CN116526948A - 一种光伏跟踪支架驱动装置及光伏跟踪支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏跟踪支架驱动装置及光伏跟踪支架，其中光伏跟踪支架驱动装置包括立柱、活动连接在所述立柱上的主轴、连接在所述主轴上的第一齿盘、连接在所述立柱上的第二齿盘、连接在所述立柱上的滚子链、与所述滚子链连接的变速器组件以及与所述变速器组件连接的电机，所述滚子链设置在所述第一齿盘和所述第二齿盘之间，所述第一齿盘和所述第二齿盘之间连接有连杆，所述滚子链分别与所述第一齿盘和所述第二齿盘啮合。本发明采用对置式的驱动设计确保驱动装置在运行时的稳定啮合，将负荷扭矩分配在两侧第一齿盘和第二齿盘上，确保光伏跟踪支架驱动装置长期稳定运行；同时能够减小齿盘外形尺寸，使结构体积更紧凑，降低生产成本和运输成本。

Description

一种光伏跟踪支架驱动装置及光伏跟踪支架

技术领域

本发明涉及光伏跟踪技术领域，具体涉及一种光伏跟踪支架驱动装置及光伏跟踪支架。

背景技术

为了使光伏组件得到最大功率输出，必须结合建设地点的地理、气候及太阳能资源条件，将光伏组件以一定的朝向进行安装，以保证光伏组件表面获取最多的光照资源，而光伏跟踪支架是保持光伏组件在正常跟踪时正对太阳，是光伏组件角度调整的动力装置，采用光伏跟踪支架能显著提高光伏组件的发电量。另外，在恶劣气象条件下还可以根据系统响应的控制策略，跟踪支架还可以进行相应角度调整，保护光伏组件，提高光伏组件在恶劣气象环境安全性。

如附图1所示，现有的光伏跟踪支架的光伏板及其支撑件、齿盘2’等均固定在主轴1’上，主轴通过轴承及轴承座7’连接在立柱5’上，同时，变速器4’也装在立柱5’上，电动6’通过变速器4’带动滚子链3’旋转，从而推动单侧齿盘2’旋转，进而带动主轴1’旋转，从而实现光伏板的跟踪功能。采用上述结构的光伏跟踪支架驱动装置存在以下缺陷：1.齿盘需要对很大的板材进行加工，造成材料浪费，加工及材料成本较高；2.齿盘需要焊接加筋零件，焊接易造成齿盘变形，且工作量及成本较高；3.现有结构外形尺寸较大，设备在运输装箱排列时间隙较大，运输成本较高；4.现有结构需要现场拼装，由于工程现场施工质量差异较大，产品装配和安装质量很难统一。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种光伏跟踪支架驱动装置，包括立柱、活动连接在所述立柱上的主轴、连接在所述主轴上的第一齿盘、连接在所述立柱上的第二齿盘、连接在所述立柱上的滚子链、与所述滚子链连接的变速器组件以及与所述变速器组件连接的电机，所述滚子链设置在所述第一齿盘和所述第二齿盘之间，所述第一齿盘和所述第二齿盘之间连接有连杆，所述滚子链分别与所述第一齿盘和所述第二齿盘啮合。

本发明进一步设置为所述第一齿盘包括第一转动部和第一外齿部，所述第二齿盘包括第二转动部和第二外齿部，所述滚子链上设置有圆周分布的滚子，所述第一外齿部和所述第二外齿部分别与所述滚子啮合，所述第一转动部与所述主轴连接，所述第二转动部与所述立柱连接。

本发明进一步设置为所述第一齿盘的两端和所述第二齿盘的两端分别设置有连杆铰接轴，所述连杆的两端分别连接所述第一齿盘和所述第二齿盘的同一侧的所述连杆铰接轴上。

本发明进一步设置为所述第一齿盘和所述第二齿盘的正面两端和反面两端均设置有所述连杆。

本发明进一步设置为所述主轴靠近所述第一转动部的端部设有第一法兰，所述第一法兰连接在所述第一转动部上，所述立柱上设置有第一轴承座，所述第一轴承座上设置有第一轴承，所述主轴连接在所述第一轴承上。

