CN113746412A - 多点回转驱动式光伏发电跟踪支架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，包括多个立柱，相邻立柱之间转动设置主轴，所述主轴上安装光伏板组件，相邻的主轴之间连接以形成同步旋转；主回转减速机；至少一个副回转减速机，当所述输出内轴传递的扭力小于扭力限制机构的扭力设定范围时，所述输出内轴经扭力限制机构与输出外轴保持同步旋转；当所述输出内轴传递的扭力大于扭力限制机构的扭力设定范围时，所述输出内轴与输出外轴之间相对独立旋转。保护副回转减速机内的减速机构，避免传动轴失效时，主轴和副回转被较大扭矩别坏的问题。

Description

多点回转驱动式光伏发电跟踪支架

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种多点回转驱动式光伏发电跟踪支架。

背景技术

目前的多点回转驱动式光伏跟踪支架，通过在每排光伏支架中间隔布置多个驱动点，即通过回转减速机来驱动主轴旋转，主轴带动光伏板旋转角度，在每排布置的各个回转减速机之间为同步转动，每个回转减速机包括输入轴（也称为同步传动轴）和输出轴，各个同步传动轴之间依靠同步杆连接，各个输出轴之间通过安装了光伏板的主轴连接，每个回转减速机中的同步传动轴都是单向驱动输出轴做旋转，因此，各个回转减速机之间通过各个同步杆和主轴连接之后，整排光伏支架中的各个回转减速机的同步传动轴、输出轴、主轴以及同步杆均做同步旋转。

在各个回转减速机中会设置一个主动回转减速机（带驱动电机），其余为副回转减速机，通过主动回转减速机带动各个副回转减速机同步作业。

目前的多点回转驱动式光伏跟踪支架中所存在的问题是：主副减速机实现同步驱动是依赖于同步杆来协调实现的，同时，副回转减速机的输出轴两侧的主轴相对角度是固定的，即副回转左右两侧的主轴旋转是同步的，当同步杆传动系统因故失效时，副回转减速机的输入轴（即同步传动轴）将停止工作而主回转减速机仍带着主轴在继续旋转，这样就会使在主副回转之间的主轴两端形成极大的扭力，从而使主轴被迫发生扭转变形破坏，造成光伏支架损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，解决同步杆传动系统因故失效时，副回转减速机的输入轴（即同步传动轴）将停止工作而主回转减速机仍带着主轴在继续旋转，使在主副回转之间的主轴两端形成极大的扭力，当扭力值超过副回转输出内轴和输出外轴之间的扭力限制器扭力值上限时，副回转输出内轴和输出外轴之间开始分别独立旋转，此时主副回转之间的主轴两端的相对扭力值不在增加，从而使主轴和副回转设备得到保护。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，包括

多个立柱，相邻立柱之间转动设置主轴，所述主轴上安装光伏板组件，相邻的主轴之间连接以形成同步旋转；

主回转减速机，安装在其中一个立柱上，所述主回转减速机包括主同步传动轴和主输出轴，所述主同步传动轴与主输出轴做联动转动，所述主输出轴与相邻的主轴连接以形成同步旋转；

至少一个副回转减速机，安装在其中一个立柱上；所述副回转减速机包括副同步传动轴和副输出轴；所述副输出轴包括输出内轴和输出外轴，所述输出内轴外端与主动侧的主轴连接以形成同步转动，所述输出外轴外端与从动侧的主轴连接以形成同步转动，所述输出内轴内端与输出外轴内端连接扭力限制机构；

所述主同步传动轴与副同步传动轴之间连接传动连接杆，以使主同步传动轴与副同步传动轴做同步旋转，并且，所述副同步传动轴单向传动输出外轴旋转做联动旋转，所述主输出轴经主轴带动输出内轴做同步旋转；

