用于太阳能跟踪器的多致动器系统技术方案

本发明专利技术提供一种太阳能跟踪系统，且其包含：太阳能阵列；支撑结构，其经配置以支撑所述太阳能阵列；基座，其经配置以可旋转地支撑所述支撑结构；及铰接系统，其经配置以相对于所述基座而铰接所述支撑结构。所述铰接系统包含：齿轮箱，其耦合到所述支撑结构；及致动器，其经配置以进行延伸及缩回。所述致动器包含第一端部分及第二相对端部分，其中所述第一端部分可旋转地耦合到所述基座，且所述第二端部分耦合到所述齿轮箱。所述致动器的延伸致使所述支撑结构在第一方向上围绕所述基座旋转，且所述致动器的缩回致使所述支撑结构在第二相反方向上围绕所述基座旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于太阳能跟踪器的多致动器系统相关申请案的交叉参考本申请案是美国16/124,773的PCT申请案，所述申请案是2018年3月23日提出申请的美国专利申请案序列号15/933,717的接续案，其全部内容以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及太阳能发电系统，且更特定来说，涉及用于调整太阳能发电组件的定向以跟踪太阳的位置的太阳能跟踪器致动系统。
技术介绍
当以一定角度朝向太阳定向时，太阳能电池及太阳能电池板在阳光充足条件中最高效。许多太阳能电池板系统是结合太阳能跟踪器而设计，所述太阳能跟踪器依循太阳从东方到西方跨越天空的轨迹，从而最大化系统的发电能力。由单个太阳能电池产生的相对低的能量需要使用布置成阵列的数千个太阳能电池来产生可使用的足够量值的能量，举例来说作为能量网的部分。因此，已开发相当大的、在长度上跨越数百英尺的太阳能跟踪器。调整巨型太阳能跟踪器在其依循太阳时需要功率来驱动太阳能阵列。如将了解，负载越大，需要驱动太阳能跟踪器的功率量就越大。此些系统的额外设计约束是适应太阳能阵列的重量及有时相当大的风载荷所需的刚度。此外，由风载荷引起的扭转激励将显著力施加在用于支撑的结构及用于铰接太阳能跟踪器的机构上。这样，在沿着太阳能跟踪器的长度的不同位置处需要增加组件的大小及数目以减小扭转激励。本专利技术寻求解决先验跟踪器系统的缺点。
技术实现思路
本专利技术针对一种太阳能跟踪系统，其包含：太阳能阵列；支撑结构，其经配置以支撑所述太阳能阵列；基座，其经配置以可旋转地支撑所述支撑结构；及铰接系统，其经配置以相对于所述基座而铰接所述支撑结构。所述铰接系统包含：齿轮箱，其耦合到所述支撑结构；及致动器，其经配置以进行延伸及缩回。所述致动器包含第一端部分及第二相对端部分。所述致动器的所述第一端部分可旋转地耦合到所述基座，且所述第二端部分耦合到所述齿轮箱。所述致动器的延伸致使所述支撑结构在第一方向上围绕所述基座旋转，且所述致动器的缩回致使所述支撑结构在第二相反方向上围绕所述基座旋转。在各方面中，所述铰接系统可包含机械地耦合到所述齿轮箱的马达。所述马达的致动致使所述致动器进行延伸或缩回。在一些方面中，所述太阳能跟踪系统可包含多个基座，每一基座可旋转地支撑所述支撑结构的一部分。在其它方面中，所述太阳能跟踪系统可包含对应于所述多个基座中的相应基座的多个铰接系统。在一些方面中，所述太阳能跟踪系统可包含互连所述多个铰接系统的多个驱动轴，使得所述多个驱动轴的旋转致使与所述多个铰接系统中的每一铰接系统相关联的相应致动器和谐地延伸或缩回。在其它方面中，所述太阳能跟踪系统可包含机械地耦合到所述多个驱动轴的马达。