无人机及光伏电站运维系统和运维方法与流程

1.本发明涉及光伏电站运维技术领域，特别设计一种无人机及光伏电站运维系统和运维方法。


背景技术：

2.光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站可以分为带蓄电池的独立发电系统和不带蓄电池的并网发电系统。
3.光伏电站通常占地面积较大，且光伏电站中光伏板的数量较多，这就导致运维光伏电站时存在如下两个问题：1、光伏板暴露在户外的环境，容易落灰，不易判断光伏板什么时候需要清洗；2、当光伏电站中有光伏板发生故障时，通过人工检查效率低下。
4.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种无人机，用于光伏电站的运维系统，用于解决目前不易判断光伏电站中光伏板什么时候需要清洗，以及当光伏电站中有光伏板发生故障时人工检查效率低下的问题，基于该无人机，本发明还提供了光伏电站运维系统和光伏电站运维方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种无人机，包括：
7.主体；
8.飞行组件，所述飞行组件设于所述主体的侧部，并通过第一调节组件与所述主体连接；
9.摄像组件，所述摄像组件设于所述主体的侧部，并通过第二调节组件与所述主体连接。
10.进一步，所述第一调节组件包括第一电机，所述第一电机固定于所述主体内，所述第一电机的输出轴竖直向上；
11.所述飞行组件包括螺旋浆和第一连接杆，所述第一连接杆竖直设置，且所述第一连接杆的底部与所述第一电机的输出轴固定，所述螺旋浆设置于所述第一连接杆的端部。
12.所述第一调节组件还包括永磁铁和电磁铁，所述永磁铁固定于所述光伏板的底面，所述电磁铁至少为两个，且所述电磁铁固定于所述主体的侧部，且所述电磁铁环绕所述第一连接杆设置，且所述电磁铁的位置与所述永磁铁的位置相适配。
13.进一步，所述第二调节组件包括升降件、第二电机、第二连接杆、第一齿轮和第二齿轮，所述升降件固定于所述主体内，且所述升降件的活塞端竖直设置，所述第二电机设于所述主体内，且所述第二电机固定于所述升降件的活塞端，且所述第二电机的输出轴竖直设置，所述第二连接杆设于所述主体内，且所述连接杆固定于所述第二电机的输出轴，且所述第二连接杆竖直设置，所述第一齿轮和所述第二齿轮间隔的固定于所述第二连接杆，且
所述第一齿轮和所述第二齿轮为伞形齿轮；
14.所述摄像组件包括摄像头和第三齿轮，所述摄像头转动连接于所述主体的侧部的外壁，所述主体的侧部开设有通孔，所述第三齿轮固定于所述摄像头面向所述主体的一面，且所述第三齿轮为伞形齿轮，且所述第三齿轮通过所述通孔与所述第一齿轮或所述第二齿轮啮合。
15.进一步，所述第一齿轮和所述第二齿轮的半径相同，所述第一齿轮和所述第二齿轮的间距大于所述第三齿轮的直径。
16.本发明还提供了一种光伏电站运维系统，包括：无人机、无人车和工作站，所述无人机为本发明提供的所述的无人机，所述无人车配置有水箱和连通所述水箱的喷头。
17.本发明还提供了一种光伏电站运维方法，应用于本发明提供的所述的系统，包括如下步骤：
18.s1：通过所述无人机拍摄光伏电站的画面，并传输至所述工作站；
19.s2：通过图像处理，识别所述光伏电站中是否存在需要清洗的光伏板，若是则控制所述无人车行驶至需要清洗的光伏板，并对其进行清洗；
20.s3：通过图像处理，识别所述光伏电站中是否存在发生故障的光伏板，若是则通知工作人员前去维修。
21.进一步，在s2具体包括如下步骤：
22.s21：通过图像处理，识别所述光伏电站中是否存在需要清洗的光伏板，若是则确定需要清洗的光伏板的位置；
