking that does not require gear deceleration to convert rotational input motion from one or more adjustment wheels to single-axis or two-axis control of the sunlight receiving surface according to an embodiment of the invention FIG. 2 is a diagram of a device or heliostat. 本発明のある実施形態によるロボットコントローラの図である。1 is a diagram of a robot controller according to an embodiment of the present invention. FIG. ロボットコントローラと調整ホイールの間の非接触インタフェースのある実施形態の図である。FIG. 6 is a diagram of an embodiment of a non-contact interface between a robot controller and an adjustment wheel. 本発明のある実施形態によるロボットコントローラの各種構成要素の図である。FIG. 3 is a diagram of various components of a robot controller according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態によるロボットコントローラの動作のフローチャートである。4 is a flowchart of an operation of a robot controller according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態による中級のロボットコントローラの動作のフローチャートである。4 is a flowchart of the operation of an intermediate robot controller according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態による下級のロボットコントローラの動作のフローチャートである。6 is a flowchart of the operation of a lower-level robot controller according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態によるロボットコントローラによって使用可能ないくつかの通信方法の図である。FIG. 6 is a diagram of several communication methods that can be used by a robot controller according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態による、複数の調整ホイールインタフェースを有するロボットコントローラの図である。FIG. 4 is a diagram of a robot controller having a plurality of adjustment wheel interfaces according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態による、調整ステーションで停止せずに調整ホイールを制御できるロボットコントローラの図である。FIG. 3 is a diagram of a robot controller that can control an adjustment wheel without stopping at the adjustment station, according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態による、多くの太陽光受光面を有するシステムにロボット搬送チューブを敷設できる方法を示す図である。FIG. 4 illustrates a method by which a robotic transfer tube can be laid in a system having many solar light receiving surfaces according to an embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態によるロボットコントローラのための環境制御システムの図である。1 is an environment control system for a robot controller according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明のある実施形態による、エネルギー貯蔵機構の充電に無線電力伝送インタフェースを利用するロボットコントローラの図である。FIG. 2 is a diagram of a robot controller that utilizes a wireless power transfer interface to charge an energy storage mechanism according to an embodiment of the invention. 本発明のある実施形態による、ロボットコントローラに搭載された診断および品質保証システムの動作工程のフローチャートである。4 is a flowchart of an operation process of a diagnosis and quality assurance system mounted on a robot controller according to an embodiment of the present invention.

図は、あくまでも例示のために、本発明の様々な実施形態を描いたものである。当業者であれば、以下の説明から、本明細書に記載の構造と方法の他の実施形態を、本明細書に記載された本発明の原理から逸脱することなく利用できることが容易に分かるであろう。   The figures depict various embodiments of the present invention for purposes of illustration only. Those skilled in the art will readily appreciate from the following description that other embodiments of the structures and methods described herein can be utilized without departing from the principles of the invention described herein. I will.

本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら以下に説明するが、図中、同様の参照番号は同じ、または機能的に類似の要素を示す。また、図中、各参照番号の左端の桁は、その参照番号が最初に使用された図に対応する。   Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the drawings, wherein like reference numbers indicate the same or functionally similar elements. In the figure, the leftmost digit of each reference number corresponds to the figure in which the reference number is first used.

本明細書において、(例えば)「1つの実施形態」、「第1の実施形態」、「第2の実施形態」または「ある実施形態」という言及は、実施形態に関連して説明された具体的な特徴、構造または特色が本発明の少なくとも1つの実施形態の中に含まれることを意味する。本明細書中の異なる箇所で(例えば)「1つの実施形態において」、「第1の実施形態」、「第2の実施形態」または「ある実施形態」という語句が使用されている場合、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているとは限らない。   In this specification, references (for example) to “one embodiment”, “first embodiment”, “second embodiment”, or “an embodiment” are those described in connection with an embodiment. It is meant that a particular feature, structure or feature is included in at least one embodiment of the invention. Where the phrase “in one embodiment”, “first embodiment”, “second embodiment”, or “an embodiment” is used in different places in the specification (for example), not necessarily Not all are referring to the same embodiment.

以下の詳細な説明の中には、アルゴリズム、およびコンピュータメモリ内のデータビットの動作の記号表現が含まれている。これらのアルゴリズムによる説明や表現は、データ処理分野の当業者がその研究内容を当業界の他の人物に最も有効に伝えるために使用する手段である。アルゴリズムは、ここでは、また一般に、所望の結果を導く首尾一貫した一連のステップ(命令)とみなされる。ステップとは、物理的数量の物理的操作を必要とするものである。通常、必ずではないが、これらの数量は、保存、転送、複合、比較、およびその他の方法で操作できる電気、磁気または光信号の形態を採る。基本的に一般的に使用されていることを理由に、これらの信号をビット、数値、要素、記号、文字、用語、数字またはその他として表すことが時として好都合である。さらに、一般性を損なうことなく、物理的数量または物理的数量の表現の物理的操作や変換を必要とするステップの特定の構成をモジュールまたはコードデバイスとして表すことも時として好都合である。   Included in the detailed description below are algorithms and symbolic representations of operations on data bits within a computer memory. These algorithmic descriptions and representations are the means used by those skilled in the data processing arts to most effectively convey the substance of their work to others in the art. The algorithm is here and generally regarded as a coherent sequence of steps (instructions) leading to the desired result. A step is one that requires physical manipulation of physical quantities. Usually, though not necessarily, these quantities take the form of electrical, magnetic, or optical signals that can be stored, transferred, combined, compared, and otherwise manipulated. It is sometimes convenient to represent these signals as bits, numbers, elements, symbols, characters, terms, numbers or the like because they are basically in common use. In addition, it is sometimes convenient to represent a particular configuration of steps that require physical manipulation or conversion of a physical quantity or representation of a physical quantity as a module or code device without loss of generality.

しかしながら、上記および同様の用語は全て、適当な物理的数量に関連付けられるべきものであり、単にこれらの数量に適用される便利なラベルに過ぎない。特に断りがない限り、以下の説明から明らかとなるように、説明全体を通じて、「処理する」または「演算する」または「計算する」または「判定する」またば「表示する」または「判定する」等の用語を使用した記述は、コンピュータシステムまたは同様の電子演算機器(例えば特定演算機)の動作と処理を指し、それは、コンピュータシステムメモリまたはレジスタ、またはその他のこのような情報保存、転送または表示機器の中に、物理的(電子的)数量として表現されたデータを操作し変換する。   However, all of the above and similar terms are to be associated with the appropriate physical quantities and are merely convenient labels applied to these quantities. Unless otherwise noted, as will become apparent from the description below, throughout the description, “process” or “compute” or “calculate” or “determine” or “display” or “determine” A description using terms such as refers to the operation and processing of a computer system or similar electronic computing device (eg, a particular computing device), which may be computer system memory or registers, or other such information storage, transfer or display Manipulates and converts data expressed as physical (electronic) quantities in equipment.

本発明の特定の態様は、本明細書においてアルゴリズムの形態で記されている工程ステップや命令を含む。留意すべき点として、本発明の工程ステップと命令は、ソフトウェア、ファームウェアまたはハードウェアで実施でき、ソフトウェアで実施した場合は、ダウンロードして、各種のオペレーティングシステムにより使用される異なるプラットフォーム上に保存し、そこから実行することができる。本発明はまた、演算システムで実行可能なコンピュータプログラム製品とすることもできる。   Certain aspects of the present invention include process steps and instructions described herein in the form of algorithms. It should be noted that the process steps and instructions of the present invention can be implemented in software, firmware or hardware, where they are downloaded and stored on different platforms used by various operating systems. Can run from there. The present invention can also be a computer program product executable on a computing system.

本発明はまた、本明細書において動作を実行するための装置にも関する。この装置は、例えば、特定コンピュータ等、その目的のために特に構成されていてもよく、またはコンピュータの中に保存されたコンピュータプログラムによって選択的にアクティブ化または再設定される汎用コンピュータを含んでいてもよい。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータ読取可能記憶媒体、例えば、これらに限定されないが、あらゆる種類のディスク、例えばフロッピーディスク、光ディスク、CD−ROM、磁気光学ディスク、リードオンリメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、EPROM、EEPROM、磁気または光カード、特定用途集積回路(ASICS)、または、電子的命令の保存に適したあらゆる種類の媒体の中に保存してもよく、その各々がコンピュータシステムバスに連結される。メモリは、上記のいずれも含んでもよく、および/または、情報/データ/プログラムを保存できるその他のデバイスを含んでいてもよい。さらに、本明細書において言及されるコンピュータは、1つのプロセッサを含んでいてもよく、あるいは演算能力拡大のために複数のプロセッサによる設計を利用したアーキテクチャであってもよい。   The present invention also relates to an apparatus for performing the operations herein. The apparatus may be specially configured for that purpose, such as a specific computer, or includes a general purpose computer selectively activated or reconfigured by a computer program stored in the computer. Also good. Such a computer program may be a computer readable storage medium, such as, but not limited to, any type of disk, such as a floppy disk, optical disk, CD-ROM, magneto-optical disk, read only memory (ROM), random access memory. (RAM), EPROM, EEPROM, magnetic or optical card, application specific integrated circuit (ASICS), or any type of medium suitable for storing electronic instructions, each of which is a computer system bus Connected to The memory may include any of the above and / or include other devices that can store information / data / programs. Furthermore, the computer referred to in this specification may include a single processor, or may have an architecture that uses a design by a plurality of processors to increase the computing power.

本明細書に記載のアルゴリズムと表示は、本来的に、いずれの特定のコンピュータまたはその他の装置にも関係していない。各種の汎用システムもまた、本明細書の教示によるプログラムと使用でき、あるいは、これらの方法ステップの実行により特化させた装置を構築することが好都合であるかもしれない。各種のこれらのシステムの構造は、以下の説明から明らかとなるであろう。これに加えて、本発明は、いずれの特定のプログラム言語に関しても説明されていない。当然のことながら、様々なプログラム言語を使って、本明細書に記載された本発明の教示を実行してもよく、以下に、特定の言語に関する言及がある場合、これは本発明の実施可能性と最良のモードを紹介するために提供されたものである。   The algorithms and displays described herein are not inherently related to any particular computer or other apparatus. Various general purpose systems can also be used with the programs according to the teachings herein, or it may be advantageous to build specialized devices by performing these method steps. The structure of these various systems will be apparent from the following description. In addition, the present invention is not described with respect to any particular programming language. It will be appreciated that various programming languages may be used to implement the teachings of the invention as described herein, and where the following references are to specific languages, this may be the practice of the invention. It is provided to introduce the sex and the best mode.

