一种用于光伏跟踪支架的止动系统的制作方法

1.本发明涉及光伏跟踪支架领域，特别涉及在大风下产生的风扭矩荷过大支架立的柱止动系统。


背景技术：

2.我国太阳能总辐射资源十分丰富，2020年中国太阳能发电量为261.1太瓦时，位居全球排名第一。目前常见的光伏电站运行方式大致分为5种：最佳倾角固定式、平单轴跟踪式、斜单轴跟踪式、双轴跟踪式、固定可调式，在实际应用过程中，跟踪式支架比固定式支架在发电量上普遍高出15％左右，而最高可达到35％-43％。
3.目前使用最为广泛的平单轴光伏跟踪支架，在正常跟踪阳光时，需要驱动装置带动光伏组件以南北向为轴自东向西旋转，以获得更高的阳光辐照，提高发电量。我国光伏设备大量应用于西北地区，当遇到恶劣的大风天气时，需要驱动装置带动光伏组件停留在某一特定角度抗风，不再正常跟踪阳光，以此能更好的抵抗风荷载作用在光伏组件旋转主轴上的扭矩，增加了对光伏组件的保护。
4.为了减少旋转主轴的扭转和形变，通常的做法包括单驱动装置、多驱动装置。其中单驱动装置通常与阻尼器配合使用，只能减少旋转主轴的扭动程度，由于只有驱动装置处才完全限制了主轴的旋转自由度，故在设计计算主轴的抗扭强度时，所有的风致扭矩会累积集中到驱动装置处，造成此处设计的主轴抗扭截面系数要大，材料浪费严重。而多回转驱动装置，在大风情况下，多个点的驱动装置限制了主轴的旋转自由度，分散了主轴上的扭矩，提高了跟踪支架的整体刚性。但是正常跟踪情况下，多个回转之间需要同步运行，需要传动轴或者线缆连接各个回转之间同步运行，且回转本身成本较高，驱动装置数量太多，设计较为冗余，亦不利于跟踪支架成本的控制。
5.为克服现有技术中存在的不足，cn113037200a提出了单轴光伏跟踪器双单向电磁阀液压闭锁抗风控制系统，通过在止动臂、立柱间设置液压闭锁装置，从而形成闭锁装置、立柱、制动臂的三角形结构，在主轴转动过程中保持闭锁装置、立柱、制动臂的三角形结构，通过控制闭锁装置中电磁阀的开关从而现有液压油路的通路，进而限制主轴的旋转。但液压油路若在抗风过程中发生泄漏，该支架的三角形稳定结构将消失，光伏组件将随大风任意摆动，对人员安全、经济财产损失存在巨大隐患。
6.因此，急需一种可靠性高的光伏跟踪支架的止动系统。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于光伏跟踪支架的止动系统。
8.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
9.一种用于光伏跟踪支架的止动系统，包括主轴、驱动立柱和止动立柱，所述主轴沿南北方向放置并以所述主轴的中轴线为中心自东向西按规划跟踪路径旋转对太阳进行跟
踪，所述驱动立柱的顶部安装有驱动装置，所述止动立柱的顶部安装有止动装置，所述主轴分别与所述驱动装置和止动装置可旋转配合，其特征在于，所述止动装置包括主轴底座、止动臂、直线执行组件以及止动销轴，所述主轴底座安装在所述止动立柱的顶部，所述止动臂位于所述主轴底座的两侧，所述止动臂的一端安装于所述主轴上，所述止动臂的另一端设有止动臂限位孔；所述主轴底座上设有底座限位孔，所述止动销轴的一端与所述直线执行组件输出端铰接，所述跟踪路径中设有止动位置，所述直线执行组件输出端在需要对所述主轴进行旋转限制且所述驱动装置带动所述主轴到达所述止动位置时伸出所述止动销轴依次插入所述止动臂限位孔、底座限位孔和止动臂限位孔。
10.进一步的，所述驱动立柱位于所述主轴轴向的中间位置，所述止动立柱间隔分布或除所述驱动立柱外均设置所述止动立柱。
11.进一步的，所述止动臂包括止动臂抱箍和止动臂本体，所述止动臂通过止动臂抱箍与所述主轴固定连接，所述止动臂限位孔设在止动臂本体上。
