CN210839429U - 一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，包括支架、两条轨道、两个传动盒；支架将轨道固定于杆柱上，轨道为圆弧形，轨道内侧设有齿槽；传动盒设有电机和直齿轮，直齿轮与齿槽内的齿牙啮合；电机通过传动机构驱动直齿轮转动并沿齿槽移动，从而带动整个传动盒沿轨道移动；两传动盒上安装有用于固定光伏板的背板，背板与传动盒活动连接。本实用新型可用于自动调节采集终端备电系统的光伏组件的角度，使其“跟踪”太阳光的照射角度，从而增加太阳光能的利用率，具有良好的应用前景。

Description

一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构

技术领域

本实用新型涉及机械传动设备领域，具体涉及一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构。

背景技术

采集终端备电系统是一款可以在电网长期断电情况下保持电能表和专变采集终端供电的设备，通过“光伏+储能+逆变”模式实现三种等级交流电压(220V/100V/57.7V)的同时输出，可以满足现有各种电压等级的专变采集终端及电能表供电。产品具有电网智能检测、自动投切、可分时供电等技术优势，并且具有供电时间长、体积小、免维护、能源清洁等实用特点。可应用于季节性停电的场合为电能表和专变终端供电，保证上线率和数据采集成功率，如小水电、工厂、矿场、农电等多种场合。具有，能源清洁，持续可靠，技术成熟，供电稳定，离网供电，不需维护等优点。

采集终端备电系统一般与光伏板一起安装于杆柱上，这样可有效避免光伏板被建筑物遮挡，便于光伏板采集太阳光能。在采集光能过程中，由于地球的自转和公转，因此当光伏板固定不动时，在一天中，太阳照射光伏板的角度会发生变化，而该角度影响采集光能的效率，最佳的角度是光伏板垂直于太阳的照射角度。

但安装于杆柱上的光伏板的角度不方便调节，而且要让光伏板“跟踪”太阳，需要在一天中多次调节，依靠人力实现并不现实。因此需要设计一种调整机构，然光伏板跟随太阳的照射方向转动，以便于增加太阳能的利用率。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述的技术问题，而提供一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构。

本实用新型是按照以下技术方案实现的：

一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，包括支架和传动盒；所述支架包括套接在杆柱上的第一固定圈和第二固定圈，以及一端固定于杆柱上的第一支撑杆和第二支撑杆；第一固定圈和第二固定圈分别通过第一连接杆和第二连接杆连接第一轨道和第二轨道；所述第一轨道和第二轨道均为圆弧形，其底部分别连接第一支撑杆和第二支撑杆；第一轨道和第二轨道的截面均为“工”字形，其两侧分别形成滑轮槽和齿槽，顶部形成滚珠槽；所述齿槽底部形成齿牙；所述传动盒包括沿第一轨道滑动的第一传动盒和沿第二轨道滑动的第二传动盒；所述传动盒内部均设有电机和直齿轮，直齿轮与第一轨道或第二轨道上的齿槽内的齿牙啮合；电机通过传动机构驱动直齿轮转动并沿齿槽移动，从而带动整个传动盒沿第一轨道或第二轨道移动；所述支架还包括用于固定光伏板的背板，所述背板与第一传动盒和第二传动盒均活动连接。

进一步的，所述传动盒包括封闭的电机腔和半封闭的齿轮腔，电机腔和齿轮腔之间设有隔板；所述传动机构包括嵌套于电机的转子上的第一锥齿轮，与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，连接第二锥齿轮与直齿轮的传动轴，传动轴与隔板之间设有防水轴承。

进一步的，所述隔板位于齿轮腔的一侧安装有多个沿滚珠槽滑动的万向滚珠，齿轮腔靠近滑轮槽一侧的内壁上安装有沿滑轮槽滚动的滑轮，滑轮外沿紧贴滑轮槽上边沿滚动，滑轮与齿轮腔侧壁之间设有滑轮轴。

进一步的，所述第一固定圈、第二固定圈、第一支撑杆、第二支撑杆均通过螺钉锁紧固定于杆柱上。

进一步的，所述第一传动盒顶部设有两根第一套管，第二传动盒侧壁设有两根第二套管，背板的顶部和底部中央向外形成矩形的突起部，突起部两端向两侧伸出两根固定轴，其中位于底部突起部的两根第一固定轴插入第一套管中，位于顶部突起部的两根第二固定轴插入第二套管中。