本发明进一步设置为所述第二转动部的两侧连接有第二法兰，所述立柱上设置有第二轴承，所述第二法兰与所述第二轴承连接。

本发明进一步设置为所述变速器组件设置在所述立柱的侧面，所述变速器组件包括输入轴、传动杆和输出轴，所述输入轴连接所述电机，所述输出轴连接所述滚子链，所述输入轴上设置有第一锥齿，所述传动杆的一端设置有第二锥齿，所述传动杆的另一端设置有蜗杆，所述输出轴上设置有蜗轮，所述第一锥齿与所述第二锥齿啮合，所述蜗杆与所述蜗轮配合连接。

本发明进一步设置为所述立柱包括设置在底座和位于所述底座两侧的侧板，所述第一齿盘、所述滚子链和所述第二齿盘位于两个所述侧板之间。

本发明进一步设置为所述第一齿盘与所述第二齿盘对称设置在所述滚子链的两侧。

一种光伏跟踪支架，其特征在于，包括至少一组上述的光伏跟踪支架驱动装置，还包括光伏支撑件和光伏板，所述光伏支撑件连接在所述主轴上，所述光伏板连接在所述光伏支撑件上。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本技术方案光伏跟踪支架驱动装置采用对置式的驱动设计，将从动的第一齿盘和第二齿盘上下分布在主动的滚子链两侧，且通过连杆限制第一齿盘和第二齿盘的相对位移，确保驱动装置在运行时的稳定啮合；而且对置式的驱动设计将负荷扭矩分配在两侧的第一齿盘和第二齿盘上，避免单个从动齿盘应力集中，两个从动齿盘分配负荷扭矩，确保光伏跟踪支架驱动装置长期稳定运行；对置式的驱动设计能够减小齿盘外形尺寸，为了达到同样的驱动扭矩，两个对置式的齿盘传动结构相对于单个齿盘传动结构理论上可以减小一半尺寸，使结构体积更紧凑，降低生产成本和运输成本。

本技术方案光伏跟踪支架驱动装置的零部件之间的连接以及零部件自身不存在任何焊接工艺和焊接点，有利于装置驱动的稳定性；同时模块化总成设计使整套装置结构紧凑，可作为独立设备在工厂预装，避免设备在现场拼装导致装配质量问题，不同部件在工厂装配，装配质量控制更有保障，也可以在现场装配，只需要将设备和基础及负载装置通过螺栓连接即可，施工现场安装效率更高。

本技术方案光伏跟踪支架驱动装置可安装在太阳能电池板下方，避免雨水直接冲刷，提高整个驱动装置在户外的寿命；连杆不仅用于第一齿盘和第二齿盘之间相对位置的限制，还可以起到防护的作用，避免较大异物(户外动物、大风卷起的植物、操作人员身体部位等)卷入齿轮啮合部位，有利于安全运行，避免潜在伤害和事故。

附图说明

图1为现有的光伏跟踪支架驱动结构示意图。

图2为本发明实施例光伏跟踪支架驱动装置立体图。

图3为本发明实施例光伏跟踪支架驱动装置剖视图。

图4为本发明实施例第一齿盘、第二齿盘与滚子链连接示意图。

图5为本发明实施例光伏跟踪支架驱动装置爆炸图。

图6为本发明实施例变速器组件内部结构示意图。

图7为本发明实施例光伏跟踪支架驱动装置逆时针旋转示意图。

图8为本发明实施例光伏跟踪支架驱动装置处于水平位置示意图。

图9为本发明实施例光伏跟踪支架驱动装置顺时针旋转示意图。

图10为本发明实施例光伏跟踪支架立体图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

结合附图1至附图9，本发明技术方案是一种光伏跟踪支架驱动装置，包括立柱1、活动连接在所述立柱1上的主轴2、连接在所述主轴2上的第一齿盘3、连接在所述立柱1上的第二齿盘4、连接在所述立柱1上的滚子链5、与所述滚子链5连接的变速器组件6以及与所述变速器组件6连接的电机7，所述滚子链5设置在所述第一齿盘3和所述第二齿盘4之间，所述第一齿盘3和所述第二齿盘4之间连接有连杆8，所述滚子链5分别与所述第一齿盘3和所述第二齿盘4啮合。

