一种太阳能光伏组件的支架调节系统的制作方法

本发明涉及太阳能光伏技术领域，具体涉及太阳能光伏设备。

背景技术：

太阳能光伏发电作为一种可再生能源发电形式，已经被越来越多的国家视为实现可持续发展的重要方式。

光伏组件布置在光伏组件支架上，为了提高太阳光辐射利用率，使光伏发电系统获得较高的发电效率，可以通过优化光伏组件支架的结构形式来实现。目前出现的光伏组件支架的结构形式主要有四种：第一种为固定式，光伏组件具有固定不变的倾角；第二种为单轴跟踪式，光伏组件只跟踪太阳移动的方位角或高度角中的一个方向；第三种为双轴跟踪式，光伏组件不仅能够跟踪太阳的方位角，还能够同时跟踪太阳的高度角，从而实现发电效率的最大化；第四种为手动可调式，一般一个季度调节一次光伏组件的倾角。

现有技术中存在现有的固定式支架的光伏组件发电效率较低、自动跟踪式支架初期投资和后期维护成本较高、手动可调式支架实用性较差的问题，因此有必要提出改进的技术手段解决上述问题。

为解决上述技术问题，申请号为201320255533.5的实用新型公开了一种太阳能光伏组件的支架调节系统，其包括：立柱、框架、第一支撑杆、第二支撑杆、液压调节装置。所述立柱与所述框架固定连接，所述框架上固定有一个或多个光伏组件；所述第一支撑杆和所述第二支撑杆分别设置在所述立柱的两侧，并连接在所述立柱与所述框架之间；所述第一支撑杆和所述第二支撑杆为长度可调的支撑杆，所述液压调节装置调节所述第一支撑杆或所述第二支撑杆的长度。通过上述实用新型，以较低的成本实现了光伏组件倾角的快速调节。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题：如何随太阳的高度角准确地调节光伏组件的倾角。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种太阳能光伏组件的支架调节系统，包括立柱、铰接在立柱上的框架、连接框架和立柱的主支撑杆，主支撑杆的首端与框架铰接，主支撑杆的尾端与立柱铰接，所述框架上安装有一个或多个光伏组件；主支撑杆包括螺纹套筒、螺纹杆、传动组合体、连接杆；所述传动组合体包括盘形基座、枢接在盘形基座上的旋转筒、枢接在盘形基座上且位于旋转筒内的旋转轴；所述旋转轴上套设有上下滑筒，旋转轴与上下滑筒之间设有周向联动结构；上下滑筒的外侧壁上开设滑槽；旋转筒的内侧壁上设有与所述滑槽配合的伸缩杆，旋转轴的轴心线偏离旋转筒的中心线；螺纹套筒的尾端铰接在立柱上，螺纹杆的尾端与螺纹套筒的前端螺接，螺纹杆的前端连接在旋转轴上，盘形基座安装在连接杆的尾端，连接杆的前端铰接在框架上。

上述技术方案中，所述传动组合体的工作原理如下。由于旋转轴的轴心线偏离旋转筒的中心线，因此，套设在旋转轴上的上下滑筒的外侧壁与旋转筒内侧壁之间的距离是不均匀的，上下滑筒外侧壁与旋转筒内侧壁之间具有一个最大距离和一个最小距离。初始，伸缩杆与上下滑筒无接触，旋转筒旋转，伸缩杆所在的旋转筒内侧壁与上下滑筒外侧壁之间的距离变小，伸缩杆与上下滑筒外侧壁接触，且伸缩杆顶端伸入滑槽，伸缩杆抵压在滑槽的侧壁上，并驱动上下滑筒旋转。上下滑筒通过周向联动结构带动旋转轴同步旋转。旋转轴旋转预定角度后，上下滑筒外侧壁与旋转筒内侧壁之间的距离变大，伸缩杆脱离与滑槽的接触。

通过上述设计，旋转筒的旋转，可驱动旋转轴每次旋转预定或固定的角度，具体而言，旋转筒旋转一周，旋转轴旋转的角度小于一周，但旋转轴的旋转角度是固定的，或者说是预定的。如此，粗略旋转所述旋转筒一定的角度，可得到旋转轴精确的旋转角度。

按上述技术方案，安装在所述连接杆上的电机驱动所述旋转筒旋转，旋转筒能够驱动所述旋转轴旋转固定的角度，所述旋转轴能够带动螺纹杆旋转固定的角度，进而，螺纹杆与螺纹套筒的总长度得到调整，即主支撑杆的长度得到调整，且，主支撑杆长度的变化是准确可控的，进而，框架的倾斜度是准确可控的，进而，框架上光伏组件的倾斜度是准确可控的，以准确适应太阳的高度角。