进一步的，所述第一固定圈和第二固定圈外边沿分别设有第一穿线孔和第二穿线孔；用于控制两个传动盒内电机的两根线缆从备电系统的主机箱中引出，分别经第一穿线孔和第二穿线孔连接第一传动盒和第二传动盒。

进一步的，所述传动盒按隔板平行于轨道所在平面的方向安装；转子平行于隔板。

进一步的，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮的齿数比为3:1或4:1。

进一步的，所述第一轨道位于第二轨道的下方，且第一轨道的总长度大于第二轨道的总长度。

本实用新型具有的优点和有益效果是：

本实用新型可用于自动调节采集终端备电系统的光伏组件的角度，使其“跟踪”太阳光的照射角度，从而增加太阳光能的利用率，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型安装于杆柱上的示意图；

图2是本实用新型中传动盒内部的结构示意图；

图3是本实用新型中第一固定圈和第一轨道的俯视图；

图4是本实用新型中第二固定圈和第二轨道的俯视图；

图5是本实用新型中第一传动盒和第一轨道的结构示意图；

图6是本实用新型中背板的结构示意图。

其中，1.第一固定圈；2.第二固定圈；3.第一轨道；301.滑轮槽；302.滚珠槽；303.齿槽；304.齿牙；4.第二轨道；5.第一传动盒；501.电机腔；502.隔板；503.齿轮腔；504.电机；505.万向滚珠；506.滑轮；507.直齿轮；508.传动轴；509.转子；510.第一锥齿轮；511.第二锥齿轮；6.第二传动盒；7.第一支撑杆；8.第二支撑杆；9.第一套管；10.第一固定轴；11.第一连接杆；12.第二连接杆；13.第一穿线孔；14.第二穿线孔；15.线缆；16.第二套管；17.第二固定轴；18.杆柱；19.光伏板；20.背板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。

如图1～6所示，一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，包括支架和传动盒；所述支架包括套接在杆柱18上的第一固定圈1和第二固定圈2，以及一端固定于杆柱18上的第一支撑杆7和第二支撑杆8；第一固定圈1和第二固定圈2分别通过第一连接杆11和第二连接杆12连接第一轨道3和第二轨道4；所述第一轨道3和第二轨道4均为圆弧形，其底部分别连接第一支撑杆7和第二支撑杆8；第一轨道3和第二轨道4的截面均为“工”字形，其两侧分别形成滑轮槽301和齿槽303，顶部形成滚珠槽302；所述齿槽303底部形成齿牙304；所述传动盒包括沿第一轨道3滑动的第一传动盒5和沿第二轨道4滑动的第二传动盒6；所述传动盒内部均设有电机504和直齿轮507，直齿轮507与第一轨道3或第二轨道4上的齿槽303内的齿牙304啮合；电机504通过传动机构驱动直齿轮507转动并沿齿槽303移动，从而带动整个传动盒沿第一轨道3或第二轨道4移动；所述支架还包括用于固定光伏板19的背板20，所述背板20与第一传动盒5和第二传动盒6均活动连接。

所述传动盒包括封闭的电机腔501和半封闭的齿轮腔503，电机腔501和齿轮腔503之间设有隔板502；所述传动机构包括嵌套于电机504的转子509上的第一锥齿轮510，与第一锥齿轮510啮合的第二锥齿轮511，连接第二锥齿轮511与直齿轮507的传动轴508，传动轴508与隔板502之间设有防水轴承。

所述隔板502位于齿轮腔503的一侧安装有多个沿滚珠槽302滑动的万向滚珠505，齿轮腔503靠近滑轮槽301一侧的内壁上安装有沿滑轮槽301滚动的滑轮506，滑轮506外沿紧贴滑轮槽301上边沿滚动，滑轮506与齿轮腔503侧壁之间设有滑轮轴。

所述第一固定圈1、第二固定圈2、第一支撑杆7、第二支撑杆8均通过螺钉锁紧固定于杆柱18上。

所述第一传动盒5顶部设有两根第一套管9，第二传动盒6侧壁设有两根第二套管16，背板20的顶部和底部中央向外形成矩形的突起部，突起部两端向两侧伸出两根固定轴，其中位于底部突起部的两根第一固定轴10插入第一套管9中，位于顶部突起部的两根第二固定轴17插入第二套管16中。

