一种设施农地方法及设施农地

摘要

一种设施农地方法，包括农地和设置于农地中的插电排轨道和农业机器人；插电排轨道包括轨道、带绝缘层的电力线和若干个与电力线连接的插电座；电力线与三相四线电力线电气连接；上电插头总成和下电插头总成以先插后拔的方式轮流与所述插电座连接和脱离；自动电插头装置、插电排、电力线、功能部件的用电负载与电源一起组成一个回路，源源不断为用电负载提供电力。设施农地采用插电排轨道作为农业机器人的行驶、定位和电力平台，投资少。其用处包括直接将现有农地重新定义为设施农地，使农地产出明显增加并且能够持续吸收新的技术；还解决明天谁来种地的问题；采用可再生的清洁电力符合可持续发展理念。

说明书

技术领域

本发明涉及设施农地、基于轨道的农业机器人和自动电插头。

背景技术

利用可再生的电能驱动农业机器人符合可持续发展理念，但采用电刷滑动取电对输电母线的要求高并且在解决输电母线热胀冷缩方面进展缓慢；采用电气化铁路的架空电缆配合受电弓成本高也不美观。

农业机器人对作业的要求包括电功率的作业和及时的运输，但所述运输又希望并对农地造成碾压。

本发明的目的是要提供一种设施农业解决方案，包括在农地中建设对农业友好的光伏发电系统，利用光伏发电系统的台架和地面轨道在实现光伏发电的同时为农业机器人提供行驶、空间定位和能源供应平台。

发明内容

本发明的设施农地方法：包括农地和设置于农地中的插电排轨道和农业机器人；

插电排轨道包括一条以上轨道、一条以上带绝缘层的电力线和若干个均布的与所述电力线连接的插电座；所述电力线与一个电源包括三相四线电力线电气连接；

农业机器人包括机架、与机架连接的一组以上轮组、功能部件、自动电插头装置和控制系统；农业机器人在农地中实施植保、建设和平整作业；农业机器人在所述插电排轨道上行驶实施植保、建设和平整作业；

农业机器人的各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；轮组与地面轨道配合滚动连接；

自动电插头装置包括两个与电插头总成上电插头总成和下电插头总成；自动电插头装置还包括令上电插头总成和下电插头总成以先插后拔的方式轮流与所述插电座连接和脱离的各种机构，包括：

设置有一组两个分别与上电插头总成和下电插头总成连接的自动机械臂，或者；

设置有一组两根分别与上电插头总成和下电插头总成电气连接的输电挑杆，上电插头总成和下电插头各自通过一个电动轮运行于一条与插电排等长的轨道上，或者；

设置有一组两根分别与上电插头总成和下电插头总成连接的弹簧卷尺输电器，上电插头总成和下电插头各自通过一个电动轮运行于一条与插电排等长的轨道上；

上电插头总成和下电插头总成以先插后拔的方式轮流与所述插电座连接和脱离；自动电插头装置、插电排、电力线、功能部件的用电负载与电源一起组成一个回路，对于源源不断为用电负载提供电力；

还包括在农地中建设光伏系统，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，光伏组件与台架连接；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；并在所述光伏发电系统的台架外侧设置一组以上地面轨道并将插电排设置在台架上；农业机器人运行于地面轨道上；

台架包括若干个立柱加连接杆型和若干根轨道加附件型；

进一步，在台架的内部设置内地面轨道，在内地面轨道上行驶农用车机器人；并在台架内部的上方设置双层轨道包括上层轨道和下层轨道；上层轨道行驶通用光伏机器人；通用光伏机器人包括机架、与机架连接的一组以上轮组、功能部件和控制系统；功能部件包括光伏组件自动自动清洁巡检安装拆卸装置。

本发明根据上述方法实现其目的的技术方案：建造建造一块设施农地，包括农地和设置于农地中的插电排轨道和农业机器人；

插电排轨道包括一条以上轨道、一条以上带绝缘层的电力线和若干个均布的与所述电力线连接的插电座；所述电力线与一个电源包括三相四线电力线电气连接；

农业机器人包括机架、与机架连接的一组以上轮组、功能部件、自动电插头装置和控制系统；农业机器人在农地中实施植保、建设和平整作业；农业机器人在所述插电排轨道上行驶实施植保、建设和平整作业；

