CN213043638U - 一种可变速式可调光伏支架及光伏支架组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光伏支架技术领域，尤其涉及一种可变速式可调光伏支架及光伏支架组，所述丝杆在旋转驱动作用下通过螺杆配合驱动活动支架一方向相对两端作相对水平方向直线运动，所述活动支架作相对水平方向直线运动的一方向相对两端在方形形变的作用下在光伏拖板和拖板立杆之间作相对垂直方向直线运动，本实用新型解决了现有技术存在的主要问题是由于静荷载以及受风产生的动荷载较大，从而导致光伏支架受冲击而变形损坏的问题，具有提高了光伏支架的使用安全和使用寿命、防腐性能强、支撑强度大、承载能力强的有益技术效果。

Description

一种可变速式可调光伏支架及光伏支架组

技术领域

本实用新型属于光伏支架技术领域，尤其涉及一种可变速式可调光伏支架及光伏支架组。

背景技术

固定可调式支架主要是根据光伏电站所在的全年光照情况，根据季度或者月份对全年进行划分，在划分时间段内找到光伏组件发电量最佳的倾角，然后每年按照划分的时间段和对应的倾角进行有限次数的南北倾角调整。这种支架系统比固定支架发电量要高，特别是在中高纬度地区，效果更明显，与支架跟踪系统相比，这种支架系统没有复杂的机械传动和电气控制，因而在25年使用时间内，故障率低，维护成本也低，经久耐用；

根据可调支架系统的调节方式分为：斜支撑式、半圆弧支撑式、剪式千斤顶支撑式、机械推杆支撑式，其中前两种形式主要依靠人工搬抬方式调节，后两种方式则可以单人采用普通工具或电动工具调节。随着可调支架系统应用范围的扩大，单体容量也往往达到100MW级别，占地面积接近2000亩，应用地形地貌也从平原隔壁扩展到山地丘陵、水面滩涂等，同时随着双面组件的大量应用，组件的离地高度也从原来的0.5米提高到2米左右。单体占地面积大，地表行走不便或根本无法行走，离地高度远超个人身高，操作不便且风险高等特点，促使可调支架系统基本已经淘汰掉斜支撑式和半圆弧支撑式支架，剪式千斤顶支撑式和机械推杆支撑式逐渐成为了主流。特别是剪式千斤顶支撑式因价格上优于机械推杆支撑式，因此市场占有率较大，但是其应用也存在一些问题；

下面对现有技术的问题作如下梳理：

1、防腐处理方式无法满足光伏使用要求；

2、受荷能力无法满足光伏使用要求；

3、输入扭力过大，人工或电动方式操作比较费力；

其中，现有技术存在的主要问题是由于静荷载以及受风产生的动荷载较大，从而导致光伏支架受冲击而变形损坏的问题。

发明内容

本实用新型提供一种可变速式可调光伏支架及光伏支架组，以解决上述背景技术中提出了现有技术存在的主要问题是由于静荷载以及受风产生的动荷载较大，从而导致光伏支架受冲击而变形损坏的问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种可变速式可调光伏支架，包括受力体系结构，所述受力体系结构包括丝杆总成和方形活动支架，所述丝杆总成由丝杆和其两端螺块组成，所述活动支架由相互轴连接的四根支臂围成活动支架，所述活动支架一方向相对两端分别固定于丝杆两端的螺块上，其另一方向相对两端分别固定于光伏拖板和拖板立杆之间，所述光伏拖板和拖板立杆呈轴连接，所述丝杆在旋转驱动作用下通过螺杆配合驱动活动支架一方向相对两端作相对水平方向直线运动，所述活动支架作相对水平方向直线运动的一方向相对两端在方形形变的作用下在光伏拖板和拖板立杆之间作相对垂直方向直线运动，进而驱动光伏拖板旋转。

