CN213069594U - 一种平行驱动装置、多点同步驱动系统及光伏跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光伏领域，公开了一种平行驱动装置、多点同步驱动系统及光伏跟踪系统，平行驱动装置包括蜗杆、第一输出轴、传动轴、齿轮机构、第二输出轴和伞齿轮机构；第一输出轴与蜗杆啮合，第一输出轴与蜗杆垂直设置；传动轴与蜗杆平行设置；齿轮机构连接蜗杆和传动轴，以传达蜗杆到传动轴的传动；第二输出轴与蜗杆垂直设置；伞齿轮机构连接传动轴与第二输出轴，以传达从传动轴到第二输出轴的传动。本实用新型采用电机带同步轴齿轮箱的方案，实现了两个输出轴的平行输出，降低系统的卡顿风险；两路平行驱动的设计不需要额外占用更大的空间，缩小了平行驱动装置的体积，节省了平行驱动装置的装配空间，降低了成本。

Description

一种平行驱动装置、多点同步驱动系统及光伏跟踪系统

技术领域

本实用新型涉及光伏领域，尤指一种平行驱动装置、多点同步驱动系统及光伏跟踪系统。

背景技术

传统的太阳能跟踪支架的驱动系统一般采用单平行驱动装置，由一个减速机或推杆、线性执行机构等驱动机构单点驱动光伏支架的主轴转动，这样除驱动点以外形成自由长悬臂结构，容易产生大风情况下自由长悬臂扭曲，悬臂越长扭曲叠加越严重，造成组件及支架损坏风险，同时由于固有频率低也会增加共振风险。

为了解决上述单点驱动的问题，目前越来越多的光伏跟踪系统开始使用多点同步平行驱动装置，通过多点驱动主轴同步转动，使多个驱动点变成多个固定锁定点，显著提高光伏跟踪系统的抗风能力和稳定性。但是，现有的多点同步平行驱动装置的两个输出轴通常处于非平行状态，会给系统运行带来一定的卡顿风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种平行驱动装置、多点同步驱动系统及光伏跟踪系统，实现两个输出轴的平行输出，降低系统运行时的卡顿风险。

本实用新型提供的技术方案如下：

一方面，提供一种平行驱动装置，包括：

蜗杆；

第一输出轴，所述第一输出轴为蜗轮轴，所述第一输出轴与所述蜗杆外啮合，且所述第一输出轴的轴向与所述蜗杆的轴向垂直设置；

传动轴，与所述蜗杆平行设置；

齿轮机构，一端与所述蜗杆连接，另一端与所述传动轴连接，以传达所述蜗杆到所述传动轴的传动；

第二输出轴，所述第二输出轴的轴向与所述蜗杆的轴向垂直设置；

伞齿轮机构，连接所述传动轴与所述第二输出轴，以传达从所述传动轴到所述第二输出轴的传动。

进一步优选地，还包括驱动件，所述驱动件的动力轴与所述蜗杆连接，所述蜗杆为环面蜗杆，所述第一输出轴为扇形蜗轮轴。

进一步优选地，所述齿轮机构包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述蜗杆远离所述驱动件的一端同轴固定连接，所述第二齿轮与所述传动轴远离所述伞齿轮机构的一端同轴固定连接，且与所述第一齿轮啮合。

进一步优选地，所述第二齿轮的齿数小于所述第一齿轮的齿数。

进一步优选地，所述伞齿轮机构包括第一伞齿轮和第二伞齿轮，所述第一伞齿轮与所述传动轴远离所述第二齿轮的一端同轴固定连接，所述第二伞齿轮与所述第一伞齿轮垂直外啮合，且所述第二伞齿轮与所述第二输出轴同轴设置。

进一步优选地，还包括机壳，所述机壳包括第一润滑腔、第二润滑腔和第三润滑腔，所述蜗杆和所述第一输出轴设置于所述第一润滑腔，所述齿轮机构设置于所述第二润滑腔，所述伞齿轮机构设置于所述第三润滑腔。

另一方面，还提供一种多点同步驱动系统，包括同步连接杆、多个从动装置以及上述的平行驱动装置；

所述第一输出轴用于与光伏跟踪系统的主轴同轴设置，所述平行驱动装置的第二输出轴与所述同步连接杆同轴设置，并带动所述同步连接杆转动；

多个所述从动装置间隔设置在所述同步连接杆上，所述从动装置包括动力输入轴和动力输出轴，所述动力输入轴与所述同步连接杆同轴设置，所述动力输出轴用于与所述主轴同轴设置，所述同步连接杆转动时，带动所述动力输入轴转动，所述动力输入轴转动时带动所述动力输出轴转动，以驱动所述主轴转动。

