CN112987801A - 一种单主梁驱动太阳能跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，包括主梁和至少一台回转减速机，其中一台回转减速机与电机相连，电机受控于电机控制器，电机控制器与电机之间由线缆相连；所述传动轴上沿长度方向间隔分布有多个连接件，该连接件通过滑轨与主梁连接，所述连接件可在滑轨上进行滑动。本发明通过多点驱动跟踪连接件两立柱之间跨度大，解决传动轴因下垂引起变形，解决因为传动轴弯曲引起转动震荡的问题，解决传动轴因下垂变形引起的转动不连续问题。

Description

一种单主梁驱动太阳能跟踪装置

技术领域

本发明属于太阳能发电技术领域，尤其是涉及一种单主梁驱动太阳能跟踪装置。

背景技术

太阳能光伏发电在电力市场的占比上升势头迅猛，市场前景极为可观。在大型商业化电站中采用跟踪发电系统比固定式发电系统增加电站发电量20%以上，因此未来采用跟踪发电的商业电站会越来越多，对单主梁多点驱动太阳能跟踪发电系统也（跟踪支架）提出更多的要求。当前市场主流的平单轴或斜单轴跟踪发电系统由于组件功率的增加导致装机功率越来越大，其结构的缺点也日益明显，已经逐渐不能适应未来跟踪器的更高更多的使用需求。常规平单轴由于只有一个刚性支撑驱动点，单列支架的长度越长越容易产生低频共振，同时驱动点两端扭矩管主梁末端容易发生扭转变形等缺点，已经抑制了常规平单轴再进一步增加装机容量和降低每瓦成本。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种单主梁驱动太阳能跟踪装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，包括主梁和至少一台回转减速机，其中一台回转减速机与电机相连，电机受控于电机控制器，电机控制器与电机之间由线缆相连；与电机相连的回转减速机为主动回转减速机，其他回转减速机为从动回转减速机，主动回转减速机的扭矩通过传动轴传递到从动回转减速机，主动回转减速机和从动回转减速机同步转动，进而驱动主梁旋转。

在跟踪发电系统中，传动轴的稳定性是整个跟踪系统稳定的基础，传动轴在长久运动过程中，多点驱动跟踪支架两立柱支架跨度大，会导致传动轴下垂引起变形。本发明的第一方面，目的在于提供一种扭矩传递稳定的太阳能跟踪系统。

可选的，所述传动轴上沿长度方向间隔分布有多个连接件，该连接件通过滑轨与主梁连接，所述连接件可在滑轨上进行滑动。

可选的，所述连接件在滑轨外进行滑动。

可选的，所述连接件上设有滑动环，该滑动环套设于滑轨外部。

可选的，所述连接件在滑轨内进行滑动。

可选的，所述连接件外设有环形滑道，该滑轨内设有与环形滑道相配合的环形槽，所述环形滑道可在环形槽内滑动。

可选的，所述滑轨呈圆弧形状设置，该滑轨上设有与主梁形状相一致的框体，所述主梁穿设于框体内部。

可选的，所述回转减速机为蜗轮减速机，所述蜗杆一端外部套设有传动齿轮，所述电机输出端设有第一伞齿轮，该传动轴与电机的输出端相连，所述传动齿轮通过伞齿组与第一伞齿轮传动配合。

可选的，所述伞齿组包括与所述第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮、设于第一伞齿轮一侧的传递齿轮、用于连接第二伞齿轮与传递齿轮的转轴。

可选的，所述蜗轮两端均通过连接组件与主梁相连，所述连接组件包括圆盘、方形轴及设于圆盘和方形轴之间的连接柱。

可选的，所述方形轴相对圆盘为偏心处设置，该圆盘上设有第一定位孔，蜗轮上设有第二定位孔，所述第一定位孔通过锁定件与第二定位孔止转配合。

在太阳能跟踪系统中，因地基施工原因导致立柱尺寸误差导致主梁安装不上或者长度不够的问题。本发明的第二方面，目的在于提供一种主梁长度可控的多点驱动跟踪传动系统。

可选的，所述主梁穿设于回转减速机的内部。

可选的，所述主梁外部套设有回转轴，该回转轴通过滚动轴承与蜗轮相配合。

可选的，所述主梁通过锁紧件与回转轴和外壳相连。

可选的，所述锁紧件沿轴向方向上设有向外延伸的凸环，该凸环的外壁为由上至下的第一倾斜面结构设置，该回转轴和回转减速外壳的内壁均为由下至上的第二倾斜面结构设置，所述第一倾斜面可沿第二倾斜面左右移动。

