CN207652373U - 一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，包括一端相连接的左侧主梁和右侧主梁，左侧主梁和右侧主梁的相连接的一端连接到前支撑结构上，左侧主梁和右侧主梁之间连接有横向牵拉梁，左侧主梁、右侧主梁和横向牵拉梁构成“A”型结构；横向牵拉梁中部连接后支撑结构，横向牵拉梁的两端分别连接左右牵拉驱动软绳，通过电机旋转调节软绳长度实现支架的旋转驱动；左侧主梁和右侧主梁上设置有若干横向檩条用于固定光伏电池板。本实用新型一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，解决了现有斜单轴跟踪支架在风载作用下弹性扭转变形大的问题，提高了斜单轴跟踪支架的扭转刚度，防止了大风作用下跟踪支架的变形以及电池板内应力的产生。

Description

一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架

技术领域

本实用新型属于太阳跟踪装置技术领域，具体涉及一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架。

背景技术

自动太阳跟踪支架广泛应用于太阳能光伏发电领域，其功能是通过自动控制器调整跟踪支架的工作角度，使支架上安装的光伏电池板实时跟踪太阳的空间位置，达到最大化接收太阳辐射能量的目的。由于太阳相对于地球上的太阳跟踪系统是一个二维空间运动，完全跟踪太阳轨迹需要两个独立自由度的跟踪机构同时动作。

斜单轴跟踪支架是极轴式跟踪支架的一种简化，通过固定极轴倾角只调整极轴滚转角的方法降低跟踪系统成本。目前斜单轴跟踪支架通常采用一根呈一定固定倾角的主梁作为极轴，然后在主梁上安装横向檩条用以固定光伏电池板，然后通过主梁的旋转跟踪太阳自东向西的运动。斜单轴跟踪支架的驱动机构通常采用盘式减速机或者电动推杆。采用盘式减速机驱动时，减速机通常安装在主梁根部，通过扭动主梁的方式带动整个支架进行旋转跟踪；采用电动推杆驱动时，需要用电动推杆推动主梁上的檩条或者独立摆臂，从而驱动跟踪支架进行旋转跟踪。

斜单轴独特的自旋跟踪特点使得在跟踪过程中跟踪支架顶部总有一端的边角向上翘起形成一个顶角，在有风的气象条件下，单独翘起的顶角会在风载作用下向主梁输入一个旋转扭矩，使得整个跟踪支架发生扭曲变形。

对于在主梁底部通过盘式减速机驱动的斜单轴支架，风载作用下主梁和顶部檩条形成了一个较长的扭力梁，弹性形变较大，同时由于中心固定的机械间隙很容易引起较大的边缘摆幅，因此这种传统结构的斜单轴支架在大风的气象条件下容易发生剧烈的弹性扭转摆动，从而导致所承载的电池板产生内应力影响电池板的使用寿命。

对于在支架中上部通过摆臂驱动的斜单轴支架，包括电动推杆和联动式斜单轴的联动杆，其主梁的抗扭结构有所改善。但是支架的驱动摆臂仍旧是一个单悬臂结构，风载作用下的抗扭强度和刚度仍旧不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，解决了现有斜单轴跟踪支架在风载作用下抗扭强度和刚度弱的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，包括一端相连接的左侧主梁和右侧主梁，左侧主梁和右侧主梁的相连接的一端连接到前支撑结构上，左侧主梁和右侧主梁之间连接有横向牵拉梁，左侧主梁、右侧主梁和横向牵拉梁构成“A”型结构；

横向牵拉梁中部设置有后旋转支撑轴，后旋转支撑轴与后旋转支撑座连接，后旋转支撑座与左后支撑腿、右后支撑腿均连接，左后支撑腿和右后支撑腿分别固定在左后立柱和右后立柱上，左侧主梁与横向牵拉梁的连接处左牵拉固定点与左后支撑腿之间连接有左驱动机构，右侧主梁与横向牵拉梁的连接处右牵拉固定点与右后支撑腿之间连接有右驱动机构；

左侧主梁和右侧主梁上设置有若干横向檩条用于固定光伏电池板。

本实用新型的特点还在于：

其中所述前支撑结构包括前立柱，前立柱的顶部设置有前旋转支撑座，前旋转支撑座上安装前旋转支撑轴，前旋转支撑轴与所述左侧主梁、右侧主梁的连接处相连，前旋转支撑轴与所述后旋转支撑轴同轴；

