光伏系统的制作方法

本实用新型涉及光伏发电系统、基于轨道的光伏清洁机器人和基于轨道的农业机器人。

背景技术：

现有的光伏发电系统利用太阳光发电，提供一种清洁、取之不尽的高品位能源，并且成本已经接近火力发电。但一些光伏发电系统在安装时没有事先考虑光伏组件表面采用机器清洁的问题；以后，采用人工清洁或者人工搬运自动清洁装置上、下光伏组件，劳动强度大效率低；采用普通车载光伏清洁机器人清洁，在地面状况复杂时效果欠佳。

现有的光伏发电系统多没有考虑光伏发电和设施农业相结合。

技术实现要素：

本实用新型的目的是要提供对农业友好的光伏发电系统。

本实用新型实现其目的的技术方案：建造一个光伏系统，包括台架、光伏组件、输变电装置和计算机控制系统，光伏组件将太阳能转换成电力经输变电装置变流变压后通过电缆连接到电网，还包括一组以上平行轨道和运行于轨道上的多用途机器人。

所述轨道与台架连接并通过台架向下或者向地面传递重力；台架包括一个以上立柱型、若干个立柱加连接杆型、若干根轨道加附件型和倒置混凝土桌子型。或者所述轨道设置在台架一侧或者两侧的基础上并通过基础向下或者向地面传递重力。尽可能采用线膨胀系数小、耐候性好、耐磨和强度高的金属制造所述轨道；所述轨道还包括呈环状或者弧形等高或者盘旋上升布置于小山上的轨道。

台架设置的地点包括农地、山坡、水体、滩涂、荒漠、构筑物顶部以及与暖房一体建造。

光伏组件包括固定安装光伏组件、可自动跟踪太阳光光伏组件和被动跟踪太阳光光伏组件。

多用途机器人包括机架、与机架连接的一组以上轮组、动力蓄电池和功能部件。

每组轮组包括一个以上轮子，所有的轮子中至少包括一个电动轮。典型的轮组为四组；分别布置在机架左右两侧的前部和后部。有关内容可参考现有技术一种单排滚轮旱冰鞋和电动汽车；采用多个轮子的轮组更加可靠稳定并且使负荷分布更为分散。

轮组与轨道配合滚动连接，包括单个电动轮与一条轨道配合滚动连接、多组轮组分别与属于同一排台架上的两根轨道配合滚动连接和多组轮组与分别属于相邻两排台架上的两根轨道配合滚动连接。

功能部件包括光伏组件自动清洁巡检安装拆卸装置；功能部件还包括农用机械装置。农用机械装置包括电动犁、播种机、除草机、插秧机、喷灌设施和收割机；以及车厢和轮组构成的农用车机器人。

动力蓄电池和多用途机器人的用电负载组成一个电路回路；动力蓄电池为多用途机器人的用电负载提供电力；所述用电负载包括轮组和功能部件。

多用途机器人、光伏组件和输变电装置通过各自的接口电路与计算机控制系统主机信号连接；多用途机器人、光伏组件和输变电装置的状态根据计算机控制系统主机状态的变化而变化。

还可以包括一个固定电源和两条以上输电母线。固定电源包括与电网电气连接的整流电源。

整根输电母线采用滑动取电方式传输电力，输电母线包括设置于台架上的在一个护罩内的多路独立输电线、金属导电体和电阻率小于0.3欧姆·毫米²/米的所述轨道。

多用途机器人还包括与输电母线滑动电气连接的电刷。对每条输电母线配置一个以上电刷。电刷还可以采用电动轮组的轮子充当。所述输电母线与固定电源电气连接；所述输电母线与固定电源电气连接与所述电刷滑动电气连接用于传输电力或者用于接地。

固定电源、输电母线、所述电刷和多用途机器人的用电负载组成一个电路回路。固定电源持续供应用电负载电力。

固定电源、输电母线和所述电刷通过各自的接口电路与计算机控制系统主机信号连接；固定电源、输电母线和所述电刷的状态根据计算机控制系统主机状态的变化而变化。需要时可将一排光伏组件的输电母线分段独立上电以减少损耗。输电母线和电刷的有关内容可参考现有技术，包括电气化铁路的架空电缆和受电弓；以及工厂行车使用的母排和电刷。

