CN116054690A - 柔性支架索结构及光伏柔性跟踪支架 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种柔性支架索结构，包括第一承重索、第二承重索和防风索；所述第一承重索和所述第二承重索并排设置且端部固定，形成承载光伏板的承载体；支撑桁架，包括上弦杆和弧形杆，所述上弦杆连接所述第一承重索和所述第二承重索，所述弧形杆位于上弦杆的下方且两端与所述上弦杆的两端固定连接；滚轮组件，活动连接于所述弧形杆，所述防风索与所述滚轮组件连接。本发明还提供一种光伏柔性跟踪支架。本发明通过防风索和支撑桁架配合，有利于提高柔性支架结构的稳定性、安全性以及使用寿命。

Description

柔性支架索结构及光伏柔性跟踪支架

技术领域

本发明涉及光伏支架技术领域，尤其是一种柔性支架索结构及光伏柔性跟踪支架。

背景技术

目前的光伏柔性支架结构稳定性较差，在大风和其他环境外力情况下，柔性支架易大幅振动，产生扭曲变形，甚至导致光伏组件的翻转、脱落，危及人身安全，增加了维修成本，影响光伏电站的投资收益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性支架索结构及光伏柔性跟踪支架，有利于提高柔性支架结构的稳定性、安全性以及使用寿命。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种柔性支架索结构，包括：

第一承重索、第二承重索和防风索；

所述第一承重索和所述第二承重索并排设置且端部固定，所述第一承重索和所述第二承重索形成承载光伏板的承载体，所述防风索位于所述第一承重索及第二承重索的下方且两端固定；

支撑桁架，包括上弦杆和弧形杆，所述上弦杆连接所述第一承重索和所述第二承重索，所述弧形杆位于所述上弦杆的下方且两端与所述上弦杆的两端固定连接；

滚轮组件，活动连接于所述弧形杆，所述防风索与所述滚轮组件连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述转动梁具有旋转中心，所述弧形杆的圆心与所述旋转中心位于同一轴线上。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述滚轮组件包括滚轮和第一U型部件，所述滚轮与所述第一U型部件转动连接，所述滚轮与所述第一U型部件的底壁之间形成有空间，所述弧形杆穿设于所述空间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述滚轮组件包括第二U型部件，所述第二U型部件固定于所述第一U型部件的底面，所述第二U型部件通过固定组件与所述防风索连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述固定组件包括U型螺栓、与所述U型螺栓适配的螺母、与所述U型螺栓适配的垫块，所述U型螺栓与所述垫块之间形成有固定腔。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述防风索的端部连接有索扣，所述索扣包括柱状部件、第三U型部件和弹簧，所述第三U型部件设有连接孔，所述柱状部件穿设于所述连接孔，所述柱状部件的一端设有限位部，所述柱状部件的另一端连接防风索，所述弹簧套设于所述柱状部件，所述弹簧处于所述限位部与所述连接孔所在的板面之间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述柔性支架索结构还包括稳定索，所述支撑桁架还包括下弦杆，所述下弦杆的两端与所述弧形杆连接，所述稳定索与所述下弦杆连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述上弦杆与所述下弦杆平行设置，所述上弦杆和所述下弦杆之间设置有两根斜撑杆。

作为本发明进一步改进的技术方案，柔性支架索结构还包括支撑架，所述支撑架分布在所述第一承重索、所述第二承重索和所述稳定索围成的空间内，且所述支撑架的三角分别与所述第一承重索、所述第二承重索和所述稳定索连接。

本发明的目的还通过以下技术方案来实现：

一种光伏柔性跟踪支架，包括至少两个立柱、驱动装置及柔性支架索结构，所述立柱的顶部转动设置有转动梁，所述柔性支架索结构设置于相邻两个所述转动梁之间，所述驱动装置用于驱动所述转动梁转动，以带动安装在所述柔性支架索结构上的光伏板旋转。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述弧形杆包括竖直部及弧形部，驱动装置设置于所述转动梁的一侧，所述转动梁具有远离柔性支架索结构的侧壁，所述驱动装置具有驱动端，所述驱动端与所述侧壁连接，所述驱动端与所述侧壁的连接处为第一连接处；每个所述转动梁的顶部设置有支撑座，所述第一承重索、第二承重索的两端分别固定连接于对应的所述支撑座，第一承重索、第二承重索的两端与所述支撑座的连接处分别为第二连接处、第三连接处，所述第二连接处和第三连接处所在的直线为基准线，所述第一连接处与所述基准线的垂直距离等于所述竖直部的长度。

