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CN115473482A - 双销子槽轮传动式光伏跟踪支架 - Google Patents

双销子槽轮传动式光伏跟踪支架 Download PDF

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CN115473482A CN202210699611.4A CN202210699611A CN115473482A CN 115473482 A CN115473482 A CN 115473482A CN 202210699611 A CN202210699611 A CN 202210699611A CN 115473482 A CN115473482 A CN 115473482A
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Abstract

一种双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，包括多个支架立柱，安装在该多个支架立柱上的至少一组传动轮以及光伏主轴，所述传动轮包括由驱动机构驱动的主动轮以及与所述光伏主轴连接的从动轮，所述主动轮设置成双销子结构，所述从动轮设置成扇形槽轮结构，所述主动轮的双销子与所述从动轮的扇形槽轮的多个凹槽相互啮合。根据本发明的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，由于传动机构的主动轮设置成双销子的结构，克服了主动轮与从动轮啮合中容易出错的缺陷，并减少了光伏跟踪支架运行时的抖动现象，提升了支架整体的稳定性。且主动轮设置成双销子的结构，能够使光伏跟踪支架的自锁能力达到最大，可以有效防止支架在自重和风雪载荷下可能发生的损坏。

Description

双销子槽轮传动式光伏跟踪支架
技术领域
本发明涉及太阳能光伏支架，尤其涉及一种双销子槽轮传动式光伏跟踪支架。
背景技术
太阳能光伏支架，尤其是大面积的太阳能光伏支架阵列，当其安装在地面上或者水面上时，需要适时调整光伏组件的朝向，以使太阳光直射至光伏板的受光平面，提高光伏发电量。现有的光伏支架，例如图14所示第201410781914.6号中国发明专利申请公开了一种光伏发电斜单轴跟踪支架，其中采用电动推杆驱动方位角推杆以带动光伏组件的转向。但是，类似的推杆式角度调节的光伏支架，其中的推杆寿命较短，从而造成整个光伏支架安全运行的可靠性稍差。例如图15和图16所示第202011115804.8号中国发明专利申请公开了一种光伏跟踪支架用新型传动装置，其中采用齿轮与扇形钢结构上的槽孔啮合传动的机构，调节支架上光伏组件的转向。但是，类似的传动装置，其中的主动轮的啮合齿通常多于两个，且其与从动轮的槽孔啮合时只要有一个啮合齿与槽孔存在偏差就容易造成卡齿的现象。而且，类似传动装置采用的齿轮啮合传动的形式，其本身不能自锁或者需要借助外部机构才能满足自锁的条件。而正常运行的光伏支架在组件角度调整过程中或者调整结束时，不仅需要保持支架的稳定性，而且需要一定的自锁力来满足光伏组件克服自重和风雪压载荷的需求，故无法提供自锁能力的齿轮啮合传动结构的光伏支架，就需要额外开销自锁机构，由此增加了光伏支架的生产成本和设备运行的复杂性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种双销子槽轮传动式光伏跟踪支架。
根据本发明的一种双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，包括多个支架立柱，安装在该多个支架立柱上的至少一组传动轮以及光伏主轴，所述传动轮包括由驱动机构驱动的主动轮以及与所述光伏主轴连接的从动轮，所述主动轮设置成双销子结构，所述从动轮设置成扇形槽轮结构，所述主动轮的双销子与所述从动轮的扇形槽轮相互啮合。
所述从动轮包括圆弧形齿条、主轴连接部以及连接在圆弧形齿条与主轴连接部之间的辐条。
所述圆弧形齿条上设置有均匀分布的长条形凹槽。
所述长条形凹槽设置成外扩内收带斜度的形状。
所述主动轮的双销子包括一对平行对称的圆柱形销子，所述圆柱形销子与所述长条形凹槽相啮合。
所述圆弧形齿条上间隔设置有均匀分布的长条形凹槽和扇形凹槽。