还可以包括换轨机和换轨轨道；换轨机包括底盘、与底盘连接的一组以上轮组、一组两根驳接轨道和控制系统；换轨机还包括机器视觉装置；

轮组和接轨机器视觉装置通过接口电路与控制系统主机信号连接；轮组的状态根据控制系统主机的状态改变而改变；

换轨机轨道沿各排光伏组件台架的端部设置；换轨机轨道与各排光伏组件台架上的所述轨道呈直角或者大倾角布置；换轨机轨道包括与外界绝缘并与固定电源电气连接；换轨机利用自身携带的动力蓄电池工作或者利用电刷通过与外界绝缘并与固定电源电气连接的轨道取得电力；轮组与换轨机轨道配合滚动连接。

借助于接轨机器视觉装置，令换轨机行驶到所述轨道一端，使换轨机上的驳接轨道与所述轨道处于接轨状态；多用途机器人和可移动光伏组件总成从所述轨道上行驶到换轨机的驳接轨道上或者从驳接轨道上行驶到所述轨道上，实现其向不同轨道转移。

还可以包括可移动光伏组件总成，可移动光伏组件总成包括组件、机架、与机架连接的若干个轮组；轮组与所述轨道配合滚动连接；至少一个轮组带有一个刹车部件；刹车部件具有两种稳定状态：锁定状态和非锁定状态；当刹车部件处于锁定状态时，可移动光伏组件总成的组件轮被锁定不能移动；当刹车部件处于非锁定状态时；可移动光伏组件总成可由多用途机器人或者人工驱动沿所述轨道运行。刹车部件可以采用扳手件，方便用手动或者多用途机器人板动；刹车部件还可以采用气动或者电动操作以适合自动操作并适用于同时作用于多个刹车部件。

可移动光伏组件总成包括无动力和自带驱动装置。可移动光伏组件总成包括配置状态调节机构用于光伏组件被动或者主动跟踪太阳、减小风阻、让积雪滑落和让冰雹小夹角打击光伏组件的玻璃的状态。

还可以令相邻两排光伏系统组件合用一根轨道；包括轨道直接放置在基础上或者架空安装。

还可以令所述轨道还包括双层轨道；双层轨道包括用中间竖直板连接的上层轨道和下层轨道；两根双层轨道通过绝缘连接件连接并在连接件上安装光伏组件；一组两根双层轨道的上层轨道和下层轨道上分别行驶可移动光伏组件总成和多用途机器人；还可以包括设置于钢板轨道背面的轨下轮组，轨下轮组与机架连接安装于轮组的下方；还可以包括横向轮，横向力布置在轨道的两侧或者分别布置在双层轨道的上层轨道的翻边外侧和竖直板一侧或者分布在下层轨道翻边的两侧。

还可以包括表面具有齿条形状的齿条轨道、以及与齿条轨道上表面相啮合的齿轮轮组和与齿条轨道下表面相啮合的轨下齿轮轮组。

还可以在两条处于同一平面的轨道——轨道A和轨道B交汇处设置一个转轨平台；在转轨平台上面设置转轨轨道；转轨平台使用一个转动副机构与基础连接并与一个驱动装置传动连接；转轨平台具有两种工作状态：1、贯通连接轨道B；2、贯通连接轨道A；经过转轨平台60的状态转换运作，实现轨道A和轨道B上的农用车机器人转轨。

还可以包括沿台架伸展方向布置的插电滑轨；插电滑轨包括C字形滑轨和与电力线连接的上插电座和下插电座。多用途机器人还包括一个自动电插头装置；自动电插头总成包括可独立水平旋转的内转盘、外转盘、上挑杆、下挑杆、上电插头总成、下电插头总成和控制系统。上、下挑杆内部含有多路分别与农业机器人用电负载和自动电插头接通的输电线；上挑杆包括上挑杆刚性段和上挑杆弹性段；下挑杆包括下挑杆刚性段和下挑杆弹性段。

所述刚性段包括钢管；所述弹性段包括在所述输电线外部套一根弹簧构成；自动电插头与上述四孔插座配合连接。

内转盘与上挑杆刚性段连接；外转盘与下挑杆刚性段的外端连接。

上电插头总成与上挑杆弹性段的外端连接；下电插头总成与下挑杆弹性段的外端连接。

上电插头总成包括基座、电动轮、一对横向轮、配合轮、自动刹车和自动电插头。

还可以包括沿台架伸展方向布置的插电滑轨；插电滑轨包括C字形滑轨和与电力线连接的上插电座和下插电座。多用途机器人还包括一个自动电插头装置；自动电插头总成包括电力线收放装置包括收纳容器、一对电力线收放轮和控制系统。电力线收放轮与其驱动机构传动连接；电力线收放轮驱动机构通过接口电路与控制系统的主机信号连接；电力线收放轮驱动机构的状态根据控制系统主机状态的变化而变化。所述控制系统主机还与下电插头总成的控制系统主机信号连接，当下电插头总成的状态变化时，电力线收放装置自动收线和放线。