23.s22：控制距离需要清洗的光伏板最近的所述无人车行驶至需要清洗的光伏板，并对其进行清洗。
24.本发明提供了一种无人机，所述摄像组件用于拍摄光伏电站，对所述摄像组件拍摄的图像进行图像处理，可识别光伏电站是否需要清洗，以及是否发生故障，相比于人工检查，具有更高的效率；另外，所述摄像组件通过所述第二调节组件与所述主体连接，使得所述摄像组件可转动，进而具有更大的拍摄范围，进而进一步提高检查的效率。
附图说明
25.图1为实施例一无人机的结构示意图；
26.图2为实施例一中光伏板和第一调节组件的结构示意图；
27.图3为实施例一中光伏板和主体顶部的结构示意图；
28.图4为实施例一中第二调节组件和第三齿轮第一状态下的结构示意图；
29.图5为实施例一中第二调节组件和第三齿轮第二状态下的结构示意图；
30.图中：1-主体，2-飞行组件，3-摄像组件，4-第一电机，5-螺旋桨，6-第一连接杆，7-永磁铁，8-电磁铁，9-升降件，10-第二电机，11-第二连接杆，12-第一齿轮，13-第二齿轮，14-摄像头，15-第三齿轮。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面度对本发明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发明一部分的实施例，而不
是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例一：
33.一种无人机，如图1-5所示，包括：主体1、飞行组件2和摄像组件3。所述飞行组件2设于所述主体1的侧部，并通过第一调节组件与所述主体1连接；摄像组件3，所述摄像组件3设于所述主体1的侧部，并通过第二调节组件与所述主体1连接。
34.在本实施例的无人机中，所述主体1用于承载目前无人机中常规的部件，如旋翼、主控板及电源等，另外，所述主体1还用于承载所述飞行组件2、所述摄像组件3、所述第一调节组件和所述第二调节组件。
35.在本实施例的无人机中，所述飞行组件2用于使无人机飞行；另外，所述飞行组件2通过所述第一调节组件与所述主体1连接，可根据光伏电站环境、气候、风速等元素调节所述飞行组件2的角度，进而便于所述无人机调整飞行姿态。
36.在本实施例的无人机中，所述摄像组件3用于拍摄光伏电站，对所述摄像组件3拍摄的图像进行图像处理，可识别光伏电站是否需要清洗，以及是否发生故障，相比于人工检查，具有更高的效率；另外，所述摄像组件3通过所述第二调节组件与所述主体1连接，使得所述摄像组件3可转动，进而具有更大的拍摄范围，进而进一步提高检查的效率。
37.另外，需要说明的是，所述飞行组件2与所述无人机主控板电联接的方案，以及所述摄像组件3与所述主控板电联接的方案可采用现有技术完成，如柔性连接，本实施例不再展开赘述。
38.在一个可选的实施例中，如图2所示，所述第一调节组件包括第一电机4，所述第一电机4固定于所述主体1内，所述第一电机4的输出轴竖直向上；
39.所述飞行组件2包括螺旋浆5和第一连接杆6，所述第一连接杆6竖直设置，且所述第一连接杆6的底部与所述第一电机4的输出轴固定，所述螺旋浆螺旋浆5设置于所述第一连接杆6的端部。
40.在该可选的实施例中，所述第一电机4启动时，可带动所述第一连接杆6以z轴为轴转动，进而带动所述螺旋浆螺旋浆5以z轴为轴转动。
41.在一个可选的实施例中，如图3所示，螺旋浆5
42.所述第一调节组件还包括永磁铁7和电磁铁8，所述永磁铁7固定于所述螺旋浆5的底面，所述电磁铁8至少为两个，且所述电磁铁8固定于所述主体1的顶部，且所述电磁铁8环绕所述第一连接杆6设置，且所述电磁铁8的位置与所述永磁铁7的位置相适配。