进一步优选地，所述从动装置还包括伞齿轮机构、齿轮机构、传动轴和蜗杆，所述动力输入轴转动带动所述伞齿轮机构转动，所述伞齿轮机构转动带动所述齿轮机构转动，所述齿轮机构转动带动所述蜗杆转动，所述蜗杆转动带动所述动力输出轴转动。

进一步优选地，多个所述从动装置在所述平行驱动装置的一侧或两侧均匀间隔分布。

又一方面，还提供一种光伏跟踪系统，包括上述的多点同步驱动系统。

本实用新型的技术效果在于：

(1)本实用新型的平行驱动装置采用同步轴齿轮箱的方案，简洁地实现了两个输出轴的平行状态，降低系统运行的卡顿风险；两路平行驱动的设计使得只需要在原有动力输出轴的空间内做布置，不需要额外占用更大的空间，缩小了平行驱动装置的整体体积，节省了平行驱动装置在整个光伏跟踪系统中的装配空间，降低了成本。

(2)本实用新型的多点同步驱动系统，通过同步连接杆连接平行驱动装置和多个从动装置，平行驱动装置将动力分为两路平行输出，一路输出至第一输出轴，另一路输出至第二输出轴，并由同步连接杆传递至从动装置，进而实现平行驱动装置和多个从动装置多点同步驱动主轴转动。

(3)多点同步驱动系统应用在光伏跟踪系统中时，当遇到大风来临时，驱动系统中的多个驱动点就变成了多个固定锁定点，相应的使光伏跟踪系统的抖动大幅降低，稳定性、可靠性得到大幅提升，从而可以实现分散风压、风扭，大幅提升光伏跟踪系统的可靠性和稳定性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本实用新型的一种平行驱动装置的结构示意图；

图2是本实用新型的一种平行驱动装置的剖面图；

图3是本实用新型的一种平行驱动装置连接有主轴和同步连接杆时的剖面图。

附图标号说明：

1、驱动件；11、动力轴；2、蜗杆；3、第一输出轴；4、传动轴；5、齿轮机构；51、第一齿轮；52、第二齿轮；6、第二输出轴；7、伞齿轮机构；71、第一伞齿轮；72、第二伞齿轮；8、主轴；9、同步连接杆； 10、机壳；101、第一润滑腔；102、第二润滑腔；103、第三润滑腔。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型提供一种平行驱动装置的具体实施例，如图1至图3所示，包括蜗杆2、第一输出轴3、传动轴4、齿轮机构5、第二输出轴6 和伞齿轮机构7。第一输出轴3为蜗轮轴，第一输出轴3与蜗杆2外啮合，且第一输出轴3的轴向与蜗杆2的轴向垂直设置；传动轴4与蜗杆 2平行设置；齿轮机构5的一端与蜗杆2连接，另一端与传动轴4连接，以传达蜗杆2到传动轴4的传动；第二输出轴6的轴向与蜗杆2的轴向垂直设置；伞齿轮机构7连接传动轴4与第二输出轴6，以传达从传动轴4到第二输出轴6的传动。

本实施例中，平行驱动装置作为主动驱动装置时，蜗杆2与驱动件 1的动力轴11连接；驱动件1可为电机等驱动部件，驱动件1可以设置在平行驱动装置上，也可以是来源于平行驱动装置外部的动力源；蜗杆 2与电机的动力轴11连接，蜗杆2可通过带键槽的孔直接与动力轴11 连接，也可通过联轴器等连接件与动力轴11连接，电机的动力轴11转动时带动蜗杆2转动。平行驱动装置作为从动装置时，蜗杆2不与驱动件1连接，而是通过齿轮机构5带动蜗杆2转动。

第一输出轴3的外壁设有齿，第一输出轴3的外壁与蜗杆2上的齿啮合，且第一输出轴3的轴向与蜗杆2的轴向垂直设置，第一输出轴3 与光伏跟踪系统的主轴8同轴连接，第一输出轴3转动时带动主轴8转动。

