一种屋顶多点驱动跟踪系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能源设备技术领域，特别是涉及一种屋顶多点驱动跟踪系统。


背景技术：

2.目前，市面上的屋顶光伏系统大多由光伏组件及托撑固定架等部件构成，无法自动跟踪光线实现角度调节。此外，传统屋顶光伏系统还具有抗风能力差及稳定性差、缺少硬限位和安装不方便等技术问题缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种屋顶多点驱动跟踪系统，可以解决至少一个上述技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种屋顶多点驱动跟踪系统，包括光伏组件和托撑固定架，所述托撑固定架固定安装于所述光伏组件的背面，还包括固定安装于所述托撑固定架上相对于所述光伏组件转角可调的变形架，所述变形架设有斜角件、滑槽以及具有滚轮的撑杆，所述滚轮可相对于所述滑槽滑动及滚动；至少一个所述变形架上安装电动推杆机构，所述电动推杆机构与控制器通讯连接，所述电动推杆机构的驱动端铰接连接所述撑杆。
5.优选地，所述托撑固定架包括安装于所述光伏组件各拼接面的中压条、分别安装于所述光伏组件两侧外边框的边压条、横向固定所述光伏组件的上檩条、下檩条、用以固定连接于所述上檩条与所述下檩条之间的若干个斜梁，所述撑杆背离所述滚轮的一端固定安装于所述斜梁。
6.优选地，所述变形架还包括铰接连接所述撑杆的铰接头、摆梁和柱脚，所述摆梁的第一端固接于所述铰接头，所述摆梁背离所述第一端的第二端铰接柱脚。
7.优选地，所述电动推杆机构包括与电机、减速机和伸缩杆；
8.所述减速机包括齿轮箱、与所述电机的输出轴同轴连接的减速机蜗轮、滚子轴承和密封盖，所述减速机蜗轮的轴端两侧通过一对滚子轴承安装于所述齿轮箱的凹槽中，所述减速机蜗轮的两端通过另一对滚子轴承安装于所述齿轮箱，所述减速机蜗轮与所述蜗杆相啮合；
9.所述伸缩杆包括两个固定架端盖、固定架撑杆、静压蜗杆轴承、与所述减速机蜗轮同轴转动的静压蜗杆、蜗母条、安装于蜗母条的凹槽内的栅格条、蜗母条滑动轴承、用以读取光栅移动位移的光栅位移传感器、用以安装所述光栅位移传感器的传感器安装座、防护筒、连接杆、沉头螺栓和分别铰接于所述撑杆和所述柱脚的两个万向头；两个所述固定架端盖通过所述防护筒和所述固定架撑杆连接固定，所述静压蜗杆轴承和所述蜗母条滑动轴承的孔内穿过所述固定架撑杆固定在所述防护筒上。
10.优选地，所述万向头与所述撑杆铰接连接的铰接点位于所述滚轮的中心轴线上，所述伸缩杆的两端铰接点的连线位于所述滚轮的运动平面内。
11.优选地，所述电机与控制器通讯连接。
12.优选地，所述光栅位移传感器的线缆穿过所述防护筒的安装孔沿所述防护筒外壁和电机线缆接入所述控制器。
13.本实用新型所提供的屋顶多点驱动跟踪系统，控制器控制电动推杆机构动作，由此驱动撑杆沿滑槽运动，调节支架重心，确定光伏跟踪的运动范围，实现光伏跟踪功能；本技术中变形架的斜角件自带角度，保证支架运动至极限位置时支架重心降至最低，提高系统的稳定性，此时光伏组件与水平安装面构成夹角，充当了扰流板和挡风板的作用，实现有角度迎风，降低了风激共振发生的风险，提高结构的抗风性能。因此，该跟踪系统，结构简单，安装方便，支撑稳定，兼具角度调节和大风保护功能。
附图说明
14.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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型所提供的屋顶多点驱动跟踪系统的结构示意图；
16.图2为图1中变形架和电动推杆机构的装配示意图；
17.图3至图6为推杆驱动下光伏组件的角度调节过程的示意图；
18.图7为图2中电动推杆机构的结构示意图；
19.图8为图7的爆炸图。
20.其中，
[0021]1‑
光伏组件、2
‑
托撑固定架、3
‑
变形架、4
‑
电动推杆机构；
[0022]
21
‑
中压条、22
‑
边压条、23
‑
上檩条、24
‑
下檩条、25
‑
斜梁；
[0023]
31
