一种双四旋翼直升机光伏激光擦板系统的制作方法

本发明涉及一种光伏激光擦板机，尤其涉及一种双四旋翼直升机光伏激光擦板系统。

背景技术：

经济高速增长带来能源的加速消耗，电力消费市场面临着巨大的压力。可再生能源发电技术是解决电力紧缺问题的重要途径。其中，太阳能光伏发电是可再生能源发电的一种。

太阳能光伏发电是依靠太阳能电池组件，利用半导体材料的电子学特性，将光能转化为电能。而光伏并网发电是指通过太阳能电池板，也称光伏板，将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。近年来，得益于不断扛擦呈快速发展趋势，除了大规模光伏发电外，在居民家庭、工业厂房、商场超市等领域得到广泛应用。

由于是靠太阳光照发电的，光伏板必须外露，且面向阳光，长时间一定会落灰尘或污渍，这将影响发电效率。由于小区和厂区的光伏发电机组是安放在居民房顶或厂房房顶，人员或大型设备不方便登顶，而且房顶地方狭窄，不方便操作，所以应考虑自动升顶，又能对光伏板自动擦洗是较为理想的。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种双四旋翼直升机光伏激光擦板系统，采用双四旋翼作为升顶设备，同时利用激光擦洗实现光伏板的擦洗，能够自动、灵活、快速擦洗光伏板。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种双四旋翼直升机光伏激光擦板系统，包括双四旋翼直升机、激光擦洗装置、摄像机，双四旋翼直升机上设有激光擦洗装置，双四旋翼直升机底部设有摄像机，顶部设有GPS天线；通过摄像机传输的图像，遥控双四旋翼直升机调整位置，通过激光擦洗装置擦洗光伏板。

所述的双四旋翼直升机包括本体、激光与控制线路、供气管路、支架，本体上均布有设有四个翼杆，每个翼杆上设有一组旋翼，每组旋翼为上下两层翼板，每层为相互对称的两个翼板；本体通过激光与控制线路、供气管路与激光擦洗装置连接；激光擦洗装置通过支撑轴固定在支架上；

所述的激光擦洗装置包括输气管路、激光传输光纤、光纤定位筒、腕摆动机构、腕转动机构、臂支架、激光喷气组合头、连接环、调焦钮，臂支架与双四旋翼直升机相连接，臂支架端部与腕摆动机构连接，腕摆动机构与腕转动机构连接，激光喷气组合头通过连接环与腕转动机构连接；激光喷气组合头顶部设有光纤定位筒，用以限定激光传输光纤的位置，激光喷气组合头底部连接有激光头外壳，激光喷气组合头外壁设有调焦钮；输气管路、激光传输光纤的一端与激光喷气组合头连接，输气管路另一端与双四旋翼直升机的供气管路相连，双四旋翼直升机的激光与控制线路和激光传输光纤另一端相连接。

所述的激光喷气组合头包括激光头外壳、供气锥筒、扩束系统、动态聚焦系统、聚焦镜、内左气路、内右气路，激光头外壳内设有供气锥筒，输气管路与内左气路、内右气路相连，内左气路、内右气路分别从两侧为供气锥筒供气，压缩空气由供气锥筒端部喷出，用以吹扫光伏板，扩束系统与激光传输光纤相连，扩束系统经动态聚焦系统与聚焦镜相连，调焦钮用以调整聚焦镜位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明由双四旋翼直升机作为升顶设备，激光擦洗装置作为光伏板的擦洗吹扫设备，摄像机作为监控设备，利用双四旋翼直升机搭载激光擦洗装置清扫光伏板，操作方便灵活，同时可由摄像机随时传输图像视频用以调整擦洗角度的依据，具体优点是：

1)本发明采用双四旋翼直升机搭载清洗装置对居民房顶或厂房房顶的光伏板进行清洗，这是一个即能自动升顶，又能对光伏板自动擦洗，是一个较为理想的创新方案；

2)本发明采用双四旋翼直升机搭载光纤激光器擦洗和压缩空气吹灰装置，可实现光伏板快速自动清洗，这将是光伏板快速自动清洗的一项技术创新；

3)本发明通过摄像机视监视及地面遥控直升机，实现全方位清洗监视视；

4)本发明通过GPRS/LTE(3G/4G)移动互联网实现远程监视。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是激光喷气组合头内部结构示意图。

图3是激光擦洗装置结构示意图。

图4是控制系统结构框图。

图5是GPRS/LTE监视单元的结构框图。

图中：1-腕转动机构 2-输气管路 3-激光传输光纤 4-光纤定位筒 5-腕摆动机构 6-臂支架

100-激光喷气组合头 101-连接环 102-1-激光头外壳 102-2-内左气路 102-3-供气锥筒 102-4-内右气路 102-5-激光束 103-调焦钮 104-光路调节腔 104-1-聚焦镜 104-2-扩束系统 104-3-动态聚焦系统

