一种可四维调节的光伏支架的制作方法

1.本实用新型属于建筑工程技术领域，具体涉及一种可适应复杂双曲屋面的模块化四维调节光伏支架。


背景技术：

2.目前bapv在平坡屋面的应用已较为广泛和成熟，但随着我国存量屋顶资源被日渐开拓，一些具有复杂双曲屋面的建筑也具有了安装后置式光伏的需求。然而为实现建筑效果，具有复杂双曲屋面的建筑往往对屋面光伏板的支承体系、安装方式提出更高要求，例如：光伏板排布方向与常用的直立锁边屋面肋板方向不一致；光伏支架难以贴合屋面曲率；支架固定位置需避开屋面板下的不利支承位置；对大面积的复杂双曲屋面定制每个光伏支架会导致成本高昂，也不方便加工和施工安装。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提出了一种可四维调节的光伏支架。该光伏支架采用模块化的标准独立结构单元，受力清晰、加工简单、安装方便、成本合理，通过一系列的调节机构实现四维调节功能，满足适应复杂双曲屋面的需求。
4.本实用新型采用以下技术方案：一种可四维调节的光伏支架，包括上托梁、下托梁、托梁连接件、支腿、支腿连接件、夹具连接件、屋面板夹具，其中：所述上托梁位于下托梁上面，彼此相交，所述上托梁、下托梁通过托梁连接件连接在一起；所述支腿位于下托梁下面，所述下托梁与支腿通过支腿连接件连接；所述支腿下端通过夹具连接件连接屋面板夹具，所述屋面板夹具用于连接在屋面的直立锁边板上；所述夹具连接件使屋面板夹具在支腿竖直的情况下，能夹持在倾斜的直立锁边板上。
5.优选地，所述夹具连接件为倒π形连接件，所述倒π形连接件包括底板和连接在底板上面的两个竖板；至少一个竖板的外侧设有横向齿槽；所述竖板上设有至少两个竖直通孔，高度细调螺栓穿过竖直通孔和外套筒，通过螺母紧固；螺母与竖直通孔之间设有附齿垫片，附齿垫片上设有横向齿；所述横向齿与竖板上的横向齿槽相互咬合；所述竖直通孔的宽度大于高度细调螺栓的直径。
6.优选地，所述上托梁下平面设有纵向的槽轨，槽轨包括腔室和槽口；所述托梁连接件为两个，分别连接在下托梁的侧面与上托梁的底部之间；所述托梁连接件中至少有一个是第二连接角码，所述第二连接角码的一个连接面上设有弧形的螺栓滑槽；第一螺栓的头部位于槽轨的腔室内，螺杆穿过槽口和螺栓滑槽，端部通过螺母固定；第二螺栓穿过托梁连接件和下托梁，端部通过螺母固定。
7.优选地，一个所述托梁连接件为第一连接角码，所述第一连接角码的一个连接面上设有用于第一螺栓穿过的圆形的通孔。
8.优选地，所述弧形的螺栓滑槽的圆心位于圆形的通孔的中心。
9.优选地，所述支腿包括内套筒和外套筒，其中：内套筒下部位于外套筒的空腔中；
外套筒在竖直方向上排布有多个插孔，所述内套筒和外套筒之间通过高度粗调螺栓连接。
10.优选地，所述支腿连接件为π形连接件，π形连接件包括顶板和连接在顶板下面的两个下竖板；所述顶板上设有两个顶板通孔；两个所述下竖板上分别设有两个对穿孔；所述下托梁下平面设有纵向槽轨，纵向槽轨包括腔室和槽口；第三螺栓头部位于所述腔室内，螺杆穿过槽口和所述顶板通孔，通过螺母固定；第四螺栓穿过所述下竖板和内套筒，通过螺母紧固。
11.优选地，所述屋面板夹具包括夹具本体和活动夹臂，其中：夹具本体上设有连接板和固定夹臂，固定夹臂与活动夹臂相向设立，中间形成夹持口；固定夹臂与活动夹臂在上部设有相互咬合结构，第六螺栓连接固定夹臂和活动夹臂，使其夹紧屋面板肋；连接板上设有两个相对设置的弧形槽，两个弧形槽位于同一圆上；第五螺栓连接倒π形连接件与屋面板夹具，在弧形槽内滑动。