43.具体来说，所述螺旋浆螺旋浆5设置于所述第一连接杆6的端部，即所述螺旋浆螺旋浆5可以在所述第一连接杆6的端部转动；所述永磁体7可以粘贴在所述螺旋浆的底面，所述永磁体7朝下的一面可以是n极，也可以是s极，所述电磁铁可以粘贴在所述主体1内部的顶壁。
44.在该可选的实施例中，所述电磁铁8至少为两个，可以是四个、五个、六个、八个等，使得所述螺旋浆螺旋浆5以z轴为轴转动时，所述螺旋浆螺旋浆5底面的永磁铁7的下方具有电磁铁8，或所述螺旋浆螺旋浆5底面的永磁铁7的下方的附近具有电磁铁8。
45.在该可选的实施例中，给所述电磁铁8通电，使其吸引或排斥所述永磁铁7，进而使得所述螺旋浆螺旋浆5以z轴为轴转动的同时，可改变俯仰角，即所述螺旋浆螺旋浆5角度变
化更加灵活多变螺旋浆5螺旋浆5。
46.如图3所示，在本实施例中，所述电磁铁8为4个，分别为电磁铁8a、8b、8c和8d，所述永磁体7朝下的一面为n极，当所述螺旋浆螺旋浆5绕z轴转动后，所述螺旋浆螺旋浆5上的所述永磁体7位于所述电磁铁8a的正上方时，若需要所述螺旋浆螺旋浆5向下倾斜转动，则控制所述电磁铁8a朝上的一面产生s极，进而吸引所述永磁体7实现所述螺旋浆5向下倾斜转动，并通过所述电磁铁8a磁力的大小可以控制所述螺旋浆5向下倾斜转动的角度；若需要所述光伏板向上倾斜转动，则控制所述电磁铁8a朝上的一面产生n极，进而排斥所述永磁体7实现所述螺旋浆5向上倾斜转动，并通过所述电磁铁8a磁力的大小可以控制所述螺旋浆5向上倾斜转动的角度。
47.在其他实施例中，当所述螺旋浆5绕z轴转动后，所述螺旋浆5上的所述永磁铁7位于所述电磁铁8a和8b中间位置的上方时，可通过所述电磁铁8a和8b吸引或排斥所述永磁体7实现所述螺旋浆5向下倾斜转动或向上倾斜转动。
48.另外需要说明的是，可通过所述第一电极旋转的角度得知所述螺旋浆5上所述永磁体7的位置，即得知所述永磁体7位于某个或某些所述电磁体的上方，进而确定通过某个或某些所述永磁体用于吸引或排斥所述永磁体7实现所述螺旋浆5向下倾斜转动或向上倾斜转动。
49.在一个可选的实施例中，如图4、5所示，所述第二调节组件包括升降件9、第二电机10、第二连接杆11、第一齿轮12和第二齿轮13，所述升降件9固定于所述主体1内，且所述升降件9的活塞端竖直设置，所述第二电机10设于所述主体1内，且所述第二电机10固定于所述升降件9的活塞端，且所述第二电机10的输出轴竖直设置，所述第二连接杆11设于所述主体1内，且所述连接杆固定于所述第二电机10的输出轴，且所述第二连接杆11竖直设置，所述第一齿轮12和所述第二齿轮13间隔的固定于所述第二连接杆11，且所述第一齿轮12和所述第二齿轮13为伞形齿轮；
50.所述摄像组件3包括摄像头14和第三齿轮15，所述摄像头14转动连接于所述主体1的侧部的外壁，所述主体1的侧部开设有通孔，所述第三齿轮15固定于所述摄像头14面向所述主体1的一面，且所述第三齿轮15为伞形齿轮，且所述第三齿轮15通过所述通孔与所述第一齿轮12或所述第二齿轮13啮合。
51.在该可选的实施例中，所述升降件9可以是气缸，所述第一齿轮12水平设置，且齿朝下，所述第二齿轮13水平设置，且齿朝上，所述第三齿轮15竖直设置，且齿朝向所述第一齿轮12和所述第二齿轮13；在本实施例中，通过所述升降件9控制第二电机10和所述第二连接杆11升降，进而使得所述第一齿轮12和所述第二齿轮13之一与所述第三齿轮15啮合。