进一步，所述丝杆端部设置单元减速装置，所述单元减速装置包括由至少一个齿轮组组成的微型变速箱，所述微型变速箱设置电动扭力输入接口、机械扭力输入接口和扭力输出接口。

进一步，所述单元减速装置连接于单元驱动装置，所述单元驱动装置连接单元控制装置，所述单元控制装置包括单元驱动装置控制器，所述单元驱动装置控制器输出连接于单元便携式电动机，其反馈连接于单元角度传感器，所述单元控制装置通过单元便携式电源或微型逆变器供电。

进一步，所述可调光伏支架表面设置热浸镀锌防腐涂层。

进一步，所述支臂采用加强结构，所述加强结构包括高强度钢支臂、所述高强度钢支臂间通过高强度钢铰链和UPE耐磨垫片的铰接配合，所述高强度钢支臂与高强度钢铰链经钢螺栓固定。

进一步，所述丝杆采用45#高强度钢制作。

进一步，所述支臂间设置一限定小于90°夹角的限位装置，所述限位装置包括贯穿于丝杆的一高强度套管或分别设置于丝杆两端部的螺纹限位块。

同时，本发明还提供一种可变速式可调光伏支架组，包括上述的可调光伏支架，所述每个可调光伏支架单独形成可调光伏支架单元，所述可调光伏支架单元的丝杆端部与另一可调光伏支架单元的丝杆端部依次轴向串接形成成排的串联受力体系结构组合。

进一步，所述可调光伏支架组端部的可调光伏支架单元的丝杆端部设置组减速装置，所述组减速装置包括至少一个齿轮组组成的中型变速箱，所述中型变速箱设置电动扭力输入接口、机械扭力输入接口和扭力输出接口。

进一步，所述组减速装置连接于组驱动装置，所述组驱动装置连接组控制装置，所述组控制装置包括组驱动装置控制器，所述组驱动装置控制器输出连接于组便携式电动机，其反馈连接于组角度传感器，所述组控制装置通过组便携式电源或光伏逆变器供电。

有益技术效果：

1、本专利采用所述受力体系结构包括丝杆总成和方形活动支架，所述丝杆总成由丝杆和其两端螺块组成，所述活动支架由相互轴连接的四根支臂围成活动支架，所述活动支架一方向相对两端分别固定于丝杆两端的螺块上，其另一方向相对两端分别固定于光伏拖板和拖板立杆之间，所述光伏拖板和拖板立杆呈轴连接，所述丝杆在旋转驱动作用下通过螺杆配合驱动活动支架一方向相对两端作相对水平方向直线运动，所述活动支架作相对水平方向直线运动的一方向相对两端在方形形变的作用下在光伏拖板和拖板立杆之间作相对垂直方向直线运动，进而驱动光伏拖板旋转，由于本支架的组成包括丝杠主轴，在其旋转的过程，在丝杆和螺块的配合下，首先螺块沿丝杠的方向向两端或中间移动，由于螺块的移动，与其连接的方形活动支架的其中两端同时与螺块同步移动，由于方形活动支架四角分别呈轴连接，在形变的作用下，方形活动支架的另两端也做相对的垂直运动，从而在光伏拖板和拖板立杆之间形成调节，由于拖板立杆固定在地面呈固定状，从而导致对光伏拖板角度的调节，传统的调节支架通过剪式千斤顶考虑车辆一般重量，基本能够承受的静荷载在5KN到10KN，少数用于房车的千斤顶可以到20KN，这远远大于了光伏支架上一般静荷载的值，但光伏支架一般起控制作用的并不是静荷载，而是长期受风产生的动荷载，普通剪式千斤顶在长期动荷载的冲击下容易出现节点及支臂受冲击而变形损坏，本装置将垂直点支撑改为近似于平面的支撑，采用定制化生产，强化应用于光伏手动可调支架的剪式千斤顶抗冲击性能。丝杆是剪式千斤顶中最重要的部件，其既受拉压力，又同时受扭力，因此本专利中的剪式千斤顶丝杆采用45#高强度钢制作。千斤顶支臂根据千斤顶安装部位，重新设计支臂长度及厚度，提高其强度，增加其行程，提高其输出力，同时控制其使用过程中支臂夹角小于90°，从而提高了光伏支架的使用安全和使用寿命。

