阅读说明：本技术 旋转驱动机构、光伏支架及太阳能光伏装置 (Rotary driving mechanism, photovoltaic support and solar photovoltaic device ) 是由 吴文天 罗菁 吴宁 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种旋转驱动机构、光伏支架及太阳能光伏装置,包括：传动组件,传动组件包括第一传动件和第二传动件,第一传动件和第二传动件用于设置在立柱上并相互旋转传动配合,且第一传动件还用于与驱动轴传动连接；丝杆,丝杆与第二传动件旋转传动连接；滑块,滑块套装于丝杆上并能够沿丝杆往复移动；及支撑杆,支撑杆的一端与滑块铰接,支撑杆的另一端用于与支撑梁铰接；支撑梁与立柱铰接。仅需要提供驱动轴较小的旋转驱动力即可实现整个机构的联动进而完成光伏板角度调节,功耗低,使用成本低。丝杆与滑块之间配合的螺纹副具有自锁性能,能够增加光伏支架的整体结构刚度,避免在强风等恶劣天气下支撑梁以发生颤振,利于提高装置使用寿命。(The invention relates to a rotary driving mechanism, a photovoltaic bracket and a solar photovoltaic device, which comprise: the transmission assembly comprises a first transmission piece and a second transmission piece, the first transmission piece and the second transmission piece are arranged on the upright column and are in mutual rotating transmission fit, and the first transmission piece is also in transmission connection with the driving shaft; the screw rod is in rotary transmission connection with the second transmission piece; the sliding block is sleeved on the screw rod and can move back and forth along the screw rod; one end of the supporting rod is hinged with the sliding block, and the other end of the supporting rod is hinged with the supporting beam; the supporting beam is hinged with the upright post. The linkage of the whole mechanism can be realized only by providing a smaller rotary driving force of the driving shaft, so that the angle adjustment of the photovoltaic panel is completed, the power consumption is low, and the use cost is low. The screw thread pair matched between the screw rod and the sliding block has self-locking performance, the rigidity of the whole structure of the photovoltaic support can be increased, the support beam is prevented from fluttering in severe weather such as strong wind, and the service life of the device is prolonged.)

旋转驱动机构、光伏支架及太阳能光伏装置

技术领域

本发明涉及太阳能光伏设备技术领域，尤其涉及一种旋转驱动机构、光伏支架及太阳能光伏装置。

背景技术

目前，在太阳能光伏发电设备中，光伏板通常安装在光伏支架上。而为了能够适应太阳光照射角度的变化，提升光伏板与太阳光的照射时长，光伏板需安装在转动梁上，转动梁能够相对光伏支架的主体进行转动。实际应用中，转动梁的旋转动力通常由安装在转动梁的中部或一端的减速机或推杆提供。然而，当环境中出现强风暴雨天气时，转动梁没有与减速机或推杆连接的一端极易发生机构晃动，即颤振；若这种颤振幅度达到一定值时会直接造成光伏支架结构断裂、损坏，因此为了能够减轻颤振，通常会在转动梁没有连接减速机或推杆的一端加装防风阻尼器。但实际使用中，防风阻尼器由于不具有自锁性能，不仅无法彻底消除光伏支架发生颤振，影响光伏支架的使用寿命；此外，还由于防风阻尼器自带的内阻较大，导致需要加大减速机或推杆的驱动力，造成功耗升高，使用成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转驱动机构、光伏支架及太阳能光伏装置，旨在解决现有技术结构刚性差导致使用寿命短、功耗高导致使用成本升高的问题。

一方面，本申请提供一种旋转驱动机构，其包括：

传动组件，所述传动组件包括第一传动件和第二传动件，所述第一传动件和所述第二传动件的轴向相垂直，所述第一传动件和所述第二传动件用于设置在立柱上并相互旋转传动配合，且所述第一传动件还用于与驱动轴传动连接；

丝杆，所述丝杆与所述第二传动件旋转传动连接；

滑块，所述滑块套装于所述丝杆上并能够沿所述丝杆往复移动；及

支撑杆，所述支撑杆的一端与所述滑块铰接，所述支撑杆的另一端用于与支撑梁铰接；其中，所述支撑梁与所述立柱铰接。

在其中一个实施例中，所述第一传动件为第一锥齿轮，所述第二传动件为第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合传动配合；所述第一锥齿轮与所述驱动轴同轴连接，所述第二锥齿轮与所述丝杆同轴连接。

