CN208548864U - 一种太阳能追踪系统传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能追踪系统传动装置，包括立柱、横梁、弧形梁、弧形梁支架和角度调节机构，所述横梁通过一枢接轴枢设连接于所述立柱上，光伏板和所述弧形梁支架均固定设置在所述横梁上，所述弧形梁与所述弧形梁支架固定连接且所述弧形梁与所述枢接轴同心；所述角度调节机构被定位设置，用于驱动所述弧形梁绕其弧心转动以调节光伏板相对于所述立柱的角度。本实用新型采用单梁降重心的传动结构，使支架的安装重心与转动中心相重合，减少了翻转力矩对整个传动系统产生的不利影响，提高了系统的结构稳定性；解决了现有太阳能追踪系统传动装置需定期维护、材料成本高以及运动噪声、磨损、安装调试困难、受力差等问题。

Description

一种太阳能追踪系统传动装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用设备技术领域，尤其涉及一种太阳能追踪系统传动装置。

背景技术

太阳能作为一种环保能源，具有清洁性和永久性的特点，已经得到了广泛的应用。现有的太阳能发电方式可分为光伏发电、光感应发电、光化学发电和光生物发电，其中光伏发电是太阳能发电的主流方式。光伏发电中，光伏支架承载着光伏面板发电主体，是光伏电站的重要组成部分。现阶段，光伏支架系统主要分为两种：固定式及跟踪式。固定式的光伏支架系统无法跟踪太阳的转动，具有发电量较低的缺陷。跟踪式的光伏支架系统能够实时跟踪太阳转动，具有发电量较高的优点。跟踪式的光伏支架系统中，单轴跟踪支架因为结构简便，应用更为广泛。单轴跟踪支架中支架的安装受力更容易影响到整个系统运行的稳定和使用寿命，因此降低单轴跟踪支架中支架的重心，就能起到既降低安装难度同时又减少传动部件的受力的效果。

目前跟踪式的光伏支架系统上的传动装置，市场上主要采用蜗杆箱或推杆进行传动，此类支架安装后光伏板跟踪转动过程中其重心未能和整个支架的几何中心相重合，因此跟踪转动过程中会产生较大的翻转力矩，对整个系统的运行及其稳定性都是不利的。

例如，中国公开专利号为CN204287975U一种用于太阳能光热发电系统中的太阳能跟踪集热装置的专利文献中公开了“包括位于两端的立柱，在立柱上架设有中心轴；在中心轴的两侧沿轴向并列设有多组反光镜固定装置，该装置包括弧形的反光镜面板、直管状的横梁及附属支架，反光镜面板通过V形的面板支架固定于所述横梁，横梁通过直杆状的横梁支架固定于所述中心轴；在所述中心轴上还设有与之垂直设置、前端从两组所述反光镜面板之间伸出至焦点处的多个集热管架，所述各集热管架的中心线共面；在两所述横梁之间架设有圆弧形的齿条，所述齿条的圆心位于所述中心轴的轴线上，在所述立柱上还设有驱动所述齿条移动的动力装置”。然而，这种太阳能跟踪集热装置中，齿条以及齿轮均为金属材质，需要定期润滑保养，材料成本和人力成本高，且安装跟踪重心高，重心与几何转动中心不重合，支架传动部分受力大；而通常太阳能跟踪装置设置于室外或屋面上，使用环境恶劣，维护作业不便，极易导致设备磨损甚至故障失效。

因此，亟待开发出一种安装跟踪重心低、投入成本低、方便安装，且能适应于恶劣环境、维护作业方便、故障率低的太阳能追踪系统传动装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种安装跟踪重心低、投入成本低、方便安装，且能适应于恶劣环境、维护作业方便、故障率低的太阳能追踪系统传动装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型提供的一种太阳能追踪系统传动装置，包括立柱、横梁、弧形梁、弧形梁支架和角度调节机构，所述横梁通过一枢接轴枢设连接于所述立柱上，光伏板和所述弧形梁支架均固定设置在所述横梁上，所述弧形梁与所述弧形梁支架固定连接且所述弧形梁与所述枢接轴同心；所述角度调节机构被定位设置，用于驱动所述弧形梁绕其弧心转动以调节光伏板相对于所述立柱的角度。