本发明柔性支架索结构和柔性支架至少具有以下有益效果：

通过设置支撑桁架和防风索，有利于减少晃动；通过滚轮组件与防风索连接，弧形杆能够在滚轮装置上平稳滑动，达到减小风振及抗负风的作用，提高结构稳定性，降低光伏组件翻转、脱落的风险。

附图说明

图1为本发明光伏柔性跟踪支架和光伏板的结构图；

图2为图1中光伏柔性跟踪支架的结构图；

图3为图2的主视图；

图4为图2中的部分组件的结构图；

图5为图4中的部分组件的结构图；

图6为图5中转动梁、驱动装置的结构图；

图7为图6另一角度的结构图；

图8为图7的分解图；

图9为图8中驱动装置的结构图；

图10为图2中A区域的放大结构图；

图11为图10中支撑桁架的结构图；

图12为图2中B区域的放大结构图；

图13为图5中C区域的放大结构图；

图14为图11中D区域的放大结构图；

图15为索扣与基面连接的状态图；

图16为图15中索扣的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图详细地对本发明示例性具体实施方式进行说明。如果存在若干具体实施方式，在不冲突的情况下，这些实施方式中的特征可以相互组合。当描述涉及附图时，除非另有说明，不同附图中相同的数字表示相同或相似的要素。以下示例性具体实施方式中所描述的内容并不代表与本发明相一致的所有实施方式；相反，它们仅是与本发明的权利要求书中所记载的、与本发明的一些方面相一致的装置、产品和/或方法的例子。

在本发明中使用的术语是仅仅出于描述具体实施方式的目的，而非旨在限制本发明的保护范围。在本发明的说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”或“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本发明的说明书以及权利要求书中所使用的，例如“第一”、“第二”以及类似的词语，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分特征的命名。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，本发明中出现的“前”、“后”、“上”、“下”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于某一特定位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语是一种开放式的表述方式，意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面的元件及其等同物，这并不排除出现在“包括”或者“包含”前面的元件还可以包含其他元件。本发明中如果出现“若干”，其含义是指两个以及两个以上。

请参照图1至图16所示，本发明揭示了一种光伏柔性跟踪支架，包括至少两个立柱10、驱动装置20及柔性支架索结构，至少两个立柱10间隔设置。立柱10的顶部转动设置有转动梁30，柔性支架索结构设置于相邻两个转动梁30之间。驱动装置20用于驱动转动梁30转动，以带动安装在柔性支架索结构上的光伏板100旋转，调节光伏板100的受光角度，使其可以受到更多辐照，提高发电效率。多个立柱10沿第一方向L-L间隔设置，立柱10设置于基面(图未标注)，基面可以是建筑顶部、平原、丘陵、山、湖、沙漠、戈壁等地方，本发明不对基面进行限制。

参见图5，光伏柔性跟踪支架包括底座40，底座40设置于每个立柱10的顶部。转动梁30枢转设置于底座40。每个底座40安装有驱动装置20，驱动装置20包括驱动端，驱动装置20的驱动端与对应的转动梁30连接，多个驱动装置20同步驱动对应的转动梁30转动。

参见图1，柔性支架索结构包括第一承重索1和第二承重索2，第一承重索1和第二承重索2并排设置且端部固定于转动梁30，第一承重索1和所述第二承重索2形成承载光伏板100的承载体。

参见图3和图10，柔性支架索结构还包括防风索3、支撑桁架4和滚轮组件5。防风索3位于第一承重索1及第二承重索2的下方且两端固定。支撑桁架4包括上弦杆41和弧形杆42，上弦杆41连接第一承重索1和第二承重索2。弧形杆42位于上弦杆41的下方且两端与上弦杆41的两端固定连接，滚轮组件5活动连接于弧形杆42，防风索3与滚轮组件5连接，具体地，滚轮组件5沿弧形杆42滚动或滑动，通过滚轮组件5与防风索3连接，在光伏组件受风作用时，滚轮组件5能够在弧形杆42上自适应调节位置，减小光伏组件的受力，达到减小风振及抗负风的作用。

转动梁30具有旋转中心，转动梁30的旋转中心位于驱动装置20的旋转中心线上。弧形杆42的圆心与转动梁30的旋转中心位于同一轴线，通过弧形杆42的圆心与转动梁30的旋转中心位于同一轴线，减少晃动，使得弧形杆42在滚轮组件5上平稳滑动或滚动。

