一种光伏组件智能安装控制设备的制作方法

1.本实用新型属于光伏安装技术领域，具体涉及一种光伏组件智能安装控制设备。


背景技术：

2.光伏发电是一种绿色的发电技术，相较于传统发电方式有资源消耗低、环境友好和清洁绿色等优点。随着光伏发电技术越来越成熟，对于水上光伏面板的安装设备提出了更高的要求。水上光伏安装设备需要在水底铺设的桩基上架设预应力钢绞线，然后通过人工的方式将光伏面板安装在钢绞线上。这种安装方式效率低下，人工成本较高，并且安装工作有一定的危险性。目前发明了一种可以边架设钢绞线边安装光伏组件的智能安装设备，在铺设钢绞线的同时安装光伏组件。该设备主要由放线侧设备、收线侧设备和中间连接板三部分组成。放线侧设备由伺服电机驱动摩擦卷筒进行钢绞线的自动放线，收线侧设备和放线侧设备大致相同，也是由伺服电机驱动双摩擦卷筒进行钢丝绳的收线，钢丝绳和钢绞线通过中间连接板连接在一起。该设备在架设钢绞线和安装光伏面板的过程中会由于摩擦卷筒机械结构的加工误差，钢绞线和钢丝绳的性质差异以及伺服电机的控制偏差导致两侧收放线不同步从而导致光伏面板发生偏转。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种光伏组件智能安装控制设备，解决在大跨度连续安装光伏组件的过程中光伏组件发生偏转的问题。
4.为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种光伏组件智能安装控制设备，包括放线侧设备、连接板装置、收线侧设备，所述放线侧设备与连接板装置通过两根钢绞线连接，所述收线侧设备与连接板装置通过两根钢丝绳连接；
6.放线侧设备、收线侧设备分别包括对称设置的机架，机架上分别设置有伺服系统；机架两侧分别转动连接有双摩擦卷筒，双摩擦卷筒通过双缆索同步收放装置啮合连接，伺服系统驱动双缆索同步收放装置带动双摩擦卷筒进行放线/收线；
7.连接板装置包括两个连接板组件，连接板组件一端连接钢绞线，另一端连接钢丝绳，两个连接板组件之间铰接有偏转梁，还包括偏转检测模块，偏转检测模块用于检测连接板组件是否发生偏转；
8.还包括plc控制单元，plc控制单元与偏转检测模块、伺服系统通信连接，用于接收偏转检测模块传输的信号，对所述信号进行运算，输出脉冲信号给伺服系统，伺服系统接收plc控制单元输出的脉冲信号并通过双缆索同步收放装置协同控制单侧的双摩擦卷筒的收卷或者放卷速度。
9.进一步地，所述偏转检测模块包括参照板和激光测距传感器，所述参照板一端垂直连接于一个连接板组件内侧，另一端为自由端，指向另一个连接板组件，激光测距传感器固定在参照板自由端所指向的连接板组件上，激光测距传感器用于测量参照板自由端距激
光测距传感器的距离，以此判断两个连接板组件是否发生偏转。
10.进一步地，所述双缆索同步收放装置包括太阳轮齿轮轴，太阳轮齿轮轴两侧为太阳轮齿轮，太阳轮齿轮轴连接在机架上，太阳轮齿轮轴两侧的太阳轮齿轮分别连接第一输出结构和第二输出结构，太阳轮齿轮轴通过减速器与伺服系统的第一伺服电机相连，第一伺服电机为太阳轮齿轮轴提供动力，带动第一输出结构、第二输出结构运动，所述第一输出结构、第二输出结构分别与机架两侧的双摩擦卷筒啮合连接；所述第一输出结构还连接有微调结构，所述微调结构与伺服系统的第二伺服电机连接；所述微调结构在第二伺服电机的带动下，调节第一输出结构的运动速度。
