CN221283079U - 一种光伏支架及光伏设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光伏设备相关技术领域，并提供了一种光伏支架及光伏设备。光伏支架包括：主梁，主梁采用柱状结构且主梁的横截面成三叶等距型结构；以及轴承组件，用于与主梁装配。其中轴承组件包括：轴承座；轴承外圈，设置在轴承座内，其中轴承外圈的内表面为圆弧面；轴承内圈，包括：三段轴承内圈板段，每一段轴承内圈板段的内表面与主梁的外表面适配，每一段轴承内圈板段的外表面为与轴承外圈的内表面适配的圆弧面。通过优化主梁结构并提供适配相应主梁结构的轴承组件，使得光伏支架在满足相应强度要求的前提下，更省原材料，结构简单且安装方便，达到了提效降本的目的。

Description

一种光伏支架及光伏设备

技术领域

本实用新型涉及光伏设备相关技术领域，尤其是涉及一种光伏支架及光伏设备。

背景技术

相关技术中，太阳能光伏发电作为一种新型绿色环保的发电方式，其中的光伏支架系统装置作为太阳能电站光伏组件最为重要的支撑体系。目前市场上光伏支架主梁多采用标准式截面如方管或者圆管作为主梁，但是市面常用主梁结构往往会出现扭矩过剩或弯矩过剩的情况，如：方管抗弯性能好但抗扭性能较弱，而其他多边形主梁也会存在扭转应力集中的缺陷。为保证光伏支架满足相应的使用要求，必然会造成材料的耗材量增大。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种光伏支架及光伏设备，用于解决现有技术中存在的光伏支架结构设计不合理导致耗材增加的技术问题。

为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种光伏支架，所述光伏支架包括：主梁，所述主梁采用柱状结构且所述主梁的横截面成三叶等距型结构；以及轴承组件，用于与所述主梁装配；

其中所述轴承组件包括：

轴承座；

轴承外圈，设置在所述轴承座内，其中所述轴承外圈的内表面为圆弧面；

轴承内圈，包括：三段轴承内圈板段，每一段所述轴承内圈板段的内表面与所述主梁的外表面适配，每一段所述轴承内圈板段的外表面为与所述轴承外圈的内表面适配的圆弧面。

根据本申请的一些实施例，所述主梁的横截面的曲线方程满足以下公式：

x＝(R-e)cosα-ecos(3α)cosα-3esin(3α)sinα,

y＝(R-e)sinα-ecos(3α)sinα+3esin(3α)cosα,

其中，R为等距型截面的外包络圆的半径，e为偏距，α为角度。

根据本申请的一些实施例，所述光伏支架还包括：

檩条，用于安装光伏组件；

固定连接件，设置在所述主梁上，用于连接所述檩条与所述主梁。

根据本申请的一些实施例，所述固定连接件包括：

环形连接部，与所述主梁连接，其中所述环形连接部的内周面与所述主梁的外周面适配；

檩条固定板，接设在所述环形连接部的外周面上，用于与所述檩条连接。

根据本申请的一些实施例，所述轴承外圈与所述轴承座销接。

根据本申请的一些实施例，

所述轴承外圈的外周面两边缘分别设有绕其周向延伸的第一限位凸起，其中所述第一限位凸起满足如下条件：当所述轴承外圈与所述轴承座处于装配状态时，所述第一限位凸起的凸出高度H大于所述轴承外圈的外周面与所述轴承座内周面之间的间隙M1，所述第一限位凸起的凸出高度H小于所述轴承外圈的外周面与所述轴承座外周面之间的间距M2；

所述轴承座的内周面开设有贯穿其两边缘的避让槽，其中所述避让槽的槽宽不小于所述第一限位凸起的延伸长度。

根据本申请的一些实施例，所述轴承外圈的外周面两边缘分别设有三个所述第一限位凸起，三个所述第一限位凸起绕所述轴承外圈的相应边缘均匀分布；所述轴承座的内周面开设有三个所述避让槽，所述避让槽绕所述轴承座的内周面均匀分布。