有益效果：本实用新型在光伏组件的台架上配置轨道，为多用途机器人提供空间定位和移动定位综合平台；为实现自动清洁巡检安装拆卸提供一种手段。使用换轨机，有助于实现光伏组件清洁巡检安装拆卸的现场无人化。多用途机器人的功能部件包括农业机械制造，为设施农业提供一种新的方案，同时实现以对农业友好的方式解决光伏发电的场地问题。

免用动力蓄电池，使得小型光伏清洁机器人的重量由数十千克降低到数千克、省去充电过程、造价和运营成本大幅度降低；并可实现无限续航能力。

相邻两排轨道合用一根轨道，并且相邻两排光伏系统的光伏组件之间光滑接合。有助于在构筑物顶部利用光伏组件形成一个连续的隔热隔水层。

利用旋转平台进行轨道切换，有助于实现所述轨道上的多用途机器人或者可移动光伏组件总成与外部的自由转移。

可移动光伏组件总成还方便转移避开台风袭击。

在农地中以南北向或者偏南北向方位布置双层轨道，在双层轨道上设置被动跟踪的光伏组件或者设置可移动光伏组件总成；并采用多用途机器人适时调节被动跟踪的光伏组件状态，以及适时移动可移动光伏组件总成。可以减少对农作物的遮挡、使光伏组件下面的农作物较长时间受到光照。既能解决我国东部地区的光伏发电场地问题——在1亩地上设置60平方米约10千瓦的光伏组件，能够年发电1.4万千瓦时以上；又能够接近零成本将普通农地重新定义为后现代化设施农地。这些设施农地使用基于所述轨道的农业机器人能够大幅度增加有效产出、解决我国明天谁来种地的问题、有利于国家的粮食安全和能源安全、使用基于所述轨道的农用车可避免重型卡车对农地的碾压、利用可再生的电力进行耕作符合可持续发展的理念，本实用新型的设施农地还有利于吸收各种新的技术。

我国的东南丘陵，有许多未开发利用的小山。在这些小山无霜期短、雨水充沛、人迹罕至。使用本实用新型在山坡上设置多层环形轨道和轨道切换装置，可以对环境友好的方式利用这些国土。

