光伏支架及光伏电池板清洁机试验台的制作方法

本发明涉及光伏技术领域，更具体地，涉及一种用于安装光伏电池板的双自由度可调式光伏支架以及包括该光伏支架的光伏电池板清洁机试验台。

背景技术：

随着国内光伏电站规模的不断扩大以及度电成本的不断降低，当前对光伏系统的发电效率要求越来越苛刻。由于大型光伏电站的光伏电池板组件一般按照固定最佳倾角的设计原则设计而成，然而事实上光伏电池板组件的最佳倾角值在不同月份、不同年份会有一定的偏差，这样也就导致整个光伏电站的发电效率不能发挥到最佳。

目前，市场上存在一种可手动调节最佳倾角的光伏电池板支架，以使光伏电池板获取最大的太阳辐照度，从而来提高发电量。然而，采用人工调节耗时长、效率低，并且调节效果得不到保证，不能适应现在的市场需求。

此外，为了进一步提高发电效率，对光伏系统的清洁维护也越来越得到重视，因此，用于清洁维护的光伏电池板清洁机器人也应运而生。在现实应用中，光伏电池板组件的阵列之间具有一定垂直落差和水平落差，需要开发一种具备适应这种阵列之间落差的能力的清洁机器人。在研发过程中，为了验证这种清洁机器人的落差适应能力、疲劳寿命及其他基本功能，以降低该清洁机器人的研发成本，需要一套能够搭建不同落差并且能够完成疲劳寿命及基本运行功能测试的试验台。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种既能够调节光伏电池板的高度又能够调节光伏电池板的倾角的双自由度可调式光伏支架以及包括该光伏支架的光伏电池板清洁机试验台。

根据本发明的一方面，提供一种光伏支架，光伏支架包括：平台升降机构，平台升降机构包括上方的升降平台、下方的底座平台、第一直线驱动机构和导向机构，第一直线驱动机构的活动端和固定端分别连接于升降平台和底座平台，导向机构包括立柱和引导立柱的升降运动的导向组件，立柱和导向组件分别设置在升降平台和底座平台；倾角调节机构，倾角调节机构包括框架和第二直线驱动机构，其中，框架的下端可枢转地连接到升降平台，第二直线驱动机构的活动端和固定端分别连接到框架的中间偏上部分和升降平台。

根据本发明的示例性实施例，框架包括彼此垂直的横向主梁和纵向次梁，纵向次梁位于横向主梁下方，其中，纵向次梁的下端可通过枢转件连接在升降平台上，纵向次梁的中间偏上部分可通过铰接件连接至第二直线驱动机构的活动端，并且第二直线驱动机构的固定端可通过铰接件连接至升降平台。

根据本发明的示例性实施例，平台升降机构还可包括紧固到升降平台上的顶部升降组件，第一直线驱动机构的活动端连接至顶部升降组件。

优选地，第一直线驱动机构和第二直线驱动机构可设置为电动推杆或液压缸。

根据本发明的示例性实施例，升降平台和底座平台可设置为四边形框架，并且升降平台和底座平台中间部分分别设置有多个横向托条和纵向托条，横向托条和纵向托条的两端分别连接到四边形框架相对的两侧边。

根据本发明的示例性实施例，立柱和导向组件彼此对应地分别安装在升降平台和底座平台的四个拐角处。

根据本发明的示例性实施例，平台升降机构还可包括脚轮组件。

根据本发明的另一方面，提供一种光伏电池板清洁机试验台，光伏电池板清洁机试验台包括：多个如上所述的光伏支架；光伏电池板阵列单元，安装于每个光伏支架上；过渡导轨，设置于相邻的光伏电池板阵列单元之间。

