一种光伏球形轴承转动装置及其应用方法

摘要

本发明公开了一种适用于平单轴跟踪支架的光伏球形轴承转动装置，属于平单轴跟踪支架领域。该装置包括关节轴承、球头轴销、法兰；关节轴承包含柄肩、内圈球头、外圈轴承套；外圈轴承套固定在柄肩内；内圈球头嵌入在外圈轴承套中；球头轴销穿过内圈球头内部；球头轴销上设置有法兰；球头轴销在角度α内以x轴为中心线作360°倾斜转动，角度α为60°～120°。该装置能够有效解决现有平单轴跟踪支架转动装置在多种坡度的山地中运用时存在的技术问题，该装置结构简单，具有自调心及自平衡功能，跟踪支架主梁的角度将自动与地表坡度平行，安装非常便捷。

权利要求

1.一种适用于平单轴跟踪支架的光伏球形轴承转动装置，其特征在于：包括关节轴承、球头轴销、法兰；所述关节轴承包含柄肩、内圈球头、外圈轴承套；所述外圈轴承套固定在柄肩内；所述内圈球头嵌入在外圈轴承套中；所述球头轴销穿过内圈球头内部；所述球头轴销上设置有法兰；所述球头轴销在角度α内以所述球头轴销的中心轴为中心线作360°倾斜转动，角度α为60°～120°，所述法兰设有3个，其中2个分别设置在所述球头轴销的两端，另1个设置在所述柄肩的上方，所述球头轴销两端设置的法兰通过螺栓与抱箍连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于平单轴跟踪支架的光伏球形轴承转动装置，特征在于，所述抱箍设有2个。

3.根据权利要求2所述的一种适用于平单轴跟踪支架的光伏球形轴承转动装置，特征在于，所述2个抱箍通过螺栓连接有主梁。

4.根据权利要求1所述的一种适用于平单轴跟踪支架的光伏球形轴承转动装置，特征在于，所述关节轴承为弯杆球头关节轴承或直杆球头关节轴承。

5.根据权利要求1所述的一种适用于平单轴跟踪支架的光伏球形轴承转动装置，特征在于，所述关节轴承为球面接触形式的关节轴承。

6.一种将权利要求1-5任一所述的光伏球形轴承转动装置应用在平单轴跟踪支架上的方法，其特征在于：柄肩上的法兰连接有吊臂；所述吊臂通过托板与立柱连接；当平单轴跟踪支架的安装地点的坡度为x度的山地时，基础施工时控制基础顶面中心的连线角度与山地坡度一致，并在立柱安装后控制柱顶连线成x度，对主梁与立柱顶部吊臂进行连接好后，将柄肩上的法兰逐个安装到吊臂上，连接时控制柄肩的安装距离一致；至此，平单轴跟踪支架主梁的倾斜角度则通过关节轴承自动调节为x度，关节轴承的α角度将会自动调节为x度；

立柱上有一台电机与回转减速机，回转减速机与电机相连接，电机驱动回转减速机，从而驱动主梁，主梁在电机的作用下围绕太阳高度角进行转动，转动的角度范围为±60°。

7.一种将权利要求1-5任一所述的光伏球形轴承转动装置应用在斜单轴跟踪支架上的方法。

说明书

一种光伏球形轴承转动装置及其应用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种适用于平单轴跟踪支架的光伏球形轴承转动装置，属于平单轴跟踪支架领域。

背景技术

[0002] 随着光伏产业的大力发展，太阳能支架也在不断的变化，目前市场上使用的平单轴跟踪支架方案种类较多，但是很少有适用于山地项目的产品，适用于平地项目的产品需要做一定地改变才能在山地上安装，但是，对于这些方案都或多或少存在一些问题。

[0003] 对于一个山地光伏项目来说，山地坡度的大小往往较为复杂，不是某种单一的坡度，现有的平单轴跟踪支架需要根据山地不同的坡度进行逐一设计以满足现场的安装需求，设计工作量和现场安装工作量均很大。

