CN116614069B - 一种光伏支架用方向调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏支架用方向调节装置，涉及光伏设备技术领域；包括支撑柱和安装框；支撑柱上转动安装有俯仰结构，俯仰结构连接安装框的一端；支撑柱外侧设置有环绕支撑柱的轨道结构，轨道结构包括弧形的轨道座，轨道座上开有轨道槽；轨道座上滑动安装有支架结构；支架结构与安装框上远离支撑柱的一端转动连接；支架结构上安装有连接轨道结构的驱动结构；驱动结构包括齿条和齿轮，齿条安装在轨道座内侧，齿轮安装在支架结构上，齿轮与齿条啮合。本装置能够控制光伏板进行角度和方向的调节，同时安装牢固稳定，能够抵抗强风等天气造成的冲击。

Description

一种光伏支架用方向调节装置

技术领域

本发明涉及光伏设备技术领域，具体是一种光伏支架用方向调节装置。

背景技术

光伏发电系统，简称光伏，是指利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。光伏设备一般使用大规模铺设在建筑物顶部或空旷地区的发电板进行发电，发电板配合光伏支架完成安装，通过逆变器等设备的辅助，将电能储存在蓄电池中，或直接并网输入电网系统。

光伏支架用于安装光伏板，将光伏板固定在地面或房顶上，光伏支架分为固定结构的支架和可调节的支架。光伏发电的效率受到光照角度的影响较大，而一年中每一天的光照角度都会发生变化，导致发电效率受到影响；除此之外，北半球的光伏支架安装时，为了最大化的接收阳光，一般都会将支架倾斜方向指向南方，而这种情况同样会造成上午和下午的阳光吸收率下降。因此很多光伏支架会设置能够调节倾斜角度或可以使光伏板发生转动的结构，最大化的接收光线照射。

目前可调节的光伏支架，一般都使用单轴支撑的结构，将调节方向或调节角度的结构设置在轴与安装框架的连接位置，即主要支撑位置。而光伏板安装的建筑物顶部或空旷野外区域都可能出现大风，光伏板为不透风的大型板状结构，在大风天气会承受巨大的外力，将调节结构安装在支撑位置的关键节点上，会导致节点位置固定不够牢固，在大风天气固定能力下降，甚至导致光伏板的支撑结构损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏支架用方向调节装置，以解决上述背景技术中提出的问题。提出一种能够进行方向和角度调节的结构，配合进行光伏支架的安装，且本装置在能够灵活调节的同时，增强了稳定性，避免了关键节点失稳的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光伏支架用方向调节装置，包括支撑柱和安装框；所述支撑柱上转动安装有俯仰结构，所述俯仰结构连接安装框的一端；所述支撑柱外侧设置有环绕支撑柱的轨道结构，所述轨道结构包括弧形的轨道座，所述轨道座上开有轨道槽；所述轨道座上滑动安装有支架结构；所述支架结构与安装框上远离支撑柱的一端转动连接；所述支架结构上安装有连接轨道结构的驱动结构；所述驱动结构包括齿条和齿轮，所述齿条安装在轨道座内侧，所述齿轮安装在支架结构上，所述齿轮与齿条啮合；所述安装框用于安装光伏板，所述俯仰结构用于控制安装框一侧的升降，实现角度的调整；所述轨道结构限制支架结构围绕支撑柱转动；所述支架结构用于支撑安装框，并带动安装框转动；所述驱动结构用于带动支架结构沿着轨道座转动；所述支架结构包括两个对称的支撑杆，所述支撑杆之间连接有横杆，所述支撑杆上安装有插入轨道槽内部的滚轮；所述俯仰结构包括转动安装在支撑柱上的一级铰接座，所述一级铰接座上转动安装有二级铰接座，所述二级铰接座上转动安装有两个对称的连接杆，所述连接杆上转动安装有螺纹筒，所述俯仰结构还包括转动安装在安装框上的双向螺杆，所述双向螺杆一端连接二级驱动器，所述螺纹筒分别对称套在双向螺杆的两端且分别与双向螺杆啮合。

