一种应用于双轴太阳能跟踪系统的新型支撑及回转装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能发电及热利用技术领域，具体地说是一种应用于双轴太阳能跟踪系统的新型支撑及回转装置。

背景技术：

为实现低碳经济和节能环保，太阳能发电(含光伏发电和光热发电)技术以及其他形式太阳能的利用，在全球越来越普及。

要提高太阳能发电的效率，可以采用太阳能跟踪系统。所谓跟踪系统，就是将太阳能电池板、聚光抛物镜、真空集热管等对准太阳，跟随太阳的轨迹移动，以获取较高的光电或光热转换效率。太阳能跟踪系统可以分为单轴和双轴跟踪系统。其中单轴跟踪系统只有一个旋转自由度，在方位角(东西方向)上跟踪太阳；双轴跟踪系统则同时在太阳方位角和高度角上跟踪太阳。

很明显，双轴太阳能跟踪系统在跟踪精度、太阳能利用率、发电能力等方面均具有优势。

支撑及回转装置是双轴跟踪系统中的重要部件，起到支撑整个系统并且跟踪太阳方位角的重要作用。

目前，双轴太阳能跟踪系统的支撑及回转装置大多采用立柱加回转支承的结构。

立柱一般采用直径较大的中空钢管结构，所需金属材料量较大，成本高，在承载力、稳定性及抗风荷雪载能力上都不太尽人意。

回转支承是一种能够承受综合载荷的大型轴承，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。其结构复杂，制造加工要求精度高，因而成本高、价格贵；在安装过程中，回转支承也需要很高的安装精度，后期需要定期润滑及保养，维护成本高。

技术实现要素：

根据上述提出的技术问题，而提供一种应用于双轴太阳能跟踪系统的新型支撑及回转装置。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种应用于双轴太阳能跟踪系统的新型支撑及回转装置，包括支撑装置和回转装置；

所述支撑装置包括圆环形框架，位于所述圆环形框架圆心的中心轴，正六边形框架，垂直于所述圆环形框架所在平面的菱形框架Ⅰ和菱形框架Ⅱ，平行于所述圆环形框架所在平面的三角框架Ⅰ和三角框架Ⅱ；

所述正六边形框架的六个角分别通过螺栓球Ⅰ、螺栓球Ⅱ、螺栓球Ⅲ、螺栓球Ⅳ、螺栓球Ⅴ和螺栓球Ⅵ与所述圆环形框架的内沿固定连接，所述螺栓球Ⅰ、所述螺栓球Ⅱ、所述螺栓球Ⅲ、所述螺栓球Ⅳ、所述螺栓球Ⅴ和所述螺栓球Ⅵ的下部分别设有载重轮，所述螺栓球Ⅰ、所述螺栓球Ⅱ、所述螺栓球Ⅲ、所述螺栓球Ⅳ、所述螺栓球Ⅴ和所述螺栓球Ⅵ上还分别设有水平杆，所述水平杆的另一端通过中心球与所述中心轴连接，所述中心球通过轴承与所述中心轴滑动连接；

所述菱形框架Ⅰ包括底杆Ⅰ、底杆Ⅱ、高杆Ⅰ和高杆Ⅱ，所述底杆Ⅰ和所述底杆Ⅱ通过所述螺栓球Ⅰ连接，所述高杆Ⅰ和所述高杆Ⅱ通过轴承座Ⅰ连接，所述底杆Ⅰ和所述高杆Ⅰ通过螺栓球Ⅶ连接，所述底杆Ⅱ和所述高杆Ⅱ通过螺栓球Ⅷ连接，所述三角框架Ⅰ包括底杆Ⅲ，腰杆Ⅰ和腰杆Ⅱ，所述底杆Ⅲ分别与所述螺栓球Ⅶ和所述螺栓球Ⅷ连接，所述腰杆Ⅰ通过所述螺栓球Ⅶ与所述底杆Ⅲ连接，所述腰杆Ⅱ通过所述螺栓球Ⅷ与所述底杆Ⅲ连接，所述腰杆Ⅰ与所述腰杆Ⅱ通过螺栓球Ⅸ连接；

所述菱形框架Ⅱ包括底杆Ⅳ、底杆Ⅴ、高杆Ⅲ和高杆Ⅳ，所述底杆Ⅳ和所述底杆Ⅴ通过所述螺栓球Ⅳ连接，所述高杆Ⅲ和所述高杆Ⅳ通过轴承座Ⅱ连接，所述底杆Ⅳ和所述高杆Ⅲ通过螺栓球Ⅹ连接，所述底杆Ⅴ和所述高杆Ⅳ通过螺栓球Ⅺ连接，所述三角框架Ⅱ包括底杆Ⅵ，腰杆Ⅲ和腰杆Ⅳ，所述底杆Ⅵ分别与所述螺栓球Ⅹ和所述螺栓球Ⅺ连接，所述腰杆Ⅲ通过所述螺栓球Ⅹ与所述底杆Ⅵ连接，所述腰杆Ⅳ通过所述螺栓球Ⅺ与所述底杆Ⅵ连接，所述腰杆Ⅲ与所述腰杆Ⅳ通过螺栓球Ⅻ连接；