在其中一个实施例中，所述旋转驱动机构还包括万向联轴器，所述驱动轴通过所述万向联轴器与所述第一锥齿轮传动连接。

在其中一个实施例中，所述旋转驱动机构还包括固定架，所述固定架设置于所述立柱上，所述丝杆和所述滑块均设置于所述固定架上。

在其中一个实施例中，所述旋转驱动机构还包括导轨，所述导轨设置于所述立柱上并与所述丝杆平行布置，所述滑块的侧端插置于所述导轨的导槽内。

在其中一个实施例中，所述第一传动件为蜗杆，所述第二传动件为蜗轮，所述蜗杆与所述蜗轮啮合传动配合；所述蜗杆与所述驱动轴连接并能够同步转动，所述蜗轮与所述丝杆连接并能够同步转动。

另一方面，本申请还提供一种光伏支架，其包括立柱、支撑梁、驱动轴、动力源和如上所述的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与所述驱动轴连接，所述驱动轴与所述动力源连接，所述支撑梁的中部与所述立柱的顶端铰接，所述支撑梁的侧端通过所述旋转驱动机构与所述立柱连接，使得所述支撑梁能够相对所述立柱旋转。

在其中一个实施例中，包括至少两根立柱和至少两个所述旋转驱动机构，至少两根所述立柱并排间隔铰接于所述支撑梁的底面，所述旋转驱动机构一一对应的设置于所述立柱上并均与所述支撑梁铰接，且至少两个所述旋转驱动机构的所述第一传动件均与所述驱动轴传动连接。

在其中一个实施例中，所述旋转驱动机构还包括减磨件，所述减磨件设置于所述立柱与所述支撑梁的铰接处。

此外，本申请还提供一种太阳能光伏装置，其包括光伏板和如上所述的光伏支架，所述光伏板设置于所述支撑梁上。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本方案的旋转驱动机构用于装备在光伏支架中，实现对支撑梁(即光伏板)进行旋转角度调节。具体而言，驱动轴与外部动力源连接，从而能够获取动力源输出的旋转动力而转动；紧接着，驱动轴转动进一步同步带动第一传动件和第二传动件一起旋转，并最终由第二传动件带动丝杆自转，实现将驱动轴的水平横向扭矩传递给丝杆。由于丝杆与滑块构成丝杆模组，因而丝杆自转时滑块便能够同步沿丝杆进行滑移，并且根据丝杆的旋转方向不同，滑块具体能够沿丝杆上移或下移(即实现沿丝杆往复滑移)；如此，滑块上移时可以驱动支撑杆旋转并向上抬升，支撑杆同步推动支撑梁旋转而调整水平角度；或滑块下移时可驱动支撑杆旋转并向下移动，支撑杆同步拉动支撑梁旋转而调整竖直角度，由此实现对安装于支撑梁上的光伏板的空间角度灵活调节。上述旋转驱动机构的结构组成和工作原理简单，仅需要提供驱动轴较小的旋转驱动力即可实现整个机构的联动进而完成光伏板各个位置同步的角度调节，功耗低，使用成本低。并且，丝杆与滑块之间配合的螺纹副具有极佳的自锁性能，该自锁性能能够大大增加光伏支架的整体结构刚度，避免在强风等恶劣天气下支撑梁以发生颤振，从而有效延长光伏组件(光伏板和光伏支架)的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本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本发明的一些实施例，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。

其中：10、传动组件；20、丝杆；30、滑块；40、支撑杆；50、立柱；60、支撑梁；70、光伏板；80、固定架；90、导轨；100、驱动轴；110、减磨件。

图1为本发明一实施例所述的光伏支架的结构示意图(安装有光伏板)；

图2为本发明另一实施例所述的光伏支架的结构示意图(未安装有光伏板)；

图3为本发明另一实施例所述的光伏支架的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以容许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请要求保护一种太阳能光伏装置，用于实现光伏发电；其主要由光伏板70和光伏支架组成，所述光伏板70设置于所述支撑梁60上。光伏板70受太阳光照射，能够将太阳光存储并有效转化为电能，电能能够供给其它用电设备使用。光伏板70通过专用支座可拆卸固定在支撑梁60的顶面，装拆方便，且便于后期维修更换。

如图1至图3所示，光伏支架安装于工作地点的地面上，其包括立柱50、支撑梁60、驱动轴100、动力源和旋转驱动机构。其中，立柱50竖直固定在地面上，立柱50的底端通过支板和螺栓锁接在地面，可保证连接强度。所述支撑梁60的中部或其中一侧端与所述立柱50的顶端铰接；本方案中，较优选地支撑梁60的中部与立柱50的顶端铰接，如此可一定程度提升立柱50对支撑梁60的支撑强度。