2、本专利采用所述丝杆端部设置单元减速装置，所述单元减速装置包括所述丝杆端部设置单元减速装置，所述单元减速装置包括由至少一个齿轮组组成的微型变速箱，所述微型变速箱设置电动扭力输入接口、机械扭力输入接口和扭力输出接口，由于由多个齿轮组成的微型变速箱，该微型变速箱通过不同规格齿轮搭配，将不同输出扭力需求转换为额定的输入扭力，输入扭力与市面上常见的电动扭力扳手或普通工人单手的输出扭力相匹配，其优选扭力参数为100N.m，不但满足现场使用的需要，同时减少了使用面积，便于装配及调试，同时3个外接扭力接口，一个接口用于电机，一个接口用于人工，以及一个输出接口，便于电动和人工调节角度的使用需要。

3、本专利采用所述单元减速装置连接于单元驱动装置，所述单元驱动装置连接单元控制装置，所述单元控制装置包括单元驱动装置控制器，所述单元驱动装置控制器输出连接于单元便携式电动机，其反馈连接于单元角度传感器，所述单元控制装置通过单元便携式电源或微型逆变器供电，由于微型逆变器是光伏发电系统中的功率小于等于1000瓦，微型逆变器则对每块组件进行逆变，提高了单元逆变的效率，增加单元减速装置，降低输入扭矩要求，本专利技术核心在应用于光伏支架可调系统的剪式千斤顶输入扭矩端加设减速箱，减速箱有效降低输入扭矩大小，人工调节时节省人力，采用电动工具调节时，降低的电动工具功率，提高单项光伏设备自动控制能力。

4、本专利采用所述可调光伏支架表面设置热浸镀锌防腐涂层，由于现有的防腐处理方式无法满足光伏使用要求。普通车用剪式千斤顶支臂表面防腐方式基本为喷涂油漆，少量使用冷镀锌防腐，其丝杆处为确保螺纹间隙，整个丝杆并未做防腐处理，仅仅涂刷一层黄油，来达到防腐和润滑作用。对于车用来说，这样已经足够了，毕竟使用频率不高，而且长期放置在干燥的后备箱底，但是对于光伏系统而言，则远远不够。光伏支架一般要求使用时间25年，且项目地均具有高盐碱或高湿热或昼夜温差大、高粉尘等特点，千斤顶表面的油漆在这种环境下，很快就脱落，丝杆处的黄油在高粉尘的环境中，很快就粘满沙尘，沙尘积攒到一定厚度，随着丝杆的来回旋转就脱落，同时带走了起润滑和防腐作用的黄油，导致丝杆很快锈蚀，本支架的采用防腐性能更好的热浸镀锌图层防腐，保证25年使用寿命。在机械部件上使用热镀锌防腐存在诸多影响机械部件装配和使用功能的不利因素，尤其是锌层厚度的不均衡和镀锌过程中部件的应力释放导致的变形会影响部件装配，在使用过程中部件相互摩擦则容易导致锌层的破坏。因此在部件模具和设计上，精确计算锌层厚度，材料精确控制厚度公差，镀锌时采用离心处理，从而避免锌层厚度不均对部件装配度的影响，同时对部件上加设凹凸造型，提高部件刚度，避免镀锌时的变形；在部件存在相互摩擦的部位加设改性抗老化耐磨材料，隔绝部件相互摩擦，避免锌层破坏，确保防腐性能。

5、本专利采用所述支臂采用加强结构，所述加强结构包括高强度钢支臂、所述高强度钢支臂间通过高强度钢铰链和UPE耐磨垫片的铰接配合，所述高强度钢支臂与高强度钢铰链经钢螺栓固定，由于采用高强度钢，也称高拉力钢，提高了抗拉强度和屈服点，UPE材料具有极好的耐磨性，良好的耐低温冲击性、耐热性等优点。

