[发明专利]一种用于光伏组件的调节机构及其使用方法

权利要求书

1.一种用于光伏组件的调节机构，其特征在于，包括支撑座(1)、支撑筒(2)、支撑杆(3)、第一支撑架(4)、支撑框架(5)、水平调节机构(6)和角度调节机构(7)，所述支撑座(1)的顶部固定连接有支撑筒(2)，所述支撑筒(2)的内部及顶部安装有水平调节机构(6)，所述水平调节机构(6)的上部套接有支撑杆(3)，且所述水平调节机构(6)固定连接在支撑杆(3)的中部，一对所述第一支撑架(4)分别安装在支撑杆(3)的两端且与支撑杆(3)转动连接，所述角度调节机构(7)紧挨着其中一个第一支撑架(4)并安装在支撑杆(3)的一端，所述第一支撑架(4)之间还连接有辅助固定杆，所述支撑框架(5)的两侧中部分别固定连接有第一支撑架(4)，所述支撑框架(5)的一侧固定连接有角度调节机构(7)；

所述水平调节机构(6)包括防雨罩(8)、支撑夹杆(9)、支撑夹片(10)、水平调节齿环(11)、第一限位齿轮(12)、传动齿轮盘(13)、主动齿轮盘(14)、第一减速机构、第一步进电机(20)和传动杆(21)，一对所述支撑夹杆(9)对称安装在支撑筒(2)的顶部边缘，所述支撑杆(3)的中部向两侧突出有柱形凸起，且所述柱形凸起与支撑夹杆(9)转动连接，所述支撑杆(3)的中部下侧安装有水平调节齿环(11)，所述支撑夹杆(9)的下部内侧转动连接有第一限位齿轮(12)，所述支撑夹杆(9)的下部内侧安装有防雨罩(8)，所述防雨罩(8)位于第一限位齿轮(12)的正上方，所述支撑筒(2)的顶部内侧安装有传动齿轮盘(13)，所述传动齿轮盘(13)与支撑筒(2)转动连接，所述第一限位齿轮(12)与传动齿轮盘(13)的左半部同时对水平调节齿环(11)相夹持并分别与水平调节齿环(11)的内圈和外圈啮合连接，所述支撑夹片(10)固定连接在支撑筒(2)的内壁上并位于传动齿轮盘(13)的正下方，所述支撑夹片(10)呈圆环形且支撑夹片(10)的中心装有轴承，所述主动齿轮盘(14)的转动杆通过轴承与支撑夹片(10)转动连接，所述主动齿轮盘(14)呈圆台状且外周刻有齿纹，所述传动齿轮盘(13)的右半部与主动齿轮盘(14)的外周啮合连接；

所述第一减速机构包括从动齿轮盘(15)、第一从动齿轮柱(16)、主动齿轮柱(17)、第二从动齿轮柱(18)和第二支撑架(19)，所述主动齿轮盘(14)的转动杆底部固定连接有从动齿轮盘(15)，所述第二支撑架(19)固定连接在支撑筒(2)的底部且位于从动齿轮盘(15)的正下方，所述第二支撑架(19)的中心设置有一个通孔，所述通孔的两侧对称设置有一列圆柱，一对所述第一从动齿轮柱(16)对称安装在靠近边缘的圆柱上并与圆柱转动连接，若干对所述第二从动齿轮柱(18)对称安装在剩余圆柱上并与圆柱转动连接，并且所述第二从动齿轮柱(18)之间啮合传动，所述第一从动齿轮柱(16)分别与第二从动齿轮柱(18)和从动齿轮盘(15)啮合传动，所述主动齿轮柱(17)穿过第二支撑架(19)的圆孔并与左右两侧的第二从动齿轮柱(18)啮合传动，所述主动齿轮柱(17)套接在第一步进电机(20)的驱动轴端部上，所述第一步进电机(20)安装在支撑座(1)的内部且位于第二支撑架(19)的正下方；

所述角度调节机构(7)包括弧形调节齿环(22)、第二步进电机(23)、角度调节齿轮(24)、限位柱(25)和第二限位齿轮(26)，所述弧形调节齿环(22)的两端固定连接在支撑框架(5)的一侧中部，所述弧形调节齿环(22)的两侧面都均匀刻有放射线形齿纹，所述第二步进电机(23)的驱动轴竖直向下且驱动轴的端部固定连接有角度调节齿轮(24)，所述第二步进电机(23)的上侧固定连接在支撑杆(3)的端部下侧，所述角度调节齿轮(24)的周围与弧形调节齿环(22)的侧面啮合传动，所述限位柱(25)安装在支撑杆(3)的一端的下侧，所述限位柱(25)与第二步进电机(23)关于弧形调节齿环(22)对称，所述限位柱(25)的端部固定连接有第二限位齿轮(26)，所述角度调节齿轮(24)和第二限位齿轮(26)对弧形调节齿环(22)相夹持并啮合传动；