农业机器人的各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；轮组与地面轨道配合滚动连接；

自动电插头装置包括两个与电插头总成上电插头总成和下电插头总成；自动电插头装置还包括令上电插头总成和下电插头总成以先插后拔的方式轮流与所述插电座连接和脱离的各种机构，包括：

设置有一组两个分别与上电插头总成和下电插头总成连接的自动机械臂，或者；

设置有一组两根分别与上电插头总成和下电插头总成电气连接的输电挑杆，上电插头总成和下电插头各自通过一个电动轮运行于一条与插电排等长的轨道上，或者；

设置有一组两根分别与上电插头总成和下电插头总成连接的弹簧卷尺输电器，上电插头总成和下电插头各自通过一个电动轮

运行于一条与插电排等长的轨道上；

上电插头总成和下电插头总成以先插后拔的方式轮流与所述插电座连接和脱离；自动电插头装置、插电排、电力线、功能部件的用电负载与电源一起组成一个回路，对于源源不断为用电负载提供电力。

还可以包括辅助轨道，辅助轨道与插电排轨道的间距为1至2米，辅助轨道带两条以上输电母线；输电母线与插电排等长；输电母线包括金属材料和带绝缘层的电力线的护罩；输电母线与一个固定电源连接；辅助轨道与插电排轨道上行驶农用车机器人；农用车机器人包括机架、与机架连接的轮组、车厢、电刷和控制系统；电刷与输电母线滑动电气连接；固定电源、输电母线、电刷和农用车机器人的用电负载组成一个电路回路；固定电源源源不断向农用车机器人的用电负载供电。

还可以包括农地中建设的光伏系统，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，光伏组件与台架连接；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；并在所述光伏发电系统的台架外侧设置一组以上地面轨道并将插电排设置在台架上；农业机器人运行于地面轨道上；

台架包括若干个立柱加连接杆型和若干根轨道加附件型；

还可以在台架的内部设置内地面轨道，在内地面轨道上行驶农用车机器人；并在台架内部的上方设置双层轨道包括上层轨道和下层轨道；上层轨道行驶通用光伏机器人；通用光伏机器人包括机架、与机架连接的一组以上轮组、功能部件和控制系统；功能部件包括光伏组件自动自动清洁巡检安装拆卸装置。

还可以包括一条插电滑轨；插电滑轨包括C字形滑轨和；农业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、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。

还可以包括沿台架伸展方向布置的插电滑轨和一条以上带绝缘层的电力线；电力线与电源电气连接；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；农业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的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；

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和一条以上带绝缘层的电力线；电力线与电源电气连接；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；农业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、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：设施农地采用插电排轨道作为农业机器人的行驶、定位和电力平台，具有建设投资少、对农地伤害小并且是可随时消除的；其用处包括直接将现有农地重新定义为设施农地，使农地产出明显增加并且能够持续吸收新的技术；还解决明天谁来种地的问题；采用可再生的清洁电力符合可持续发展理念。

以插电排轨包括一根高轨和一根低轨、高轨间距35米、每20米长度合1亩地、规模生产并安装的成本100元计，本发明建设设施农地的成本约为2000元/亩。

采用双层轨道光伏台架、在双层轨道光伏台架的内外侧均设置地面轨道，即在光伏台架内部的地面轨道上运行装载量为500千克的农用车机器人、在下层轨道运行光伏跟踪机器人、在上层轨道运行光伏清洁机器人；并利用光伏台架外侧的地面轨道、插电排和地面轮运行重型农业机器人。在主干线电流够用情况下，插电排采用一组三相四线许用电流15安倍的插电滑轨、电压380伏、电流15*2=30安培，电功率18.7千瓦（1.73*380*30*0.95）。采用通用光伏机器人的跨越式机架可增加一倍电源功率37.4千瓦；增加电流和电压还可以进一步增加电源功率。

