本實用新型涉及光伏發(fā)電系統(tǒng)、基于軌道的光伏清潔機器人和基于軌道的農業(yè)機器人。

背景技術：

現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)利用太陽光發(fā)電，提供一種清潔、取之不盡的高品位能源，并且成本已經(jīng)接近火力發(fā)電。但一些光伏發(fā)電系統(tǒng)在安裝時沒有事先考慮光伏組件表面采用機器清潔的問題；以后，采用人工清潔或者人工搬運自動清潔裝置上、下光伏組件，勞動強度大效率低；采用普通車載光伏清潔機器人清潔，在地面狀況復雜時效果欠佳。

現(xiàn)有的光伏發(fā)電系統(tǒng)多沒有考慮光伏發(fā)電和設施農業(yè)相結合。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是要提供對農業(yè)友好的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

本實用新型實現(xiàn)其目的的技術方案：建造一個光伏系統(tǒng)，包括臺架、光伏組件、輸變電裝置和計算機控制系統(tǒng)，光伏組件將太陽能轉換成電力經(jīng)輸變電裝置變流變壓后通過電纜連接到電網(wǎng)，還包括一組以上平行軌道和運行于軌道上的多用途機器人。

所述軌道與臺架連接并通過臺架向下或者向地面?zhèn)鬟f重力；臺架包括一個以上立柱型、若干個立柱加連接桿型、若干根軌道加附件型和倒置混凝土桌子型?；蛘咚鲕壍涝O置在臺架一側或者兩側的基礎上并通過基礎向下或者向地面?zhèn)鬟f重力。盡可能采用線膨脹系數(shù)小、耐候性好、耐磨和強度高的金屬制造所述軌道；所述軌道還包括呈環(huán)狀或者弧形等高或者盤旋上升布置于小山上的軌道。

臺架設置的地點包括農地、山坡、水體、灘涂、荒漠、構筑物頂部以及與暖房一體建造。

光伏組件包括固定安裝光伏組件、可自動跟蹤太陽光光伏組件和被動跟蹤太陽光光伏組件。

多用途機器人包括機架、與機架連接的一組以上輪組、動力蓄電池和功能部件。

每組輪組包括一個以上輪子，所有的輪子中至少包括一個電動輪。典型的輪組為四組；分別布置在機架左右兩側的前部和后部。有關內容可參考現(xiàn)有技術一種單排滾輪旱冰鞋和電動汽車；采用多個輪子的輪組更加可靠穩(wěn)定并且使負荷分布更為分散。

輪組與軌道配合滾動連接，包括單個電動輪與一條軌道配合滾動連接、多組輪組分別與屬于同一排臺架上的兩根軌道配合滾動連接和多組輪組與分別屬于相鄰兩排臺架上的兩根軌道配合滾動連接。

功能部件包括光伏組件自動清潔巡檢安裝拆卸裝置；功能部件還包括農用機械裝置。農用機械裝置包括電動犁、播種機、除草機、插秧機、噴灌設施和收割機；以及車廂和輪組構成的農用車機器人。

動力蓄電池和多用途機器人的用電負載組成一個電路回路；動力蓄電池為多用途機器人的用電負載提供電力；所述用電負載包括輪組和功能部件。

多用途機器人、光伏組件和輸變電裝置通過各自的接口電路與計算機控制系統(tǒng)主機信號連接；多用途機器人、光伏組件和輸變電裝置的狀態(tài)根據(jù)計算機控制系統(tǒng)主機狀態(tài)的變化而變化。

還可以包括一個固定電源和兩條以上輸電母線。固定電源包括與電網(wǎng)電氣連接的整流電源。

整根輸電母線采用滑動取電方式傳輸電力，輸電母線包括設置于臺架上的在一個護罩內的多路獨立輸電線、金屬導電體和電阻率小于0.3歐姆·毫米2/米的所述軌道。

多用途機器人還包括與輸電母線滑動電氣連接的電刷。對每條輸電母線配置一個以上電刷。電刷還可以采用電動輪組的輪子充當。所述輸電母線與固定電源電氣連接；所述輸電母線與固定電源電氣連接與所述電刷滑動電氣連接用于傳輸電力或者用于接地。

固定電源、輸電母線、所述電刷和多用途機器人的用電負載組成一個電路回路。固定電源持續(xù)供應用電負載電力。

固定電源、輸電母線和所述電刷通過各自的接口電路與計算機控制系統(tǒng)主機信號連接；固定電源、輸電母線和所述電刷的狀態(tài)根據(jù)計算機控制系統(tǒng)主機狀態(tài)的變化而變化。需要時可將一排光伏組件的輸電母線分段獨立上電以減少損耗。輸電母線和電刷的有關內容可參考現(xiàn)有技術，包括電氣化鐵路的架空電纜和受電弓；以及工廠行車使用的母排和電刷。