所述旋转轴设有径向凸缘，旋转轴上套设有摩擦环和弹性环；

摩擦环的底部端面连接在盘形基座上，上下滑筒的底部端面与摩擦环的顶部端面摩擦接触，弹性环的底部端面抵压在上下滑筒的顶部端面上，弹性环的顶部端面抵压在所述径向凸缘上；

所述滑槽倾斜设置。

按上述说明，初始状态，弹性环压迫在上下滑筒的顶部端面上，上下滑筒的底部端面与摩擦环的顶部端面摩擦接触。旋转筒旋转，伸缩杆随之旋转，在伸缩杆与滑槽配合之前，即使伸缩杆与上下滑筒之间有接触，由于摩擦环对上下滑筒的摩擦力，上下滑筒保持静止，相应地，旋转轴保持静止。在伸缩杆伸入所述滑槽后，由于滑槽倾斜设置，在滑槽中滑动的伸缩杆驱动上下滑筒沿旋转轴上升，上下滑筒与摩擦环脱离接触，弹性环发生弹性变形而积聚弹性势能。之后，伸缩杆抵压在滑槽的侧壁上并驱动上下滑筒旋转，上下滑筒驱动旋转轴同步旋转。当伸缩杆与滑槽脱离接触后，在弹性环的作用下，上下滑筒向下复位，其底部端面与摩擦环重新摩擦接触，上下滑筒被制动，如此，每次旋转轴的旋转角度是预定的、固定的，不会因惯性而使旋转轴的旋转角度得到扩大。

所述周向联动结构为开设在旋转轴外表面上的线性滑槽、设置在上下滑筒内侧壁上且与所述线性滑槽配合的滑块，所述线性滑槽沿旋转轴的轴向设置。

按上述说明，所述周向联动结构允许上下滑筒相对旋转轴作轴向滑动，所述周向联动结构使所述上下滑筒带动所述旋转轴同步旋转。其中，线性滑槽沿旋转轴的轴向设置，即线性滑槽的长度方向平行于旋转轴的轴心线。

滑槽的数量为三个，三个滑槽沿上下滑筒的圆周向均匀分布。

按上述说明，设，三个滑槽分别为第一滑槽、第二滑槽、第三滑槽，初始状态，第一滑槽处于b位置，第二滑槽处于c位置，第三滑槽处于d位置。随旋转筒旋转的伸缩杆伸入第一滑槽，驱动上下滑筒旋转一百二十度后，伸缩杆脱离第一滑槽，此时，第一滑槽处于c位置，第二滑槽处于d位置，第三滑槽处于b位置。之后，随旋转筒旋转的伸缩杆由于长度不够而越过第二滑槽。之后，随旋转筒旋转的伸缩杆伸入第三滑槽，驱动上下滑槽旋转一百二十度后，伸缩杆脱离第三滑槽，此时，第一滑槽处于d位置，第二滑槽处于b位置，第三滑槽处于c位置。如此反复，旋转筒连续旋转，而上下滑筒间隔相同的时间旋转一次，每次旋转的角度相同。具体地，旋转筒旋转一周，上下滑筒旋转三分之一周。

框架和立柱之间设有副支撑杆，副支撑杆的首端与框架铰接，副支撑杆的尾端与立柱铰接，副支撑杆包括筒件和杆件，杆件配合在筒件内，杆件能够相对筒件移动。主支撑杆和副支撑杆分别位于立柱的左右两侧，副支撑杆对框架起到辅助支撑的作用。

杆件的外侧壁上开设轴向的线性滑槽，筒件的内侧壁上设有轴向的线性滑条，线性滑槽与线性滑条滑动配合；筒件的内侧壁上开设若干轴向的油槽，若干轴向油槽连通，若干油槽沿筒件的圆周向均匀分布，每一油槽上覆盖有弹性的橡胶膜，油槽与液压调节装置连接。主支撑杆被调节至预定长度后，液压调节装置向油槽供给液压油，油槽和橡胶膜构成的液压油通道充盈液压油，橡胶膜发生弹性变形，与筒件中的杆件表面接触，并将杆件胀紧在筒件中，实现副支撑杆长度的固定，配合主支撑杆，以稳定地支撑框架。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为一种太阳能光伏组件的支架调节系统的示意图；