当所述输出内轴与输出外轴之间传递的扭力小于扭力限制机构的扭力设定范围时，所述输出内轴经扭力限制机构与输出外轴保持同步旋转；

当所述输出内轴与输出外轴之间传递的扭力大于扭力限制机构的扭力设定范围时，所述输出内轴与输出外轴之间相对独立旋转。

进一步的，所述扭力限制机构包括钢球、弹簧、锁紧螺栓以及多个球槽；

各个球槽在输出内轴的外壁上呈环形布置，所述输出外轴上开设安装孔，所述安装孔内由下至上依次设置钢球、弹簧和锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与安装孔相螺纹连接，并经弹簧抵紧钢球；

所述输出内轴内端插入输出外轴内端，当所述钢球下部位于输出内轴的球槽内时，所述输出外轴经钢球与输出内轴做同步旋转，当所述钢球上移并脱离球槽时，所述输出内轴做独立旋转。

进一步的，所述副回转减速机包括外壳、减速机构、副同步传动轴、副输出外轴以及副输出内轴；

所述副同步传动轴与减速机构输入端连接，所述副输出外轴与减速机构输出端连接，所述副同步传动轴经减速机构单向带动副输出外轴做旋转。

进一步的，所述减速机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、齿轮轴、第一直齿轮、第二直齿轮、蜗杆以及蜗轮；

所述第一锥齿轮与副同步传动轴连接，所述第二锥齿轮和第一直齿轮分别连接在齿轮轴的两端，所述第二直齿轮与蜗杆连接，所述蜗杆与涡轮配合，所述涡轮与副输出外轴一体成型。

进一步的，所述副输出外轴与外壳之间设置一对第一滑动轴套，所述副输出内轴与副输出外轴之间设置一对第二滑动轴套。

进一步的，所述主回转减速机安装在每排靠边侧端的立柱上，至少一个所述副回转减速机间隔设置在其余的立柱上；

所述主回转减速机的主同步传动轴一端经传动连接杆与相邻的副回转减速机的副同步传动轴连接；

所述主回转减速机的主输出轴一端经主轴与相邻副回转减速机的副输出轴中的输出内轴连接；

相邻两个副回转减速机的副输出轴之间连接主轴，相邻两个副回转减速机的副同步传动轴之间连接传动连接杆。

进一步的，所述主回转减速机两侧的立柱上分别安装副回转减速机；

所述主回转减速机的主同步传动轴两端分别经传动连接杆与两侧的副回转减速机的副同步传动轴连接；

所述主回转减速机的主输出轴两端分别经主轴与两侧副回转减速机的副输出轴中的输出内轴连接。

进一步的，所述弹簧与钢球之间，所述弹簧经滑块与钢球相抵接。

本发明的有益效果是：

本发明的多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，保护整个光伏支架的安全运行，当传动连接杆发生故障不能同步对副回转减速机的副同步传动轴进行同步传动的时候，副输出内轴可与副输出外轴之间独立旋转，从而保护副回转减速机内的减速机构，避免传动轴失效时，主轴和副回转被较大扭矩别坏的问题。

同时也可以降低发电量损失；由于在传动连接杆失效时，副回转靠主轴侧的部分可以跟随主轴独立旋转，这样在故障期间，跟踪支架上的光伏板并不全部停止跟踪转动，不受失效传动连接杆影响的部分仍然保持跟踪的工作状态，这样使跟踪支架在传动杆失效时的发电损失得到最大的降低。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是多点回转驱动式光伏发电跟踪支架示意图；

图2是副回转减速机立体图；

图3和图4是副回转减速机半剖图；

图5是图4中A处放大图；

图6是主回转减速机示意图；

其中，2、主回转减速机，21、主同步传动轴，22、主输出轴，23、驱动电机；

3、副回转减速机，31、副同步传动轴，32、输出内轴，33、输出外轴，34、减速机构，341、第一锥齿轮，342、第二锥齿轮，343、齿轮轴，344、第一直齿轮，345、第二直齿轮，346、蜗杆，347、蜗轮，35、第一滑动轴套，36、第二滑动轴套；

