单轴追踪光伏支架多点垂直提升安装装置及方法与流程

本发明涉及光伏新能源领域，具体涉及一种单向追踪光伏支架多点垂直提升安装装置及方法。

背景技术：

0、技术背景

1、随着新能源行业的不断发展，光伏产业及其施工安装技术也日趋先进，其中单轴追踪光伏支架形式的应用也越来越广泛。单轴追踪光伏支架主要安装工序包括立柱安装、回转装置安装、主轴安装、同步轴安装、檩条组件安装、电控系统安装，包含的工序和构件数量繁多，尤其是主轴及相关部件采用传统的安装方式常常效率较低，耗费大量工时和措施费用。单轴追踪光伏支架传统吊装方案通常为以下两种：(1)最多1根主轴起吊，在立柱间搭设脚手架，在专人指挥下用装载机将单根主轴提升，安装工人站在脚手架操作平台，同时调整单根主轴放在立柱上固定，放上之后调平、固定、拧紧螺丝，再檩条定位、固定，再将同步轴固定；(2)最多2根主轴起吊，先在地面上将轴承圈座、减速机、连接件安装好，螺栓拧紧，檩条套在主轴上，在专人指挥下用吊车一起起吊，放在立柱上固定，安装工人站在脚手架操作平台，放上主轴之后人工调平、固定、拧紧螺丝，再檩条定位、固定，再将同步轴固定。

2、现有的单向追踪光伏支架吊装方案最多只能吊装2根主轴，且需要搭设脚手架操作平台，大多工序需要人工完成并需要高空作业，且需利用吊车或装载机等设备，而且上述传统安装方案难以实现光伏支架的精准定位安装，吊装过程中容易发生支架摇晃碰撞立柱或支架零部件损坏的情况，不仅耗费较大机械人工成本，而且安全风险高，作业效率较低，无法满足目前飞速发展的新能源行业市场需求。

3、目前，针对单向追踪光伏支架的吊装方案，如何实现同时起吊多根光伏支架并保证吊装方案实现精准定位和方案的安全性、经济性成为了值得研究的问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提供了一种单轴追踪光伏支架多点垂直提升安装装置及方法，该装置可以实现多根光伏支架整体同步吊装，且能保持全过程支架垂直起吊，并能利用制动拉绳及机动连杆操纵支架平稳精准落放于立柱顶部，可以提升光伏支架整体安装效率。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种单轴追踪光伏支架多点垂直提升安装装置，所述装置包括多组与光伏支架立柱平行绑定的提升机构和多组提升机构的同步驱动机构，每组提升机构包括平行设置在对应立柱旁的立杆、安装在立杆上的滑轮组件、安装在立杆顶部的滑移支架和滑移定位组件，所述立杆的高度高于立柱，所述滑移支架悬置在立杆顶部；

3、所述立杆通过连接机构与立柱连接，所述滑移支架的悬空端水平延伸至立柱另一侧；所述滑轮组件包括杆顶内侧滑轮、杆顶外侧滑轮和吊绳，所述杆顶内侧滑轮固定在安装在立杆顶部，所述顶杆外侧滑轮通过滑移组件安装在滑移支架的悬空区域，并可沿着滑移支架移动改变杆顶外侧滑轮与立柱之间的水平距离，且杆顶外侧滑轮未滑动之前与立柱之间的水平距离大于立杆与立柱之间的水平距离，当杆顶外侧滑轮沿着滑移支架滑移后，位于立柱的正上方；

4、所述同步驱动机构包括对应安装在每根立杆底部的驱动滑轮和连接多个驱动滑轮的同步连杆，每个驱动滑轮的中孔设有传动轴承，相邻两个驱动滑轮之间通过同步连杆连接；所述驱动滑轮上设有吊绳收卷槽，所述吊绳一端固定在驱动滑轮的吊绳收卷槽上，另一端依次绕杆顶内侧滑轮和杆顶外侧滑轮后与待安装单轴追踪光伏支架连接。

5、本发明较优的技术方案：所述立柱包括基础和柱杆，所述柱杆底部通过柱脚固定在基础上；所述连接机构包括上部连接结构和下部松紧绑带，所述下部松紧绑带将立杆的下部固定在基础上，所述上部连接结构位于立柱上部，包括上部松紧绑带和定位钢构件，所述定位钢构件置于立柱与立杆之间，两侧分别通过垫板固定在立柱和立杆表面，所述上部松紧绑带绑扎在立柱、定位钢构件及立杆外。