[0004] 例如部分方案中跟踪支架主梁的转动中心线为主梁的轴线，转动中心线离系统重心线距离较大，转动时由重力产生的偏心距较大，即由重力产生的附加力矩较大，同时摩擦力产生的附加力矩也较大，因此需要较大外部驱动力才可以满足系统的工作要求。为了克服这样的问题，现有技术中的出现的降低主梁转动偏心距离的平单轴跟踪支架方案得到了使用，但是现有的方案中主梁结构的转动连接结构采用销轴方案，转动接触面均为圆柱面，圆柱的中心线即为主梁结构的转动中心线，一旦转动连接结构固定后，跟踪支架主梁结构的转动中心线也将被限定，如果安装地点的为多种坡度的山地时，则需要根据地形坡度的大小进行逐一设计相应的转动连接结构，工作量之大难以想象；另外，该方案在有坡度的地表进行安装时，整个系统沿主梁方向的重力分量全部由某一根或某几根立柱顶部的硬性连接克服，所有的重力分量比较集中，对立柱的侧向受力不利，在硬性接触下长期地转动会导致结构疲劳或者出现严重的磨损。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种适用于平单轴跟踪支架的光伏球形轴承转动装置，能够有效解决现有平单轴跟踪支架转动装置在多种坡度的山地中运用时存在的技术问题，该装置结构简单，具有自调心及自平衡功能，跟踪支架主梁的角度将自动与地表坡度平行，安装非常便捷。

[0006] 本发明所采用的技术方案包括关节轴承、球头轴销6、法兰；所述关节轴承包含柄肩2、内圈球头4、外圈轴承套3；所述外圈轴承套3固定在柄肩2内；所述内圈球头4嵌入在外圈轴承套3中；所述球头轴销6穿过内圈球头4内部；所述球头轴销6上设置有法兰5；所述球头轴销6在角度α内以x轴为中心线作360°倾斜转动，角度α为60°～120°。

[0007] 所述法兰设有3个，其中2个分别设置在球头轴销6的两端，另1个设置在柄肩2的上方。

[0008] 所述球头轴销6两端设置的法兰通过螺栓与抱箍8连接。

[0009] 所述抱箍8设有2个。

[0010] 所述2个抱箍8通过螺栓连接有主梁9，使光伏球形轴承的受力平衡。

[0011] 所述关节轴承还可以为其他能使球形轴销以不同倾斜角度作转动的部件。

[0012] 所述关节轴承为弯杆球头关节轴承或直杆球头关节轴承。

[0013] 所述关节轴承为其他球面接触形式的关节轴承。

[0014] 在本发明实施例中所述柄肩2上方的法兰连接有吊臂10；所述吊臂10通过托板11与立柱12连接。

[0015] 在本发明实施例中，所述立柱12上有一台电机与回转减速机，所述电机驱动回转减速机，回转减速机与电机相连接，从而达到驱动主梁的目的。

[0016] 本发明还提供一种光伏球形轴承转动装置在平单轴跟踪支架上的应用；当平单轴跟踪支架的安装地点的坡度为x度的山地时，基础施工时控制基础顶面中心的连线角度与山地坡度一致，并在立柱安装后控制柱顶连线成x度，对主梁与立柱顶部吊臂进行连接好后，将柄肩上的法兰逐个安装到吊臂上，连接时控制柄肩的安装距离一致；至此，平单轴跟踪支架主梁的倾斜角度则通过关节轴承自动调节为x度，关节轴承的α角度将会自动调节为x度；立柱上有一台电机与回转减速机，回转减速机与电机相连接，电机驱动回转减速机，从而驱动主梁，主梁在电机的作用下围绕太阳高度角进行转动，转动的角度范围为±60°。

[0017] 本发明提供的一种光伏球形轴承转动装置还可以在斜单轴上应用。

[0018] 所述通过调节光伏球形轴承的安装位置达到跟踪支架系统重心线与光伏球形轴承中心线重合，使跟踪支架系统的所需要的驱动力降低。

[0019] 本发明的有益效果是：

[0020] (1)采用光伏球形轴承作为平单轴跟踪支架主梁的转动连接结构可以使平单轴跟踪支架的产品形成一款标准通用型产品，大大减轻了设计工作量。该通用产品可在不同坡度的山地上进行安装，且转动连接结构具有自调心及自平衡功能，安装完跟踪支架主梁的角度将自动与地表坡度平行，安装非常便捷。

