CN220964764U - 自锁机构、平单轴跟踪光伏支架及光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自锁机构、平单轴跟踪光伏支架及光伏发电系统。其中，光伏发电系统包括驱动机构、光伏机构和传动机构，传动机构传动连接于光伏机构，光伏机构包括第一转轴，驱动机构包括第二转轴；自锁机构包括传动及自锁组件和传动及换向组件，传动及自锁组件用于与第一转轴传动连接以传动或锁定传动机构，传动及换向组件与传动及自锁组件传动连接，并且用于传动连接于第二转轴。本实用新型提供的自锁机构能适配地安装在第一转轴和第二转轴之间，连接于传动机构的输入端，有效避免直接安装在主梁上，大大减小体积和重量，有利于安装和多点布置。

Description

自锁机构、平单轴跟踪光伏支架及光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电设备领域，尤其涉及一种自锁机构、平单轴跟踪光伏支架及光伏发电系统。

背景技术

太阳能电池板(Solar panel)是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，在电力市场的占比上升势头日趋迅猛。

目前用于太阳能光伏组件的安装支架主要包括固定式支架和跟踪式支架，跟踪式支架使光伏组件随着太阳入射角的变化而移动，相对于固定式支架大大提高了发电能力，被普遍应用。

随着光伏能源的发展，光伏板组件面积日益增大，日益增大的组件面积会将支架受到的风雪压放大，尤其是在大风状态下，支架自锁抗风能力无疑成为了重中之重。

相关技术中，太阳能跟踪支架是由回转减速机构转动主梁带动光伏板组件转动的，回转减速机构都具有自锁功能，可以在不运行的时候锁定住光伏板组件不转动。由于设计的局限，回转减速机构的体积大、重量重(差不多50～80公斤)，并且价格昂贵，对回转减速机构的安装和多点布置(指在光伏板组件的多个部位都设置回转减速机构)都造成很大的限制。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种自锁机构，其旨在解决现有自锁机构(即回转减速机构)设置于主梁上体积、重量过大，不易安装和多点布置的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型提供的方案是：一种自锁机构，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括驱动机构、光伏机构和传动机构，所述传动机构传动连接于所述光伏机构，所述光伏机构包括第一转轴，所述驱动机构包括第二转轴；所述自锁机构包括：

传动及自锁组件，所述传动及自锁组件用于与所述第一转轴传动连接以传动或锁定所述传动机构；

传动及换向组件，所述传动及换向组件与所述传动及自锁组件传动连接，并且用于传动连接于所述第二转轴。

作为一种实施方式，所述传动及自锁组件包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮和所述蜗杆相啮合；

所述蜗轮用于与所述第一转轴传动连接，所述蜗杆与所述传动及换向组件传动连接；

所述蜗杆的展开螺旋角小于所述蜗轮和所述蜗杆接触的摩擦角。

作为一种实施方式，所述传动及自锁组件还包括第一连接轴；

所述第一连接轴穿设于所述蜗轮，用于与所述第一转轴传动连接。

作为一种实施方式，所述传动及换向组件包括第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮，所述第一圆锥齿轮和所述第二圆锥齿轮相啮合；

