光伏跟踪支架及其旋转减振装置的制作方法

本实用新型涉及一种旋转减振装置，特别适用于光伏跟踪支架。

背景技术：

在光伏发电系统中，平单轴跟踪支架是最常用的光伏阵列支架之一，由于该支架白天能跟踪太阳方位角变化运行，所以，采用平单轴跟踪支架的光伏组件全年发电总量要比采用最佳固定倾角支架的光伏组件全年发电总量高出15％-25％。但是，由于平单轴跟踪支架需要实时跟踪转动，当出现大风时，容易引起振荡，进而造成支架结构破坏，尤其是对于主梁南北向较长的跟踪支架，这种矛盾更加突出。为了解决这个问题，通常采用的方法是在主梁的南北两端加装减振杆，以抑制振荡，防止跟踪支架遭受破坏。

目前采用的减振杆大都是带液压油缸的伸缩杆，通常是在旋转主梁上安装一段悬挑横担，减振杆一端铰接固定在横担的端部，另一端铰接固定立柱上，当主梁旋转振荡时，减振杆产生的阻尼力通过悬挑横担的端部，对主梁旋转产生瞬间的阻尼力，进而起到抑制主梁旋转振荡的作用。

然而，发明人发现这种减振杆上有一定的局限性，首先由于自身结构上的原因，减振杆伸缩的行程不能太长，这样安装在主梁上的横担悬挑长度也就不能太长，其对主梁产生的瞬间扭矩比较有限；其次由于悬挑横梁是在作旋转移动，减振杆作用力距离主梁旋转中心是不断变化的，当主梁旋转到最大角度时，往往减振杆距主梁旋转中心最近，其对主梁产生的瞬间阻尼扭矩也最小，而此时如有大风出现，跟踪支架振荡最容易发生，主梁需要的阻尼扭矩也最大。因此，在实际应用中，减振杆的作用并非尽如人意。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于光伏跟踪支架的旋转减振装置，可以代替减振杆，发挥减振作用。

本实用新型提供一种用于光伏跟踪支架的旋转减振装置，所述光伏跟踪支架包括转动体，所述旋转减振装置包括主动传动件、从动传动件以及旋转阻尼缸，所述旋转阻尼缸包括缸体、轴体，所述轴体设置于所述缸体中，可在所述缸体中转动，所述缸体内部设置成对所述轴体的转动产生阻尼作用；所述缸体和所述轴体中的一方设置成固定，另一方设置成可转动，所述另一方与所述从动传动件设置成共轴线转动，所述主动传动件与所述从动传动件传动连接，所述主动传动件用于跟随所述转动体进行转动。

在一个实施方式中，所述缸体内充满阻尼液，所述缸体内设置有消耗所述阻尼液流动的阻尼结构，所述轴体具有侧向延伸出的叶片，所述叶片设置成在轴体转动过程中推动阻尼液流动。

在一个实施方式中，所述阻尼结构是带孔的隔板。

在一个实施方式中，所述轴体位于所述缸体的中心，所述叶片延伸至邻近所述缸体的内侧壁的位置，所述隔板从所述缸体的内侧壁延伸到邻近所述轴体的位置，以使所述叶片和所述隔板将所述缸体分隔成两个区域，所述两个区域在发挥阻尼作用时，一个为高压区，一个为低压区。

在一个实施方式中，所述主动传动件的外周缘具有轮齿，所述从动传动件的外周缘为轮齿，从而所述传动连接为齿轮传动。

在一个实施方式中，所述主动传动件的外周缘具有轮槽，所述从动传动件的外周缘也为轮槽，所述主动传动件具有在圆周方向上间隔开的第一位置和第二位置；旋转减振装置还包括柔性件，所述柔性件包括等长的第一柔性件和第二柔性件；所述第一柔性件的首端固定在所述第一位置，由所述第一位置沿第一方向绕入所述主动传动件的轮槽，绕到所述主动传动件与所述从动传动件的最邻近的相对位置处时，反向绕入所述从动传动件的轮槽，所述第一柔性件的末端固定在所述从动传动件的轮槽的一个设定位置；所述第二柔性件的首端固定在所述第二位置，由所述第二位置沿与所述第一方向相反的第二方向绕入所述主动传动件的轮槽，绕到所述主动传动件与所述从动传动件的最邻近的相对位置处时，反向绕入所述从动传动件的轮槽，所述第二柔性件的末端也固定在所述设定位置。

