大角度高稳定性太阳能斜单轴并联驱动机构及跟踪装置的制作方法

1.本实用新型属于太阳能光伏发电和太阳能光热利用领域，涉及太阳能自动跟踪装置，具体涉及一种大角度高稳定性太阳能斜单轴并联驱动机构及跟踪装置。


背景技术：

2.为了减小斜单轴太阳能跟踪装置的驱动能量，采用了杠杆原理、运用不在同一直线上的三点可以唯一决定一个平面从而通过结构设计提高抗风暴能力、通过增大控制半径提高跟踪精度，现有技术中已经研发了一种侧拉式太阳能自动跟踪装置(专利号：zl201010503502.8)。但这种跟踪装置每台需要一套控制系统和一个电机，这不仅增加了设备成本而且也增加了设备维修量。


技术实现要素：

3.基于现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种大角度高稳定性太阳能斜单轴并联驱动机构及跟踪装置，解决现有技术中的太阳能斜单轴并联驱动跟踪装置的角度调节范围有限，以及稳定性有待进一步提升的技术问题。
4.为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：
5.一种大角度高稳定性太阳能斜单轴跟踪装置，包括多个纵向布设的太阳能支架主体，还包括横向布设在多个太阳能支架主体下方的大角度高稳定性太阳能斜单轴并联驱动机构；
6.所述的大角度高稳定性太阳能斜单轴并联驱动机构包括水平横向驱动杆基座和驱动箱基座，水平横向驱动杆基座上安装有能够在水平横向驱动杆基座上横向运动的水平横向驱动杆，驱动箱基座上安装有驱动箱，驱动箱与水平横向驱动杆相连并能够带动横向驱动杆在横向运动；
7.所述的水平横向驱动杆上铰接有推拉杆的一端，推拉杆的另一端与大角度高稳定性支架的底端铰接，推拉杆与太阳能支架主体一一对应；
8.所述的大角度高稳定性支架包括驱动臂和支撑臂，驱动臂的顶端可拆卸固定安装在光伏组件托架的托架转动中心轴上，支撑臂的顶端可拆卸固定安装在光伏组件托架的托架边纵梁上，驱动臂的底端与支撑臂的底端可拆卸固定相连，使得大角度高稳定性支架形成三角形稳定结构。
9.本实用新型还保护一种大角度高稳定性太阳能斜单轴并联驱动机构，包括水平横向驱动杆基座和驱动箱基座，水平横向驱动杆基座上安装有能够在水平横向驱动杆基座上横向运动的水平横向驱动杆，驱动箱基座上安装有驱动箱，驱动箱与水平横向驱动杆相连并能够带动水平横向驱动杆在横向运动；
10.所述的水平横向驱动杆上铰接有推拉杆的一端，推拉杆的另一端与大角度高稳定性支架的底端铰接，推拉杆与太阳能支架主体一一对应；
11.所述的大角度高稳定性支架包括驱动臂和支撑臂，驱动臂的顶端可拆卸固定安装
在光伏组件托架的托架转动中心轴上，支撑臂的顶端可拆卸固定安装在光伏组件托架的托架边纵梁上，驱动臂的底端与支撑臂的底端可拆卸固定相连，使得大角度高稳定性支架形成三角形稳定结构。
12.本实用新型还具有如下技术特征：
13.所述的驱动臂的顶端和托架转动中心轴之间通过固结用楔形垫块实现可拆卸固定安装；所述的支撑臂的顶端和托架边纵梁之间通过固结用楔形垫块实现可拆卸固定安装。
14.所述的固结用楔形垫块包括一个倾斜端面和与倾斜端面相对的垂直端面，从垂直端面上垂直开设有多个贯通倾斜端面的螺栓安装通孔。
15.所述的水平横向驱动杆基座为多个在同一个横向布设的竖向平面内均匀布设的水平横向驱动杆基座。