4、扭力限制机构，41、钢球，42、弹簧，43、锁紧螺栓，44、球槽，45、滑块；

5、主轴，6、传动连接杆。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1至图6所示，一种多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，包括多个立柱，相邻立柱之间转动设置主轴5，所述主轴5上安装光伏板组件，相邻的主轴5之间连接以形成同步旋转；

主回转减速机2，安装在其中一个立柱上，所述主回转减速机2包括主同步传动轴21和主输出轴22，所述主同步传动轴21与主输出轴22做联动转动，所述主输出轴22与相邻的主轴5连接以形成同步旋转；

至少一个副回转减速机3，安装在其中一个立柱上；所述副回转减速机3包括副同步传动轴31和副输出轴；所述副输出轴包括输出内轴32和输出外轴33，所述输出内轴32外端与主动侧的主轴5连接以形成同步转动，所述输出外轴33外端与从动侧的主轴5连接以形成同步转动，所述输出内轴32内端与输出外轴33内端连接扭力限制机构4；

所述主同步传动轴21与副同步传动轴31之间连接传动连接杆6，以使主同步传动轴21与副同步传动轴31做同步旋转，并且，所述副同步传动轴31单向传动输出外轴33旋转做联动旋转，所述主输出轴22经主轴5带动输出内轴32做同步旋转；

当所述输出内轴32与输出外轴33之间传递的扭力小于扭力限制机构4的扭力设定范围时，所述输出内轴32经扭力限制机构4与输出外轴33保持同步旋转；

当所述输出内轴32与输出外轴33之间传递的扭力大于或者等于扭力限制机构4的扭力设定范围时，所述输出内轴32与输出外轴33之间相对独立旋转。

本实施例中，所谓主动侧的主轴5是指副回转减速机3靠近主回转减速机2一侧的主轴5，相对侧即为从动侧的主轴5。

具体的，作为本实施例中一种可选的实施方式，如图5所示，所述扭力限制机构4包括钢球41、弹簧42、锁紧螺栓43以及多个球槽44；

各个球槽44在输出内轴32的外壁上呈环形布置，所述输出外轴33上开设安装孔，所述安装孔内由下至上依次设置钢球41、弹簧42和锁紧螺栓43，所述锁紧螺栓43与安装孔相螺纹连接，并经弹簧42抵紧钢球41；

所述输出内轴32内端插入输出外轴33内端，当所述钢球41下部位于输出内轴32的球槽44内时，所述输出外轴33经钢球41与输出内轴32做同步旋转，当所述钢球41上移并脱离球槽44时，所述输出内轴32做独立旋转。

本实施中，锁紧螺栓43旋入的深度决定了锁紧螺栓43对弹簧42的压紧力，进而也就限制了钢球41所能承受的切向力，即通过调整锁紧螺栓43即可控制扭力限制机构4的扭力。

本实施例中，钢球41下部位于球槽44内的深度小于钢球41的半径，具体深度根据实际所需的扭力来再做调整。

本实施例中，所述弹簧4与钢球41之间，所述弹簧42经滑块45与钢球41相抵接。

本实施例中，球槽的形状也可以采用V型槽、梯形槽、矩形槽中的任意一种来替换。

具体的，作为本实施例中一种可选的实施方式，如图2图3图4所示，所述副回转减速机3包括外壳、减速机构34、副同步传动轴31、副输出外轴33以及副输出内轴32；

所述副同步传动轴31与减速机构34输入端连接，所述副输出外轴33与减速机构34输出端连接，所述副同步传动轴31经减速机构34单向带动副输出外轴33做旋转。

具体的，作为本实施例中一种可选的实施方式，如图3图4所示，所述减速机构34包括第一锥齿轮341、第二锥齿轮342、齿轮轴343、第一直齿轮344、第二直齿轮345、蜗杆346以及蜗轮347；