作为本发明进一步的方案：所述安装框包括与支撑杆转动连接的安装板，所述安装板上安装有多组加固板，所述安装板和加固板上均开有多个安装孔。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动结构包括连接在横杆上的安装盒，所述安装盒内安装有一级驱动器，所述一级驱动器连接齿轮。

作为本发明再进一步的方案：所述齿轮两侧安装有电动推杆，所述电动推杆一端连接安装盒，另一端安装有卡块，所述卡块的端面与齿条的齿槽形状配合。

作为本发明再进一步的方案：所述支撑柱上安装有配重块，所述轨道座远离支架结构的一面连接有弧形的配重板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用上述光伏支架用方向调节装置，本装置并不使用传统的安装方式，将调整方向和调整角度的结构局限在单轴安装的位置，而是使用了支撑柱和支架结构配合安装的方式，将调整角度的俯仰结构安装在支撑柱上，将调整方向的轨道结构和驱动结构安装在支架结构上，通过使支架结构转动，带动光伏板转动，实现对光伏板角度和方向的调整，以便于确保光伏板始终正对太阳，提升发电的效率；

采用上述光伏支架用方向调节装置，本装置的支架结构连接安装框的两个角，支撑柱连接安装框的一个边，因此可以从多个角度共同对安装框进行限制和支撑，在兼具灵活的调节效果的同时，还保证了安装的牢固稳定，且由于受力位置分散，驱动位置也相对分散，因此在遭遇大风天气时，能够有效的避免由于力矩过大，导致相关结构损坏，或出现连接失效的问题，显著的提升了稳定性，降低了人工维护的频率。

附图说明

图1为光伏支架用方向调节装置的结构示意图。

图2为光伏支架用方向调节装置的背面结构示意图。

图3为光伏支架用方向调节装置的部分剖面结构示意图。

图4为光伏支架用方向调节装置中轨道结构与驱动结构连接的结构示意图。

图5为光伏支架用方向调节装置中俯仰结构的结构示意图。

图中：1、安装框；11、安装板；12、加固板；13、安装孔；2、俯仰结构；21、双向螺杆；22、螺纹筒；23、一级铰接座；24、连接杆；25、二级驱动器；26、二级铰接座；3、轨道结构；31、轨道槽；32、轨道座；33、配重板；4、支架结构；41、支撑杆；42、横杆；43、滚轮；5、驱动结构；51、齿条；52、齿轮；53、安装盒；54、一级驱动器；55、电动推杆；56、卡块；6、支撑柱；7、配重块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～图5，本发明实施例1中，一种光伏支架用方向调节装置，包括支撑柱6和安装框1；所述支撑柱6上转动安装有俯仰结构2，所述俯仰结构2连接安装框1的一端；所述支撑柱6外侧设置有环绕支撑柱6的轨道结构3，所述轨道结构3包括弧形的轨道座32，所述轨道座32上开有轨道槽31；所述轨道座32上滑动安装有支架结构4；所述支架结构4与安装框1上远离支撑柱6的一端转动连接；所述支架结构4上安装有连接轨道结构3的驱动结构5；所述驱动结构5包括齿条51和齿轮52，所述齿条51安装在轨道座32内侧，所述齿轮52安装在支架结构4上，所述齿轮52与齿条51啮合；所述安装框1用于安装光伏板，所述俯仰结构2用于控制安装框1一侧的升降，实现角度的调整；所述轨道结构3限制支架结构4围绕支撑柱6转动；所述支架结构4用于支撑安装框1，并带动安装框1转动；所述驱动结构5用于带动支架结构4沿着轨道座32转动。

安装框1用于安装固定光伏板，安装框1的一端通过俯仰结构2连接支撑柱6，另一端连接支架结构4，支架结构4底部安装有轨道结构3，使支架结构4能够在轨道结构3上滑动，同时支架结构4上安装的驱动结构5能够为支架结构4提供滑动过程中的驱动。