11.进一步地，所述第一输出结构包括第一行星轮、第一行星外圈齿轮、第一行星排输出轴，所述第一行星轮与太阳轮齿轮啮合，第一行星外圈齿轮为阶梯双内齿结构，包括大齿圈和小齿圈，第一行星外圈齿轮的大齿圈与所述第一行星轮啮合；第一行星外圈齿轮的小齿圈啮合连接第一行星排输出轴，第一行星排输出轴与太阳轮齿轮轴同轴线；第一行星排输出轴同轴连接第一卷筒小齿轮，第一卷筒小齿轮与双摩擦卷筒啮合连接；
12.所述微调结构包括回转支承齿轮，回转支承齿轮连接在太阳轮齿轮轴上，第一行星轮的轴连接在回转支承齿轮内侧壁上；回转支承齿轮外齿啮合连接回转支承小齿轮，回转支承小齿轮固定于机架，回转支承齿轮通过回转支承小齿轮与第二伺服电机连接；
13.所述第二输出结构包括第二行星轮、第二行星外圈齿轮、第二行星排输出轴，所述第二行星轮与太阳轮齿轮啮合，第二行星轮的轴与机架连接；第二行星外圈齿轮为阶梯双内齿结构，包括大齿圈和小齿圈，第二行星外圈齿轮的大齿圈与所述第二行星轮啮合；第二行星外圈齿轮的小齿圈啮合连接第二行星排输出轴，第二行星排输出轴与太阳轮齿轮轴同轴线；第二行星排输出轴同轴连接第二卷筒小齿轮，第二卷筒小齿轮与双摩擦卷筒啮合连接。
14.进一步地，所述第二行星轮、第二行星外圈齿轮、第二行星排输出轴分别与第一行星轮、第一行星外圈齿轮、第一行星排输出轴的尺寸参数相同。
15.进一步地，机架后端设置有张力测量模块，所述张力测量模块包括测力轮和拉力传感器，所述测力轮固定连接于机架一侧，所述拉力传感器一端安装在测力轮的中心轴上，另一端固定在机架上，钢绞线绕过测力轮，张力测量模块用于测量钢绞线收放时的张力。
16.进一步地，在张力测量模块与连接板装置之间设置有速度测量模块，速度测量模块固定于机架上，所述速度测量模块包括编码器、上压紧轮、下压紧轮、压紧气缸，所述上压紧轮与编码器通过联轴器连接，所述上压紧轮与下压紧轮抵接，钢绞线从上压紧轮与下压紧轮中间的缝隙穿过，压紧气缸作用于下压紧轮，推动下压紧轮与上压紧轮配合将钢绞线压紧；钢绞线在运动时通过摩擦带动上压紧轮转动，同时编码器获得信号，编码器将所述信号转换成放线侧两边的钢绞线的出线速度。
17.进一步地，所述plc控制单元与速度测量模块的编码器、张力测量模块的拉力传感器通信连接，所述plc控制单元接收编码器、拉力传感器输出的信号，并对所述信号进行运算，输出脉冲信号给伺服系统。
18.优选的，所述plc控制单元包括放线侧控制单元和收线侧控制单元，放线侧控制单元和收线侧控制单元通过工业以太网进行数据交换。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：
20.1)本实用新型通过设置双缆索同步收放装置、连接板装置偏转检测模块、 plc控制单元，可根据检测到的连接板装置的偏转情况调整单侧的双摩擦卷筒的收卷或者放卷速度，保证两侧双摩擦卷筒的收放线同步以及光伏面板的安装不发生偏转。
21.2)本实用新型通过在双摩擦卷筒与连接板装置之间设置张力测量模块、速度测量模块，可根据钢绞线的张力、速度和连接板装置偏转的位置关系调整单侧的双摩擦卷筒的收卷或者放卷速度，多方面调控，使钢绞线的移动速度、张力达到平衡状态。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例中放线侧设备的结构示意；
25.图3是本实用新型实施例中双线缆同步收放装置的剖视图；
26.图4是本实用新型实施例中张力测量模块示意图；
27.图5是本实用新型实施例中速度测量模块示意图；
28.图6是本实用新型实施例中连接板装置的结构示意图；