6、本发明较优的技术方案：所述滑移支架上设有滑移导槽，所述顶杆外侧滑轮的中心转轴滑动安装在滑移支架的滑移导槽内，且顶杆外侧滑轮与滑移支架悬空端之间设有复位弹簧；所述滑移组件包括制动拉绳和滑移连杆，所述滑移连杆是由两根连杆铰链连接，其中一根连杆铰链连接在杆顶内侧滑轮的中心转轴上，另一根连杆铰链在顶杆外侧滑轮的中心转轴上，所述制动拉绳固定在滑移连杆的两根连杆铰链部位；每根立柱下方还对应设有拉绳收卷盘，所述拉绳收卷盘安装在驱动滑轮上方，所述制动拉绳另一端活动连接在对应的拉绳收卷盘的收卷槽上。

7、本发明较优的技术方案：所述滑移支架一端与立固定连接，另一端水平悬置，在滑移支架悬空区域与立杆之间设有支撑架；所述杆顶内侧滑轮固定在安装在滑移支架与立杆固定端，所述顶杆外侧滑轮通过滑移组件安装在滑移支架的悬空端。

8、本发明较优的技术方案：设置在两侧立柱上的驱动滑轮上设有驱动电机接口或安装有驱动电机，且设有驱动电机接口或安装有驱动电机的驱动滑轮内植入动力电池装置和信号控制芯片，所述同步连杆的两端均设置有螺纹接头，并通过螺纹接头与相邻两个驱动滑轮中部的传动轴承固定连接，通过两端驱动滑轮上的驱动电机及同步连杆控制所有的驱动滑轮同步转动，并通过信号控制芯片控制驱动滑轮启停和转速，提升速率不超过0.3m/min。

9、本发明较优的技术方案：所述吊绳与单轴追踪光伏支架连接端设有钢套环和橡胶松紧绑带，所述钢套环固定在吊绳上，橡胶松紧绑带固定在钢套环上，并通过橡胶松紧绑带与待安装单轴追踪光伏支架的支架主轴中心点绑扎固定。

10、本发明较优的技术方案：所述立柱的底部设有用于放置待安装单轴追踪光伏支架的临时支架，所述临时支架包括至少两根水平支架，并固定在立柱的基础上，每根立柱上的临时支架设置在等高的位置。

11、为了达到上述技术目的，本发明还提供了一种单轴追踪光伏支架多点垂直提升安装方法，其特征在于：所述安装方法使用上述权利要求3至7中任意一项所述的单轴追踪光伏支架多点垂直提升装置进行安装，具体施工步骤如下：

12、s1、根据待安装单轴光伏支架单元的重量、立柱间距、驱动电机功率等基础参数，确定单次吊装支架单元数和吊点分布，以确保吊装方案支架最大挠度在规范允许范围内；

13、s2、按照吊点分布安装提升机构和同步驱动机构，每组提升机构安装光伏支架的立柱旁，并将提升机构的立杆与对应立柱通过连接机构连接；同时在地面上制作组装待安装单轴光伏支架主轴部件；

14、s3、在立柱基础上安装临时支架，将组装好的待安装单轴光伏支架主轴吊放于临时支架上，临时停放，并调整好方位，进一步组装待安装单轴光伏支架的水平横梁、回转底座和减速机；并检查确认支架方位、组装部件完整无误后，将每组提升机构的吊绳呈竖直方向绑紧待安装单轴光伏支架主轴；

15、s4、启动下部驱动滑轮，通过同步连杆控制多组提升机构同时工作，缓慢起吊拼装好的待安装单轴光伏支架，并在待安装单轴光伏支架吊起后调整其方位至水平状态且处于安装方位，在起吊过程中，将滑移组件的制动拉绳解绑处于松弛状态；

16、s5.当待安装单轴光伏支架吊装至高于立柱的位置时，同时拉动多组提升机构的滑移组件的制动拉绳，带动杆顶外侧滑轮沿滑移支架的滑移导槽远离立柱的一端朝向邻近立柱的一端移动，并将其移动至吊绳中心线至与立柱中轴线重合状态，并确认无误后，平稳落放待安装单轴光伏支架于立柱顶部；