12.优选地，还包括中压片和边压片，其中：所述中压片位于两侧光伏板之间，通过螺丝紧固在上托梁顶面上；所述边压片设于光伏板的外面的两侧，通过螺丝紧固在上托梁的两端。
13.根据本实用新型的技术方案，本实用新型可四维调节的光伏支架的支腿下端通过夹具连接件连接屋面板夹具，屋面板夹具用于连接在屋面的直立锁边板上，夹具连接件使屋面板夹具在支腿竖直的情况下，能夹持在倾斜的直立锁边板上。本实用新型屋面板夹具顶部通过四个滑动螺杆和倒π形连接件底部连接，夹具底部夹住屋面的肋板，倒π形连接件与夹具共同工作形成可绕z轴转动的法兰盘，转动空间可适应光伏系统铺设的任意角度。
附图说明
14.为了说明而非限制的目的，现在将根据本实用新型的优选实施例、特别是参考附图来描述本实用新型，其中：
15.图1是光伏板铺设方向与屋面直立锁边板肋不平行的情况下的平面布置图；
16.图2是本实用新型实施方式的可四维调节的光伏支架的俯视图；
17.图3是图2的a-a剖面图；
18.图4是图2的b-b剖面图；
19.图5是本实用新型实施方式的可四维调节的光伏支架的轴侧图；
20.图6a是本实用新型实施方式的光伏板托梁部分的结构示意图；
21.图6b是图6a的a部位的局部放大图；
22.图6c是第一连接角码和第二连接角码通过螺栓连接的分解图；
23.图6d是第一连接角码和第二连接角码通过螺栓连接的结构示意图；
24.图6e是π形连接件通过螺栓连接的分解图；
25.图6f是π形连接件通过螺栓连接的结构示意图；
26.图7是本实用新型实施方式的下托梁的局部视图；
27.图8是本实用新型实施方式的光伏板托梁相对光伏板偏斜布置的示意图；
28.图9a是本实用新型实施方式的光伏支架可调式竖向支腿的结构示意图；
29.图9b是图9a的b部位的局部放大图；
30.图9c是本实用新型实施方式的光伏支架可调式竖向支腿的分解图；
31.图10a是本实用新型实施方式的光伏支架可转动式屋面板夹具的结构示意图；
32.图10b是本实用新型实施方式的光伏支架可转动式屋面板夹具的分解图；
33.图11是本实用新型实施方式的可四维调节的光伏支架各部件分解图。
34.图中，1-光伏板，2-中压片，3-边压片，4-上托梁，5-下托梁，6-托梁连接件，601-第一连接角码，602-第二连接角码，603-第一螺栓，604-第二螺栓，605-螺栓滑槽，7-π形连接件，701-第三螺栓，702-第四螺栓，703
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顶板，7031-顶板通孔，704-下竖板，8-内套筒，9-外套筒，901-高度粗调螺栓，10-倒π形连接件，1001-高度细调螺栓，1002-第五螺栓，1003-竖板， 1004-底板，1005-横向齿槽，1006-附齿垫片，10061-横向齿，1007-竖直通孔，11-屋面板夹具，1101-第六螺栓，1102-固定夹臂，1103-活动夹臂，1104
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连接板，1105-弧形槽，12-槽轨，121-腔室，122-槽口。
具体实施方式
35.本实用新型实施方式中，模块化光伏支架可以在现有双曲屋面上自由排布、贴合屋面曲率、任意布置支承位置、易于安装定位，以下具体加以说明。
