CN104734611A - 一种用于光伏跟踪支架的绳缆-半圆导槽驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光伏跟踪支架的绳缆-半圆导槽驱动机构，其特点是：半圆导槽中心与摆动支架旋转中心重合，半圆导槽与摆动支架之间为刚性连接；左、右牵拉绳缆的一端分别挂接在半圆导槽与摆动支架连接处，两牵拉绳缆另一端绕过半圆导槽内的弧圆段后分别与固定在固定支架上的两支滑轮总成啮合。牵拉绳缆的线性牵拉运动驱动摆动支架线性摆动。采用该机构的光伏跟踪支架驱动力臂大，抗风载能力强，结构简化，运行可靠性高，制造成本和维护成本低。

Description

一种用于光伏跟踪支架的绳缆-半圆导槽驱动机构

技术领域

 本发明涉及一种斜单轴光伏跟踪支架的驱动机构。具体地讲，涉及一种用于光伏跟踪支架的绳缆-半圆导槽驱动机构。

背景技术

随着中国经济的持续快速发展，能源消耗与环境问题越来越成为人们关注的重大问题。煤、石油、天然等常规能源均属不可再生资源，数量日益减少，“三废”的排放引起环境污染加剧，新能源的发展成为当今社会发展的重要内容。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源已被广泛应用于发电、供暖等领域，太阳能发电技术日益成熟、成本逐渐降低、加上国家政策的鼓励，光伏电站正在迅速崛起。

典型的单轴光伏跟踪支架系统， 是由一块用于固定光伏电池板的带有两个轴承的摆动支架和为这两个轴承提供来自于基础的支撑的固定支架构成。摆动支架通过绕这两个轴承的摆动来实现在一定时间范围里该摆动支架上固定的所有电池板的发电总量最大。这里的摆动， 通常是不同纬度，不同节气时太阳轨道的函数。穿过这两个轴承的驱动轴为摆动支架提供摆转的扭矩。而驱动轴的扭矩来自于减速机或连杆机构。

上述驱动结构的基本特征是驱动轴传递扭矩。众所周知， 光伏电池板支架要承受较强的风载作用力，通常设计大13级以上，因此，齿轮减速机和驱动抽必须承受很多扭矩。这里的很大扭矩是指， 在经济成本下的减速机和驱动轴的强度已经无法保证抗击这种较大的风载。换句话讲：满足抗击13级风力的驱动轴轴径和减速机齿轮模数，其成本已经超过了业主可以承受上限；而满足业主成本期望的驱动轴轴径和齿轮模数也不能保证在设计风载作用下的减速机和驱动轴可靠性。找到一种即可满足业主成本要求， 又能可靠抵抗14级风载的全新机构成为本发明的目的。

发明内容

风帆是最适合承受风载作用最成功的古老机械。本发明借鉴风帆的原理，提出了一种利用缆索牵拉提供动力，利用半圆导槽实现缆索行程与摆转角度成正比的光伏电池板组件左右摆动驱动机构。所述技术方案如下：

一种用于光伏跟踪支架的绳缆-半圆导槽驱动机构，其特征在于主要包含半圆导槽1，左牵拉绳缆 2，右牵拉绳缆3，左滑轮总成4，右滑轮总成5，摆动支架6和固定支架7组成。所述半圆导槽1是一个半径尽量大的半圆弧结构；它的截面为有利于啮合绳缆的“U”槽；为了提高半圆导槽的刚度，可以在半圆弧的内侧设置若干支撑筋结构。

所述半圆导槽1中心与摆动支架6的旋转中心重合，半圆导槽1与摆动支架6之间为刚性连接，半圆导槽1所在平面与摆动支架6所在平面垂直。

所述左牵拉绳缆3，右牵拉绳缆4的一端分别挂接在半圆导槽1与摆动支架6连接处，两牵拉绳缆的另一端绕过半圆导槽内1的弧圆段后分别与固定在固定支架7上的左滑轮总成4及右滑轮总成5啮合。所述左滑轮总成4及右滑轮总成5固定在固定支架7上，左滑轮总成4及右滑轮总成5的回转轴线与所述半圆导槽1摆动轴线平行，且该两滑轮总成的中剖面与半圆导槽1的中剖面重合。该两滑轮总成的布置用于保证牵拉绳缆进入半圆导槽1的“U”型槽，并且每侧绳缆的最大啮合长度都大于摆动支架最大摆角所对应的弧长；为进一步提高半圆导槽1的刚度，左滑轮总成4及右滑轮总成5的“U”槽也与半圆导槽1的“U”型槽进行啮合了。