进一步的，所述横梁包括一中间横梁和与中间横梁两端分别固定连接的二侧端横梁，光伏板和所述弧形梁支架均固定设置在所述中间横梁上，所述立柱包括一中间立柱和二侧端立柱，分别同中间横梁和二侧端横梁枢设连接。所述横梁由一中间横梁和固定连接于中间横梁两端的二侧端横梁构成，以将安装光伏板后的重心与弧形梁支架转动的几何中心保持一致，从而消除跟踪转动过程中的重心不重合产生的影响。

更进一步的，所述二侧端横梁高度一致，所述中间横梁与所述二侧端横梁具有高度差。此种横梁的安装连接方式，通过将一段横梁整体划分成三段后通过横梁连接件进行固定连接，实现了光伏板安装后整体支架重心与其几何中心相重合，避免了因重心升高而产生额外的翻转力矩，提高了支架的运行稳定性。

更进一步的，所述中间立柱通过轴套、轴套座和轴套座固定件与所述中间横梁枢设连接，所述轴套座通过所述轴套座固定件固定在所述中间立柱上，所述轴套设置于所述轴套座内，所述中间横梁设置于所述轴套内。

更进一步的，所述轴套座固定件为角铁，所述角铁和所述立柱上均开设有位置相对的椭圆形的第一安装孔。所述第一安装孔设置为椭圆形，是为了提高追踪系统传动装置的适应性，便于现场的安装。

更进一步的，二侧端立柱均是通过横梁悬挂支座而与二侧端横梁枢设连接，所述横梁悬挂支座内开设有第二安装孔，所述侧端横梁枢设连接在所述第二安装孔内。

更进一步的，所述横梁悬挂支座的所述第二安装孔内设置有球关节轴承。所述球关节轴承的设置，可补偿安装过程中产生的角度偏差，提高支架的适应性。

更进一步的，所述第二安装孔往下凸伸一耳板，所述耳板上开设一枢接孔，所述枢接孔的轴心与所述中间横梁的枢接轴轴心位于同一直线上，所述第二安装孔内还设置有枢设于所述枢接孔的横梁上固定件和横梁下固定件，横梁上固定件和横梁下固定件组配形成一供侧端横梁插入的组配通孔。所述横梁上固定件和横梁下固定件的设置，在降低了重心的情况下同时也保证了横梁在一定角度内的灵活、稳定运转。

更进一步的，所述横梁悬挂支座的形状为倒三角形。

进一步的，所述角度调节机构包括一弧形齿条和一与该弧形齿条相啮合的蜗杆，所述蜗杆安装在所述立柱上，所述弧形齿条与所述弧形梁同曲率，且所述弧形齿条与所述弧形梁固定连接。

更进一步的，所述角度调节机构还包括一U形的夹持件，所述夹持件固定设置在所述立柱上，所述夹持件上开设有一通腔，所述通腔上相对的两侧分别安装有所述蜗杆以及一定位滚子，所述弧形梁穿过所述通腔并在所述定位滚子的抵触定位的作用下以使所述弧形齿条与所述蜗杆相啮合。所述蜗杆通过U形的夹持件而固定在所述立柱上，可实现高度的快速调节定位。

更进一步的，所述弧形齿条是由多段与弧形梁同曲率的齿条拼接组成。

更进一步的，所述弧形梁上开设有一弧形的安装槽，所述弧形齿条装入该安装槽内并固定。

更进一步的，所述弧形梁的安装槽的两端设有限位装置，所述弧形齿条装入该安装槽后由安装槽两端的所述限位装置限位，从而实现了自润滑、静音传动的效果。

更进一步的，所述弧形梁的安装槽为燕尾槽，所述限位装置为螺栓或限位挡块。

更进一步的，所述弧形梁远离所述安装槽的一侧设有注胶孔，所述弧形齿条安装到所述安装槽后，通过所述注胶孔向所述弧形梁与所述弧形齿条的间隙注射结构胶。所述结构胶的注射，可以增强弧形齿条的强度。

本实用新型采用如上技术方案，具有如下有益效果：

本实用新型通过使用高分子塑料的弯弧齿条，利用高分子材料的自润滑性来实现结构的静音运行且能承受较大的极限载荷，不需要日常频繁的维护操作；同时，圆弧齿条是由多段的齿条拼接组合制成，更换简单，可针对易磨损区段定位更换，长期使用维护成本大为降低；且在每段齿条中注有高强度结构胶，增强了齿条的受力；本实用新型采用单梁降重心的传动结构，使支架的安装重心与转动中心相重合，减少了翻转力矩对整个传动系统产生的不利影响，提高了系统的结构稳定性；解决了现有太阳能追踪系统传动装置需定期维护、材料成本高以及运动噪声、磨损、安装调试困难、受力差等问题。