本实施例中，参见图11，弧形杆42包括竖直部421及弧形部422，竖直部421与上弦杆41固定。参见图6，驱动装置20设置于转动梁30的一侧，转动梁30具有远离柔性支架索结构的侧壁301，驱动装置20的驱动端与侧壁301连接，驱动端与侧壁301的连接处为第一连接处；每个转动梁30的顶部设置有支撑座302，第一承重索1、第二承重索2的两端分别固定连接于对应的支撑座302，第一承重索1、第二承重索2的两端与支撑座302的连接处分别为第二连接处、第三连接处，第二连接处和第三连接处所在的直线为基准线，第一连接处与所述基准线的垂直距离等于竖直部421的长度。这里，第一连接处与基准线的垂直距离与竖直部421的长度并非要求绝对意义的相同，由于制造及安装误差的存在，在两者具有一定的误差时同样应在本专利申请的保护范围内。由于承重索与驱动装置20的旋转中心线之间存在一个高度差，通过设置竖直部421弥补高度差，使支撑桁架4的整体重心下移，并与转动梁30的旋转中心同心，有利于提高整个系统的稳定性。

参见图14，滚轮组件5包括滚轮51、第一U型部件52和第二U型部件53，滚轮51与第一U型部件52转动连接，滚轮51与第一U型部件52的底壁之间形成有空间，弧形杆42穿设于空间。第二U型部件53固定于第一U型部件52的底面，第二U型部件53通过固定组件6与防风索3连接。

在一些实施方式中，继续参见图14，固定组件6包括U型螺栓61、与U型螺栓61适配的螺母62、与U型螺栓61适配的垫块63，U型螺栓61与垫块63之间形成有固定腔64。当锁紧螺母62时，能够带动垫块63移动，以收缩固定腔64的截面面积，保证索结构的张紧力。

参见图5，防风索3的端部连接有索扣7，索扣7的端部固定，支撑桁架4分布在第一承重索1、第二承重索2和防风索3围成空间内。索扣7的端部可以与立柱10固定，也可以与基面固定。

具体的，参见图13，索扣7包括柱状部件71、第三U型部件72和弹簧73。第三U型部件72设有连接孔721，柱状部件71穿设于连接孔721，柱状部件71的一端设有限位部711，柱状部件71的另一端连接防风索3。弹簧73套设于柱状部件71，弹簧73处于限位部711与连接孔721所在的板面之间。通过设置弹簧73，起到缓冲作用，屏蔽安装误差。

在一些实施方式中，参见图13，防风索3的两端均连接有索扣7，两个索扣7的端部与相邻的两个立柱10固定，立柱10上套接有卡箍50，卡箍50上设有连接部501，第三U型部件72与连接部501通过螺栓锁紧。柱状部件71上设有通孔，防风索3的末端穿过通孔并对折，对折部分通过U型螺栓、螺母锁紧，进而实现固定连接。在其他实施方式中，参见图15和图16，索扣7的端部与基面固定。柱状部件71设有外螺纹，柱状部件71外套接有螺纹筒74，螺纹筒74内设置内螺纹，柱状部件71的外螺纹与螺纹筒74的内螺纹连接，可以实现长度微调。索扣7还包括有圆钩75，防风索3与圆钩75连接，圆钩75的下端与螺纹筒74连接。第三U型部件72的另一端与基面的连接部件固定。

本实施例中，支撑桁架4通过固定组件与第一承重索1、第二承重索2和防风索3连接，固定组件包括U型螺栓、螺母和垫块等。将索紧固在支撑桁架4角点并通过垫块进一步限制索在U型螺栓中的位移，减小了支撑桁架4相对索滑动的风险，进而保证了索结构的张拉力，避免索松弛。

在一些实施方式中，柔性支架索结构还包括稳定索8，支撑桁架4还包括下弦杆43，下弦杆43的两端与弧形杆42连接，稳定索8与下弦杆43连接。上弦杆41与下弦杆43平行设置，上弦杆41和下弦杆43之间设置有两根斜撑杆44，起到稳定支撑作用。

本实施例中，上弦杆41与斜撑杆44的连接、下弦杆42与斜撑杆44的连接可为焊接、铆接、螺栓连接，作为优选的选择为螺栓连接，方便预制、安装、拆卸更换；两根斜撑杆44提高支撑桁架4整体的平面内稳定性，进而增强了柔性支架索结构的整体稳定性。

参见图1，柔性支架索结构还包括支撑架9，支撑架9分布在第一承重索1、第二承重索2和稳定索8围成的空间内，且支撑架9的三角分别与第一承重索1、第二承重索2和稳定索8连接。参见图12，支撑架9包括顶杆91和连接于顶杆91下端的两个斜杆92，顶杆91和两个斜杆92组成三角形结构。支撑架9相对支撑桁架4靠近立柱10设置。