本实用新型为在煤矿沉陷区、滩涂和其他水面设置光伏发电系统并无人化运营提供新的途径。

附图说明

图1是一个光伏系统的俯视图。

图2是一个光伏系统的俯视图。

图3是图2的I-I向视图。

图4是一个双层轨道的立体图。

图5和图6分别是一个双层轨道的上、下两层齿条轨道与两台多用途机器人的轮组连接的左视图和正视图。

图7是一个嵌入式电刷总成的结构示意图。

图8 是一个利用轮组作为电刷与圆钢轨道输电母线滑动电气连接的结构示意图。

图9是利用台架输电轨道运行光伏清洁机器人的左视结构示意图。

图10是图9的I-I向视图。

图11是一个钢管两端与内、外螺纹连接端连接的正剖结构示意图。

图12是一个可移动光伏组件总成换轨的俯视图。

图13是一个相邻光伏组件光滑密封连接的结构示意图。

图14和15是转轨平台两种转轨工作状态示意图。

图16是一个农业机器人在行进中持续变更自动电插头装置状态的正视图。

图17是一个上电插头总成的两种工作状态示意图。

图18和19分别是一个自动插电装置的有视图和俯视图。

图20是一段上挑杆弹性段的结构示意图。

图21是一个电力线收放装置的立体图。

图中1.台架；2.光伏组件；3.立柱；4.双层轨道；5.金属材料输电母线；6.横杆；7.绝缘材料；8.连接件；9.地面轨道；10.基础桩；11.上层轨道；12.下层轨道；13.连接线；14.农业机器人；15.农用车机器人；16.通用光伏机器人；17.长机架；18.轮罩；19.轮组；20插秧机；21.地面轮；22.电刷；23.自动装卸装置；24.固定电源；25.机架；26.车厢；27.跨越式机架；28.轨道；29.齿条；30.齿条轨道；31.齿轮轮组；32.轨下齿轮轮组；33.翻边；34.横向轮；35.刹车部件；36.上轨平台；37.绝缘承托件；38.钢管；39.标记；40、41.连接端；42.扳手槽；43.清洁模块；44.转向机构；45.地面轮组；46.轨道；47.换轨轨道；48.换轨机；49.底盘；50.驳接轨道；51.机器视觉装置；52.可移动光伏组件；53.压板；54.水槽；56.刹车橡皮；57.机械臂；58.轨道A；59.轨道B；60.转轨平台；61.转轨轨道；62.物料；63.嵌入式电刷；64.弓形架；65.护罩；66.滚轮；67.金属轮毂；68.插电滑轨；69. C字形滑轨；70.三相四线电力线；71.上插电座；72.下插电座；73.自动电插头装置；74.内转盘；75.外转盘；76.上挑杆；77.下挑杆；78.上电插头总成；79.下电插头总成；80.上挑杆刚性段；81.上挑杆弹性段；82.下挑杆刚性段；83.下挑杆弹性段；84.基座；85.电动轮；86.配合轮；87.金属弹簧；88.自动电插头；89.驳接滑轨；90.胶管；91.电力线收放装置；92.收纳容器；93.电力线收放轮。

具体实施方式

图1至6共同给出实施例1。

实施例1，建造一个光伏系统，包括台架1、光伏组件2、输变电装置和计算机控制系统。台架1包括立柱3、一组两条平行布置的双层轨道4、分别布置于台架1内侧和外侧的左、右两条金属材料输电母线5和横杆6。台架1沿南北向或者偏南北向布置。偏南北向是指在当地的经线±60度范围内。双层轨道4与立柱3之间采用绝缘材料7作电气隔离。双层轨道4与立柱3之间也可以不作电气隔离。光伏组件2通过绝缘的连接件8与台架1连接。在台架1的两侧地面各布置有一条混凝土地面轨道9。地面轨道9可以架设在基础桩10上。光伏组件2将太阳能转换成电力经输变电装置变流后通过电缆连接到电网。

双层轨道4包括用中间竖直板连接的上层轨道11和下层轨道12。双层轨道4可用不锈钢板一体成型制作或者焊接制成。双层轨道4包括在通过连接件8安装光伏组件2的情况下，允许其上层轨道11和下层轨道12分别行驶多用途机器人和可移动光伏组件总成。

光伏系统各轨道上运行的多用途机器人包括地面轨道9上行驶农业机器人14；双层轨道4的下层轨道12上行驶农用车机器人15；双层轨道4上行驶通用光伏机器人16。

农业机器人14包括长机架17、带轮罩18的轮组19、功能部件插秧机20、地面轮21、电刷22和自动装卸装置23。农业机器人14的四个轮组19用电驱动分别行驶在相邻两排光伏系统的两根地面轨道9上。

长机架17通过地面轮21向地面传递重力。轮罩18有助于减少行驶中植物对轮组21的羁绊。

机架采用多组轮组与分别属于相邻两排台架上的两根轨道配合滚动连接的农业机器人，其功能部件还包括滑轨、胶带轮和胶带轮驱动装置；滑轨与机架连接；所述功能部件通过滑轨与机架滑动连接、通过胶带轮和胶带轮驱动装置传动连接；所述功能部件能够在胶带轮带动下沿滑轨轴心线方向前后移动、定位并进行各种作业。一根滑轨可以配置多个功能部件。有关胶带轮传动的内容还可参考墨盒打印机的墨盒驱动结构。

机架采用多组轮组与分别属于相邻两排台架上的两根轨道配合滚动连接的农业机器人，还包括均布于机架上的一个以上地面轮；地面轮与地面接触；机架的重量通过地面轮向地面传递；地面轮包括现有的农用拖拉机轮子，用于增加牵引力和机架的荷载能力。农业机器人和地面轮还可采用独立的动力蓄电池或者其他动力。

电刷22用于在滑动中与金属材料输电母线5和双层轨道4实现电气连接。

利用各电刷22，农业机器人14的用电负载至少可以通过两根双层轨道4和一根金属材料输电母线5与两个固定电源24分别组成回路并源源不断取得电力。固定电源24包括直流和交流电源；固定电源24的电压不限，包括直流电范围12至300伏。

本实用新型光伏系统的输电母线包括整根输电母线采用滑动取电方式输出电力；输电母线包括设置于台架上的在一个护罩内的多路独立输电线、金属材料输电母线和电阻率小于0.3欧姆·毫米²/米的金属轨道。