根据本发明的示例性实施例，光伏电池板清洁机试验台还可包括清洁机停泊台，安装在多个光伏支架中的一个光伏支架的一侧。

根据本发明的示例性实施例，过渡导轨设置为角钢，角钢包括互相垂直的第一板和第二板，第二板的长度短于第一板的长度，且第二板的端部位于第一板的端部内侧，第一板的两端分别连接到两个相邻的光伏电池板阵列单元的边框上，使第二板的表面与相邻的光伏电池板阵列单元的表面衔接。

优选地，第一板的两端可被去除预定部分。

根据本发明的光伏支架可调节光伏电池板的高度和倾角，并且通过利用动力源驱动调节而实现半自动化，可减轻工作强度并能提高调节精度。此外，光伏支架通过加入能源装置和通讯控制系统即可实现自动化。

根据本发明的光伏电池板清洁机试验台具备一定的承载能力和抗倾翻能力，并具有两个自由度的调节能力，即，能调节高度和倾角，从而光伏支架之间可构造一定的坡度，以在光伏电池板阵列单元之间搭建不同落差，以便光伏电池板清洁机器人进行基本运行功能测试、疲劳寿命及故障分析等实验。此外，通过设置脚轮组件，还使得光伏电池板清洁机试验台方便移动、便于搬运。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例进行详细描述，本发明的以上和其它特点及优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台的示意图；

图2A和图2B分别是根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台中的光伏支架的主视图和侧视图；

图3A和图3B分别是根据本发明的示例性实施例的光伏支架中的倾角调节机构的主视图和侧视图；

图4A和图4B分别是根据本发明的示例性实施例的光伏支架中的平台升降机构的主视图和俯视图；

图5A和图5B分别是根据本发明的示例性实施例的光伏支架中的平台升降机构处于初始状态和抬升状态的侧视图；

图6A至图6D示出了根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台的清洁机停泊台的结构；

图7A至图7C示出了根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台的过渡导轨的结构；

图8示出了根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台的过渡导轨与光伏电池板阵列单元之间的连接关系示意图。

具体实施方式

现在将参照附图更全面的描述本发明的实施例，在附图中示出了本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台10的示意图。

根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台10可包括：多个光伏支架100、清洁机停泊台200和过渡导轨300。其中，光伏支架100用来支撑光伏电池板阵列单元400。清洁机停泊台200设置在光伏电池板清洁机试验台10的端部并安装到光伏支架100的一侧。过渡导轨300设置于相邻的光伏电池板阵列单元400之间，并连接到两个相邻的光伏电池板阵列单元400的边框上，以使诸如光伏电池板清洁机器人或光伏电池板清洁机等的试验对象能够从一个光伏电池板阵列单元400顺利地运动到相邻的下一个光伏电池板阵列单元400上。

下面将参照图2A至图5B对根据本发明的示例性实施例的光伏支架100进行详细描述。

图2A和图2B分别是根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台10中的安装有光伏电池板阵列单元400的光伏支架100的主视图和侧视图；图3A和图3B分别是根据本发明的示例性实施例的光伏支架100中的倾角调节机构110的主视图和侧视图。图4A和图4B分别是根据本发明的示例性实施例的光伏支架100的平台升降机构120的主视图和俯视图；图5A和图5B分别是根据本发明的示例性实施例的光伏支架100中的平台升降机构120处于初始状态和抬升状态的示意图。

参照图2A和图2B，光伏支架100包括：倾角调节机构110和平台升降机构120。其中，倾角调节机构110用于支撑光伏电池板阵列单元400并调节光伏电池板阵列单元400的倾角。平台升降机构120设置在倾角调节机构110下方，用于调节整个光伏支架100的高度。这里，倾角调节机构110可枢转地连接到平台升降机构120，以使得倾角调节机构110相对于平台升降机构120转动，进而调节安装于其上的光伏电池板阵列单元400的倾角至最佳倾角，提高发电量。