さらに、本明細書で使用される文言は基本的に、読みやすさと分かりやすさのために選択されており、本発明の主旨を限定し、またはその範囲を画定するために選択されたものではない。したがって、本発明の開示は本発明の範囲を限定するのではなく、それを説明するものである。   Further, the language used herein is selected primarily for readability and comprehension, and is not selected to limit the scope of the invention or to define its scope. Absent. Accordingly, the disclosure of the present invention is not intended to limit the scope of the invention, but to illustrate it.

ここで、図面を参照すると、図1は、個々のマイクロプロセッサ、方位角調整駆動モータ、仰角調整駆動モータ、中央制御システム、バックアップ電源または校正用センサなしに、正確な向き調整が可能な受動型受光面(101)を示す。1つのロボットコントローラにより制御される2つの調整ホイール(102)は、可撓性または剛性の駆動シャフト(103)を通じてこのシステムを作動させてもよい。図のシステムは、可撓性ケーブルを使って、固定された調整ホイールからの回転運動を方位角調整歯車(104)と仰角調整送りねじアセンブリ(105)に伝達する。固定された調整ホイールが好ましいのは、それによって軌道またはチューブ(106)に沿って移動可能な比較的単純なロボットコントローラを利用できるからである。しかしながら、この設計上の制約は必須ではなく、それはロボットコントローラを特定の経路に限定する必要がなく、太陽光受光面のフィールド全体を自由に移動させることができるからである。   Referring now to the drawings, FIG. 1 shows a passive type capable of precise orientation adjustment without an individual microprocessor, azimuth adjustment drive motor, elevation adjustment drive motor, central control system, backup power supply or calibration sensor. A light receiving surface (101) is shown. Two adjustment wheels (102) controlled by one robot controller may operate the system through a flexible or rigid drive shaft (103). The illustrated system uses a flexible cable to transmit rotational motion from a fixed adjustment wheel to the azimuth adjustment gear (104) and elevation adjustment feed screw assembly (105). A fixed adjustment wheel is preferred because it allows the use of a relatively simple robot controller that can be moved along a track or tube (106). However, this design constraint is not essential because the robot controller need not be limited to a specific path and the entire field of the sunlight receiving surface can be moved freely.

ロボット搬送軌道は、アルミニウム、スチール、非鉄金属、鉄類、プラスチックまたは複合材料から作製される中空の正方形管または円形管を含んでいてもよい。受動型太陽光受光面を支持できる基礎には様々な種類があり、例えば、従動ピア(107)、ねじ杭、バラスト、または剛性表面への単純なボルト留め等があり、これらに限定されない。ロボット搬送チューブはまた、個々の受動型太陽光受光面のための基礎支持部として使用してもよい。   The robotic trajectory may include a hollow square tube or a circular tube made from aluminum, steel, non-ferrous metal, iron, plastic or composite material. There are various types of foundations that can support a passive solar light receiving surface, such as, but not limited to, a driven peer (107), screw pile, ballast, or simple bolting to a rigid surface. The robot transfer tube may also be used as a base support for individual passive solar receiving surfaces.

図2は、受動型太陽追尾装置またはヘリオスタットのある実施形態を示し、これは、隣接する1つまたは複数の調整ホイール(102)からの回転入力運動を太陽光受光面の単軸または2軸制御へと変換するためにギア減速を必要としない。このシステムは、可撓性駆動シャフト(103)によって直接、チップチルト方式で作動されてもよい。1つの実施形態において、可撓性駆動シャフトは、1つの回転軸に剛性に固定されたピン継手(201)に直接接続される。したがって調整ホイールの回転は、1つの軸上にて、太陽光受光面の回転を1:1で変化させる。このシステムは、摩擦を利用して太陽光受光面の位置をロックするか、または特許文献1に記載されているその他の能動型制動機構を使用してもよい。   FIG. 2 illustrates an embodiment of a passive solar tracker or heliostat that can be used to transmit rotational input motion from one or more adjacent adjustment wheels (102) to a single or two axes of a solar light receiving surface. No gear reduction is required to convert to control. This system may be operated in a tip tilt manner directly by the flexible drive shaft (103). In one embodiment, the flexible drive shaft is directly connected to a pin joint (201) that is rigidly fixed to one rotational axis. Therefore, the rotation of the adjustment wheel changes the rotation of the sunlight receiving surface by 1: 1 on one axis. This system may use friction to lock the position of the sunlight receiving surface, or may use other active braking mechanisms described in US Pat.

図3は、本発明の中核である、能動型ロボット制御を用いる受動型システムの駆動方式を説明する。ロボットコントローラ(301)は軌道(106)に沿って前進し、太陽光受光面(101)の付近で停止し、上記の太陽光受光面に連結された1つまたは複数の調整ホイール(102)の回転を、搭載型の調整ホイールインタフェース(302)を使って正確に制御することができる。各調整ホイールは剛性または可撓性シャフトに接続され、シャフトは多様な受動型追尾装置の設計に対応するように配置できる。本発明では、調整ホイールが確実かつ正確に位置調整されるようにするためのロボットコントローラの機能に焦点を当てる。   FIG. 3 illustrates the driving method of a passive system using active robot control, which is the core of the present invention. The robot controller (301) advances along the trajectory (106), stops near the sunlight receiving surface (101), and is connected to one or more adjustment wheels (102) connected to the sunlight receiving surface. Rotation can be accurately controlled using the on-board adjustment wheel interface (302). Each adjustment wheel is connected to a rigid or flexible shaft, which can be arranged to accommodate a variety of passive tracking device designs. The present invention focuses on the function of the robot controller to ensure that the adjustment wheel is positioned accurately and accurately.

太陽光受光面の向き調整に必要なギア減速を減少させるために、調整ホイールに大きな入力トルクを供給することが好ましい。接触型の調整方法も使用できるが、ステーションの位置の不十分な整合、機械的疲労の影響を受けやすく、また設置環境からの密閉が難しい。必要に応じて、ロボットコントローラは、噛合いによる機械的係合、摩擦または吸引を利用するシステムを使用して、例えば調整ホイールの回転を機械的に制御してもよい。   In order to reduce the gear deceleration required for adjusting the direction of the sunlight receiving surface, it is preferable to supply a large input torque to the adjustment wheel. Contact-type adjustment methods can also be used, but they are susceptible to inadequate alignment of station positions, mechanical fatigue, and difficult to seal from the installation environment. If desired, the robot controller may mechanically control the rotation of the adjustment wheel, for example, using a system that utilizes mechanical engagement by engagement, friction or suction.

図4は、ロボットコントローラと調整ホイール(102)の間の非接触インタフェースの1つの実施形態を示す。このシステムは個々に制御される電磁石(401)を使って金属製の調整ホイールを回転させる。調整ホイールは、特定の電磁コイル作動パターンでその回転角度を変更できる別の金属製フォーム(402)を有していてもよい。他のシステム/実施形態では、調整ホイールに設けられた永久磁石および/またはロボットコントローラ(301)に設けられた永久磁石を利用してもよい。永久磁石または接触型の調整インタフェースを利用するシステムは、調整ホイールを回転させるために、回転駆動システムに接続されていてもよい。ロボットコントローラ側の電磁石を利用するシステムは、ソリッドステートであってもよい。多くの実施形態において、電気を使って調整ホイールの回転を制御する調整インタフェースは電磁石を使用し、エネルギー利用とシステム寿命の観点からは、高コストの構成要素をロボットコントローラに取り付け、調整インタフェースを単純な軸方向磁束または誘導モータに縮小させることが最も有効である。   FIG. 4 shows one embodiment of a contactless interface between the robot controller and the adjustment wheel (102). This system uses an individually controlled electromagnet (401) to rotate a metal adjustment wheel. The adjustment wheel may have another metal foam (402) whose rotation angle can be changed with a specific electromagnetic coil actuation pattern. Other systems / embodiments may utilize permanent magnets provided on the adjustment wheel and / or permanent magnets provided on the robot controller (301). A system that utilizes a permanent magnet or contact type adjustment interface may be connected to a rotary drive system to rotate the adjustment wheel. The system using the electromagnet on the robot controller side may be a solid state. In many embodiments, the adjustment interface that uses electricity to control the rotation of the adjustment wheel uses electromagnets, and from an energy utilization and system lifetime perspective, high cost components are attached to the robot controller, simplifying the adjustment interface. It is most effective to reduce to a small axial magnetic flux or induction motor.

図4はまた、ロボットコントローラに、調整前、調整後、調整中の調整ホイールの向きを検出するシステムを含めてもよいことを示している。これらのシステムは、1つまたは複数のセンサ(403)を使用して、調整ホイール上の個別のマーク(404)の位置を検出してもよい。マークの種類としては、磁気または金属材料、物理的な戻り止め、または、光、電磁気、または静電感知機構によって認識可能なマークがあり、これらに限定されない。このシステムは、それによってロボットコントローラが、太陽光受光面が異なる入力回転数により正しく向き調整されたことを確認できるため、有益である。また、ロボットが、ホイールが調整時と調整時の合間に回転されていないことを検証することも可能となる。   FIG. 4 also shows that the robot controller may include a system that detects the orientation of the adjustment wheel before, after, and during adjustment. These systems may use one or more sensors (403) to detect the position of individual marks (404) on the adjustment wheel. Types of marks include, but are not limited to, magnetic or metallic materials, physical detents, or marks that can be recognized by light, electromagnetic, or electrostatic sensing mechanisms. This system is beneficial because it allows the robot controller to confirm that the sunlight receiving surface has been correctly oriented at different input speeds. It is also possible for the robot to verify that the wheel has not been rotated between adjustments.