根据本申请的一些实施例，当所述轴承外圈与所述轴承座装配后，三个所述第一限位凸起与三个所述避让槽错位布置。

根据本申请的一些实施例，每一段所述轴承内圈板段的外周面的两圆弧边缘分别设有第二限位凸起，所述第二限位凸起用于在将三段所述轴承内圈板段与所述轴承外圈装配后对所述轴承外圈进行限位；

其中所述第二限位凸起沿相应的所述圆弧边缘的弯曲方向延伸设置。

第二方面，本申请提供了一种光伏设备，所述光伏设备包括根据本申请任一实施例中所述的光伏支架。

在上述技术方案中，提供了一种光伏支架，通过优化主梁结构并提供适配相应主梁结构的轴承组件，使得光伏支架在满足相应强度要求的前提下，更省原材料，结构简单且安装方便，达到了提效降本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的光伏支架的示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的另一视角的光伏支架的示意图；

图3是图2中A部结构放大示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的固定连接件的示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的主梁的示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的轴承内圈的示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的轴承内圈板段的示意图；

图8是图7中B部结构放大示意图；

图9是根据一示例性实施例示出的轴承外圈的示意图；

图10是图9中C部结构放大示意图；

图11是根据一示例性实施例示出的固定座的示意图。

图中：10、轴承组件；101、轴承内圈板段；1011、第二限位凸起；102、轴承外圈；1021、第一限位凸起；103、轴承座；1031、避让槽；20、主梁；30、檩条；40、固定连接件；401、环形连接部；402、檩条固定板。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

相关技术中，目前市面常用主梁结构往往会出现扭矩过剩或弯矩过剩的情况，如：方管抗弯性能好但抗扭性能较弱，而其他多边形主梁也会存在扭转应力集中的缺陷。为保证光伏支架满足相应的使用要求，必然会造成材料的耗材量增大。

本申请提供了一种光伏支架，通过优化主梁结构使其主梁截面成为三叶等距型面，并提供一种三瓣式结构轴承(即通过三段轴承内圈板段围成一个圈代替常规轴承内圈)与其配合来满足实际工况中对于扭矩的要求。使得光伏支架在满足相应强度要求的前提下，更省原材料，结构简单且安装方便，达到了提效降本的目的。

以下结合附图对本实施例的技术方案进行详细阐述，在不冲突的情形下，以下实施例和实施方式可以相互结合。

本实用新型示例性的实施例中提供一种光伏支架，如图1所示，图1是根据一示例性实施例示出的光伏支架的示意图。光伏支架包括：主梁20，主梁20采用柱状结构且主梁20的横截面成三叶等距型结构；以及轴承组件10，用于与主梁20装配。在对主梁结构进行优化后，还针对轴承组件做了调整以使二者适配。其中轴承组件10包括：轴承座103；轴承外圈102，设置在轴承座103内，其中轴承外圈102的内表面为圆弧面；三段轴承内圈板段101，每一段轴承内圈板段101的内表面与主梁20的外表面适配，每一段轴承内圈板段101的外表面为与轴承外圈102的内表面适配的圆弧面。

在本示例性实施例中，如图2-图3所示，通过采用具有三叶等距型截面的柱状结构作为光伏支架的主梁20使用，能够更好的提高跟踪支架的主梁20在转动过程中的抗扭性，且不易产生应力集中；同时为了支撑配合这种具有三叶等距型截面的主梁20，设计了一种轴承内圈同样为三叶等距型截面的轴承，便于配合主梁20的支撑与转动。

需要说明的是，在本实施例中的轴承内圈设计为三段轴承内圈板段101，即形成三瓣式轴承内圈，在将三段轴承内圈板段101进行组合后拼接为一个完整的轴承内圈。由于三段轴承内圈板段101的外表面均为圆弧面，使得该三瓣式轴承内圈具有了普通轴承内圈与轴承外圈102配合时的滑动效果。由于每一段轴承内圈板段101的内表面与主梁20外表面适配，基于主梁20结构的特殊设计方式，轴承内圈板段101与主梁20装配后不会产生相对滑动。此外，由于每一轴承内圈板段101完全相同，使得各个轴承内圈板段101具有互换性，减少零件种类，因此该零件能够实现批量性生产且安装更加方便。