200-双四旋翼直升机 201-激光与控制线路 202-上两层翼板 203-下两层翼板 204-GPS天线 205-翼杆 206-支架 207-摄像机 208-支承轴 209-供气管路。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1，一种双四旋翼直升机光伏激光擦板系统，包括双四旋翼直升机、激光擦洗装置、摄像机，双四旋翼直升机上设有激光擦洗装置，双四旋翼直升机底部设有摄像机，顶部设有GPS天线；通过摄像机传输的图像，遥控双四旋翼直升机调整位置，通过激光擦洗装置擦洗光伏板。

双四旋翼直升机包括本体、激光与控制线路、供气管路、支架，本体上均布有设有四个翼杆，每个翼杆上设有一组旋翼，每组旋翼为上下两层翼板，每层为相互对称的两个翼板；本体通过激光与控制线路、供气管路与激光擦洗装置连接；激光擦洗装置通过支撑轴固定在支架上；本体内设有激光发生器和压缩空气单元，用于为激光喷气组合头供气供激光。

见图2，激光擦洗装置包括输气管路、激光传输光纤、光纤定位筒、腕摆动机构、腕转动机构、臂支架、激光喷气组合头、连接环、调焦钮，臂支架与双四旋翼直升机相连接，臂支架端部与腕摆动机构连接，腕摆动机构与腕转动机构连接，激光喷气组合头通过连接环与腕转动机构连接；激光喷气组合头顶部设有光纤定位筒，用以限定激光传输光纤的位置，激光喷气组合头底部连接有激光头外壳，激光喷气组合头外壁设有调焦钮；输气管路、激光传输光纤的一端与激光喷气组合头连接，输气管路另一端与双四旋翼直升机的供气管路相连，双四旋翼直升机的激光与控制线路和激光传输光纤另一端相连接。

见图3，激光喷气组合头包括激光头外壳、供气锥筒、扩束系统、动态聚焦系统、聚焦镜、内左气路、内右气路，激光头外壳内设有供气锥筒，输气管路与内左气路、内右气路相连，内左气路、内右气路分别从两侧为供气锥筒供气，压缩空气由供气锥筒端部喷出，用以吹扫光伏板，扩束系统与激光传输光纤相连，扩束系统经动态聚焦系统与聚焦镜相连，调焦钮用以调整聚焦镜位置。激光喷气组合头内部设有光路调节腔，扩束系统、动态聚焦系统、聚焦镜设置在光路调节腔内。

见图4，控制系统包括图像监视单元、飞行控制系统、GPRS/LTE监视单元、系统控制单元、吹风控制单元、激光控制单元、调压单元，飞行控制系统与GPS天线相通讯，飞行控制系统与图像监视单元、系统控制单元、GPRS/LTE监视单元、吹风控制单元、激光控制单元相连接，调压单元为控制系统提供5V、12V、48V电源。

图像监视单元与摄像机相连接，用于处理显示图像视频信息。飞行控制系统用于控制双四旋翼直升机的飞行、起落。GPRS/LTE监视单元用于与远程服务中心相通讯。

见图5，GPRS/LTE监视单元包括与嵌入式微电脑相连接的LCD显示屏、时间电路、上电复位电路、电源变换模块、USB接口、IP地址设置模块、GPRS/LTE模块，GPRS/LTE模块与SIM卡相连接。

工作时，搭载激光擦洗装置的双四旋翼直升机，通过控制系统的飞行控制系统控制双四旋翼直升机举升到光伏板上部，通过摄像机采集的视频图像信息确认激光喷气组合头的位置，通过控制系统调整双四旋翼直升机的位置，使激光喷气组合头到达擦洗位置，通过控制系统控制输气管路和激光传输光纤，为激光喷气组合头提供激光束和压缩空气，带有热量激光束成散射对光伏板形成冲击量，配合供气锥筒形成的风力对光伏板进行清扫。清扫完毕后控制系统控制双四旋翼直升机回到地面。

本发明由双四旋翼直升机作为升顶设备，激光擦洗装置作为光伏板的擦洗吹扫设备，摄像机作为监控设备，利用双四旋翼直升机搭载激光擦洗装置清扫光伏板，操作方便灵活，同时可由摄像机随时传输图像视频用以调整擦洗角度的依据，具体优点是：

1)本发明采用双四旋翼直升机搭载清洗装置对居民房顶或厂房房顶的光伏板进行清洗，这是一个即能自动升顶，又能对光伏板自动擦洗，是一个较为理想的创新方案；

2)本发明采用双四旋翼直升机搭载光纤激光器擦洗和压缩空气吹灰装置，可实现光伏板快速自动清洗，这将是光伏板快速自动清洗的一项技术创新；

3)本发明通过摄像机视监视及地面遥控直升机，实现全方位清洗监视视；

4)本发明通过GPRS/LTE(3G/4G)移动互联网实现远程监视。