所述第一锥齿轮341与副同步传动轴31连接，所述第二锥齿轮342和第一直齿轮344分别连接在齿轮轴343的两端，所述第二直齿轮345与蜗杆346连接，所述蜗杆346与涡轮配合，所述涡轮与副输出外轴33一体成型。

具体的，作为本实施例中一种可选的实施方式，如图4所示，所述副输出外轴33与外壳之间设置一对第一滑动轴套35，所述副输出内轴32与副输出外轴33之间设置一对第二滑动轴套36。

主回转减速机2的原理和结构与副回转减速机3的原理结构相同，只是在主回转减速机2上增设了一个驱动电机23，驱动电机23与主回转减速机2内的齿轮轴连接以实现传动。主回转减速机2的结构如图6所示。

主回转减速机2中，主同步传动轴21和主输出轴22是被齿轮轴带动做旋转的，因此，主同步传动轴21和主输出轴22仅仅是联动转动关系，而在副回转减速机3中，由于齿轮轴不连接驱动电机，是依靠副同步传动轴31单向传动输出外轴33做旋转。

主回转减速机2根据在每排支架中安排位置的不同，主同步传动轴21可以一侧进行动力输出，也可以是两侧进行动力输出，以下根据主回转减速机2安装位置不同列举两种光电点跟踪支架的形式：

第一种，主回转减速机2单侧传动：所述主回转减速机2安装在每排靠边侧端的立柱上，至少一个所述副回转减速机3间隔设置在其余的立柱上；

所述主回转减速机2的主同步传动轴21一端经传动连接杆6与相邻的副回转减速机3的副同步传动轴31连接；

所述主回转减速机2的主输出轴22一端经主轴5与相邻副回转减速机3的副输出轴中的输出内轴32连接；

相邻两个副回转减速机3的副输出轴之间连接主轴5，相邻两个副回转减速机3的副同步传动轴31之间连接传动连接杆6。

第二种，主回转减速机2双侧传动：所述主回转减速机2两侧的立柱上分别安装副回转减速机3；

所述主回转减速机2的主同步传动轴21两端分别经传动连接杆6与两侧的副回转减速机3的副同步传动轴31连接；

所述主回转减速机2的主输出轴22两端分别经主轴5与两侧副回转减速机3的副输出轴中的输出内轴32连接。

多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，工作原理如下：

驱动电机23驱动主回转减速机2内的主同步传动轴21和主输出轴22以一定速比i旋转，主同步传动轴21通过传动连接杆6与副回转减速机3的副同步传动轴31同步旋转；同时，主输出轴22通过主动侧的主轴5与副回转减速机3的输出内轴32同步旋转，副回转减速机3的输出外轴33连接从动侧的主轴5，输出内轴32与输出外轴33之间通过扭力限制机构4来传递扭力，当输出内轴32与输出外轴33之间的扭力小于扭力限力机构设定的扭力时，主回转减速机2内的主同步传动轴21、传动连接杆6和副回转减速机3的副同步传动轴31均以速度n1保持同步旋转，主输出轴22、输出内轴32、输出外轴33、主动侧的主轴5以及从动侧的主轴5均以速度n2做同步旋转，其中：速比i=n2/n1。

当主动侧的传动连接杆6发生故障的时候，主回转减速机2通过主动侧的主轴5会继续带动副回转减速机3的输出内轴32旋转，当输出内轴32的扭力大于或等于扭力限力机构设定的扭力时，输出内轴32就与输出外轴33之间脱开，输出内轴32开始做独立旋转，即继续带动主动侧的光伏板调整角度，而从动侧的主轴5不在旋转，有效保护副回转减速机3内的减速机构34，防止副回转减速机3出现损坏。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，其特征是，包括

多个立柱，相邻立柱之间转动设置主轴，所述主轴上安装光伏板组件，相邻的主轴之间连接以形成同步旋转；

主回转减速机，安装在其中一个立柱上，所述主回转减速机包括主同步传动轴和主输出轴，所述主同步传动轴适于与主输出轴做联动转动，所述主输出轴与相邻的主轴连接以形成同步旋转；

