一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统，属于太阳能发电技术领域。


背景技术：

2.现有技术下，太阳能光伏发电在电力市场的占比上升，市场前景极为可观。当前市场主流的平单轴或斜单轴跟踪发电系统由于组件功率的增加导致装机功率越来越大，其结构具有缺陷，已经逐渐不能适应未来跟踪器的更高更多的使用需求。常规平单轴由于只有一个刚性支撑驱动点，单列支架的长度越长越容易产生低频共振，同时驱动点两端扭矩管主梁末端容易发生扭转变形等缺点，已经抑制了常规平单轴再进一步增加装机容量，无法降低每瓦成本。
3.例如专利公开号为cn204203778u的中国专利公开了一种太阳能平单轴跟踪支架及其联动系统，包括立柱，设置在立柱上可转动的主梁，固定在主梁上随主梁一起转动的固定网架；所述固定网架上设置有太阳能电池组件，太阳能电池组件与水平面呈一夹角倾斜布置。所述固定网架呈南北方向布置，所述太阳能电池组件在南半球时为北边高，南边低的倾斜夹角布置，所述太阳能电池组件在北半球时的朝向与南半球相反。该专利所述装置结构简单，即能保证该支架具有原平单轴的稳定性及耐久可靠性，又能提高太阳能的采集量，达到斜单轴的采集量。所述联动结构适应性强，耐久可靠，可广泛应用于太阳能跟踪支架及其联动系统领域；但是，上述专利采用单点驱动，其连杆较长，容易造成连杆弯曲，下垂，使用寿命短；并且未对密封性和自锁性问题进行针对性的结构设计。
4.又如专利公开号为cn202231023u的中国专利公开了一种肩挑式电池板太阳跟踪平单轴支架，包括立柱、对称设于该立柱两侧的支架。所述立柱的顶部设有一电机，该电机的轴竖直朝上延伸形成一蜗杆轴，一蜗轮与该蜗杆轴啮合传动，而该蜗轮的转轴。横向设置于所述立柱。上，该转轴的两端分别与所述支架。中的一横轴。固定连接。
5.上述专利通过电机的蜗杆轴带动蜗轮自动并使得蜗轮轴旋转，以致太阳能电池板支架也绕作横向设置的蜗轮轴旋转，该旋转可以调整纬度方向，从而实现跟踪太阳的运行，解决了使用中电池板支架难以调整方向的问题，提高了太阳能阵列的发电量。但是，同样只有一个刚性支撑驱动点，单列支架的长度越长越容易产生低频共振，驱动点两端扭矩管主梁末端容易发生扭转变形。
6.同时，专利公开号为202011423287.0的中国专利，还公开了一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统包括主梁和至少一台回转减速机，其中一台回转减速机与电机相连；与电机相连的回转减速机为主动回转减速机，其他回转减速机为从动回转减速机，主动回转减速机的扭矩通过传动轴传递到从动回转减速机；所述回转减速机和传动轴与主梁为同步同向转动设置。上述实用新型传动轴与主梁同步同向动作，进而可通过主梁对传动轴进行支撑，进而传动轴不易出现扭转或断裂的情况，使用寿命长，且该种结构下，传动轴的直径无需设置过大，设备投入成本低；且由于传动轴、电机、主梁均同步转动，进而在主梁翻动过程
中，光伏板不会出现碰撞传动轴的情况，主梁可调节的角度更大，灵活度更高，且设备使用寿命得到延长。
7.但是，上述实用新型的传动轴，位于各个支点之间通常两根立柱跨距均较大，可达7~8米，因此，主动回转减速机和从动回转减速机之间的扭矩传动轴跨距大，容易出现自重下垂的情况，导致扭矩传递滞后和出现爬行现象。
8.又如专利公开号为cn112311313a的中国专利，公开了一种基于太阳能发电的自动跟踪装置，涉及太阳能发电技术领域。它包括底架和太阳能电池板，底架上固定连接一可转动的弧形架；弧形架上设有弧形的滑孔，滑孔内滑动连接有滑动组件，滑动组件上固定连接一安装架，太阳能电池板固定连接在安装架上；底架上固定连接有驱动滑动组件移动的驱动装置，驱动装置包括一导轨，导轨上固定连接一丝杆，丝杆的一端连接有电机，导轨上滑动连接一滑座，滑座与丝杆螺纹连接，滑座与滑动组件之间固定连接一推杆，推杆与滑座铰接。它通过电机带动滑动组件在弧形架上移动，从而实现了太阳能电池板朝向的调节，实现自动跟踪太阳光的功能。但是，该实用新型所述的自动跟踪装置利用弧形架支撑，它的太阳能电池板与弧形架的接触面仅位于滑动组件上，其接触面小，当太阳能电池板向两端延伸则无法给到较好的支撑效果，两端受到重力影响也会很容易对太阳能电池板本身造成损坏，若加大滑动组件则组件自重变大，受重力影响也容易影响弧形架的弯曲度，最终影响转动效率。