還可以包括換軌機和換軌軌道；換軌機包括底盤、與底盤連接的一組以上輪組、一組兩根駁接軌道和控制系統(tǒng)；換軌機還包括機器視覺裝置；

輪組和接軌機器視覺裝置通過接口電路與控制系統(tǒng)主機信號連接；輪組的狀態(tài)根據(jù)控制系統(tǒng)主機的狀態(tài)改變而改變；

換軌機軌道沿各排光伏組件臺架的端部設置；換軌機軌道與各排光伏組件臺架上的所述軌道呈直角或者大傾角布置；換軌機軌道包括與外界絕緣并與固定電源電氣連接；換軌機利用自身攜帶的動力蓄電池工作或者利用電刷通過與外界絕緣并與固定電源電氣連接的軌道取得電力；輪組與換軌機軌道配合滾動連接。

借助于接軌機器視覺裝置，令換軌機行駛到所述軌道一端，使換軌機上的駁接軌道與所述軌道處于接軌狀態(tài)；多用途機器人和可移動光伏組件總成從所述軌道上行駛到換軌機的駁接軌道上或者從駁接軌道上行駛到所述軌道上，實現(xiàn)其向不同軌道轉移。

還可以包括可移動光伏組件總成，可移動光伏組件總成包括組件、機架、與機架連接的若干個輪組；輪組與所述軌道配合滾動連接；至少一個輪組帶有一個剎車部件；剎車部件具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)：鎖定狀態(tài)和非鎖定狀態(tài)；當剎車部件處于鎖定狀態(tài)時，可移動光伏組件總成的組件輪被鎖定不能移動；當剎車部件處于非鎖定狀態(tài)時；可移動光伏組件總成可由多用途機器人或者人工驅動沿所述軌道運行。剎車部件可以采用扳手件，方便用手動或者多用途機器人板動；剎車部件還可以采用氣動或者電動操作以適合自動操作并適用于同時作用于多個剎車部件。

可移動光伏組件總成包括無動力和自帶驅動裝置?？梢苿庸夥M件總成包括配置狀態(tài)調節(jié)機構用于光伏組件被動或者主動跟蹤太陽、減小風阻、讓積雪滑落和讓冰雹小夾角打擊光伏組件的玻璃的狀態(tài)。

還可以令相鄰兩排光伏系統(tǒng)組件合用一根軌道；包括軌道直接放置在基礎上或者架空安裝。

還可以令所述軌道還包括雙層軌道；雙層軌道包括用中間豎直板連接的上層軌道和下層軌道；兩根雙層軌道通過絕緣連接件連接并在連接件上安裝光伏組件；一組兩根雙層軌道的上層軌道和下層軌道上分別行駛可移動光伏組件總成和多用途機器人；還可以包括設置于鋼板軌道背面的軌下輪組，軌下輪組與機架連接安裝于輪組的下方；還可以包括橫向輪，橫向力布置在軌道的兩側或者分別布置在雙層軌道的上層軌道的翻邊外側和豎直板一側或者分布在下層軌道翻邊的兩側。

還可以包括表面具有齒條形狀的齒條軌道、以及與齒條軌道上表面相嚙合的齒輪輪組和與齒條軌道下表面相嚙合的軌下齒輪輪組。

還可以在兩條處于同一平面的軌道——軌道A和軌道B交匯處設置一個轉軌平臺；在轉軌平臺上面設置轉軌軌道；轉軌平臺使用一個轉動副機構與基礎連接并與一個驅動裝置傳動連接；轉軌平臺具有兩種工作狀態(tài)：1、貫通連接軌道B；2、貫通連接軌道A；經(jīng)過轉軌平臺60的狀態(tài)轉換運作，實現(xiàn)軌道A和軌道B上的農用車機器人轉軌。

還可以包括沿臺架伸展方向布置的插電滑軌；插電滑軌包括C字形滑軌和與電力線連接的上插電座和下插電座。多用途機器人還包括一個自動電插頭裝置；自動電插頭總成包括可獨立水平旋轉的內轉盤、外轉盤、上挑桿、下挑桿、上電插頭總成、下電插頭總成和控制系統(tǒng)。上、下挑桿內部含有多路分別與農業(yè)機器人用電負載和自動電插頭接通的輸電線；上挑桿包括上挑桿剛性段和上挑桿彈性段；下挑桿包括下挑桿剛性段和下挑桿彈性段。

所述剛性段包括鋼管；所述彈性段包括在所述輸電線外部套一根彈簧構成；自動電插頭與上述四孔插座配合連接。

內轉盤與上挑桿剛性段連接；外轉盤與下挑桿剛性段的外端連接。

上電插頭總成與上挑桿彈性段的外端連接；下電插頭總成與下挑桿彈性段的外端連接。

上電插頭總成包括基座、電動輪、一對橫向輪、配合輪、自動剎車和自動電插頭。

還可以包括沿臺架伸展方向布置的插電滑軌；插電滑軌包括C字形滑軌和與電力線連接的上插電座和下插電座。多用途機器人還包括一個自動電插頭裝置；自動電插頭總成包括電力線收放裝置包括收納容器、一對電力線收放輪和控制系統(tǒng)。電力線收放輪與其驅動機構傳動連接；電力線收放輪驅動機構通過接口電路與控制系統(tǒng)的主機信號連接；電力線收放輪驅動機構的狀態(tài)根據(jù)控制系統(tǒng)主機狀態(tài)的變化而變化。所述控制系統(tǒng)主機還與下電插頭總成的控制系統(tǒng)主機信號連接，當下電插頭總成的狀態(tài)變化時，電力線收放裝置自動收線和放線。