6、本专利采用所述丝杆采用45#高强度钢制作，由于采用定制化生产，强化应用于光伏手动可调支架的剪式千斤顶抗冲击性能。丝杆是剪式千斤顶中最重要的部件，其既受拉压力，又同时受扭力，因此本专利中的剪式千斤顶丝杆采用45#高强度钢制作。千斤顶支臂根据千斤顶安装部位，重新设计支臂长度及厚度，提高其强度，增加其行程，提高其输出力，同时控制其使用过程中支臂夹角小于90°，提高支架本身的支撑强度。

7、本专利采用所述支臂间设置一限定小于90°夹角的限位装置，所述限位装置包括贯穿于丝杆的一高强度套管或分别设置于丝杆两端部的螺纹限位块，由于限位装置控制其使用过程中支臂夹角小于90°，有效避免出现节点及支臂受冲击而变形损坏。

8、本专利采用一种可变速式可调光伏支架组，包括上述可调光伏支架，所述每个可调光伏支架单独形成可调光伏支架单元，所述可调光伏支架单元的丝杆端部与另一可调光伏支架单元的丝杆端部依次轴向串接形成成排的串联受力体系结构组合，由于将每一个光伏支架作为一个单元，将每个单元依次组合，形成的光伏支架组，可承载更大的光伏设备，同时，更进一步加强承载能力。

9、本专利采用所述可调光伏支架组端部的可调光伏支架单元的丝杆端部设置组减速装置，所述组减速装置包括至少一个齿轮组成的中型变速箱，所述中型变速箱设置电动扭力输入接口、机械扭力输入接口和扭力输出接口，由于由多个齿轮组成的中型变速箱，该中型变速箱通过更多数量的不同规格齿轮搭配，将不同的更大的输出扭力需求转换为额定的输入扭力，输入扭力与市面上常见的电动扭力扳手或普通工人单手的输出扭力相匹配，采用中型变速箱不同于微型变速箱，光伏支架组一般体积较大，且安装一般固定，因此通过中型变速箱的驱动光伏支架组。

10、本专利采用所述组减速装置连接于组驱动装置，所述组驱动装置连接组控制装置，所述组控制装置包括组驱动装置控制器，所述组驱动装置控制器输出连接于组便携式电动机，其输入连接于光伏逆变器，其反馈连接于组角度传感器，所述组控制装置通过组便携式电源供电，由于光伏逆变器是光伏发电系统中的功率大于1000瓦，微型逆变器则对每块组件进行逆变，提高了组逆变的效率，增加组减速装置，提高组光伏设备自动控制能力。

附图说明

图1是本实用新型一种可变速式可调光伏支架的结构示意图；

图2是本实用新型一种可变速式可调光伏支架组的结构示意图；

图3是本实用新型一种可变速式可调光伏支架的单元控制装置电原理图；

图4是本实用新型一种可变速式可调光伏支架组的组控制装置电原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

图中：

1-受力体系结构、2-丝杆总成、3-活动支架、4-丝杆、5-螺块、6-支臂、7-光伏拖板、8-拖板立杆、9-单元减速装置；

A101-单元驱动装置控制器，A102-单元便携式电动机，A103-微型逆变器，A104-单元角度传感器，A105-单元便携式电源供电；

A201-组驱动装置控制器，A202-组便携式电动机，A203-光伏逆变器，A204-组角度传感器，A205-组便携式电源供电；

实施例：

本实施例：如图1所示，一种可变速式可调光伏支架，包括受力体系结构1，所述受力体系结构1包括丝杆总成2和方形活动支架3，所述丝杆总成2由丝杆4和其两端螺块5组成，所述活动支架3由相互轴连接的四根支臂6围成活动支架3，所述活动支架3一方向相对两端分别固定于丝杆4两端的螺块5上，其另一方向相对两端分别固定于光伏拖板7和拖板立杆8之间，所述光伏拖板7和拖板立杆8呈轴连接，所述丝杆4在旋转驱动作用下通过螺杆配合驱动活动支架3一方向相对两端作相对水平方向直线运动，所述活动支架3作相对水平方向直线运动的一方向相对两端在方形形变的作用下在光伏拖板7和拖板立杆8之间作相对垂直方向直线运动，进而驱动光伏拖板7旋转。