所述第一圆锥齿轮用于传动连接于所述第二转轴；

所述第二圆锥齿轮与所述蜗杆传动连接。

作为一种实施方式，所述第一圆锥齿轮的中轴线与所述蜗轮的中轴线相平行。

作为一种实施方式，所述第一圆锥齿轮的中轴线与所述蜗轮的中轴线的连线与水平面相垂直。

作为一种实施方式，所述传动及换向组件还包括第二连接轴，所述第二连接轴穿设于所述第一圆锥齿轮；

所述第二连接轴用于与所述第二转轴传动连接。

本实用新型的第二个目的在于提供一种平单轴跟踪光伏支架，应用于光伏发电系统，包括：

传动机构，所述传动机构包括传动组件和第一转轴，所述传动组件用于传动连接于所述第一转轴和所述光伏发电系统的光伏机构之间；

驱动机构，所述驱动机构包括驱动组件和第二转轴，所述驱动组件用于驱动所述第二转轴转动；

第一立柱，所述第一立柱用于支撑所述传动机构；

第二立柱，所述第二立柱用于支撑所述驱动机构；

上述的自锁机构，所述传动及自锁组件与所述第一转轴传动连接，所述传动及换向组件与所述第二转轴传动连接。

作为一种实施方式，所述传动机构、所述自锁机构和所述第一立柱均设有多个，且一一对应。

作为一种实施方式，每个所述自锁机构还包括第二连接轴，所述第二转轴包括多个转动杆，每个所述第二连接轴传动连接于相邻两个所述转动杆之间。

本实用新型的第三个目的在于提供一种光伏发电系统，包括：

光伏机构，所述光伏机构包括光伏板组件和主梁，所述光伏板组件与所述主梁相连接；

上述的平单轴跟踪光伏支架，所述平单轴跟踪光伏支架与所述主梁相连接。

本实用新型提供的自锁机构、平单轴跟踪光伏支架及光伏发电系统，通过设置传动及自锁组件，既可以在驱动机构工作时带动传动机构和光伏机构运动，又可以在驱动机构不工作时，锁定光伏机构，以防止光伏机构在外力的作用下运动；通过设置传动及换向组件，可以在驱动机构工作时带动传动及自锁组件运动，并改变传动方向，以使传动及自锁组件能设置到与第一转轴相对应的位置，以便于传动及自锁组件能与第一转轴传动连接。因此，本实用新型提供的自锁机构能适配地安装在第一转轴和第二转轴之间，连接于传动机构的输入端，有效避免直接安装在主梁上，大大减小体积和重量，有利于安装和多点布置。

附图说明

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示出的结构获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的光伏发电系统的正视图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图；

图4是本实用新型实施例提供的光伏发电系统去除自锁机构的外壳的结构示意图；

图5是图4中C处的局部放大图；

图6是图4中D处的局部放大图；

图7是本实用新型实施例提供的自锁机构去除外壳的一个视角的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的自锁机构去除外壳的另一个视角的结构示意图。

附图标号说明：

100、自锁机构；10、传动及换向组件；11、第一圆锥齿轮；12、第二圆锥齿轮；13、第二连接轴；20、传动及自锁组件；21、蜗轮；22、蜗杆；23、第一连接轴；200、传动机构；201、传动组件；2011、固定架；2012、链轮；2013、销轮；202、第一转轴；300、驱动机构；301、驱动组件；302、第二转轴；3021、转动杆；400、第一立柱；401、立柱主体；402、旋转轴；500、第二立柱；600、光伏机构；601、光伏板组件；602、主梁；700、支撑面。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

相关技术中，太阳能跟踪支架的回转减速机构具有自锁功能，其一方面可通过转动主梁带动光伏板组件转动，另一方面可以在不运行的时候锁定住光伏板组件不转动。由于设计的局限，回转减速机构的体积大、重量重，并且价格昂贵，对回转减速机构的安装和多点布置都造成很大的限制。

鉴于此，本实用新型提供一种自锁机构、平单轴跟踪光伏支架及光伏发电系统，其中，光伏发电系统包括平单轴跟踪光伏支架和光伏机构，平单轴跟踪光伏支架支撑于光伏机构，平单轴跟踪光伏支架包括驱动机构和自锁机构，自锁机构用于在驱动机构不工作时锁定光伏机构，使其不能转动。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种平单轴跟踪光伏支架，应用于光伏发电系统，包括自锁机构100、传动机构200、驱动机构300、第一立柱400和第二立柱500，第一立柱400用于支撑传动机构200，第二立柱500用于支撑驱动机构300，自锁机构100传动连接于驱动机构300和传动机构200之间，传动机构200用于传动连接于光伏发电系统的光伏机构600。

使用时，当驱动机构300工作时，驱动机构300驱动自锁机构100运动，带动传动机构200和光伏机构600运动；当驱动机构300停止工作时，自锁机构100处于锁定状态，当光伏机构600受到外力作用时，自锁机构100通过传动机构200对其施加相反的作用力，以使光伏机构600不发生运动，故使风载等完全被自锁机构100隔离，无法传递到驱动机构300。

作为一种实施方式，第一立柱400和第二立柱500均固定于支撑面700上，支撑面700可以为地面或屋顶等。

作为一种实施方式，参照图4至图6所示，传动机构200包括传动组件201和第一转轴202，传动组件201用于传动连接于第一转轴202和光伏机构600之间，第一转轴202传动连接于自锁机构100的输出端。自锁机构100运动时，带动第一转轴202转动，进而带动传动组件201和光伏机构600运动。