9.因此，为解决上述背景问题，研发一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统是迫在眉睫的。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统，它结构合理，扭矩传递稳定且密封性和自锁性较好。
11.本实用新型的目的是这样实现的：一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统，包括主梁，所述主梁竖直方向通过多根立柱支撑，并通过摆臂连接驱动装置，驱动装置的另一端与立柱相连，所述驱动装置的数量与立柱数量相匹配；
12.其中一侧的驱动装置与电机相连作为主动驱动装置，并通过传动轴传递到其余从动驱动装置；
13.所述主梁上还沿水平方向设置多个檩条，所述檩条的另一端通过传动轴轴承座与传动轴连接。
14.所述驱动装置为线性推进器，通过蜗杆驱动蜗轮，所述蜗杆的腔外部分与摆臂连接。
15.所述驱动装置包括外壳，所述外壳内设置有伸缩杆，所述伸缩杆的外径与外壳的内壁紧密配合，所述外壳顶部还设置有后盖，所述后盖内设置锁紧螺母；
16.所述伸缩杆内还设置有丝杆，所述丝杆与蜗轮连接，并随蜗轮同步同向旋转
17.所述伸缩杆包括伸缩杆伸缩端和伸缩杆连接端，所述伸缩杆伸缩端和伸缩杆连接端之间设置有连接前后腔体的气压平衡孔。
18.所述外壳包括蜗轮蜗杆腔体和伸缩杆腔体，在伸缩杆腔体的顶部以及后盖的底部均设置有推力轴承。
19.所述外壳与伸缩杆连接端的底部位置之间配合设置有第一密封和第二密封。
20.所述驱动装置通过销轴安装在连接片上，实现与立柱铰接。
21.所述伸缩杆的侧边上还设置有卡槽轴承，并在外壳上匹配设置卡槽；所述卡槽轴承设置在卡槽内并实现滑动配合。
22.所述第一密封为骨架密封，所述第二密封为o形圈密封。
23.所述立柱上设置有支撑轴承，所述主梁穿过支撑轴承设置。
24.相比于现有技术，本实用新型具有以下优点：
25.本实用新型的一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统，它利用多点驱动，解决了平单轴容易产生低频共振，主梁两端扭矩管主梁容易发生扭转变形的问题；还通过檩条和传动轴轴承座的配合避免了传动轴跨距大，容易出现自重下垂的情况，导致扭矩传递滞后和出现爬行现象；同时，本实用新型保证了传动轴的稳定性与传动效率，还针对性地设置两层密封，保证了密封性，有效防止外部粉尘和水气进入内部，同时也保证内部润滑油脂不泄漏。
附图说明
26.图1为本实用新型的一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统的整体结构示意图。
27.图2为本实用新型的一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统的驱动装置与立柱连接示意图。
28.图3为本实用新型的一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统的驱动装置具体剖面结构示意图。
29.图4为本实用新型的一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统驱动装置的伸缩杆伸缩端、伸缩杆连接端以及卡槽轴承的具体结构示意图。
30.图5为本实用新型的一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统驱动装置的密封结构示意图。
31.图6为本实用新型的一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统驱动装置的伸缩杆伸缩端俯视状态剖视图。
32.其中：1、主梁；2、摆臂；3、立柱；4、驱动装置；5、传动轴；6、连接片；7、檩条；8、传动轴轴承座；9、支撑轴承；
33.4.1、外壳；4.2、伸缩杆；4.3、丝杆；4.4、气压平衡孔；4.5、蜗轮；4.6、蜗杆；4.7、推力轴承；4.8、后盖；4.9、锁紧螺母；4.10、卡槽轴承；4.11、卡槽；4.12、第一密封；4.13、第二密封；4.14、销轴；
34.4.2.1、伸缩杆伸缩端；4.2.2、伸缩杆连接端。
具体实施方式
35.下面结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：
36.如图1~6所示，一种单主梁多点驱动太阳能跟踪系统，包括主梁1，所述主梁1竖直方向通过多根立柱3支撑，并通过摆臂2连接驱动装置4，驱动装置4的另一端与立柱3相连，所述驱动装置4的数量与立柱3数量相匹配；