在上述实施例中，所述电机7为驱动装置的动力源，所述电机7通过所述变速器组件6带动所述滚子链5进行主动旋转(逆时针或顺时针)，所述滚子链5带动所述第一齿盘3和所述第二齿盘4同步旋转，进而使所述主轴2发生角度偏转，实现光伏板的追踪。

在上述实施例中，光伏跟踪支架驱动装置采用对置式的驱动设计，将从动的第一齿盘3和第二齿盘4上下分布在主动的滚子链5两侧，且通过连杆8限制第一齿盘3和第二齿盘4的相对位移，确保驱动装置在运行时的稳定啮合；而且对置式的驱动设计将负荷扭矩分配在两侧的第一齿盘3和第二齿盘4上，避免单个从动齿盘应力集中，两个从动齿盘分配负荷扭矩，确保光伏跟踪支架驱动装置长期稳定运行；对置式的驱动设计能够减小齿盘外形尺寸，为了达到同样的驱动扭矩，两个对置式的齿盘传动结构相对于单个齿盘传动结构理论上可以减小一半尺寸，即齿盘可以在更小的板材上进行加工，使结构体积更紧凑，降低生产成本和运输成本。

在本实施例中，所述第一齿盘3包括第一转动部31和第一外齿部32，所述第二齿盘4包括第二转动部41和第二外齿部42，所述滚子链5上设置有圆周分布的滚子51，所述第一外齿部32和所述第二外齿部42分别与所述滚子51啮合，所述第一转动部31与所述主轴2连接，所述第二转动部42与所述立柱1连接。

在本实施例中，所述第一齿盘3的两端设置有第一连杆铰接轴33，所述第二齿盘4的两端设置有第二连杆铰接轴43，所述连杆8的两端分别连接所述第一齿盘3和所述第二齿盘4的同一侧的所述第一连杆铰接轴33和所述第二连杆铰接轴43上。

在上述实施例中，所述第一连杆铰接轴33和所述第二连杆铰接轴43分别穿置在所述第一齿盘3和所述第二齿盘4上，所述第一连杆铰接轴33和所述第二连杆铰接轴43可以是固定螺栓。

在本实施例中，优选地，所述第一齿盘3和所述第二齿盘4的正面两端和反面两端均设置有所述连杆8，即一对齿盘设置有4根连杆8进行连接，此种结构下所述第一齿盘3和所述第二齿盘4之间相对位置是最为稳定的；但在另外的实施例中，所述连杆8也可以设置两根或三根，对于本领域的普通技术人员而言，仅仅减少连杆8的数量并不脱离本发明创造宗旨。

在本实施例中，所述主轴2靠近所述第一转动部31的端部设有第一法兰21，所述第一法兰21通过螺栓等固定件连接在所述第一转动部31上，所述立柱1上设置有第一轴承座22，所述第一轴承座22上设置有第一轴承23，所述主轴2连接在所述第一轴承23上，所述第一轴承23为外圆内方结构，所述主轴2的主体结构与所述第一轴承23的内方结构适配。

在本实施例中，所述第二转动部41的两侧连接有第二法兰11，所述第二法兰11通过螺栓等固定件与所述第二转动部41连接，所述立柱1上设置有第二轴承12，所述第二法兰11与所述第二轴承12连接。

在上述实施例中，光伏跟踪支架驱动装置的零部件之间的连接以及零部件自身不存在任何焊接工艺和焊接点，有利于装置驱动的稳定性；同时模块化总成设计使整套装置结构紧凑，可作为独立设备在工厂预装，避免设备在现场拼装导致装配质量问题，不同部件在工厂装配，装配质量控制更有保障，也可以在现场装配，只需要将设备和基础及负载装置通过螺栓连接即可，施工现场安装效率更高。