17、s6、搭设简易脚手架进行吊点解吊和相关零部件的安装，完成一批次单轴追踪光伏支架的提升安装过程，然后进行后续光伏组件的安装。

18、本发明较优的技术方案：所述s3步骤中的临时支架采用钢管，并通过钢板焊接在柱脚垫板上；每个立柱基础上的临时支架高度一致，并在临时支架上铺设缓冲防摩擦棉或珍珠棉层；所述s6步骤中光伏组件安装完成后，同步进行起吊提升装置与立柱间连接固定装置的拆卸，并做好起吊提升装置的临时支护；拆卸完毕后，再采用整体吊装方法将起吊提升装置移动至对应下一批次待安装位置，将起吊提升装置同下一批次待安装光伏支架的立柱连接固定，按照s1～s6步骤循环操作完成下一批次单轴光伏支架的安装。

19、本发明较优的技术方案：所述待安装单轴追踪光伏支架吊装过程中对支架状态、方位进行持续监测，主要采用目测法和激光水平仪测试吊装支架的平直度；当监测到异常时应检查吊装是否垂直、是否有风、起吊提升装置是否固定和同步等，由专业人员重新编制完善吊装方案，保证单向追踪光伏支架多点垂直提升精准定位的设备及方法实现高效运行。

20、本发明起吊过程中，由于杆顶滑轮组相对立柱悬挑出足够宽度，保证了待安装支架始终处于垂直吊装状态，保持支架平稳且支架方位始终保持安装方位，避免支架吊装过程中由于重心不稳同立柱碰撞或部件摇晃受损、支架偏离安装方位；待安装支架吊装高度到达立柱顶适当高度后，启动制动拉绳控制机动连杆带动杆顶滑轮组外侧滑轮沿导槽方向向内部缓慢位移到导槽最内侧，此时吊绳中心线移动至与立柱中轴线重合并确认无误后，方可平稳落放待安装支架于立柱顶部。所述起吊提升装置设置多组，通过驱动滑轮同步控制结构(同步连杆)相连，驱动滑轮采用植入芯片和智能软件自动化控制其启停和转速，提升速率不超过0.3m/min，从而使起吊提升装置驱动滑轮同步运行，控制光伏支架整体吊装过程平稳且同步。

21、本发明上部连接结构的两块垫板和定位钢架的总厚度应填满起吊提升装置和立柱间的净宽度，通过所述连接固定装置保证起吊提升装置和立柱间平行、稳固的绑定，且防止起吊过程中出现起吊提升装置出现失稳侧翻情况。所述立柱柱杆、提升装置立杆为钢结构，所述立柱基础为混凝土结构，通过预埋螺栓同立柱柱脚垫板连接，吊绳、拉绳为钢丝绳索，所述起吊提升装置和立柱之间、所述支架临时支撑装置和支架之间的接触部位均覆盖缓冲防摩擦棉或珍珠棉，避免对立柱和支架镀锌层造成破坏。

22、所述制动用拉绳连接连杆杆体间的铰链，从而操纵连杆杆体带动顶部滑轮组外部滑轮沿导槽水平移动。所述导槽宽度根据杆顶滑轮组相对立柱悬挑出的宽度(约为30cm)确定，保证当机动连杆处于原始状态时，复位弹簧件处于松弛状态，外部滑轮处于导槽最外侧，对应吊绳垂直起吊待安装支架阶段；而当机动连杆处于最终状态时，复位弹簧件处于拉紧状态，外部滑轮处于导槽最内侧，对应吊绳与立柱对中平稳落放待安装支架阶段。当支架完成精准落放后，解开吊绳并解绑制动拉绳，此时复位弹簧件复位同时拉动机动连杆恢复初始状态，外部滑轮回到导槽最外侧。利用上述起吊装置的垂直吊装和机动连杆的循环精准定位功能，本发明的设备及方法可实现大规模的重复安装利用。

23、本发明支架吊装全过程应对支架状态、方位进行持续监测，当监测到异常时应检查吊装是否垂直、是否有风、起吊提升装置是否固定和同步等，由专业人员重新编制完善吊装方案，保证单向追踪光伏支架多点垂直起吊安装方法实现高效运行。

24、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

25、本发明可实现多根光伏支架整体同步吊装，在地面就可控制吊装方位和姿态，且能保持全过程支架垂直起吊，且能利用制动拉绳及机动连杆操纵支架平稳精准落放于立柱顶部，相对传统光伏支架吊装方案大大节省人工和措施费，避免了高空作业，降低工人作业风险，同时避免了传统光伏支架吊装方案吊装过程中支架失稳受损、安装偏位的情况出现，提升了光伏支架整体安装效率，保证了工程的质量和安全。本发明设备和方法特别适用于大面积安装光伏支架、场地高差起伏较小的光伏项目场地。