一种用于水上光伏漂浮体的电动收紧装置论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种用于水上光伏漂浮体的电动收紧装置，包括基座、卷扬结构、传动结构、阻动结构和驱动结构，其中卷扬结构、传动结构、阻动结构和驱动结构均设置在基座之上，驱动结构驱动传动结构转动，传动结构带动卷扬结构转动，阻动结构可对传动结构制动。该装置结构紧凑、体积小、电机功率小，制造装配简单，装置安装移动便捷；驱动结构与传动结构、制动结构和卷扬结构分离，解决了驱动结构长期置于室外湿潮湿环境，易发安全事故的难题；巧妙利用螺纹的自锁功能来实现卷扬结构的收紧或释放；通过在柱状支撑基座上对应止回棘爪设置L形缺口，当止回棘爪向下转动一定周角后其尾端与L形缺口侧壁接触，从而转动受限，实现止回自锁功能。

主设计要求

1.一种用于水上光伏漂浮体的电动收紧装置，包括基座(1)、卷扬结构(2)、传动结构(3)、阻动结构(4)和驱动结构(5)，其中卷扬结构、传动结构、阻动结构和驱动结构(5)均设置在基座之上，驱动结构驱动传动结构转动，传动结构带动卷扬结构转动，阻动结构可对传动结构制动，其特征在于：传动结构(3)包括主动轴(3-1)、设置在主动轴上的第一齿轮(3-2)、第一从动轴(3-3)、设置在第一从动轴上且被第一齿轮咬合的第二齿轮(3-4)、设置在第一从动轴上且用于第二齿轮沿第一从动轴前后位移的螺纹(3-5)，另外沿第二齿轮前进方向，第一从动轴上依次还活动串接有第一摩擦片(3-6)、棘轮(3-7)、第二摩擦片(3-8)、第三齿轮(3-9)；阻动结构(4)包括止回棘爪(4-1)和支撑结构(4-2)，其中止回棘爪设在支撑结构上，支撑结构设置在基座上，所述止回棘爪的前端与棘轮(3-7)的外部齿轮啮合连接；卷扬结构(2)包括卷筒(2-1)和固定设置在卷筒端部的第四齿轮(2-2)，该第四齿轮与所述第三齿轮啮合连接；驱动结构(5)包括驱动轴(5-1)和用于匹配插入驱动轴的驱动连接口(5-2)，其中驱动连接口固定设置在所述主动轴(3-1)的端部；所述驱动轴包括驱动杆(5-1-1)和设置在驱动杆前端且垂直于驱动杆的卡栓(5-1-2)；驱动连接口(5-2)为空心筒体状，其内壁设置有用于放置卡栓的卡槽(5-2-1)，所述卡栓以驱动轴为轴心可在卡槽内转动一定角度。

设计方案

1.一种用于水上光伏漂浮体的电动收紧装置，包括基座(1)、卷扬结构(2)、传动结构(3)、阻动结构(4)和驱动结构(5)，其中卷扬结构、传动结构、阻动结构和驱动结构(5)均设置在基座之上，驱动结构驱动传动结构转动，传动结构带动卷扬结构转动，阻动结构可对传动结构制动，其特征在于：

传动结构(3)包括主动轴(3-1)、设置在主动轴上的第一齿轮(3-2)、第一从动轴(3-3)、设置在第一从动轴上且被第一齿轮咬合的第二齿轮(3-4)、设置在第一从动轴上且用于第二齿轮沿第一从动轴前后位移的螺纹(3-5)，另外沿第二齿轮前进方向，第一从动轴上依次还活动串接有第一摩擦片(3-6)、棘轮(3-7)、第二摩擦片(3-8)、第三齿轮(3-9)；

阻动结构(4)包括止回棘爪(4-1)和支撑结构(4-2)，其中止回棘爪设在支撑结构上，支撑结构设置在基座上，所述止回棘爪的前端与棘轮(3-7)的外部齿轮啮合连接；

