CN103345260B - 连杆式双轴太阳能跟踪机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连杆式太阳能双轴跟踪装置。它包撑圆管，太阳能电池板和水平旋转面板，支撑圆管固定在由铸铁方管构成的十字底座上，在十字底座下分别装有脚轮，使得整个机构便于移动，支撑圆管的顶端通过一个转动机构连接水平面板，太阳能电池板通过一个俯仰机构安装于水平旋转面板上，从而实现太阳电池板的转动和改变仰角。本发明结构紧凑，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能跟踪技术，具体说是一种连杆式双轴太阳能跟踪机构。
背景技术
随着人类社会的发展，能源问题已经成为各国议论的焦点，以清洁可再生能源为主的能源结构将是未来发展的必然，太阳能作为一种新型能源，具有储量无限，普遍存在，利用清洁，使用经济等优点。无疑将是未来发展的热点，但是，太阳能也存在着如低密度，间歇性，空间分布不断变换的缺点，这样就使得目前的一系列太阳能设备对太阳能的利用效率不高。
据研究，在太阳能发电***当中，同样的条件下，采用自动跟踪发电设备要比固定的发电设备提高发电量的30%。被目前大多数的太阳能电池板阵列基本上都是固定的，无法实现对阳光的跟踪，因而也就无法最大效率的利用太阳光，即使采用了跟踪阳光技术的光伏设备，机构仍有很多可以优化和改进的地方，例如，直接用直线电动推杆来推动太阳能电池板，对所用的直线电动推杆的推出行程要求较高。用回转驱动装置来实现跟踪设备的水平方向的旋转，使得整个***在竖直方向的重量全部落在回转驱动装置上，因而必须采用更大功率的电机，大大增加成本，且寿命不高。
发明内容
本发明的目的在于克服以上的不足之处，提供一种连杆式双轴太阳能跟踪机构，该机构结构简单且成本低，能够最大效率的跟踪太阳光。
为达到上述目的，本发明的构思是：
本发明的连杆式双轴太阳能跟踪机构，在对太阳能电池板的俯仰运动实现和旋转运动实现均不同于传统的双轴太阳能跟踪机构。在本发明中，直线电动推杆水平安置在旋转面板上，直线电动推杆的伸缩端铰接有一连杆，该连杆的另一端铰接有另外两根连杆。直线电动推杆的推出和缩进导致三根连杆的动作，从而实现太阳能电池板的俯仰运动。这样做的优点是：首先，大大缩短的直线电动推杆的推出行程，直线电动推杆只需推出或缩进较小的距离就能通过连杆机构实现电池板较大幅度的俯仰运动。其次，由于直线电动推杆水平安放在旋转面板上，增加了***的稳定性，并且减少了***在旋转运动时，直线电动推杆和其余零件可能存在干涉的问题。
机构水平方向的旋转运动通过如下方式来实现：***旋转面板上的重量全部由推力轴承来承担，推力轴承的上轴圈固定在旋转面板中，下轴圈固定在轴承支撑板中，轴承支撑板固定在两个支撑角铁上，支撑角铁安装在下支撑板上，负责机构水平旋转运动的直流电机通过
NMRV蜗轮蜗杆减速箱将其动力传递给竖直方向的传动轴，传动轴上端和旋转面板通过螺栓相连，下端穿过中间带孔的下支撑板，并在传动轴的下端安装有螺母用于防止整个装置在竖直方向的窜动和倾倒。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种连杆式双轴太阳能跟踪机构，包括支撑圆管，太阳能电池板和水平旋转面板，其特征在于：所述支撑圆管固定在由铸铁方管构成的十字底座上，在十字底座下分别装有脚轮，使得整个机构便于移动；支撑圆管的顶端通过一个转动机构连接所述水平面板，所述太阳能电池板通过一个俯仰机构安装于水平旋转面板上，从而实现太阳电池板的转动和改变仰角。