図5は、本発明のある実施形態によるロボットコントローラの構成要素の概観を示す。この図から、ロボットが遊動輪(501)と駆動輪(502)を有し、それによってロボットが閉鎖された軌道と整合した状態に保たれ、それに沿って前進できることが分かる。これらの遊動輪は、ロボットコントローラを軌道の片側または両側に付勢するばね仕掛けであってもよい。ロボットコントローラはまた、校正用カメラ(503)と構造化された発光機構を含んでいてもよく、これが3D空間内の太陽光受光面の向きを検出する。閉鎖された軌道を利用するシステム/実施形態の場合、特定の周波数を透過させる窓またはその他の開口部を太陽光受光面の付近の軌道に設けることができる。この窓によって、校正用カメラで太陽光受光面の下面を見ることができる。ロボット搬送チューブに穴を開けることによってこの窓を作ってもよい。軌道の密閉状態を確実に保つために、ガラス、プラスチックまたはその他の透明材料の部品で穴を覆ってもよい。   FIG. 5 shows an overview of the components of a robot controller according to an embodiment of the invention. From this figure, it can be seen that the robot has idler wheels (501) and drive wheels (502), which keeps the robot aligned with the closed track and can advance along it. These idlers may be spring-loaded to bias the robot controller to one or both sides of the track. The robot controller may also include a calibration camera (503) and a structured light emitting mechanism that detects the orientation of the sunlight receiving surface in 3D space. For systems / embodiments that utilize closed trajectories, windows or other openings that transmit certain frequencies may be provided in the trajectory near the sunlight receiving surface. This window allows the calibration camera to see the lower surface of the sunlight receiving surface. This window may be made by drilling a hole in the robotic transfer tube. The hole may be covered with a piece of glass, plastic or other transparent material to ensure that the track is sealed.

太陽光受光面の向き調整を行うために、ロボットコントローラは、1つまたは複数の調整ホイールの位置を制御できなければならない。これは、個別にアクティブ化/無効化(activated/deactivated)できる固体電磁コイル(401)を含めることのできる調整インタフェースの使用により実現してもよい。調整ホイール回転センサ(403)によって、ロボットコントローラは調整ホイールの瞬間位置を判定することが可能となる。ロボットコントローラのその他の構成要素としては、個別ステーション検出ユニット、グローバルまたは相対的位置情報検出ユニット、内部配線、中央処理ユニット、モータドライバコントローラ、駆動モータエンコーダ、搭載型の環境制御システム、バッテリ管理システム、接触型充電システム、インダクティブ充電システム、距離近接センサ、データ記憶システム、回生制動用キャパシタストレージシステム、無線データ送信機/受信機等があり、これらに限定されない。こうした構成要素の正確な配置は、ロボットコントローラの収容範囲内で様々な構成で格納できるため、実施形態によって異なる。   In order to adjust the orientation of the sunlight receiving surface, the robot controller must be able to control the position of one or more adjustment wheels. This may be achieved through the use of an adjustment interface that can include a solid electromagnetic coil (401) that can be individually activated / deactivated. The adjustment wheel rotation sensor (403) allows the robot controller to determine the instantaneous position of the adjustment wheel. Other components of the robot controller include individual station detection unit, global or relative position information detection unit, internal wiring, central processing unit, motor driver controller, drive motor encoder, on-board environment control system, battery management system, Examples include, but are not limited to, contact charging systems, inductive charging systems, distance proximity sensors, data storage systems, regenerative braking capacitor storage systems, wireless data transmitters / receivers, and the like. The exact arrangement of these components can be stored in a variety of configurations within the robot controller's containment range and will vary from embodiment to embodiment.

図6は、本発明のある実施形態によるロボットコントローラの動作工程を示す。この動作工程は、1つのロボットコントローラ(301)で複数の太陽光受光面(101)の向き調整を行う方法を示している。このロボットコントローラの機能的役割は、太陽光受光面付近の1つまたは複数の調整ホイール(102)と協働して、個々の太陽光受光面の向きを正しく維持することである。   FIG. 6 illustrates an operation process of a robot controller according to an embodiment of the present invention. This operation process shows a method of adjusting the orientation of a plurality of sunlight receiving surfaces (101) with one robot controller (301). The functional role of this robot controller is to maintain the correct orientation of the individual sunlight receiving surfaces in cooperation with one or more adjustment wheels (102) near the sunlight receiving surface.

ロボットコントローラを初めて設置する場合、その最初の目標は、その環境と、制御対象となる受動型追尾装置/ヘリオスタットと、を理解することである。まず、ロボットコントローラは調整ホイールに向かって移動し(601)、太陽光受光面の付近に設置された制動地点を継続的に探す(602)。この地点は、例えば、梁状部材に設けられた実際のマークでも、磁石でも、あるいは金属片でもよい。梁状部材に実際のマークが付けられている場合、ロボットコントローラにカメラを取り付けて、この地点を検出してもよい。制動点が磁石または金属である場合、ロボットコントローラにホール効果センサまたは金属検出システムを取り付けて、制動地点を検出してもよい。1つの実施形態において、回転検出に使用される調整ホイールまたは調整ホイール上のマーカを制動地点として使用してもよい。制動点の検出後、ロボットコントローラはその制動機構を作動させてもよい(603)。制動方法としては、駆動モータの停止、ホイールブレーキの利用、モータブレーキの利用、回生ブレーキの利用、または、これらの制動機構の組み合わせ等があり、これらに限定されない。装置が減速する間に、ロボットコントローラは最終的な調整地点を探す(604)。この地点が検出されたら、フルブレーキを掛けて、完全に停止する(605)。   When installing a robot controller for the first time, its first goal is to understand its environment and the passive tracking device / heliostat to be controlled. First, the robot controller moves toward the adjustment wheel (601), and continuously searches for a braking point installed near the sunlight receiving surface (602). This point may be, for example, an actual mark provided on the beam-like member, a magnet, or a metal piece. When an actual mark is attached to the beam-like member, this point may be detected by attaching a camera to the robot controller. If the braking point is a magnet or metal, a hall effect sensor or metal detection system may be attached to the robot controller to detect the braking point. In one embodiment, an adjustment wheel used for rotation detection or a marker on the adjustment wheel may be used as a braking point. After detecting the braking point, the robot controller may activate the braking mechanism (603). The braking method includes, but is not limited to, stopping the drive motor, using wheel brakes, using motor brakes, using regenerative brakes, or a combination of these braking mechanisms. While the device decelerates, the robot controller looks for a final adjustment point (604). If this point is detected, a full brake is applied and it stops completely (605).

ロボットコントローラは、1つまたは複数の調整ホイールとの正しい位置関係になると、太陽光受光面に対するその相対的な向きを検出する。ロボットコントローラがその特定の太陽光受光面調整ステーションに到達したのが初めてである場合、コントローラは、傾き0度、方位角回転0度、またはその他所定の設定に調整することによって、太陽光受光面を「ゼロ化」してもよい。この目標を実現するために、ロボットコントローラは、調整ホイールと係合してもよく(606)、それを回転させる(607)。回転中、搭載型の調整ホイールセンサ(403)を使って、ホイールが適正に回転していることを検証してもよい(608)。太陽光受光面は、強制校正停止手段を有していてもよく、これによってホイールがゼロ点を超えて回転することが防止される。このようなシステムでは、ロボットコントローラは、ホイールがそれ以上回転できなくなったところで、システムの調整の試みを停止するようにしてもよい(609)。受動型受光面または受動型受光面に取り付けられた歯車列を損傷しないようにするために、ロボットコントローラの調整ホイールインタフェースは、システムが損傷を与えるほど大きなトルクを発生しないようにするための機構を含んでいてもよい。   When the robot controller is in the correct positional relationship with the one or more adjustment wheels, it detects its relative orientation with respect to the sunlight receiving surface. If this is the first time that the robot controller has reached that particular solar light receiving surface adjustment station, the controller will adjust the solar light receiving surface by adjusting to 0 degrees tilt, 0 degrees azimuth rotation, or some other predetermined setting. May be “zeroed”. To achieve this goal, the robot controller may engage the adjustment wheel (606) and rotate it (607). During rotation, an on-board adjustment wheel sensor (403) may be used to verify that the wheel is rotating properly (608). The sunlight receiving surface may have forced calibration stop means, which prevents the wheel from rotating beyond the zero point. In such a system, the robot controller may stop trying to adjust the system when the wheel can no longer rotate (609). In order not to damage the passive light receiving surface or the gear train attached to the passive light receiving surface, the adjustment wheel interface of the robot controller is equipped with a mechanism to prevent the system from generating too much torque to cause damage. May be included.

それほど精度が求められない用途の場合、ロボットコントローラは、上記のような停止手段を使用して、日常の動作中に、初期校正地点からの調整ホイールの回転数を記録し、受光面の現在の向きを推測してもよい。より精度の高い用途では、ロボットはまた、構造化照明または自然光カメラを使用して、太陽光受光面の裏側を分析し、3D空間内でのその相対的向きを判定してもよい。この情報が得られると、中央プロセッサに中継され、分析される。   For applications that do not require much accuracy, the robot controller uses the stopping means as described above to record the number of rotations of the adjustment wheel from the initial calibration point during daily operation and You may guess the direction. For more accurate applications, the robot may also use structured lighting or a natural light camera to analyze the backside of the sunlight receiving surface and determine its relative orientation in 3D space. Once this information is obtained, it is relayed to the central processor for analysis.

太陽光の用途によっては、太陽光受光面の絶対的または相対的位置をX、Y、Z座標で検出する必要があるかもしれない。これは、太陽光受光面のフィールドの中の3点を利用する三角測量系を持つ内蔵GPSユニットで実現してもよい。この第2の方法では、ロボットコントローラは、信号を発生し、フィールド内の所定の各点からの時間遅延を測定してもよい。この情報を使って、太陽光受光面のフィールド内の他の構成要素に対するその相対的位置を判定してもよい。   Depending on the application of sunlight, it may be necessary to detect the absolute or relative position of the sunlight receiving surface with X, Y, Z coordinates. This may be realized by a built-in GPS unit having a triangulation system that uses three points in the field of the sunlight receiving surface. In this second method, the robot controller may generate a signal and measure the time delay from each predetermined point in the field. This information may be used to determine its relative position with respect to other components in the field of the sunlight receiving surface.