参照图3A和图3B，根据本发明的示例性实施例的倾角调节机构110可包括框架111和第二直线驱动机构116，框架111用于托举光伏电池板阵列单元400的下表面，并且框架111的纵向方向上的下端可枢转地连接到平台升降机构120，框架111的纵向方向上的中间偏上部分通过第二直线驱动机构116连接到平台升降机构120。可通过调节第二直线驱动机构116的伸缩长度来调节光伏电池板阵列单元400的角度，在一个实施例中，可实现大约30°至45°倾角范围内的角度调节。

更具体地，参照图3A和图3B可知，框架111可包括彼此垂直地连接在一起的横向主梁117和纵向次梁112，并且纵向次梁112位于横向主梁117的下方。根据一个示例，横向主梁117和纵向次梁112均设置为其上按照预定间距设置有多个孔的C型钢，通过使紧固件穿过纵向次梁112和横向主梁117中的孔后固定而将纵向次梁112固定连接至横向主梁117的下表面上，通过利用紧固件穿过设置于光伏电池板阵列单元400的边框处的边扣压紧件118、中扣压紧件119和横向主梁117中的孔后固定而将光伏电池板阵列单元400安装到横向主梁117的上表面上。纵向次梁112的一端通过枢转件连接到平台升降机构120上，根据一个示例，所述枢转件可包括连接至纵向次梁112的第一铰支座114、连接至平台升降机构120的第二铰支座115以及穿设于第一铰支座114和第二铰支座115中的铰接轴。第一铰支座114通过紧固件固定连接至纵向次梁112的下表面，第二铰支座115通过紧固件固定连接至平台升降机构120。第二直线驱动机构116通过铰接件(例如，第三铰支座114’和第四铰支座115’)连接于纵向次梁112与平台升降机构120之间，并且第二直线驱动机构116可带动框架111相对于平台升降机构120绕所述枢转件中的铰接轴进行枢转。作为示例，第二直线驱动机构116的活动端通过第三铰支座114’连接至纵向次梁112的中间偏上部分，第二直线驱动机构116的固定端通过第四铰支座115’连接至平台升降机构120。第三铰支座114’通过紧固件固定连接至纵向次梁112的下表面，第四铰支座115’通过紧固件固定连接至平台升降机构120。作为变形，第二直线驱动机构116的活动端和固定端的连接位置可以反过来，即第二直线驱动机构116的固定端连接至纵向次梁112的中间偏上部分，第二直线驱动机构116的活动端连接至平台升降机构120。

在一个示例中，可设置彼此平行且分开预定间距的两个横向主梁117和两个纵向次梁112，并且在每个纵向次梁112上分别连接一个第二直线驱动机构116，这样可使得光伏支架100更加平稳。然而，本发明不限于此，也可在中间位置设置一个纵向次梁112，并在纵向次梁112上仅设置一个第二直线驱动机构116，这样可以提高调节的同步性，降低制造成本，但是可能会由于机器人运动而导致光伏支架不稳。

在此，第二直线驱动机构116可优选地设置为电动推杆，但是不限于此，第二直线驱动机构116也可以由液压缸构成，而且只要是能够产生直线移动动力的装置均可作为第二直线驱动机构116。

根据本发明的示例性实施例，参照图4A至图5B，平台升降机构120包括升降层单元、基础层单元和第一直线驱动机构123，第一直线驱动机构123连接于升降层单元和基础层单元之间并带动升降层单元相对于基础层单元进行升降运动。具体地，所述升降层单元可包括顶部升降组件121、立柱1210、升降平台124和滑块组件129，其中，滑块组件129固定到立柱1210上，顶部升降组件121和立柱1210利用紧固件安装到升降平台124上。所述基础层单元可包括导向轴1211、导向轴安装座组件128和底座平台126，其中，导向轴安装座组件128利用紧固件安装到底座平台126上，且导向轴1211固定连接到导向轴安装座组件128上。导向轴1211穿过滑块组件129，由此滑块组件129与导向轴1211相对可滑动地连接在一起。导向轴1211和导向轴安装座组件128为本申请所说的导向组件的一个具体示例，但不限于此，只要能够稳定地引导升降平台124的升降运动，立柱1210和导向组件的结构可以适当改变。