所述主动轮的双销子包括圆柱形小销子和圆弧扇形大销子，所述圆柱形小销子与所述从动轮的长条形凹槽相啮合，所述圆弧扇形大销子与所述从动轮的扇形凹槽相啮合。
所述圆弧扇形大销子与所述主动轮旋转的圆心同心。
所述圆弧形齿条由长条形凹槽片和圆弧扇形凹槽片组合而成，且长条形凹槽与圆弧扇形凹槽相互错开，使得所述长条形凹槽和圆弧扇形凹槽沿所述圆弧形齿条均匀分布。
所述主动轮的双销子包括圆柱形小销子和圆弧扇形大销子，所述圆柱形小销子和所述圆弧扇形大销子分设在一个中间圆盘的两侧，所述圆柱形小销子与所述从动轮的长条形凹槽片相啮合，所述圆弧扇形大销子与所述从动轮的圆弧扇形凹槽片相啮合。
根据本发明的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，由于传动机构的主动轮设置成双销子的结构，克服了主动轮与从动轮啮合中容易出错的缺陷，并减少了光伏跟踪支架运行时的抖动现象，提升了支架整体的稳定性。且主动轮设置成双销子的结构，能够使光伏跟踪支架的自锁能力达到最大，可以有效防止支架在自重和风雪载荷下可能发生的损坏。
附图说明
图1是表示根据本发明一个实施例的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的结构示意图。
图2是表示图1所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个主动轮的结构示意图。
图3是表示图1所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个从动轮的结构示意图。
图4是表示图1所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的传动机构动作示意图。
图5是表示图1所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个联动机构的示意图。
图6是表示图5所示联动机构组成的一个双销子槽轮传动式光伏跟踪支架阵列的示意图。
图7是表示根据本发明另一个实施例的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的结构示意图。
图8是表示图7所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个实施例的主动轮的结构示意图。
图9是表示图8所示主动轮的一个中心部位横截面的示意图。
图10是表示图7所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个实施例的从动轮的结构示意图。
图11是表示图7所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的另一个实施例的主动轮的结构示意图。
图12是表示图7所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的另一个实施例的从动轮的结构示意图。
图13是表示根据本发明另一个实施例的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的传动机构动作示意图。
图14至图16是表示现有技术的光伏跟踪支架的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架进行详细的描述，本领域的技术人员可以理解，附图所示的实施例仅仅是示意性的，它用以帮助理解本发明的基本构思。
图1是表示根据本发明一个实施例的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的结构示意图。参见图1，该双销子槽轮传动式光伏跟踪支架包括多个支架立柱，安装在支架立柱上的至少一组传动轮以及光伏主轴，所述传动轮包括由驱动机构驱动的主动轮以及与所述光伏主轴连接的从动轮，所述主动轮设置成双销子结构，所述从动轮设置成扇形槽轮结构。具体的，光伏主轴1例如通过主轴轴承座2安装在立柱3的顶部，主动轮4例如通过主动轮轴承座5及其轴承座固定支撑架6固定在立柱3的侧部，从动轮7的顶部例如通过抱箍8连接到光伏主轴1上。其中，从动轮7的扇形槽轮71与主动轮4的双销子相互啮合。立柱3在安装主动轮4的位置旁例如设置有减速器固定座18，其上安装有减速器(未图示)，当主动轮4由驱动机构和减速器驱动旋转时，可以带动从动轮7向左右摆动，从而带动光伏主轴1的旋转，使得其上安装的光伏组件9能够跟踪太阳的运行轨迹而转向。