次に、中央処理ユニットは、校正用カメラ、位置情報検出ユニット、内部クロックからの入力を分析し、これを受動型太陽追尾装置/ヘリオスタットの既知のギア減速および既知のフィールド形状と組み合わせる(610)。ロボットの内部クロックからの入力と、検出された、または既知のグローバル位置を使って、現在の太陽のベクトルを計算することができる(611)。ロボットの校正用カメラ、位置情報検出ユニット、調整ホイール感知機構からの入力および/または過去の調整からの調整履歴情報を使って、3D空間内の太陽光受光面の向きを推測できる。1つの実施形態において、調整ホイールによって駆動された受動型太陽追尾装置またはヘリオスタットは、逆転防止機能を有する。このようなシステムの場合、風やその他の力によって調整時と調整時の合間に太陽光受光面が動いてしまうことがないため、1回の校正だけでよい。   The central processing unit then analyzes the input from the calibration camera, position detection unit, internal clock and combines this with the known gear reduction and known field shape of the passive solar tracker / heliostat (610). ). Using the input from the robot's internal clock and the detected or known global position, a current sun vector can be calculated (611). The orientation of the sunlight receiving surface in the 3D space can be estimated using the input from the robot calibration camera, the position information detection unit, the adjustment wheel sensing mechanism and / or the adjustment history information from the past adjustment. In one embodiment, a passive solar tracker or heliostat driven by a regulating wheel has an anti-reverse function. In such a system, since the sunlight receiving surface does not move between adjustments due to wind or other forces, only one calibration is required.

PVとCPV応用では、正しい向き調整に最大5つまでの情報を使用できる。太陽光受光面の向き、太陽の位置、隣接する追尾装置の向き、追尾装置間の距離、そして太陽光受光面の所定の追尾装置の面積と寸法である。標準的な太陽追尾アルゴリズムには、最初の2つの情報だけが必要であるが、このロボットは残り3つも使用して、バックトラック制御アルゴリズムを正しく実行する。これらのアルゴリズムは、追尾装置間にできる影が最小限となるようにソーラフィールドを最適化するため、その時点で隣接する追尾装置により発生されている影と、個々の太陽追尾装置がその隣の装置に与えることになる影が分かる。バックトラックに関する情報は、非特許文献1に掲載されており、その全文を引用によって本願に援用する。   In PV and CPV applications, up to five pieces of information can be used for correct orientation. The direction of the sunlight receiving surface, the position of the sun, the direction of adjacent tracking devices, the distance between the tracking devices, and the area and dimensions of a predetermined tracking device on the sunlight receiving surface. The standard sun tracking algorithm only needs the first two pieces of information, but the robot uses the remaining three to correctly perform the backtrack control algorithm. These algorithms optimize the solar field so that the shadows between the tracking devices are minimized, so that the shadows being generated by the adjacent tracking device at that time and the individual solar tracking devices are adjacent to it. You can see the shadow that will be given to the device. Information on backtracking is published in Non-Patent Document 1, which is incorporated herein by reference in its entirety.

ヘリオスタットの用途では、ロボットが太陽光受光面からソーラーターゲットまでのベクトルを検出することが必要である。これは、ソーラーターゲットと太陽光受光面の両方のグローバルまたは相対座標平面内の位置を検出することによって実現してもよい。太陽光受光面の向きの所望の変化量を計算したら、中央プロセッサは受動型システムの既知のギア減速を分析して、その太陽光受光面に機械的または磁気的に連結された調整ホイールを何度回転させるべきかを判断する(612)。   Heliostat applications require the robot to detect the vector from the sunlight receiving surface to the solar target. This may be achieved by detecting the position of both the solar target and the sunlight receiving surface in the global or relative coordinate plane. After calculating the desired amount of change in the orientation of the sunlight receiving surface, the central processor analyzes the known gear deceleration of the passive system and determines which adjustment wheel is mechanically or magnetically coupled to that sunlight receiving surface. It is determined whether the rotation should be performed (612).

固有の摩擦制動または逆転駆動防止機能を持たない受動型追尾手段またはヘリオスタットの場合、能動型太陽光受光面制動機構(active solar surface braking mechanism)が必要かもしれないない。このようなシステムでは、ロボットコントローラがブレーキを解除してから、1つまたは複数の調整ホイールを回転させる。このブレーキは、他の調整ホイールについて作動させてもよい。ロボットコントローラは次に、その調整ホイールインタフェースを使って、1つまたは複数の調整ホイールを回転させてもよい。1つの実施形態において、ロボットコントローラは、個別に、または集合として作動させることのできる複数の電磁コイルを有する。このシステムは、コイルを軸方向磁束またはインダクションモータとして作動させることによって、金属または磁気調整ホイールの回転を制御できる(613)。コイルは、ただ作動させてもよく、あるいは調整ホイールの瞬間回転角度を判定する調整ホイール感知機構からのフィードバックを取得してもよい(614)。   For passive tracking means or heliostats that do not have inherent friction braking or reverse drive prevention functions, an active solar surface braking mechanism may be required. In such a system, the robot controller releases the brake and then rotates one or more adjustment wheels. This brake may be activated for other adjustment wheels. The robot controller may then use the adjustment wheel interface to rotate one or more adjustment wheels. In one embodiment, the robot controller has a plurality of electromagnetic coils that can be operated individually or as a group. The system can control the rotation of the metal or magnetic adjustment wheel by operating the coil as an axial flux or induction motor (613). The coil may simply be actuated or may obtain feedback from an adjustment wheel sensing mechanism that determines the instantaneous rotation angle of the adjustment wheel (614).

調整が完了すると、中央プロセッサは、必要に応じて、制動機構を作動させる信号を送信してもよい。これによって、歯車制動機構が再度かかり、ロボットコントローラによる次の調整まで、外力によって太陽光受光面の向きが変化しないようにする。この工程の最終ステップとして、ロボットコントローラは、搭載されている近接センサまたは過去の動作履歴を使用して、それが現在、列の最後の太陽光受光面であるか否かを判断してもよい(615)。イエスであれば、コントローラは、最終的に最初の太陽光受光面調整地点に到達するまで後退してもよい(616)。ノーであれば、コントローラはこの調整サイクルを繰り返してもよい(617)。また、ロボット搬送チューブの端と端をつないで連続ループとすることも可能である点に留意する。この実施形態では、ロボットコントローラは、夜になるまで、または保守のために停止するまで、ロボット搬送チューブの循環を続けることになる。   When the adjustment is complete, the central processor may send a signal to activate the braking mechanism, if necessary. As a result, the gear braking mechanism is applied again, and the direction of the sunlight receiving surface is not changed by the external force until the next adjustment by the robot controller. As the final step in this process, the robot controller may use the installed proximity sensor or past motion history to determine whether it is currently the last sunlight receiving surface in the row. (615). If yes, the controller may eventually retract until it reaches the first solar light receiving surface adjustment point (616). If no, the controller may repeat this adjustment cycle (617). Note that it is also possible to connect the ends of the robot transfer tube to form a continuous loop. In this embodiment, the robot controller will continue to circulate the robot transport tube until it is night or until it is stopped for maintenance.

ロボットコントローラおよびそのサブコンポーネントの挙動を判定するプロセッサは、ロボットコントローラの上に直接、または中央処理ステーションに、またはその太陽光受光面のフィールドの中の別のロボットコントローラに、設置することができる。プロセッサが搭載されていない場合、ロボットコントローラには、動作命令を受け取るための無線または直接データリンクが必要かもしれない。   The processor that determines the behavior of the robot controller and its sub-components can be installed directly on the robot controller or in a central processing station or in another robot controller in the field of the sunlight receiving surface. If no processor is installed, the robot controller may need a wireless or direct data link to receive operational instructions.

太陽光受光面の調整日が終了すると、ロボットコントローラは、そこに搭載されているエネルギー貯蔵機構を再充電する必要があるかもしれない。また、調整日に2回またはそれ以上、このシステムを再充電してもよい。   When the adjustment date of the solar light receiving surface ends, the robot controller may need to recharge the energy storage mechanism mounted therein. The system may also be recharged twice or more on the adjustment day.

太陽光受光面のフィールドを3種類またはそれ以上の等級のロボットコントローラによって調整することが望ましいかもしれない。図6は、上級のロボットコントローラ動作工程を示している。このロボットは、より簡略的なロボットコントローラと一緒に使用してもよい。上級のロボットコントローラの目的は、中級および下級のロボットコントローラのどちらにも位置情報検出ユニットと校正用カメラが不要となるようにすることである。ある実施形態において、太陽光受光面のフィールドは1つの上級のロボットコントローラ(もしあれば)を使用するだけでよく、したがって、ユニットから高コストの構成要素を排除することによって、システムとロボットコントローラの交換費用全体を大幅に削減できる。   It may be desirable to adjust the field of the sunlight receiving surface with three or more grades of robot controller. FIG. 6 shows an advanced robot controller operation process. This robot may be used with a simpler robot controller. The purpose of the advanced robot controller is to eliminate the need for a position information detection unit and a calibration camera for both the intermediate and lower robot controllers. In certain embodiments, the field of the solar light receiving surface only needs to use one advanced robot controller (if any), and thus eliminates high cost components from the unit, thereby eliminating the need for the system and robot controller. The total replacement cost can be greatly reduced.

図7は、本発明のある実施形態による、より簡略的な中級のロボットコントローラの動作工程を示す。このユニットと、図6に示す上級のロボットコントローラと、の主な違いは、この調整手段が校正用カメラまたは位置情報検出ユニットを持たない点である。校正用カメラと位置情報検出ユニットの機能的役割は、他のロボットまたは中央制御ステーションと通信するデータ検出ユニットと、個々の太陽光受光面の最後の既知の向きを保存するデータ記憶ユニットと、が代行する。中級のロボットコントローラが受動型太陽光受光面と相互作用するのが初めてであり、それ以前のデータポイントがない場合、上級のロボットコントローラによって太陽光受光面が正しく「ゼロ化」されていると仮定してもよい。   FIG. 7 illustrates the operation process of a simpler intermediate robot controller according to an embodiment of the present invention. The main difference between this unit and the advanced robot controller shown in FIG. 6 is that this adjusting means does not have a calibration camera or a position information detection unit. The functional roles of the calibration camera and the position information detection unit are: a data detection unit that communicates with other robots or a central control station, and a data storage unit that stores the last known orientation of each solar light receiving surface. Act on behalf. Assuming that an intermediate robot controller is the first to interact with a passive sunlight receiving surface and that there is no previous data point, the advanced robot controller correctly “zeros” the sunlight receiving surface. May be.