作为一种实施方式，参照图1和图6所示，第一立柱400包括立柱主体401和旋转轴402，立柱主体401固定于支撑面700上，旋转轴402固定连接于立柱主体401之远离支撑面700的端部，第一转轴202转动连接于立柱主体401之靠近支撑面700的一端，传动组件201的一端转动连接于旋转轴402、另一端传动连接于第一转轴202。第一转轴202转动时，带动传动组件201绕旋转轴402转动，传动组件201绕旋转轴402转动带动光伏机构600绕旋转轴402转动。这样，实现第一立柱400对传动组件201和光伏机构600的支撑以及转动连接，而自锁机构100传动连接于第一转轴202，以使第一立柱400对自锁机构100进行支撑。所以，第一立柱400能够同时支撑光伏机构600和自锁机构100，不需设置不同的立柱分别支撑光伏机构600和自锁机构100，大大减速立柱的数量，有效减少成本，同时也增大了土地的利用率。

在上一实施方式的基础上，参照图5和图6所示，传动组件201包括固定架2011、链轮2012和弧形的销轮2013，固定架2011固定连接于光伏机构600并转动连接于旋转轴402，销轮2013的两端固定连接于固定架2011，链轮2012穿设于第一转轴202，链轮2012和销轮2013相啮合。采用链轮2012和销轮2013的传动方式，可以起到减速的作用，也就是说可增大扭矩。因此，将自锁机构100设于传动机构200的输入端时，有利于自锁机构100的小型化设计，进而减小自锁机构100的体积和重量，便于自锁机构100的安装和多点布置。例如，本实施例中的自锁机构100重量可设置为小于10公斤。

作为一种实施方式，参照图3和图6所示，驱动机构300包括驱动组件301和第二转轴302，驱动组件301用于驱动第二转轴302转动。第二转轴302传动连接于自锁机构100的输入端，驱动组件301驱动第二转轴302转动时，带动自锁机构100运动。

作为一种实施方式，驱动组件301包括电机。可以理解，在其他实施例中，驱动组件301包括液压缸也是可以的。

作为一种实施方式，传动机构200、自锁机构100和第一立柱400均设有多个，且一一对应。也就是说，一个第一立柱400支撑一个传动机构200，一个传动机构200的输入端设有一个自锁机构100。而每个自锁机构100均传动连接于驱动机构300，由此，可对光伏机构600进行多点同步传动，并且还可对光伏机构600进行多点锁定，以提高锁定效率。具体地，所有自锁机构100均传动连接于第二转轴302，每个自锁机构100传动连接于与之对应的第一转轴202，当驱动组件301驱动第二转轴302转动时，第二转轴302带动所有自锁机构100运动，每个自锁机构100的运动带动与之对应的第一转轴202转动。

在上一实施方式的基础上，多个传动机构200沿光伏机构600的长度方向间隔设置。这样，有利于光伏机构600转动的整体一致性，并且每个传动机构200连接有一个自锁机构100，从而也能对光伏机构600沿其长度方向实现多部位锁定。

在上一实施方式的基础上，多个传动机构200沿光伏机构600的长度方向等间距间隔设置。当然，具体应用中，作为可替代的实施方案，多个传动机构200沿光伏机构600的长度方向非等间距间隔设置也是可以的。

作为一种实施方式，第二转轴302包括多个转动杆3021，每个自锁机构100传动连接于相邻两个转动杆3021之间。采用该种实施方式，自锁机构100具有一个输入端和两个输出端，其中，输入端和一个输出端分别传动连接于相邻的两个转动杆3021，另一个输出端传动连接于第一转轴202。

在另一实施方案中，第二转轴302包括一个转动杆3021，所有自锁机构100间隔连接于转动杆3021。

作为一种实施方式，第一转轴202和第二转轴302平行设置。如此设置，有利于支架的其他各部件排布，使各部件排布更加合理且紧凑。当然，作为可替代的实施方案，具体应用中，第一转轴202和第二转轴302不平行设置也是可以的。

在上一实施方案的基础上，第一转轴202和第二转轴302的连线垂直于水平面。这样，更加有利于支架的其他各部件排布。本实施例中，第二转轴302设于第一转轴202的上方。可以理解，在其他实施例中，第二转轴302设于第一转轴202的下方也是可以的。

具体地，第一转轴202转动连接于第一立柱400，第二转轴302穿设于第一立柱400且位于第一转轴202的正上方，其中，第二转轴302与第一立柱400不接触。

作为一种实施方式，参照图2、图5和图6所示，自锁机构100包括传动及换向组件10和传动及自锁组件20，传动及自锁组件20用于与第一转轴202传动连接以传动或锁定传动机构200，传动及换向组件10与传动及自锁组件20传动连接，并用于传动连接于第二转轴302。