‑
斜角件、32
‑
滑槽、33
‑
撑杆、34
‑
铰接头、35
‑
摆梁、36
‑
柱脚、37
‑
滚轮；
[0024]
41
‑
电机、42
‑
伸缩杆、43
‑
齿轮箱、44
‑
减速机蜗轮、45
‑
滚子轴承、46
‑
密封盖、47
‑
蜗杆；
[0025]
421
‑
固定架端盖、422
‑
固定架撑杆、423
‑
静压蜗杆轴承、424
‑
静压蜗杆、425
‑
蜗母条、426
‑
栅格条、427
‑
蜗母条滑动轴承、428
‑
光栅位移传感器、429
‑
传感器安装座、430
‑
防护筒、431
‑
连接杆、432
‑
沉头螺栓、433
‑
万向头。
具体实施方式
[0026]
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做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。
[0027]
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
[0028]
请参考图1至图8，图1为本实用新型所提供的屋顶多点驱动跟踪系统的结构示意图；图2为图1中变形架和电动推杆机构的装配示意图；图3至图6为推杆驱动下光伏组件的
角度调节过程的示意图；图7为图2中电动推杆机构的结构示意图；图8为图7的爆炸图。
[0029]
本实用新型提供一种屋顶多点驱动跟踪系统，主要包括光伏组件1、托撑固定架2、变形架3和电动推杆机构4，参考图1和图2，托撑固定架2固定安装于光伏组件1的背部，用以固定连接全部光伏组件1，变形架3的数量至少为一个，可以为两个或两个以上的多个，变形架3固定安装在托撑固定架2上。关于托撑固定架2和变形架3的固定方式均可为利用螺钉等紧固件固定或者焊接固定。
[0030]
变形架3设有斜角件31、滑槽32以及撑杆33，撑杆33一端固设斜角件31，并通过斜角件31安装在托撑固定架2上，斜角件31自带斜角，设有安装部和支撑部，安装部套装在撑杆33上，支撑部设有斜面，以连接托撑固定架2；部撑杆33的另一端设有滚轮37，滑槽32两端各通过两颗螺栓固定在基础上，滑槽32为c型槽，槽体内径大于撑杆33的外径，撑杆33的下部与滚轮37铰接，滑槽32侧端的两个堵头利用螺栓固定于滑槽32的两端，用于限定撑杆33下部铰接点的运动范围，同时限定了滚轮37的滚动范围，撑杆33带动滚轮37在滑槽32内滑动及转动。
[0031]
至少一个变形架3上设置有电动推杆机构4，电动推杆机构4的驱动端铰接连接撑杆33，电动推杆机构4与外部控制器通讯连接，控制器通信及控制电动推杆机构4，并向电动推杆机构4供电，电动推杆机构4检测位移信息并将检测的位移信息反馈至控制器，控制器通过闭环控制电动推杆机构4驱动时间、速度等参数，实现高精度伸缩。
[0032]
本技术通过与控制器通讯连接的电动推杆机构4保证了屋顶多点驱动跟踪系统于预设角度范围内实现光伏跟踪，在此过程中，支架重心连续可调，保证托撑固定架2运动至极限点时支架重心位于靠近地面的最低处，变形架3上斜角件31的设置使得极限位置时光伏组件1与水平面构成夹角，实现有角度迎风，光伏组件1处于大风保护的抗风状态，最大化利用支架的结构性能，降低了风激共振等的发生，提高了结构的抗风性能。
[0033]
参考图3至图6，为推杆驱动下光伏组件的角度调节过程示意图。图3中斜角支撑使得光伏组件1与支撑平面形成初始角度，此时滚轮37位于滑槽32行程终端，光伏组件1有角度迎风；电动推杆机构4驱动变形架3，滚轮37沿滑槽32继续运动至图4和图5所示位置处，直至运动至滑槽32的另一行程终端，如图6所示，在此过程中，光伏组件1的动态角度由预设函数关系设定，光伏角度可在极限区间连续动态变化。光伏组件1的角度调节动作可以为上述的逆过程。
[0034]
上述电动推杆机构4的数量可以为一个或者多个，根据不同需求使用一个或多个电动推杆机构4进一步提高结构的抗风能力。
[0035]