输电母线和电刷的有关内容可以参照现有技术，包括工厂行车使用的母排和电刷。还可以用轮子做电刷在轮子行驶过程中从输电母线取得电能。

农业机器人在插秧过程中，秧苗由农用车机器人11输送供应，通过农业机器人的自动装卸装置30自动驳运取得，有关内容可参考现有技术。

农用车机器人15包括机架25、四个轮组19、车厢26、电刷22和控制系统。轮组19用电驱动。利用各电刷22，农用车机器人15的用电负载至少可以通过两根双层轨道和一根金属材料输电母线5分别与两个固定电源24组成回路并源源不断取得电力。

通用光伏机器人16包括跨越式机架27、四个轮组19、电刷22、功能部件清洁模块43和控制系统；跨越式机架27跨越光伏组件2；轮组19用电驱动。功能部件清洁模块43通过其转动和上下移动实现自动清洁光伏组件。有关自动清洁的内容可参考现有技术包括擦窗机技术。

通用光伏机器人15的功能部件用于实现包括自动安装、拆卸、巡检和清洁光伏组件及光伏系统其它部件；并用于调节光伏组件2的状态包括令其朝向太阳、处于大倾角除雪状态和处于纯平状态减小风阻。

还可以将上层轨道和下层轨道的上表面都加工成如图中虚线椭圆所示的齿条29形状，制成齿条轨道30；相应地，为多用途机器人或者可移动光伏组件总成制作轮子表面带齿的轮组——齿轮轮组31；齿轮轮组31与齿条轨道30相啮合。

为防止齿轮轮组30脱离齿条轨道29，在机架25上配置一个以上轨下齿轮轮组32。轨下齿轮轮组32安装在上层和下层轨道11、12背面对应齿轮轮组31的下方位置，轨下齿轮轮组31能够与齿轮轮组31一起前进后退。

还可以令所述齿条轨道的每条齿槽的底部表面从内向外单调下降，使之不留存雨水并方便雨水冲刷掉齿槽内的灰尘。

还可以用吹风机吹去齿条轨道齿槽内的灰尘。

采用齿条轨道和齿轮轮组，行驶时不会打滑；并适合在带有较大坡度的轨道上负重行进。

图5和6中的齿条轨道30、齿轮轮组31和轨下齿轮轮组32，改为普通表面平滑的轨道、轮组和轨下轮组，同样能起到防止轮组脱离轨道的效果。

还可以在轨道上制作其他类型的费竖向凹凸条纹或者制作凹凸点阵，并采用胶轮轮组以增加轮组对轨道的附着力。

本实用新型的轮组还可以辅以横向轮。具体方式包括在双层轨道的上层轨道11和下层轨道12两侧各设置一个长度适合的翻边33，并各配置一个横向轮34来防止齿轮轮组31偏离正常位置。地面轨道具有现成的侧面，在地面轨道上行驶的轮组也可以直接采用横向轮来确保轮组运行于正确的轨道。有关横向轮的内容可参考现有技术。

图6中，在齿轮轮组31的右侧，设置有一个刹车部件35。刹车部件包括一块刹车橡皮56。刹车部件35具有两种状态：锁定或者打开。当刹车橡皮56贴压/脱离齿轮轮组、刹车部件35锁定/打开、齿轮轮组不能够/能够转动。刹车部件35的状态切换可用手工板动或者由通用光伏机器人板动实现。

采用绝缘材料7连接的各段轨道之间需要用连接线13实现电气连接。还可以采用一个开关代替连接线13实现可控地区连接。所述开关拉开/闭合，相连接的两段轨道电气断开/接通。

实施例1中，如采用动力蓄电池而不采用固定电源、输电母线和受电器，也可以实现所有功能。

图7 给出实施例2。

实施例2，嵌入式电刷总成63包括绝缘材料7、布置于绝缘材料7上的四根金属材料输电母线5、弓形架64和护罩65；弓形架64连接上、下两个滚轮66和左、右两个横向轮34，并机械连接四个电刷22。电刷22与金属材料输电母线5滑动电气连接。护罩65滚动连接横向轮34和滚轮66。护罩65防尘隔水。

图8给出实施例3。

实施例3，一个带金属轮毂67的轮组19和一个凹面的滚轮66各用一个转动副机构与机架25连接并与钢管轨道输电母线5滚动连接；轮组19并与电刷22滑动电气连接，实现从钢管轨道输电母线5到轮组19再到电刷22之间的电气连接。