图2是表示图1所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个主动轮的结构示意图，图3是表示图1所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个从动轮的结构示意图。结合参见图2和图3，主动轮4包括一对平行对称的圆柱形销子41，也称双销子，设置在圆柱形销子两端的销子固定安装盘42和43。其中，安装盘42例如通过驱动臂421与减速器(类似蜗轮蜗杆减速机，同时带自锁功能)连接，安装盘43例如通过联动臂431与支架联动杆连接，反之亦然。从动轮7包括圆弧形齿条71、主轴连接部72以及连接在圆弧形齿条 71与主轴连接部72之间的辐条73。其中，圆弧形齿条71上设置有均匀分布的长条形凹槽711，长度例如为50mm-65mm。凹槽711的尾部(即底部)例如设置成与圆柱形销子41具有基本相同的直径，其头部(即开口处)的直径例如设置为其尾部的直径的106％-118％，较佳的为112％，形成一种外扩内收带斜度的形状。主动轮4的一对圆柱形销子41之间的间距设置成与从动轮7的相邻凹槽711之间的间距相符，使得两者能够相互啮合而传动。由于从动轮7 的外扩内收的长条形凹槽711使得其头部的直径略大于其尾部的直径，也即略大于圆柱形销子41的直径，故当主动轮的双销子41同时位于相邻的两个凹槽711时，有助于降低该两个销子在啮合过程中容易在凹槽内产生卡齿的问题。而由于从动轮7的外扩内收的长条形凹槽711使得其尾部的直径收紧为与圆柱形销子41的直径相当，故在圆柱形销子与其啮合的过程中可以起到带紧从动轮的作用，能够有效减小光伏支架的抖动情况，提升支架的稳定性。从动轮7的圆弧形齿条71的两个端部设计有主动轮防脱离结构713，其与长条形凹槽711基本平行，但比后者较长，能够防止主动轮4在传动过程中脱出圆弧形齿条71，避免光伏支架可能发生的因角度调整过度而导致主动轮与从动轮传动失效造成光伏组件损坏的情况。
图4是表示图1所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的传动机构动作示意图。结合参见图1至图4，根据本发明的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，主动轮4在与从动轮7啮合的过程中，圆柱形销子41在从动轮的长条形凹槽 711中的运动近似为一种上下的往复运动，两者之间的啮合接触时间较长，故使得光伏支架在角度调整过程中能够更为稳定，调整精度也更高。而且由于主动轮4在转动一圈的过程中，主要是其中的一个圆柱形销子在做传动作用，故降低了其与从动轮之间的啮合难度，使得传动更为流畅。相应的，从动轮7在与主动轮4啮合的过程中，从动轮在大部分时间都处于其凹槽711 主要卡在双销子的一个圆柱形销子41上的状态，使之具有一定的自锁作用。光伏支架运行时，例如可以在主动轮轴承座5等合适位置安装接近传感器 47，实时检测主动轮4的双销子与从动轮7的凹槽711之间的位置关系，并保证光伏支架每次传动结束时，双销子的一个圆柱形销子41能够保持在凹槽711的尾部位置，且双销子的两个圆柱形销子与长条形凹槽基本上位于一条直线上，使光伏支架的自锁能力达到最大化。
图5是表示图1所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个联动机构的示意图，图6是表示图5所示联动机构组成的一个双销子槽轮传动式光伏跟踪支架阵列的示意图。结合参见图1、图5和图6，主动轮4的联动臂431例如通过轴承套481与支架联动杆48连接。在单排光伏支架阵列中例如均匀布置若干组双销子槽轮传动机构，各个双销子槽轮传动机构可以通过支架联动杆48相互连接。而在该单排光伏支架阵列的端部或者适当位置的立柱上配置有减速器181以及减速器驱动所需的驱动电机，通过支架联动杆48可以使该支架阵列中的所有双销子槽轮传动机构联动起来，从而使得光伏支架阵列中的所有光伏组件可以联动地跟踪太阳的运行轨迹，实现多点联动的跟踪调节效果。较佳的，可以在光伏支架阵列根据实际核算的多点联动的主轴扭矩，在主动轮4与支架联动杆48之间配置蜗轮蜗杆减速器，提高支架联动跟踪的精度。较佳的，在光伏支架阵列安装有角度传感器(未图示)，以精确地反馈并控制光伏组件的转向和调整角度。
