太阳能跟踪高度角传动机构

摘要

本发明公开了太阳能跟踪高度角传动机构，它由太阳能跟踪高度角传动机构包括滑块（700）、滑头（701）、弯头导轨（702）、顶头螺栓（703）、棘轮杆（（704）、棘轮（（705）、主支承座（706）、齿条推杆（711）、扇形齿轮（712）、导轨丝杆（713），顶头螺栓设置在太阳能跟踪方位角传动机构的主柱（9）上与棘轮杆对应的高度位置，棘轮设置在主支承座中并连接棘轮杆，滑块活动设置在滑头上，滑块连接弯头导轨的一端，它可节省电能消耗和降低成本；灵活地利用太阳能跟踪机的太阳能跟踪方位角的动力间歇驱动本发明；本发明还可作为其他领域机器人的传动机构，例如雷达跟踪等。

权利要求

1.太阳能跟踪高度角传动机构，它由太阳能跟踪方位角传动机构驱动，其特征在于：所述太阳能跟踪高度角传动机构包括滑块（700）、滑头（701）、弯头导轨（702）、顶头螺栓（703）、棘轮杆（704）、棘轮（705）、主支承座（706）、齿条推杆（711）、扇形齿轮（712）、导轨丝杆（713），所述顶头螺栓设置在太阳能跟踪方位角传动机构的主柱（9）上与棘轮杆对应的高度位置，棘轮设置在主支承座中并连接棘轮杆，滑块活动设置在滑头上，滑块连接弯头导轨的一端，弯头导轨的另一端与导轨丝杆的上端铰接在齿条推杆的下端对应位置，导轨丝杆与棘轮中的螺母啮合，齿条推杆的上端齿条与支架主轴（11）上的扇形齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的太阳能跟踪高度角传动机构，其特征在于：还包括弹簧平衡装置(8)，所述弹簧平衡装置一端固定在主柱上，另一端通过平衡绳索固定在主支架（16）的平衡绳轮(10)上。

3.根据权利要求1所述的太阳能跟踪高度角传动机构，其特征在于：所述齿条推杆连接有轴承架（708），轴承架中通过上销（707）连接有走轮（709），走轮压住弯头导轨。

说明书

太阳能跟踪高度角传动机构

技术领域

[0001] 本发明涉及传动机构技术领域，尤其是涉及一种用于光伏光热领域的太阳能跟踪高度角传动机构。

背景技术

[0002] 由于地球的自转，相对于某一个固定地点的太阳能光伏光热发电系统，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，如何有效的保证太阳能光伏光热组件能够时刻正对太阳，发电效率达到最佳状态是现在太阳能光伏光热发电技术领域长期需要面对的，太阳能跟踪系统是光伏和光热发电过程中，最优化太阳光利用，达到提高光电转换效率的机械及电控单元系统，保持太阳能光伏光热时正对太阳的动力装置，能够显著提高太阳能光伏组件的光电效率，但目前市场上的太阳能跟踪高度角传动机构仍存在以下问题：1、双轴太阳能跟踪机的双轴跟踪太多是分开电动驱动，用电量大成本高，电机等转动装置及各种传感器及电控等用量大；2、整个系统负载较大，使得整体钢结构和传动机械设备的各部分零件不能轻量化；3、单轴太阳能跟踪机无高度角跟踪传动装置或者依靠手动随机调节，其跟踪误差大、跟踪精度不高，发电效率（或光伏光热综合效率）低。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术中太阳能跟踪系统传动机构存在的不足，提供一种跟踪精度高、跟踪机械设备轻量化、可与方位角电动传动机构联动跟踪，减少资源消耗和降低成本的太阳能跟踪高度角传动机构。

[0004] 本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：太阳能跟踪高度角传动机构，由太阳能跟踪方位角传动机构驱动，它包括滑块、滑头、弯头导轨、顶头螺栓、棘轮杆、棘轮、主支承座、齿条推杆、扇形齿轮、导轨丝杆，所述顶头螺栓设置在太阳能跟踪方位角传动机构的主柱上与棘轮杆对应的高度位置，棘轮设置在主支承座中并连接棘轮杆，滑块活动设置在滑头上，滑块连接弯头导轨的一端，弯头导轨的另一端与导轨丝杆的上端铰接在齿条推杆的下端对应位置，导轨丝杆与棘轮中的螺母啮合，齿条推杆的上端齿条与支架主轴上的扇形齿轮啮合。

[0005] 进一步地，还包括弹簧平衡装置，所述弹簧平衡装置一端固定在主柱上，另一端通过平衡绳索固定在主支架的平衡绳轮上。

[0006] 进一步地，所述齿条推杆连接有轴承架，轴承架中通过上销连接有走轮，走轮压住弯头导轨。

[0007] 本发明的有益效果：与现有技术相比，1、在太阳能双轴跟踪中，太阳能跟踪高度角不需要专用电机及减速器等电动驱动装置，节省电能消耗和降低成本；2、灵活地利用太阳能跟踪机的太阳能跟踪方位角的动力间歇驱动本发明；3、本发明还可作为其他领域机器人的传动机构，例如雷达跟踪等。