其中所述左驱动机构包括左侧牵拉绳，左侧牵拉绳的一端连接在所述左牵拉固定点处，左侧牵拉绳的另一端与左侧收绳执行器连接，左侧收绳执行器固定在所述左后支撑腿上；

其中所述右驱动机构包括右侧牵拉绳，右侧牵拉绳的一端连接在所述右牵拉固定点处，右侧牵拉绳的另一端与右侧收绳执行器连接，右侧收绳执行器固定在所述右后支撑腿上；

其中所述左后支撑腿和所述右后支撑腿之间设置有安装支架，安装支架上设置有双层绕线轮和绕线轮驱动电机，双层绕线轮上设置有绕线轮下收线槽和绕线轮上收线槽，绕线轮下收线槽和绕线轮上收线槽的绕线方向相反；

其中所述左驱动机构包括左侧牵拉绳，左侧牵拉绳的一端连接在所述左牵拉固定点处，左侧牵拉绳的另一端经过左侧导向滑轮调整方向后连接至绕线轮下收线槽；

其中所述右驱动机构包括右侧牵拉绳，右侧牵拉绳的一端连接在所述右牵拉固定点处，右侧牵拉绳的另一端经过右侧导向滑轮调整方向后连接至绕线轮上收线槽；

其中在所述牵拉绳上还设置有辅助张紧装置；

其中所述左后支撑腿和所述右后支撑腿之间设置有安装支架，安装支架上设置有主驱动链轮，主驱动链轮上缠绕驱动链条，通过主驱动链轮的旋转可以调整驱动链条在左右两侧的长度；

其中所述驱动链条的一端通过左侧张紧弹簧连接在所述左牵拉固定点处，驱动链条通过左侧链条支撑轮调整方向后连接到主驱动链轮，再从主驱动链轮通过右侧链条支撑轮调整方向后，通过右侧张紧弹簧连接至右牵拉固定点。

其中在所述链条上还增加辅助张紧装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，通过双边软绳牵拉横梁的驱动方法配合双主梁直达支架上部边角的机械结构，解决了现有斜单轴跟踪支架在风载作用下弹性扭转变形大的问题，提高了斜单轴跟踪支架的扭转刚度，防止了大风作用下跟踪支架的变形以及电池板内应力的产生。

附图说明

图1是本实用新型一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架中前支撑结构的局部放大示意图；

图3是本实用新型一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架采用单只电机双层绕线轮驱动的结构示意图；

图4是图3中双层绕线轮局部放大示意图；

图5是本实用新型一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架采用单只电机单根链条驱动的结构示意图；

图中，1.左侧主梁，2.右侧主梁，3.横向牵拉梁，4.前旋转支撑轴，5.前立柱，6.前旋转支撑座，7.后旋转支撑轴，8.后旋转支撑座，9.左后支撑腿，10.右后支撑腿，11.左牵拉固定点，12.右牵拉固定点，13.檩条，14.光伏电池板，15.左侧牵拉绳，16.右侧牵拉绳，17.左侧收绳执行器，18.右侧收绳执行器，19.左侧张紧弹簧，20.右侧张紧弹簧，21.安装支架，22.双层绕线轮，23.绕线轮驱动电机，24.左侧导向滑轮，25.右侧导向滑轮，26.绕线轮下收线槽，27.绕线轮上收线槽，28.主驱动链轮，29.左侧链条支撑轮，30.右侧链条支撑轮，31.传动链条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，如图1-5所示，包括一端相连接的左侧主梁1和右侧主梁2，左侧主梁1和右侧主梁2的相互连接的一端连接到前支撑结构上，前支撑结构包括前立柱5，前立柱5的顶部设置有前旋转支撑座6，前旋转支撑座6上安装前旋转支撑轴4，前旋转支撑轴4与左侧主梁1、右侧主梁2的连接处相连。

左侧主梁1和右侧主梁2之间连接有横向牵拉梁3，左侧主梁1、右侧主梁2和横向牵拉梁3构成“A”型结构；

横向牵拉梁3中部设置有后旋转支撑轴7，后旋转支撑轴7与前旋转支撑轴4同轴，这样就可保证由左侧主梁1和右侧主梁2两根主梁和横向牵拉梁3共同构成的三角形承载结构可以绕前后两个共线轴进行旋转。后旋转支撑轴7与后旋转支撑座8连接，后旋转支撑座8与左后支撑腿9、右后支撑腿10均连接，左后支撑腿9和右后支撑腿10分别固定在左后立柱和右后立柱上(地基)，左侧主梁1与横向牵拉梁3的连接处左牵拉固定点11与左后支撑腿9之间连接有左驱动机构，右侧主梁2与横向牵拉梁3的连接处右牵拉固定点12与右后支撑腿10之间连接有右驱动机构。

左侧主梁1和右侧主梁2上设置有若干平行的横向檩条13用于固定光伏电池板14，光伏电池板14的安装数量与单块电池板的发电功率以及所匹配逆变器的容量有关，可以有多种数量和布局方式。本申请中的安装实例有11块电池板，自上至下成4,4,3的布局，下部只设置3块电池板用于减小整体宽度防止边角触地。