此外，驱动轴100水平布置，即与立柱50在空间内相垂直布置。所述旋转驱动机构与所述驱动轴100连接，所述驱动轴100与所述动力源连接，所述支撑梁60的侧端通过所述旋转驱动机构与所述立柱50连接，使得所述支撑梁60能够相对所述立柱50旋转。

可以理解的，动力源提供驱动轴100转动所需的旋转动力。动力源可以是人或机械设备。当为人时，为方便操作，动力源可以是但不限于与驱动轴100连接的摇杆机构，手动转动摇杆机构便可同步带动驱动轴100转动。或者为机械设备时，动力源可以是但不限于减速电机，减速电机的动力轴通过联轴器与驱动轴100相连，电机驱动动力轴旋转便能够带动驱动轴100转动。

当然，需要说明的是，为了能够实现驱动驱动轴100旋转，根据实际需要在其它实施例中还可以采用现有技术中的其它技术手段来替换上述摇杆机构和减速电机。例如采用旋转气缸与驱动轴100连接。

请继续参阅图1和图2，由于支撑梁60需与立柱50发生相对转动，为减轻旋转摩擦磨损，延长支撑梁60与立柱50的使用寿命，所述旋转驱动机构还包括减磨件110，所述减磨件110设置于所述立柱50与所述支撑梁60的铰接处。可选地，减磨件110可以是但不限于轴承。根据实际需要，可以将轴承的内圈固定在支撑梁60的轴孔内，轴承的外圈固定在立柱50顶端；或者将轴承的内圈固定在立柱50顶端，将轴承的外圈固定在支撑梁60的轴孔内。由此，借助轴承的结构性能，不仅可减小支撑梁60相对立柱50转动过程中的摩擦阻力，减轻磨损，同时还可以提高支撑梁60旋转过程中的平稳性。

请继续参阅图3，然而，在实际工作中，为提高光伏发电效能，通常需要将很多块光伏板70拼接使用，从而增加与太阳光的接触面积；此时，支撑梁60的尺寸需相应增大。而为了适配更长尺寸的支撑梁60，同时提供足够的翻转动力使支撑梁60能够可靠、有效进行角度调节。进一步地，一实施例中，光伏支架包括至少两根立柱50和至少两个所述旋转驱动机构，至少两根所述立柱50并排间隔铰接于所述支撑梁60的底面，所述旋转驱动机构一一对应的铰接于所述立柱50上并均与所述支撑梁60铰接，且至少两个所述旋转驱动机构均与所述驱动轴100传动连接。故此，至少两根立柱50能够对支撑梁60形成多点支撑，保证支撑梁60安装稳固；而每个立柱50上均安装一个旋转驱动机构，并受驱动轴100驱动可同步旋转动作，由此可增加对支撑梁60的旋转驱动力，保证支撑梁60转动灵活，进而使支撑梁60角度调节高效。

请继续参阅图1和图2，此外，在本方案的一实施例中，旋转驱动机构包括：传动组件10、丝杆、滑块30及支撑杆40。传动组件10包括第一传动件和二传动件，所述第一传动件和所述第二传动件用于设置在立柱50上并相互旋转传动配合，且所述第一传动件还用于与驱动轴100传动连接；所述丝杆与所述第二传动件旋转传动连接；所述滑块30套装于所述丝杆上并能够沿所述丝杆往复移动；所述支撑杆40的一端与所述滑块30铰接，所述支撑杆40的另一端用于与支撑梁60铰接；其中，所述支撑梁60与所述立柱50铰接。

