本发明专利技术公开了一种柔性光伏支架预应力智能控制装置，包括有能量装置、卷索装置、索力监测装置、驱动装置和数据传输装置。装置内部设置有转轴、棘轮、外齿轮、压力传感器、发动机，光伏拉索的一端嵌入转轴内部并与之固定，绕制在转轴上。另一端穿出外壳作为光伏柔性支架。转轴两侧设有棘轮，避免装置逆转。压力传感器通过压力计算监测此时拉索承受的索力，当数据长期低于预设范围时，控制器判定此时光伏拉索进入预应力损失状态，控制器启动步进电机，转轴转动，逐渐收紧拉索直到索力恢复预设范围常态。该装置整体结构合理，采用光伏发电，耗能一体化，能够有效控制柔性光伏支架预应力损失，延长光伏柔性支架使用寿命。延长光伏柔性支架使用寿命。延长光伏柔性支架使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种柔性光伏支架预应力智能控制装置
[0001]本专利技术涉及结构安全领域，特别是一种柔性光伏支架预应力智能控制装置。
技术介绍
[0002]随着新能源发展战略的逐步实现，光伏发电已经是我国能源发展战略和调整电力结构的重要措施之一。但由于光伏发电工程现存在光伏传统用地的逐渐减少和传统刚性光伏支架的约束条件较多等问题，柔性光伏支架应运而生。柔性光伏支架对于场地要求低，具有广泛的应用性和灵活性，能够有效的缩短工期，降低光伏发电成本等优点，得到了较大程度的推广和行业的普遍重视。
[0003]柔性光伏支架普遍采用拉索结构，为了保证光伏结构的稳定性，会对拉索施加预应力。一旦柔性支架的预应力损失达到比较严重的程度，会使得结构有失稳风险，常常造成光伏板隐裂，影响光伏发电效率等诸多问题。柔性支架拉索预应力损失复杂原因多样，一般包括摩擦损失、锚固损失、温差损失、拉索的松弛和徐变及分批张拉引起的预应力损失。目前并没有很好的解决拉索预应力损失的方法，只能够做到尽量避免延缓预应力的损失，且不能根据光伏工况对于索拉力后续进行调节。
[0004]本专利技术针对这种情况，采用另一种思想方案解决光伏支架拉索预应力损失问题，通过设置柔性光伏支架拉索预应力智能控制装置，对于光伏支架拉索的索力进行监测，一旦索力长期处于设定范围外，装置自动收紧拉索，在拉索上施加索力直到拉索恢复安全状态。并且后续工作人员可通过无线装置对柔性光伏支架拉索预应力损失智能控制设备进行数据采集分析，构建当地环境下的柔性光伏支架振动模型，并根据实际工况对于索力预设范围进行修正，延长柔性光伏支架使用寿命周期，提高光伏发电收益。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是解决现有技术难以解决光伏柔性拉索预应力损失缺陷问题，而提出的一种柔性光伏支架预应力智能控制装置，有助于控制光伏柔性支架拉索的预应力损失，并可根据监测数据，后续不断调节预应力范围保证柔性光伏支架结构的稳定健康。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种柔性光伏支架预应力智能控制装置，包括外壳、卷索装置、索力监测装置和驱动装置；卷索装置包括转轴、拉索、棘轮齿轮、棘爪和双向棘爪；外壳两侧均开设有通孔，且外壳上开设有槽口，转轴两端穿过通孔，可旋转的连接于外壳上；拉索一端缠绕于转轴上，另一端通过槽口伸出外壳；棘轮齿轮固定连接于转轴两端，棘爪和双向棘爪对称设置于外壳的两侧内壁上，棘爪和双向棘爪卡接于棘轮齿轮的齿槽上，防止棘轮齿轮逆向旋转；索力监测装置设置于外壳内侧壁上，索力监测装置的一端与双向棘爪接触；驱动装置与转轴连接，控制转轴的转动。
[0008]作为本专利技术的进一步优选，还包括数据传输装置，数据传输装置为主控板，主控板包括数据存储单元、控制MCU、Lora无线接口、无线传输天线、连接板和可充电池；数据存储
单元、控制MCU、Lora无线接口、无线传输天线和可充电池均设置于连接板上，数据存储单元、Lora无线接口、无线传输天线分别与可充电池和控制MCU连接；且索力监测装置和驱动装置均与控制MCU连接。
[0009]作为本专利技术的进一步优选，还包括能量装置，能量装置采用光伏发电或电池直接为一种柔性光伏支架预应力智能控制装置供电。
[0010]作为本专利技术的进一步优选，还包括顺线装置，顺线装置包括两个顺线轮和两个顺线转轴；顺线转轴平行设置于外壳内，一个顺线轮套设于一个顺线转轴上，拉索穿过两个顺线轮之间。
[0011]作为本专利技术的进一步优选，外壳顶部设有光伏支撑板，光伏支撑板上设有多个第一接口。
[0012]作为本专利技术的进一步优选，外壳内部横向设有隔板，隔板上开设有与光伏支撑板对应的第二接口；隔板上设有凸块，主控板上设有对应的凹槽，主控板通过凹槽卡合于隔板的凸块上。
[0013]作为本专利技术的进一步优选，所述驱动装置包括主动齿轮、从动齿轮和步进电机；主动齿轮、从动齿轮和步进电机均设置于外壳的外侧壁上，主动齿轮和从动齿轮啮合，从动齿轮和转轴固定连接；步进电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动转轴转动。
[0014]作为本专利技术的进一步优选，所述索力监测装置为压力传感器。