图7是表示根据本发明另一个实施例的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的结构示意图。参见图7，该双销子槽轮传动式光伏跟踪支架包括多个支架立柱，安装在支架立柱上的至少一组传动轮以及光伏主轴，所述传动轮包括由驱动机构驱动的主动轮以及与所述光伏主轴连接的从动轮，所述主动轮设置成双销子结构，所述从动轮设置成扇形槽轮结构。具体的，光伏主轴1例如通过主轴轴承座2安装在立柱3的顶部，主动轮4’例如通过主动轮轴承座 (未图示)固定在立柱3的侧部，从动轮7’的顶部例如通过抱箍8连接到光伏主轴1上。其中，从动轮7’的扇形槽轮71’与主动轮4’的双销子相互啮合。立柱3在安装主动轮4’的位置旁例如设置有减速器固定座，其上安装有减速器(未图示)，当主动轮4’由驱动机构和减速器驱动旋转时，可以带动从动轮7’向左右摆动，从而带动光伏主轴1的旋转，使得其上安装的光伏组件能够跟踪太阳的运行轨迹而转向。
图8是表示图7所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个实施例的主动轮的结构示意图，图9是表示图8所示主动轮的一个中心部位横截面的示意图，图10是表示图7所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的一个实施例的从动轮的结构示意图。结合参见图7至图10，主动轮4’包括一对平行的销子，也称双销子，其中，一个为圆柱形小销子411，另一个为圆弧扇形大销子 412，且后者与主动轮旋转的圆心同心4121。较佳的，圆弧扇形大销子的直径例如设置为圆柱形小销子的直径的180％。主动轮4’还包括设置在双销子两端的销子固定安装盘42’和43’，其中，安装盘42’例如与减速器(类似蜗轮蜗杆减速机，同时带自锁功能)连接，安装盘43’例如与支架联动杆连接，反之亦然。从动轮7’包括圆弧形齿条71’、主轴连接部72’以及连接在圆弧形齿条71’与主轴连接部72’之间的辐条73’。其中，圆弧形齿条71’上间隔设置有均匀分布的长条形凹槽711’和扇形凹槽712。凹槽711’的尾部设置成与圆柱形小销子411具有基本相同的直径。主动轮4’的一对销子411与412之间的间距设置成和从动轮7’的相邻的长条形凹槽711’与扇形凹槽712之间的间距相符，使得两者能够相互啮合而传动。
在主动轮4’与从动轮7’传动啮合的过程中，圆柱形小销子411主要起到传动的作用，而圆弧扇形大销子412则主要起到角度限位的作用，且由于圆弧扇形大销子412与主动轮4’旋转的圆心同心，故光伏支架在其角度调整过程中只有轴向的运动，既能起到限位的作用，也能达到自锁的效果。同样，从动轮7’的圆弧形齿条71’的两个端部设计有主动轮防脱离结构 713’，其与长条形凹槽711’基本平行，但比后者较长，能够防止主动轮 4’在传动过程中脱出圆弧形齿条71’，避免光伏支架可能发生的因角度调整过度而导致主动轮与从动轮传动失效造成光伏组件损坏的情况。
图11是表示图7所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的另一个实施例的主动轮的结构示意图，图12是表示图7所示双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的另一个实施例的从动轮的结构示意图。结合参见图11和图12，主动轮4”同样包括一对销子，也称双销子，其中，一个为圆柱形小销子411，另一个为圆弧扇形大销子412，且后者与主动轮旋转的圆心同心。主动轮4”还包括设置在双销子两端的销子固定安装盘42’和43’，其中，安装盘42’例如与减速器(类似蜗轮蜗杆减速机，同时带自锁功能)连接，安装盘43’例如与支架联动杆连接，反之亦然。与图8所示的主动轮4’不同的是，根据本实施例的主动轮4”，其中，圆柱形小销子411和圆弧扇形大销子412分设在一个中间圆盘415的两侧。相应的，从动轮7”的圆弧形齿条71’则由长条形凹槽片771和圆弧扇形凹槽片772组合而成。如图所示，长条形凹槽片771和圆弧扇形凹槽片772例如相互叠合，且使得其中的长条形凹槽与圆弧扇形凹槽相互错开，凹槽片771与772通过辐条73’予以固定。较佳的，长条形凹槽片771和圆弧扇形凹槽片772之间的间距，设置得与分设在中间圆盘415两侧的圆柱形小销子411和圆弧扇形大销子412之间的间距基本相同，以保证主动轮4”和从动轮7”能够适配地啮合在一起。