附图说明

图1为实施例1装配状态下的立体示意图。

图2为实施例1装配状态下的主视示意图。

图3为实施例1装配状态下的后视示意图。

图4为实施例1装配状态下的左视示意图。

图5为实施例1装配状态下的右视示意图。

图6为实施例1装配状态下的仰视示意图。

图7为实施例1装配状态下的俯视示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

下面以应用于太阳能利用设备技术领域为例来展示本实用新型，但本领域的技术人员可以根据实际应用场合对本实用新型进行实施和适当调整，不应视为对本实用新型的限制。

如图1-图7所示，本实施例提供的一种太阳能追踪系统传动装置，包括立柱1(立柱1通过工程施力与地面连接)、横梁2、弧形梁3、弧形梁支架4和角度调节机构，所述横梁2通过一枢接轴(本实施例中，所述中间横梁21本身作为枢接轴，中间横梁21的中心即为枢接轴轴心；侧端横梁22的枢接轴不是其本身，通过一额外的设置在枢接孔内的枢接轴实现与侧端立柱12的枢设连接)枢设连接于所述立柱1上，光伏板(图中未示意，为常规太阳能利用设备技术领域中的任意光伏板，可通过现有技术获得，在此不再详述)和所述弧形梁支架4均固定设置在所述横梁2上，所述弧形梁3与所述弧形梁支架4固定连接且所述弧形梁3与所述枢接轴同心(即中间横梁21的枢接轴轴心、侧端横梁22的枢接轴轴心以及弧形梁3的弧心在同一直线上)；所述角度调节机构被定位设置(本实施例中的角度调节机构被定位设置在中间立柱11上)，用于驱动所述弧形梁3绕其弧心转动以调节光伏板相对于所述立柱1的角度，从而达到实时追踪太阳以发电的目的。

如图1所示，所述横梁2包括一中间横梁21和与中间横梁21两端分别固定连接的二侧端横梁22，光伏板和所述弧形梁支架4均固定设置在所述中间横梁21上，所述立柱1包括一中间立柱11和二侧端立柱12，分别同中间横梁21和二侧端横梁22枢设连接。所述横梁2由一中间横梁21和固定连接于中间横梁21两端的二侧端横梁22构成，以将安装光伏板后的重心与弧形梁支架4转动的几何中心保持一致，从而消除跟踪转动过程中的重心不重合产生的影响。

如图4和图5所示，所述二侧端横梁22高度一致，所述中间横梁21与所述二侧端横梁22具有高度差。此种横梁的安装连接方式，通过将一段横梁整体划分成三段后通过横梁连接件23(本实施例中该横梁连接件23为两端分别与中间横梁21和侧端横梁22焊接在一起的焊接板，但不局限于此，在其它实施例中也可以通过螺接或铆接等方式实现中间横梁21与侧端横梁22的固定连接，或者中间横梁21和侧端横梁22一体形成)连接，实现了光伏板安装后整体支架重心与其几何中心相重合，避免了因重心升高而产生额外的翻转力矩，提高了支架的运行稳定性。

如图1所示，所述中间立柱11通过轴套、轴套座111和轴套座固定件112与所述中间横梁21枢设连接，所述轴套座111通过所述轴套座固定件112固定在所述中间立柱11上，所述轴套设置于所述轴套座111内，所述中间横梁21设置于所述轴套内。本实施例中，轴套座固定件112，在现场安装中与中间立柱11相连接。

如图1、图4和图5所示，所述轴套座固定件112为角铁，所述角铁和所述立柱1上均开设有位置相对的椭圆形的第一安装孔7。所述第一安装孔7设置为椭圆形，是为了提高追踪系统传动装置的适应性，便于现场的安装。

如图1所示，二侧端立柱12均是通过横梁悬挂支座61而与二侧端横梁22枢设连接，所述横梁悬挂支座61内开设有第二安装孔，所述侧端横梁22枢设连接在所述第二安装孔内。

本实施例中，所述横梁悬挂支座61的所述第二安装孔内设置有球关节轴承(图中为示意，为常规可通过现有技术获得的球关节轴承，在此不再详述)。所述球关节轴承的设置，可补偿安装过程中产生的角度偏差，提高支架的适应性。