所述俯仰机构的结构是：一个直线电动推杆固定于水平旋转面板上，一根连杆甲的一端和太阳能电池板铰接，另一端和一根连杆乙连杆及一根连杆丙的一端铰接于一点（A），连杆乙的另一端铰接于一块固定在水平旋转面板上的角铁上，连杆丙的另一端和所述直线电动推杆铰接；当直线电动推杆的伸缩端伸出时，会带动连杆丙、连杆甲和连杆乙动作，使得太阳能电池板的仰角变大，反之，当直线电动推杆的伸缩端缩进时，会使得太阳能电池板的仰角变小。
所述转动机构的结构是：一个直流电机经过一个蜗轮蜗杆减速箱的减速，将动力传递给一根垂直传动轴，该垂直传动轴的上端通过螺栓和旋转面板相连，垂直传动轴的下端从一块固定在支撑圆管顶端的下支撑板中间的孔伸出，并在垂直传动轴的下端加工有螺纹，并装有螺母,目的在于防止整个装置在竖直方向的窜动，一个推力轴承的上轴承圈固定在水平旋转面板中，而下轴承圈固定在一块轴承支撑板中，该轴承支撑板固定在两个支撑角铁上，支撑角铁固定在下支撑板上，整个机构的重量，全部通过推力轴承最终传递给四个脚轮，垂直传动轴不受轴向力，因此直流电机可以较容易的带动整个转台的旋转。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：
本发明竖直方向的重量全部通过推力轴承并最终传递给了四个脚轮，竖直传动轴不受轴向力，保证了减速箱的寿命；本发明的直流电机驱动转动机构，直线电动推杆驱动俯仰机构，使太阳能电池板实现转动和改变仰角，跟踪阳光。本发明结构紧凑，成本低廉。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的正视图。
图3为图1的局部视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例作详细说明。
实施例一：
参见图1~图3，本连杆式双轴太阳能跟踪机构，包括支撑圆管（3），太阳能电池板（9）和水平旋转面板（7），其特征在于：所述支撑圆管（3）固定在由铸铁方管构成的十字底座（2）上，在十字底座（2）下分别装有脚轮（1），使得整个机构便于移动；支撑圆管（3）的顶端通过一个转动机构连接所述水平面板（7），所述太阳能电池板（9）通过一个俯仰机构安装于水平旋转面板（7）上，从而实现太阳电池板（9）的转动和改变仰角。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，其特别之处是：
所述俯仰机构的结构是：一个直线电动推杆（8）固定于水平旋转面板（7）上，一根连杆甲（10）的一端和太阳能电池板（9）铰接，另一端和一根连杆乙（11）连杆及一根连杆丙（13）的一端铰接于一点（A），连杆乙（11）的另一端铰接于一块固定在水平旋转面板上的角铁(12)上，连杆丙（13）的另一端和所述直线电动推杆（8）铰接；当直线电动推杆（8）的伸缩端伸出时，会带动连杆丙（13）、连杆甲（10）和连杆乙（11）动作，使得太阳能电池板(9)的仰角变大，反之，当直线电动推杆（8）的伸缩端缩进时，会使得太阳能电池板(9)的仰角变小。
所述转动机构的结构是：一个直流电机（17）经过一个蜗轮蜗杆减速箱（4）的减速，将动力传递给一根垂直传动轴（15），该垂直传动轴（15）的上端通过螺栓和旋转面板（7）相连，垂直传动轴（15）的下端从一块固定在支撑圆管（3）顶端的下支撑板（16）中间的孔伸出，并在垂直传动轴（15）的下端加工有螺纹，并装有螺母（18）,目的在于防止整个装置在竖直方向的窜动，一个推力轴承（14）的上轴承圈固定在水平旋转面板（7）中，而下轴承圈固定在一块轴承支撑板（6）中，该轴承支撑板（6）固定在两个支撑角铁（5）上，支撑角铁（5）固定在下支撑板（16）上，整个机构的重量，全部通过推力轴承（14）最终传递给四个脚轮（1），垂直传动轴（15）不受轴向力，因此直流电机（17）可以较容易的带动整个转台的旋转。