所述马达的致动致使所述多个驱动轴中的每一驱动轴旋转，此继而致使所述多个铰接系统中的每一致动器和谐地延伸或缩回。在各方面中，所述多个铰接系统中的每一铰接系统可包含机械地耦合到所述多个铰接系统中的每一相应齿轮箱的马达，其中每一马达经配置以和谐地致动所述多个铰接系统中的相应致动器。在一些方面中，所述齿轮箱可包含输入轴、由所述齿轮箱的外部壳体可旋转地支撑的轭及惰轮轴。所述惰轮轴的外表面界定穿过其的横向镗孔，所述横向镗孔经配置以在其中接纳输入轴。在各方面中，所述太阳能跟踪系统可包含耦合到所述支撑结构的一对支撑衬套，其中所述支撑衬套经配置以可旋转地支撑所述齿轮箱的所述输入轴。所述对支撑衬套使得所述齿轮箱能够围绕由所述输入轴界定的轴旋转但抑制所述齿轮箱相对于所述输入轴的轴向平移。在其它方面中，所述致动器的所述第二端部分可旋转地耦合到所述轭，其中所述轭准许所述致动器在沿着由所述输入轴界定的所述轴的方向上旋转而不会导致所述齿轮箱的对应旋转。在各方面中，所述齿轮箱可包含：输入齿轮，其固定地耦合到所述输入轴；惰齿轮，其可旋转地支撑在所述惰轮轴上；及从动齿轮，其固定地耦合到所述致动器的第二部分，其中所述输入齿轮的旋转导致所述惰齿轮的对应旋转，其继而导致所述从动齿轮的旋转，从而致使所述致动器在长度上增加或减少。在一些方面中，所述致动器可包含：主体部分；螺帽，其耦合到所述主体部分；及动力螺杆，其螺纹耦合到所述螺帽，其中所述动力螺杆相对于所述螺帽的旋转致使所述动力螺杆在所述主体部分内缩回或前进。在其它方面中，所述支撑结构可在所述支撑结构的旋转几何中心处可旋转地支撑在所述基座上。在一些方面中，所述支撑结构可在所述支撑结构及所述太阳能阵列的质心处可旋转地支撑在所述基座上。根据本专利技术的另一方面，提供一种铰接太阳能跟踪系统的方法，且所述方法包含识别太阳相对于安置在支撑结构中的所述太阳能阵列的位置，所述支撑结构由多个基座可旋转地支撑，及改变与所述多个基座相关联的多个致动器的长度，其中所述太阳能阵列的旋转校正所述太阳能阵列相对于太阳的定向。在各方面中，改变所述多个致动器的所述长度可包含致使马达机械地耦合到与所述多个致动器相关联的齿轮箱以进行旋转，其中所述马达的旋转致使所述齿轮箱改变所述多个致动器的所述长度。在其它方面中，改变所述多个致动器的所述长度可包含致使马达耦合到多个驱动轴，从而致使与所述多个致动器中的相应致动器相关联的多个齿轮箱旋转，其中所述马达的旋转致使所述多个驱动轴旋转，此继而致使所述多个齿轮箱改变所述多个致动器的所述长度。在一些方面中，改变所述多个致动器的所述长度可包含致使多个马达耦合到与所述多个致动器相关联的相应多个齿轮箱以进行旋转，其中所述多个马达的旋转致使每一相应齿轮箱改变所述多个致动器中的每一相应致动器的所述长度。在其它方面中，所述方法可包含通过准许与所述齿轮箱相关联的轭在沿着由所述多个驱动轴界定的轴的方向上旋转来适应所述多个驱动轴的热膨胀。在各方面中，适应所述多个驱动轴的热膨胀可包含所述齿轮箱，所述齿轮箱包含输入轴及惰轮轴，所述惰轮轴的外表面界定经配置以接纳所述输入轴的一部分穿过其的横向镗孔，使得所述轭及惰轮轴可在沿着由所述多个驱动轴界定的所述轴的所述方向上相对于所述输入轴旋转。