12.进一步的，所述直线执行组件包括直线执行器、安装座和抱箍，所述直线执行器输出端与所述止动销轴连接，所述直线执行器安装于安装座上，所述安装座与抱箍铰接并固定于所述主轴和/或所述立柱上。
13.进一步的，所述抱箍与所述止动臂和/或所述主轴底座间安装有连接板。
14.进一步的，所述止动销轴的另一端为圆锥形。
15.进一步的，所述主轴底座设置有限制所述主轴的旋转范围的限位块。
16.进一步的，所述限位块限制所述主轴的旋转范围不超过以所述主轴的中轴线为旋转轴的
±
70
°
。
17.进一步的，所述驱动立柱、止动立柱两侧安装有立柱座。
18.本发明的有益效果是：
19.本发明提供了多种直线执行组件安装方式，终端用户可根据实际情况自由选择。
20.相比现有技术，本发明止动装置完全克服了常见三角形止动装置功能件稳定性差的问题，将本发明提出止动装置应用于现有光伏跟踪支架上，跟踪支架的主轴在大风情况下处于多点止动状态下，主轴上的扭矩可以分散到止动销轴上同时抵抗，降低了主轴的扭矩荷载，对主轴的抗扭性能要求降低，降低了主轴的材料成本。同时多点止动后也有多个立柱同时抵抗主轴的扭矩，使立柱的荷载较单点止动降低，降低了立柱的成本。
21.对比采用多个驱动装置同步运行的跟踪支架方案，本发明的止动系统成本远低于一套驱动装置的市场价格，采用本发明能明显降低跟踪支架的成本费用。
附图说明
22.为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是应用本发明止动系统的跟踪支架整体示意图；
24.图2是本发明止动系统驱动装置、控制单元示意图；
25.图3是本发明止动系统止动装置示意图；
26.图4为本发明止动系统处于自由状态下示意图；
27.图5为本发明止动系统处于止动状态下示意图；
28.图6为本发明止动系统实施例一主轴底座示意图；
29.图7为本发明止动系统实施例一止动臂示意图；
30.图8为本发明止动系统实施例二止动系统示意图；
31.图9为本发明止动系统实施例二主轴底座示意图；
32.图10为本发明止动系统实施例二止动臂示意图；
33.图11本发明止动装置主轴旋转范围示意图；
34.图12为本发明止动系统直线执行组件示意图；
35.图13为本发明止动系统轴承结构示意图；
36.图14为本发明止动系统立柱座示意图；
37.图中：101立柱座，102驱动立柱，1021驱动装置，103止动立柱，1031止动装置， 1032主轴底座，1033轴承座，1034限位块，1035主轴底座限位孔，20主轴，30轴承，40止动臂，401止动臂抱箍，402止动臂本体，4021止动臂限位孔，50直线执行组件， 501抱箍，502安装座，503直线执行器，60止动销轴，70连接板，80控制单元。
具体实施方式
38.下面结合图1-14对本发明进行详细说明。
39.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
40.一种用于光伏跟踪支架的止动系统，包括主轴20、驱动立柱102和止动立柱103，驱动立柱102上安装有驱动装置1021，止动立柱103上安装有止动装置1031，驱动装置1021 和止动装置1031电连接于控制单元80，主轴20与驱动装置1021、止动装置1031可旋转配合。止动装置1031包括主轴底座1032、止动臂40、直线执行器503以及止动销轴60，主轴底座1032安装在止动立柱103上，止动臂40位于主轴底座201的两侧，其一端安装于主轴20上，另一端设有止动臂限位孔4021，止动销轴60与直线执行器503铰接。
41.主轴底座201设置有轴承座1033，轴承30安装于轴承座1033内，轴承30的外圆弧面和内圈同心配合，轴承30的内孔形状和主轴20外形配合，实现主轴20的旋转运动。主轴底座1032设置有限位块1034，用于主轴20达到跟踪最大旋转角度时，限位块1034 挡住止动臂40的运动方向，限制主轴20的进一步旋转运动，从而保护系统结构，限位块 1034使得主轴20旋转范围不超过以主轴20的中轴线为旋转轴的