在一个实施方式中，所述主动传动件的外周缘和所述从动传动件的外周缘中的一方设置为链轮齿，另一方面设置为链条轮，所述链轮齿与所述链条轮啮合传动。

在一个实施方式中，所述主动传动件为扇形轮，所述从动传动件为圆形轮。

在一个实施方式中，所述主动传动件为转动半径与所述从动传动件的转动半径之间的半径比小于4。

本实用新型还提供一种光伏跟踪支架，包括立柱以及由立柱支撑的转动体，还包括上述的旋转减振装置，所述主动传动件连接所述转动体，位于所述转动体的下方；所述旋转阻尼缸的所述缸体和所述轴体中的一方安装在所述立柱上，位于所述主动传动件的下方，所述旋转阻尼缸的所述缸体和所述轴体中的另一方连接所述从动传动件，所述从动传动件、所述主动传动件在垂直于所述轴体的平面内转动。

上述旋转减振装置可以代替减振杆，发挥减振作用。而且，该旋转减振装置能使光伏跟踪支架的主梁在其旋转范围内的任何角度都能获得相同的瞬间阻尼扭矩，且能满足光伏跟踪支架的最大旋转角度。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是根据第一实施例的旋转减振装置的侧视图。

图2是根据第一实施例的旋转减振装置的前视图。

图3a是旋转阻尼缸的主视图。

图3b是旋转阻尼缸的侧视图。

图4a是旋转阻尼缸的缸体的主视图。

图4b是旋转阻尼缸的缸体的侧视图。

图5a是旋转阻尼缸的轴体的主视图。

图5b是旋转阻尼缸的轴体的侧视图。

图6a是缸体的端盖的主视图。

图6b是缸体的端盖的侧视图。

图7a是根据第一实施例的主动传动件的主视图。

图7b是根据第一实施例的主动传动件的侧视图。

图7c是根据第一实施例的另一主动传动件的侧视图。

图8a是根据第一实施例的从动传动件的主视图。

图8b是根据第一实施例的从动传动件的侧视图。

图8c是根据第一实施例的另一从动传动件的侧视图。

图9是转动体的旋转点位于主梁中的示意图。

图10是根据第二实施例的旋转减振装置的前视图。

图11是根据第三实施例的旋转减振装置的前视图。

图12是根据第四实施例的旋转减振装置的前视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本实用新型的保护范围。

例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的示例中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

如本实用新型所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的元件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的元件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向，类似的方位词前、后、左、右也是如此。元件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。

第一实施例

下面结合图1至图9来描述本实用新型的第一实施例。

图1示例性地示出了根据第一实施例的旋转减振装置10应用于光伏跟踪支架20中的侧视图。

光伏跟踪支架20包括转动体202。转动体202可以包括主梁202a(例如，沿南北向延伸)以及被主梁202a支撑的光伏组件202b等等。

光伏跟踪支架20还包括立柱201，转动体202由立柱201支撑。转动体202例如可以通过沿着前后方向延伸的铰接轴203而铰接于立柱201，从而可以相对于立柱201绕着沿前后方向延伸的转动轴线(或者，铰接轴203的中心轴线)转动。

图2示出了旋转减振装置10的前视图。参见图2，旋转减振装置10包括主动传动件1、从动传动件2和旋转阻尼缸3。

主动传动件1跟随光伏跟踪支架20的转动体202进行转动，例如均绕着图2中的旋转中心o1转动。主动传动件1还与从动传动件2传动连接，因而主动传动件1跟随光伏跟踪支架20的转动体202一起绕着旋转中心o1转动时，从动传动件2也会相应地转动。图2中，转动体202的旋转点也即旋转中心o位于主梁202a下方。

图3a和图3b示例性地示出了旋转阻尼缸3的内部构造。旋转阻尼缸3包括缸体31和轴体32。轴体32设置于缸体31中，并且可以在缸体31中转动，缸体31内部设置成对轴体31的转动产生阻尼作用。在图示实施方式中，缸体31内可以充满阻尼液例如液压油，缸体31内可以设置有消耗该阻尼液流动(或者，消耗阻尼液流动的能量)的阻尼结构33，而轴体32具有侧向延伸出的叶片321，叶片321设置成在轴体32的转动过程中推动阻尼液流动。阻尼液由缸体31的内侧壁311、后侧板314和端盖312密封在缸体31内部。

