一种栖地式自适应光伏支撑装置的制作方法

本发明属于光伏设备，具体涉及一种栖地式自适应光伏支撑装置。

背景技术：

1、随着清洁能源技术的发展，太阳能光伏发电在世界范围内得到了广泛应用。在光伏发电系统中，通常需要将光伏面板牢固地安装在支撑底座及光伏支撑装置上，以保证其正常工作并抵抗外界载荷。为了最大程度提高光伏面板的光电转换效率，现有的支撑装置通常具备角度调节功能，能够带动光伏面板进行方位角的周向转动以及仰角的倾斜度微调，从而实现对太阳运行轨迹的实时追踪。由于光伏面板多在野外开阔地带长期运行，其结构安全性不仅关系到发电设备的正常运转，也直接决定了光伏电站的投资效益与使用寿命。

2、然而，由于光伏面板的迎风面积巨大，在遭遇暴风、暴雨等极端天气时，现有的固定高度支撑装置由于无法调节自身高度，其顶端的光伏面板会产生极大的倾覆力矩，这不仅极易导致底部的旋转传动机构和锁定齿轮因过载而发生崩齿、断裂损坏，甚至会造成支撑底座处的整体基础倾覆。即便有些装置可在强风中将光伏面板倾斜调至水平状态，但由于光伏面板与地面或支撑底座之间仍存在较大的悬空高度，强风在空隙内流过时极易在光伏面板底面产生强大的向上升力，进而将光伏面板连带支撑机构一同掀起摧毁。现有的光伏支撑结构由于无法有效降低高度并消除光伏面板底部的风压通路，且在尝试引入升降或收紧机制时常面临调节驱动与日常旋转传动常态化刚性连接的问题，这会导致在日常水平追踪旋转时，两套传动产生严重的运动干涉与反向扭转阻力，大大增加了系统的调节阻力与传动损耗，极易导致传动卡死和电机烧毁。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种栖地式自适应光伏支撑装置，用于解决现有技术中现有装置无法有效降低高度避风，以及高度调节传动与方位跟踪旋转之间存在机械运动干涉、摩擦损耗严重的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明包括光伏面板、支撑底座、外套筒组件和内伸缩组件，所述支撑底座呈中空腔体结构，且其固定在地面上；所述内伸缩组件包括多段从上至下依次螺纹连接的螺纹套筒，下段的螺纹套筒内侧与上段的螺纹套筒外侧螺纹连接，最下端的螺纹套筒底部转动设置在所述支撑底座内部底面；在所述支撑底座内部还固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的旋转轴端部固定设有离心盘芯，所述离心盘芯外周转动套装有主动皮带轮，所述离心盘芯内部设有在转动产生的离心力作用下能够沿径向滑出并锁合所述主动皮带轮的离心锁销，所述最下端的螺纹套筒外周面固定设有从动皮带轮，所述主动皮带轮与从动皮带轮之间通过传动皮带连接；所述外套筒组件包括多段依次滑动嵌套连接且截面呈方形的伸缩套筒，最下段的伸缩套筒竖向滑动连接在所述支撑底座的主体顶面上，且相邻各级伸缩套筒之间转动受限；所述内伸缩组件位于所述外套筒组件内侧，且最上段的螺纹套筒上端与最上段的伸缩套筒内侧固定连接，所述光伏面板安装在所述最上段的伸缩套筒顶端。

4、可选的，所述螺纹套筒底部封闭且顶部敞口，下段的螺纹套筒内侧底部向上垂直固定设置有一根第一导向杆，所述第一导向杆顶端部设有限位挡台，下段的螺纹套筒的第一导向杆竖向滑动穿过上段的螺纹套筒底部板面，所述限位挡台受上段的螺纹套筒底部板面挡置以限制其上移极限并防止各级螺纹套筒脱离。

