双轴联动式光伏跟踪支架
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能光伏电站，尤其涉及一种太阳能光伏电站的支架。
背景技术
太阳能光伏电站大都包括若干用以支承光伏组件的光伏支架，为了提高光伏电站的发电效率，通常会采用可调节光伏组件安装角度的光伏支架，这类光伏支架的常见结构之一是将安装光伏组件的组件支架通过球形铰链支承在一根前支柱以及两根后支柱上，其中的两根后支柱可调节长度，从而能通过后支柱长度的调节来使电池组件支架改变安装角度，使其上的光伏组件的受光面尽可能地与太阳光线垂直，提高发电效率。但是，由于光伏组件及组件支架具有一定的重量，在驱动后支柱进行长度调节而改变光伏组件的安装角度时驱动机构的负荷很大，并且为了调节操作的方便且控制方便，光伏电站中大都会由一套联动驱动装置来统一进行数个光伏支架上光伏组件安装角度的调节，在这样的情况下，联动驱动装置的负荷更大，不仅相应的传动机构易损，而且调节过程消耗功率大。
实用新型内容
针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双轴联动式光伏跟踪支架，它不仅能使光伏电站中各光伏支架实现联动集中调节光伏组件的安装角度，而且能减轻联动驱动装置负荷，使角度调节轻便。
为了解决上述技术问题，本实用新型的一种双轴联动式光伏跟踪支架，包括光伏组件及用以支承光伏组件的若干组件支架，所述组件支架通过一固定支柱与两可调支柱支承在电站地基上，所述可调支柱包括支柱筒体，在支柱筒体下部固连有螺杆支座，在螺杆支座上转动支承有升降螺杆，在升降螺杆上旋接有升降座，升降座与支柱筒体内壁滑动配合，在升降座上设有连杆支承部，连杆支承部穿过支柱筒体的筒壁伸出于支柱筒体之外，在连杆支承部上铰连有连杆；在所述组件支架上固连有三个球铰座，球铰座的下端设有铰接球体，铰接球体活动支承在上半球壳与下半球壳中，上半球壳与下半球壳固连，三个下半球壳分别与固定支柱上端及两连杆的上端固连；在所述可调支柱的支柱筒体上端设有滚轮，在升降座上连接有牵吊索，牵吊索绕过滚轮与配重块相连；所述若干组件支架排成一列，各组件支架中的两可调支柱位于左右两侧，在可调支柱中的升降螺杆下端固连有蜗轮，在支柱筒体上转动支承有与蜗轮相啮合的蜗杆，位于同一侧的各可调支柱中的蜗杆固连在同一驱动轴上，两驱动轴分别与各自的联动驱动装置传动连接。
在上述结构中，由于所述组件支架通过一固定支柱与两可调支柱支承在电站地基上，则组件支架由三根支柱形成三点支承，组件支架悬伸于支承点之外的长度短、变形小、刚性高且整体稳定性好；由一固定支柱与两可调支柱所构成的支承结构可以通过两可调支柱对组件支架支承高度的调节而改变组件支架的安装角度，该角度的变化可以使其上安装的光伏组件的受光面随太阳位置左右、高低的变化而变化，使受光面尽可能与太阳光垂直，实现光伏组件对太阳位置的跟踪。
又由于所述可调支柱包括支柱筒体，在支柱筒体下部固连有螺杆支座，在螺杆支座上转动支承有升降螺杆，在升降螺杆上旋接有升降座，升降座与支柱筒体内壁滑动配合，在升降座上设有连杆支承部，连杆支承部穿过支柱筒体的筒壁伸出于支柱筒体之外，在连杆支承部上铰连有连杆，则可调支柱以支柱筒体作为支承主体，筒体结构的支柱具有较高的刚性，且支柱筒体为固定结构的支柱，可调支柱的调节功能由支柱筒体内的升降螺杆及升降座来实现，铰连在升降座外伸的连杆支承部上的连杆与组件支架连接，组件支架随升降座的升降而改变在连杆连接处的高低位置来实现调节，这样可调支柱的调节无须改变作为支承主体的支柱筒体的结构长度，使可调支柱的稳定性得以提高。
更由于在所述组件支架上固连有三个球铰座，球铰座的下端设有铰接球体，铰接球体活动支承在上半球壳与下半球壳中，上半球壳与下半球壳固连，三个下半球壳分别与固定支柱上端及两连杆的上端固连，则组件支架通过球铰座下端设有的铰接球体活动支承在上半球壳与下半球壳之中形成三个球形铰接支点，三个球形铰接支点分别与固定支柱上端和两连杆上端连接，当两连杆随各自升降座上升下降时，组件支架可以绕与固定支柱的球形铰连支点上下、左右摆动，从而无阻碍地变化安装角度，使其上的光伏组件实现对太阳位置的跟踪。