所述第一固定圈1和第二固定圈2外边沿分别设有第一穿线孔13和第二穿线孔14；用于控制两个传动盒内电机504的两根线缆15从备电系统的主机箱中引出，分别经第一穿线孔13和第二穿线孔14连接第一传动盒5和第二传动盒6。

所述传动盒按隔板502平行于轨道所在平面的方向安装；转子509平行于隔板502。

所述第一锥齿轮510与第二锥齿轮511的齿数比为3:1或4:1。

所述第一轨道3位于第二轨道4的下方，且第一轨道3的总长度大于第二轨道4的总长度，从而保证光伏板19朝向太阳设置。

本实用新型的原理和使用方法为：

(1)在采集终端备电系统主机箱安装位置的上方安装本实用新型，首先根据光伏板19的尺寸选择合适的背板20并计算第一固定圈1和第二固定圈2之间的高度差。

(2)如图1所示，安装第一固定圈1和第二固定圈2，第二固定圈2位于第一固定圈1上方；二者通过螺丝锁紧在杆柱18上。

(3)安装传动盒，以第一传动盒5为例，将第一传动盒5的齿轮腔503中靠近第一轨道3内侧的侧板拆下，齿轮腔503的另外两个侧板上有供第一轨道3穿过的“工”字形开口，将第一轨道3的一端，自其中一块侧板上的开口外侧穿入，再从另一块侧板上的开口穿出。此过程中注意使万向滚珠505卡入滚珠槽302内，滑轮506卡入滑轮槽301内，直齿轮507与齿槽303内的齿牙304啮合。本步骤中，拆下一个齿轮腔503的侧板，主要是为了操作中能看清楚。上述步骤都完成后，将拆下的侧板装回去。同样的方法安装第二传动盒6。

(4)安装第一轨道3和第二轨道4，之后安装第一支撑杆7和第二支撑杆8，上述组件中，轨道与支撑杆之间，支撑杆与杆柱18之间，均为螺钉连接。第一连接杆11和第二连接杆12两端连接轨道和固定圈，也均通过螺钉锁紧，第一连接杆11和第二连接杆12的作用在于进一步加固轨道，使其更稳定。第二轨道4的实际尺寸小于第一轨道3，两轨道对应的圆心与轨道中点的连线均指向正南(北半球)或正北(南半球)方向。

(5)将第一传动盒5和第二传动盒6的线缆15分别穿过第一穿线孔13和第二穿线孔14；线缆15另一端连接主机箱，用于传输电机控制信号和电机电源。

(6)安装背板20，将第一套管9套在第一固定轴10上，第二套管16套在第二固定轴17上，将第一套管9通过螺钉紧固于第一传动盒5的顶部，第二套管16通过螺钉紧固于第二传动盒6的侧壁。本步骤安装前，要保证两条轨道上的传动盒在轨道上的位置对应一致。

(7)将光伏板19安装在背板20上，光伏板19的输出线缆也穿过第一穿线孔，输出线缆另一端连接主机箱。

上述步骤完成后，即可通过采集终端备电系统的主机箱控制电机504。电机504可选择57HS22型号，主机箱内使用TB6600型号的电机驱动器。

本实用新型中，并不需要对光伏板19作出很精确的角度控制，因此只需要步进电机能够驱动直齿轮507正反向缓慢转动即可，步进电机的驱动属于公知技术，不再赘述其驱动原理。

但有两方面问题需注意：第一，由于第一轨道3和第二轨道4的长度不同，为保证两个传动盒的同步，需设定两传动盒的移动速度正比于两轨道的周长；第二，传动盒内电机转动也要消耗能量，因此对电机504的控制并不需要有很强的实时性，实际使用中，预先实测当地太阳照射角度与时间的关系，例如上午10时，光伏板的最佳角度为α，上午12时，光伏板的最佳角度为β，可以实测出传动盒从初始位置转动至光伏板的角度为α位置时，电机504转动的步数N1，从初始位置转动至光伏板的角度为β位置时，电机504转动的步数N2。每天可以在8:00～18:00之间，每隔2小时调节一次；即10时驱动电机504转动N1步，12时再转动(N2-N1)步，依此类推。

如图2所示，当第一传动盒5中的电机504正转或反转时，可以带动直齿轮507正转或反转，由于直齿轮507与第一轨道3的齿牙304啮合，最终带动整个第一传动盒5沿第一轨道3移动，万向滚珠505和滑轮506的作用在于减小摩擦力。