有益效果：本實用新型在光伏組件的臺架上配置軌道，為多用途機器人提供空間定位和移動定位綜合平臺；為實現(xiàn)自動清潔巡檢安裝拆卸提供一種手段。使用換軌機，有助于實現(xiàn)光伏組件清潔巡檢安裝拆卸的現(xiàn)場無人化。多用途機器人的功能部件包括農業(yè)機械制造，為設施農業(yè)提供一種新的方案，同時實現(xiàn)以對農業(yè)友好的方式解決光伏發(fā)電的場地問題。

免用動力蓄電池，使得小型光伏清潔機器人的重量由數(shù)十千克降低到數(shù)千克、省去充電過程、造價和運營成本大幅度降低；并可實現(xiàn)無限續(xù)航能力。

相鄰兩排軌道合用一根軌道，并且相鄰兩排光伏系統(tǒng)的光伏組件之間光滑接合。有助于在構筑物頂部利用光伏組件形成一個連續(xù)的隔熱隔水層。

利用旋轉平臺進行軌道切換，有助于實現(xiàn)所述軌道上的多用途機器人或者可移動光伏組件總成與外部的自由轉移。

可移動光伏組件總成還方便轉移避開臺風襲擊。

在農地中以南北向或者偏南北向方位布置雙層軌道，在雙層軌道上設置被動跟蹤的光伏組件或者設置可移動光伏組件總成；并采用多用途機器人適時調節(jié)被動跟蹤的光伏組件狀態(tài)，以及適時移動可移動光伏組件總成?？梢詼p少對農作物的遮擋、使光伏組件下面的農作物較長時間受到光照。既能解決我國東部地區(qū)的光伏發(fā)電場地問題——在1畝地上設置60平方米約10千瓦的光伏組件，能夠年發(fā)電1.4萬千瓦時以上；又能夠接近零成本將普通農地重新定義為后現(xiàn)代化設施農地。這些設施農地使用基于所述軌道的農業(yè)機器人能夠大幅度增加有效產出、解決我國明天誰來種地的問題、有利于國家的糧食安全和能源安全、使用基于所述軌道的農用車可避免重型卡車對農地的碾壓、利用可再生的電力進行耕作符合可持續(xù)發(fā)展的理念，本實用新型的設施農地還有利于吸收各種新的技術。

我國的東南丘陵，有許多未開發(fā)利用的小山。在這些小山無霜期短、雨水充沛、人跡罕至。使用本實用新型在山坡上設置多層環(huán)形軌道和軌道切換裝置，可以對環(huán)境友好的方式利用這些國土。