使用时，驱动组件301驱动第二转轴302转动，带动自锁机构100运动，进而带动第一转轴202转动，第一转轴202转动带动传动组件201和光伏机构600运动。

采用上述技术方案，通过设置传动及自锁组件20，既可以在驱动机构300工作时带动传动机构200和光伏机构600运动，又可以在驱动机构300不工作时，锁定光伏机构600，以防止光伏机构600在外力的作用下运动，使风载等完全被隔离，无法传递到驱动机构300；通过设置传动及换向组件10，可以在驱动机构300工作时带动传动及自锁组件20运动，并改变传动方向，以使传动及自锁组件20能设置到与第一转轴202相对应的位置，以便于传动及自锁组件20能与第一转轴202传动连接。本实用新型实施例提供的自锁机构100能适配地安装在第一转轴202和第二转轴302之间，连接于传动机构200的输入端，有效避免直接安装在主梁602上，大大减小体积和重量，有利于安装和多点布置。

作为一种实施方式，参照图5至图8所示，传动及自锁组件20包括蜗轮21和蜗杆22，蜗轮21和蜗杆22相啮合；蜗轮21用于与第一转轴202传动连接，蜗杆22与传动及换向组件10传动连接。这样，传动及自锁组件20设于传动机构200的输入端，并具有传动的功能，同时蜗轮21和蜗杆22的设置方式还具有减速的作用，可增大扭矩。

作为一种实施方式，蜗杆22的展开螺旋角小于蜗轮21和蜗杆22接触的摩擦角。如此设置，使传动及自锁组件20具有自锁功能。

作为一种实施方式，参照图6至图8所示，传动及自锁组件20还包括第一连接轴23；第一连接轴23穿设于蜗轮21，用于与第一转轴202传动连接。当蜗轮21转动时，带动第一连接轴23转动，进而带动第一转轴202转动。其中，第一连接轴23与第一转轴202固定连接，比如，第一连接轴23插接于第一转轴202内，或者第一转轴202插接于第一连接轴23内，以实现第一连接轴23与第一转轴202的传动连接。可以理解，在其他实施例中，传动及自锁组件20不设置第一连接轴23也是可以的，采用该种实施方式时，第一转轴202的长度足够长，传动组件201的链轮2012和蜗轮21都套设于第一转轴202的外围，当蜗轮21转动时，带动第一转轴202和链轮2012转动。

作为一种实施方式，参照图6至图8所示，传动及换向组件10包括第一圆锥齿轮11和第二圆锥齿轮12，第一圆锥齿轮11和第二圆锥齿轮12相啮合；第一圆锥齿轮11用于传动连接于第二转轴302；第二圆锥齿轮12与蜗杆22传动连接。如此设置，实现传动及换向组件10的传动功能和换向功能。具体应用中，第一圆锥齿轮11和第二圆锥齿轮12的配合传动可以是原速传动，也可以是减速传动或者加速传动。

作为一种实施方式，第一圆锥齿轮11的中轴线与蜗轮21的中轴线相平行。这样，使得第一转轴202和第二转轴302相平行。

作为一种实施方式，第一圆锥齿轮11的中轴线与蜗轮21的中轴线的连线与水平面相垂直。这样，使得第一转轴202和第二转轴302沿竖直方向间隔设置。

作为一种实施方式，参照图6至图8所示，传动及换向组件10还包括第二连接轴13，第二连接轴13穿设于第一圆锥齿轮11；第二连接轴13用于与第二转轴302传动连接。第二转轴302转动带动二连接轴转动，进而带动第一圆锥齿轮11转动。其中，第二连接轴13与第二转轴302固定连接，比如，第二连接轴13插接于第二转轴302内，或者第二转轴302插接于第二连接轴13内，以实现第二转轴302和第二连接轴13的传动连接。采用该种实施方式，设有多个自锁机构100时，第二转轴302包括多个转动杆3021，第二连接轴13传动连接于相邻两个转动杆3021之间，其中，上一个转动杆3021的转动带动第二连接轴13的转动，第二连接轴13的转动同时带动第一圆锥齿轮11和下一个转动杆3021的转动。

可以理解，在其他实施例中，传动及换向组件10不设置第二连接轴13也是可以的，采用该种设置方式时，第一圆锥齿轮11套设于第二转轴302的外围，第二转轴302的转动带动第一圆锥齿轮11的转动。当设有多个自锁机构100时，第二转轴302的转动同时带动多个第一圆锥齿轮11的转动。