上級のロボットと異なり、中級のロボットコントローラは、調整地点の位置に関するその入力を、位置情報検出ユニットではなくデータ保存ユニットから取得する(701)。また、精密な校正用カメラではなく、搭載されているデータ保存ユニットとホール効果センサから太陽光受光面の相対位置を判定する。データ保存ユニットは、ゼロ地点からの調整ホイールの回転数を保存し、調整ホイール感知機構を使って正確なホイール回転角度を判定する(702)。既知のギア減速情報と組み合わせることで、このデータから、中級のロボットコントローラは3D空間内の太陽光受光面の向きを十分に推測できる。中級のロボットコントローラは、太陽光受光面の正確な向きを直接判定できないため、1つまたは複数の調整ホイールについて行われるべき調整ホイールの回転角度を保存し、その後の調整時に太陽光受光面を適正に向き調整してもよい。   Unlike the advanced robot, the intermediate robot controller obtains its input regarding the position of the adjustment point from the data storage unit instead of the position information detection unit (701). Further, the relative position of the sunlight receiving surface is determined from the mounted data storage unit and the Hall effect sensor instead of the precise calibration camera. The data storage unit stores the number of rotations of the adjustment wheel from the zero point and determines an accurate wheel rotation angle using the adjustment wheel sensing mechanism (702). By combining with the known gear deceleration information, from this data, the intermediate robot controller can sufficiently infer the direction of the sunlight receiving surface in the 3D space. Intermediate robot controllers cannot directly determine the exact orientation of the sunlight receiving surface, so the rotation angle of the adjustment wheel that should be performed for one or more adjustment wheels is stored and the sunlight receiving surface is appropriate for subsequent adjustments. You may adjust the direction.

太陽光受光面の調整日が終了すると、ロボットコントローラは、そこに搭載されているエネルギー貯蔵機構を再充電する必要があるかもしれない。また、調整日に2回またはそれ以上、このシステムを再充電してもよい。   When the adjustment date of the solar light receiving surface ends, the robot controller may need to recharge the energy storage mechanism mounted therein. The system may also be recharged twice or more on the adjustment day.

図8は、本発明のある実施形態による、さらに簡略的な下級のロボットコントローラの動作工程を示している。下級のロボットコントローラの目的は、車のスペアタイヤと同様に、緊急時のみに使用される。この第3の分類のロボットコントローラにより、低コストで迅速な強風退避手順が可能となる。これによって、ヘリオスタットのための緊急時高速デフォーカス手順も可能となる。このロボットコントローラの動作工程は、図7に示される中級のロボットコントローラと同様であってもよいが、この場合は、受動型太陽追尾装置またはヘリオスタットをその強風退避位置に移動させるために必要な調整インタフェースは1つだけでよく、長い寿命を有するように構築する必要がない。   FIG. 8 illustrates a more simplified lower-level robot controller operating process according to an embodiment of the present invention. The purpose of the lower-level robot controller is used only in an emergency, like a car spare tire. This third class of robot controller enables a quick and easy wind escape procedure at low cost. This also allows an emergency fast defocus procedure for the heliostat. The operation process of this robot controller may be the same as that of the intermediate-level robot controller shown in FIG. 7, but in this case, it is necessary to move the passive solar tracking device or the heliostat to its strong wind retreat position. There is only one adjustment interface and it does not need to be constructed to have a long lifetime.

緊急時手順中、下級のロボットコントローラは、太陽光受光面の現在位置を知る必要がなく、太陽光受光面は、a)その現在位置から2〜5度移動されるか、b)水平状態の強風退避位置まで移動されるか、のいずれかでありさえすればよい。これは、現在の風速を測定するための風速計を搭載していてもよく、あるいは下級のロボットコントローラに、緊急強風退避手順を開始させるための信号を送信する中央ネットワークに接続されていてもよい(801)。この手順はまず、ロボットコントローラがそれを個別の受光面の付近に移動することから始まり、受光面の調整ホイール付近で停止し(605)、調整ホイールを所定の回転数だけ回転させる(802)。これはまた、調整ホイール感知機構(403)を使用して、調整ホイールが回転を停止したか否かを判断してもよい(614)。停止していれば、これは、下級のロボットコントローラが受動型太陽追尾装置またはヘリオスタットをその強風退避位置のハードストップまで移動させたことを示している可能性がある。   During the emergency procedure, the lower-level robot controller does not need to know the current position of the sunlight receiving surface, and the sunlight receiving surface is a) moved 2 to 5 degrees from the current position, or b) in the horizontal state. It only needs to be moved to the strong wind retreat position. It may be equipped with an anemometer to measure the current wind speed, or it may be connected to a central network that sends a signal to the lower robot controller to initiate an emergency strong wind evacuation procedure (801). This procedure starts with the robot controller moving it to the vicinity of the individual light receiving surface, stops near the adjustment wheel on the light receiving surface (605), and rotates the adjustment wheel by a predetermined number of revolutions (802). This may also use the adjustment wheel sensing mechanism (403) to determine whether the adjustment wheel has stopped rotating (614). If stopped, this may indicate that the inferior robot controller has moved the passive solar tracker or heliostat to a hard stop at its strong wind retreat position.

緊急時デフォーカス工程は、緊急強風退避工程よりはるかに簡単であってもよい。この手順の目的はヘリオスタットの像を太陽の標的から離れるように移動させることであるため、下級のロボットコントローラは、多数の太陽光受光面の位置を素早く変更できれはよい。   The emergency defocusing process may be much simpler than the emergency strong wind evacuation process. Since the purpose of this procedure is to move the image of the heliostat away from the sun target, the lower-level robot controller should be able to quickly change the position of multiple solar light receiving surfaces.

図9は、ロボットコントローラのフィールドが、相互の、および/または中央ネットワークとの通信に使用できる方法のいくつかを示す。これらの方法としては、無線データ通信(901)、直接データリンク(902)、外部スイッチ、あるいは個々の受動型太陽光受光面または受動型太陽光受光面の集合の付近への情報の保存(903)があり、これらに限定されない。無線データ通信の場合、各ロボットコントローラには、電磁周波数送信機および/または受信機(904)を設けてもよく、これは他のロボット(301)または中央ネットワーク(905)と通信できる。   FIG. 9 illustrates some of the ways that the fields of robot controllers can be used to communicate with each other and / or with a central network. These methods include wireless data communication (901), direct data link (902), external switch, or storage of information in the vicinity of individual passive solar light receiving surfaces or sets of passive solar light receiving surfaces (903). However, it is not limited to these. For wireless data communication, each robot controller may be provided with an electromagnetic frequency transmitter and / or receiver (904), which can communicate with other robots (301) or a central network (905).

直接データ伝送の場合、各ロボットコントローラには接点を設けてもよく、これは、他のロボットまたは中央データユニットの上の接点と相互作用できる。これらのシステムが物理的に接触すると、データが1つの装置から他の装置に伝送されるようになっていてもよい。   For direct data transmission, each robot controller may be provided with contacts, which can interact with contacts on other robots or on the central data unit. When these systems come into physical contact, data may be transmitted from one device to another.

人間またはロボットによる現場オペレータは、特定の事前プログラムされた動作に対応する、上級、中級または下級ロボットの特定の機能を作動させてもよい。外部、磁気、または電磁スイッチを操作することによって、これらの動作を行わせてもよい。例えば、下級ロボットが事前プログラムされた緊急デフォーカス機能を有する場合、中級ロボットは、そこまで行って押しボタンスイッチを押すだけで、その機能を作動させてもよい。   A human or robotic field operator may activate a particular function of an advanced, intermediate or lower robot that corresponds to a particular pre-programmed action. These operations may be performed by operating an external, magnetic, or electromagnetic switch. For example, if a lower-level robot has a preprogrammed emergency defocus function, the intermediate-level robot may activate that function simply by going to that point and pressing a push button switch.

個々の受動型太陽光受光面または受動型太陽光受光面の集合の付近に、関連するデータを保存できることもまた有益である。1つの実施形態において、受光面付近に設置されたRFIDチップ(903)を使って、各太陽光受光面の現場での絶対的または相対的位置と、それが各調整ホイールの初期の位置にどのように対応するかに関する情報を保存してもよい。このようなシステムでは、個々のロボットコントローラがRFID書込み手段および/またはRFID読み出し手段を有することが必要となるであろう。局所的にデータを保存するためのその他の方法としては、半導体、磁気および/または光ベースのデータ保存技術があり、これらに限定されない。   It is also beneficial to be able to store relevant data in the vicinity of individual passive sunlight receiving surfaces or collections of passive sunlight receiving surfaces. In one embodiment, an RFID chip (903) installed near the light receiving surface is used to determine the absolute or relative position of each solar light receiving surface in the field and the initial position of each adjustment wheel. Information on how to respond may be stored. Such a system would require that each robot controller have RFID writing means and / or RFID reading means. Other methods for locally storing data include, but are not limited to, semiconductor, magnetic and / or optical based data storage techniques.

図10は、複数の調整ホイールインタフェース(302)を有するロボットコントローラ(301)を示す。より多くの調整インタフェースを追加する目的は、最も高コストの搭載型構成要素のコストを分散し、また同じ期間内でのより頻繁な調整を可能にすることによって、太陽光受光面(101)をより正確に制御できるようにすることにある。図の実施形態は1度に2つの太陽光受光面を調整でき、この設計では、ある太陽光受光面のフィールドの開始停止サイクル数を半分にカットできる。   FIG. 10 shows a robot controller (301) having a plurality of adjustment wheel interfaces (302). The purpose of adding more adjustment interfaces is to disperse the cost of the most expensive on-board components and to allow the solar light receiving surface (101) to be adjusted more frequently within the same period. The purpose is to enable more accurate control. The illustrated embodiment can adjust two sunlight receiving surfaces at a time, and this design can cut the number of start / stop cycles in a field of a certain sunlight receiving surface in half.