所述牵拉绳缆始终沿左滑轮总成4及右滑轮总成5和半圆导槽1的内切线布置，保证了牵拉绳缆的线速度与摆动支架的摆动角速度成线性关系。

本发明与现有技术相比的有益效果：

一种用于光伏跟踪支架的绳缆-半圆导槽驱动机构采用了大直径半圆导槽，增大了驱动力臂，减低了驱动力；在牵拉绳缆驱动力一定的情况下，大大增强了摆动支架摆动驱动转矩。由于摒弃的传递扭矩的驱动轴和复杂的减速机，大大简化了驱动机构，大大减低了机构中任何部件的应力，从而大大提高系统的强度，进而提高了跟踪支架系统的可靠性。牵拉绳缆具有固有的柔韧特性，大大增强支架系统整体抗风载能力。牵拉绳缆的驱动速度与摆动支架摆动角速度的线性关系，使得牵拉绳缆的驱动控制函数大大简化，进而降低了制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的具有绳缆-半圆导槽驱动机构的光伏跟踪支架系统示意图；

图2是本发明实施例提供的绳缆-半圆导槽驱动机构示意图；

图3是本发明实施例提供的绳缆-半圆导槽截面示意图；

图4是本发明实施例提供的绳缆-半圆导槽与左滑轮总成啮合剖视图；

图5是本发明实施例提供的绳缆-半圆导槽与右滑轮总成啮合剖视图；

图中各符号表示含义如下：

1半圆导槽，2左牵拉绳缆，3右牵拉绳缆，4左滑轮总成，5右滑轮总成，6摆动支架，7固定支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1、图2所示，一种用于光伏跟踪支架的绳缆-半圆导槽驱动机构，其特征在于主要包含半圆导槽1，左牵拉绳缆 2，右牵拉绳缆3，左滑轮总成4，右滑轮总成5，摆动支架6和固定支架7组成。所述半圆导槽中心与摆动支架6旋转中心重合，半圆导槽1与摆动支架6之间为刚性连接，半圆导槽1所在平面与摆动支架6的摆动轴线垂直。

具体地，所述左牵拉绳缆2和右牵拉绳缆3的一端分别挂接在半圆导槽1与摆动支架6连接处，两牵拉绳缆另一端绕过半圆导槽1内的弧圆段后分别与固定在固定支架7上的两支滑轮总成4、5啮合；所述滑轮总成4、5与固定支架7固定连接；两滑轮总成4、5回转轴线与所述半圆导槽1摆动轴线平行，且两滑轮总成4、5的中剖面与半圆导槽1的中剖面重合；两滑轮总成4、5的布置用于保证牵拉绳缆进入半圆导槽方向与半圆导槽1有足够的啮合角度。

本实施例中，如图3、图4、图5，为进一步提高半圆导槽1的刚度和保证牵拉绳缆的线速度与摆动支架6的摆动角速度成线性关系，左滑轮总成4及右滑轮总成5的“U”槽也与半圆导槽1的“U”型槽进行啮合了。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种用于光伏跟踪支架的绳缆-半圆导槽驱动机构，其特征在于主要包含半圆导槽、左牵拉绳缆、右牵拉绳缆、左滑轮总成、右滑轮总成，摆动支架和固定支架组成。

2.根据权利要求1所述半圆导槽的外廓为圆弧，截面为“U”型槽，其中心与摆动支架旋转中心重合，半圆导槽与摆动支架之间为刚性连接，半圆导槽所在平面与摆动支架的摆动轴线垂直。

3.根据权利要求1所述的左、右牵拉绳缆的一端分别挂接在半圆导槽与摆动支架连接处，两牵拉绳缆另一端绕过半圆导槽内的弧圆段后分别与固定在固定支架上的左，右滑轮总成啮合；所述左右滑轮总成通过滑轮总成座分别固定在固定支架上；该两滑轮总成回转轴线与所述半圆导槽摆动轴线平行；且该两滑轮总成的中剖面与半圆导槽的中剖面重合；左、右牵拉绳缆经该两滑轮总成“U”型槽转向后，分别连接到驱动源。

4.根据权利要求3所述的该两滑轮总成相对于半圆导槽的布置用于保证牵拉绳缆进入半圆导槽1的“U”型槽，并且每侧绳缆的最大啮合长度都大于摆动支架最大摆角所对应的弧长。

5.根据权利要求3所述牵拉绳缆沿滑轮总成和半圆导槽的布置，左滑轮总成4及右滑轮总成5的“U”槽与半圆导槽1的“U”型槽进行啮合了。