29.图7是本实用新型实施例中连接板组件顺时针偏转示意图；
30.图8是本实用新型实施例中连接板组件逆时针偏转示意图；
31.图9是本实用新型实施例的电气原理框图。
32.附图标记：100-放线侧设备，200-连接板装置，300-收线侧设备，0-机架， 1-双摩擦卷筒，2-伺服系统，3-编码器，31-上压紧轮，32-下压紧轮，33-压紧气缸，4-拉力传感器，5-测力轮，6-连接板组件，7-激光测距传感器，8-偏转梁， 9-参照板，10-双缆索同步收放装置，11-太阳轮齿轮轴，12-第一行星齿轮，12'
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第二行星齿轮，13-第一行星外圈齿轮，13'-第二行星外圈齿轮，14-第一行星排输出轴，14'-第二行星排输出轴，15-第一卷筒小齿轮，15'-第二卷筒小齿轮，17
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回转支承齿轮，18-回转支承小齿轮。
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.一种光伏组件智能安装控制设备，如图1所示，包括放线侧设备100、连接板装置200、收线侧设备300，所述放线侧设备100与连接板装置200通过两根钢绞线连接，所述收线侧设备300与连接板装置200通过两根钢丝绳连接。光伏组件智能安装控制设备运行时，放
线侧设备100将钢绞线放出，收线侧设备300 将钢丝绳收回，钢丝绳和钢绞线带动连接板装置200从放线侧设备100一侧运动到收线侧设备300一侧，在此过程中完成光伏组件的安装和固定。
35.放线侧设备100如图2、图3所示，包括对称设置的机架0，机架0上设置有伺服系统2，伺服系统2包括第一伺服电机和第二伺服电机；机架0两侧分别转动连接有双摩擦卷筒1，双摩擦卷筒1通过双缆索同步收放装置10啮合连接，伺服系统 2驱动双缆索同步收放装置10带动双摩擦卷筒1进行放线。收线侧设备与放线侧设备相同，对称布设，收线侧设备的伺服系统驱动双摩擦卷筒进行收线。
36.所述双缆索同步收放装置10包括太阳轮齿轮轴11，太阳轮齿轮轴11两侧为太阳轮齿轮，太阳轮齿轮轴11连接在机架0上，太阳轮齿轮轴11两侧的太阳轮齿轮分别连接第一输出结构和第二输出结构，太阳轮齿轮轴11通过减速器与第一伺服电机相连，第一伺服电机为太阳轮齿轮轴11提供动力，带动第一输出结构、第二输出结构运动，所述第一输出结构、第二输出结构分别与机架0两侧的双摩擦卷筒1啮合连接；所述第一输出结构还连接有微调结构，所述微调结构与第二伺服电机连接；所述微调结构在第二伺服电机的带动下，调节第一输出结构的运动速度。
37.所述第一输出结构包括第一行星轮12、第一行星外圈齿轮13、第一行星排输出轴14，所述第一行星轮12与太阳轮齿轮啮合，第一行星外圈齿轮13为阶梯双内齿结构，包括大齿圈和小齿圈，第一行星外圈齿轮13的大齿圈与所述第一行星轮 12啮合；第一行星外圈齿轮13的小齿圈啮合连接第一行星排输出轴14，第一行星排输出轴14与太阳轮齿轮轴11同轴线；第一行星排输出轴14同轴连接第一卷筒小齿轮15，第一卷筒小齿轮15与双摩擦卷筒1啮合连接；选的，所述第一行星轮12 设有多个，例如2个、3个、4个，多个第一行星轮12绕太阳轮齿轮轴11周向均匀布设。