本實用新型為在煤礦沉陷區(qū)、灘涂和其他水面設置光伏發(fā)電系統(tǒng)并無人化運營提供新的途徑。

附圖說明

圖1是一個光伏系統(tǒng)的俯視圖。

圖2是一個光伏系統(tǒng)的俯視圖。

圖3是圖2的I-I向視圖。

圖4是一個雙層軌道的立體圖。

圖5和圖6分別是一個雙層軌道的上、下兩層齒條軌道與兩臺多用途機器人的輪組連接的左視圖和正視圖。

圖7是一個嵌入式電刷總成的結構示意圖。

圖8 是一個利用輪組作為電刷與圓鋼軌道輸電母線滑動電氣連接的結構示意圖。

圖9是利用臺架輸電軌道運行光伏清潔機器人的左視結構示意圖。

圖10是圖9的I-I向視圖。

圖11是一個鋼管兩端與內、外螺紋連接端連接的正剖結構示意圖。

圖12是一個可移動光伏組件總成換軌的俯視圖。

圖13是一個相鄰光伏組件光滑密封連接的結構示意圖。

圖14和15是轉軌平臺兩種轉軌工作狀態(tài)示意圖。

圖16是一個農業(yè)機器人在行進中持續(xù)變更自動電插頭裝置狀態(tài)的正視圖。

圖17是一個上電插頭總成的兩種工作狀態(tài)示意圖。

圖18和19分別是一個自動插電裝置的有視圖和俯視圖。

圖20是一段上挑桿彈性段的結構示意圖。

圖21是一個電力線收放裝置的立體圖。

圖中1.臺架；2.光伏組件；3.立柱；4.雙層軌道；5.金屬材料輸電母線；6.橫桿；7.絕緣材料；8.連接件；9.地面軌道；10.基礎樁；11.上層軌道；12.下層軌道；13.連接線；14.農業(yè)機器人；15.農用車機器人；16.通用光伏機器人；17.長機架；18.輪罩；19.輪組；20插秧機；21.地面輪；22.電刷；23.自動裝卸裝置；24.固定電源；25.機架；26.車廂；27.跨越式機架；28.軌道；29.齒條；30.齒條軌道；31.齒輪輪組；32.軌下齒輪輪組；33.翻邊；34.橫向輪；35.剎車部件；36.上軌平臺；37.絕緣承托件；38.鋼管；39.標記；40、41.連接端；42.扳手槽；43.清潔模塊；44.轉向機構；45.地面輪組；46.軌道；47.換軌軌道；48.換軌機；49.底盤；50.駁接軌道；51.機器視覺裝置；52.可移動光伏組件；53.壓板；54.水槽；56.剎車橡皮；57.機械臂；58.軌道A；59.軌道B；60.轉軌平臺；61.轉軌軌道；62.物料；63.嵌入式電刷；64.弓形架；65.護罩；66.滾輪；67.金屬輪轂；68.插電滑軌；69. C字形滑軌；70.三相四線電力線；71.上插電座；72.下插電座；73.自動電插頭裝置；74.內轉盤；75.外轉盤；76.上挑桿；77.下挑桿；78.上電插頭總成；79.下電插頭總成；80.上挑桿剛性段；81.上挑桿彈性段；82.下挑桿剛性段；83.下挑桿彈性段；84.基座；85.電動輪；86.配合輪；87.金屬彈簧；88.自動電插頭；89.駁接滑軌；90.膠管；91.電力線收放裝置；92.收納容器；93.電力線收放輪。

具體實施方式

圖1至6共同給出實施例1。

實施例1，建造一個光伏系統(tǒng)，包括臺架1、光伏組件2、輸變電裝置和計算機控制系統(tǒng)。臺架1包括立柱3、一組兩條平行布置的雙層軌道4、分別布置于臺架1內側和外側的左、右兩條金屬材料輸電母線5和橫桿6。臺架1沿南北向或者偏南北向布置。偏南北向是指在當?shù)氐慕?jīng)線±60度范圍內。雙層軌道4與立柱3之間采用絕緣材料7作電氣隔離。雙層軌道4與立柱3之間也可以不作電氣隔離。光伏組件2通過絕緣的連接件8與臺架1連接。在臺架1的兩側地面各布置有一條混凝土地面軌道9。地面軌道9可以架設在基礎樁10上。光伏組件2將太陽能轉換成電力經(jīng)輸變電裝置變流后通過電纜連接到電網(wǎng)。

雙層軌道4包括用中間豎直板連接的上層軌道11和下層軌道12。雙層軌道4可用不銹鋼板一體成型制作或者焊接制成。雙層軌道4包括在通過連接件8安裝光伏組件2的情況下，允許其上層軌道11和下層軌道12分別行駛多用途機器人和可移動光伏組件總成。

光伏系統(tǒng)各軌道上運行的多用途機器人包括地面軌道9上行駛農業(yè)機器人14；雙層軌道4的下層軌道12上行駛農用車機器人15；雙層軌道4上行駛通用光伏機器人16。

農業(yè)機器人14包括長機架17、帶輪罩18的輪組19、功能部件插秧機20、地面輪21、電刷22和自動裝卸裝置23。農業(yè)機器人14的四個輪組19用電驅動分別行駛在相鄰兩排光伏系統(tǒng)的兩根地面軌道9上。

長機架17通過地面輪21向地面?zhèn)鬟f重力。輪罩18有助于減少行駛中植物對輪組21的羈絆。

機架采用多組輪組與分別屬于相鄰兩排臺架上的兩根軌道配合滾動連接的農業(yè)機器人，其功能部件還包括滑軌、膠帶輪和膠帶輪驅動裝置；滑軌與機架連接；所述功能部件通過滑軌與機架滑動連接、通過膠帶輪和膠帶輪驅動裝置傳動連接；所述功能部件能夠在膠帶輪帶動下沿滑軌軸心線方向前后移動、定位并進行各種作業(yè)。一根滑軌可以配置多個功能部件。有關膠帶輪傳動的內容還可參考墨盒打印機的墨盒驅動結構。

機架采用多組輪組與分別屬于相鄰兩排臺架上的兩根軌道配合滾動連接的農業(yè)機器人，還包括均布于機架上的一個以上地面輪；地面輪與地面接觸；機架的重量通過地面輪向地面?zhèn)鬟f；地面輪包括現(xiàn)有的農用拖拉機輪子，用于增加牽引力和機架的荷載能力。農業(yè)機器人和地面輪還可采用獨立的動力蓄電池或者其他動力。

電刷22用于在滑動中與金屬材料輸電母線5和雙層軌道4實現(xiàn)電氣連接。

利用各電刷22，農業(yè)機器人14的用電負載至少可以通過兩根雙層軌道4和一根金屬材料輸電母線5與兩個固定電源24分別組成回路并源源不斷取得電力。固定電源24包括直流和交流電源；固定電源24的電壓不限，包括直流電范圍12至300伏。