[0021] (2)由于光伏球形轴承在任意工作角度范围内的接触方式均为球面接触，因此光伏球形轴承可以承受任意工作角度方向上的轴力，且该轴力是通过两者的接触球面之间进行传递，通过连接结构将光伏球形轴承与主梁进行连接，从而可以将平单轴跟踪支架系统重力的分力均匀地传递至每一根立柱，整个系统受力更为合理。

[0022] (3)由于该光伏球形轴承转动摩擦力小，摩擦力距的力臂也很短，由摩擦力产生的附加力矩可以忽略。而且跟踪支架主梁的转动中心为光伏球形轴承的中心线位置，可以通过调节光伏球形轴承的安装位置达到跟踪支架系统的重心线与光伏球形轴承中心线重合，达到“零偏心”状态；所以系统工作时所需要的驱动力就很小，跟踪支架需要的电机和回转减速机的规格相对较小，成本得到了大幅度的降低。

附图说明

[0023] 图1为关节轴承结构图。

[0024] 图2为本发明光伏球形轴承装置结构示意图。

[0025] 图3为本发明的抱箍结构示意图。

[0026] 图4为本发明在平单轴跟踪支架上的应用图。

[0027] 图5为本发明在平单轴跟踪支架上的侧视图。

[0028] (1、第一法兰，2、柄肩，3、外圈轴承套，4、内圈球头，5、第二法兰，6、球头轴销，7、第三法兰，8、套箍，9、主梁，10、吊臂，11、托板，12、立柱)

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0030] 实施例1

[0031] 本发明中提到的关节轴承是球面滑动轴承，基本型是由具有球形滑动球面接触表面的内、外圈组成，见图1。

[0032] 本发明提供的一种适用于平单轴跟踪支架的光伏球形轴承转动装置如图2所示，其包括关节轴承、球头轴销6、3个法兰(1、5、7)；所述关节轴承包括柄肩2、内圈球头4、外圈轴承套3；所述内圈球头4嵌入在外圈轴承套3内；所述外圈轴承套3通过机床挤压在柄肩2 内；所述球头轴销6穿过内圈球头1内部，其两端分别设置有1个法兰5；所述球头轴销4 在角度α变化范围内以x轴为中心线作360°倾斜转动，角度α变化范围为60°～120°。所述柄肩2上方设置有另一个法兰；

[0033] 实施例2

[0034] 上述球头轴销6还可以为能够做不同倾斜角度转动的连接件。

[0035] 实施例3

[0036] 上述述关节轴承为弯杆球头关节轴承或直杆球头关节轴承。

[0037] 实施例4

[0038] 上述关节轴承为其他球面接触形式的关节轴承。

[0039] 以下为本发明在一种平单轴跟踪支架上的具体应用；

[0040] 本发明的柄肩2上的一个法兰5连接有吊臂10；达到本发明装置与立柱12的连接；所述吊臂10通过托板11与立柱12连接；本发明上的球头轴销6两端上法兰通过螺栓连接有2个抱箍8；所述2个抱箍8通过螺栓与主梁9进行连接；

[0041] 当平单轴跟踪支架的安装地点的坡度为x度的山地时，基础施工时控制基础顶面中心的连线角度与山地坡度一致，并在立柱安装后控制柱顶连线成x度，对主梁与立柱顶部连接件的连接点进行连接好后，只需要将光伏球形轴承的柄肩2上的法兰5逐个安装到立柱顶部的连接件即吊臂10上，连接时应控制柄肩2的安装距离一致。至此，平单轴跟踪支架主梁的倾斜角度则通过光伏球形轴承自动调节为x度，即图2中光伏球形轴承的α角度将会自动调节为x度，安装后的示意图见图4。

[0042] 每一排跟踪立柱有一台电机与回转减速机，电机驱动回转减速机，回转减速机与电机相连接，从而达到驱动主梁的目的。跟踪支架的主梁9在电机的作用下可以围绕太阳高度角进行转动，转动的角度范围可以达到±60°。该连接方案使平单轴跟踪支架的主梁结构具有平衡受力、自动调心与自动调节角度的功能，整个系统受力更加合理，并且整套平单轴跟踪支架的产品具有通用性，能够满足在多种坡度的山地上进行安装。

[0043] 本发明采用光伏球形轴承转动装置作为平单轴跟踪支架主梁的转动连接结构可以使平单轴跟踪支架的产品形成一款标准通用型产品，大大减轻了设计工作量。

[0044] 虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。