齿轮机构5分别连接蜗杆2和传动轴4，蜗杆2转动时通过齿轮机构5带动传动轴4转动。伞齿轮机构7分别连接传动轴4和第二输出轴 6，传动轴4转动时通过伞齿轮机构7带动第二输出轴6转动，第二输出轴6用于连接同步连接杆9，同步连接杆9上间隔设有多个从动装置，平行驱动装置上未设置驱动件1时，从动装置与平行驱动装置的结构相同，只是从动装置的动力来源于同步连接杆9，即第二输出轴6带动同步连接杆9转动时，同步连接杆9带动从动装置上的动力输入轴转动，动力输入轴带动从动装置上的伞齿轮机构7转动，从动装置上的伞齿轮机构7带动从动装置上的传动轴4转动，从动装置上的传动轴4转动带动从动装置上的齿轮机构5转动，从动装置上的齿轮机构5转动带动从动装置上的蜗杆2转动，从动装置上的蜗杆2转动带动从动装置上的动力输出轴转动，从动装置上的动力输出轴为与蜗杆2啮合的蜗轮轴，从动装置上的动力输出轴转动带动主轴8转动，实现多点同步驱动主轴转动，主轴8转动时带动主轴8上的光伏组件转动。

本实施例中的平行驱动装置有两个动力输出路线，第一个动力输出路线是：驱动件1-蜗杆2-第一输出轴3(蜗轮轴)-主轴8；第二个动力输出路线是：驱动件1-蜗杆2-齿轮机构5-传动轴4-伞齿轮机构7-第二输出轴6-同步连接杆9-从动装置-主轴8。

其中，平行驱动装置的两个输出轴，即第一输出轴3和第二输出轴 6通过设置的齿轮机构5和伞齿轮机构7，可实现第一输出轴3与第二输出轴6的平行设置，以降低光伏跟踪系统运行时的卡顿风险概率。此外，本实施例的平行驱动装置采用电机带同步轴齿轮箱的方案，简洁地实现了两个输出轴的平行状态，不仅成本较低，而且结构紧凑，使得整机轻量化，节省了平行驱动装置在整个光伏跟踪系统中的装配空间。

在一种实施方式中，上述实施例中的蜗杆2为环面蜗杆，第一输出轴3为扇形蜗轮轴。环面蜗杆相比于圆柱蜗杆具有传动比大，且具有更多个齿同时接触受力，承重能力更强，可更好地传递电机和扇形蜗轮轴的扭力，并且还可减轻产品重量。此外，环面蜗杆与扇形蜗轮轴结构自带自锁功能，如出现大风导致主轴8整体旋转扭力超过环面蜗杆，通过自锁功能，可阻止主轴8的进一步旋转，从而避免光伏跟踪系统在过大扭矩中的损坏，以保护整个光伏跟踪系统。

在一种实施方式中，如图1所示，齿轮机构5包括第一齿轮51和第二齿轮52，第一齿轮51与蜗杆2远离驱动件1的一端同轴固定连接，第二齿轮52与传动轴4远离伞齿轮机构7的一端同轴固定连接，且第二齿轮 52与第一齿轮51啮合。蜗杆2的一端通过带键槽的孔直连电机的动力轴11，蜗杆2的另一端通过锥轴直接连接第一齿轮51，第一齿轮51与第二齿轮52啮合传动，第二齿轮52位于传动轴4的一端，传动轴4的另一端连接伞齿轮机构7，通过第一齿轮51与第二齿轮52的啮合传动，实现传动轴4跟随蜗杆2的同步转动。蜗杆2的锥轴设计可便于蜗杆2 的批量生产和安装。为了方便第二齿轮52与伞齿轮机构7、传动轴4等组成部件，可以先将第二齿轮52、伞齿轮机构7和传动轴4组成小部件，最后整个部件总装，以便于大批量生产。

优选地，第二齿轮52的齿数小于第一齿轮51的齿数。本实施方式中，为了给同步连接杆9传递扭力，第二齿轮52设计的比第一齿轮51 小，第一齿轮51与第二齿轮52的组合形成增速传动的效果，降低了零件的传递扭力，传递稳定可靠，且控制更加可靠和精确。

在一种实施方式中，如图1所示，伞齿轮机构7包括第一伞齿轮71 和第二伞齿轮72，第一伞齿轮71与传动轴4远离第二齿轮52的一端同轴固定连接，第二伞齿轮72与第一伞齿轮71垂直外啮合，且第二伞齿轮 72与第二输出轴6同轴设置。第二齿轮52位于传动轴4的一端，第一伞齿轮71位于传动轴4的另一端，第二伞齿轮72与第一伞齿轮71垂直啮合，以对传动轴4的动力进行换向，使传动轴4的动力传递给第二输出轴6，第二输出轴6与同步连接杆9同轴设置，将动力传递给同步连接杆9，实现第一输出轴3与第二输出轴6的平行。