所述丝杆4端部设置单元减速装置9，所述单元减速装置9包括由至少一个齿轮组成的微型变速箱，所述微型变速箱设置电动扭力输入接口、机械扭力输入接口和扭力输出接口。

如图3所示，所述单元减速装置9连接于单元驱动装置，所述单元驱动装置连接单元控制装置，所述单元控制装置包括单元驱动装置控制器A101，所述单元驱动装置控制器A101输出连接于单元便携式电动机A102，其反馈连接于单元角度传感器A104，所述单元控制装置通过单元便携式电源A105或微型逆变器A103供电。

所述可调光伏支架表面设置热浸镀锌防腐涂层。

所述支臂6采用加强结构，所述加强结构包括高强度钢支臂6、所述高强度钢支臂6间通过高强度钢铰链和UPE耐磨垫片的铰接配合，所述高强度钢支臂6与高强度钢铰链经钢螺栓固定。

所述丝杆4采用45#高强度钢制作。

所述支臂6间设置一限定小于90°夹角的限位装置，所述限位装置包括贯穿于丝杆4的一高强度套管或分别设置于丝杆4两端部的螺纹限位块。

如图2所示，同时，本发明还提供一种可变速式可调光伏支架组，包括上述的可调光伏支架，所述每个可调光伏支架单独形成可调光伏支架单元，所述可调光伏支架单元的丝杆4端部与另一可调光伏支架单元的丝杆4端部依次轴向串接形成成排的串联受力体系结构1组合。

所述可调光伏支架组端部的可调光伏支架单元的丝杆4端部设置组减速装置，所述组减速装置包括至少一个齿轮组成的中型变速箱，所述中型变速箱设置电动扭力输入接口、机械扭力输入接口和扭力输出接口。

如图4所示，所述组减速装置连接于组驱动装置，所述组驱动装置连接组控制装置，所述组控制装置包括组驱动装置控制器A201，所述组驱动装置控制器A201输出连接于组便携式电动机A202，其输入连接于，其反馈连接于组角度传感器A204，所述组控制装置通过组便携式电源A205或光伏逆变器A203供电。

工作原理：

本专利通过所述受力体系结构包括丝杆总成和方形活动支架，所述丝杆总成由丝杆和其两端螺块组成，所述活动支架由相互轴连接的四根支臂围成活动支架，所述活动支架一方向相对两端分别固定于丝杆两端的螺块上，其另一方向相对两端分别固定于光伏拖板和拖板立杆之间，所述光伏拖板和拖板立杆呈轴连接，所述丝杆在旋转驱动作用下通过螺杆配合驱动活动支架一方向相对两端作相对水平方向直线运动，所述活动支架作相对水平方向直线运动的一方向相对两端在方形形变的作用下在光伏拖板和拖板立杆之间作相对垂直方向直线运动，进而驱动光伏拖板旋转，由于本支架的组成包括丝杠主轴，在其旋转的过程，在丝杆和螺块的配合下，首先螺块沿丝杠的方向向两端或中间移动，由于螺块的移动，与其连接的方形活动支架的其中两端同时与螺块同步移动，由于方形活动支架四角分别呈轴连接，在形变的作用下，方形活动支架的另两端也做相对的垂直运动，从而在光伏拖板和拖板立杆之间形成调节，由于拖板立杆固定在地面呈固定状，从而导致对光伏拖板角度的调节，传统的调节支架通过剪式千斤顶考虑车辆一般重量，基本能够承受的静荷载在5KN到10KN，少数用于房车的千斤顶可以到20KN，这远远大于了光伏支架上一般静荷载的值，但光伏支架一般起控制作用的并不是静荷载，而是长期受风产生的动荷载，普通剪式千斤顶在长期动荷载的冲击下容易出现节点及支臂受冲击而变形损坏，本装置将垂直点支撑改为近似于平面的支撑，采用定制化生产，强化应用于光伏手动可调支架的剪式千斤顶抗冲击性能。丝杆是剪式千斤顶中最重要的部件，其既受拉压力，又同时受扭力，因此本专利中的剪式千斤顶丝杆采用45#高强度钢制作。千斤顶支臂根据千斤顶安装部位，重新设计支臂长度及厚度，提高其强度，增加其行程，提高其输出力，同时控制其使用过程中支臂夹角小于90°，本实用新型解决了现有技术存在的主要问题是由于静荷载以及受风产生的动荷载较大，从而导致光伏支架受冲击而变形损坏的问题，具有提高了光伏支架的使用安全和使用寿命、防腐性能强、支撑强度大、承载能力强的有益技术效果。