再由于在所述可调支柱的支柱筒体上端设有滚轮，在升降座上连接有牵吊索，牵吊索绕过滚轮与配重块相连，则通过所设置的配重块经牵吊索在滚轮的导向之下为升降座提供了一个向上的拉力，该拉力将使得通过连杆作用于升降座上连杆支承部的光伏组件及组件支架的重力得到平衡，显著减轻了升降座作用于升降螺杆上的负荷，使得驱动机构的负荷得以减轻，光伏组件角度的调节变得灵活轻便，驱动装置工作过程中的功率消耗也明显降低；在此，以支柱筒体为支承主体的固定结构的可调支柱为配重块的设置提供了安装基础，使得通过配重块来减轻驱动装置的负荷并使角度调节轻便得以方便地实现。
还由于所述若干组件支架排成一列，各组件支架中的两可调支柱位于左右两侧，在可调支柱中的升降螺杆下端固连有蜗轮，在支柱筒体上转动支承有与蜗轮相啮合的蜗杆，位于同一侧的各可调支柱中的蜗杆固连在同一驱动轴上，两驱动轴分别与各自的联动驱动装置传动连接，则排成一列的各组件支架中位于同一侧的可调支柱中的升降螺杆由一联动驱动装置经驱动轴及对应的蜗轮蜗杆副集中驱动，所采用的蜗轮蜗杆副结构紧凑且具有良好的自锁性能，使所调节的位置得以保持，各组件支架所对应左右两侧的各可调支柱分别由各自联动驱动装置集中可调，当两联动驱动装置同时驱动进行调节时，各组件支架将绕其与各自对应的固定支柱的球形铰连支点改变高低方向的角度，当两联动驱动装置独自驱动进行调节或分别不同步地进行调节时，各组件支架将绕其与各自对应的固定支柱的球形铰连支点改变左右方向的角度或同时改变高低、左右两个方向的角度，从而能很好地满足对太阳高低、左右运动轨迹的联动集中跟踪要求，且由于各组件支架均通过配重块对重力进行了平衡，联动驱动装置的工作负荷明显减轻，延长了相关传动机构的使用寿命，联动驱动装置工作过程中的功率消耗也相应降低。
本实用新型的一种优选实施方式，所述支柱筒体为截面呈矩形的筒状构件。采用该实施方式，截面呈矩形的支柱筒体具有较高的刚性，并且与支柱筒体内壁滑动配合的升降座在升降过程中不会产生转动，工作稳定可靠。
本实用新型的另一种优选实施方式，所述支柱筒体下端通过连接座固连在电站地基上。采用该实施方式，连接座的设置使得支柱筒体与电站地基之间可以留出升降螺杆传动构件的安装空间，结构合理、安装方便。
本实用新型的又一种优选实施方式，所述上半球壳为由左右两部分组合而成的呈环状的构件，上半球壳的内孔包括由下而上排列的柱孔部、半球孔部和锥孔部，所述铰接球体插入上半球壳内与半球孔部滑动配合，在上半球壳的侧壁上设有若干与下半球壳相连接的连接螺栓孔。采用该实施方式，由左右两部分组合而成的呈环状的上半球壳便于与铰接球体及下半球壳的安装连接，其中的半球孔部可对铰接球体的上半部形成良好的限位支承，锥孔部可以保证球铰座与上半球壳之间的活动角度范围，而其中的柱孔部则可以便于与下半球壳之间的定位连接。
本实用新型进一步的优选实施方式，所述下半球壳包括与铰接球体滑动配合的半球凹槽，在半球凹槽的外周设有与上半球壳的柱孔部相插接的连接柱。采用该实施方式，半球凹槽可对铰接球体下半部形成良好的支承，所设置的连接柱可便于与上半球壳之间的连接定位。
本实用新型另一进一步的优选实施方式，所述固定支柱上端的下半球壳安装面为一斜面。采用该实施方式，可以使球铰座与上半球壳之间的活动范围得到充分的利用，保证组件支架的角度调节范围。
本实用新型又一进一步的优选实施方式，所述固定支柱上端的下半球壳安装面与水平面之间的夹角α为15°至40°。采用该实施方式，固定支柱上端的下半球壳安装面与水平面之间的15°至40°的夹角α可以使组件支架处于高度方向调节范围的中间值位置球铰座与上半球壳之间也处于中间位置，更好地保证组件支架的角度调节要求。
本实用新型更进一步的优选实施方式，所述驱动轴分别通过链条传动副与各自的联动驱动装置传动连接。采用该实施方式，便于联动驱动装置安装位置的灵活布置，安装方便。
本实用新型另一更进一步的优选实施方式，所述联动驱动装置为电机。采用该实施方式，以电机作为联动驱动装置可便于对可调支柱调节的控制。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型双轴联动式光伏跟踪支架作进一步的详细说明。