本實用新型光伏系統(tǒng)的輸電母線包括整根輸電母線采用滑動取電方式輸出電力；輸電母線包括設置于臺架上的在一個護罩內的多路獨立輸電線、金屬材料輸電母線和電阻率小于0.3歐姆·毫米2/米的金屬軌道。

輸電母線和電刷的有關內容可以參照現(xiàn)有技術，包括工廠行車使用的母排和電刷。還可以用輪子做電刷在輪子行駛過程中從輸電母線取得電能。

農業(yè)機器人在插秧過程中，秧苗由農用車機器人11輸送供應，通過農業(yè)機器人的自動裝卸裝置30自動駁運取得，有關內容可參考現(xiàn)有技術。

農用車機器人15包括機架25、四個輪組19、車廂26、電刷22和控制系統(tǒng)。輪組19用電驅動。利用各電刷22，農用車機器人15的用電負載至少可以通過兩根雙層軌道和一根金屬材料輸電母線5分別與兩個固定電源24組成回路并源源不斷取得電力。

通用光伏機器人16包括跨越式機架27、四個輪組19、電刷22、功能部件清潔模塊43和控制系統(tǒng)；跨越式機架27跨越光伏組件2；輪組19用電驅動。功能部件清潔模塊43通過其轉動和上下移動實現(xiàn)自動清潔光伏組件。有關自動清潔的內容可參考現(xiàn)有技術包括擦窗機技術。

通用光伏機器人15的功能部件用于實現(xiàn)包括自動安裝、拆卸、巡檢和清潔光伏組件及光伏系統(tǒng)其它部件；并用于調節(jié)光伏組件2的狀態(tài)包括令其朝向太陽、處于大傾角除雪狀態(tài)和處于純平狀態(tài)減小風阻。

還可以將上層軌道和下層軌道的上表面都加工成如圖中虛線橢圓所示的齒條29形狀，制成齒條軌道30；相應地，為多用途機器人或者可移動光伏組件總成制作輪子表面帶齒的輪組——齒輪輪組31；齒輪輪組31與齒條軌道30相嚙合。

為防止齒輪輪組30脫離齒條軌道29，在機架25上配置一個以上軌下齒輪輪組32。軌下齒輪輪組32安裝在上層和下層軌道11、12背面對應齒輪輪組31的下方位置，軌下齒輪輪組31能夠與齒輪輪組31一起前進后退。

還可以令所述齒條軌道的每條齒槽的底部表面從內向外單調下降，使之不留存雨水并方便雨水沖刷掉齒槽內的灰塵。

還可以用吹風機吹去齒條軌道齒槽內的灰塵。

采用齒條軌道和齒輪輪組，行駛時不會打滑；并適合在帶有較大坡度的軌道上負重行進。

圖5和6中的齒條軌道30、齒輪輪組31和軌下齒輪輪組32，改為普通表面平滑的軌道、輪組和軌下輪組，同樣能起到防止輪組脫離軌道的效果。

還可以在軌道上制作其他類型的費豎向凹凸條紋或者制作凹凸點陣，并采用膠輪輪組以增加輪組對軌道的附著力。

本實用新型的輪組還可以輔以橫向輪。具體方式包括在雙層軌道的上層軌道11和下層軌道12兩側各設置一個長度適合的翻邊33，并各配置一個橫向輪34來防止齒輪輪組31偏離正常位置。地面軌道具有現(xiàn)成的側面，在地面軌道上行駛的輪組也可以直接采用橫向輪來確保輪組運行于正確的軌道。有關橫向輪的內容可參考現(xiàn)有技術。

圖6中，在齒輪輪組31的右側，設置有一個剎車部件35。剎車部件包括一塊剎車橡皮56。剎車部件35具有兩種狀態(tài)：鎖定或者打開。當剎車橡皮56貼壓/脫離齒輪輪組、剎車部件35鎖定/打開、齒輪輪組不能夠/能夠轉動。剎車部件35的狀態(tài)切換可用手工板動或者由通用光伏機器人板動實現(xiàn)。

采用絕緣材料7連接的各段軌道之間需要用連接線13實現(xiàn)電氣連接。還可以采用一個開關代替連接線13實現(xiàn)可控地區(qū)連接。所述開關拉開/閉合，相連接的兩段軌道電氣斷開/接通。

實施例1中，如采用動力蓄電池而不采用固定電源、輸電母線和受電器，也可以實現(xiàn)所有功能。

圖7 給出實施例2。

實施例2，嵌入式電刷總成63包括絕緣材料7、布置于絕緣材料7上的四根金屬材料輸電母線5、弓形架64和護罩65；弓形架64連接上、下兩個滾輪66和左、右兩個橫向輪34，并機械連接四個電刷22。電刷22與金屬材料輸電母線5滑動電氣連接。護罩65滾動連接橫向輪34和滾輪66。護罩65防塵隔水。

圖8給出實施例3。

實施例3，一個帶金屬輪轂67的輪組19和一個凹面的滾輪66各用一個轉動副機構與機架25連接并與鋼管軌道輸電母線5滾動連接；輪組19并與電刷22滑動電氣連接，實現(xiàn)從鋼管軌道輸電母線5到輪組19再到電刷22之間的電氣連接。