在上述实施例中，所述第一轴承23用于所述第一齿盘3相对所述立柱发生偏转；所述第二轴承12用于所述第二齿盘4相对所述立柱发生偏转。

在本实施例中，所述变速器组件6设置在所述立柱1的外侧面，所述变速器组件6包括输入轴61、传动杆62和输出轴63，所述输入轴61连接所述电机7，所述输出轴63连接所述滚子链5，所述输入轴61上设置有第一锥齿611，所述传动杆62的一端设置有第二锥齿621，所述传动杆62的另一端设置有蜗杆622，所述输出轴63上设置有蜗轮631，所述第一锥齿611与所述第二锥齿621啮合，所述蜗杆622与所述蜗轮631配合连接。在另外的实施例中，所述变速器组件6也可以采用其他的减速结构。

在本实施例中，所述第一齿盘3与所述第二齿盘4对称设置在所述滚子链5的两侧，此处的对称并非限定所述第一齿盘3与所述第二齿盘4的细节完全一致，是指外齿部的结构对称布置，例如所述第一转动部31和所述第二转动部41的开孔结构可以是不同的。

在本实施例中，所述立柱1包括设置在底座13和位于所述底座13两侧的侧板14，所述第一齿盘3、所述滚子链5和所述第二齿盘4位于两个所述侧板14之间，所述立柱1的结构能将主要的驱动机构与外界环境进行隔离，小型化后的齿盘结构能让半包覆式立柱1成为可能，驱动机构上的连杆8不仅用于第一齿盘3和第二齿盘4之间相对位置的限制，还可以起到防护的作用，避免较大异物卷入齿轮啮合部位，有利于安全运行，避免潜在伤害和事故；而驱动装置可整体安装在太阳能电池板下方，避免雨水直接冲刷，提高整个驱动装置在户外的寿命。

在本实施例中，如附图7所示，当外部控制器控制所述电机7正向转动时，所述滚子链5在所述变速器组件6的作用下顺时针转动，所述第一齿盘3与所述第二齿盘4在所述滚子链5的牵引下逆时针旋转，所述第一齿盘3与所述第二齿盘4产生逆时针的偏转角度；如附图8所示，所述光伏跟踪支架驱动装置为中间状态，所述第一齿盘3与所述第二齿盘4的偏转角度为0；如附图9所示，当外部控制器控制所述电机7反向转动时，所述滚子链5在所述变速器组件6的作用下逆时针转动，所述第一齿盘3与所述第二齿盘4在所述滚子链5的牵引下顺时针旋转，所述第一齿盘3与所述第二齿盘4产生顺时针的偏转角度。

在本实施例中，所述滚子链5旋转带动所述第一齿盘3与所述第二齿盘4进行偏转时，存在以下工况：

1、滚子链5先与第一齿盘3啮合带动第一齿盘3偏转，第一齿盘3在连杆8的作用下同步带动第二齿盘4偏转，第二齿盘4在偏转过程中也与滚子链5啮合，在后续传动过程中，第一齿盘3和第二齿盘4同步偏转；

2、滚子链5先与第二齿盘4啮合带动第二齿盘4偏转，第二齿盘4在连杆8的作用下同步带动第一齿盘3偏转，第一齿盘3在偏转过程中也与滚子链5啮合，在后续传动过程中，第一齿盘3和第二齿盘4同步偏转；

3、滚子链5同时与第一齿盘3和第二齿盘4啮合，带动第一齿盘3和第二齿盘4同步偏转。

上述运行工况存在在于启动瞬间，并非出现在运行过程中，不影响后续驱动过程中将负荷扭矩分配给第一齿盘3和第二齿盘4。具体的第一种工况和第二种工况与部件之间的配合精度、长期运行的磨损等因素相关；第三种工况为部件在理想配合状态下的运行工况。

实施例2

结合附图2至附图10，本发明技术方案是一种光伏跟踪支架，包括至少一组上述的光伏跟踪支架驱动装置，还包括光伏支撑件9和光伏板10，所述光伏支撑件9连接在所述主轴2上，所述光伏板10连接在所述光伏支撑件9上。