本申请的一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架在实际工作中需要通过两根牵拉绳从左右两侧通过收放绳控制绳长，进而通过绳长来控制支架的旋转角度，关于左右两根牵拉绳的绳长控制，本申请设计了三种可以选择采用的技术方案。

左右牵拉绳驱动方案一，如图1、2所示：

左驱动机构包括左侧牵拉绳15，左侧牵拉绳15的一端连接在左牵拉固定点11处，左侧牵拉绳15的另一端与左侧收绳执行器17连接，左侧收绳执行器17固定在左后支撑腿9上；左侧收绳执行器17的电动旋转可控制左侧牵拉绳15的长度。

右驱动机构包括右侧牵拉绳16，右侧牵拉绳16的一端连接在右牵拉固定点12处，右侧牵拉绳16的另一端与右侧收绳执行器18连接，右侧收绳执行器18固定在右后支撑腿10上，右侧收绳执行器18的电动旋转可控制右侧牵拉绳16的长度。

工作时将所需要的目标旋转角度和牵拉绳张紧力作为控制目标，将两个收绳执行器的旋转作为控制手段，构成双入双出的自动控制系统，实现跟踪角度和张紧力的双重控制。

左右牵拉绳驱动方案二，如图3、4所示：

采用单电机双层绕线轮的驱动方案，在左后支撑腿9和右后支撑腿10之间设置有安装支架21，安装支架21上设置有双层绕线轮22和绕线轮驱动电机23，双层绕线轮22上设置有绕线轮下收线槽26和绕线轮上收线槽27，绕线轮下收线槽26和绕线轮上收线槽27的绕线方向相反。

左驱动机构包括左侧牵拉绳15，左侧牵拉绳15的一端通过左侧张紧弹簧19连接在左牵拉固定点11处，左侧牵拉绳15的另一端经过左侧导向滑轮24调整方向后连接至绕线轮下收线槽26。

右驱动机构包括右侧牵拉绳16，右侧牵拉绳16的一端通过右侧张紧弹簧20连接在右牵拉固定点12处，右侧牵拉绳16的另一端经过右侧导向滑轮25调整方向后连接至绕线轮上收线槽27。

当双层绕线轮22在绕线轮驱动电机23带动下旋转时，左侧牵拉绳15和右牵拉绳16分别收紧和放松并带动跟踪支架旋转。例如双层绕线轮22顺时针旋转时从支架后向前看，双层绕线轮下收线槽26中顺时针缠绕的左侧牵拉绳15开始放绳，绳长变长，而双层绕线轮上收线槽27中逆时针缠绕的右侧牵拉绳16开始收绳，绳长变短。跟踪支架横向牵拉梁3在两根牵拉绳一收一放的作用下向右侧倾侧旋转。双层绕线轮22逆时针旋转时的情况正好相反。

通过合理设置左侧导向滑轮24和右侧导向滑轮25的位置，以及双层绕线轮22的轮径，可以保证收回的绳长产生的牵拉横梁偏转角与放出绳长产生的牵拉横梁偏转角基本相等。微小的绳长偏差可以被左右两侧的张紧弹簧吸收，始终维持牵拉绳的张紧状态。

左侧张紧弹簧19和右侧张紧弹簧20可以只安装一侧，当只安装一侧时，未安装弹簧侧的牵拉绳需直接连接在对应的牵拉固定点上。例如不安装左侧张紧弹簧19时，左侧牵拉绳的端头需直接连接在左牵拉固定点11上。

左右牵拉绳驱动方案三，如图5所示：

该方案采用单电机单链条的驱动方案，采用不打滑的链条代替软绳。在左后支撑腿9和右后支撑腿10之间设置有安装支架21，安装支架21上设置有主驱动链轮28，主驱动链轮28通过旋转可以调节两侧传动链条31的长度。

驱动机构包括一根连接在左侧张紧弹簧19下部的驱动链条31，该驱动链条31通过左侧链条支撑轮29调整方向后，连接至主驱动链轮28。再从主驱动链轮28通过右侧链条支撑轮30调整方向后，连接至右侧张紧弹簧20的下部。

当主驱动链轮28在链轮驱动电机带动下旋转时，传动链条31的左侧部分和右侧部分，将分别收紧和放松并带动跟踪支架旋转。通过合理设置左侧链条支撑轮29和右侧链轮30的位置，可以保证旋转过程中传动链条31的左侧部分与右侧部分的长度之和维持近似不变。并通过设置左侧张紧弹簧19和右侧张紧弹簧20的方法始终保持两个牵拉绳的张紧状态。