图4a和图4b示出了去除轴体32时旋转阻尼缸3(具体地，缸体31)的示例构造。阻尼结构33是一带孔(如，孔口331)的隔板。构成阻尼结构33的带孔隔板可以从缸体31的内侧壁311向缸体31的中心突出。在另一实施方式中，阻尼结构33也可以是其他形式诸如网状结构，只要可以消耗阻尼液流动的能量即可。又或者，阻尼结构可以通过在轴体32上开孔来实现。

图5a和图5b示出了轴体32的示例构造。轴体32具有侧向(图5a和图5b中，向下)延伸出的叶片321，轴体32还具有传动端322，传动端322可以连接到从动传动件2。轴体32的转动端323可以可旋转地适配在缸体31的适配孔32a(图4a中示出)中。

回到图3a和图3b，轴体32位于缸体31的中心，轴体32的叶片321可以延伸至邻近缸体31的内侧壁311的位置。轴体32的叶片321可以尽可能地靠近缸体31的内侧壁311，从而尽可能少地允许阻尼液从内侧壁311和叶片321之间的间隙流动，同时，必须保证一定的间隙从而允许轴体32可以在缸体31内自由转动。

构成阻尼结构33的隔板从缸体1的内侧壁311延伸到邻近轴体32的位置，以使轴体32的叶片321和构成阻尼结构33的隔板将缸体31分隔成两个区域s1、s2，两个区域s1、s2在发挥阻尼作用时，一个为高压区，一个为低压区。构成阻尼结构33的隔板的孔口331可以允许阻尼液在两个区域s1、s2之间来回流动。然而，例如，轴体32也即叶片321绕着图3a中的逆时针方向迅速旋转时，由于区域s2中的阻尼液来不及穿过构成阻尼结构33的隔板的孔口331而流动到区域s1中，此时，区域s2的容积空间变小，而区域s1的容积空间变大，因而区域s2为高压区，区域s1为低压区。类似地，当轴体32也即叶片321绕着图3a中的顺时针方向迅速旋转时，区域s2为低压区，区域s1为高压区。初始状态或者转动体202处于如图所示的未偏转状态时，轴体32的叶片321可以如图3a所示，使得分隔的两个区域s1、s2可以为容积空间相等的两个腔体。

此外，构成阻尼结构33的隔板和轴体32之间在叶片321的三个侧面可以均具有一定的间隙，可在轴体32的叶片321的三个侧面设置密封圈，以迫使阻尼液均需通过隔板的孔口331自由流动。这样做的目的是可以通过控制隔板上所开孔口331的直径和数量来控制旋转阻尼缸3的输出阻尼力。

图6a和图6b还示出了缸体31的端盖312的示例构造。端盖312具有中心孔312a，供轴体32穿出。端盖312与缸体31的内侧壁311和轴体32之间均设有密封装置，以防止内部阻尼液泄漏。

回到图1和图2，旋转减振装置10还包括柔性件4例如钢丝绳。柔性件4包括等长的第一柔性件41和第二柔性件42。第一柔性件41和第二柔性件42可以是分离的两个柔性件，也可以是一个柔性件通过某种手段分开而独立动作的两节柔性段。图示实施方式中，作为柔性件4的钢丝绳通过钢丝绳压块40在设定位置2a处压住而分开成两节钢丝绳，即构成第一柔性件41和第二柔性件42。

图7a、图7b和图7c示出了采用柔性件4时主动传动件1的示例构造。主动传动件1的外周缘11具有轮槽12。参见图7b，主动传动件1可以在外周缘11沿着圆周方向c1具有在图7b中的左右方向并列的两个轮槽，内轮槽12a、外轮槽12b，分别对应两个柔性件41、42，每个轮槽的两侧边有凸起的挡块，可以绷紧作为柔性件4的钢丝绳。参见图7c，主动传动件1也可以在外周缘11沿着圆周方向c1仅具有一个宽轮槽12，两个柔性件41、42可以在图7c中的左右方向上并列地共同放置于宽轮槽12中。主动传动件1具有在圆周方向c1上间隔开的第一位置101和第二位置102。

图8a、图8b和图8c示出了采用柔性件4时从动传动件2的示例构造。与主动传动件1相似的，从动传动件2的外周缘21也为轮槽，通过附图标记22示出。参见图8b，从动传动件2可以在外周缘21沿着圆周方向c2具有在图8b中的左右方向并列的两个轮槽，内轮槽22a、外轮槽22b，分别对应两个柔性件41、42。参见图8c，从动传动件2也可以在外周缘11沿着圆周方向c2仅具有一个宽轮槽22，两个柔性件41、42可以在图8c中的左右方向上并列地共同放置于宽轮槽22中。