卷扬结构(2)包括卷筒(2-1)和固定设置在卷筒端部的第四齿轮(2-2)，该第四齿轮与所述第三齿轮啮合连接；

驱动结构(5)包括驱动轴(5-1)和用于匹配插入驱动轴的驱动连接口(5-2)，其中驱动连接口固定设置在所述主动轴(3-1)的端部；所述驱动轴包括驱动杆(5-1-1)和设置在驱动杆前端且垂直于驱动杆的卡栓(5-1-2)；驱动连接口(5-2)为空心筒体状，其内壁设置有用于放置卡栓的卡槽(5-2-1)，所述卡栓以驱动轴为轴心可在卡槽内转动一定角度。

2.如权利要求1所述的电动收紧装置，其特征在于：所述支撑结构(4-2)包括支撑基座(4-2-1)、弹簧(4-2-2)以及设置在支撑基座上用于固定弹簧的凸块(4-2-3)，其中止回棘爪设置在支撑基座上；所述弹簧前端下压所述止回棘爪，尾端固定在凸块上。

3.如权利要求1所述的电动收紧装置，其特征在于：所述支撑结构包括支撑基座(4-2-1)、固定在支撑基座上用于支撑止回棘爪的固定板(4-2-4)、弹簧弹簧(4-2-2)以及设置在支撑基座上用于固定弹簧的凸块(4-2-3)；所述弹簧前端下压所述止回棘爪，尾端固定在凸块上。

4.如权利要求2至3任意一项所述的电动收紧装置，其特征在于：支撑基座为柱状结构，其平行于主动轴且两端固定设置在基座上。

5.如权利要求4所述的电动收紧装置，其特征在于：所述的柱状支撑基座上对应止回棘爪设置有L形缺口(4-2-1-1)，止回棘爪向下转动一定周角后其尾端与L形缺口侧壁接触，转动受限。

6.如权利要求1至3任意一项所述的电动收紧装置，其特征在于：卷扬结构还包括平行于第一从动轴且两端固定设置在基座上的第二从动轴(2-3)，其中卷筒和第四齿轮均设置在所述第二从动轴上。

7.如权利要求1至3任意一项所述的电动收紧装置，其特征在于：卷筒两端的截面直径大于中间部位的截面直径。

8.如权利要求1至3任意一项所述的电动收紧装置，其特征在于：该驱动结构还包括设置在驱动连接口端部，用于防止已插入的驱动轴脱落的外盖(5-3)，该外盖上设置有与驱动轴形状相适配的插孔(5-3-1)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及水上光伏漂浮体的收紧方式，具体地说，是一种用于水上光伏漂浮体的电动收紧装置。

背景技术

水上漂浮光伏项目是在水面上铺设光伏组件，利用当地丰富的太阳能资源，使用光伏发电，清洁环保。水上漂浮光伏项目进行安装时，浮体需要使用收紧装置进行固定调节，以满足不同水位时光伏方阵的稳定。因此需要使用收紧装置通过收紧或释放绳索以达到保持光伏方阵稳定的效果。通常情况下，工人采用手动卷扬机人工收紧或放松绳子进行固定方阵，此方法不仅需要大量人工，且不易控制绳子收紧程度，从而无法按质按量完成松紧任务；此工作任务亦可采用传统卷扬机进行收紧或放松任务，但传统卷扬机较重难以移动，需要大量卷扬机，成本高，且电动机构功率较大，电动机构与装置一体，长期置于室外湿潮湿环境，易发安全事故，所以整体效率不高且成本较高。

发明内容

为弥补现有的技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种用于水上光伏漂浮体的电动收紧装置，其特点是容易收紧且自动锁紧、轻便、功率小、成本低，电动装置与收紧机构分离，防护等级高。

本实用新型的技术解决方案是：

一种用于水上光伏漂浮体的电动收紧装置，包括基座、卷扬结构、传动结构和阻动结构，其中卷扬结构、传动结构和阻动结构均设置在基座之上，传动结构带动卷扬结构转动，阻动结构可对传动结构制动；