支撑桁架4的上弦杆41和两根斜撑杆44也组成三角形结构，支撑架9的三角形结构的尺寸小于支撑桁架4的三角形结构的尺寸。由于稳定索8的两端与承重索的两端处于同一高度，通过支撑桁架4将稳定索8向下移动，支撑架9能够使稳定索8逐步向下移动。

本实施例中，第一承重索1、第二承重索2、防风索3和稳定索8优选为柔性的钢丝索，具有较长的使用寿命，承载能力强。第一承重索1、第二承重索2平行设置；第一承重索1和稳定索8可以平行设置，便于张拉。

本实施例中，支撑桁架的布置数量和布置间距，可根据光伏柔性跟踪支架工程现场具体情况进行设置。

第一承重索1、第二承重索2和稳定索8的布置形式，截面高度小，可提高支架下部空间的利用率，能提高结构抵抗振动的能力，减弱索结构的扭转效应，降低光伏板翻转、脱落的风险。

在一些实施方式中，参见图6和图8，底座40包括底板401、竖直设置在底板401两侧的第一支撑板402和第二支撑板403，第一支撑板402和第二支撑板403及底板401形成一容纳腔404，驱动装置20及转动梁30设置于容纳腔404内，驱动装置20靠近第一支撑板402设置，转动梁30靠近第二支撑板403设置。

参见图8，驱动装置20包括壳体201、设置于壳体201内的且可相对壳体201转动的转动体202以及安装于壳体201的电机，电机用于驱动转动体202转动，壳体201固定于第一支撑板402上，转动体202与转动梁30连接。

本实施例中，驱动装置20与转动梁30设置在固定腔404中，结构紧凑，占用空间小，组件少，不易卡滞，安装方便，维护成本低。

在本实施例中，驱动装置20包括回转驱动，回转驱动包括壳体201及设置于壳体201内的蜗轮蜗杆机构，蜗轮蜗杆机构包括蜗杆以及与蜗杆啮合的蜗轮，蜗轮为转动体202，蜗杆与电机的驱动端连接。

本实施例中，参见图9，驱动装置20采用蜗轮蜗杆式的回转驱动，壳体201包括收容蜗杆的第一壳体2011及收容蜗轮的第二壳体2012，转动体202设置于第二壳体2012的一侧端部，并与转动梁30连接，第二壳体2012的轴向另一侧端部固定于第一支撑板402，可提高驱动装置20的径向承载力和轴向承载力，且具有反向自锁功能，能承受柔性承载体传递的侧拉力和竖向力。

在一些实施方式中，参见图8，第一支撑板402和第二支撑板403和转动梁30上分别设有对应的通孔601，通过将一第一螺栓602自第一支撑板402一侧插入第一支撑板402的通孔601、驱动装置20、转动梁30的通孔601及第二支撑板403的通孔601后锁紧，使得第一支撑板402和第二支撑板403通过第一螺栓602连接。

本实施例中，第一支撑板402通过第一螺栓602与第二支撑板403连接，使两个支撑板共同承担侧拉力，提高了底座40抗侧拉的能力。第一螺栓602穿过第一支撑板402的通孔601、驱动装置20、转动梁30及第二支撑板403的通孔601，使得驱动装置20的壳体201作用至第一支撑板402的力通过第一螺栓602传递至第二支撑板403，使得第一支撑板402和第二支撑板403共同受力，避免对底座40的局部应力集中，对底座40造成的变形小，利于提高底座40承载力。

在一些实施方式中，参见图3，光伏柔性跟踪支架还包括斜拉索70，斜拉索70的一端与第二支撑板403连接，斜拉索70的另一端与基面连接。斜拉索70的一端与第二支撑板403连接并对第二支撑板403施加拉力，第二支撑板403所承受的力会部分通过第一螺栓602传递至第一支撑板402，使得整个底座40共同受力，避免底座4局部应力集中，提高底座40的承载能力。

本实施例中，通过设置斜拉索70，增强了光伏柔性跟踪支架整体的抗拉能力，可降低对立柱10、底座40承载能力的要求，节省材料，降低了成本。

以上实施方式仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种柔性支架索结构，其特征在于，包括：

第一承重索(1)、第二承重索(2)和防风索(3)；

所述第一承重索(1)和所述第二承重索(2)并排设置且端部固定于转动梁(30)，所述第一承重索(1)和所述第二承重索(2)形成承载光伏板(100)的承载体，所述防风索(3)位于所述第一承重索(1)及第二承重索(2)的下方且两端固定；