图9至11共同给出实施例4。

实施例4，制造一个光伏系统，包括台架1、光伏组件2、输变电装置、计算机控制系统、一组两根平行钢管轨道46、运行于轨道4上的通用光伏机器人16和上轨平台36。轨道4通过绝缘承托件37与台架1电气绝缘连接；轨道46布置方向与台架1排布方向平行。台架1包括立柱3、横杆、斜撑、附件和基础桩10。光伏组件2安装于台架1上。轨道3采用薄壁不锈钢钢管38制成，不锈钢钢管耐候性好。钢管38上制作标记39。标记39中的一部分还可以采用条形码方式，以便日后在数据库里加载更多信息包括水路阀门的相对位置信息及其型号。标记39包括通过机器视觉摄像头摄取并提供计算机控制系统，可以实时精确——精度误差小于1毫米——提供通用光伏机器人16在带轨道的光伏发电系统中的空间位置，方便通用光伏机器人16作业包括避免与光伏组件2上的边框冲撞。

在钢管38两端分别套接并焊接带有内螺纹的连接端40和带有外螺纹的连接端41；两个连接端40、41上各自带有扳手槽42配合扳手连接。若干根钢管38两端螺纹连接加长构成一根长轨道4并作为一根输水管与水源接通，可用于农地浇灌。

通用光伏机器人16包括电动轮组19、跨越式机架27、电刷22和清洁模块43；每组电动轮组19包括两个轮子；两组电动轮组19通过一个跨接型机架27跨过光伏组件2连接，并与轨道46配合滚动连接。

跨越式机架27上方安装清洁模块43用于自动清洁光伏组件2；机架27的下方通过四个地面轮转向机构44与四组地面轮组45连接。地面轮组45带刹车装置并可以前进或者后退。当通用光伏机器人16完成清洁作业行驶到上轨平台36处时，地面轮组45与上轨平台36接触并驶上上轨平台36，然后可以自动驶向下一排光伏组件并使其电动轮组驶上轨道46对光伏组件进行清洁。

通用光伏机器人16通过电刷22与轨道4电气连接，一组两根轨道4通过输电接线与固定电源24的两个电极连接。电刷22包括石墨电刷。

实施例4中的轮组采用具有与钢管轨道46外表相吻合的凹槽轮组，可以兼具横向轮的约束作用。

实施例4的光伏系统，其光伏组件呈东西向，或者偏东西向——范围在本地维度±40度范围布置，其两排光伏组件之间的距离近，安装密度高。采用相对体积小、重量轻的农业机器人14，因而作业时可直接用轮组在轨道46行驶，无需使用地面轮。图中农业机器人的轮组一高一低设置，其中一个轮组遮住通用光伏机器人16的一个轮组。电刷的介绍省略。

图12 给出实施例5。

实施例5，在一排台架1的一端地面，设置有一组两根换轨轨道47。换轨机轨道47沿各排光伏台架1的端部设置；换轨机轨道47与各排光伏组件台架1上的轨道46呈直角或者大倾角布置；换轨机轨道47还包括与外界绝缘并与一个固定电源电气连接的形式。

在换轨轨道47上有一台换轨机48。换轨机48包括底盘49、与底盘49连接的四个轮组19、一组两根驳接轨道50和控制系统；控制系统包括机器视觉装置51；轮组和机器视觉装置51通过接口电路与控制系统主机信号连接；轮组的状态根据控制系统主机的状态改变而改变。

在轨道46上有一台无动力的可移动光伏组件总成52和一台通用光伏机器人16。可移动光伏组件总成52包括框形机架25、与机架25连接的四个轮组19、刹车部件和虚线框表示的光伏组件2。

通用光伏机器人16包括机架、轮组19、电刷22、机械臂57和控制系统。

换轨机48利用自身携带的动力蓄电池工作或者利用电刷、一组两根与外界绝缘的换轨轨道47与固定电源电气连接取得电力；轮组19与换轨机轨道47配合滚动连接。

借助于机器视觉装置51，令换轨机行48驶到轨道46一端，并使换轨机48上的驳接轨道50与轨道46处于接轨状态；控制系统主机并通知通用光伏机器人16，通用光伏机器人16用机械臂57释放可移动光伏组件总成52的刹车部件并驱动可移动光伏组件总成52从轨道46上行驶到驳接轨道50上。然后，通用光伏机器人16锁定可移动光伏组件总成52上的刹车部件。换轨机48驶离。