回到图2，第一柔性件41的首端411固定在第一位置101，由第一位置101沿第一方向c01绕入主动传动件1的轮槽12，绕到主动传动件1与从动传动件2的最邻近的相对位置b0处时，反向(通过c02表示)绕入从动传动件2的轮槽22，第一柔性件41的末端412固定在从动传动件2的轮槽22的一个设定位置2a。

第二柔性件42的首端421固定在第二位置102，由第二位置102沿与第一方向c01相反的第二方向c03绕入主动传动件1的轮槽12，绕到主动传动件1与从动传动件2的最邻近的相对位置b0处时，反向(通过c04表示)绕入从动传动件2的轮槽22，第二柔性件42的末端422也固定在设定位置2a。

图2所示的实施方式中，主动传动件1为扇形轮，从动传动件2为圆形轮。作为第一柔性件41或第二柔性件42的钢丝绳的首端411、421通过活节螺栓5固定在相应位置101、102。设定位置2a大致在作为从动传动件2的圆形轮的最低点处。

图1和图2中，主动传动件1连接转动体202，跟随转动体202转动，旋转阻尼缸3位于主动传动件1的下方。主动传动件1、从动传动件2在垂直于旋转阻尼缸3的轴体32的平面内转动。

根据第一实施例的旋转减振装置10中，旋转阻尼缸3的缸体31安装或固定在立柱2上。而旋转阻尼缸3的轴体32与从动传动件2设置成共轴线转动。例如，轴体32的带有键槽322a的传动端322(图5b中示出)插入从动传动件2的带有键槽的轴孔2a(图8a中示出)，以此传动，从而从动传动件2可以随着从动传动件2转动而与之共轴线转动。

操作时，将旋转阻尼缸3固定在立柱201上，同时将作为从动传动件2的圆形轮(为了便于表述，下面称之为圆形轮2)固定在旋转阻尼缸3的轴体32的伸出段的端部(传动端322)，将作为主动传动件1的扇形轮(为了便于表述，下面称之为扇形轮1)固定在转动体202上，调整好位置，然后将作为柔性件4的钢丝绳(为了便于表述，下面称之为钢丝绳4)缠绕在扇形轮1和圆形轮2之间，并用活节螺栓5绷紧。钢丝绳4从扇形轮1一侧(例如，图2的左侧)的活节螺栓5的端部引出，绕入扇形轮1的内轮槽12a，绕到中部扇形轮1和圆形轮2对接处(位置b0)时，向下绕入圆形轮2的内轮槽22a，然后向下绕到圆形轮2最下端的位置2a处，然后将钢丝绳从圆形轮2的内轮槽22a拐到外轮槽22b，在位置2a的拐弯处，用钢丝绳压块40将钢丝绳4固定在圆形轮2上，使钢丝绳4在位置2a相对圆形轮2不能移动，然后再将钢丝绳4沿圆形轮2的外轮槽22b向上绕，绕到中部圆形轮2和扇形轮1对接处(位置b0)时，再将钢丝绳4绕入扇形轮1的外轮槽12b，然后沿着扇形轮1的外轮槽12b绕到扇形轮1的另一侧(例如，图2的右侧)，和另一侧的活节螺栓2连接，并通过两侧的活节螺栓2将钢丝绳4绷紧。

当光伏跟踪支架20正常运行时，光伏跟踪支架20的转动体202例如沿东西向(沿左右方向)缓慢转动，此时，扇形轮11随转动体202缓慢转动，并通过钢丝绳4带动圆形轮2转动，进而带动旋转阻尼缸3的轴体32转动，这样由于轴体32的叶片321偏移，造成旋转阻尼缸3的两个区域s1、s2(或者，两个内腔)的体积发生变化，一侧内腔的液体压力变大，而另一侧液体压力变小，由于正常追日跟踪时，转动体202旋转非常缓慢，阻尼液可以通过缸体3的作为阻尼结构33的隔板(为了便于表述，下面称之为隔板33)上的孔口331从压力高的一侧流入压力低的一侧流动，并使两个腔体内压力重新达到平衡。因此，在正常情况下，旋转阻尼缸3对转动体202旋转跟踪不会产生阻碍，但是，在刮大风时，转动体202由于受到大风的冲击，会出现急速旋转，当受到驱动装置阻碍作用时，转动体202就会来回急速晃动，此时，由于旋转阻尼缸3的缸体3的隔板33上的孔口331太小，腔体内的液体来不及通过孔口331流动来实现两个腔体压力平衡，因而会产生很大的瞬间阻尼力矩，以阻止转动体202急速旋转，这样就能有效抑制转动体202在大风作用下晃动，防止转动体202产生共振破坏，进而达到保护光伏跟踪支架20的作用。