在一种实施方式中，如图2和图3所示，平行驱动装置还包括机壳 10，机壳10包括第一润滑腔101、第二润滑腔102和第三润滑腔103，蜗杆2和第一输出轴3设置于第一润滑腔101，齿轮机构5设置于第二润滑腔102，伞齿轮机构7设置于第三润滑腔103。机壳10罩设在驱动件 1、蜗杆2、第一输出轴3、传动轴4、齿轮机构5、第二输出轴6和伞齿轮机构7外，机壳10内部形成有三个独立的润滑腔，润滑腔内采用油脂润滑，节省装配空间。第一润滑腔101为环面蜗杆和扇形蜗轮轴提供润滑，第二润滑腔102为第一齿轮51和第二齿轮52提供润滑，第三润滑腔103为伞齿轮机构7提供润滑。三个润滑腔分别为内部传动零件提供可靠润滑，使得平行驱动装置的免维护时间更长，运行稳定，且可降低润滑脂的用量，降低成本。

本实用新型还提供一种多点同步驱动系统，如图1至图3所示，包括同步连接杆9、多个从动装置以及上述实施例中的平行驱动装置。

第一输出轴3用于与光伏跟踪系统的主轴8同轴设置，平行驱动装置的第二输出轴6与同步连接杆9同轴设置，并带动同步连接杆9转动；

多个从动装置沿同步连接杆9的轴向间隔设置在同步连接杆9上，从动装置包括动力输入轴和动力输出轴，动力输入轴与同步连接杆9同轴设置，动力输出轴用于与主轴8同轴设置，同步连接杆9转动时，带动动力输入轴转动，动力输入轴转动时带动动力输出轴转动，以驱动主轴8转动。

同步连接杆9与主轴8平行设置，第一输出轴3与主轴8同轴设置，第二输出轴6与同步连接杆9同轴设置，平行驱动装置为中心驱动装置，平行驱动装置的第一输出轴3驱动主轴8转动，平行驱动装置的第二输出轴6驱动同步连接杆9转动，同步连接杆9转动时作为从动装置的动力来源驱动从动装置工作，使从动装置上的动力输出轴驱动主轴8转动，实现主轴8的多点同步驱动转动。

从动装置还包括伞齿轮机构7、齿轮机构5、传动轴4和蜗杆2，动力输入轴转动带动伞齿轮机构7转动，伞齿轮机构7转动带动齿轮机构 5转动，齿轮机构5转动带动蜗杆2转动，蜗杆2转动带动动力输出轴转动。

从动装置中的动力输入轴相当于平行驱动装置中的第二输出轴6，动力输出轴相当于平行驱动装置中的第一输出轴3，从动装置的伞齿轮机构7、齿轮机构5、传动轴4和蜗杆2等结构与平行驱动装置中的结构相同。即伞齿轮机构7包括垂直啮合的第一伞齿轮71和第二伞齿轮72，第二伞齿轮72与动力输入轴连接，第一伞齿轮71与传动轴4连接，齿轮机构5包括第一齿轮51和第二齿轮52，第二齿轮52与传动轴4连接，第一齿轮51与蜗杆2连接。

本实施例中的多点同步驱动系统包括两个动力传输路径，第一个动力传输路径是：驱动件1-蜗杆2-第一输出轴3-主轴8；第二个动力传输路径是：驱动件1-蜗杆2-第一齿轮51-第二齿轮52-传动轴4-第一伞齿轮 71-第二伞齿轮72-第二输出轴6-同步连接杆9-动力输入轴-第二伞齿轮72-第一伞齿轮71-传动轴4-第二齿轮52-第一齿轮51-蜗杆2-动力输出轴 -主轴8。

优选地，多个从动装置在平行驱动装置的一侧或两侧均匀间隔分布。从而可以进一步提高对主轴8多点同步驱动的稳定性和可靠性。

本实用新型还提供一种光伏跟踪系统的具体实施例，如图1至图3 所示，包括主轴8、立柱、光伏组件和上述实施例中的多点同步驱动系统。

多点同步驱动系统包括同步连接杆9、多个从动装置以及上述实施例中的平行驱动装置。多个立柱间隔设置在地面上，平行驱动装置和从动装置可以直接安装在立柱上，同步连接杆9连接平行驱动装置的第二输出轴6和从动装置上的动力输入轴，以将平行驱动装置和多个从动装置连接在一起。