圖9至11共同給出實施例4。

實施例4，制造一個光伏系統(tǒng)，包括臺架1、光伏組件2、輸變電裝置、計算機控制系統(tǒng)、一組兩根平行鋼管軌道46、運行于軌道4上的通用光伏機器人16和上軌平臺36。軌道4通過絕緣承托件37與臺架1電氣絕緣連接；軌道46布置方向與臺架1排布方向平行。臺架1包括立柱3、橫桿、斜撐、附件和基礎樁10。光伏組件2安裝于臺架1上。軌道3采用薄壁不銹鋼鋼管38制成，不銹鋼鋼管耐候性好。鋼管38上制作標記39。標記39中的一部分還可以采用條形碼方式，以便日后在數(shù)據(jù)庫里加載更多信息包括水路閥門的相對位置信息及其型號。標記39包括通過機器視覺攝像頭攝取并提供計算機控制系統(tǒng)，可以實時精確——精度誤差小于1毫米——提供通用光伏機器人16在帶軌道的光伏發(fā)電系統(tǒng)中的空間位置，方便通用光伏機器人16作業(yè)包括避免與光伏組件2上的邊框沖撞。

在鋼管38兩端分別套接并焊接帶有內螺紋的連接端40和帶有外螺紋的連接端41；兩個連接端40、41上各自帶有扳手槽42配合扳手連接。若干根鋼管38兩端螺紋連接加長構成一根長軌道4并作為一根輸水管與水源接通，可用于農地澆灌。

通用光伏機器人16包括電動輪組19、跨越式機架27、電刷22和清潔模塊43；每組電動輪組19包括兩個輪子；兩組電動輪組19通過一個跨接型機架27跨過光伏組件2連接，并與軌道46配合滾動連接。

跨越式機架27上方安裝清潔模塊43用于自動清潔光伏組件2；機架27的下方通過四個地面輪轉向機構44與四組地面輪組45連接。地面輪組45帶剎車裝置并可以前進或者后退。當通用光伏機器人16完成清潔作業(yè)行駛到上軌平臺36處時，地面輪組45與上軌平臺36接觸并駛上上軌平臺36，然后可以自動駛向下一排光伏組件并使其電動輪組駛上軌道46對光伏組件進行清潔。

通用光伏機器人16通過電刷22與軌道4電氣連接，一組兩根軌道4通過輸電接線與固定電源24的兩個電極連接。電刷22包括石墨電刷。

實施例4中的輪組采用具有與鋼管軌道46外表相吻合的凹槽輪組，可以兼具橫向輪的約束作用。

實施例4的光伏系統(tǒng)，其光伏組件呈東西向，或者偏東西向——范圍在本地維度±40度范圍布置，其兩排光伏組件之間的距離近，安裝密度高。采用相對體積小、重量輕的農業(yè)機器人14，因而作業(yè)時可直接用輪組在軌道46行駛，無需使用地面輪。圖中農業(yè)機器人的輪組一高一低設置，其中一個輪組遮住通用光伏機器人16的一個輪組。電刷的介紹省略。

圖12 給出實施例5。

實施例5，在一排臺架1的一端地面，設置有一組兩根換軌軌道47。換軌機軌道47沿各排光伏臺架1的端部設置；換軌機軌道47與各排光伏組件臺架1上的軌道46呈直角或者大傾角布置；換軌機軌道47還包括與外界絕緣并與一個固定電源電氣連接的形式。

在換軌軌道47上有一臺換軌機48。換軌機48包括底盤49、與底盤49連接的四個輪組19、一組兩根駁接軌道50和控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)包括機器視覺裝置51；輪組和機器視覺裝置51通過接口電路與控制系統(tǒng)主機信號連接；輪組的狀態(tài)根據(jù)控制系統(tǒng)主機的狀態(tài)改變而改變。

在軌道46上有一臺無動力的可移動光伏組件總成52和一臺通用光伏機器人16?？梢苿庸夥M件總成52包括框形機架25、與機架25連接的四個輪組19、剎車部件和虛線框表示的光伏組件2。

通用光伏機器人16包括機架、輪組19、電刷22、機械臂57和控制系統(tǒng)。

換軌機48利用自身攜帶的動力蓄電池工作或者利用電刷、一組兩根與外界絕緣的換軌軌道47與固定電源電氣連接取得電力；輪組19與換軌機軌道47配合滾動連接。

借助于機器視覺裝置51，令換軌機行48駛到軌道46一端，并使換軌機48上的駁接軌道50與軌道46處于接軌狀態(tài)；控制系統(tǒng)主機并通知通用光伏機器人16，通用光伏機器人16用機械臂57釋放可移動光伏組件總成52的剎車部件并驅動可移動光伏組件總成52從軌道46上行駛到駁接軌道50上。然后，通用光伏機器人16鎖定可移動光伏組件總成52上的剎車部件。換軌機48駛離。