[0015]作为本专利技术的进一步优选，所述外壳底部还设有底板，底板上开设有多个螺栓孔，底板通过螺栓穿过螺栓孔固接于地面。
[0016]作为本专利技术的进一步优选，还包括保护壳，保护壳套设于外壳外部，保护壳上设有与外壳对应的第一接口和槽口。
[0017]本专利技术具有如下有益效果：
[0018](1)本专利技术提出一种柔性光伏支架预应力智能控制装置在现有的柔性光伏支架结构的拉索端部安装设置，采用拉力转变为压力进行监测方法，有效避免因拉索预应力过大导致结构破坏。通过压力传感器监测数据计算出拉索索力，调控步进电机逐渐收紧拉索，实现针对拉索预应力损失的智能控制，且使用棘轮装置，在无需调整索力情况下，装置静默，避免因索力导致装置逆转，能够有效节约能源，整体结构简单，易于推广使用，且调节效果良好。
[0019](2)本装置使用的索力调控方法考虑到光伏柔性支架工况的复杂多样性，对实际工作索力与预先设置安全索力范围进行实时监控，并通过对数据进行降噪处理，计算求得压力平稳值，保证拉索的预应力数据可靠性高，装置的智能化程度高。且研究人员可通过数据采集分析，研究拉索的实际工作情况，为后续当地光伏柔性支架的改进和发展提供了强有力的数据支撑。
[0020](3)本专利技术提出的一种柔性光伏支架预应力智能控制装置所用能源皆为电能，通过光伏板和储能电池自身提供稳定供电，无需其它能源的输入，实现了真正意义上的能耗一体化，易于推广使用。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的整体架构图；
[0022]图2是本专利技术的外部结构示意图；
[0023]图3是本专利技术的内部整体结构示意图；
[0024]图4是本专利技术的保护壳结构示意图；
[0025]图5是本专利技术的外壳结构示意图；
[0026]图6是本专利技术的外壳内部结构示意图；
[0027]图7是本专利技术的底座结构示意图；
[0028]图8是本专利技术的主控板结构示意图；
[0029]图9是本专利技术的卷索结构示意图；
[0030]图10是本专利技术的驱动装置结构示意图。
[0031]其中有：1.保护壳；2.外壳；3.主控板；4.卷索装置；5.驱动装置；11.第一接口；12.光伏支撑板；13.凸块；14.螺栓孔；15.槽口；21.装置内部固定轴；22.通孔；23.固定轴；24.第二接口；25.中部壳体外侧固定轴；27.螺栓；28.底板；31.Lora无线接口；32.控制MCU；33.数据存储单元；34.无线传输天线；35.连接板；36.可充电池；41.顺线轮；42.顺线转轴；43.棘轮固定杆；44.压力传感器；45.双向棘爪；46.棘轮齿轮；47.棘轮转动杆；48.棘爪；49.转轴；410.拉索；51.步进电机；52.从动齿轮。
具体实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种柔性光伏支架预应力智能控制装置，其特征在于：包括外壳（2）、卷索装置（4）、索力监测装置和驱动装置（5）；卷索装置（4）包括转轴（49）、拉索（410）、棘轮齿轮（46）、棘爪（48）和双向棘爪（45）；外壳（2）两侧均开设有通孔（22），且外壳（2）上开设有槽口（15），转轴（49）两端穿过通孔（22），可旋转的连接于外壳（2）上；拉索（410）一端缠绕于转轴（49）上，另一端通过槽口（15）伸出外壳（2）；棘轮齿轮（46）固定连接于转轴（49）两端，棘爪（48）和双向棘爪（45）对称设置于外壳（2）的两侧内壁上，棘爪（48）和双向棘爪（45）卡接于棘轮齿轮（46）的齿槽上，防止棘轮齿轮（46）逆向旋转；索力监测装置设置于外壳（2）内侧壁上，索力监测装置的一端与双向棘爪（45）接触； 驱动装置（5）与转轴（49）连接，控制转轴（49）的转动。2.根据权利要求1所述的一种柔性光伏支架预应力智能控制装置，其特征在于：还包括数据传输装置，数据传输装置为主控板（3），主控板（3）包括数据存储单元（33）、控制MCU（32）、Lora无线接口（31）、无线传输天线（34）、连接板（35）和可充电池（36）；数据存储单元（33）、控制MCU（32）、Lora无线接口（31）、无线传输天线（34）和可充电池（36）均设置于连接板（35）上，数据存储单元（33）、Lora无线接口（31）、无线传输天线（34）分别与可充电池（36）和控制MCU（32）连接；且索力监测装置和驱动装置（5）均与控制MCU（32）连接。3.根据权利要求2所述的一种柔性光伏支架预应力智能控制装置，其特征在于：还包括能量装置，能量装置采用光伏发电或电池直接为一种柔性光伏支架预应力智能控制装置供电。4.根据权利要求1所述的一种柔性光伏支架预应力智能控制装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王莹，潮隆笑，郭建，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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