5、可选的，所述支撑底座内部固定设有位于所述第一驱动电机上方的内支撑台，所述内支撑台上开设有一中心通孔，所述中心通孔内转动设置有外齿转盘，所述外齿转盘中部轴向开设有供所述最下端的螺纹套筒穿过的转盘中心开孔，且所述外齿转盘的外圆周设有外周啮合齿，所述内支撑台的主体上表面开设有一直线导滑槽，所述直线导滑槽内滑动设置有与所述外周啮合齿啮合的驱动齿条。

6、可选的，所述内支撑台底侧固定设置有第二调节电缸，所述第二调节电缸的输出端垂直向上穿过所述内支撑台并与所述驱动齿条的端部下侧固定连接。

7、可选的，最下端的所述伸缩套筒底端外侧壁上固定套设有一外环形挡圈，所述外环形挡圈外周面环绕轴线开设有两个以上环向导滑槽，所述外齿转盘的顶侧面上环绕所述转盘中心开孔固定设有多根第二导向杆，所述第二导向杆垂直向上延伸并分别滑动插入对应的所述环向导滑槽中，用以通过所述第二调节电缸驱动所述外齿转盘旋转并带动整个外套筒组件进行水平轴向转动调节。

8、可选的，所述光伏面板底面中部对称固定设有两个向下凸起的铰接支撑板，所述最上段的伸缩套筒上部横向水平贯穿并固定设置有一根摆动转轴，两个所述铰接支撑板分别位于所述伸缩套筒的外部两侧并与所述摆动转轴的露出的两端部转动连接。

9、可选的，所述摆动转轴内部设有中空腔体，所述中空腔体内同轴固定有一第一调节电缸，所述第一调节电缸的输出端固定连接有一传动蜗轮，所述传动蜗轮通过第三导向杆与所述摆动转轴的一端滑动连接并被周向限制相对旋转，所述光伏面板的中部底面上固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的旋转输出端固定连接有传动蜗杆。

10、可选的，所述第一调节电缸收回时，所述传动蜗轮被拉动至与所述传动蜗杆轴向重合啮合；所述第一调节电缸轴向伸出时，所述传动蜗轮滑出所述传动蜗杆的传动啮合范围，以解除对所述光伏面板的周向约束，使所述光伏面板在重力力矩作用下自动调节至水平状态。

11、可选的，所述离心盘芯内部设有多个径向延伸的容置腔，所述离心锁销滑动设置在容置腔内，且所述离心锁销靠近旋转中心的一端部设有一向外突出套接的内挡肩，所述内挡肩与容置腔内壁面之间套装有复位弹簧以提供使离心锁销向内收回的弹力，所述主动皮带轮与所述离心盘芯接触的内圆柱面上环绕开设有一圈与所述离心锁销匹配插接的锁销孔。

12、可选的，所述光伏面板底侧外周边缘环绕固定连接有一圈具有轴向波纹折叠结构的风琴式密封压圈，用以在所述外套筒组件和内伸缩组件收缩状态下与所述支撑底座的主体顶面压迫接触并产生轴向弹性变形，且所述支撑底座的外侧壁呈自下而上向内倾斜的斜面结构而呈整体梯台状，所述光伏面板的底部轮廓面积小于所述支撑底座顶面的轮廓面积。

13、本发明的有益效果在于：此装置实现了极端天气下的主动收拢防护，通过第一驱动电机驱动多段相互螺纹啮合的螺纹套筒旋转，由于最上段螺纹套筒与外套筒组件固定而转动受限，从而使相对旋转转化为轴向收缩运动，拉动外套筒组件中多段方形的伸缩套筒向下套叠收拢，使光伏面板快速降低高度，极大减小了暴风雨中的迎风载荷和系统重心，保障了整体结构安全。此装置具备高效的动力自解耦功能，利用第一驱动电机端部的离心盘芯、离心锁销与主动皮带轮构成离心离合结构，仅在电机转动产生的离心力作用下才径向滑出实现传动；在电机静止时，主动皮带轮处于完全解耦的空转状态，切断了最下端螺纹套筒与电机的传动通路。这避免了光伏面板水平旋转调节时将转矩逆向传递至电机，彻底消除了方位角调节与竖向收缩机构之间的运动干涉，降低了调节阻力、系统磨损与运行能耗。

14、本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。