至少一个副回转减速机，安装在其中一个立柱上；所述副回转减速机包括副同步传动轴和副输出轴；所述副输出轴包括输出内轴和输出外轴，所述输出内轴外端与主动侧的主轴连接以形成同步转动，所述输出外轴外端与从动侧的主轴连接以形成同步转动，所述输出内轴内端与输出外轴内端连接扭力限制机构；

所述主同步传动轴与副同步传动轴之间连接传动连接杆，以使主同步传动轴与副同步传动轴做同步旋转，并且，所述副同步传动轴单向传动输出外轴旋转做联动旋转，所述主输出轴经主轴带动输出内轴做同步旋转；

当所述输出内轴与输出外轴之间传递的扭力小于扭力限制机构的扭力设定范围时，所述输出内轴经扭力限制机构与输出外轴保持同步旋转；

当所述输出内轴与输出外轴之间传递的扭力大于扭力限制机构的扭力设定范围时，所述输出内轴与输出外轴之间相对独立旋转。

2.根据权利要求1所述的多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，其特征是，

所述扭力限制机构包括钢球、弹簧、锁紧螺栓以及多个球槽；

各个球槽在输出内轴的外壁上呈环形布置，所述输出外轴上开设安装孔，所述安装孔内由下至上依次设置钢球、弹簧和锁紧螺栓，所述锁紧螺栓与安装孔相螺纹连接，并经弹簧抵紧钢球；

所述输出内轴内端插入输出外轴内端，当所述钢球下部位于输出内轴的球槽内时，所述输出外轴经钢球与输出内轴做同步旋转，当所述钢球上移并脱离球槽时，所述输出内轴做独立旋转。

3.根据权利要求1所述的多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，其特征是，

所述副回转减速机包括外壳、减速机构、副同步传动轴、副输出外轴以及副输出内轴；

所述副同步传动轴与减速机构输入端连接，所述副输出外轴与减速机构输出端连接，所述副同步传动轴经减速机构单向带动副输出外轴做旋转。

4.根据权利要求3所述的多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，其特征是，

所述减速机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、齿轮轴、第一直齿轮、第二直齿轮、蜗杆以及蜗轮；

所述第一锥齿轮与副同步传动轴连接，所述第二锥齿轮和第一直齿轮分别连接在齿轮轴的两端，所述第二直齿轮与蜗杆连接，所述蜗杆与涡轮配合，所述涡轮与副输出外轴一体成型。

5.根据权利要求3所述的多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，其特征是，

所述副输出外轴与外壳之间设置一对第一滑动轴套，所述副输出内轴与副输出外轴之间设置一对第二滑动轴套。

6.根据权利要求1所述的多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，其特征是，

所述主回转减速机安装在每排靠边侧端的立柱上，至少一个所述副回转减速机间隔设置在其余的立柱上；

所述主回转减速机的主同步传动轴一端经传动连接杆与相邻的副回转减速机的副同步传动轴连接；

所述主回转减速机的主输出轴一端经主轴与相邻副回转减速机的副输出轴中的输出内轴连接；

相邻两个副回转减速机的副输出轴之间连接主轴，相邻两个副回转减速机的副同步传动轴之间连接传动连接杆。

7.根据权利要求1所述的多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，其特征是，

所述主回转减速机两侧的立柱上分别安装副回转减速机；

所述主回转减速机的主同步传动轴两端分别经传动连接杆与两侧的副回转减速机的副同步传动轴连接；

所述主回转减速机的主输出轴两端分别经主轴与两侧副回转减速机的副输出轴中的输出内轴连接。

8.根据权利要求2所述的多点回转驱动式光伏发电跟踪支架，其特征是，

所述弹簧与钢球之间，所述弹簧经滑块与钢球相抵接。

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