传动结构包括主动轴、设置在主动轴上的第一齿轮、第一从动轴、设置在第一从动轴上且被第一齿轮咬合的第二齿轮、设置在第一从动轴上且用于第二齿轮沿第一从动轴前后位移的螺纹，另外沿第二齿轮前进方向第一从动轴上依次还活动串接有第一摩擦片、棘轮、第二摩擦片、第三齿轮；

阻动结构包括止回棘爪和支撑结构，其中止回棘爪设在支撑结构上，支撑结构设置在基座上，所述止回棘爪的前端与棘轮的外部齿轮啮合连接；

卷扬结构包括卷筒和固定设置在卷筒端部的第四齿轮，该第四齿轮与所述第三齿轮啮合连接；

驱动结构包括驱动轴和用于匹配插入驱动轴的驱动连接口，其中驱动连接口固定设置在所述主动轴的端部；所述驱动轴包括驱动杆和设置在驱动杆前端且垂直于驱动杆的卡栓；驱动连接口为空心筒体状，其内壁设置有用于放置卡栓的卡槽，所述卡栓以驱动轴为轴心可在卡槽内转动一定角度。

优选的，所述支撑结构包括支撑基座、弹簧以及设置在支撑基座上用于固定弹簧的凸块，其中止回棘爪设置在支撑基座上；所述弹簧前端下压所述止回棘爪，尾端固定在凸块上。

优选的，所述支撑结构包括支撑基座、固定在支撑基座上用于支撑止回棘爪的固定板、弹簧以及设置在支撑基座上用于固定弹簧的凸块；所述弹簧前端下压所述止回棘爪，尾端固定在凸块上。

优选的，支撑基座为柱状结构，其平行于主动轴且两端固定设置在基座上。

优选的，所述的柱状支撑基座上对应止回棘爪设置有L形缺口，止回棘爪向下转动一定周角后其尾端与L形缺口侧壁接触，转动受限。

优选的，卷扬结构还包括平行于第一从动轴且两端固定设置在基座上的第二从动轴，其中卷筒和第四齿轮均设置在所述第二从动轴上。

优选的，卷筒两端的截面直径大于中间部位的截面直径。

优选的，该驱动结构还包括设置在驱动连接口端部，用于防止已插入的驱动轴脱落的外盖，该外盖上设置有与驱动轴形状相适配的插孔。

本实用新型的有益效果如下：

1、收紧装置结构紧凑、体积小、质量轻，电机功率小，制造装配简单，装置安装移动便捷，使用整体效率提升；

2、驱动结构与执行结构(即传动结构、制动结构和卷扬结构)分离，解决了长期置于室外湿潮湿环境，易发安全事故的难题。

3、通过在第二从动轴上设置螺纹来实现卷扬结构的收紧或释放，设计新颖，结构简单，制造成本低。

4、通过在柱状支撑基座上对应止回棘爪设置L形缺口，当止回棘爪向下转动一定周角后其尾端与L形缺口侧壁接触，从而转动受限，实现自锁功能，设计简单，制造成本低廉。另外通过弹簧的下压作用，可以进一步帮助止回棘爪实现自锁功能。