为减少主梁20的重量，同时节省材料，主梁20可以设计为空心结构，如图5所示，此时“主梁20的横截面成三叶等距型结构”可以理解为筒状结构，相应的主梁20筒壁的截面满足三叶等距型结构即可。

在一些示例性实施例中，如图5所示，主梁20的横截面的曲线方程满足以下公式：

x＝(R-e)cosα-ecos(3α)cosα-3esin(3α)sinα,

y＝(R-e)sinα-ecos(3α)sinα+3esin(3α)cosα,

其中，R为等距型截面的外包络圆的半径(即主梁20的半径)，e为偏距，α为角度。

在本实施例中，基于此满足此曲线方程所设计出的主梁20结构，其力学性能好，可以保证主梁20转动的稳定性和可靠性，且该主梁20截面结构相较于同等直径的圆形与方形截面主梁20，所需原材料更少，更经济。在将主梁20与设计的具有三瓣式轴承内圈结构的轴承组件10装配使用后，二者能够更好的形成支撑配合，由于三瓣式轴承内圈之间具有互换性，便于该零件可以实现批量性加工。

在一些示例性实施例中，如图1-图3所示，考虑到光伏组件在与光伏支架进行装配时，需要得到一定支撑并进行固定。因此，在本示例性实施例中，还设计了檩条30等结构进行承托光伏组件。示例性地，光伏支架还包括：檩条30，用于安装光伏组件；固定连接件40，设置在主梁20上，用于连接檩条30与主梁20。

考虑到主梁20采用的是横截面成三叶等距型结构的柱状结构，由于其结构具有特殊性，为保证檩条30与主梁20实现较好的连接，还针对固定连接件40进行了优化设计。示例性地，如图4所示，图4是根据一示例性实施例示出的固定连接件40的示意图。固定连接件40包括：环形连接部401，与主梁20连接，其中环形连接部401的内周面与主梁20的外周面适配；檩条固定板402，接设在环形连接部401的外周面上，用于与檩条30连接。

需要说明的是，为实现环形连接部401的内周面与主梁20的外周面适配，环形连接部401也可以采用“主梁20的横截面的曲线方程”进行设计。基于此，可以保证环形连接部401的内周面与主梁20的外周面更好接触，使二者的安装更加牢固稳定。

在一些示例性实施例中，为保证轴承组件10中轴承外圆与轴承座103装配后，不会因轴承内圈的影响使二者产生相对运动，还需对轴承外圈102与轴承座103进行固定处理。示例性地，轴承外圈102与轴承座103销接。具体的，在轴承座103上开设第一孔，在轴承外圈102上开设第二孔，将轴承外圈102安装到轴承座103上后，将轴承外圈102的第二孔与轴承座103的第一孔对齐，通过销钉插上以实现销接。

需要说明的是，对于采用销钉的方式连接，提高了拆装效率。当然也可以采用螺栓等部件进行螺纹连接。另外，对于在轴承座103和轴承外圈102上分别开设的孔(第一孔和第二孔)的数量可根据实际需要进行调整，只要满足二者数量相等即可。

在一些示例性实施例中，如图1-图3所示，考虑到因主梁20等结构转动时，会在轴承外圈102的轴向方向上产生一定力，为防止轴承外圈102从轴承座103上滑脱，可以再轴承外圈102两边缘设计凸起结构来进行限位。示例性地，如图8-图11所示，轴承外圈102的外周面两边缘分别设有绕其周向延伸的第一限位凸起1021，其中第一限位凸起1021满足如下条件：当轴承外圈102与轴承座103处于装配状态时，第一限位凸起1021的凸出高度H大于轴承外圈102的外周面与轴承座103内周面之间的间隙M1，第一限位凸起1021的凸出高度H小于轴承外圈102的外周面与轴承座103外周面之间的间距M2。轴承座103的内周面开设有贯穿其两边缘的避让槽1031，其中避让槽1031的槽宽不小于第一限位凸起1021的延伸长度。