37.其中一侧的驱动装置4与电机相连作为主动驱动装置，并通过传动轴5传递到其余
从动驱动装置；
38.所述主梁1上还沿水平方向设置多个檩条7，所述檩条7的另一端通过传动轴轴承座8与传动轴5连接。
39.在本实施例中，本实用新型沿水平方向设置多个檩条7，并配合设置传动轴轴承座8，形成了多个有效支承点，不仅解决传动轴5因重力原因导致下垂变形的问题，同时还可以作为轴承使用，可以提高传动轴5的传动稳定性和传动效率，降低整套跟踪系统的能源损耗。
40.在本实施例中，本实用新型采用多驱动点设计，在一列支架上分多个位置安装相应的驱动装置4，电机安装在一侧的驱动装置4上作为主动单元，其余的为从动单元，主动单元与从动单元之间采用传动轴5相连接，连接点分别为主动单元的蜗杆输出端和从动单元的蜗杆输入端，多台从动单元串联时，连接方式均相同。
41.在本实施例中，在上述的主动单元一侧设置电机，电机驱动主动单元的蜗杆4.6。
42.在本实施例中，本实用新型所述的驱动装置4为线性推进器，通过蜗杆4.6驱动蜗轮4.5，蜗轮4.5还与丝杆4.3刚性连接，其外壳4.1包括蜗轮蜗杆腔体和伸缩杆腔体，在伸缩杆腔体的顶部以及后盖4.8的底部均设置有推力轴承4.7，利用推力轴承4.7来承受丝杆1.3的轴向推力和拉力；所述蜗杆4.6的腔外部分与摆臂2连接。
43.在本实施例中，所述驱动装置4包括外壳4.1，所述外壳4.1内设置有伸缩杆4.2，所述伸缩杆4.2的外径与外壳4.1的内壁紧密配合，所述外壳4.1顶部还设置有后盖4.8，所述后盖4.8内设置锁紧螺母4.9；
44.所述伸缩杆4.2内还设置有丝杆4.3，所述丝杆4.3与蜗轮4.5连接，并随蜗轮4.5同步同向旋转。
45.所述伸缩杆4.2包括伸缩杆伸缩端4.2.1和伸缩杆连接端4.2.2，所述伸缩杆伸缩端4.2.1和伸缩杆连接端4.2.2之间设置有连接前后腔体的气压平衡孔4.4。
46.所述外壳4.1与伸缩杆连接端4.2.2的底部位置之间配合设置有第一密封4.12和第二密封4.13。
47.在本实施例中，上述蜗轮4.5的一端与线性推进器的外壳4.1连接，将蜗杆腔外径设计为耳轴与摆臂2连接，摆臂2的另一端固定在主梁1上，当电机驱动蜗杆4.6带动蜗轮4.5转动时，丝杆4.3随蜗轮4.5同步同向旋转，并与伸缩杆伸缩端4.2.1螺纹配合，从而使伸缩杆伸缩端4.2.1也随之伸出或缩回，使外壳4.1受到力的作用，带动摆臂2的运作，最终使主梁1转动；进一步地，安装推力轴承4.7来承受轴向推力，大大增强了传动效率，并增加使用寿命。
48.同时，采用蜗杆腔的外径作为耳轴受力点，蜗杆腔外形尺寸更大，刚性更好；且在受到外部大的推拉力时不会导致输出轴受力后产生弹性变形，能够保证整个跟踪传动系统的稳定性和可靠性。
49.在本实施例中，伸缩杆4.2外径与外壳4.1内壁配合紧密，能够形成一个密闭的空间，保证整体线性推进器的刚性和精度以及良好的密封性；同时，当伸缩杆4.2伸出时后，伸缩杆伸缩端4.2.1和伸缩杆连接端4.2.2之间会形成一个空腔，此时会导致外壳4.1内部前腔和后腔气压出现不平衡的现象，此时如果前端密封性出现密封失效的情况，会导致外部的粉尘或者水气被吸进外壳内部，导致丝杆4.3和锁紧螺母4.9的磨损加剧，也会破坏整个
密封失效加速。因此在伸缩杆4.2的一侧加工一个用于连接前后腔体的气压平衡孔4.4，任何时候都不会发生前后腔压力不平衡的现象，有效的保证整体密封性能，也进一步延长线性推进器的使用寿命。
50.在本实施例中，所述伸缩杆4.2的侧边上还设置有卡槽轴承4.10，并在外壳4.1上匹配设置卡槽4.11；所述卡槽轴承4.10设置在卡槽4.11内并实现滑动配合；卡槽轴承4.10设置在卡槽4.11内，当伸缩杆4.2伸出或缩回时，卡槽轴承4.10与卡槽4.11一侧形成滑动配合，同时也避免了伸缩杆4.2本身产生旋转。
51.在本实施例中，所述第一密封4.12为骨架密封，所述第二密封4.13为o形圈密封，设计双重密封，协同配合，能够更加有效防止外部粉尘和水气进入内部，同时也保证内部润滑油脂不泄漏。
52.在本实施例中，所述立柱3上设置有支撑轴承9，所述主梁1穿过支撑轴承9设置，形成了多个有效支撑点，可以提高主梁1的稳定性，避免形变。
53.在本实施例中，所述驱动装置4通过销轴4.14安装在连接片6上，实现与立柱3铰接。
54.以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。