作业面幅宽达34米的农业机器人收割稻麦速度可达1亩地/分钟或者收获新鲜稻麦500千克/分钟。

利用台架轨道运行农用车机器人，两条轨道前后方向的电力线都可以用于提供电力。农用车机器人采用两路均单向行驶，每分钟最多可以提供10辆500千克级的农用车机器人。农用车机器人用电功率平均0.5千瓦就够。以直流电压80伏和电流25安倍计，电源功率有2千瓦。农用车机器人也可以采用充电电池运行。

南北向或者偏南北向布置的光伏系统台架，在宽度组件东西向长度1.6米、高度1.4米情况下，光伏组件下面的土地都能够照到太阳4小时以上，这样的遮挡太阳光对农作物的影响可以接受。

光伏系统的建设成本考虑到从功能系统升级到智能系统包括机器清洁和机器人+被动跟踪光伏组件，虽然光伏安装密度低主干线放长增加投资，但跟踪的组件多发电20%纯利润增加40%以上，回报远高于投资；还有利于光伏系统的安装场地自由。由于光伏系统分摊成本，也可以实现2000元/亩的设施农地建设成本。

与一种采用旁站电力线的轨基农业机器人方案相比，不用滑动取电而是采用插电排的方式，设施农地的投资和运营成本降低一半、并且电插头采用两个电插头总成先插后拔的电气连接方式，系统始终没有拉弧现象，可靠性提高90%以上并且对输电线路的热胀冷缩不敏感；又因为绝缘等级从空气提高到专用绝缘层，可以采用数千伏电压的电源使供电功率增加一个数量级。

本发明的工业化实施操作性强。

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8是一个上电插头总成的两种工作状态示意图。

图9和图10分别是一个自动插电装置的有视图和俯视图。

图11是一段上挑杆弹性段的结构示意图。

图12是一个电力线收放装置的立体图。

图13是一个插电排轨道的立体图。

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；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.农地；37.插电排轨道；38.轨道；39.四孔插座；43.清洁模块；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；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13和图7至图10共同给出实施例1。

实施例1，建造一块设施农地，包括农地36和设置于农地中的插电排轨道37和农业机器人14；

插电排轨道37包括轨道38、一条以上带绝缘层的三相四线电力线70和若干个均布的与所述电力线连接的上插电座71和下插电座72；所述电力线与一个电源包括三相四线电力线电气连接；轨道38为混凝土轨道；上插电座71和下插电座72内设置四孔插座39。图13中大虚线圆是小虚线圆的放大。

农业机器人14包括机架、与机架连接的一组以上轮组19、功能部件、自动电插头装置和控制系统；农业机器人在农地中实施植保、建设和平整作业；农业机器人在所述插电排轨道上行驶实施植保、建设和平整作业；

农业机器人的各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；轮组与地面轨道配合滚动连接；

实施例1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；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6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1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。带绝缘层的电力线向农业机器人的用电负载电力。

实施例1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1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。

实施例1为简洁起见，省略关于台架、光伏组件和农业机器人的介绍。

图1至图10构成实施例2。

实施例2，建造一块设施农地，在设施农地中建设光伏系统。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分别行驶农业机器人和可移动光伏组件总成。

光伏系统各轨道上运行的农业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。

本发明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，为农业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。

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。

本发明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。

光伏系统还包括用立柱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；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6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2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。

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。带绝缘层的电力线向农业机器人的用电负载电力。

实施例2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2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。

实施例1和2中，还可以在台架的内部设置一组两根台架内地面轨道并令农用车机器人运行于台架内地面轨道。此时，还可以令下层轨道运行光伏跟踪机器人对被动跟踪光伏组件进行状态调整包括跟踪太阳。

图11给出实施例3。

实施例3，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11至12共同给出实施例4。图11的内容直接参照实施例3。

实施例4，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。带绝缘层的电力线向农业机器人的用电负载电力。

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。