实施例三：
如图1~图3所示，一种连杆式太阳能双轴跟踪装置。包括支撑圆管（3），太阳能电池板（9），水平旋转面板（7），支撑圆管（3）固定在由铸铁方管构成的十字底座（2）上，在铸铁方管下分别装有脚轮（1），使得整个机构便于移动。直线电动推杆（8）水平固定于旋转面板（7）上，当直线电动推杆（8）的伸缩端伸出时，会带动连杆（13），连杆（10），连杆（11）的动作，使得电池板(9)的仰角变大，反之，当直线电动推杆（8）的伸缩端缩进时，会使得电池板(9)的仰角变小，从而实现太阳能电池板（9）的俯仰运动，用于高度角方向的追踪。直流电机（17）经过NMRV蜗轮蜗杆减速箱（4）的减速，将动力传递给垂直传动轴（15），垂直传动轴（15）的上端通过螺栓和旋转面板（7）相连，垂直传动轴（15）的下端从下支撑板（16）中间的孔伸出，并在垂直传动轴（15）的下端加工有螺纹，且装有螺母（18），目的在于防止整个装置在竖直方向的窜动。推力轴承（14）的上轴承圈固定在旋转面板（7）中，下轴承圈固定在轴承支撑板（6）中，轴承支撑板（6）固定在两个支撑角铁（5）上，支撑角铁（5）固定在下支撑板（16）上，整个***在竖直方向的上的重量，全部通过推力轴承（14）最终传递给四个脚轮（1），直流电机（17）的转动带动整个旋转面板（7）的转动，实现***在方位角方向对阳光的跟踪。
Claims (2)
1.一种连杆式双轴太阳能跟踪机构，包括支撑圆管（3），太阳能电池板（9）和水平旋转面板（7），其特征在于：所述支撑圆管（3）固定在由铸铁方管构成的十字底座（2）上，在十字底座（2）下分别装有脚轮（1），使得整个机构便于移动；支撑圆管（3）的顶端通过一个转动机构连接水平旋转面板（7），所述太阳能电池板（9）通过一个俯仰机构安装于水平旋转面板（7）上，从而实现太阳电池板（9）的转动和改变仰角；所述俯仰机构的结构是：一个直线电动推杆（8）固定于水平旋转面板（7）上，一根连杆甲（10）的一端和太阳能电池板（9）铰接，另一端和一根连杆乙（11）连杆及一根连杆丙（13）的一端铰接于一点（A），连杆乙（11）的另一端铰接于一块固定在水平旋转面板上的角铁(12)上，连杆丙（13）的另一端和所述直线电动推杆（8）铰接；当直线电动推杆（8）的伸缩端伸出时，会带动连杆丙（13）、连杆甲（10）和连杆乙（11）动作，使得太阳能电池板(9)的仰角变大，反之，当直线电动推杆（8）的伸缩端缩进时，会使得太阳能电池板(9)的仰角变小。
2.根据权利要求1所述的连杆式双轴太阳能跟踪机构，其特征在于：所述转动机构的结构是：一个直流电机（17）经过一个蜗轮蜗杆减速箱（4）的减速，将动力传递给一根垂直传动轴（15），该垂直传动轴（15）的上端通过螺栓和水平旋转面板（7）相连，垂直传动轴（15）的下端从一块固定在支撑圆管（3）顶端的下支撑板（16）中间的孔伸出，并在垂直传动轴（15）的下端加工有螺纹，并装有螺母（18）,目的在于防止整个装置在竖直方向的窜动，一个推力轴承（14）的上轴承圈固定在水平旋转面板（7）中，而下轴承圈固定在一块轴承支撑板（6）中，该轴承支撑板（6）固定在两个支撑角铁（5）上，支撑角铁（5）固定在下支撑板（16）上，整个机构的重量，全部通过推力轴承（14）最终传递给四个脚轮（1），垂直传动轴（15）不受轴向力，因此直流电机（17）可以较容易的带动整个转台的旋转。
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