图2为图1中a-a断面图；

图3为图2中筒件的断面图；

图4为图2中杆件的断面图；

图5为传动组合体的结构示意图；

图6为图5中从上方观察所述传动组合体所得的平面结构示意图；

图7为图5中传动组合体隐藏旋转筒a20后的结构示意图；

图8为图7中摩擦环a50、弹性环a60隐藏后的结构示意图。

图中符号说明：

10、立柱；

20、框架；

30、主支撑杆；31、螺纹套筒；32、螺纹杆；33、连接杆；

40、副支撑杆；41、筒件；410、线性滑条；411、油槽；412、橡胶膜；413、液压油；42、杆件；420、线性滑槽；

50、光伏组件；

60、铰接件；

a、传动组合体；

a10、盘形基座；

a20、旋转筒；a21、伸缩杆；

a30、旋转轴；a31、径向凸缘；a32、线性滑槽；

a40、上下滑筒；a41、滑槽；a410、滑槽的侧壁；a42、滑块；

a50、摩擦环；

a60、弹性环。

具体实施方式

以下内容参考图1至图8。

一种太阳能光伏组件的支架调节系统，包括立柱10、铰接在立柱上的框架20、连接框架和立柱的主支撑杆30，主支撑杆的首端与框架铰接，主支撑杆的尾端与立柱铰接，所述框架上安装有一个或多个光伏组件50。

主支撑杆30包括螺纹套筒31、螺纹杆32、传动组合体a、连接杆33。

所述传动组合体包括盘形基座a10、枢接在盘形基座上的旋转筒a20、枢接在盘形基座上且位于旋转筒内的旋转轴a30；所述旋转轴上套设有上下滑筒a40，旋转轴与上下滑筒之间设有周向联动结构；上下滑筒的外侧壁上开设滑槽a41；旋转筒的内侧壁上设有与所述滑槽配合的伸缩杆a21，旋转轴的轴心线偏离旋转筒的中心线。螺纹套筒31的尾端铰接在立柱10上，螺纹杆32的尾端与螺纹套筒的前端螺接，螺纹杆的前端连接在旋转轴a30上，盘形基座a10安装在连接杆33的尾端，连接杆的前端铰接在框架20上。

关于传动组合体，所述伸缩杆a21包括筒状件、伸缩件、伸缩杆弹簧，伸缩杆弹簧设置在筒状件中，伸缩件插设在筒状件中且抵压在伸缩杆弹簧上。

关于传动组合体，滑槽a41的数量为三个，三个滑槽沿上下滑筒a40的圆周向均匀分布。

关于传动组合体，所述旋转轴a30设有径向凸缘a31，旋转轴上套设有摩擦环a50和弹性环a60。

关于传动组合体，摩擦环的底部端面连接在盘形基座a10上，上下滑筒a40的底部端面与摩擦环的顶部端面摩擦接触，弹性环的底部端面抵压在上下滑筒的顶部端面上，弹性环的顶部端面抵压在所述径向凸缘上。所述滑槽a41倾斜设置。

关于传动组合体，所述周向联动结构为开设在旋转轴a30外表面上的线性滑槽a32、设置在上下滑筒a40内侧壁上且与所述线性滑槽配合的滑块a42，所述线性滑槽沿旋转轴的轴向设置。

框架20和立柱10之间设有副支撑杆40，副支撑杆的首端与框架铰接，副支撑杆的尾端与立柱铰接，副支撑杆包括筒件41和杆件42，杆件配合在筒件内，杆件能够相对筒件移动。

关于副支撑杆40，杆件42的外侧壁上开设轴向的线性滑槽420，筒件41的内侧壁上设有轴向的线性滑条410，线性滑槽与线性滑条滑动配合；筒件的内侧壁上开设若干轴向的油槽411，若干轴向油槽连通，若干油槽沿筒件的圆周向均匀分布，每一油槽上覆盖有弹性的橡胶膜412，油槽与液压调节装置连接。

液压调节装置中，驱动装置以电动油泵为动力源，将机械能转换为液压油的压力能，使液压油通过双向齿轮泵输出压力油，经油路集成块送至油槽，使橡胶膜发生弹性变形。在实际中，一个光伏阵列通常包括多个光伏组件，采用由一套液压调节装置驱动的多个副支撑杆同步调节，实现精确定位。

实际操作中，电机驱动传动组合体a，传动组合体中的旋转轴a30驱动螺纹杆32旋转，使主支撑柱30的长度得到准确的调整，框架20的倾斜度得到调节，进而，太阳能光伏组件50的倾斜度得到调整。在框架20倾斜度调整的过程中，副支撑杆40的杆件42在筒件41中移动，框架倾斜度调整停当，液压调节装置驱使液压油充盈筒件41的油槽411，所述橡胶膜412弹性变形，抱死杆件42，副支撑杆的长度得到固定，配合主支撑杆30，稳定支撑框架20。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。