安装框1连接支架结构4的一端高度位置固定，通过控制另一端的俯仰结构2可以使安装框1的另一端抬高或降低，进而实现对光伏板角度的调整。支架结构4底部安装有驱动结构5，在驱动结构5的作用下，支架结构4可以沿着轨道座32移动，即绕着支撑柱6转动，进而使光伏板发生转动。通过控制角度调整和方向调整，能够使光伏板始终正对着太阳，实现最高效率的光电转化，提高发电效率。

所述支架结构4包括两个对称的支撑杆41，所述支撑杆41之间连接有横杆42，所述支撑杆41上安装有插入轨道槽31内部的滚轮43。两个支撑杆41分别连接安装框1的两个边，增加与安装框1的接触范围，增强连接效果，横杆42提升支撑杆41的稳定性，滚轮43位于轨道槽31内，使支架结构4能够沿着轨道槽31发生滑动，滚轮43也可以使用滑块，或将开有轨道槽31的轨道座32更换成凸出的滑轨配合滑块进行限位。

所述俯仰结构2包括转动安装在安装框1上的双向螺杆21，所述双向螺杆21一端连接二级驱动器25，所述螺纹筒22分别对称套在双向螺杆21的两端且分别与双向螺杆21啮合。二级驱动器25可以使用电机或其他驱动，带动双向螺杆21转动，使螺纹筒22同步的向内或向外移动，则由两个连接杆24和双向螺杆21组成的等腰三角形的形状变化，进而使安装框1的高度发生变化。使用传统的液压杆或其他伸缩杆也能够达到控制的效果，但是本装置使用的结构可调节的角度范围更大，且螺纹螺杆配合，在外力的作用下具有更好的稳定性，连接更加牢固，不易变形。

本装置在安装框1的两端分别使用支撑柱6和支架结构4进行支撑，且将控制安装框1转动和改变角度的结构分别安装在两端，使安装框1的安装更加牢固，受力相对分散在边缘的多个位置，因此具有更好的稳定性。在遭遇大风天气时，由于多个位置共同承担受力，因此不会出现力矩过大的问题，避免了出现连接节点失效，调节的相关结构损坏等问题，且由于受力分散，相对于单轴安装的结构，本装置可以适当的降低对各个部分的强度要求。

作为本发明的另一个实施例，请参阅图1～图5，本实施例2与实施例1的主要区别在于：

请参阅图1～图3，本发明实施例2中，所述安装框1包括与支撑杆41转动连接的安装板11，所述安装板11上安装有多组加固板12，所述安装板11和加固板12上均开有多个安装孔13。安装板11配合加固板12，组成框架结构，用于安装光伏板，表面的安装孔13用于调整加固板12的位置，并配合不同类型的光伏板完成安装。

请参阅图3和图4，所述驱动结构5包括连接在横杆42上的安装盒53，所述安装盒53内安装有一级驱动器54，所述一级驱动器54连接齿轮52。安装盒53通过横杆42提供支撑，能够随着支架结构4移动，内部的一级驱动器54连接齿轮52，控制齿轮52的转动，即可实现支架结构4沿着轨道槽31滑动的效果。一级驱动器54可以使用电机或其他驱动。

请参阅图4，所述齿轮52两侧安装有电动推杆55，所述电动推杆55一端连接安装盒53，另一端安装有卡块56，所述卡块56的端面与齿条51的齿槽形状配合。电动推杆55连接卡块56，在正常使用中电动推杆55缩短，卡块56留在安装盒53内，当遭遇大风等天气，需要增强固定效果时，通过电动推杆55将卡块56推出，卡在齿条51的齿槽内，能够增强固定效果，避免齿轮52打滑等情况，电动推杆55也可以使用液压杆或其他可以伸缩的结构实现。