采用换轨机和通用光伏机器人可将可移动光伏组件总成运送至光伏系统现场并送上轨道46；以及实现各种多用途机器人在不同轨道之间的转移。

换轨机工作的重点在于的本身定位；还可以采用机械定位和电气感应定位的装置；还可以采用可调节的驳接轨道包括高度和转角可调节的驳接轨道提高工作的灵活性。有关内容可参考现有技术包括升降机技术。

换轨机也可以不采用换轨机轨道而直接在路面行驶，并实现上述换轨作业。

图13给出实施例6。

实施例6，相邻两排光伏系统的组件2用压板53安装在一根金属材料轨道28上。用金属材料轨道与附件一起构成的台架适用于建筑物顶部。在轨道28内腔的顶部通过一块绝缘材料7连接一个金属材料输电母线5并与一个固定电源接通；通用光伏机器人的嵌入式电刷总成63嵌入轨道28的内腔；嵌入式电刷总成63带有一对横向轮34和一个电刷22。电刷22与金属材料输电母线5滑动电气连接取电；通用光伏机器人的机架25与轮组19、功能部件清洁模块43连接；在两块光伏组件2连接缝的下面顺连接缝方向设置一个水槽54。水槽54将雨水收集并移除。

实施例6的结构可以省略轨下轮组而不会出现轮组19脱离轨道28的现象。由于轨道28的金属材料输电母线5设置在轨道28型腔的顶部，在下雪时出动通用光伏机器人除雪仍然可以保持电气的绝缘安全，包括固定电源采用24伏直流电。轨道28高度较低，对光伏组件2的遮挡少。实施例6还可以参照前述实施例介绍的换轨机技术实现通用光伏机器人的换轨。

实施例6的光伏组件接缝漏水少，并且整个光伏组件表面光滑接合，遮光隔热隔水效果好。这整个光伏组件表面包括取斜面和拱形曲面的形式。

图14和15给出实施例7。

实施例7，建设两条处于同一平面的交叉轨道，轨道A58和轨道B59，并在其交汇处设置有一个转轨平台60。转轨平台60上面设置有转轨轨道61；转轨平台60使用一个转动副机构与基础连接并与一个驱动装置传动连接。转轨平台60具有两种工作状态：1、贯通轨道B59如图14 所示；2、贯通轨道A58如图15所示。转轨平台60的转轨轨道61上停有一台农用车机器人15；在农用车机器人15上装载有物料62。经过转轨平台60的状态转换运作，来自轨道B59的农用车机器人15能够驶上轨道A58。

实施例7实现所述轨道上的多用途机器人、农用车机器人和可移动光伏组件总成的换轨。其用途包括将收获的农产品从山坡的多条等高轨道上运到山下、山下的物资运到山上；还方便让山坡上的可移动光伏组件总成转移到山下。

图16至19给出实施例8。

实施例8，建造一个光伏系统，包括用立柱3支撑的台架1、安装于台架上的光伏组件2、沿台架1伸展方向布置的插电滑轨68和农业机器人14。农业机器人14行驶在地面轨道9上。

插电滑轨68包括C字形滑轨69和置于C字形滑轨69中的上插电座71和下插电座72；上插电座71和下插电座72包括相邻间隔布置的与三相四线电力线70电气连接的四孔插座。

农业机器人14包括一个自动电插头装置73。自动电插头总成73包括可独立水平旋转的内转盘74、外转盘75、上挑杆76、下挑杆77、上电插头总成78、下电插头总成79和控制系统。

内转盘74、外转盘75、上挑杆76和下挑杆77、各电动轮85、横向轮34、配合轮86、自动刹车87和自动电插头88各自与自身的驱动机构传动连接；内转盘74、外转盘75、上挑杆76和下挑杆77、各电动轮85、横向轮34、配合轮86、自动刹车87和自动电插头88的驱动机构各自通过接口电路与控制系统主机信号连接；内转盘74、外转盘75、上挑杆76和下挑杆77、各电动轮85、横向轮34、配合轮86、自动刹车87和自动电插头88的状态根据控制系统主机状态的变化而变化；

上挑杆76包括上挑杆刚性段80和上挑杆弹性段81；下挑杆77包括下挑杆刚性段82和下挑杆弹性段83。

内转盘74与上挑杆刚性段80连接；外转盘75与下挑杆刚性段82的外端连接。

上电插头总成78与上挑杆弹性段81的外端连接；下电插头总成79与下挑杆弹性段83的外端连接。

上电插头总成78包括基座84、电动轮85、一对横向轮34、配合轮86、刹车部件35和自动电插头88；下电插头总成79的内容与上插头总成78相同并且如图17中虚线所示与上插头总成78称布置；保证上电插头总成78和下电插头总成79不会互相冲突。内转盘74连接的上挑杆76始终高于外转盘75连接的下挑杆77，也不会引起冲突。