36.如图1至图5，图6a至图6f，图7，图8，图9a至图9c，图10a，图 10b，图11所示，本实用新型实施方式公开了一种可四维调节的光伏支架，包括上托梁4、下托梁5、托梁连接件6、支腿、支腿连接件、夹具连接件、屋面板夹具11，上托梁4位于下托梁5上面，上托梁4与下托梁5之间有一定夹角；上托梁4、下托梁5通过托梁连接件6连接；支腿位于下托梁 5下面，下托梁5与支腿通过支腿连接件6连接；支腿下端通过夹具连接件连接屋面板夹具11，屋面板夹具11用于连接在屋面的直立锁边板上；夹具连接件使屋面板夹具11在支腿竖直的情况下，能夹持在倾斜的直立锁边板上。
37.夹具连接件为倒π形连接件10，倒π形连接件10包括底板1004和连接在底板1004上面的两个竖板1003，至少一个竖板1003的外侧设有横向齿槽1005；竖板1003上设有至少两个竖直通孔1007，高度细调螺栓1001 穿过竖直通孔1007和外套筒9，端部通过螺母紧固；螺母与竖直通孔1007 之间设有附齿垫片1006，附齿垫片1006上设有横向齿10061；横向齿10061 与竖板1003上的横向齿槽1005相互咬合；竖直通孔1007的宽度大于高度细调螺栓1001的直径。
38.上托梁4下平面设有纵向的槽轨12，纵向槽轨12包括腔室121和槽口122；托梁连接件6为两个，分别连接在下托梁5的侧面与上托梁4的底部之间；托梁连接件6中至少有一个是第二连接角码602，第二连接角码602的一个连接面上设有弧形的螺栓滑槽605；第一螺栓603的头部位于槽轨12的腔室121内，螺杆穿过槽口122和螺栓滑槽605，端部通过螺母固定；第二螺栓604穿过托梁连接件6和下托梁5，端部通过螺母固定。
39.一个托梁连接件6为第一连接角码601，第一连接角码601的一个连接面上设有用于第一螺栓603穿过的圆形的通孔。弧形的螺栓滑槽605的圆心位于圆形的通孔的中心。第一螺栓603能够在第二连接角码602的弧形的螺栓滑槽605内滑动，调节上托梁4相对下托梁5的倾斜角度。
40.支腿包括内套筒8和外套筒9，内套筒8下部位于外套筒9的空腔中；外套筒9在竖直方向上排布有多个插孔，内套筒8和外套筒9之间通过高度粗调螺栓901连接。
41.支腿连接件为π形连接件7，π形连接件7包括顶板703和连接在顶板703下面的两个
下竖板704，顶板703上设有两个顶板通孔7031；两个下竖板704上分别设有两个对穿孔；下托梁5下平面设有纵向槽轨12，纵向槽轨12包括腔室121和槽口122；第三螺栓头部位于腔室121内，螺杆穿过槽口122和顶板通孔7031，通过螺母固定；第四螺栓702穿过下竖板 704和内套筒8，通过螺母紧固。
42.屋面板夹具11包括夹具本体和活动夹臂1103，夹具本体上设有连接板1104和固定夹臂1102，固定夹臂1102与活动夹臂1103相向设立，中间形成夹持口；固定夹臂1102与活动夹臂1103在上部设有相互咬合结构，第六螺栓1101连接夹具两部分使其夹紧屋面板肋；连接板1104上设有两个相对设置的弧形槽1105，两个弧形槽1105位于同一圆上；第五螺栓1002 连接倒π形连接件10与屋面板夹具11，能够在屋面板夹具11的弧形槽 1105内滑动。
43.屋面板夹具顶部通过四个第五螺栓1002和倒π形连接件底部连接，夹具底部夹住屋面的肋板。倒π形连接件与夹具共同工作形成可绕z轴转动的法兰盘，转动空间可适应光伏系统铺设的任意角度。
44.光伏支架还包括中压片2和边压片3，中压片位于两侧光伏板之间，通过螺丝紧固在上托梁4顶面上；边压片设于光伏板的外面的两侧，通过螺丝紧固在上托梁的两端。