5、驱动连接口采用空心筒体状和外盖配套驱动轴的创新设计，可轻松实现收紧装置的驱动和传动，而且还可以防止驱动轴工作时脱落。

附图说明：

图1展示了本电动收紧装置的俯视图；

图2展示了本电动收紧装置中C处结构的局部放大图；

图3展示了本电动收紧装置实施例1中A-A处的剖视图；

图4展示了本电动收紧装置实施例2中A-A处的剖视图；

图5展示了本电动收紧装置B-B处的剖视图；

图6展示了用于本电动收紧装置的驱动连接口套接外盖后的结构示意图。

图7展示了驱动连接口的正视图。

图8展示了外盖的正视图。

图9展示了驱动轴的侧视图。

图10展示了驱动轴的正视图。

图11展示了驱动轴插入到驱动连接口时的侧视图。

图12展示了驱动轴插入到驱动连接口时的正视图。

图中：1-基座；2-卷扬结构；2-1-卷筒；2-2-第四齿轮；2-3-第二从动轴；3- 传动结构；3-1-主动轴；3-2-第一齿轮；3-3-第一从动轴；3-4-第二齿轮；3-5-螺纹；3-6-第一摩擦片；3-7-棘轮；3-8-第二摩擦片；3-9-第三齿轮；4-阻动结构； 4-1-止回棘爪；4-2-支撑结构；4-2-1-支撑基座；4-2-1-1-L形缺口；4-2-2-弹簧； 4-2-3-凸块；4-2-4-固定板；5-驱动结构；5-1-驱动轴；5-1-1-驱动杆；5-1-2-卡栓； 5-2-驱动连接口；5-2-1-卡槽；5-3-外盖；5-3-1-插孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细说明。

具体实施例1：

参考图1、图2、图3、图5至图12，展示了一种用于水上光伏漂浮体的电动收紧装置，包括基座1、卷扬结构2、传动结构3和阻动结构4，其中卷扬结构、传动结构和阻动结构均设置在基座之上，传动结构带动卷扬结构转动，阻动结构可对传动结构制动；

传动结构3包括主动轴3-1、设置在主动轴上的第一齿轮3-2、第一从动轴 3-3、设置在第一从动轴上且被第一齿轮咬合的第二齿轮3-4、设置在第一从动轴上且用于第二齿轮沿第一从动轴前后位移的螺纹3-5，另外沿第二齿轮前进方向，第一从动轴上依次还活动串接有第一摩擦片3-6、棘轮3-7、第二摩擦片3-8、第三齿轮3-9；

阻动结构4包括止回棘爪4-1和支撑结构4-2，其中止回棘爪设在支撑结构上，支撑结构设置在基座上，所述止回棘爪的前端与棘轮3-7的外部齿轮啮合连接；所述支撑结构4-2包括支撑基座4-2-1、弹簧4-2-2以及设置在支撑基座上用于固定弹簧的凸块4-2-3，其中止回棘爪设置在支撑基座上；所述弹簧前端下压所述止回棘爪，尾端固定在凸块上；支撑基座为柱状结构，其平行于主动轴且两端固定设置在基座上；所述的柱状支撑基座上对应止回棘爪设置有L形缺口 4-2-1-1，止回棘爪向下转动一定周角后其尾端与L形缺口侧壁接触，转动受限。

卷扬结构2包括卷筒2-1和固定设置在卷筒端部的第四齿轮2-2，该第四齿轮与所述第三齿轮啮合连接；

驱动结构5包括驱动轴5-1和用于匹配插入驱动轴的驱动连接口5-2，其中驱动连接口固定设置在所述主动轴3-1的端部；所述驱动轴包括驱动杆5-1-1 和设置在驱动杆前端且垂直于驱动杆的卡栓5-1-2；驱动连接口5-2为空心筒体状，其内壁设置有用于放置卡栓的卡槽5-2-1，所述卡栓以驱动轴为轴心可在卡槽内转动一定角度。

具体实施例2：

参考图1、图2、图4、图5至图12，展示了一种用于水上光伏漂浮体的电动收紧装置，包括基座1、卷扬结构2、传动结构3和阻动结构4，其中卷扬结构、传动结构和阻动结构均设置在基座之上，传动结构带动卷扬结构转动，阻动结构可对传动结构制动；

阻动结构4包括止回棘爪4-1和支撑结构4-2，其中止回棘爪设在支撑结构上，支撑结构设置在基座上，所述止回棘爪的前端与棘轮3-7的外部齿轮啮合连接；所述支撑结构包括支撑基座4-2-1、固定在支撑基座上用于支撑止回棘爪的固定板4-2-4、弹簧弹簧4-2-2以及设置在支撑基座上用于固定弹簧的凸块4-2-3；所述弹簧前端下压所述止回棘爪，尾端固定在凸块上；支撑基座为柱状结构，其平行于主动轴且两端固定设置在基座上；所述的柱状支撑基座上对应止回棘爪设置有L形缺口4-2-1-1，止回棘爪向下转动一定周角后其尾端与L形缺口侧壁接触，转动受限。