52.在该可选的实施例中，初始状态时所述第一齿轮12与所述第三齿轮15啮合，此时所述第二电机10启动，所述第一齿轮12以z轴为轴转动，通过所述第一齿轮12带动所述第三齿轮15以y轴为轴朝第一方向转动，即带动所述摄像头14以y轴为轴朝第一方向转动；若需要所述摄像头14以y轴为轴朝与第一方向相反的第二方向转动，可以通过所述升降件9带动所述第二电机10和所述第二连接杆11上升，使得所述第二齿轮13与所述第三齿轮15啮合，此时所述第二电机10启动，所述第二齿轮13以z轴为轴转动，通过所述第二齿轮13带动所述第三齿轮15以y轴为轴朝第二方向转动，即带动所述摄像头14以z轴为轴朝第二方向转动。
53.在该可选的实施例中，当需要所述摄像头14切换转动方向时，即转动方向从第一
方向切换成第二方向，或从第二方向切换成第一方向时，无需切换所述第二电机10的正反转，仅控制所述升降件9即可。另外，需要说明的是，为保证所述第二连接杆11升降时，所述第二齿轮13或所述第三齿轮15与所述第四齿轮啮合，需要使所述第一齿轮12和所述第二齿轮13的半径相同，且所述第一齿轮12和所述第二齿轮13的间距大于所述第三齿轮15的直径。
54.在该可选的实施例中，可通过滑块和滑槽实现所述摄像头14与所述主体1的侧部的外壁的转动连接，如在所述主体1的侧部的外壁设置环绕所述通孔的滑块，在所述摄像头14朝向所述主体1的外壁设置与滑块相适配的滑槽，通过滑块和滑槽实现所述摄像头14与所述主体1的侧部的外壁的固定和转动连接，可稳定所述摄像头14的运动轨迹。
55.实施例二：
56.一种光伏电站运维系统，包括：无人机、无人车和工作站，所述无人机为实施例一所述的无人机，所述无人车配置有水箱和连通所述水箱的喷头。
57.在本实施例中，所述无人机和所述无人车与所述工作站通信连接，使得所述无人机和所述无人车可以向所述工作站发送采集的数据，所述工作站可以向所述无人机和所述无人车发送控制指令，控制所述无人机飞行、采集图像等，以及控制所述无人车行走、水箱阀门打开/关闭等。
58.在本实施例中，可在所述无人车内设置主控板和无线通信模块，二者电连接，并将所述无人车的水箱阀门设置成电磁阀，所述电磁阀与所述主控板电连接，所述电磁阀打开时所述无人车的喷头打开向外喷水，所述电磁阀关闭时喷头关闭停止喷水；所述无线通信模块用于接收所述工作站发来的控制指令，并将该控制指令传输给所述主控板；所述主控板根据控制指令控制所述电磁阀打开或关闭。
59.实施例三：
60.一种光伏电站运维方法，应用于实施例二所述的系统，包括如下步骤：
61.s1：通过所述无人机拍摄光伏电站的画面，并传输至所述工作站；
62.s2：通过图像处理，识别所述光伏电站中是否存在需要清洗的光伏板，若是则控制所述无人车行驶至需要清洗的光伏板，并对其进行清洗；
63.s3：通过图像处理，识别所述光伏电站中是否存在发生故障的光伏板，若是则通知工作人员前去维修。
64.在本实施例中，可在所述无人机中同时配置可见光摄像头和红外摄像头，当所述光伏电站中的光伏板落灰后需要清洗时其颜色会发生变化，因此通过可见光摄像头拍摄的图像分析所述光伏电站中的光伏板是否需要清洗；当所述光伏电站中的光伏板发生故障时，通常会伴随着温度升高，因此通过红外摄像头拍摄的图像分析所述光伏板中的光伏板是否存在故障。
65.在一个可选的实施例中，在s2具体包括如下步骤：
66.s21：通过图像处理，识别所述光伏电站中是否存在需要清洗的光伏板，若是则确定需要清洗的光伏板的位置；
67.s22：控制距离需要清洗的光伏板最近的所述无人车行驶至需要清洗的光伏板，并对其进行清洗。
68.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或者使用本发