45.本实用新型实施方式的光伏支架可实现支腿部分沿x轴、y轴移动、沿z轴调节高度及支座夹具绕z轴旋转，调节方向如图5所示。
46.本实用新型实施方式的支腿的内套筒通过角码和螺栓沿下托梁底部的槽轨(即为y轴)滑动；下托梁和支腿整体通过角码和螺栓沿上托梁的底部槽轨(即为x轴)滑动，如图6a至图6f所示。
47.图11为光伏支架系统各部件分解图。本实用新型的光伏支架是可适应双向直立锁边屋面的四维可调模块化支架，为了实现支架布置方向的角度和支腿位置的任意改变，采用以下步骤完成安装：
48.第一步：先将上下托梁通过角码连接，零部件相接平面抵平固定，以使直接承担光伏板的两个上托梁顶面维持在同一平面内，方便光伏板的后续安装；
49.第二步：将直立锁边夹具放置在屋面板上，定位避开板下不利支撑位置，拧紧螺栓。
50.第三步：将支腿的内套筒通过π形连接件连接到下托梁的底部槽轨，外套筒底部通过带齿槽的倒π形连接件10连接到放置好的直立锁边夹具上。
51.安装完成之后，进入调节步骤，具体如下：
52.1、先调整支腿的高度粗调螺杆901的插入位置，固定高度后拧紧。
53.2、再调节两个高度细调螺栓1001，拧紧使螺母垫片的齿卡进齿槽内固定，若使两螺栓留下一定高度差可使倒π形连接件倾斜一定角度，以贴合由于屋面曲率变化所倾斜的夹具顶面。
54.3、支腿的内套筒与下托梁通过固定角码连接后可在平面内两个方向自由滑动以对准放置在屋面板上的夹具，其中下托梁通过螺栓603沿上托梁的下槽轨滑动，支腿通过螺栓701沿下托梁的下槽轨滑动。
55.4、支腿平面位置调整完毕后上托梁与下托梁之间会产生一定夹角，其转动模式为上托梁绕第一连接角码601的中心螺栓旋转，第二连接角码 602具有螺栓滑槽以适应夹角变动，如图7所示。拧紧两个螺栓603，使上托梁与下托梁的平动关系与转动关系固定。
56.5、支腿位置调整后其与屋面板夹具间会形成绕z轴的转角，拧紧倒π形连接件与夹具间的四个连接螺杆1002使其转角固定。
57.第四步：调节好支架后，先将一侧的两个边压片3安装在上托梁一端，再放置第一块光伏板，用两个中压片2连接固定光伏板与上托梁顶面。之后放置第二块光伏板，最后再用两个边压片固定在上托梁的另外一端，拧紧压片螺丝。
58.一个完整的支架和上面的光伏板组成了单个光伏模块，一个支架上面的光伏板的数量可以根据需要调整，上面以两块光伏板进行了说明，也可以是并排的多块等；至此，单个光伏模块安装完成；与屋面板的表面高低起伏、形状尺寸相适应，同一屋面板上可设立多个光伏模块，依上述方法继续安装其它支架，形成其它光伏模块，不同光伏模块的倾角、方向、位置等不同。
59.本实用新型附齿垫片卡进不同位置的齿槽可使支架高度精细调整，精度可达1mm。两个高度细调螺栓固定位置亦可分别调整，当使两螺杆固定高度位置不一致时即可使倒π形连接件及其下的夹具倾斜一定角度，以使在直立锁边板弯曲的情况下夹具也能完全贴合固定在板肋上。上托梁、下托梁的下平面均设有槽轨，可使下部连接的支腿部分沿两方向的托梁自由滑动；支腿位置可在光伏单元平面内定位到任意一点。连接上托梁的角码内设有可供螺杆滑动的螺栓滑槽，以适应下部支腿的横向调节带来的角度偏差。竖向支腿由内外两个套筒组成，内外套筒间用螺杆插孔连接，其中外套筒设有多个不同高度的插孔，通过改变螺杆插入位置来实现支腿竖向高度的粗调。
60.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。