平行驱动装置的第一输出轴3与光伏跟踪系统的主轴8同轴设置，并驱动主轴8转动；从动装置的动力输出轴与主轴8同轴设置，并驱动主轴8转动。

平行驱动装置的驱动件1带动蜗杆2转动，蜗杆2带动第一输出轴 3和第一齿轮51转动，第一输出轴3驱动主轴8转动；第一齿轮51带动第二齿轮52转动，第二齿轮52带动传动轴4转动，传动轴4带动第一伞齿轮71转动，第一伞齿轮71带动第二伞齿轮72转动，第二伞齿轮 72带动第二输出轴6转动，第二输出轴6带动同步连接杆9转动，同步连接杆9带动从动装置的动力输入轴转动，动力输入轴带动第二伞齿轮 72转动，第二伞齿轮72带动第一伞齿轮71转动，第一伞齿轮71带动传动轴4转动，传动轴4带动第二齿轮52转动，第二齿轮52带动第一齿轮51转动，第一齿轮51带动蜗杆2转动，蜗杆2带动动力输出轴转动，动力输出轴驱动主轴8转动。

通过平行驱动装置和从动装置驱动主轴8多点同步转动，光伏组件安装在主轴8上，主轴8转动带动光伏组件转动，实现光伏跟踪系统在南北方向上的串联驱动，地形适应性强。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种平行驱动装置，其特征在于，包括：

蜗杆；

第一输出轴，所述第一输出轴为蜗轮轴，所述第一输出轴与所述蜗杆外啮合，且所述第一输出轴的轴向与所述蜗杆的轴向垂直设置；

传动轴，与所述蜗杆平行设置；

齿轮机构，一端与所述蜗杆连接，另一端与所述传动轴连接，以传达所述蜗杆到所述传动轴的传动；

第二输出轴，所述第二输出轴的轴向与所述蜗杆的轴向垂直设置；

伞齿轮机构，连接所述传动轴与所述第二输出轴，以传达从所述传动轴到所述第二输出轴的传动。

2.根据权利要求1所述的一种平行驱动装置，其特征在于，还包括驱动件，所述驱动件的动力轴与所述蜗杆连接，所述蜗杆为环面蜗杆，所述第一输出轴为扇形蜗轮轴。

3.根据权利要求2所述的一种平行驱动装置，其特征在于，所述齿轮机构包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述蜗杆远离所述驱动件的一端同轴固定连接，所述第二齿轮与所述传动轴远离所述伞齿轮机构的一端同轴固定连接，且与所述第一齿轮啮合。

4.根据权利要求3所述的一种平行驱动装置，其特征在于，所述第二齿轮的齿数小于所述第一齿轮的齿数。

5.根据权利要求3所述的一种平行驱动装置，其特征在于，所述伞齿轮机构包括第一伞齿轮和第二伞齿轮，所述第一伞齿轮与所述传动轴远离所述第二齿轮的一端同轴固定连接，所述第二伞齿轮与所述第一伞齿轮垂直外啮合，且所述第二伞齿轮与所述第二输出轴同轴设置。

6.根据权利要求1所述的一种平行驱动装置，其特征在于，还包括机壳，所述机壳包括第一润滑腔、第二润滑腔和第三润滑腔，所述蜗杆和所述第一输出轴设置于所述第一润滑腔，所述齿轮机构设置于所述第二润滑腔，所述伞齿轮机构设置于所述第三润滑腔。

7.一种多点同步驱动系统，其特征在于，包括同步连接杆、多个从动装置以及权利要求1-6任一项所述的平行驱动装置；

所述第一输出轴用于与光伏跟踪系统的主轴同轴设置，所述平行驱动装置的第二输出轴与所述同步连接杆同轴设置，并带动所述同步连接杆转动；

多个所述从动装置间隔设置在所述同步连接杆上，所述从动装置包括动力输入轴和动力输出轴，所述动力输入轴与所述同步连接杆同轴设置，所述动力输出轴用于与所述主轴同轴设置，所述同步连接杆转动时，带动所述动力输入轴转动，所述动力输入轴转动时带动所述动力输出轴转动，以驱动所述主轴转动。

8.根据权利要求7所述的一种多点同步驱动系统，其特征在于，所述从动装置还包括伞齿轮机构、齿轮机构、传动轴和蜗杆，所述动力输入轴转动带动所述伞齿轮机构转动，所述伞齿轮机构转动带动所述齿轮机构转动，所述齿轮机构转动带动所述蜗杆转动，所述蜗杆转动带动所述动力输出轴转动。

9.根据权利要求7所述的一种多点同步驱动系统，其特征在于，

多个所述从动装置在所述平行驱动装置的一侧或两侧均匀间隔分布。

10.一种光伏跟踪系统，其特征在于，包括权利要求7-9任一项所述的多点同步驱动系统。

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