采用換軌機和通用光伏機器人可將可移動光伏組件總成運送至光伏系統(tǒng)現(xiàn)場并送上軌道46；以及實現(xiàn)各種多用途機器人在不同軌道之間的轉移。

換軌機工作的重點在于的本身定位；還可以采用機械定位和電氣感應定位的裝置；還可以采用可調節(jié)的駁接軌道包括高度和轉角可調節(jié)的駁接軌道提高工作的靈活性。有關內容可參考現(xiàn)有技術包括升降機技術。

換軌機也可以不采用換軌機軌道而直接在路面行駛，并實現(xiàn)上述換軌作業(yè)。

圖13給出實施例6。

實施例6，相鄰兩排光伏系統(tǒng)的組件2用壓板53安裝在一根金屬材料軌道28上。用金屬材料軌道與附件一起構成的臺架適用于建筑物頂部。在軌道28內腔的頂部通過一塊絕緣材料7連接一個金屬材料輸電母線5并與一個固定電源接通；通用光伏機器人的嵌入式電刷總成63嵌入軌道28的內腔；嵌入式電刷總成63帶有一對橫向輪34和一個電刷22。電刷22與金屬材料輸電母線5滑動電氣連接取電；通用光伏機器人的機架25與輪組19、功能部件清潔模塊43連接；在兩塊光伏組件2連接縫的下面順連接縫方向設置一個水槽54。水槽54將雨水收集并移除。

實施例6的結構可以省略軌下輪組而不會出現(xiàn)輪組19脫離軌道28的現(xiàn)象。由于軌道28的金屬材料輸電母線5設置在軌道28型腔的頂部，在下雪時出動通用光伏機器人除雪仍然可以保持電氣的絕緣安全，包括固定電源采用24伏直流電。軌道28高度較低，對光伏組件2的遮擋少。實施例6還可以參照前述實施例介紹的換軌機技術實現(xiàn)通用光伏機器人的換軌。

實施例6的光伏組件接縫漏水少，并且整個光伏組件表面光滑接合，遮光隔熱隔水效果好。這整個光伏組件表面包括取斜面和拱形曲面的形式。

圖14和15給出實施例7。

實施例7，建設兩條處于同一平面的交叉軌道，軌道A58和軌道B59，并在其交匯處設置有一個轉軌平臺60。轉軌平臺60上面設置有轉軌軌道61；轉軌平臺60使用一個轉動副機構與基礎連接并與一個驅動裝置傳動連接。轉軌平臺60具有兩種工作狀態(tài)：1、貫通軌道B59如圖14 所示；2、貫通軌道A58如圖15所示。轉軌平臺60的轉軌軌道61上停有一臺農用車機器人15；在農用車機器人15上裝載有物料62。經(jīng)過轉軌平臺60的狀態(tài)轉換運作，來自軌道B59的農用車機器人15能夠駛上軌道A58。

實施例7實現(xiàn)所述軌道上的多用途機器人、農用車機器人和可移動光伏組件總成的換軌。其用途包括將收獲的農產品從山坡的多條等高軌道上運到山下、山下的物資運到山上；還方便讓山坡上的可移動光伏組件總成轉移到山下。

圖16至19給出實施例8。

實施例8，建造一個光伏系統(tǒng)，包括用立柱3支撐的臺架1、安裝于臺架上的光伏組件2、沿臺架1伸展方向布置的插電滑軌68和農業(yè)機器人14。農業(yè)機器人14行駛在地面軌道9上。

插電滑軌68包括C字形滑軌69和置于C字形滑軌69中的上插電座71和下插電座72；上插電座71和下插電座72包括相鄰間隔布置的與三相四線電力線70電氣連接的四孔插座。

農業(yè)機器人14包括一個自動電插頭裝置73。自動電插頭總成73包括可獨立水平旋轉的內轉盤74、外轉盤75、上挑桿76、下挑桿77、上電插頭總成78、下電插頭總成79和控制系統(tǒng)。

內轉盤74、外轉盤75、上挑桿76和下挑桿77、各電動輪85、橫向輪34、配合輪86、自動剎車87和自動電插頭88各自與自身的驅動機構傳動連接；內轉盤74、外轉盤75、上挑桿76和下挑桿77、各電動輪85、橫向輪34、配合輪86、自動剎車87和自動電插頭88的驅動機構各自通過接口電路與控制系統(tǒng)主機信號連接；內轉盤74、外轉盤75、上挑桿76和下挑桿77、各電動輪85、橫向輪34、配合輪86、自動剎車87和自動電插頭88的狀態(tài)根據(jù)控制系統(tǒng)主機狀態(tài)的變化而變化；

上挑桿76包括上挑桿剛性段80和上挑桿彈性段81；下挑桿77包括下挑桿剛性段82和下挑桿彈性段83。

內轉盤74與上挑桿剛性段80連接；外轉盤75與下挑桿剛性段82的外端連接。

上電插頭總成78與上挑桿彈性段81的外端連接；下電插頭總成79與下挑桿彈性段83的外端連接。

上電插頭總成78包括基座84、電動輪85、一對橫向輪34、配合輪86、剎車部件35和自動電插頭88；下電插頭總成79的內容與上插頭總成78相同并且如圖17中虛線所示與上插頭總成78稱布置；保證上電插頭總成78和下電插頭總成79不會互相沖突。內轉盤74連接的上挑桿76始終高于外轉盤75連接的下挑桿77，也不會引起沖突。