基于将第一限位凸起1021的凸起高度进行优化后，可以保证第一限位凸起1021能够通过避让槽1031，且在将轴承外圈102与轴承座103装配并旋转一定角度后能够起到轴向限位作用。

对于第一限位凸起1021的数量及长度可根据轴承外圈102的尺寸进行设计。示例性地，如图8-图11所示，轴承外圈102的外周面两边缘分别设有三个第一限位凸起1021，三个第一限位凸起1021绕轴承外圈102的相应边缘均匀分布；轴承座103的内周面开设有三个避让槽1031，避让槽1031绕轴承座103的内周面均匀分布。

由于三个第一限位凸起1021和三个避让槽1031均沿相应的边缘均匀分布，为保证第一限位凸起1021能够与轴承座103边缘配合实现对轴承外圈102的限位，即实现对轴承座103圈口的遮挡(边缘处)，可以通过调整轴承内圈与轴承座103的对应角度来实现。示例性地，如图1-图3所示，轴承外圆与轴承座103当轴承外圈102与轴承座103装配后，三个第一限位凸起1021与三个避让槽1031错位布置。在将轴承座103与轴承外圈102装配时，将第一限位凸起1021与相应的避让槽1031对应以将轴承外圈102装入轴承座103内，然后通过绕周线旋转轴承内圈，使第一限位凸起1021与避让槽1031形成错位，此时便在轴承座103上完成对轴承外圈102进行轴向方向的限位。

在一些示例性实施例中，如图6-图7所示，考虑到轴承内圈与轴承外圈102之间也需要同轴套设在一起才能起到轴承作用。在本实施例中，每一段轴承内圈板段101的外周面的两圆弧边缘分别设有第二限位凸起1011，第二限位凸起1011用于在将三段轴承内圈板段101与轴承外圈102装配后对轴承外圈102进行轴向方向限位；其中第二限位凸起1011沿相应的圆弧边缘的弯曲方向延伸设置。

需要说明的是，为保证第二限位凸起1011既能够与轴承外圈102配合起到对轴承内圈板段101的限位作用，又不会在轴承内圈与轴承外圈102进行装配时产生干涉而无法装配。在本实施例中结合主梁20尺寸、轴承内圈与轴承外圈102的间隙、轴承内圈板段101厚度及弹性等多个因素，将轴承内圈板段101进行了优化设计。如将轴承内圈板段101外表面边缘所形成的第二限位凸起1011的凸出高度H1、轴承内圈板段101的厚度H2和主梁20的半径R之和设计为定值S，定值S与轴承外圈102的内径R_内满足：S-R_内的范围为-2mm～3mm。另外，由于轴承内圈板段101的厚度H2和主梁20的半径R之和为定值，此时控制H1的高度即可，示例性地，H1的范围为3mm-15mm。

考虑到轴承内圈板段101的材质较硬，其所产生弹性形变有限，还可优化缩短轴承内圈板段101的延伸长度，使装配在主梁20上的相邻两个轴承内圈板段101之间具有一定间隙(即两轴承内圈板段101不直接接触)。该间隙可以作为轴承内圈与轴承外圈102装配时的活动余量，避免当S略大于R_内时，轴承内圈与轴承外圈102二者装配不上。

本实用新型示例性的实施例中还提供了一种光伏设备，光伏设备包括上述任一种光伏支架。基于此，当光伏组件通过檩条30安装于主梁20上，主梁20带动组件随阳光而转动，该光伏设备可以满足主梁20对于扭矩的载荷需求，相比于方管、圆管以及其他多边形管，三叶等距型截面的主梁20更省原材料，更经济，且配合三瓣式结构轴承便于支撑主梁20的转动，三瓣式结构轴承之间具有互换性，实现零件的批量生产，减少安装零件的种类，使得安装更加便捷。