当主驱动链轮28顺时针旋转时从支架后向前看，传动链条的左侧部分变短，右侧部分变长，在链条的牵拉作用下，跟踪支架绕前旋转支撑轴4和后旋转支撑轴7发生逆时针旋转。

左侧张紧弹簧19和右侧张紧弹簧20可以只安装一侧，当只安装一侧时，未安装弹簧侧的链条需直接连接在对应的牵拉固定点上。例如不安装左侧张紧弹簧19时，左侧链条端头需直接连接在左牵拉固定点11上。

Claims (7)

1.一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，其特征在于，包括一端相连接的左侧主梁(1)和右侧主梁(2)，左侧主梁(1)和右侧主梁(2)的相连接的一端连接到前支撑结构上，左侧主梁(1)和右侧主梁(2)之间连接有横向牵拉梁(3)，左侧主梁(1)、右侧主梁(2)和横向牵拉梁(3)构成“A”型结构；

横向牵拉梁(3)中部设置有后旋转支撑轴(7)，后旋转支撑轴(7)与后旋转支撑座(8)连接，后旋转支撑座(8)与左后支撑腿(9)、右后支撑腿(10)均连接，左后支撑腿(9)和右后支撑腿(10)分别固定在左后立柱和右后立柱上，左侧主梁(1)与横向牵拉梁(3)的连接处左牵拉固定点(11)与左后支撑腿(9)之间连接有左驱动机构，右侧主梁(2)与横向牵拉梁(3)的连接处右牵拉固定点(12)与右后支撑腿(10)之间连接有右驱动机构；

左侧主梁(1)和右侧主梁(2)上设置有若干横向檩条(13)用于固定光伏电池板(14)。

2.根据权利要求1所述的一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，其特征在于，所述前支撑结构包括前立柱(5)，前立柱(5)的顶部设置有前旋转支撑座(6)，前旋转支撑座(6)上安装前旋转支撑轴(4)，前旋转支撑轴(4)与所述左侧主梁(1)、右侧主梁(2)的连接处相连，前旋转支撑轴(4)与所述后旋转支撑轴(7)同轴。

3.根据权利要求1所述的一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，其特征在于，所述左驱动机构包括左侧牵拉绳(15)，左侧牵拉绳(15)的一端连接在所述左牵拉固定点(11)处，左侧牵拉绳(15)的另一端与左侧收绳执行器(17)连接，左侧收绳执行器(17)固定在所述左后支撑腿(9)上；

所述右驱动机构包括右侧牵拉绳(16)，右侧牵拉绳(16)的一端连接在所述右牵拉固定点(12)处，右侧牵拉绳(16)的另一端与右侧收绳执行器(18)连接，右侧收绳执行器(18)固定在所述右后支撑腿(10)上。

4.根据权利要求1所述的一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，其特征在于，所述左后支撑腿(9)和所述右后支撑腿(10)之间设置有安装支架(21)，安装支架(21)上设置有双层绕线轮(22)和绕线轮驱动电机(23)，双层绕线轮(22)上设置有绕线轮下收线槽(26)和绕线轮上收线槽(27)，绕线轮下收线槽(26)和绕线轮上收线槽(27)的绕线方向相反；

所述左驱动机构包括左侧牵拉绳(15)，左侧牵拉绳(15)的一端连接在所述左牵拉固定点(11)处，左侧牵拉绳(15)的另一端经过左侧导向滑轮(24)调整方向后连接至绕线轮下收线槽(26)；

所述右驱动机构包括右侧牵拉绳(16)，右侧牵拉绳(16)的一端连接在所述右牵拉固定点(12)处，右侧牵拉绳(16)的另一端经过右侧导向滑轮(25)调整方向后连接至绕线轮上收线槽(27)。

5.根据权利要求4所述的一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，其特征在于，在所述牵拉绳上还设置有辅助张紧装置。

6.根据权利要求1所述的一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，其特征在于，所述左后支撑腿(9)和所述右后支撑腿(10)之间设置有安装支架(21)，安装支架(21)上设置有主驱动链轮(28)，主驱动链轮(28)上缠绕驱动链条(31)，通过主驱动链轮(28)的旋转可以调整驱动链条(31)在左右两侧的长度；

所述驱动链条(31)的一端通过左侧张紧弹簧(19)连接在所述左牵拉固定点(11)处，驱动链条(31)通过左侧链条支撑轮(29)调整方向后连接到主驱动链轮(28)，再从主驱动链轮(28)通过右侧链条支撑轮30调整方向后，通过右侧张紧弹簧(20)连接至右牵拉固定点(12)。

7.根据权利要求6所述的一种双主梁结构的双边牵拉式斜单轴跟踪支架，其特征在于，在所述链条上还增加辅助张紧装置。