综上，实施本发明实施例，将具有如下有益效果：本方案的旋转驱动机构用于装备在光伏支架中，实现对支撑梁60(即光伏板70)进行旋转角度调节。具体而言，驱动轴100与外部动力源连接，从而能够获取动力源输出的旋转动力而转动；紧接着，驱动轴100转动进一步同步带动第一传动件和第二传动件一起旋转，并最终由第二传动件带动丝杆20自转，实现将驱动轴100的水平横向扭矩传递给丝杆20。由于丝杆20与滑块30构成丝杆20模组，因而丝杆自转时滑块30便能够同步沿丝杆进行滑移，并且根据丝杆20的旋转方向不同，滑块30具体能够沿丝杆上移或下移(即实现沿丝杆往复滑移)；如此，滑块30上移时可以驱动支撑杆40旋转并向上抬升，支撑杆40同步推动支撑梁60旋转，或滑块30下移时可驱动支撑杆旋转并向下移动，支撑杆40同步拉动支撑梁60反向旋转，由此实现对安装于支撑梁60上的光伏板70的空间角度灵活调节。可以理解的是，滑块30往复移动时，支撑杆40能够带动支撑梁60进行大于180度的旋转，从而带动光伏板70进行灵活旋转，使其在任意时刻都能够正对太阳。上述旋转驱动机构的结构组成和工作原理简单，仅需要提供驱动轴100较小的旋转驱动力即可实现整个机构的联动进而完成光伏板70角度调节，功耗低，使用成本低。并且，丝杆与滑块30之间配合的螺纹副具有极佳的自锁性能，该自锁性能能够大大增加光伏支架的整体结构刚度，避免在强风等恶劣天气下支撑梁60以发生颤振，从而有效延长光伏组件(光伏板70和光伏支架)的使用寿命。

较优选地，一实施例中，所述第一传动件为第一锥齿轮，所述第二传动件为第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合传动配合；所述第一锥齿轮与所述驱动轴100同轴连接，所述第二锥齿轮与所述丝杆同轴连接。如此，采用第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，可保证动力传输平稳，轮齿啮合也具有一定的自锁和载荷承载能力，从而与丝杆滑块30模组协同进一步提升光伏支架的结构稳定性；此外，采用锥齿轮组还能够实现水平布置的驱动轴100的旋转动力可靠转化为竖向布置的丝杆的旋转动力，即实现动力的换向传输。

可选地，第一锥齿轮与驱动轴100之间可通过键与键槽、螺纹、卡扣等方式连接固定并传递动力；第二锥齿轮与丝杆之间可通过键与键槽、螺纹、卡扣等方式连接固定并传递动力。

而在本方案一较优选地的实施例中，所述旋转驱动机构还包括万向联轴器，所述驱动轴100通过所述万向联轴器与所述第一锥齿轮传动连接。万向联轴器能够更加可靠的将驱动轴100的水平旋转扭矩换向传递给丝杆。

当然了，上述采用第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合传动并非唯一实施方案，作为可替代的，另一实施例中，所述第一传动件为蜗杆，所述第二传动件为蜗轮，所述所述蜗杆与所述蜗轮啮合传动配合；所述蜗杆与所述驱动轴100连接并能够同步转动，所述蜗轮与所述丝杆连接并能够同步转动。即通过蜗杆与蜗轮啮合传动，也能够将驱动轴100的水平扭矩可靠换向传递到丝杆上，从而带动滑块30上下移动，并带动支撑杆40推动或拉动支撑梁60翻转而灵活调节光伏板70的角度。或者，其他实施例中，也可以采用现有技术中其它的成熟技术手段，只要能够实现驱动轴100的旋转动力传输给丝杆即可。

请继续参阅图1，此外，所述旋转驱动机构还包括固定架80，所述固定架80设置于所述立柱50上，所述丝杆20和所述滑块30均设置于所述固定架80上。如此，丝杆20与滑块30能够与固定架80连接为一个组件，进而提高与立柱50的装配强度，此外还方便整体安装于立柱50上或从立柱50上拆下，通过减少零部件数量，提高光伏支架组装制造效率。

另外，所述旋转驱动机构还包括导轨90，所述导轨90设置于所述立柱50上并与所述丝杆平行布置，所述滑块30的侧端插置于所述导轨90的导槽内。导轨90的导槽对滑块30移动起到导向和限位作用，保证滑块30移动更加平稳。较优选地，导轨90为两条，并间隔布置在滑块30移动方向的两侧，且均与滑块30导向配合。

综上之外，为了能够实现支撑杆40推动或拉动支撑梁60翻转而实现角度改变，还可以采用其它技术方案实现。例如在立柱50上安装定滑轮，定滑轮上绕装有绳索，绳索一端与气缸连接，绳索的另一端与滑块30连接，滑块30安装在导轨90上(无丝杆)；此外，滑块30仍然通过支撑杆40与支撑梁60转动连接。如此，气缸的活塞缸伸出或缩回，可通过绳索带动滑块30在导轨90上上下移动，从而推动或拉动支撑杆40移动，并最终达到驱动支撑梁60翻转实现角度调节的目的。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。