在一些示例性地实施例中，主梁20的具体截面直径与厚度，可依据具体的安装环境和工况需求。为了配合与支撑这种特殊截面结构的主梁20转动，设计了一种组合式轴承，分别为轴承内圈与轴承外圈102，轴承内圈设计为一种三瓣式结构，每一个轴承内圈板段101可包裹住主梁20截面的三分之一(忽略相邻轴承内圈板段101的间隙的情况下)的三叶突起外径，组合在一起就是一个轴承内圈，将主梁20进行支撑与包裹，无论转到何种角度都保证了主梁20在转动过程中的稳定性和可靠性。轴承外圈102外径边缘设计三个限位凸台结构，在装入轴承座103中转动一定的角度后可限制轴承的轴向移动，不会在转动过程中移动出轴承座103，轴承外圈102可用定位销与轴承座103进行固定防止转动。轴承内圈外径边缘处同样设计出第二限位凸台1011与轴承外圈102进行配合组合，与主梁20一起在轴承外圈102内进行转动，保证具有该三叶等距型截面结构的主梁20转动的稳定性。为了便于主梁20与檩条30的固定，在采用固定连接件40固定时，需提前套进主梁20，可采用铆钉与主梁20固定，与檩条30的连接可采用螺栓连接。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，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”应作广义理解。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申请中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光伏支架，其特征在于，所述光伏支架包括：主梁，所述主梁采用柱状结构且所述主梁的横截面成三叶等距型结构；以及轴承组件，用于与所述主梁装配；

其中所述轴承组件包括：

轴承座；

轴承外圈，设置在所述轴承座内，其中所述轴承外圈的内表面为圆弧面；

轴承内圈，包括：三段轴承内圈板段，每一段所述轴承内圈板段的内表面与所述主梁的外表面适配，每一段所述轴承内圈板段的外表面为与所述轴承外圈的内表面适配的圆弧面。

2.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述主梁的横截面的曲线方程满足以下公式：

x＝(R-e)cosα-ecos(3α)cosα-3esin(3α)sinα,

y＝(R-e)sinα-ecos(3α)sinα+3esin(3α)cosα,

其中，R为等距型截面的外包络圆的半径，e为偏距，α为角度。

3.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述光伏支架还包括：

檩条，用于安装光伏组件；

固定连接件，设置在所述主梁上，用于连接所述檩条与所述主梁。

4.根据权利要求3所述的光伏支架，其特征在于，所述固定连接件包括：

环形连接部，与所述主梁连接，其中所述环形连接部的内周面与所述主梁的外周面适配；

檩条固定板，接设在所述环形连接部的外周面上，用于与所述檩条连接。

5.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述轴承外圈与所述轴承座销接。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的光伏支架，其特征在于，

所述轴承外圈的外周面两边缘分别设有绕其周向延伸的第一限位凸起，其中所述第一限位凸起满足如下条件：当所述轴承外圈与所述轴承座处于装配状态时，所述第一限位凸起的凸出高度H大于所述轴承外圈的外周面与所述轴承座内周面之间的间隙M1，所述第一限位凸起的凸出高度H小于所述轴承外圈的外周面与所述轴承座外周面之间的间距M2；

所述轴承座的内周面开设有贯穿其两边缘的避让槽，其中所述避让槽的槽宽不小于所述第一限位凸起的延伸长度。

7.根据权利要求6所述的光伏支架，其特征在于，所述轴承外圈的外周面两边缘分别设有三个所述第一限位凸起，三个所述第一限位凸起绕所述轴承外圈的相应边缘均匀分布；所述轴承座的内周面开设有三个所述避让槽，所述避让槽绕所述轴承座的内周面均匀分布。

8.根据权利要求7所述的光伏支架，其特征在于，当所述轴承外圈与所述轴承座装配后，三个所述第一限位凸起与三个所述避让槽错位布置。

9.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，每一段所述轴承内圈板段的外周面的两圆弧边缘分别设有第二限位凸起，所述第二限位凸起用于在将三段所述轴承内圈板段与所述轴承外圈装配后对所述轴承外圈进行限位；

其中所述第二限位凸起沿相应的所述圆弧边缘的弯曲方向延伸设置。

10.一种光伏设备，其特征在于，所述光伏设备包括权利要求1-9中任意一项所述的光伏支架。