38.所述微调结构包括回转支承齿轮17，回转支承齿轮17连接在太阳轮齿轮轴11 上，第一行星轮12的轴连接在回转支承齿轮17内侧壁上；回转支承齿轮17外齿啮合连接回转支承小齿轮18，回转支承小齿轮18固定于机架0，回转支承齿轮17通过回转支承小齿轮18与第二伺服电机连接。
39.所述第二输出结构包括第二行星轮12'、第二行星外圈齿轮13'、第二行星排输出轴14'，所述第二行星轮12'与太阳轮齿轮啮合，第二行星轮12'的轴与机架0连接；第二行星外圈齿轮13'为阶梯双内齿结构，包括大齿圈和小齿圈，第二行星外圈齿轮13'的大齿圈与所述第二行星轮12'啮合；第二行星外圈齿轮13'的小齿圈啮合连接第二行星排输出轴14'，第二行星排输出轴14'与太阳轮齿轮轴同轴线；第二行星排输出轴14'同轴连接第二卷筒小齿轮15'，第二卷筒小齿轮15'与双摩擦卷筒1啮合连接；优选的，所述第二行星轮12'、第二行星外圈齿轮13'、第二行星排输出轴14'分别与第一行星轮12、第一行星外圈齿轮13、第一行星排输出轴14的尺寸参数相同，所述第二行星轮12'的数量与第一行星轮12的数量相同。
40.第一伺服电机驱动太阳轮齿轮轴11转动，太阳轮齿轮轴为整个装置提供较大的扭矩，通过齿轮传递给双摩擦卷筒，为双摩擦卷筒提供动力，同时带动机架 0两侧的双摩擦卷筒运动；第二伺服电机驱动回转支承小齿轮18转动，回转支承小齿轮18提供较小的扭矩，对第一行星排输出齿轮进行微调，从而影响该侧的双摩擦卷筒的转速和扭矩，以此达到调整机架两侧的双摩擦卷筒的放线速度，保证机架两侧的双摩擦卷筒的放线速度相同的目的。
41.机架后端设置有张力测量模块，如图4所示，所述张力测量模块包括测力轮 5和拉力传感器4，所述测力轮5固定连接于机架一侧，所述拉力传感器4一端安装在测力轮5的中心轴上，另一端固定在机架上，钢绞线绕过测力轮5，当钢绞线受到拉力时，测力轮5的中心轴也会产生相应比例的拉力，并传递到拉力传感器4上，由此测得钢绞线的张力。
42.在双摩擦卷筒与张力测量模块之间设置有速度测量模块，如图5所示，所述速度测量模块包括编码器3、上压紧轮31、下压紧轮32、压紧气缸33，所述上压紧轮31与编码器3通过联轴器连接，所述上压紧轮31与下压紧轮32抵接，钢绞线从上压紧轮31与下压紧轮32中间的缝隙穿过，压紧气缸33作用于下压紧轮32，推动下压紧轮32与上压紧轮31配合将钢绞线压紧。钢绞线在运动时通过摩擦带动上压紧轮31转动，同时编码器3获得信号，编码器3将所述信号转换成放线侧两边的钢绞线的出线速度。
43.所述连接板装置如图6所示，包括两个连接板组件6，连接板组件6一端连接钢绞线，另一端连接钢丝绳，两个连接板组件6之间通过销轴铰接有偏转梁8，当两侧连接板组件6移动位移产生差异时，偏转梁8相对连接板组件6发生偏转；还包括参照板9和激光测距传感器7，所述参照板9一端垂直连接于一个连接板组件6内侧，另一端为自由端，指向另一个连接板组件，激光测距传感器7固定在参照板9自由端所指向的连接板组件上，激光测距传感器7用于测量参照板9 自由端距激光测距传感器7的距离，以此判断两个连接板组件6是否发生偏转。如图7、图8所示，当两个连接板组件6发生偏转时，参照板9自由端相对激光测距传感器7距离发生变化。
44.钢绞线一端从放线侧外部储绳装置引出，依次通过放线侧设备的双摩擦卷筒、放线侧设备的张力测量模块、放线侧设备的速度测量模块，并固定于连接板装置；钢丝绳一端固定于连接板装置，另一端依次通过收线侧设备的速度测量模块、收线侧设备的张力测量模块，收线侧设备的双摩擦卷筒，并固定于收线侧外部储绳装置。