如图1所示，所述第二安装孔往下凸伸一耳板8，所述耳板8上开设一枢接孔，所述枢接孔的轴心与所述中间横梁21的枢接轴轴心位于同一直线上，所述第二安装孔内还设置有枢设于所述枢接孔的横梁上固定件62和横梁下固定件63(本实施例中横梁上固定件62和横梁下固定件63上均开设有销孔，销孔与枢接孔位置相对，侧端横梁22处的枢接轴为插销，即通过将一根插销同时插入销孔和枢接孔，来实现中间横梁21转动时带动侧端横梁22绕该插销转动)，横梁上固定件62和横梁下固定件63组配形成一供侧端横梁22插入的组配通孔。所述横梁上固定件62和横梁下固定件63的设置，在降低了重心的情况下同时也保证了横梁在一定角度内的灵活、稳定运转。本实施例中，光伏板安装于中间横梁21上，光伏发电装置中用于与光伏板配合的其它部件安装在二侧端横梁22上。

如图1所示，所述横梁悬挂支座61的形状为倒三角形，以降低侧端横梁22处的重心。

如图1所示，所述角度调节机构包括一弧形齿条51和一与该弧形齿条51相啮合的蜗杆52，所述蜗杆52安装在所述立柱1上，所述弧形齿条51与所述弧形梁3同曲率，且所述弧形齿条51与所述弧形梁3固定连接。

如图1所示，所述角度调节机构还包括一U形的夹持件53，所述夹持件53固定设置(通过螺栓进行锁紧固定，但不局限于此，在其它实施例中，也可以通过铆接或焊接等方式实现固定，在此不再详述)在所述中间立柱1上，所述夹持件53上开设有一通腔，所述通腔上相对的两侧分别安装有所述蜗杆52以及一定位滚子，所述弧形梁3穿过所述通腔并在所述定位滚子的抵触定位的作用下以使所述弧形齿条51与所述蜗杆52相啮合。所述蜗杆52通过U形的夹持件53而固定在所述立柱1上，可实现高度的快速调节定位。

如图1所示，所述弧形齿条51是由多段与弧形梁3同曲率的齿条拼接组成。优选的，所述弧形梁3上开设有一弧形的安装槽(本实施例中，所述弧形梁3的安装槽为燕尾槽，但不局限于此，在其它实施例中，还可以是其它形状的安装槽)，所述弧形齿条51装入该安装槽内并固定。所述弧形梁3的安装槽的两端设有限位装置，所述弧形齿条51装入该安装槽后由安装槽两端的所述限位装置限位。其具体安装方式为：弧形梁3的安装槽两端设有限位装置，在该实施例中，限位装置为螺栓(但不局限于此，在其它实施例中，还可以是限位挡块等其它任意的常规限位装置，在此不再详述)，多组该弧形齿条逐条装入该安装槽后由安装槽两端的该限位装置限位并固定，进而实现了多组的该弧形齿条依次装入该安装槽内并固定组成弧形齿条；在其它实施例中，弧形齿条还可以是一体式结构，同样可实现该实用新型技术效果。

如图1所示，弧形梁3的两端分别连接有弧形梁支架4，且该弧形梁通过该弧形梁支架4连接到中间横梁21上；该弧形梁支架4通过螺栓组件与该弧形梁3固定连接；该弧形梁3还设有一沿弧线的空腔，位于安装槽的底面开设有避位槽，进而使该螺栓组件的螺母沉入该空腔内；在其它实施方式中，也可以是螺杆头沉入该空腔内；进而实现了对弧形齿条51的拆装避位作用，即更换弧形齿条51的操作过程中，只需要拆开限位装置，即可实现弧形齿条51的取出操作，避免了过多的零件拆装，简化了操作难度。

本实施例中，该弧形齿条51由高分子塑料制成，进而实现了自润滑、静音传动的效果，同时，定位滚子也是由高分子塑料制成。

本实施例中，所述弧形梁3远离所述安装槽的一侧设有注胶孔，所述弧形齿条51安装到所述安装槽后，通过所述注胶孔向所述弧形梁3与所述弧形齿条51的间隙注射结构胶。所述结构胶的注射，可以增强弧形齿条的强度。