16.所述的驱动箱基座布设在多个太阳能支架主体中相对居中的一个太阳能支架主体的一侧，或者布设在多个水平横向驱动杆基座对称的中间位置，多个水平横向驱动杆基座对应一个驱动箱基座。
17.本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：
18.(ⅰ)本实用新型通过具有三角形稳定结构的大角度高稳定性支架实现推拉杆与光伏组件托架之间的铰接，能够使得光伏组件托架具有更大的极限活动角度。
19.(ⅱ)本实用新型通过固结用楔形垫块实现可拆卸固定安装，可以使得驱动臂和支撑臂安装的更加稳固，也更容易安装，增加安装节点处的强度。
附图说明
20.图1是大角度高稳定性太阳能斜单轴跟踪装置结构示意图。
21.图2是固结用楔形垫块的正视结构示意图。
22.图3是固结用楔形垫块的侧视结构示意图。
23.图中各标号的含义为：1
‑
太阳能支架主体，2
‑
低成本稳定运行的太阳能斜单轴驱动机构，3
‑
水平横向驱动杆基座，4
‑
驱动箱基座，5
‑
水平横向驱动杆，6
‑
驱动箱，7
‑
推拉杆，8
‑
光伏组件托架，9
‑
大角度高稳定性支架，10
‑
固结用楔形垫块；
24.801
‑
托架转动中心轴，802
‑
托架边纵梁；
25.901
‑
驱动臂，902
‑
支撑臂；
26.1001
‑
倾斜端面，1002
‑
垂直端面，1003
‑
螺栓安装通孔。
27.以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。
具体实施方式
28.以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
29.实施例1：
30.本实施例给出一种大角度高稳定性太阳能斜单轴并联驱动机构，如图1至图3所示，包括水平横向驱动杆基座3和驱动箱基座4，水平横向驱动杆基座3上安装有能够在水平横向驱动杆基座3上横向运动的水平横向驱动杆5，驱动箱基座4上安装有驱动箱6，驱动箱6
与水平横向驱动杆5相连并能够带动水平横向驱动杆5在横向运动；
31.水平横向驱动杆5上铰接有推拉杆7的一端，推拉杆7的另一端与大角度高稳定性支架9的底端铰接，推拉杆7与太阳能支架主体1一一对应；
32.大角度高稳定性支架9包括驱动臂901和支撑臂902，驱动臂901的顶端可拆卸固定安装在光伏组件托架8的托架转动中心轴801上，支撑臂902的顶端可拆卸固定安装在光伏组件托架8的托架边纵梁802上，驱动臂901的底端与支撑臂902的底端可拆卸固定相连，使得大角度高稳定性支架9形成三角形稳定结构。
33.作为本实施例的一种优选方案，驱动臂901的顶端和托架转动中心轴801之间通过固结用楔形垫块10实现可拆卸固定安装；支撑臂902的顶端和托架边纵梁802之间通过固结用楔形垫块10实现可拆卸固定安装。具体的，固结用楔形垫块10包括一个倾斜端面1001和与倾斜端面1001相对的垂直端面1002，从垂直端面1002上垂直开设有多个贯通倾斜端面1001的螺栓安装通孔1003。
34.使用时，固结用楔形垫块10通常成对使用，两个固结用楔形垫块10一正一反成中心对称设置夹在驱动臂901和/或支撑臂902的顶端两侧，两个固结用楔形垫块10的倾斜端面1001分别与驱动臂901和/或支撑臂902的顶端两侧接触，其中一个固结用楔形垫块10的垂直端面1002与托架转动中心轴801和/或托架边纵梁802上，然后通过穿过螺栓安装通孔1003的螺栓将托架转动中心轴801和/或托架边纵梁802、一个固结用楔形垫块10、驱动臂901和/或支撑臂902以及另一个固结用楔形垫块10固定安装在一起。通过固结用楔形垫块10实现可拆卸固定安装，可以使得驱动臂和支撑臂安装的更加稳固，也更容易安装，增加安装节点处的强度。