45.还包括plc控制单元，所述plc控制单元包括放线侧控制单元和收线侧控制单元，放线侧控制单元和收线侧控制单元通过工业以太网进行数据交换。如图9 所示，所述plc控制单元与速度测量模块的编码器3、张力测量模块的拉力传感器4、连接板装置的激光测距传感器7、伺服系统2通信连接，plc控制单元接收编码器3、拉力传感器4、激光测距传感器7的传输的信号，进行逻辑运算，综合输出脉冲信号给伺服系统2，伺服系统2接收plc控制单元的脉冲信号并通过双缆索同步收放装置10协同控制单侧的双摩擦卷筒1的收卷或者放卷速度，保证两侧双摩擦卷筒1的收放线同步以及光伏面板的安装不发生偏转。
46.一种光伏组件智能安装控制设备的使用方法：
47.s1、拉线：钢绞线一端从放线侧外部储绳装置引出，依次通过放线侧设备的双摩擦卷筒、放线侧设备的张力测量模块、放线侧设备的速度测量模块，并固定于连接板装置；钢丝绳一端固定于连接板装置，另一端依次通过收线侧设备的速度测量模块、收线侧设备的张力测量模块，收线侧设备的双摩擦卷筒，并固定于收线侧外部储绳装置；
48.s2、启动设备开关，保证钢绞线/钢丝绳达到所需的拉力；
49.s3、钢绞线/钢丝绳预紧后，伺服系统驱动双摩擦卷筒同步转动实现钢绞线连续式前进；
50.s4、连接板装置的偏转检测模块监测两个连接板组件是否发生偏转，张力测量模块测量钢绞线/钢丝绳的张力，速度测量模块测量钢绞线/钢丝绳的出线/收线速度；plc控
制单元接收编码器、拉力传感器、激光测距传感器传输的信号，进行逻辑运算，综合输出脉冲信号给伺服系统，伺服系统接收plc控制单元的脉冲信号并通过双缆索同步收放装置协同控制单侧的双摩擦卷筒的收卷或者放卷速度，保证两侧双摩擦卷筒的收放线同步以及光伏面板的安装不发生偏转。
51.在步骤s4中，具体的，为了清楚说明，下面以图7和图8中的连接板装置左侧设置为放线侧，右侧设置为收线侧，放线侧上端的钢绞线记为a，放线侧下端的钢绞线记为c，收线侧上端的钢丝绳记为b，收线侧下端的钢丝绳记为d。
52.fa、fb、fc和fd分别代表a、b、c和d四端的拉力，可以通过拉力传感器4 和测力轮5测出。
53.在调整角度偏转时，通过调整a端和b端线缆的放/收来达到消除连接板装置即光伏面板偏转的目标，c端和d端不做调整。放线侧设备的第一伺服电机正常工作，通过控制放线侧设备的第二伺服电机正转或者逆转来调整a端的钢绞线的张力，收线侧设备的第一伺服电机正常工作，通过控制收线侧设备的第二伺服电机的正转或者逆转来调整b端钢丝绳的张力。
54.在消除角度偏转之后通过整体控制收线侧与放线侧伺服系统的收放来达到对钢绞线张力和光伏面板位置的控制。
55.具体的，当连接板组件发生如图7所示的顺时针偏转时，可分为两种情况 fa》fc和fa《fc：
56.fa》fc时，可减少b端卷筒的收绳速度，达到消除偏转角度的目的，同时可以使a端张力减小。
57.fa《fc时，可减少a端卷筒的放绳速度，达到消除偏转角度的目的，同时可以使a端张力增加。
58.当连接板组件发生如图8所示逆时针偏转时，可分为两种情况fa》fc和fa《fc:
59.fa》fc时，可增加a端卷筒的放绳速度，达到消除偏转角度的目的，同时可以使a端张力减小。
60.fa《fc时，可增加b端卷筒的收绳速度，达到消除偏转角度的目的，同时可以使a端张力增加。
61.当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。