在本实施例中，所述光伏跟踪支架驱动装置设置有三组，三组光伏跟踪支架驱动装置共用同一电机7，所述电机7连接第一组光伏跟踪支架驱动装置的输入轴61，第二组光伏跟踪支架驱动装置上的输入轴61与第一组光伏跟踪支架驱动装置的输入轴61之间通过连接轴64进行同轴连接。

在另外的实施例中，所述光伏跟踪支架驱动装置也可以设置一组、两组或其他数量，这与光伏跟踪支架上的光伏板10设置数量有关。

在本实施例中，所述光伏跟踪支架驱动装置可以完全置于所述光伏板10的下方，避免雨水直接冲刷，提高整个驱动装置在户外的寿命，使光伏跟踪支架可以长年免维护。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光伏跟踪支架驱动装置，其特征在于，包括立柱、活动连接在所述立柱上的主轴、连接在所述主轴上的第一齿盘、连接在所述立柱上的第二齿盘、连接在所述立柱上的滚子链、与所述滚子链连接的变速器组件以及与所述变速器组件连接的电机，所述滚子链设置在所述第一齿盘和所述第二齿盘之间，所述第一齿盘和所述第二齿盘之间连接有连杆，所述滚子链分别与所述第一齿盘和所述第二齿盘啮合。

2.根据权利要求1所述的一种光伏跟踪支架驱动装置，其特征在于，所述第一齿盘包括第一转动部和第一外齿部，所述第二齿盘包括第二转动部和第二外齿部，所述滚子链上设置有圆周分布的滚子，所述第一外齿部和所述第二外齿部分别与所述滚子啮合，所述第一转动部与所述主轴连接，所述第二转动部与所述立柱连接。

3.根据权利要求2所述的一种光伏跟踪支架驱动装置，其特征在于，所述第一齿盘的两端和所述第二齿盘的两端分别设置有连杆铰接轴，所述连杆的两端分别连接所述第一齿盘和所述第二齿盘的同一侧的所述连杆铰接轴上。

4.根据权利要求3所述的一种光伏跟踪支架驱动装置，其特征在于，所述第一齿盘和所述第二齿盘的正面两端和反面两端均设置有所述连杆。

5.根据权利要求2所述的一种光伏跟踪支架驱动装置，其特征在于，所述主轴靠近所述第一转动部的端部设有第一法兰，所述第一法兰连接在所述第一转动部上，所述立柱上设置有第一轴承座，所述第一轴承座上设置有第一轴承，所述主轴连接在所述第一轴承上。

6.根据权利要求2所述的一种光伏跟踪支架驱动装置，其特征在于，所述第二转动部的两侧连接有第二法兰，所述立柱上设置有第二轴承，所述第二法兰与所述第二轴承连接。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种光伏跟踪支架驱动装置，其特征在于，所述变速器组件设置在所述立柱的侧面，所述变速器组件包括输入轴、传动杆和输出轴，所述输入轴连接所述电机，所述输出轴连接所述滚子链，所述输入轴上设置有第一锥齿，所述传动杆的一端设置有第二锥齿，所述传动杆的另一端设置有蜗杆，所述输出轴上设置有蜗轮，所述第一锥齿与所述第二锥齿啮合，所述蜗杆与所述蜗轮配合连接。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种光伏跟踪支架驱动装置，其特征在于，所述立柱包括设置在底座和位于所述底座两侧的侧板，所述第一齿盘、所述滚子链和所述第二齿盘位于两个所述侧板之间。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的一种光伏跟踪支架驱动装置，其特征在于，所述第一齿盘与所述第二齿盘对称设置在所述滚子链的两侧。

10.一种光伏跟踪支架，其特征在于，包括至少一组权利要求1至9中任意一项所述的光伏跟踪支架驱动装置，还包括光伏支撑件和光伏板，所述光伏支撑件连接在所述主轴上，所述光伏板连接在所述光伏支撑件上。