±
70
°
。主轴底座1032 还设置有主轴底座限位孔，用于止动状态时与止动销轴60、止动臂限位孔4021配合使用，从而限制止动臂40的旋转运动。
42.驱动立柱102、止动立柱103两侧安装有立柱座101，便于主轴底座201与驱动立柱 102、止动立柱103的安装。
43.止动臂40由止动臂抱箍401、止动臂本体402构成，止动臂本体402上设置有止动臂限位孔4021。
44.直线执行组件50包括抱箍501、安装座502以及直线执行器503构成，直线执行器 503的输出端与止动销轴60的一端铰接，直线执行器503控制止动销轴60穿过、退出止动臂限位孔4021、主轴底座限位孔1035。
45.在本发明一个实施例中，直线执行组件50安装在止动立柱103上，抱箍501与主轴底座201间安装有连接板70，用于固定直线执行组件50与主轴底座201之间的位置，避免安装、止动过程中止动销轴60的脱落。
46.在本发明另一个实施例中，直线执行组件50安装在主轴20上，抱箍501与止动臂抱箍401间安装有连接板70，用于固定直线执行组件50与止动臂40之间的位置，避免安装、止动过程中止动销轴60的脱落。
47.在本发明另一实施例中，直线执行组件50分别安装在主轴20、止动立柱103上，安装在主轴20上的直线执行器安装抱箍501与止动臂抱箍401间安装有连接板70，用于固定直线执行组件50与止动臂40之间的位置；安装在止动立柱103上的直线执行器安装抱箍501与主轴底座201间安装有连接板70，用于固定直线执行组件50与主轴底座201之间的位置；连接板70的作用在于避免安装、止动过程中止动销轴60的脱落。从止动效果上看，该实施例从横向、纵向双向上对主轴20的旋转进行限制，在抗风性能上进一步提升，止动效果更为明显，系统安全性更高。
48.止动销轴60整体为圆柱结构，止动销轴60一端设有孔位与直线执行器503的输出端连接，另一端为圆锥特征，便于导向插入止动臂限位孔4021、主轴底座限位孔1035。
49.实施例一
50.一种用于光伏跟踪支架的止动装置，直线执行组件50安装于止动立柱103上，当止动系统处于自由状态时，控制单元80令驱动装置1021转动主轴20，直线执行器503处于收缩状态，止动销轴60未依次插入止动臂限位孔4021、主轴底座限位孔1035、止动臂限位孔4021。此时，主轴20处于可自由旋转的状态，且在主轴底座1032上限位块1034 的作用下，主轴20的自由旋转的范围不超过绕主轴中轴线
±
70
°
范围内；当遇到大风天气需要进行止动时，控制单元80令驱动装置1021转动主轴20旋转至预设止动位置后停止，控制单元80又令直线执行器503输出端带动止动销轴60依次插入止动臂限位孔4021、主轴底座限位孔1035、止动臂限位孔4021后停止；大风过后需要恢复自由状态时，控制单元80令直线执行器503收缩推杆带动止动销轴60依次退出止动臂限位孔4021、主轴底座限位孔1035、止动臂限位孔4021，控制单元80由令驱动装置1021带动主轴20转动，此时，主轴20处于自由状态，可继续执行光伏跟踪。
51.实施例二
52.与实施例一的区别在于，直线执行组件50安装于主轴20上，工作原理与实施例一相同。
53.实施例三
54.实施例三将实施例一、实施例二结合在一起，即直线执行组件50分别安装于主轴20 以及立柱10的两侧，工作原理与实施例一相同。
55.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域技术人员能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。