参考图7和图8。具体地，电动推杆机构4包括电机41、减速机和伸缩杆42，其中，减速机包括齿轮箱43、减速机蜗轮44、蜗杆47、滚子轴承45和密封盖46，减速机蜗轮44与电机41的输出轴同轴连接，减速机蜗轮44的轴端两侧通过一对滚子轴承45安装于齿轮箱43的凹槽中，减速机蜗轮44的两端通过另一对滚子轴承45安装于齿轮箱43，减速机蜗轮44与蜗杆47相啮合。电机41与控制器通讯连接。
[0036]
伸缩杆42包括两个固定架端盖421、固定架撑杆422、静压蜗杆轴承423、静压蜗杆424、蜗母条425、蜗母条滑动轴承427、栅格条426、光栅位移传感器428、传感器安装座429、防护筒430、连接杆431、沉头螺栓432和两个万向头433。
[0037]
伸缩杆42和减速机共用一个滚子轴承45。静压蜗杆424与减速机蜗轮44同轴转动，
例如，两者可以通过联轴器连接；栅格条426安装于蜗母条425的凹槽内部，光栅位移传感器428用以读取光栅移动位移，光栅传感器安装在传感器安装座429上，安装后，光栅位移传感器428安装设于光栅上部，用以读取光栅数据。
[0038]
两个万向头433分别铰接于撑杆33和柱脚36，万向头433的另一端固定在齿轮箱43上，固定在齿轮箱43一侧的中心位置；另一个万向头433的另一端固定在连接杆431上。
[0039]
两个固定架端盖421通过防护筒430和固定架撑杆422连接固定，静压蜗杆轴承423和蜗母条滑动轴承427的孔内穿过固定架撑杆422固定在防护筒430上，固定架撑杆422起增加强度的作用。
[0040]
蜗母条425一端固定于固定架端盖421，另一端通过沉头螺栓432和连接杆431固定，蜗母条425穿过尾部的固定架端盖421至防护筒430内部。
[0041]
在本实施例中，静压蜗杆424传动结合光栅位移传感器428实现电动推杆机构4的高精密运动和控制。
[0042]
在一种具体实施例中，托撑固定架2包括若干中压条21、边压条22、上檩条23、下檩条24和若干个斜梁25，各个中压条21通过螺栓安装于光伏组件1各拼接面上，边压条22安装于光伏组件1两侧的外边框，上檩条23及下檩条24横向固定光伏组件1上，若干个斜梁25垂直设于上檩条23与下檩条24之间，用以固定连接于上檩条23与下檩条24，撑杆33背离滚轮37的一端固定安装在斜梁25上。由此形成稳定的支撑安装结构，安装牢固稳定。
[0043]
变形架3除具有上述滑槽32、撑杆33和斜角件31之外还包括铰接连接撑杆33的铰接头34、摆梁35和柱脚36，摆梁35的第一端固接于铰接头34，摆梁35背离第一端的第二端铰接柱脚36，摆梁35和铰接头34固定连接，摆梁35另一端与柱脚36铰接，铰接头34和撑杆33铰接。
[0044]
运行时，控制器根据内部预设控制算法驱动电机41转动，电机41带动减速机转动，减速机蜗轮44带动静压蜗杆424转动，静压蜗杆424由此驱动蜗母条425线性滑动，蜗母条425通过连接件带动尾端万向头433直线移动，此过程中，蜗母条425的移动距离和万向头433的移动距离相同，蜗母条425带动光栅运动，光栅位移传感器428读取光栅移动位移值，即为电动推杆机构4的伸缩长度。光栅位移传感器428将获取的位移信息反馈给控制器，进而通过闭环反馈控制实现电动推杆的高精度伸缩。
[0045]
万向头433与撑杆33铰接连接的铰接点为球铰，万向头433与撑杆33铰接连接的铰接点位于滚轮37的中心轴线上，伸缩杆42的两端铰接点的连线位于滚轮37的运动平面内，伸缩杆42的伸缩带动撑杆33下部的铰接点沿滑槽32运动。
[0046]
光栅位移传感器428的线缆穿过防护筒430的安装孔沿防护筒430外壁和电机41线缆接入控制器，防止线缆外露，使得系统外型更加整齐、美观。
[0047]
值得一提的是，在本实用新型的描述中，所采用的“上下”以及“顶底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是限定所指的元件或部分必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0048]
以上对本实用新型所提供的屋顶多点驱动跟踪系统进行了详细介绍。本文中应用
了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。