图1是本实用新型双轴联动式光伏跟踪支架一种具体实施方式的结构示意图；
图2是图1所示结构中A-A部位的剖视图；
图3是图1所示结构中I部位的局部放大视图；
图4是图1所示结构中II部位的局部放大视图；
图5是图4所示结构中B-B部位的剖视图；
图6是图1所示结构中球铰座、上半球壳和下半球壳的组合结构示意图；
图7是图6所示结构中C-C部位的剖视图；
图8是图6所示结构中上半球壳的结构示意图；
图9是图6所示结构中下半球壳的结构示意图。
图中：1-固定支柱、2-光伏组件、3-可调支柱、4-球铰座、5-上半球壳、6-下半球壳、7-组件支架、8-连杆、9-滚轮、10-牵吊索、11-配重块、12-驱动轴、13-联动驱动装置、14-连接座、15-链条传动副、16-螺杆支座、17-升降螺杆、18-蜗杆、19-蜗轮、20-支柱筒体、21-连杆支承部、22-升降座、23-铰接球体、24-柱孔部、25-半球孔部、26-锥孔部、27-半球凹槽、28-连接柱。
具体实施方式
在图1和图2所示的双轴联动式光伏跟踪支架中，光伏组件2支承固连在若干组件支架7上，若干组件支架7排成一列，每一组件支架7通过一固定支柱1与两可调支柱3支承在电站地基上，各组件支架7中的两可调支柱3位于左右两侧。
参见图3，可调支柱3包括支柱筒体20，支柱筒体20为截面呈矩形的筒状构件，其下端通过连接座14固连在电站地基上，使支柱筒体20与电站地基之间留有一定的空间，在支柱筒体20下部固连有螺杆支座16，在螺杆支座16上转动支承有升降螺杆17，升降螺杆17下端固连有蜗轮19，蜗轮19位于螺杆支座16下方，在支柱筒体20上转动支承有与蜗轮19相啮合的蜗杆18，蜗杆18固连在驱动轴12上。
位于同一侧的各可调支柱3中的蜗杆18固连在一驱动轴12上，两侧的驱动轴12分别与各自的联动驱动装置13传动连接，参见图5，联动驱动装置13为电机，电机安装在电站地基上，两驱动轴12分别通过链条传动副15与各自的联动驱动装置13传动连接，链条传动副15位于驱动轴12长度方向的中部。
参见图4和图5，在升降螺杆17上旋接有升降座22，升降座22外形与支柱筒体20内壁形状相对应，且升降座22与支柱筒体20内壁滑动配合，能随升降蜗杆17的转动而上下移动，在支柱筒体20的前侧壁上开有通槽，在升降座22上设有连杆支承部21，连杆支承部21穿过支柱筒体20的筒壁上的通槽伸出于支柱筒体20之外，通槽的长度与升降座22的行程相对应，在连杆支承部21上铰连有连杆8；在支柱筒体20上端设有前后两滚轮9，滚轮9通过销轴转动支承在立柱筒体20上，在升降座22上连接有牵吊索10，牵吊索10绕过两滚轮9与配重块11相连。
在组件支架7上固连有三个球铰座4，如图6和图7所示，在球铰座4的下端设有铰接球体23，铰接球体23活动支承在上半球壳5与下半球壳6中，上半球壳5通过连接螺栓与下半球壳6固连，参见图8，上半球壳5为由左右两部分组合而成的呈环状的构件，上半球壳5的内孔包括由下而上排列的柱孔部24、半球孔部25和锥孔部26，在上半球壳5的侧壁上设有若干与下半球壳6相连接的连接螺栓孔。参见图9，下半球壳6包括与铰接球体23滑动配合的半球凹槽27，在半球凹槽27的外周设有与上半球壳5的柱孔部24相插接的连接柱28，活动支承在上半球壳5和下半球壳6中的铰接球体23插入上半球壳5内与半球孔部25和下半球壳6上的半球凹槽27滑动配合。三个下半球壳4分别与固定支柱1上端及两连杆8的上端固连，固定支柱1上端的下半球壳安装面为一斜面，该斜面与水平面之间的夹角α为15°至40°。
以上仅列举了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不局限于此，还可以作出许多的改进和变换。如所述两驱动轴12也可以不是分别通过链条传动副15与各自的联动驱动装置13传动连接，而可以是分别通过齿轮副或在驱动轴的轴端通过联轴器与各自的联动驱动装置13传动连接；所述支柱筒体20也可以不是为截面呈矩形的筒状构件，而可以是截面呈其它多边形的或截面呈圆形的筒状构件。如此等等，只要是在本实用新型基本原理基础上所作出的改进与变换，均应视为落入本实用新型的保护范围内。