卷扬结构2包括卷筒2-1和固定设置在卷筒端部的第四齿轮2-2，该第四齿轮与所述第三齿轮啮合连接；

进一步的，上述两种具体实施例中，卷扬结构还包括平行于第一从动轴且两端固定设置在基座上的第二从动轴2-3，其中卷筒和第四齿轮均设置在所述第二从动轴上。

进一步的，上述两种具体实施例中，为了更好的让线缆更稳定的缠绕在卷筒上，卷筒两端的截面直径大于中间部位的截面直径。

进一步的，为了防止电动收紧装置在工作时驱动轴从驱动连接口中脱落，在驱动连接口端部还套接了外盖5-3，该外盖上设置有与驱动轴形状相适配的插孔 5-3-1。

工作原理

1、收紧阶段

首先固定基座1在适当位置，将驱动轴5-1依次插入外盖5-3、驱动连接口5-2中，旋转驱动轴5-1一定角度，使得卡栓5-1-2与外盖上的插孔5-3-1错位，以便防止驱动轴从驱动连接口处脱落。

通过外力顺时针转动驱动轴5-1带动主动轴3-1和第一齿轮3-2顺时针转动；第一齿轮3-2轮齿咬合第二齿轮3-4；第二齿轮3-4逆时针转动并沿着螺纹3-5 向第一摩擦片3-6方向移动，随后第二齿轮3-4依次将第一摩擦片3-6、棘轮3-7、第二摩擦片3-8、第三齿轮3-9压紧，在第二齿轮3-4的带动下，五个部件同轴转动；第三齿轮3-9咬合第四齿轮2-2，第三齿轮3-9逆时针转动带动第四齿轮2-2顺时针转动；由于第四齿轮2-2与卷筒2-1为一体装置，因此卷筒12-1顺时针转动，完成收紧；由于止回棘爪4-1此时不受柱状支撑基座上L形缺口4-2-1-1的限制，止回棘爪4-1可从棘轮3-7外部齿轮上滑过。

2、停止驱动阶段：

停止驱动驱动轴5-1，卷筒在线缆的作用下，卷筒2-1逆时针转动，第四齿轮2-2也逆时针转动，然后带动第三齿轮3-9顺时针转动；根据螺纹的自锁原理，此时第一摩擦片3-6、棘轮3-7、第二摩擦片3-8、第三齿轮3-9仍紧密连接，因此第三齿轮3-9顺时针转动，带动棘轮3-7顺时针转动；由于止回棘爪4-1 在向下转动过程中其尾部受柱状支撑基座上L形缺口4-2-1-1侧壁的限制，在止回棘爪4-1的作用下，棘轮3-7顺时针转动受阻，从而阻止卷筒2-1逆时针转动，实现本电动收紧线装置自锁。

3、释放阶段

释放时，反向旋转驱动轴5-1一定角度，使得卡栓5-1-2与外盖上的插孔 5-3-1错位，以便防止驱动轴从驱动连接口处脱落；驱动轴5-1带动主动轴3-1 和第一齿轮3-2逆时针转动，第一齿轮3-2轮齿咬合第二齿轮3-4，在第一齿轮 3-2带动下第二齿轮3-4顺时针转动并沿着螺纹3-5向第一摩擦片3-6的反方向移动，随后第二齿轮3-4依次将第一摩擦片3-6、棘轮3-7、第二摩擦片3-8、第三齿轮3-9之间出现空隙，自锁功能失效，完成释放。

另外，如果需要加速释放，可将第二齿轮3-4与第一从动轴3-3通过螺钉等零件固定起来，反向驱动时，第二齿轮3-4与第一从动轴3-3同轴转动，带动第三齿轮3-9顺时针转动，从而使得第四齿轮2-2和卷筒2-1逆时针转动，从而加速释放。

设计图

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主设计要求

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设计说明书

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