作为一种实施方式，自锁机构100还包括外壳(图未示)，外壳设于传动及自锁组件20和传动及换向组件10的外部，以对传动及自锁组件20和传动及换向组件10进行保护。

作为一种实施方式，自锁机构100还包括多个轴承(图未示)，部分轴承设于传动及换向组件10与外壳之间，部分轴承设于传动及自锁组件20与外壳之间。

进一步地，参照图1和图2所示，本实用新型实施例还提供一种光伏发电系统，包括光伏机构600和上述的平单轴跟踪光伏支架；光伏机构600包括光伏板组件601和主梁602，光伏板组件601与主梁602相连接，平单轴跟踪光伏支架与主梁602相连接。如此，实现平单轴跟踪光伏支架对光伏板组件601的支撑。其中，主梁602设有两个，两个主梁602沿光伏板组件601的长度方向平行且对称设置。

通过采用上述的平单轴跟踪光伏支架，光伏板组件601在受到外力作用时，不同部位均能有对应的自锁机构100对其进行锁定，不会出现局部摆动的情况。另外，自锁机构100体积小、重量轻，便于安装。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种自锁机构，应用于光伏发电系统，所述光伏发电系统包括驱动机构、光伏机构和传动机构，所述传动机构传动连接于所述光伏机构，所述光伏机构包括第一转轴，所述驱动机构包括第二转轴；其特征在于，所述自锁机构包括：

传动及自锁组件，所述传动及自锁组件用于与所述第一转轴传动连接以传动或锁定所述传动机构；

传动及换向组件，所述传动及换向组件与所述传动及自锁组件传动连接，并且用于传动连接于所述第二转轴。

2.如权利要求1所述的自锁机构，其特征在于，所述传动及自锁组件包括蜗轮和蜗杆，所述蜗轮和所述蜗杆相啮合；

所述蜗轮用于与所述第一转轴传动连接，所述蜗杆与所述传动及换向组件传动连接；

所述蜗杆的展开螺旋角小于所述蜗轮和所述蜗杆接触的摩擦角。

3.如权利要求2所述的自锁机构，其特征在于，所述传动及自锁组件还包括第一连接轴；

所述第一连接轴穿设于所述蜗轮，用于与所述第一转轴传动连接。

4.如权利要求2所述的自锁机构，其特征在于，所述传动及换向组件包括第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮，所述第一圆锥齿轮和所述第二圆锥齿轮相啮合；

所述第一圆锥齿轮用于传动连接于所述第二转轴；

所述第二圆锥齿轮与所述蜗杆传动连接。

5.如权利要求4所述的自锁机构，其特征在于，所述第一圆锥齿轮的中轴线与所述蜗轮的中轴线相平行。

6.如权利要求5所述的自锁机构，其特征在于，所述第一圆锥齿轮的中轴线与所述蜗轮的中轴线的连线与水平面相垂直。

7.如权利要求4至6任一项所述的自锁机构，其特征在于，所述传动及换向组件还包括第二连接轴，所述第二连接轴穿设于所述第一圆锥齿轮；

所述第二连接轴用于与所述第二转轴传动连接。

8.一种平单轴跟踪光伏支架，应用于光伏发电系统，其特征在于，包括：

传动机构，所述传动机构包括传动组件和第一转轴，所述传动组件用于传动连接于所述第一转轴和所述光伏发电系统的光伏机构之间；

驱动机构，所述驱动机构包括驱动组件和第二转轴，所述驱动组件用于驱动所述第二转轴转动；

第一立柱，所述第一立柱用于支撑所述传动机构；

第二立柱，所述第二立柱用于支撑所述驱动机构；

如权利要求1至7任一项所述的自锁机构，所述传动及自锁组件与所述第一转轴传动连接，所述传动及换向组件与所述第二转轴传动连接。

9.如权利要求8所述的平单轴跟踪光伏支架，其特征在于，所述传动机构、所述自锁机构和所述第一立柱均设有多个，且一一对应。

10.如权利要求9所述的平单轴跟踪光伏支架，其特征在于，每个所述自锁机构还包括第二连接轴，所述第二转轴包括多个转动杆，每个所述第二连接轴传动连接于相邻两个所述转动杆之间。

11.一种光伏发电系统，其特征在于，包括：

光伏机构，所述光伏机构包括光伏板组件和主梁，所述光伏板组件与所述主梁相连接；

如权利要求8至10任一项所述的平单轴跟踪光伏支架，所述平单轴跟踪光伏支架与所述主梁相连接。