可选的，所述锁紧件沿径向方向上设有向外延伸的圆锥台，该圆锥台上开设有第一锁定孔，该回转轴和回转减速机的外壳上均设有第二锁定孔，所述第一锁定孔通过锁定件与第二锁定孔止转配合。

可选的，所述锁紧件的外壁为由上至下的第一倾斜面结构设置，所述回转轴的内壁周向上设有多个向内延伸的加强筋，该加强筋的内壁上为由下至上的第二倾斜面结构设置，所述第一倾斜面可沿第二倾斜面左右移动。

可选的，所述锁紧件沿径向方向上设有向外延伸的凸台，该凸台上设有第一锁定孔，该回转轴和回转减速机的外壳上均设有第二锁定孔，所述第一锁定孔通过锁定件与第二锁定孔止转配合。

可选的，所述锁紧件的内壁形状与主梁外壁形状为相同设置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1.通过多点驱动跟踪连接件两立柱之间跨度大，解决传动轴因下垂引起变形，解决因为传动轴弯曲引起转动震荡的问题，解决传动轴因下垂变形引起的转动不连续问题；

2.通过滑轨和连接件的设置，主梁带动传动轴滑动环旋转运动；主梁旋转运动和传动轴旋转互不干涉，均可在限定范围内进行自由转动；

3. 通过偏心的设置，与蜗轮连接一端设计尺寸较小，可以避开连接螺栓的安装干涉，另一端设计尺寸较大，可以匹配更大尺寸的主梁；

4.通过主梁从减速机中间穿过，所以主梁长度可以变得更长，可以有效减少主梁之间接头，增加整列支架的刚性和强度，降低风险；

5.通过锁紧件的内圈与主梁形状为相同设置，保证扭矩管与减速机之间的连接刚性；

6.通过第一倾斜面和第二倾斜面的设置，当锁定件发生移动时，锁紧件会发生收缩变化，对主梁的径向压力，从而达到锁紧主梁扭矩管的作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的回转减速机爆炸结构示意图。

图3为本发明回转减速机的左视图。

图4为图3中沿A-A剖开的剖面立体图。

图5为图3中A处结构放大示意图。

图6为本发明回转减速机的局部剖面示意图一。

图7为本发明回转减速机的局部剖面示意图二。

图8为本发明回转减速机的局部剖面示意图三。

图9为本发明的连接组件结构示意图。

图10为本发明的蜗轮结构示意图。

图11为本发明第二种实施方式结构示意图。

图12为本发明第二种实施方式局部剖面示意图一。

图13为本发明主梁设置在内的结构示意图。

图14为本发明主梁设置在内的回转减速机爆炸结构示意图。

图15为本发明的主梁设置在内的回转减速机局部剖面示意图一。

图16为本发明的主梁设置在内的回转减速机局部剖面示意图二。

图17为图16中B处结构放大示意图。

图18为主梁设置在内的锁紧件结构示意图。

图19为主梁设置在内的回转轴结构示意图。

图20为主梁设置在内的第二种实施方式结构示意图。

图21为主梁设置在内的第二种实施方式爆炸结构示意图。

图22为主梁设置在内的第二种实施方式局部剖面示意图一。

图23为主梁设置在内的第二种实施方式局部剖面示意图二。

图24为主梁设置在内的第二种实施方式的回转轴结构示意图。

图25为为主梁设置在内的第二种实施方式的锁紧件结构示意图。

具体实施方式

如图1，11和13所示，在一些实施例中，一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，包括主梁1和至少一台回转减速机10，该回转减速机10的数量可根据具体情况自行安排，可以为1个或1个以上设置，多个回转减速机10内部结构为完全相同设置；其中一台回转减速机10与电机11相连，电机11受控于电机控制器，电机控制器与电机11之间由线缆相连；与电机11相连的回转减速机10为主动回转减速机10，其他回转减速机10为从动回转减速机10，主动回转减速机10的扭矩通过传动轴12传递到从动回转减速机10，所述传动轴12自传的同时绕主梁1周向转动。进而驱动主梁1旋转。