利用本实用新型的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可变速式可调光伏支架，其特征在于，包括受力体系结构，所述受力体系结构包括丝杆总成和方形活动支架，所述丝杆总成由丝杆和其两端螺块组成，所述活动支架由相互轴连接的四根支臂围成活动支架，所述活动支架一方向相对两端分别固定于丝杆两端的螺块上，其另一方向相对两端分别固定于光伏拖板和拖板立杆之间，所述光伏拖板和拖板立杆呈轴连接，所述丝杆在旋转驱动作用下通过螺杆配合驱动活动支架一方向相对两端作相对水平方向直线运动，所述活动支架作相对水平方向直线运动的一方向相对两端在方形形变的作用下在光伏拖板和拖板立杆之间作相对垂直方向直线运动，进而驱动光伏拖板旋转。

2.根据权利要求1所述的一种可变速式可调光伏支架，其特征在于，所述丝杆端部设置单元减速装置，所述单元减速装置包括由至少一个齿轮组组成的微型变速箱，所述微型变速箱设置电动扭力输入接口、机械扭力输入接口和扭力输出接口。

3.根据权利要求2所述的一种可变速式可调光伏支架，其特征在于，所述单元减速装置连接于单元驱动装置，所述单元驱动装置连接单元控制装置，所述单元控制装置包括单元驱动装置控制器，所述单元驱动装置控制器输出连接于单元便携式电动机，其反馈连接于单元角度传感器，所述单元控制装置通过单元便携式电源或微型逆变器供电。

4.根据权利要求1所述的一种可变速式可调光伏支架，其特征在于，所述可调光伏支架表面设置热浸镀锌防腐涂层。

5.根据权利要求1所述的一种可变速式可调光伏支架，其特征在于，所述支臂采用加强结构，所述加强结构包括高强度钢支臂、所述高强度钢支臂间通过高强度钢铰链和UPE耐磨垫片的铰接配合，所述高强度钢支臂与高强度钢铰链经钢螺栓固定。

6.根据权利要求1所述的一种可变速式可调光伏支架，其特征在于，所述丝杆采用45#高强度钢制作。

7.根据权利要求1所述的一种可变速式可调光伏支架，其特征在于，所述支臂间设置一限定小于90°夹角的限位装置，所述限位装置包括贯穿于丝杆的一高强度套管或分别设置于丝杆两端部的螺纹限位块。

8.一种可变速式可调光伏支架组，其特征在于，包括权利要求1~权利要求7所述的可调光伏支架，所述每个可调光伏支架单独形成可调光伏支架单元，所述可调光伏支架单元的丝杆端部与另一可调光伏支架单元的丝杆端部依次轴向串接形成成排的串联受力体系结构组合。

9.根据权利要求8所述的一种可变速式可调光伏支架组，其特征在于，所述可调光伏支架组端部的可调光伏支架单元的丝杆端部设置组减速装置，所述组减速装置包括至少一个齿轮组组成的中型变速箱，所述中型变速箱设置电动扭力输入接口、机械扭力输入接口和扭力输出接口。

10.根据权利要求9所述的一种可变速式可调光伏支架组，其特征在于，所述组减速装置连接于组驱动装置，所述组驱动装置连接组控制装置，所述组控制装置包括组驱动装置控制器，所述组驱动装置控制器输出连接于组便携式电动机，其反馈连接于组角度传感器，所述组控制装置通过组便携式电源或光伏逆变器供电。

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