附图说明下文参考各图式描述本专利技术的各个方面及特征，其中：图1是根据本专利技术提供的太阳能跟踪系统的俯视透视图，所述太阳能跟踪系统经配置以铰接太阳能阵列的角度来跟踪太阳的位置；图2是图1的太阳能跟踪系统的侧视图；图3是图1的太阳能跟踪系统的仰视透视图；图4是图3中所详细指示的区域的放大视图；图4A是图4中所详细指示的区域的放大视图；图5是图1的太阳能跟踪系统的铰接系统的俯视透视图；图6是展示图5的铰接系统的致动器耦合到图1的太阳能跟踪系统的俯视透视图；图7是图6中所详细指示的区域的放大视图；图8是展示图6的致动器耦合到图1的太阳能跟踪系统的侧视图；图9是图6的致动器的透视图；图10是图6的致动器的透视图，其以虚线展示图6的致动器的齿轮箱的外部壳体；图11是图6的致动器的前视图，其以虚线展示图6的致动器的齿轮箱的外部壳体；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能跟踪器，其包括：/n多个基座；/n支撑结构，其可旋转地支撑在所述多个基座上，所述支撑结构包含至少一个纵向梁及多个横向梁对，所述多个横向梁对大体上正交于所述至少一个纵向梁而定向；/n多个齿轮箱，每一齿轮箱由所述多个横向梁对中的至少一者支撑；/n驱动轴，其平行于所述至少一个纵向梁横越所述支撑结构的长度且耦合到所述多个齿轮箱中的每一者；及/n用于每一齿轮箱的致动器，其在一端上经由所述齿轮箱机械地耦合到所述驱动轴且在第二端上耦合到所述多个基座中的一者，其中所述致动器包含动力螺杆，其在由所述驱动轴驱动时从主体延伸或缩回到主体中，从而致使所述支撑结构围绕旋转轴旋转。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180323 US 15/933,717;20180907 US 16/124,7731.一种太阳能跟踪器，其包括：
多个基座；
支撑结构，其可旋转地支撑在所述多个基座上，所述支撑结构包含至少一个纵向梁及多个横向梁对，所述多个横向梁对大体上正交于所述至少一个纵向梁而定向；
多个齿轮箱，每一齿轮箱由所述多个横向梁对中的至少一者支撑；
驱动轴，其平行于所述至少一个纵向梁横越所述支撑结构的长度且耦合到所述多个齿轮箱中的每一者；及
用于每一齿轮箱的致动器，其在一端上经由所述齿轮箱机械地耦合到所述驱动轴且在第二端上耦合到所述多个基座中的一者，其中所述致动器包含动力螺杆，其在由所述驱动轴驱动时从主体延伸或缩回到主体中，从而致使所述支撑结构围绕旋转轴旋转。


2.根据权利要求1所述的太阳能跟踪器，其进一步包括耦合到所述驱动轴的马达。


3.根据权利要求2所述的太阳能跟踪器，其中所述马达安装到所述支撑结构。


4.根据权利要求3所述的太阳能跟踪器，其中所述旋转轴从所述支撑结构的中心线偏移。


5.根据权利要求4所述的太阳能跟踪器，其中所述旋转轴是所述支撑结构的质心。


6.根据权利要求1所述的太阳能跟踪器，其进一步包括每一齿轮箱中的可操作地连接到所述驱动轴的驱动齿轮。


7.根据权利要求6所述的太阳能跟踪器，其进一步包括每一齿轮箱中的可操作地连接到所述驱动齿轮的惰齿轮。


8.根据权利要求7所述的太阳能跟踪器，其进一步包括所述惰齿轮围绕其旋转的惰轮轴。


9.根据权利要求8所述的太阳能跟踪器，其进一步包括形成于所述惰轮轴中的镗孔，输入轴横穿该镗孔。


10.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·E·克莱斯，赛缪尔·赫勒，
申请(专利权)人：耐克斯特拉克尔有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US