配合轮86与电动轮85配合，一起限定上、下电插头总成78、79与C字形滑轨69的相对位置。

图17中，刹车部件35具有两种状态：锁定和松开。刹车部件35锁定/松开时与C字形滑轨69贴合/脱离，上、下电插头总成78、79被锁定/松开。

实施例8的工作原理：农业机器人14从右到左行进到设施农地现场，农业机器人上14上一个其横截面与C字形滑轨69完全一样的驳接滑轨89伸出并与C字形滑轨69的起始端接轨、自动电插头装置73进入工作状态包括上挑杆76和下挑杆77就位、上电插头总成78和下电插头总成79从锁定状态转变为松开状态。

假定农业机器人实现遇到的是三相四线电力线70的上插电座71，上电插头总成78——即各图中位置较高的上挑杆76连接的那个；率先行驶到上插电座71处并令其自动电插头88插入上插电座71，农业机器人与三相四线电力线70接通工作。如果农业机器人实现遇到下插电座72，则下电插头总成79率先行驶到下插电座72处并令其自动电插头插入下插电座72，其余过程根据下面所述加以变通。

三相电动机的效率比单相的更高，包括三相电动机工作时无相线或者相线电流接近于零。

随着农业机器人14的前进，下电插头总成79及时超越上电插头总成78。当农业机器人14行驶到靠近第一个下插电座72处时，下电插头总成79令其自动电插头插入第一个下插电座72；同时，上电插头总成78令其自动电插头88从第一个上插电座71拔出。当农业机器人14行进越过第一个下电插头总成79后，上电插头总成78及时超越并行驶到下一个上插电座71处并令其自动电插头88插入上插电座71。如此周而复始保持农业机器人14始终与三相四线电力线70接通。

在此过程中，每当农业机器人14离上/下电插头总成78/79的位置较近时，上/下挑杆76/77的上/下挑杆刚性段80/82和上/下挑杆弹性段81/83就就更为竖直、并且转到比较居中的位置；每当农业机器人14离上/下电插头总成78/79的位置较远时，上/下挑杆76/77的上/下挑杆刚性段80/82和上/下挑杆弹性段81/83就就更为平坦、并且转到朝向上/下电插头总成78/79的位置。

当农业机器人14的作业完成，农业机器人上的驳接滑轨89再度伸出并与C字形滑轨69的末尾端接轨、自动电插头装置73的上电插头总成78和下电插头总成79驶上驳接滑轨89并锁定在驳接滑轨89上，然后驳接滑轨89收回农业机器人14。驳接滑轨的内容还可以参照前述实施例介绍的换轨机技术。农业机器人进入收工状态包括上挑杆76和下挑杆77贴近农业机器人。实施例8中的刹车部件35还可以换成一个电动锁舌并以插入C字形滑轨69上锁孔的形式实现自动电插头装置的锁定。

实施例8中的外转盘75可以采用与内转盘74并列布置替代同心布置的形式。

实施例8中的上、下挑杆或者弹性挑杆刚性段还可以换成带控制系统的自动机械臂并实现适应与距离不断变化的上/下电插头总成78/79的电力线的连接管理。有关内容可参考现有技术。

图20给出实施例9。

实施例9，上挑杆弹性段81包括三相四线电力线70、金属弹簧87和胶管90。

图21 给出实施例10。

实施例10，电力线收放装置91包括收纳容器92、一对电力线收放轮93和控制系统。电力线收放轮93与其驱动机构传动连接；电力线收放轮93驱动机构通过接口电路与控制系统的主机信号连接；电力线收放轮93驱动机构的状态根据控制系统主机状态的变化而变化。所述控制系统主机还与下电插头总成79的控制系统主机信号连接，当下电插头总成79的状态变化时，电力线收放装置91自动收线和放线。

虚线上部为与上电插头总成相关的电力线收放装置。虚线上下两部分组合，用于替代如实施例8所述的自动电插头装置73中的所有与上、下挑杆有关的工作。实施例10的电力线收放装置91体积更为紧凑。

实施例8和10的内容还可以用于农业机器人之外的机器人。