图13是表示根据本发明另一个实施例的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的传动机构动作示意图。结合参见图11至图13，从动轮7”的圆弧形齿条 71’由长条形凹槽片771和圆弧扇形凹槽片772组合而成，其中，长条形凹槽片771主要用于啮合主动轮4”的圆柱形小销子411，圆弧扇形凹槽片772 主要用于啮合主动轮的圆弧扇形大销子412，两个凹槽片采用错开式结构。圆弧形齿条71’采用长条形凹槽片771和圆弧扇形凹槽片772组合而成的结构，一方面，可以有效避免一体化圆弧形齿条由于相邻的长条形凹槽与圆弧扇形凹槽间距过小导致从动轮长时间使用可能发生断裂的问题；另一方面，长条形凹槽和圆弧扇形凹槽分别与圆柱形小销子和圆弧扇形大销子适配，各司其职且相互配合，既可以增强传动机构的自锁能力，又可以更好地匹配光伏支架跟踪调整的最小角度，提升支架的跟踪精度。
以上所述仅仅是本发明的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架的若干实施例，根据本发明的上述构思，本领域的技术人员还可以对此作出各种变化和变换，但是这些变化和变换均属于本发明的范围。

Claims (10)

1.一种双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，包括多个支架立柱，安装在该多个支架立柱上的至少一组传动轮以及光伏主轴，所述传动轮包括由驱动机构驱动的主动轮以及与所述光伏主轴连接的从动轮，所述主动轮设置成双销子结构，所述从动轮设置成扇形槽轮结构，所述主动轮的双销子与所述从动轮的扇形槽轮相互啮合。
2.如权利要求1所述的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，其特征在于，所述从动轮包括圆弧形齿条、主轴连接部以及连接在圆弧形齿条与主轴连接部之间的辐条。
3.如权利要求2所述的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，其特征在于，所述圆弧形齿条上设置有均匀分布的长条形凹槽。
4.如权利要求3所述的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，其特征在于，所述长条形凹槽设置成外扩内收带斜度的形状。
5.如权利要求4所述的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，其特征在于，所述主动轮的双销子包括一对平行对称的圆柱形销子，所述圆柱形销子与所述长条形凹槽相啮合。
6.如权利要求2所述的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，其特征在于，所述圆弧形齿条上间隔设置有均匀分布的长条形凹槽和扇形凹槽。
7.如权利要求6所述的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，其特征在于，所述主动轮的双销子包括圆柱形小销子和圆弧扇形大销子，所述圆柱形小销子与所述从动轮的长条形凹槽相啮合，所述圆弧扇形大销子与所述从动轮的扇形凹槽相啮合。
8.如权利要求7所述的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，其特征在于，所述圆弧扇形大销子与所述主动轮旋转的圆心同心。
9.如权利要求2所述的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，其特征在于，所述圆弧形齿条由长条形凹槽片和圆弧扇形凹槽片组合而成，且长条形凹槽与圆弧扇形凹槽相互错开，使得所述长条形凹槽和圆弧扇形凹槽沿所述圆弧形齿条均匀分布。
10.如权利要求9所述的双销子槽轮传动式光伏跟踪支架，其特征在于，所述主动轮的双销子包括圆柱形小销子和圆弧扇形大销子，所述圆柱形小销子和所述圆弧扇形大销子分设在一个中间圆盘的两侧，所述圆柱形小销子与所述从动轮的长条形凹槽片相啮合，所述圆弧扇形大销子与所述从动轮的圆弧扇形凹槽片相啮合。
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