35.作为本实施例的一种优选方案，水平横向驱动杆基座3为多个在同一个横向布设的竖向平面内均匀布设的水平横向驱动杆基座。驱动箱基座4布设在多个太阳能支架主体1中相对居中的一个太阳能支架主体1的一侧，或者布设在多个水平横向驱动杆基座3对称的中间位置，多个水平横向驱动杆基座3对应一个驱动箱基座4。采用了并联驱动的方式，只有一个驱动箱，减少了电机和减速机的数量，电机控制器只需要控制一个驱动电机即可，降低了设备成本、减小了设备的维修量。
36.本实用新型中，驱动箱4为减速机组合箱体；减速机组合箱体包括减速机、驱动电机和电机控制器组合形成。
37.本实用新型中，驱动臂901与托架转动中心轴801的夹角φ的取值范围为0
°
≤φ≤90
°
，当φ角较小时，支撑臂902较长，当φ角较大时，支撑臂902较短。φ的具体取值与跟踪最大角度或跟踪时间、与推拉杆7的长度和水平横向驱动杆5与地平的高度有关。
38.本实用新型中，固结用楔形垫块10的倾斜端面1001的倾斜角即倾斜端面1001与垂直端面1002之间的夹角，也就是驱动臂与托架平面的夹角φ。
39.本实用新型中，固结用楔形垫块10的倾斜端面1001的倾斜角度及厚度的取值与驱动臂和托架固结的强度、孔径和孔的数量及分布有关，倾斜角度与驱动臂和托架平面的夹角φ相同。通常每个单台需要两个垫片。孔的直径和孔的个数也与驱动臂和托架固结的强度有关。
40.实施例2：
41.本实施例给出一种大角度高稳定性太阳能斜单轴跟踪装置，如图1至图3所示，包
括多个纵向布设的太阳能支架主体1，还包括横向布设在多个太阳能支架主体1下方的大角度高稳定性太阳能斜单轴并联驱动机构2。
42.本实施例中采用实施例1中的大角度高稳定性太阳能斜单轴并联驱动机构2。
43.本实施例的大角度高稳定性太阳能斜单轴跟踪装置的运行原理：
44.在驱动箱6的驱动水平横向驱动杆5沿横向运动。水平横向驱动杆5带动推拉杆7运动。当推拉杆7运动到或接近铅垂状态时，对应于太阳能支架主体1的光伏组件托架8跟踪到下午最大跟踪角度。而大角度高稳定性支架9的使用，则进一步增大了这个最大跟踪角度的极限值和稳定性，使得光伏组件能够接收更多的太阳能。
45.如果让驱动箱6驱动水平横向驱动杆5朝横向的一端运动，光伏组件托架8即从下午最大跟踪角度开始返回，途径中天位置(横向水平位置)再转动到上午跟踪的起始位置(或上午跟踪的最大角度)。
46.此时驱动箱6驱动水平横向驱动杆5朝横向的另一端运动，光伏组件托架8即从上午跟踪起始角度开始跟踪，并途径中天位置(横向水平位置)后再转动到下午跟踪的结束位置(或下午跟踪的最大角度)。装置完成了一个跟踪周期。实际的一天跟踪比上述跟踪过程超前了四分之一周期，即从中天开始，首先让光伏组件托架8快退到上午跟踪起始角度后再开始跟踪，然后途径中天位置(横向水平位置)后再跟踪转动到下午跟踪的结束位置(或下午跟踪的最大角度)，再根据需要让其快退到中天位置停机。
47.实施例3：
48.在实施例1中，如果φ角较小，在强度满足工程要求的情况下可以省去支撑臂902。在实施例1中，如果φ角较大，在强度满足工程要求的情况下可以省去驱动臂901。在这两种情况下也可以省去楔形垫块。