附图说明

[0008] 图1为本发明安装后的结构示意图，

[0009] 图2为本发明的放大结构示意图，

[0010] 图3为图2的右视结构示意图。

[0011] 在图中，1、电机 2、减速机 3、蜗轮蜗杆减速器 4、联轴器 5、轴承座 6、互联轴 7、太阳能跟踪高度角传动机构 700 、滑块 701、滑头 702、弯头导轨 703、顶头螺栓 704、棘爪杆 705、棘轮 706、主支承座 707、上销 708、轴承架 709、走轮 710、杆座 711、齿条推杆 712、扇形齿轮 713、导轨丝杆 8、弹簧平衡装置 9、主柱 10、平衡绳轮 11、支架主轴 12、光热光反射支架 13、光热光反射组件 14、钢丝绳 15、光伏光热组件 16、主支架 17、副支架 
18、光伏组件 19、主柱管座。

具体实施方式

[0012] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面根据附图结合具体实施例来进一步详细描述本发明。

[0013] 如图1、2、3所示，所述太阳能跟踪高度角传动机构用于太阳能跟踪互联机器人（当然也可以用于聚光类型设备中），具体的一种太阳能跟踪互联机器人包括驱动机构、太阳能跟踪方位角传动机构、太阳能跟踪高度角传动机构7，驱动机构通过联轴器4（位于蜗轮蜗杆减速器3的蜗杆上）、互联轴6、轴承座5与若干太阳能跟踪方位角传动机构相连，所述驱动机构包括电机1（优选变频电机）、减速机2（优选多级谐波电机）；具体的一种太阳能跟踪方位角传动机构包括蜗轮蜗杆减速器3，主柱管座19、主柱9以及设置在主柱上的支架主轴11和主支架16（其上设置有光伏光热组件15）；所述主支架两端还对称设置有副支架17（其上设置有光伏组件18），副支架上对称倾斜设置有光热光反射支架12（其上设置有光热光反射组件13），其组成为V形面太阳能聚光器，光热光反射支架之间通过钢丝绳14连接，钢丝绳在光伏（光热）组件间搭接缝的上方，钢丝绳的作用是保证聚光器的精度及聚光器轻量化结构。

[0014] 其中，所述太阳能跟踪高度角传动机构包括滑块700、滑头701、弯头导轨702、顶头螺栓703、棘轮杆704、棘轮705、主支承座706、齿条推杆711、扇形齿轮712、导轨丝杆713，棘轮设置在主支承座中并连接棘轮杆，所述顶头螺栓设置在主柱上与棘轮杆对应的高度位置，滑块活动设置在滑头上（即滑块可在滑头上自由移动），滑块连接弯头导轨的一端，弯头导轨的另一端与导轨丝杆的上端铰接在齿条推杆的下端对应位置，导轨丝杆与棘轮中的螺母啮合，齿条推杆的上端齿条与支架主轴上的扇形齿轮啮合。

[0015] 为了平衡主支架等在跟踪太阳时带来的力和力矩的变化，可降低电机功率，使得整体钢结构和设备轻量化，本发明还包括弹簧平衡装置8（图中为对称设置），所述弹簧平衡装置一端固定在主柱上，另一端通过平衡绳索固定在主支架的平衡绳轮10上。

[0016] 作为优选，另外，所述齿条推杆还连接有轴承架708，轴承架中通过上销707连接有走轮709，而齿条推杆则套有杆座710，杆座通过螺栓固定在主柱上，其作用是在跟踪方位角的同时齿条推杆711上端齿条推动扇形齿轮712、支架主轴11和主支架等跟踪太阳能高度角，走轮压在弯头导轨上随主柱的转动而上下走动（下方有托轮）。

[0017] 当然，本发明需要实现还包括电气控制器、传感器（常用的传感器有光敏传感器、强风传感器、雨量传感器、和雪量传感器等)，所述控制器包括PLC等控制部件，其作用是根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时间太阳所在的高度角和方位角，将一年中每天每个时刻的太阳位置存储到PLC等中来精确控制驱动机构进行方位角跟踪、高度角跟踪调整，另其中方位角跟踪调整范围为0-180°，高度角跟踪调整范围为0-90°。

[0018] 工作原理：由PLC变频器等控制电机、减速机等驱动蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器的蜗杆上的联轴器和互联轴联接，为下一台太阳能互联机器人提供动力，而固定在蜗轮蜗杆减速器的涡轮上的主柱与顶头螺栓一起朝东西向水平旋转跟踪方位角，顶头螺栓在旋转到爪座位置时，同时推动爪座、棘爪等带动主支承座内的棘轮旋转，而棘轮中间的螺母扳动导轨丝杆以及两铰接在一起的弯头导轨（为保证两弯头导轨同步工作，其另一端各有一滑块在滑头座中水平移动），两弯头导轨往上弓起，使轴承架及走轮、上销以及齿条推杆往上运动从而转动扇形齿轮，扇形齿轮转动支架主轴、主支架、副支架、光热光反射支架等一起跟踪太阳高度角，使阳光垂直照射在光伏、光热组件的面板上，从而提高太阳能转换光电、光热的效率。