CN102881744B - 一种太阳跟踪器的高度角支撑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳跟踪器的高度角支撑系统，所述高度角支撑系统包括高度角支架、三角支架、和高度角横梁，所述高度角支架、三角支架和高度角横梁相互连接，所述高度角横梁用于支撑高度角部件，所述高度角横梁采用桁架结构。根据本发明的技术方案，由于所述太阳跟踪器中的高度角横梁采用了桁架结构，有效地减小了高度角横梁的截面尺寸，且降低了设备的成本。

Description

一种太阳跟踪器的高度角支撑系统
技术领域
本发明涉及一种太阳跟踪器的高度角支撑系统。
背景技术
太阳跟踪器是太阳能应用中的关键设备，其作用是使太阳能接收设备始终对准太阳光，从而获取最多的太阳能。例如光伏系统的太阳能电池板、光热发电系统及光热采暖系统的槽式集热器等项目利用中都缺少不了太阳跟踪器。
图1是现有技术中太阳跟踪器的结构示意图。如该图所示，该太阳跟踪器包括方位角立柱100、回转减速器101、方位角转台103、高度角支架104、三角支架105、高度角横梁106和高度角部件107。其中，方位角立柱100用于支撑其余部件，回转减速器101用于驱动方位角转台103及设置于其上的相关部件产生转动。高度角支架104固定在方位角转台103上，并随方位角转台103一起转动，高度角横梁106固定在高度角支架104上，其上安装高度角部件107（比如太阳能电池板等），三角支架105与高度角支架104及高度角横梁106焊接在一起，以增强高度角横梁106的抗弯强度。
可见，上述太阳跟踪器的高度角支撑系统采用了悬臂形式，由于受到高度角支架高度的限制，三角支架不能太高和太长，因此高度角横梁在设计时考虑到悬臂力对立柱的作用及对高度角部件跟踪精度的影响，一般选取较大截面的高度角横梁，而且还要增大立柱的抗弯强度，使整台太阳跟踪器结构庞大、成本较高。因此，有必要针对现有太阳跟踪器存在的上述缺陷进行改进。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种太阳跟踪器的高度角支撑系统，其减小了高度角横梁的截面尺寸，且降低了设备的成本。
为了实现上述目的，提供了一种太阳跟踪器的高度角支撑系统，所述高度角支撑系统包括高度角支架、三角支架、和高度角横梁，所述高度角支架、三角支架和高度角横梁相互连接，所述高度角横梁用于支撑高度角部件，所述高度角横梁采用桁架结构。
进一步地，所述高度角横梁采用角钢以构成桁架结构。
进一步地，所述桁架结构的横截面为矩形，该矩形的高度h大于其宽度b。
进一步地，所述高度角支撑系统还包括立柱，所述立柱具有外径相同的上圆盘和下圆盘；所述高度角支架包括上层轮系和下层轮系，所述上层轮系和下层轮系分别与所述上圆盘和所述下圆盘相配合，使得所述高度角支架能够绕着所述立柱旋转。
进一步地，所述高度角支撑系统还包括驱动装置，所述驱动装置设置在所述立柱的顶端，用于驱动所述高度角支架旋转。
进一步地，所述上层轮系包括多个在所述上圆盘的上表面滚动的第一滚轮、多个在所述上圆盘的外端面滚动的第二滚轮；所述下层轮系包括多个在所述下圆盘的外端面滚动的第四滚轮。
进一步地，所述上层轮系还包括多个在所述上圆盘的下表面滚动的第三滚轮。
进一步地，所述第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮和/或第四滚轮为脚轮，所述脚轮包括脚轮座、轴承和将所述轴承安装在所述脚轮座上的销轴。
进一步地，所述高度角支架包括通过可调节连接装置连接的固定支架和活动支架。
进一步地，所述可调节连接装置为螺栓。
根据本发明的技术方案，由于所述太阳跟踪器中的高度角横梁采用了桁架结构，有效地减小了高度角横梁的截面尺寸，且降低了设备的成本。