図11は、調整ステーションで停止せずに調整ホイールを制御できるロボットコントローラ(301)を示す。このシステムは、接点、磁力、または電磁力を利用するギアラックアンドピニオンを利用して、調整ダイヤを制御してもよい。ロボットインタフェースは概念的に、ギアラック(1101)として機能し、調整ホイール(102)はピニオン(1102)として機能する。ロボットは、調整ホイールを通過する際、その概念的なギアラックインタフェースを作動させて、物理的、磁気的または電磁的に、調整ホイールの1つの縁辺と連結する。連結すると、ロボットコントローラの直線運動は、直接、調整ホイールの回転運動に変換され得る。ロボットコントローラは、再びそのインタフェース(1101)を作動させて、調整ホイールピニオン(1102)から外れるようにしてもよい。ロボットコントローラは、その速度と、その調整インタフェースが調整ホイールと連結していた時間を慎重に監視することによって、調整ホイールの回転を正確に制御できる。例えば、ロボットコントローラが1秒に1メートル移動し、直径3.18cmの調整ホイール(円周10cm)の縁辺と1秒間係合している場合、ホイールは約10回回転される。   FIG. 11 shows a robot controller (301) that can control the adjustment wheel without stopping at the adjustment station. The system may control the adjustment diamond using a gear rack and pinion that utilizes contacts, magnetic force, or electromagnetic force. The robot interface conceptually functions as a gear rack (1101) and the adjustment wheel (102) functions as a pinion (1102). As the robot passes through the adjustment wheel, it activates its conceptual gear rack interface to physically, magnetically or electromagnetically connect to one edge of the adjustment wheel. When coupled, the linear motion of the robot controller can be converted directly into the rotational motion of the adjustment wheel. The robot controller may operate its interface (1101) again to disengage from the adjustment wheel pinion (1102). The robot controller can accurately control the rotation of the adjustment wheel by carefully monitoring its speed and the time that its adjustment interface has been connected to the adjustment wheel. For example, if the robot controller moves 1 meter per second and engages the edge of a 3.18 cm diameter adjustment wheel (circumference 10 cm) for 1 second, the wheel is rotated about 10 times.

ロボットコントローラは、ホイールの瞬間回転角度を測定するセンサ(403)の長い列を利用して、調整ホイール(102)が係合していたこと、および適正に旋回していることを確認できる。個々の太陽光受光面を停止させない、またはそれと物理的に接触しないロボットコントローラは、5MPHの一定の速度で移動していれば、最大1.2MWの太陽光発電モジュールを正確に向き調整できる。   The robot controller can use a long row of sensors (403) that measure the instantaneous rotation angle of the wheel to confirm that the adjustment wheel (102) was engaged and that it was turning properly. A robot controller that does not stop or physically contact individual solar light receiving surfaces can accurately orient a solar power generation module of up to 1.2 MW if it is moving at a constant speed of 5 MPH.

図11に示されるロボットコントローラは、個別に作動させることのできる電磁石(401)の長い列を使って、調整ホイールの向きを制御する。これらの電磁石は、(N−S−N−S−N−S)の配置で起動されると、調整ステーションを通過させるだけで4極磁気調整ホイール(N−S−N−S)を回転させることができる。この磁気ギアラックシステムは、ロボットの直線運動を調整ホイールの回転運動に変換する。   The robot controller shown in FIG. 11 uses a long row of electromagnets (401) that can be individually actuated to control the orientation of the adjustment wheel. These electromagnets, when activated in the (N-S-N-S-N-S) configuration, rotate the 4-pole magnetic adjustment wheel (N-S-N-S) simply by passing through the adjustment station. be able to. This magnetic gear rack system converts the linear motion of the robot into the rotational motion of the adjustment wheel.

図12は、ロボット搬送チューブ(106)を、多数の太陽光受光面(101)を含む現場に敷設する方法を示している。ロボット搬送チューブは、大型の異物、水、埃がロボットコントローラ内に進入するのを防止するために密閉してもよい。図の実施形態において、各受動型太陽追尾装置またはヘリオスタットはそれぞれの基礎を有するため、ロボット搬送チューブは、1つまたは複数のロボットコントローラの重量だけを支持できればよい。   FIG. 12 shows a method of laying the robot transfer tube (106) on the site including a large number of sunlight receiving surfaces (101). The robot transfer tube may be sealed to prevent large foreign objects, water, and dust from entering the robot controller. In the illustrated embodiment, each passive solar tracker or heliostat has its own foundation, so the robot transport tube need only be able to support the weight of one or more robot controllers.

この図は、各ロボットコントローラは通常、特定の列の太陽光受光面を調整していてもよいが、搭載された駆動モータを利用して、保守のために中央ステーション(1201)に戻れることを示している。このような軌道敷設方式によれば、現場オペレータは、そのうちの2つまたはそれ以上を中央ステーションに格納することによって、ロボットコントローラのフィールドを容易に展開することも可能となる。この中央ステーションは充電または保守サービスにも使用してよい。   This figure shows that each robot controller may normally adjust a particular row of sunlight receiving surfaces, but can use the onboard drive motor to return to the central station (1201) for maintenance. Show. According to such a track laying system, the field operator can easily expand the field of the robot controller by storing two or more of them in the central station. This central station may also be used for charging or maintenance services.

図12はまた、余分なロボットコントローラ(301)を冗長的に使用できることを示している。1つの実施形態において、1つまたは複数のバックアップ用ロボットコントローラが中央ステーションに設置される。あるロボットが故障した場合、バックアップ用ロボットコントローラが軌道の正しい区間まで移動し、故障したロボットをチューブの端まで押して、故障したロボットに割り当てられていた太陽光受光面の調整を再開できる。故障したロボットが、それに割り当てられていた太陽光受光面の位置を常に中央データシステムに中継していなかった場合、バックアップ用ロボットは、図6で説明した初期再校正工程を実行する必要があるかもしれない。この情報が正確に中央データシステムに中継されていれば、バックアップ用ロボットは、故障したロボットが調整を停止した動作を再開できる。   FIG. 12 also shows that the redundant robot controller (301) can be used redundantly. In one embodiment, one or more backup robot controllers are installed at the central station. When a robot breaks down, the backup robot controller moves to the correct section of the trajectory and pushes the broken robot to the end of the tube to resume the adjustment of the sunlight receiving surface assigned to the broken robot. If the failed robot did not always relay the position of the sunlight receiving surface assigned to it to the central data system, the backup robot may need to perform the initial recalibration process described in FIG. unknown. If this information is accurately relayed to the central data system, the backup robot can resume the operation of the failed robot that stopped adjusting.

太陽光受光面のフィールドが中央ロボット回収システムを持たない場合、2つまたはそれ以上のロボットを軌道の1つの区間に設置してもよい。これらの2つまたはそれ以上のロボットは、定常的なデータ転送リンクを確立してもよい。1つのロボットが日常の動作を担当し(1202)、他のロボットが冗長ロボット(1203)として機能し、故障したコントローラによる電力損失によって、ある太陽光受光面の調整ホイールの向き調整が適正に行えなくなるのを防止する。   If the field of the sunlight receiving surface does not have a central robot recovery system, two or more robots may be installed in one section of the track. These two or more robots may establish a steady data transfer link. One robot is in charge of daily operations (1202), the other robot functions as a redundant robot (1203), and the power loss due to the failed controller can properly adjust the orientation of the adjustment wheel of a certain solar light receiving surface. Prevent disappearance.

図13は、ロボットコントローラ(301)のための環境制御システムの1つの実施形態を示す。このシステムは、次の構成要素、すなわちファン(1301)、ヒートシンク(1302)、能動型ヒートポンプ、ペルティエ素子、電気ヒータ、換気システム、冷蔵手段、湿度制御システム、水分センサ、温度センサ、エアフィルタ等を含んでいてもよく、これらに限定されない。こうした環境制御要素はまた、密閉されたロボット搬送チューブへと降ろして、システムが一定の環境を維持できるようにしてもよく、それによってロボットコントローラの重要な構成要素の寿命が延びる。   FIG. 13 shows one embodiment of an environmental control system for the robot controller (301). This system includes the following components: fan (1301), heat sink (1302), active heat pump, Peltier element, electric heater, ventilation system, refrigeration means, humidity control system, moisture sensor, temperature sensor, air filter, etc. It may contain, but is not limited to these. Such environmental control elements may also be lowered into a sealed robotic transfer tube to allow the system to maintain a constant environment, thereby extending the life of critical components of the robot controller.

バッテリ、キャパシタ、スーパーキャパシタおよびその他の形態のエネルギー貯蔵装置を使用して、設備を単純化し、システム全体の費用を削減することは有利かもしれず、これは、1つのバッテリで電気軌道1マイル分に代わることができるからである。図14は、無線電力伝達インタフェースを利用して、ロボットコントローラに搭載されたエネルギー貯蔵機構を充電する、本発明の1つの実施形態を示している。無線充電機構は、ロボットコントローラに電力を伝送するために露出した接点を必要としないため、望ましいかもしれない。しかしながら、ロボットコントローラが貯蓄エネルギー源を搭載している必要はなく、そこには電気式レールシステムによって、または軌道によってインダクティブ式に電力を供給できる。   It may be advantageous to use batteries, capacitors, supercapacitors and other forms of energy storage devices to simplify equipment and reduce overall system costs, which is one mile of electric trajectory with one battery. Because it can be replaced. FIG. 14 illustrates one embodiment of the present invention that utilizes a wireless power transfer interface to charge an energy storage mechanism mounted on a robot controller. A wireless charging mechanism may be desirable because it does not require exposed contacts to transmit power to the robot controller. However, the robot controller need not be equipped with a stored energy source, which can be powered inductively by an electric rail system or by track.