明。对这些实施例的多种修改对本领域的专员技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种无人机，其特征在于，包括：主体；飞行组件，所述飞行组件设于所述主体的侧部，并通过第一调节组件与所述主体连接；摄像组件，所述摄像组件设于所述主体的侧部，并通过第二调节组件与所述主体连接。2.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述第一调节组件包括第一电机，所述第一电机固定于所述主体内，所述第一电机的输出轴竖直向上；所述飞行组件包括螺旋浆和第一连接杆，所述第一连接杆竖直设置，且所述第一连接杆的底部与所述第一电机的输出轴固定，所述螺旋浆设置于所述第一连接杆的端部。3.根据权利要求2所述的一种无人机，其特征在于，所述第一调节组件还包括永磁铁和电磁铁，所述永磁铁固定于所述光伏板的底面，所述电磁铁至少为两个，且所述电磁铁固定于所述主体的侧部，且所述电磁铁环绕所述第一连接杆设置，且所述电磁铁的位置与所述永磁铁的位置相适配。4.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述第二调节组件包括升降件、第二电机、第二连接杆、第一齿轮和第二齿轮，所述升降件固定于所述主体内，且所述升降件的活塞端竖直设置，所述第二电机设于所述主体内，且所述第二电机固定于所述升降件的活塞端，且所述第二电机的输出轴竖直设置，所述第二连接杆设于所述主体内，且所述连接杆固定于所述第二电机的输出轴，且所述第二连接杆竖直设置，所述第一齿轮和所述第二齿轮间隔的固定于所述第二连接杆，且所述第一齿轮和所述第二齿轮为伞形齿轮；所述摄像组件包括摄像头和第三齿轮，所述摄像头转动连接于所述主体的侧部的外壁，所述主体的侧部开设有通孔，所述第三齿轮固定于所述摄像头面向所述主体的一面，且所述第三齿轮为伞形齿轮，且所述第三齿轮通过所述通孔与所述第一齿轮或所述第二齿轮啮合。5.根据权利要求4所述的一种无人机，其特征在于，所述第一齿轮和所述第二齿轮的半径相同，所述第一齿轮和所述第二齿轮的间距大于所述第三齿轮的直径。6.一种光伏电站运维系统，其特征在于，包括：无人机、无人车和工作站，所述无人机为权利要求1-5任意所述的无人机，所述无人车配置有水箱和连通所述水箱的喷头。7.一种光伏电站运维方法，其特征在于，应用于权利要求6所述的系统，包括如下步骤：s1：通过所述无人机拍摄光伏电站的画面，并传输至所述工作站；s2：通过图像处理，识别所述光伏电站中是否存在需要清洗的光伏板，若是则控制所述无人车行驶至需要清洗的光伏板，并对其进行清洗；s3：通过图像处理，识别所述光伏电站中是否存在发生故障的光伏板，若是则通知工作人员前去维修。8.根据权利要求7所述的一种光伏电站运维方法，其特征在于，在s2具体包括如下步骤：s21：通过图像处理，识别所述光伏电站中是否存在需要清洗的光伏板，若是则确定需要清洗的光伏板的位置；s22：控制距离需要清洗的光伏板最近的所述无人车行驶至需要清洗的光伏板，并对其进行清洗。

技术总结
本发明提供了无人机及光伏电站运维系统和运维方法，其中无人机包括：主体；飞行组件，所述飞行组件设于所述主体的侧部，并通过第一调节组件与所述主体连接；摄像组件，所述摄像组件设于所述主体的侧部，并通过第二调节组件与所述主体连接。本发明的无人机用于光伏电站的运维系统，用于解决目前不易判断光伏电站中光伏板什么时候需要清洗，以及当光伏电站中有光伏板发生故障时人工检查效率低下的问题。光伏板发生故障时人工检查效率低下的问题。光伏板发生故障时人工检查效率低下的问题。


技术研发人员：杨彦勇 赵倩倩 徐向东 马小兰 李培金 卢喜庆
受保护的技术使用者：中节能宁夏太阳能发电有限公司
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/6/28