附图说明
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有技术中太阳跟踪器的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的高度角横梁的结构示意图；
图3是图2的侧视图；
图4是根据本发明实施例的高度角支撑系统的结构示意图；以及
图5是根据本发明另一实施例的上层轮系的局部结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明的各个实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如前所述，在图1所示现有技术的太阳跟踪器中，一般采用横截面为矩形的厚壁钢管或采用圆钢管作为高度角横梁，当所述高度角横梁选取较大截面时，会使得整台太阳跟踪器结构庞大、成本较高。此外，为了提高设备的抗弯强度，该横梁的厚壁尺寸较大，不但增加了整体的重量，需要较多的材料，还造成较大的悬臂力矩，增加了能耗，提高了运行成本。因此，本发明的实施例对现有的太阳跟踪器进行了改进。
图2是根据本发明实施例的高度角横梁的结构示意图，图3是图2的侧视图。如图2所示，高度角横梁10采用角钢构成，包括设置在四周的多根立角钢，以及分别与多根立角钢连接的多根斜拉角钢。由此构成了桁架结构，一方面减少了材料的用量，另一方面由于桁架的特性还提高了抗弯强度。如图3所示，为了进一步节约钢材和增强抗弯强度，所示桁架结构采用了矩形的横截面，其中该矩形的高度h要大于矩形的宽度b。
图4是根据本发明实施例的高度角支撑系统的结构示意图。如图4所示，太阳跟踪器的高度角支撑系统包括高度角横梁10、三角支架20和高度角支架30。其中，高度角支架30、三角支架20和高度角横梁10之间相互连接，优选通过焊接的方式连接，构成了稳固的支撑系统。所述高度角横梁10采用前述桁架结构，其用于支撑该太阳跟踪器的高度角部件（图4未示出），例如太阳能电池板等。
此外，所述高度角支撑系统还包括立柱40，所述立柱固定不动，用于支撑其余部件。在立柱40的上端设置了上圆盘41，在立柱40的下部靠近底端处设置了下圆盘42，所述上、下圆盘同轴设置且外径相同。所述高度角支架30为框架结构，在该框架结构内部的上端设置有上层轮系，在其下端设置有下层轮系。所述上、下轮系分别与立柱的上、下圆盘相配合，使得所述高度角支架30可以绕着立柱40转动。
在该实施例中，上层轮系包括可以在上圆盘41的上表面滚动的多个第一滚轮43、在上圆盘41的外端面（侧面）滚动的多个第二滚轮44。下层轮系包括在下圆盘42的外端面（侧面）滚动的多个第四滚轮45。当高度角横梁10在外力（例如部件的重力）作用下产生弯曲应力时，所述作用力会通过三角支架20和高度角支架30传递给第二滚轮44和第四滚轮45，最后作用在立柱40上，从而保证高度角横梁10不会产生弯曲变形。第一滚轮43则用于辅助支撑高度角支架30，进一步增强了高度角横梁10的抗倾覆能力，并且其在上圆盘41上表面的滚动可以减小运动摩擦，有利于降低设备的能耗。
此外，所述高度角支撑系统还包括驱动装置50，所述驱动装置50设置在立柱40的顶端，用于驱动高度角支架30旋转。所述驱动装置50可以是各种常见的驱动装置，例如滚珠丝杠结构、涡轮蜗杆结构。
图5是根据本发明另一实施例的上层轮系的局部结构示意图，在该实施例中，高度角支架的上层轮系除了包括多个第一滚轮43和多个第二滚轮44之外，还包括多个可以在上圆盘41下表面滚动的第三滚轮46，其余结构同前一个实施例。从而，第一滚轮43、第二滚轮44和第三滚轮46一起夹持着上圆盘41的外缘，并以所述外缘的上、下表面和外端面为导轨，所述上层轮组在该导轨上运动。根据这样的结构，限制了高度角支架垂直向上、向下和左右的自由度，有利于高度角支架的回转运动，且具有较大的支撑力，保证了整个结构的稳定性。