如图1-2所示，在一些实施例中，所述传动轴12上沿长度方向间隔分布有多个连接件13，连接件13通过自润滑轴承与传动轴12转动配合，该自润滑轴承为现有技术，在此不再赘述，该连接件13通过滑轨与主梁1连接，所述连接件13可在滑轨上进行滑动运动。通过滑轨和连接件的设置，主梁带动传动轴滑动环旋转运动；主梁旋转运动和传动轴旋转互不干涉，均可在限定范围内进行自由转动。

如图11-12所示，在一些实施例中，所述连接件13在滑轨131外进行滑动。

如图11-12所示，在一些实施例中，所述连接件13上设有滑动环15，该滑动环15套设于滑轨131外部，滑动环15沿滑轨131的轨迹进行移动。

如图2和8所示，优选的，在一些实施例中，所述连接件13在滑轨131内进行滑动。

如图2和8所示，优选的，在一些实施例中，所述连接件13外设有环形滑道141，该滑轨131内设有与环形滑道相配合的环形槽17，所述环形滑道141可在环形槽17内滑动。

如图8和12所示，在一些实施例中，所述滑轨131呈圆弧形状设置，该滑轨131上设有与主梁1形状相一致的框体132，所述主梁1穿设于框体132内部，具体的，该框体132上设有向外延伸的一对支部，该一对支部可通过螺栓和螺帽进行固定。

如图4-7所示，在一些实施例中，所述蜗杆18一端外部套设有传动齿轮19，所述电机11输出端设有第一伞齿轮100，具体的，该第一伞齿轮100内设有第二转轴101，该传动轴12与电机11的输出端相连，第二转轴101与传动轴12的连接处设有万向节套筒102，第二转轴101通过轴承103与回转减速机10的外壳相连；所述传动齿轮19通过伞齿组104与第一伞齿轮100相配合。

如图4-7所示，在一些实施例中，所述伞齿组104包括与所述第一伞齿轮100相啮合的第二伞齿轮105、设于第一伞齿轮100一侧的传递齿轮106、用于连接第二伞齿轮105与传递齿轮106的第一转轴107，具体的，该第一转轴107外套设有轴承，轴承外连接有一固定座108，该固定座108与回转减速机10的外壳内部固连。

如图2和9-10所示，在一些实施例中，蜗轮109两端均通过连接组件与主梁1相连，所述连接组件包括圆盘110、方形轴111及设于圆盘110和方形轴111之间的连接柱1120；具体的，圆盘、方形轴和连接柱为一体加工而成设置，方形轴的四角处为圆弧形设置，方形轴外圈形状与主梁内壁形状为相同设置。

如图9-10所示，在一些实施例中，所述方形轴111相对圆盘110为偏心处设置，通过偏心的设置，与蜗轮连接一端设计尺寸较小，可以避开连接螺栓的安装干涉，另一端设计尺寸较大，可以匹配更大尺寸的主梁，同时偏心设计可以减小支架组建的力臂，也就意味着减小了整列支架的驱动力矩，有效降低整列支架的驱动能耗；该圆盘110上设有第一定位孔112，蜗轮109上设有第二定位孔113，所述第一定位孔112通过锁定件114与第二定位孔113止转配合，具体的，该锁定件114可采用为螺栓和螺帽设置；

如图9-10所示，在一些实施例中，所述方形轴110上设有第一锁定孔112，所述蜗轮109上设有第二锁定孔113，用于将第一锁定孔112和第二锁定孔113位置相对固定的锁定件114，具体的，该锁定件114可采用为螺栓和螺帽设置。