所述螺栓球Ⅶ与所述螺栓球Ⅱ之间、所述螺栓球Ⅶ与所述中心球之间、所述螺栓球Ⅷ与所述中心球之间、所述螺栓球Ⅷ与所述螺栓球Ⅵ之间、所述螺栓球Ⅸ与所述轴承座Ⅰ之间、所述螺栓球Ⅸ与所述螺栓球Ⅰ之间、所述螺栓球Ⅲ与所述螺栓球Ⅹ之间、所述螺栓球Ⅹ与所述中心球之间、所述螺栓球Ⅺ与所述中心球之间、所述螺栓球Ⅺ与所述螺栓球Ⅴ之间、所述螺栓球Ⅻ与所述轴承座Ⅱ之间、所述螺栓球Ⅻ与所述螺栓球Ⅳ之间分别设有连杆；

所述圆环形框架的外沿具有导轨面；

所述回转装置包括与所述导轨面固定连接的链条，夹持在所述圆环形框架上下端面上的连接架，连接在所述连接架上的减速机，电机，与所述链条啮合的链轮，所述电机的输出轴与所述减速机的输入法兰连接，所述减速机的输出端通过轴与所述链轮连接，所述轴穿过所述链轮与所述连接架连接，所述连接架上设有连接杆，所述连接杆的另一端与一连接柱连接。

所述中心轴和所述连接柱的下端分别通过法兰与地基连接。

与传统的立柱式加回转支承的跟踪系统相比，本实用新型具有如下优势：

1、立柱式结构，跟踪系统所承受的载荷均施加在立柱结构上，为了满足强度及刚度要求，立柱结构需要壁厚较厚直径相对较大的钢管，即便如此，系统的稳定性(抗倾覆能力)仍较差。本实用新型中的支撑结构采用杆件组合及大直径圆环形框架支撑的形式，跟踪系统所承受的载荷不是集中在中间的立柱上，而是分散到直径较大的圆环形框架结构，通过力学的计算，选用合适直径的圆环形框架和适当承载能力的载重轮，则系统便会绝无倾覆之可能。此支撑装置承载力大，稳定性好，抗风荷雪载能力强，适宜用于大中型太阳能跟踪系统及其他稳定性要求高的场合。

2、回转支承结构复杂，制造加工要求精度高，因而成本高、价格贵；在安装过程中，回转支承也需要很高的安装精度，后期需要定期润滑及保养，维护成本高。本实用新型用链轮链条传动结构代替回转支承结构，链轮链条结构简单，价格便宜，制造加工及安装的精度要求不高，后期的维护及保养的成本低。

基于上述理由本实用新型可在太阳能发电及热利用技术等领域广泛推广。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的具体实施方式中支撑装置的结构示意图。

图2是本实用新型的具体实施方式中回转装置的结构示意图。

图3是本实用新型的具体实施方式中一种应用于双轴太阳能跟踪系统的新型支撑及回转装置与地基和镜片及俯仰组件的装配示意图。

具体实施方式

如图1-图3所示，一种应用于双轴太阳能跟踪系统的新型支撑及回转装置，包括支撑装置和回转装置；

所述支撑装置包括圆环形框架1，位于所述圆环形框架1圆心的中心轴2，正六边形框架，垂直于所述圆环形框架所在平面的菱形框架Ⅰ和菱形框架Ⅱ，平行于所述圆环形框架所在平面的三角框架Ⅰ和三角框架Ⅱ；

所述正六边形框架的六个角分别通过螺栓球Ⅰ3、螺栓球Ⅱ4、螺栓球Ⅲ5、螺栓球Ⅳ6、螺栓球Ⅴ7和螺栓球Ⅵ8与所述圆环形框架的内沿固定连接，所述螺栓球Ⅰ3、所述螺栓球Ⅱ4、所述螺栓球Ⅲ5、所述螺栓球Ⅳ6、所述螺栓球Ⅴ7和所述螺栓球Ⅵ8的下部分别设有载重轮9，所述螺栓球Ⅰ3、所述螺栓球Ⅱ4、所述螺栓球Ⅲ5、所述螺栓球Ⅳ6、所述螺栓球Ⅴ7和所述螺栓球Ⅵ8上还分别设有水平杆10，所述水平杆10的另一端通过中心球11与所述中心轴2连接，所述中心球11通过轴承与所述中心轴2滑动连接；