此外，如图5所示，高度角支架还包括固定支架31和活动支架32。其中，固定支架31用于安装第一滚轮43和第二滚轮44，活动支架32用于安装第三滚轮46。固定支架31与活动支架32之间通过螺栓连接，并通过螺栓来调节第三滚轮46与立柱上圆盘下表面之间的接触位置，以保证高度角支架与上圆盘31之间的稳定接触，从而保证高度角横梁不发生弯曲变形，并保证高度角横梁在受外力作用时不发生变形和晃动。
如图5所示，各个滚轮具有相同的结构，均包括脚轮座431、轴承432和将所述轴承432安装在所述脚轮座431上的销轴433。所述轴承可以采用常用的金属材料制成。通过采用轴承作为滚动部件的特殊方式，是由于在高度角支撑系统中，各个滚动部件长期承受着较大的压力，普通的滚子或滚轮难以胜任，因此特别使用了能够长期承受较大载荷的轴承。优选地，可以采用滚珠轴承。当然，图4所示实施例的滚轮也具有相同的结构，并且，图4所示高度角支架同样也包括通过可调节连接装置连接的固定支架和活动支架，所述可调节连接装置可以为螺栓。
当然，本发明所述太阳跟踪器中的各个部件并不限于前述实施例中的类型和/或结构。例如，桁架结构并不仅限于采用角钢组合而成，也可以采用其它杆状的构造。驱动装置可以采用常见的传动装置，例如蜗轮蜗杆机构、滚珠丝杆机构等。并且，立柱和高度角支架之间的旋转配合关系，并不限于利用上、下圆盘作为导轨和采用上、下轮系的方式，可以采用各种滚动或滑动的旋转配合方式，只要使得高度角支架在立柱的支撑下，能够围绕竖直轴线旋转即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳跟踪器的高度角支撑系统，其特征在于，所述高度角支撑系统包括高度角支架、三角支架、和高度角横梁，所述高度角支架、三角支架和高度角横梁相互连接，所述高度角横梁用于支撑高度角部件，所述高度角横梁采用桁架结构；所述高度角支撑系统还包括立柱，所述立柱具有外径相同的上圆盘和下圆盘；所述高度角支架包括上层轮系和下层轮系，所述上层轮系和下层轮系分别与所述上圆盘和所述下圆盘相配合，使得所述高度角支架能够绕着所述立柱旋转。
2.根据权利要求1所述的太阳跟踪器的高度角支撑系统，其特征在于，所述高度角横梁采用角钢以构成桁架结构。
3.根据权利要求2所述的太阳跟踪器的高度角支撑系统，其特征在于，所述桁架结构的横截面为矩形，该矩形的高度h大于其宽度b。
4.根据权利要求1所述的太阳跟踪器的高度角支撑系统，其特征在于，所述高度角支撑系统还包括驱动装置，所述驱动装置设置在所述立柱的顶端，用于驱动所述高度角支架旋转。
5.根据权利要求1所述的太阳跟踪器的高度角支撑系统，其特征在于，所述上层轮系包括多个在所述上圆盘的上表面滚动的第一滚轮、多个在所述上圆盘的外端面滚动的第二滚轮；所述下层轮系包括多个在所述下圆盘的外端面滚动的第四滚轮。
6.根据权利要求5所述的太阳跟踪器的高度角支撑系统，其特征在于，所述上层轮系还包括多个在所述上圆盘的下表面滚动的第三滚轮。
7.根据权利要求5或6所述的太阳跟踪器的高度角支撑系统，其特征在于，所述第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮和/或第四滚轮为脚轮，所述脚轮包括脚轮座、轴承和将所述轴承安装在所述脚轮座上的销轴。
8.根据权利要求1所述的太阳跟踪器的高度角支撑系统，其特征在于，所述高度角支架包括通过可调节连接装置连接的固定支架和活动支架。
9.根据权利要求8所述的太阳跟踪器的高度角支撑系统，其特征在于，所述可调节连接装置为螺栓。
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