请参阅图5，所述俯仰结构2包括转动安装在支撑柱6上的一级铰接座23，所述一级铰接座23上转动安装有二级铰接座26，所述二级铰接座26上转动安装有两个对称的连接杆24，所述连接杆24上转动安装有螺纹筒22。一级铰接座23转动连接支撑柱6，一级铰接座23的转动平面为水平面，二级铰接座26能够相对于一级铰接座23转动，二级铰接座26的转动平面为支撑柱6与驱动结构5连接所形成的竖直平面，因此二级铰接座26的变形能够配合安装框1的角度变化。二级铰接座26上对称的连接杆24和螺纹筒22用于调整安装框1的角度。

请参阅图1～图3，所述支撑柱6上安装有配重块7，所述轨道座32远离支架结构4的一面连接有弧形的配重板33。配重块7位于支撑柱6底部，配重板33位于轨道座32底部，通过增加重量，降低整个设备的重心，提升稳定性，同时也避免设备出现移动或在大风下打滑，配重块7和配重板33还可以通过浇筑等方式，进一步提升与安装面的连接效果，提高稳定性。

本发明的工作原理是：

本装置包括支撑柱6和支架结构4，支撑柱6通过俯仰结构2连接安装框1的一端，支架结构4连接安装框1的另一端，且在支架结构4下方安装有弧形的轨道结构3，支架结构4上安装有与轨道结构3连接的驱动结构5。俯仰结构2能够控制自身伸长或缩短，对安装框1的角度进行调整，驱动结构5则可以带动支架结构4沿着轨道结构3的弧线轨迹移动，实现安装框1的方向改变。本装置能够灵活的调整光伏板的方向和角度，最大限度的实现光电转化，同时本装置通过多点连接的方式，分散受力，并分散不同驱动所在的位置，有效的提升了稳定性，避免了大风天气等强外力作用导致管件连接节点失效等情况。

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条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。

Claims (5)

1.一种光伏支架用方向调节装置，包括支撑柱和安装框；其特征在于，所述支撑柱上转动安装有俯仰结构，所述俯仰结构连接安装框的一端；所述支撑柱外侧设置有环绕支撑柱的轨道结构，所述轨道结构包括弧形的轨道座，所述轨道座上开有轨道槽；所述轨道座上滑动安装有支架结构；所述支架结构与安装框上远离支撑柱的一端转动连接；所述支架结构上安装有连接轨道结构的驱动结构；所述驱动结构包括齿条和齿轮，所述齿条安装在轨道座内侧，所述齿轮安装在支架结构上，所述齿轮与齿条啮合；所述安装框用于安装光伏板，所述俯仰结构用于控制安装框一侧的升降，实现角度的调整；所述轨道结构限制支架结构围绕支撑柱转动；所述支架结构用于支撑安装框，并带动安装框转动；所述驱动结构用于带动支架结构沿着轨道座转动；所述支架结构包括两个对称的支撑杆，所述支撑杆之间连接有横杆，所述支撑杆上安装有插入轨道槽内部的滚轮；所述俯仰结构包括转动安装在支撑柱上的一级铰接座，所述一级铰接座上转动安装有二级铰接座，所述二级铰接座上转动安装有两个对称的连接杆，所述连接杆上转动安装有螺纹筒，所述俯仰结构还包括转动安装在安装框上的双向螺杆，所述双向螺杆一端连接二级驱动器，所述螺纹筒分别对称套在双向螺杆的两端且分别与双向螺杆啮合。

2.根据权利要求1所述的光伏支架用方向调节装置，其特征在于，所述安装框包括与支撑杆转动连接的安装板，所述安装板上安装有多组加固板，所述安装板和加固板上均开有多个安装孔。

3.根据权利要求1所述的光伏支架用方向调节装置，其特征在于，所述驱动结构还包括连接在横杆上的安装盒，所述安装盒内安装有一级驱动器，所述一级驱动器连接齿轮。

4.根据权利要求3所述的光伏支架用方向调节装置，其特征在于，所述齿轮两侧安装有电动推杆，所述电动推杆一端连接安装盒，另一端安装有卡块，所述卡块的端面与齿条的齿槽形状配合。

5.根据权利要求1所述的光伏支架用方向调节装置，其特征在于，所述支撑柱上安装有配重块，所述轨道座远离支架结构的一面连接有弧形的配重板。