第一直线驱动机构123的活动端可通过顶部铰支座122连接到顶部升降组件121上，其固定端可通过底部铰支座125连接到底座平台126。作为变形，第一直线驱动机构123的活动端和固定端的连接位置可以反过来，即第一直线驱动机构123的固定端连接至顶部升降组件121，第一直线驱动机构123的活动端连接至底座平台126。第一直线驱动机构123可优选地设置为电动推杆，但是不限于此，第一直线驱动机构123也可以由液压缸构成，而且只要是能够产生直线移动动力的装置均可作为第一直线驱动机构123。

在一个示例中，升降平台124和底座平台126设置为四边形框架，并且升降平台124和底座平台126的中间部分分别设置有多个横向托条和纵向托条，横向托条和纵向托条的两端分别利用紧固件连接到四边形框架相对的两侧边，并且横向托条在与纵向托条相接触的部分利用紧固件彼此连接。立柱1210和所述导向组件彼此对应地分别安装在升降平台124和底座平台126的四个拐角处。顶部升降组件121呈大致的倒U形，且利用紧固件安装在升降平台124的中央位置处的横向托条或纵向托条上。

所述基础层单元还可设置有脚轮组件127，脚轮组件127利用紧固件安装在底座平台126上，以使得整个平台升降机构120可根据试验需要和现场情况而灵活地移动。另外，脚轮组件127上还可设置有锁止器，在锁止器处于锁止状态的情况下，平台升降机构120可稳固地固定在特定位置；在锁止器处于解锁的情况下，平台升降机构120可被移动。

下面说明平台升降机构120中各组件的连接与固定。首先，顶部升降组件121及立柱1210用紧固件安装在升降平台124上，滑块组件129按照一定位置和方向安装在立柱1210上，从而构成平台升降机构120中的升降层单元；其次，导向轴1211与导向轴安装座组件128利用紧固件连接紧固后，将其和脚轮组件127分别用紧固件安装到底座平台126上，构成平台升降机构120中的基础层单元；最后，将升降层单元与基础层单元沿着导向轴1211和滑块组件129的配合面进行组对，并通过顶部铰支座122、第一直线驱动机构123和底部铰支座125进行连接。通过以上的连接与固定，基础层单元可实现灵活移动或定位，并且升降层单元可实现连续升降。在一个示例中，平台升降机构120可实现0mm至350mm范围内的连续升降。

在一个示例中，平台升降机构120可仅设置一个第一直线驱动机构123，然而，本发明不限于此，在根据本发明的另一示例中，可在对称的位置设置两个或者更多个第一直线驱动机构123，这样可使得光伏电池板清洁机试验台10的升降更加平稳，但同时也会增加成本。

光伏支架100还可包括控制机构130，控制机构130上可设置有运动量调节器，并且运动量调节器上可设置有带有升降按钮的调节手柄，通过操作升降按钮来实现诸如电动推杆的第一直线驱动机构123和第二直线驱动机构116的伸长和缩回，从而对光伏电池板阵列单元400的倾角和高度进行调节。

图6A至图6D示出了根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台10的清洁机停泊台200的示意图。

根据本发明的示例性实施例，清洁机停泊台200包括停泊组件210，停泊组件210包括彼此垂直地连接成矩形的支架纵梁211和支架横梁212，并且支架纵梁211和支架横梁212利用紧固件连接到光伏支架100的框架上，具体地，可连接到光伏支架100的从光伏电池板阵列单元400的横向方向上的一侧延伸出预定长度的横向主梁117上。

清洁机停泊台200还可包括接近探测板213，接近探测板213设置在靠近光伏电池板清洁机试验台10的边缘的支架纵梁211上，以供诸如清洁机或清洁机器人的试验对象感测到已经运行到了试验台的边缘，并执行停止或返回运动。