所述菱形框架Ⅰ包括底杆Ⅰ12、底杆Ⅱ13、高杆Ⅰ14和高杆Ⅱ15，所述底杆Ⅰ12和所述底杆Ⅱ13通过所述螺栓球Ⅰ3连接，所述高杆Ⅰ14和所述高杆Ⅱ15通过轴承座Ⅰ16连接，所述底杆Ⅰ12和所述高杆Ⅰ14通过螺栓球Ⅶ17连接，所述底杆Ⅱ13和所述高杆Ⅱ15通过螺栓球Ⅷ18连接，所述三角框架Ⅰ包括底杆Ⅲ19，腰杆Ⅰ20和腰杆Ⅱ21，所述底杆Ⅲ19分别与所述螺栓球Ⅶ17和所述螺栓球Ⅷ18连接，所述腰杆Ⅰ20通过所述螺栓球Ⅶ17与所述底杆Ⅲ19连接，所述腰杆Ⅱ21通过所述螺栓球Ⅷ18与所述底杆Ⅲ19连接，所述腰杆Ⅰ20与所述腰杆Ⅱ21通过螺栓球Ⅸ22连接；

所述菱形框架Ⅱ包括底杆Ⅳ23、底杆Ⅴ24、高杆Ⅲ25和高杆Ⅳ26，所述底杆Ⅳ23和所述底杆Ⅴ24通过所述螺栓球Ⅳ6连接，所述高杆Ⅲ25和所述高杆Ⅳ26通过轴承座Ⅱ27连接，所述底杆Ⅳ23和所述高杆Ⅲ25通过螺栓球Ⅹ28连接，所述底杆Ⅴ24和所述高杆Ⅳ26通过螺栓球Ⅺ29连接，所述三角框架Ⅱ包括底杆Ⅵ30，腰杆Ⅲ31和腰杆Ⅳ32，所述底杆Ⅵ30分别与所述螺栓球Ⅹ28和所述螺栓球Ⅺ29连接，所述腰杆Ⅲ31通过所述螺栓球Ⅹ28与所述底杆Ⅵ30连接，所述腰杆Ⅳ32通过所述螺栓球Ⅺ29与所述底杆Ⅵ30连接，所述腰杆Ⅲ31与所述腰杆Ⅳ32通过螺栓球Ⅻ33连接；

所述螺栓球Ⅶ17与所述螺栓球Ⅱ4之间、所述螺栓球Ⅶ17与所述中心球11之间、所述螺栓球Ⅷ18与所述中心球11之间、所述螺栓球Ⅷ18与所述螺栓球Ⅵ8之间、所述螺栓球Ⅸ22与所述轴承座Ⅰ16之间、所述螺栓球Ⅸ22与所述螺栓球Ⅰ3之间、所述螺栓球Ⅲ5与所述螺栓球Ⅹ28之间、所述螺栓球Ⅹ28与所述中心球11之间、所述螺栓球Ⅺ29与所述中心球11之间、所述螺栓球Ⅺ29与所述螺栓球Ⅴ7之间、所述螺栓球Ⅻ33与所述轴承座Ⅱ27之间、所述螺栓球Ⅻ33与所述螺栓球Ⅳ6之间分别设有连杆34；

所述圆环形框架1的外沿具有导轨面；

所述回转装置包括与所述导轨面固定连接的链条35，夹持在所述圆环形框架上下端面上的连接架36，连接在所述连接架36上的减速机37，电机38，与所述链条35啮合的链轮39，所述电机38的输出轴与所述减速机37的输入法兰连接，所述减速机37的输出端通过轴与所述链轮39连接，所述轴穿过所述链轮39与所述连接架36连接，所述连接架36上设有连接杆40，所述连接杆40的另一端与一连接柱41连接。

所述中心轴2和所述连接柱41的下端分别通过法兰与地基42连接。

所述圆环形框架的直径为6400mm，所述链条35为精密滚子链，所述链轮39为十一齿链轮，所述减速机37为蜗轮蜗杆减速机，减速比为80，所述电机38为伺服电机，额定转速1500RPM。

图3为所述一种应用于双轴太阳能跟踪系统的新型支撑及回转装置与地基42和镜片及俯仰组件43的装配示意图。

所述电机38按照跟踪系统的控制指令，以一定的转速旋转，输出一定的功率和扭矩，所述减速机37将所述电机38输出的转速降低，扭矩增大，带动所述链轮39转动，所述链轮39带动所述链条35转动，进而所述一种应用于双轴太阳能跟踪系统的新型支撑及回转装置便可以绕所述中心轴2转动，对太阳的方位角的进行跟踪。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。