所述支撑框架(5)上固定套接有若干栅形定位杆(27)，所述栅形定位杆(27)均匀分布，所述栅形定位杆(27)的截面呈T形，所述栅形定位杆(27)的一侧设置有若干限位齿条，且所述栅形定位杆(27)的一侧卡接有定位架(28)，所述定位架(28)呈“工”字形，所述定位架(28)卡接栅形定位杆(27)的一侧中部安装有第二定位块(30)，所述第二定位块(30)与定位架(28)之间通过若干弹簧连接，所述第二定位块(30)紧挨栅形定位杆(27)的一侧设置有对应的限位齿条，所述定位架(28)的另一侧中部卡接有第一定位块(29)，所述第一定位块(29)与定位架(28)之间通过若干弹簧连接，所述栅形定位杆(27)在支撑框架(5)的左右两侧和上下两侧均呈对称设置，一对所述第一定位块(29)之间安装有太阳能电池板；

所述传动齿轮盘(13)的右半部和主动齿轮盘(14)均呈圆台状且都刻有相互啮合的齿轮纹，所述传动齿轮盘(13)围绕其水平中心轴旋转，所述主动齿轮盘(14)围绕其竖直中心轴旋转，所述防雨罩(8)的两侧固定连接在支撑夹杆(9)的下侧且防雨罩(8)的四角向外侧延伸并固定连接在支撑筒(2)的侧壁；

所述第二步进电机(23)的外侧罩有防尘罩(31)，所述防尘罩(31)安装在支撑杆(3)端部，所述防尘罩(31)的顶部设置有第二减速机构，所述第二减速机构和第一减速机构的结构保持一致，所述第二步进电机(23)的驱动轴通过第二减速机构和角度调节齿轮(24)相连；

所述第一支撑架(4)的两侧均设置有加强板，所述加强板位于支撑框架(5)的下侧，所述支撑框架(5)在角度调节机构(7)的一侧设置有防水罩，所述防水罩呈半球形；

所述支撑座(1)的底部边缘向外弯折呈圆环状，所述支撑座(1)的圆环上设置有若干加强螺栓，且加强螺栓呈环形阵列均匀分布在圆环上；

该用于光伏组件的调节机构的使用方法的具体步骤包括：

步骤一：将各零部件组装完成后，通过水平调节机构(6)调整支撑杆(3)的倾角，先启动第一步进电机(20)，转动主动齿轮柱(17)，进而带动相啮合的第二从动齿轮柱(18)转动，随后带动第一从动齿轮柱(16)转动，接着带动从动齿轮盘(15)转动，然后带动主动齿轮盘(14)转动，再带动传动齿轮盘(13)转动，最后带动水平调节齿环(11)转动，通过水平调节齿环(11)对支撑杆(3)进行倾角的调整，使支撑杆(3)所在的直线与入射的太阳光保持垂直；

步骤二：通过角度调节机构(7)调整支撑框架(5)的倾角，启动第二步进电机(23)，通过第二减速机构带动角度调节齿轮(24)，再通过角度调节齿轮(24)带动弧形调节齿环(22)，进而带动支撑框架(5)围绕支撑杆(3)旋转，当太阳刚刚出现时，调整支撑框架(5)使其朝向东；

步骤三：根据太阳光的入射角随时间的改变量，不断地通过弧形调节齿环(22)调整支撑框架(5)的倾角，使支撑框架(5)所在平面与太阳光保持垂直；

步骤四：当太阳不再出现时，再次启动第二步进电机(23)，将支撑框架(5)的朝向从面朝西方调整至面朝东方；

根据当地黎明时的太阳光入射角，通过水平调节机构(6)调整支撑杆(3)的倾角，再启动第一步进电机(20)，转动主动齿轮柱(17)，进而带动相啮合的第二从动齿轮柱(18)转动，随后带动第一从动齿轮柱(16)转动，接着带动从动齿轮盘(15)转动，然后带动主动齿轮盘(14)转动，再带动传动齿轮盘(13)转动，最后带动水平调节齿环(11)转动，通过水平调节齿环(11)对支撑杆(3)进行倾角的调整，使支撑杆(3)所在的直线与入射的太阳光保持垂直，然后通过角度调节机构(7)调整支撑框架(5)的倾角，使支撑框架(5)所安装的太阳能电池板能与此时的太阳光线保持垂直，启动第二步进电机(23)，通过第二减速机构带动角度调节齿轮(24)，再通过角度调节齿轮(24)带动弧形调节齿环(22)，进而带动支撑框架(5)围绕支撑杆(3)旋转，最终使支撑框架(5)面朝东方，再根据太阳光入射角的不断变化，第二步进电机(23)不断地通过弧形调节齿环(22)调整支撑框架(5)的倾角，使支撑框架(5)所在平面与太阳光保持垂直，当太阳光消失在西方时，通过第二步进电机(23)使支撑框架(5)再一次朝向东方。