清洁机停泊台200还可包括自清洁装置220，自清洁装置220可包括板刷221和板刷安装架223，其中，板刷221安装于板刷安装架223中的安装槽222内。板刷安装架223包括板刷安装架竖向梁2231和板刷安装架横梁2232，板刷安装架竖向梁2231固定连接于板刷安装架横梁2232与支架横梁212的靠近所述光伏电池板清洁机试验台10的边缘的端部之间，并使板刷安装架横梁2232、板刷安装架竖向梁2231和支架横梁212大致呈“匚”形。板刷安装架竖向梁2231与板刷安装架横梁2232之间可设置有倾斜支撑梁，以加强连接与支撑强度。此外，板刷安装架竖向梁2231可通过连接纵梁而连接到靠近所述光伏电池板清洁机试验台10的边缘的支架纵梁211的外侧，并通过倾斜支撑梁来加强连接。

其中，安装槽222设置于板刷安装架横梁2232的与其所述端部相对的另一端。当诸如清洁机或清洁机器人的试验对象驶入或驶出清洁机停泊台200时，自清洁装置220上的板刷221对安装于清洁机器人上的光伏电池板表面进行清洁。

图7A至图7C示出了根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台10的过渡导轨300的结构；图8示出了根据本发明的示例性实施例的光伏电池板清洁机试验台10的过渡导轨300与光伏电池板阵列单元400之间的连接关系示意图。

设置于相邻的光伏电池板阵列单元400之间的过渡导轨300可设置为角钢。参照图7A至图7C，所述角钢包括互相垂直的第一板301和第二板302，所述第二板302的长度短于所述第一板301的长度，且所述第二板302的端部位于所述第一板301的端部内侧，所述第一板301的两端分别连接到两个相邻的光伏电池板阵列单元400的边框上，使所述第二板302的表面与相邻的光伏电池板阵列单元400的表面衔接。

优选地，所述角钢的第一板301的两端靠近边缘的位置分别设有两个沉头孔310，然而，沉头孔310的数量和设置位置不限于此，可根据实际应用而设置一个或者多于两个的沉头孔310，并且可根据需要灵活设置沉头孔310所在的位置。所述角钢的第一板301的两端可根据实际需要而被去除预定部分。

参照图8，所述角钢的两端利用沉头螺钉320分别连接到相邻两个光伏电池板阵列单元400的边框410上。具体地，沉头螺钉320可设置为内六角沉头螺钉，然而，本发明不限于此，沉头螺钉320可设置为与沉头孔310相匹配的任意类型的沉头螺钉，只要保证过渡导轨300的用作导向面的第一板和第二板在利用螺钉固定到光伏电池板上之后仍基本光滑，并且不存在阻碍清洁机器人的轮系顺利通过的明显凸起即可。

在本说明书中，所提及的紧固件可以是螺栓、螺丝或螺钉等用于连接在两个部件之间以将所述两个部件紧固相连的部件，并且可视情况而配有附加部件：例如，诸如塑翼螺母、预置螺母的螺母，和/或诸如平垫、弹垫等的垫。

根据本发明的光伏支架可调节光伏电池板的高度和倾角，并且通过利用动力源驱动调节而实现两个自由度的半自动化调节，从而可减轻工作强度并提高调节精度。此外，根据本发明的光伏支架可通过包含能源装置和通讯控制系统而完全实现自动化，进一步减轻工作强度并提高调节精度。

根据本发明的光伏电池板清洁机试验台具备一定的承载能力和抗倾翻能力，并具有两个自由度的调节能力(即，能调节高度和倾角)，光伏支架之间可构造一定的坡度，以在光伏电池板阵列单元之间搭建不同落差，以便光伏电池板清洁机器人进行基本运行功能测试、疲劳寿命及故障分析等实验。此外，通过设置脚轮组件，还使得所述光伏电池板清洁机试验台方便移动、便于搬运。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。