如图7所示，在一些实施例中，所述回转减速机10的外壳上设有第一限位部116，蜗轮109周向上设有与第一限位部116相配合的第二限位部117。通过第一限位部116和第二限位部117结构的设置，确保了回转减速机10在转动时的稳定性更高，其次，确保外部行程开关失效的情况下仍有较高的安全保护能力。

如图7所示，在一些实施例中，所述第一限位部116为至少二个凸角设置，该凸角固连与回转减速机10外壳内的顶部上，所述第二限位部117为凸环设置，该凸环固连与蜗轮109的周向上。

如图13所示，在一些实施例中，所述主梁1穿设于回转减速机10的内部。通过设置在内部，可以有效减少主梁1之间接头，增加整列支架的刚性和强度，降低风险。

如图2和22所示，在一些实施例中，所述主梁1外部套设有回转轴2，该回转轴2通过滚动轴承20与蜗轮109相配合，具体的，该滚动轴承20为四点接触球轴承，该四点接触球轴承现有技术，它是一种分离型的轴承，也可以说是一套轴承可承受双向轴向载荷的角接触球轴承，在此不再赘述。

如图14-15和21-23所示，在一些实施例中，所述主梁1通过锁紧件21与回转轴2和回转减速机的10外壳相连。

如图15和18-19所示，在一些实施例中，所述锁紧件21沿轴向方向上设有向外延伸的凸环210，具体的，凸环210的内壁与主梁1的外壁相匹配，凸环210的外壁呈圆弧形形状设置，与本实施例中，该锁紧件21的数量为4个设置，间隔均匀的分布于主梁1的周向上；该凸环210的外壁为由上至下的第一倾斜面211结构设置，该回转轴2和回转减速1外壳的内壁均为由下至上的第二倾斜面212结构设置，所述第一倾斜面211可沿第二倾斜面212左右移动。

如图15和18-19所示，在一些实施例中，所述锁紧件21沿径向方向上设有向外延伸的圆锥台22，该圆锥台22上开设有第一锁定孔23，该回转轴2和回转减速机1的外壳上均设有第二锁定孔24，所述第一锁定孔23通过锁定件25与第二锁定孔24止转配合，该锁定件25可采螺栓和螺帽设置。当锁紧件21被锁定件25轴向锁紧发生移动，四个锁紧件21之间的径向间距就会收缩而发生改变，螺钉的锁紧力通过第一倾斜面26和第二倾斜面27的改变为锁紧件21对主梁1的径向压力，从而达到锁紧主梁1扭矩管的作用。

如图20-25所示，优选的，在一些实施例中，所述锁紧件21的外壁为由上至下的第一倾斜面211a结构设置，该锁紧件21为4对设置，两两间隔均匀的分布于主梁1的周向上左右两侧，具体的，锁紧件21的内壁为平面设置，与主梁1接触的一面为平面；所述回转轴2的内壁周向上设有多个向内延伸的加强筋220，加强筋的数量为8-12不等设置，该加强筋220的内壁上为由下至上的第二倾斜面212a结构设置，所述第一倾斜面211a可沿第二倾斜面212a左右移动。

如图20-25所示，优选的，在一些实施例中，所述锁紧件21沿径向方向上设有向外延伸的凸台221，该凸台211上设有第一锁定孔23a，该回转轴2和回转减速机1的外壳上均设有第二锁定孔24a，所述第一锁定孔23a通过锁定件25a与第二锁定孔24a止转配合；当主梁穿过内孔后，拧动锁定件25a拉动锁紧件21产生轴向运动，锁紧件2与加强筋的第二倾斜面通过滑动啮合使改变自身的径向位置，当锁紧件2移到合适位置时，对称两组锁紧锁紧件2之间的间距变小，每块锁紧锁紧件2平面均与扭矩管主梁外平面贴合，以此达到锁紧主梁扭矩管的目的。