支撑桁架(4)，包括上弦杆(41)和弧形杆(42)，所述上弦杆(41)连接所述第一承重索(1)和所述第二承重索(2)，所述弧形杆(42)位于所述上弦杆(41)的下方且两端与所述上弦杆(41)的两端固定连接；

滚轮组件(5)，活动连接于所述弧形杆(42)，所述防风索(3)与所述滚轮组件(5)连接。

2.根据权利要求1所述的柔性支架索结构，其特征在于，所述转动梁(30)具有旋转中心，所述弧形杆(42)的圆心与所述旋转中心位于同一轴线上。

3.根据权利要求1所述的柔性支架索结构，其特征在于，所述滚轮组件(5)包括滚轮(51)和第一U型部件(52)，所述滚轮(51)与所述第一U型部件(52)转动连接，所述滚轮(51)与所述第一U型部件(52)的底壁之间形成有空间，所述弧形杆(42)穿设于所述空间。

4.根据权利要求3所述的柔性支架索结构，其特征在于，所述滚轮组件(5)包括第二U型部件(53)，所述第二U型部件(53)固定于所述第一U型部件(52)的底面，所述第二U型部件(53)通过固定组件(6)与所述防风索(3)连接。

5.根据权利要求4所述的柔性支架索结构，其特征在于，所述固定组件(6)包括U型螺栓(61)、与所述U型螺栓(61)适配的螺母(62)、与所述U型螺栓(61)适配的垫块(63)，所述U型螺栓(61)与所述垫块(63)之间形成有固定腔(64)。

6.根据权利要求1所述的柔性支架索结构，其特征在于，所述防风索(3)的端部连接有索扣(7)，所述索扣(7)包括柱状部件(71)、第三U型部件(72)和弹簧(73)，所述第三U型部件(72)设有连接孔(721)，所述柱状部件(71)穿设于所述连接孔(721)，所述柱状部件(71)的一端设有限位部(711)，所述柱状部件(71)的另一端连接防风索(3)，所述弹簧(73)套设于所述柱状部件(71)，所述弹簧(73)处于所述限位部(711)与所述连接孔(721)所在的板面之间。

7.根据权利要求1所述的柔性支架索结构，其特征在于，所述柔性支架索结构还包括稳定索(8)，所述支撑桁架(4)还包括下弦杆(43)，所述下弦杆(43)的两端与所述弧形杆(42)连接，所述稳定索(8)与所述下弦杆(43)连接。

8.根据权利要求7所述的柔性支架索结构，其特征在于，所述上弦杆(41)与所述下弦杆(43)平行设置，所述上弦杆(41)和所述下弦杆(43)之间设置有两根斜撑杆(44)。

9.根据权利要求7所述的柔性支架索结构，其特征在于，柔性支架索结构还包括支撑架(9)，所述支撑架(9)分布在所述第一承重索(1)、所述第二承重索(2)和所述稳定索(8)围成的空间内，且所述支撑架(9)的三角分别与所述第一承重索(1)、所述第二承重索(2)和所述稳定索(8)连接。

10.一种光伏柔性跟踪支架，其特征在于，包括至少两个立柱(10)、驱动装置(20)及权利要求1-9任一所述的柔性支架索结构，所述立柱(10)的顶部转动设置有转动梁(30)，所述柔性支架索结构设置于相邻两个所述转动梁(30)之间，所述驱动装置(20)用于驱动所述转动梁(30)转动，以带动安装在所述柔性支架索结构上的光伏板旋转。

11.根据权利要求10所述的光伏柔性跟踪支架，其特征在于，所述弧形杆(42)包括竖直部(421)及弧形部(422)，所述驱动装置(20)设置于所述转动梁(30)的一侧，所述转动梁(30)具有远离柔性支架索结构的侧壁(301)，所述驱动装置(20)具有驱动端，所述驱动端与所述侧壁(301)连接，所述驱动端与所述侧壁(301)的连接处为第一连接处；每个所述转动梁(30)的顶部设置有支撑座(302)，所述第一承重索(1)、第二承重索(2)的两端分别固定连接于对应的所述支撑座(302)，所述第一承重索(1)、所述第二承重索(2)的两端与所述支撑座(302)的连接处分别为第二连接处、第三连接处，所述第二连接处和第三连接处所在的直线为基准线，所述第一连接处与所述基准线的垂直距离等于所述竖直部(421)的长度。

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