ロボット搬送チューブ上のいずれかの場所に設置されたインダクティブ式充電ステーション(1401)は、発振する電磁界を発生させることによって、ロボットコントローラにエネルギーを伝送できる。ロボットコントローラ(301)に設置されたインダクティブ式コイルループ(1402)は、このエネルギーを捕捉して、これを搭載されているエネルギー貯蔵機構の中に保存できる。ロボットコントローラが利用できるその他の形の電力転送手段としては、静電誘導、電磁放射、電気伝導等があり、これらに限定されない。   An inductive charging station (1401) installed anywhere on the robot transfer tube can transmit energy to the robot controller by generating an oscillating electromagnetic field. The inductive coil loop (1402) installed in the robot controller (301) can capture this energy and store it in the energy storage mechanism on which it is mounted. Other forms of power transfer means that can be used by the robot controller include, but are not limited to, electrostatic induction, electromagnetic radiation, electrical conduction, and the like.

図15は、ロボットコントローラに搭載された診断および品質保証システムの動作工程を示す。ロボットコントローラは、この工程の各部分を継続的に実行して、現場または遠隔オペレータがフィールドの瞬間の健全性を判断できるようにしてもよい。この工程の全体または特定の部分はまた、毎日、毎週、毎月または必要に応じて実行し、現場のオペレータがシステムの予防的保守を実行できるようにしてもよい。特に、ロボットコントローラの診断システムは、以下を判断してもよい。a)重要な構成要素の状態により推定される個々のロボットコントローラの健全性(1501)、b)ロボット搬送チューブの健全性(1502)、c)受動型太陽追尾装置またはヘリオスタットの健全性(1503)、d)個々のPVまたはCPV受光面の健全性(1504)。   FIG. 15 shows an operation process of the diagnosis and quality assurance system mounted on the robot controller. The robot controller may continually execute each part of this process so that the field or remote operator can determine the health of the field instant. The entire or specific portion of this process may also be performed daily, weekly, monthly, or as needed to allow field operators to perform preventive maintenance of the system. In particular, the robot controller diagnostic system may determine: a) Individual robot controller health estimated by the state of critical components (1501), b) Robot transport tube health (1502), c) Passive solar tracker or heliostat health (1503) ), D) Soundness of individual PV or CPV light receiving surface (1504).

この工程ではまず、ロボットコントローラが、保存された全ての作動データを中央処理システムまたはネットワークに中継してよい(1505)。このデータとしては、内部および外部センサの温度および水分の測定値の履歴、オンサイトまたはオフサイト監視システムからの測定値データの履歴、搭載された全ての構成要素からの電流および電圧測定値の履歴、搭載されたエネルギー貯蔵機構からのSOC/SOSの読取値があり、これらに限定されない。診断システムは次に、この情報を過去の作動データと比較し(1506)、事前に設定された動作安全範囲と比較する(1507)。異常部分の分析により、個々の構成要素の現在の健全性を判定し、および/またはロボットコントローの予防的保守を実行してもよい(1508)。   In this process, the robot controller may first relay all stored operational data to a central processing system or network (1505). This data includes internal and external sensor temperature and moisture measurement history, measurement data history from on-site or off-site monitoring systems, and current and voltage measurement history from all installed components. There are, but are not limited to, SOC / SOS readings from the onboard energy storage mechanism. The diagnostic system then compares this information to past operating data (1506) and compares to a pre-set operating safety range (1507). Anomaly analysis may determine the current health of the individual components and / or preventive maintenance of the robot controller (1508).

ロボット搬送チューブの健全性を判定するために(1502)、ロボットコントローラは、軌道の物理的特徴を点検できる、搭載されたカメラまたは近接センサからのデータにアクセスしてもよい(1509)。何らかの異常、例えば軌道内に物体が入り込んだこと、軌道のある区画の中に埃が大量に堆積したこと、虫が巣を作ったこと、または軌道に穴が開いて異物が進入しうる状態になったこと等が検出されると、ロボットコントローラは、信号を現場または遠隔オペレータに送信してもよい(1510)。現場または遠隔オペレータは、ロボットコントローラのカメラから供給されるライブビデオにアクセスして、保守状況をより適正に評価してもよい。   To determine the health of the robotic transfer tube (1502), the robot controller may access data from an onboard camera or proximity sensor that can inspect the physical characteristics of the trajectory (1509). Any abnormality, for example, an object has entered the orbit, a large amount of dust has accumulated in a section of the orbit, an insect has built a nest, or a hole has opened in the orbit and a foreign object can enter. Once detected, the robot controller may send a signal to the field or remote operator (1510). The field or remote operator may access live video supplied from the robot controller camera to better assess the maintenance situation.

受動型太陽追尾装置またはヘリオスタットの健全性を判定するために、ロボットコントローラは、個々の追尾手段を調整することから得られたデータログにアクセスしてもよい(1511)。次に、調整ホイールを回転させるために必要な入力トルク/電流の量を測定するデータログにアクセスしてもよく(1512)、これらの数値が時間の経過と共にどのように変化するかを理解する。ロボットが電磁インタフェースを使用する場合、このトルクの数値は、調整中にインタフェースに伝えられた平均電流を記録することによって判断できる。1つの例では、診断システムが、通常は95±5アンペアを必要とする受動型太陽追尾装置が急に320±20アンペアを必要とし始めたと認識すると、この個別の受動型追尾装置の機能に異常があると判断し、現場の保守作業員に警告を送る(1513)。ロボットコントローラはまた、画像ベースのシステムを利用して、各太陽追尾装置またはヘリオスタットの健全性を点検、分析してもよい。この画像入力は、直接現場のオペレータに中継されて、追尾システムの健全性が評価される。受動型追尾装置のトルク/電流の読取値が容認可能な範囲内にあれば、工程のこの部分(1503)を、ロボットの制御範囲内の各受動型受光面(101)について繰り返してよい。   To determine the health of the passive solar tracker or heliostat, the robot controller may access a data log obtained from adjusting individual tracking means (1511). Next, a data log that measures the amount of input torque / current required to rotate the adjustment wheel may be accessed (1512) to understand how these numbers change over time. . If the robot uses an electromagnetic interface, this torque value can be determined by recording the average current delivered to the interface during adjustment. In one example, if the diagnostic system recognizes that a passive solar tracker that normally requires 95 ± 5 amps suddenly started to require 320 ± 20 amps, then the function of this individual passive tracker has failed. It is determined that there is a warning, and a warning is sent to the on-site maintenance worker (1513). The robot controller may also use an image-based system to check and analyze the health of each solar tracker or heliostat. This image input is directly relayed to the operator at the site, and the soundness of the tracking system is evaluated. If the passive tracking device torque / current reading is within an acceptable range, this portion of the process (1503) may be repeated for each passive light receiving surface (101) within the robot's control range.

自律的に個々のPCまたはCPV受光面の健全性を判定するために(1504)、ロボットコントローラはまず、個々の追尾装置をその最適な向きに移動させる(1515)。次に、セントラルインバータ、接続箱または、一連のソーラモジュールの出力を監視できる装置と通信してもよい(1516)。ロボットを利用して制御されるシステムにおいては、ある瞬間にモジュール群のうちの1つのモジュールだけを作動させることができるため、出力の読取値は比較的一定に保たれるはずである。データリンクが確立されると、ロボットは探索アルゴリズムを実行し、そこで、システムの出力を監視しながら、その受動型受光面をらせん状に動かす(1517)。次に、最大出力点を記録し(1518)、追尾装置を、それが太陽と正対しないように調整する(1519)。診断システムは、セントラルインバータ、接続箱、または列レベルの出力の変化を測定してもよい(1520)。この情報を使用し、セントラルインバータ、接続箱、または列レベルの出力の正確な差を測定し、これをモジュールの定格出力と比較して(1521)、劣化割合を計算する(1522)ことにより、各モジュールの劣化割合を判定できる。変化が検出されなければ、これは、個々の太陽光受光面(101)がPVまたはCPVシステム全体の出力に貢献していないことを意味するかもしれない。このモジュールは故障と分類され、ロボットコントローラはその調整インタフェースを使って、その受光面を、現場の保守作業員に問題の可能性を知らせるための特別な態勢にしてもよい(1523)。劣化割合が許容範囲内であれば、ロボットの制御領域内の全ての受光面についてサブプロセス1504を繰り返してもよい(1524)。   In order to autonomously determine the health of an individual PC or CPV light receiving surface (1504), the robot controller first moves the individual tracking device to its optimal orientation (1515). It may then communicate (1516) with a central inverter, junction box or device capable of monitoring the output of a series of solar modules. In a system controlled using a robot, only one of the modules can be activated at any given moment, so the output reading should remain relatively constant. Once the data link is established, the robot executes a search algorithm where the passive light receiving surface is spirally moved (1517) while monitoring the output of the system. The maximum output point is then recorded (1518) and the tracking device is adjusted so that it does not face the sun (1519). The diagnostic system may measure changes in output at the central inverter, junction box, or column level (1520). Using this information, by measuring the exact difference of the central inverter, junction box, or column level output, comparing this with the module's rated output (1521), and calculating the degradation rate (1522), The deterioration rate of each module can be determined. If no change is detected, this may mean that the individual solar receiving surface (101) does not contribute to the overall output of the PV or CPV system. The module is classified as a failure, and the robot controller may use its adjustment interface to place its light-receiving surface in a special position to inform the field maintenance personnel of potential problems (1523). If the deterioration rate is within an allowable range, the sub-process 1504 may be repeated for all light receiving surfaces in the robot control region (1524).

ロボットコントローラはまた、事前プログラムされたアルゴリズムと、盗難および/またはリバースエンジニアリングを防止するセキュリティ機能を含んでいてもよい。搭載されたコントローラとデータ保存ユニットは、ロボットに保存された制御プロトコルとデータへのアクセスを防止するために暗号化されてもよい。これに加えて、ロボットコントローラを開けようとする等、ロボットへの不正アクセスを検出するセンサが設けられていてもよい。コントローラは、このような行為に応答して、遠隔オペレータに通知し、および/または制御アルゴリズムと作動データを消去してもよい。設置時に、各ロボットをその設置場所と固有の識別番号で初期化してもよい。ロボット、現場オペレータ、または遠隔オペレータが、ロボットがそれに割り当てられた場所からなくなったことを検出した場合、紛失または盗難に遭ったロボットコントローラを回収するための適当な対策を講じることができる。   The robot controller may also include pre-programmed algorithms and security features that prevent theft and / or reverse engineering. The onboard controller and data storage unit may be encrypted to prevent access to control protocols and data stored in the robot. In addition to this, a sensor for detecting unauthorized access to the robot such as opening the robot controller may be provided. In response to such actions, the controller may notify the remote operator and / or clear the control algorithm and operating data. At the time of installation, each robot may be initialized with its installation location and a unique identification number. If the robot, field operator, or remote operator detects that the robot is no longer assigned to it, appropriate measures can be taken to recover the lost or stolen robot controller.