光伏跟踪支架20的转动体202的旋转点或者旋转中心o1可以在转动体202的主梁202a下方，如图2所示，也可以在转动体202的主梁202a上方，或者在转动体202的主梁202a中间，如图9所示。

参见图9，作为主动传动件1的扇形轮1的转动半径r1与作为从动传动件2的圆形轮2的转动半径r2之间的半径比r1/r2可以为小于4的值。

旋转减振装置10至少具有如下的优点：1)克服了减振杆阻尼力矩随主梁旋转角度变化而变化的缺陷，使得光伏跟踪支架在任何角度都能获得相同的瞬间阻尼力矩；2)扇形轮1和圆形轮2的半径比r1/r2大于1，例如，将r1/r2设定成2-3，可以使旋转阻尼缸3输出较小阻尼力矩时，在扇形轮1侧即可获得较大的阻尼力矩。扇形轮1的可转动范围为±90°之间，圆形轮2的可转动范围为±180°之间，而平单轴跟踪支架的跟踪范围通常在±45°之间，最大不超过±60°，也即扇形轮1实际转动范围在±45°到±60°之间，如此，扇形轮1和圆形轮2的半径比可为小于4的值，当该比值为2-3时，也即旋转阻尼缸3输出1倍阻尼力矩，扇形轮1可获得2-3倍的阻尼力矩，因此，能为跟踪支架提供更大的瞬间阻尼力矩，对主梁202a的减振效果将会更好；3)当减振杆伸缩行程较大时，在强风的作用下有径向失稳或断裂风险，而旋转减振装置10没有类似风险，性能更加稳定、可靠，且使用寿命更长。

第二实施例

下面参见图10描述第二实施例，第二实施例沿用第一实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照第一实施例，第二实施例不再重复赘述。

与第一实施例不同的是，第二实施例中，从动传动件2并非如第一实施例那样连接旋转阻尼缸3的轴体32，而是，从动传动件2连接旋转阻尼缸3的缸体31，而旋转阻尼缸3的轴体32伸出旋转阻尼缸3的传动端322固定于立柱201。也即，第二实施例中，主动传动件1跟随转动体202转动而转动，通过柔性件42带动从动传动件2转动，从动传动件2又带动旋转阻尼缸3的缸体31转动，而轴体32固定，缸体31相对于轴体32转动，也即实现了轴体32在缸体31内部的转动，同样可以起到旋转减振的效果。

从动传动件2可以与旋转阻尼缸3一体地形成，或者，旋转阻尼缸3的缸体外侧设置轮槽22即可。

结合第一实施例和第二实施例，本实用新型可以是如下的情况：旋转阻尼缸3的缸体31和轴体32中的一方设置成固定，另一方设置成可转动，可转动的另一方与从动传动件2设置成共轴线转动。该可转动的另一方可以是轴体32，如第一实施例中，也可以是缸体31，如第二实施例中。

第三实施例

下面参见图11描述第三实施例，第三实施例沿用第一实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照第一实施例，第三实施例不再重复赘述。

与第一实施例不同的是，第三实施例中，从动传动件2并非如第一实施例那样通过柔性件4来实现主动传动件1和从动传动件2的传动连接。在第三实施例中，主动传动件1的外周缘11具有轮齿18，从动传动件2的外周缘21为轮齿28，从而主动传动件1与从动传动件2之间通过齿轮传动，也即传动连接为齿轮传动。

第四实施例

下面参见图12描述第四实施例，第四实施例沿用第一实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照第一实施例，第四实施例不再重复赘述。

在第四实施例中，主动传动件1的外周缘和从动传动件2的外周缘中的一方设置为链轮齿(如，通过19表示)，另一方面设置为链条轮(如，通过29表示)，链轮齿19与链条轮29啮合传动。

随着光伏发电技术的日趋成熟，单轴跟踪支架已经得到了广泛应用，因此，本实用新型设计的旋转减震装置在未来的光伏电站建设中将有广阔的应用前景。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。