综上所述，采集终端备电系统可以通过内置电机驱动模块的方式，驱动两个控制盒内的电机504正反转，即可让光伏板19“跟随”太阳转动。

Claims (9)

1.一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，其特征在于，包括支架和传动盒；所述支架包括套接在杆柱(18)上的第一固定圈(1)和第二固定圈(2)，以及一端固定于杆柱(18)上的第一支撑杆(7)和第二支撑杆(8)；第一固定圈(1)和第二固定圈(2)分别通过第一连接杆(11)和第二连接杆(12)连接第一轨道(3)和第二轨道(4)；所述第一轨道(3)和第二轨道(4)均为圆弧形，其底部分别连接第一支撑杆(7)和第二支撑杆(8)；第一轨道(3)和第二轨道(4)的截面均为“工”字形，其两侧分别形成滑轮槽(301)和齿槽(303)，顶部形成滚珠槽(302)；所述齿槽(303)底部形成齿牙(304)；所述传动盒包括沿第一轨道(3)滑动的第一传动盒(5)和沿第二轨道(4)滑动的第二传动盒(6)；所述传动盒内部均设有电机(504)和直齿轮(507)，直齿轮(507)与第一轨道(3)或第二轨道(4)上的齿槽(303)内的齿牙(304)啮合；电机(504)通过传动机构驱动直齿轮(507)转动并沿齿槽(303)移动，从而带动整个传动盒沿第一轨道(3)或第二轨道(4)移动；所述支架还包括用于固定光伏板(19)的背板(20)，所述背板(20)与第一传动盒(5)和第二传动盒(6)均活动连接。

2.如权利要求1所述的一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，其特征在于，所述传动盒包括封闭的电机腔(501)和半封闭的齿轮腔(503)，电机腔(501)和齿轮腔(503)之间设有隔板(502)；所述传动机构包括嵌套于电机(504)的转子(509)上的第一锥齿轮(510)，与第一锥齿轮(510)啮合的第二锥齿轮(511)，连接第二锥齿轮(511)与直齿轮(507)的传动轴(508)，传动轴(508)与隔板(502)之间设有防水轴承。

3.如权利要求2所述的一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，其特征在于，所述隔板(502)位于齿轮腔(503)的一侧安装有多个沿滚珠槽(302)滑动的万向滚珠(505)，齿轮腔(503)靠近滑轮槽(301)一侧的内壁上安装有沿滑轮槽(301)滚动的滑轮(506)，滑轮(506)外沿紧贴滑轮槽(301)上边沿滚动，滑轮(506)与齿轮腔(503)侧壁之间设有滑轮轴。

4.如权利要求1所述的一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，其特征在于，所述第一固定圈(1)、第二固定圈(2)、第一支撑杆(7)、第二支撑杆(8)均通过螺钉锁紧固定于杆柱(18)上。

5.如权利要求1或3所述的一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，其特征在于，所述第一传动盒(5)顶部设有两根第一套管(9)，第二传动盒(6)侧壁设有两根第二套管(16)，背板(20)的顶部和底部中央向外形成矩形的突起部，突起部两端向两侧伸出两根固定轴，其中位于底部突起部的两根第一固定轴(10)插入第一套管(9)中，位于顶部突起部的两根第二固定轴(17)插入第二套管(16)中。

6.如权利要求1所述的一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，其特征在于，所述第一固定圈(1)和第二固定圈(2)外边沿分别设有第一穿线孔(13)和第二穿线孔(14)；用于控制两个传动盒内电机(504)的两根线缆(15)从备电系统的主机箱中引出，分别经第一穿线孔(13)和第二穿线孔(14)连接第一传动盒(5)和第二传动盒(6)。

7.如权利要求2所述的一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，其特征在于，所述传动盒按隔板(502)平行于轨道所在平面的方向安装；转子(509)平行于隔板(502)。

8.如权利要求2所述的一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，其特征在于，所述第一锥齿轮(510)与第二锥齿轮(511)的齿数比为3:1或4:1。

9.如权利要求1所述的一种用于采集终端备电系统的光伏组件角度调整结构，其特征在于，所述第一轨道(3)位于第二轨道(4)的下方，且第一轨道(3)的总长度大于第二轨道(4)的总长度。

Images