配合輪86與電動輪85配合，一起限定上、下電插頭總成78、79與C字形滑軌69的相對位置。

圖17中，剎車部件35具有兩種狀態(tài)：鎖定和松開。剎車部件35鎖定/松開時與C字形滑軌69貼合/脫離，上、下電插頭總成78、79被鎖定/松開。

實施例8的工作原理：農業(yè)機器人14從右到左行進到設施農地現(xiàn)場，農業(yè)機器人上14上一個其橫截面與C字形滑軌69完全一樣的駁接滑軌89伸出并與C字形滑軌69的起始端接軌、自動電插頭裝置73進入工作狀態(tài)包括上挑桿76和下挑桿77就位、上電插頭總成78和下電插頭總成79從鎖定狀態(tài)轉變?yōu)樗砷_狀態(tài)。

假定農業(yè)機器人實現(xiàn)遇到的是三相四線電力線70的上插電座71，上電插頭總成78——即各圖中位置較高的上挑桿76連接的那個；率先行駛到上插電座71處并令其自動電插頭88插入上插電座71，農業(yè)機器人與三相四線電力線70接通工作。如果農業(yè)機器人實現(xiàn)遇到下插電座72，則下電插頭總成79率先行駛到下插電座72處并令其自動電插頭插入下插電座72，其余過程根據(jù)下面所述加以變通。

三相電動機的效率比單相的更高，包括三相電動機工作時無相線或者相線電流接近于零。

隨著農業(yè)機器人14的前進，下電插頭總成79及時超越上電插頭總成78。當農業(yè)機器人14行駛到靠近第一個下插電座72處時，下電插頭總成79令其自動電插頭插入第一個下插電座72；同時，上電插頭總成78令其自動電插頭88從第一個上插電座71拔出。當農業(yè)機器人14行進越過第一個下電插頭總成79后，上電插頭總成78及時超越并行駛到下一個上插電座71處并令其自動電插頭88插入上插電座71。如此周而復始保持農業(yè)機器人14始終與三相四線電力線70接通。

在此過程中，每當農業(yè)機器人14離上/下電插頭總成78/79的位置較近時，上/下挑桿76/77的上/下挑桿剛性段80/82和上/下挑桿彈性段81/83就就更為豎直、并且轉到比較居中的位置；每當農業(yè)機器人14離上/下電插頭總成78/79的位置較遠時，上/下挑桿76/77的上/下挑桿剛性段80/82和上/下挑桿彈性段81/83就就更為平坦、并且轉到朝向上/下電插頭總成78/79的位置。

當農業(yè)機器人14的作業(yè)完成，農業(yè)機器人上的駁接滑軌89再度伸出并與C字形滑軌69的末尾端接軌、自動電插頭裝置73的上電插頭總成78和下電插頭總成79駛上駁接滑軌89并鎖定在駁接滑軌89上，然后駁接滑軌89收回農業(yè)機器人14。駁接滑軌的內容還可以參照前述實施例介紹的換軌機技術。農業(yè)機器人進入收工狀態(tài)包括上挑桿76和下挑桿77貼近農業(yè)機器人。實施例8中的剎車部件35還可以換成一個電動鎖舌并以插入C字形滑軌69上鎖孔的形式實現(xiàn)自動電插頭裝置的鎖定。

實施例8中的外轉盤75可以采用與內轉盤74并列布置替代同心布置的形式。

實施例8中的上、下挑桿或者彈性挑桿剛性段還可以換成帶控制系統(tǒng)的自動機械臂并實現(xiàn)適應與距離不斷變化的上/下電插頭總成78/79的電力線的連接管理。有關內容可參考現(xiàn)有技術。

圖20給出實施例9。

實施例9，上挑桿彈性段81包括三相四線電力線70、金屬彈簧87和膠管90。

圖21 給出實施例10。

實施例10，電力線收放裝置91包括收納容器92、一對電力線收放輪93和控制系統(tǒng)。電力線收放輪93與其驅動機構傳動連接；電力線收放輪93驅動機構通過接口電路與控制系統(tǒng)的主機信號連接；電力線收放輪93驅動機構的狀態(tài)根據(jù)控制系統(tǒng)主機狀態(tài)的變化而變化。所述控制系統(tǒng)主機還與下電插頭總成79的控制系統(tǒng)主機信號連接，當下電插頭總成79的狀態(tài)變化時，電力線收放裝置91自動收線和放線。

虛線上部為與上電插頭總成相關的電力線收放裝置。虛線上下兩部分組合，用于替代如實施例8所述的自動電插頭裝置73中的所有與上、下挑桿有關的工作。實施例10的電力線收放裝置91體積更為緊湊。

實施例8和10的內容還可以用于農業(yè)機器人之外的機器人。