本明細書では、本発明の具体的な実施形態と利用例を図と文章で説明したが、当然のことながら、本発明は本明細書で開示した正確な構成と構成要素に限定されず、本発明の主旨と範囲から逸脱することなく、本発明の方法と装置の配置、動作および詳細には、各種の改良、変更、改変を加えることかできる。   In the present specification, specific embodiments and examples of use of the present invention have been described with reference to the drawings and text. However, it should be understood that the present invention is not limited to the exact configurations and components disclosed herein, Various improvements, changes and modifications may be made to the arrangement, operation and details of the methods and apparatus of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (20)

複数の太陽光受光面の位置を複数の太陽光受光面調整ホイールの動きに応答して制御するロボットコントローラであって、各太陽光受光面がそれに対応する太陽光受光面調整ホイールを有し、前記ロボットコントローラは軌道上に設置される、前記ロボットコントローラにおいて、
処理ユニットと、
前記処理ユニットに通信可能に連結されて、前記ロボットコントローラの位置を判定する位置判定ユニットと、
前記処理ユニットからの命令に応答して前記ロボットコントローラを前記軌道に沿って移動させる駆動システムと、
前記複数の太陽光受光面調整ホイールの第1の太陽光受光面調整ホイールのための第1の調整パラメータを決定する調整内容決定システムと、
前記第1の調整パラメータに基づいて、前記第1の太陽光受光面調整ホイールを調整する係合システムと、
を含むことを特徴とするロボットコントローラ。
A robot controller that controls the position of a plurality of sunlight receiving surfaces in response to movement of a plurality of sunlight receiving surface adjustment wheels, each sunlight receiving surface having a corresponding sunlight receiving surface adjustment wheel, In the robot controller, the robot controller is installed on a track,
A processing unit;
A position determination unit that is communicably connected to the processing unit and determines the position of the robot controller;
A drive system for moving the robot controller along the trajectory in response to a command from the processing unit;
An adjustment content determination system for determining a first adjustment parameter for a first sunlight receiving surface adjustment wheel of the plurality of sunlight receiving surface adjustment wheels;
An engagement system for adjusting the first solar light receiving surface adjustment wheel based on the first adjustment parameter;
The robot controller characterized by including.
前記位置判定ユニットは、前記軌道上の、前記太陽光受光面調整ホイールに隣接する前記ロボットコントローラの第1の位置を特定し、
前記駆動システムが前記ロボットコントローラを前記第1の位置に位置付ける
ことを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ
The position determination unit specifies a first position of the robot controller adjacent to the sunlight receiving surface adjustment wheel on the orbit,
The robot controller according to claim 1, wherein the drive system positions the robot controller at the first position.
前記ロボットコントローラはホール効果センサを含み、
前記位置判定ユニットは、前記ホール効果センサと前記太陽光受光面調整ホイールの1つとの間の磁気通信を利用して、前記ロボットコントローラの位置を前記太陽光受光面調整ホイールの前記1つに隣接するものとして特定することを特徴とする
ことを特徴とする請求項2に記載のロボットコントローラ。
The robot controller includes a Hall effect sensor,
The position determination unit uses magnetic communication between the Hall effect sensor and one of the sunlight receiving surface adjustment wheels to position the robot controller adjacent to the one of the sunlight receiving surface adjustment wheels. The robot controller according to claim 2, wherein the robot controller is specified.
前記ホール効果センサと前記太陽光受光面調整ホイールの1つとの間の前記通信は、前記太陽光受光面調整ホイールの前記1つを前記第1の太陽光受光面調整ホイールとして、また前記位置を前記第1の位置として特定することを特徴とする請求項3に記載のロボットコントローラ。   The communication between the Hall effect sensor and one of the solar light receiving surface adjustment wheels is performed by using the one of the solar light receiving surface adjustment wheels as the first solar light receiving surface adjustment wheel and the position. 4. The robot controller according to claim 3, wherein the robot controller is specified as the first position. 前記ロボットコントローラはホール効果センサを含み、
前記係合システムは、前記ホール効果センサと前記第1の太陽光受光面調整ホイールとの間の磁気連結を利用して、前記第1の調整パラメータに基づいて前記第1の太陽光受光面調整ホイールを回転させることを特徴とする請求項2に記載のロボットコントローラ。
The robot controller includes a Hall effect sensor,
The engagement system uses the magnetic connection between the Hall effect sensor and the first sunlight receiving surface adjustment wheel to adjust the first sunlight receiving surface adjustment based on the first adjustment parameter. The robot controller according to claim 2, wherein the wheel is rotated.
前記係合システムはラックアンドピニオン機構を含み、
前記ラックアンドピニオン機構は前記第一の調整パラメータに基づいて自動的に調整可能であり、
前記係合システムは、前記ロボットコントローラの移動中に前記第1の太陽光受光面調整ホイールを調整することを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。
The engagement system includes a rack and pinion mechanism;
The rack and pinion mechanism can be automatically adjusted based on the first adjustment parameter;
The robot controller according to claim 1, wherein the engagement system adjusts the first sunlight receiving surface adjustment wheel during the movement of the robot controller.
前記ロボットコントローラが移動する軌道は密閉され、埃または水の著しい進入が防止されることを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。   The robot controller according to claim 1, wherein a trajectory along which the robot controller moves is hermetically sealed to prevent significant entry of dust or water. 前記ロボットコントローラを前記軌道に沿って推進させる駆動輪をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。   The robot controller according to claim 1, further comprising drive wheels that propel the robot controller along the trajectory. 前記ロボットコントローラのための電力を貯蔵する電力貯蔵システムをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。   The robot controller according to claim 1, further comprising a power storage system that stores power for the robot controller. 前記電力貯蔵システムが電気エネルギー貯蔵装置であることを特徴とする請求項9に記載のロボットコントローラ。   The robot controller according to claim 9, wherein the power storage system is an electrical energy storage device. 前記電力貯蔵システムが無線で再充電することを特徴とする請求項9に記載のロボットコントローラ。   The robot controller according to claim 9, wherein the power storage system is recharged wirelessly. 前記軌道から電力を受け取るエネルギー受取装置をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。   The robot controller according to claim 1, further comprising an energy receiving device that receives electric power from the trajectory. 前記エネルギー受取装置は、前記軌道からのインダクティブ方式、または前記軌道との直接接続の使用のいずれかによって電力を受け取ることを特徴とする請求項12に記載のロボットコントローラ。   The robot controller according to claim 12, wherein the energy receiving device receives electric power either by an inductive method from the track or by using a direct connection with the track. 前記位置判定ユニットは三角測量法を利用して前記ロボットコントローラの位置を特定し、前記三角測量法は、局所的に近接して位置付けられた、前記ロボットコントローラの外部の少なくとも3つの機器からの信号を受信することを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。   The position determination unit uses a triangulation method to identify the position of the robot controller, and the triangulation method uses signals from at least three devices external to the robot controller that are located in close proximity to each other. The robot controller according to claim 1, wherein the robot controller is received. 前記位置判定ユニットは、前記ロボットコントローラの前記位置を特定する全地球測位衛星受信器を含むことを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。   The robot controller according to claim 1, wherein the position determination unit includes a global positioning satellite receiver that identifies the position of the robot controller. 前記プロセッサからの信号を受信するように配置されて、前記ロボットコントローラが動作する環境条件を緩和する環境制御システムをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。   The robot controller of claim 1, further comprising an environmental control system arranged to receive a signal from the processor and relieve environmental conditions under which the robot controller operates. 中央サーバ、第2のロボットコントローラ、および/または中央コントローラの少なくとも1つと無線通信する通信システムをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。   The robot controller of claim 1, further comprising a communication system in wireless communication with at least one of the central server, the second robot controller, and / or the central controller. 前記太陽光受光面の1つまたは複数の向き、および/または前記軌道の異常の少なくとも一方を検出するカメラをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のロボットコントローラ。   The robot controller according to claim 1, further comprising a camera that detects at least one of one or more orientations of the sunlight receiving surface and / or abnormality of the trajectory. 複数の太陽光受光面の位置を複数の太陽光受光面調整ホイールの動きに応答して制御するロボットコントローラのための方法であって、各太陽光受光面はそれに対応する太陽項受光面調整ホイールを有し、前記ロボットコントローラは軌道上に位置付けられた、前記方法において、
前記ロボットコントローラの位置を判定するステップと、
前記ロボットコントローラを前記軌道に沿って、前記複数の太陽光受光面調整ホイールの第1のホイールに隣接する位置まで移動させるステップと、
前記第1の太陽光受光面調整ホイールのための第1の調整パラメータを判断するステップと、
前記第1の調整パラメータに基づいて前記第1の太陽光受光面調整ホイールを調整するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
A method for a robot controller that controls the positions of a plurality of sunlight receiving surfaces in response to movements of a plurality of sunlight receiving surface adjustment wheels, wherein each sunlight receiving surface corresponds to a corresponding solar term light receiving surface adjustment wheel And wherein the robot controller is positioned on a trajectory,
Determining the position of the robot controller;
Moving the robot controller along the trajectory to a position adjacent to a first wheel of the plurality of solar light receiving surface adjustment wheels;
Determining a first adjustment parameter for the first sunlight receiving surface adjustment wheel;
Adjusting the first solar light receiving surface adjustment wheel based on the first adjustment parameter;
A method comprising the steps of:
中央サーバ、第2のロボットコントローラ、および/または中央コントローラの少なくとも1つと無線通信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の方法。   The method of claim 19, further comprising wirelessly communicating with at least one of the central server, the second robot controller, and / or the central controller.
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