如图18和25所示，在一些实施例中，锁紧件21的内壁形状与主梁1外壁形状为相同设置。

如图16-17所示，在一些实施例中，所述回转减速机10和传动轴12与主梁1为同步同向转动设置，通过主梁1和回转减速机10在转动的过程中，传动轴12也在跟随主梁1进行同步同向转动的，保证了主梁1转动的过程中，不会与传动轴12相碰触，出现卡住无法转动的现象，其次，主梁1和传动轴12一起转动的过程中，也会带动所连接的线路一起转动，因此线路无需设置很长，保证线路简单化即可，转动的过程中，线路也不会因此出现打结绕线的情况产生，最后，由于传动轴12和主梁1同步同向的转动设置，保证了传动轴12的承重力得到了提高，延长了传动轴12的使用寿命。

如图16-17所示，在一些实施例中，所述回转减速机10为蜗轮109回转减速机10，回转减速机10的蜗轮109固定设置于立柱上，回转减速机10的外壳与主梁1固定连接，蜗轮109与外壳之间为转动配合；电机11启动时，蜗杆18自转的同时绕蜗轮109公转带动回转减速机10和主梁1发生转动，回转减速机10的蜗轮109固定设置于立柱上，回转减速机10的外壳与主梁1固定连接，蜗轮109与外壳之间为转动配合；电机11启动时，蜗杆18自转的同时绕蜗轮109公转带动回转减速机10和主梁1发生转动。

如图16-17所示，在一些实施例中，所述蜗杆18一端外部套设有第三伞齿轮200和输出齿轮201，所述电机11输入端设有第一齿轮202，所述传动轴12外套设有第二伞齿轮204。当电机11启动时，电机11带动第一齿轮202转动，第一齿轮202与第三伞齿轮200相啮合，第三伞齿轮200进行转动与第二伞齿轮204啮合，第二伞齿轮204进行转动带动传动轴12进行转动。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，包括主梁和至少一台回转减速机，其中一台回转减速机与电机相连，电机受控于电机控制器，电机控制器与电机之间由线缆相连；其特征在于：与电机相连的回转减速机为主动回转减速机，其他回转减速机为从动回转减速机，主动回转减速机的扭矩通过传动轴传递到从动回转减速机，主动回转减速机和从动回转减速机同步转动，进而驱动主梁旋转；所述传动轴上沿长度方向间隔分布有多个连接件，该连接件通过滑轨与主梁连接，所述连接件可在滑轨上进行滑动。

2.根据权利要求1所述的一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，其特征在于：所述连接件在滑轨外进行滑动。

3.根据权利要求2所述的一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，其特征在于：所述连接件上设有滑动环，该滑动环套设于滑轨外部。

4.根据权利要求1所述的一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，其特征在于：所述连接件在滑轨内进行滑动。

5.根据权利要求5所述的一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，其特征在于：所述连接件外设有环形滑道，该滑轨内设有与环形滑道相配合的环形槽，所述环形滑道可在环形槽内滑动。

6.根据权利要求1所述的一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，其特征在于：所述滑轨呈圆弧形状设置，该滑轨上设有与主梁形状相一致的框体，所述主梁穿设于框体内部。

7.根据权利要求1所述的一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，其特征在于:所述回转减速机为蜗轮减速机，所述蜗杆一端外部套设有传动齿轮，所述电机输出端设有第一伞齿轮，该传动轴与电机的输出端相连，所述传动齿轮通过伞齿组与第一伞齿轮传动配合。

8.根据权利要求7所述的一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，其特征在于:所述伞齿组包括与所述第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮、设于第一伞齿轮一侧的传递齿轮、用于连接第二伞齿轮与传递齿轮的转轴。

9.根据权利要求7所述的一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，其特征在于:所述蜗轮两端均通过连接组件与主梁相连，所述连接组件包括圆盘、方形轴及设于圆盘和方形轴之间的连接柱。

10.根据权利要求9所述的一种单主梁驱动太阳能跟踪装置，其特征在于：所述方形轴相对圆盘为偏心处设置，该圆盘上设有第一定位孔，蜗轮上设有第二定位孔，所述第一定位孔通过锁定件与第二定位孔止转配合。

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