如图4和图5所示，所述二侧端横梁22高度一致，所述中间横梁21与所述二侧端横梁22具有高度差。横梁连接件23安装在中间横梁21两端，中间横梁21由轴套固定在轴套座上，轴套座通过轴套座固定件112与中间立柱11连接；横梁连接件23的另外两端与两边的侧端横梁22相连接，弧形梁支架4槽口部分通过螺栓将其固定在中间横梁21上，弧形梁支架4的另一端圆孔与弧形梁3连接，弧形梁3运动通过弧形梁支架4传递到中间横梁21上带动光伏板转动。此种横梁安装连接方式，通过将一段横梁整体划分成三段后通过横梁连接件连接，实现了光伏板安装后整体支架重心与其几何中心相重合，避免了因重心升高而产生额外的翻转力矩，提高了支架的运行稳定性。

本实用新型通过使用高分子塑料的弯弧齿条，利用高分子材料的自润滑性来实现结构的静音运行且能承受较大的极限载荷，不需要日常频繁的维护操作；同时，圆弧齿条是由多段的齿条拼接组合制成，更换简单，可针对易磨损区段定位更换，长期使用维护成本大为降低；且在每段齿条中注有高强度结构胶，增强了齿条的受力；本实用新型采用单梁降重心的传动结构，使支架的安装重心与转动中心相重合，减少了翻转力矩对整个传动系统产生的不利影响，提高了系统的结构稳定性；解决了现有太阳能追踪系统传动装置需定期维护、材料成本高以及运动噪声、磨损、安装调试困难、受力差等问题。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于：所述角度调节机构为齿轮齿条机构，安装方式参考实施例1，但不局限于此，还可以是其它常规可用于调节角度的机构，在此不再详述。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：包括立柱、横梁、弧形梁、弧形梁支架和角度调节机构，所述横梁通过一枢接轴枢设连接于所述立柱上，光伏板和所述弧形梁支架均固定设置在所述横梁上，所述弧形梁与所述弧形梁支架固定连接且所述弧形梁与所述枢接轴同心；所述角度调节机构被定位设置，用于驱动所述弧形梁绕其弧心转动以调节光伏板相对于所述立柱的角度。

2.根据权利要求1所述的太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：所述横梁包括一中间横梁和与中间横梁两端分别固定连接的二侧端横梁，光伏板和所述弧形梁支架均固定设置在所述中间横梁上，所述立柱包括一中间立柱和二侧端立柱，分别同中间横梁和二侧端横梁枢设连接。

3.根据权利要求2所述的太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：所述二侧端横梁高度一致，所述中间横梁与所述二侧端横梁具有高度差。

4.根据权利要求2或3所述的太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：所述中间立柱通过轴套、轴套座和轴套座固定件与所述中间横梁枢设连接，所述轴套座通过所述轴套座固定件固定在所述中间立柱上，所述轴套设置于所述轴套座内，所述中间横梁设置于所述轴套内。

5.根据权利要求4所述的太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：所述轴套座固定件为角铁，所述角铁和所述立柱上均开设有位置相对的椭圆形的第一安装孔。

6.根据权利要求2或3所述的太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：二侧端立柱均是通过横梁悬挂支座而与二侧端横梁枢设连接，所述横梁悬挂支座内开设有第二安装孔，所述侧端横梁枢设连接在所述第二安装孔内。

7.根据权利要求6所述的太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：所述横梁悬挂支座的所述第二安装孔内设置有球关节轴承；所述横梁悬挂支座的形状为倒三角形。

8.根据权利要求6所述的太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：所述第二安装孔往下凸伸一耳板，所述耳板上开设一枢接孔，所述枢接孔的轴心与所述中间横梁的枢接轴轴心位于同一直线上，所述第二安装孔内还设置有枢设于所述枢接孔的横梁上固定件和横梁下固定件，横梁上固定件和横梁下固定件组配形成一供侧端横梁插入的组配通孔。

9.根据权利要求1所述的太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：所述角度调节机构包括一弧形齿条和一与该弧形齿条相啮合的蜗杆，所述蜗杆安装在所述立柱上，所述弧形齿条与所述弧形梁同曲率，且所述弧形齿条与所述弧形梁固定连接。

10.根据权利要求9所述的太阳能追踪系统传动装置，其特征在于：所述角度调节机构还包括一U形的夹持件，所述夹持件固定设置在所述立柱上，所述夹持件上开设有一通腔，所述通腔上相对的两侧分别安装有所述蜗杆以及一定位滚子，所述弧形梁穿过所述通腔并在所述定位滚子的抵触定位的作用下以使所述弧形齿条与所述蜗杆相啮合。