專利名稱：定日鏡裝置及相應(yīng)的定日鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及太陽光反射和光分布控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域， 具體是指一種定日鏡裝置及相應(yīng)的定日鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自1950年原蘇聯(lián)設(shè)計(jì)建造了世界第1座塔式太陽能熱發(fā)電小型試驗(yàn)裝置和1976 年法國在比利牛斯山建成第1座電功率達(dá)IOOkW的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)之后，20世紀(jì) 80年代以來，美國、意大利、法國、西班牙、日本、澳大利亞、德國、以色列等國相繼建立各種 不同類型的實(shí)驗(yàn)示范裝置和商業(yè)化運(yùn)行裝置，促進(jìn)了太陽能熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化進(jìn) 程。世界現(xiàn)有的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要有槽式線聚焦系統(tǒng)、塔式系統(tǒng)和碟式系統(tǒng)3大基本 類型。定日鏡是塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)化最初階段非常重要的設(shè)備。在塔式系 統(tǒng)中通常采用成千上萬個(gè)定日鏡，通過各自獨(dú)立控制系統(tǒng)連續(xù)跟蹤太陽輻射能，并把能量 聚焦到塔頂?shù)奈鼰崞魃希^而以熱能的形式加以利用。因此，定日鏡的設(shè)計(jì)是塔式太陽能熱 發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，是降低發(fā)電成本，實(shí)現(xiàn)太陽能熱發(fā)電商業(yè)化的基礎(chǔ)。常用的單立柱式定日鏡通常由支架、傳動系統(tǒng)、反光鏡及控制系統(tǒng)四部分組成。支 架是整個(gè)定日鏡的支撐部分，將各個(gè)部件穩(wěn)定的連接在一起。反光鏡固定在支架上，通過傳 動系統(tǒng)的隨時(shí)調(diào)整，將太陽入射光反射到吸熱塔的吸熱器上，現(xiàn)在絕大部分廠家都采用超 白玻璃鍍銀鏡?？刂葡到y(tǒng)采用方位、俯仰雙軸驅(qū)動的方式控制定日鏡來自動跟蹤太陽。當(dāng)前，太陽能塔式熱發(fā)電的定日鏡追日裝置已有不同的結(jié)構(gòu)形式，如中國專利申 請200510039114. 8公開了一種定日鏡裝置，該裝置包括平面鏡組、方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)、高度 角調(diào)整機(jī)構(gòu)、定位傳感器以及控制電路，其中橫軸和立軸的軸線位于同一平面且垂直相交， 平面鏡組的集合中心位于兩軸線的交點(diǎn)，定位傳感器的中心線與兩軸線交點(diǎn)和投射目標(biāo)中 心點(diǎn)之間的連線重合。這種定日鏡裝置存在體積偏大，適合桁架式定日鏡托架裝置，而且存 在旋轉(zhuǎn)控制精度不高等缺點(diǎn)，不適合應(yīng)用于小型定日鏡的追日運(yùn)動。中國專利申請200810007862. 1公開了定日鏡裝置，其裝置采用方位加仰角跟蹤 方式或自旋加仰角跟蹤方式；包括平面鏡、尺寸小到可以一次成型的框架、調(diào)整機(jī)構(gòu)、安裝 在中心塔與定日鏡裝置之間的定位導(dǎo)向管、定位傳感器以及控制系統(tǒng)。這種裝置由于采用 一次成型的小框架，所以定日鏡的尺寸受到限制。采用仰角跟蹤方式或自旋加仰角跟蹤方 式使得定日鏡調(diào)節(jié)角度不能太大，靈活度不高，且定日鏡活動范圍受到限制，不利定日鏡的 清洗維護(hù)。中國專利申請201010150049. 7公開了一種太陽能定日鏡傳動裝置，該裝置包括 傳動箱體、傳動箱底座，傳動箱體同軸安裝在傳動箱底座上，傳動箱體通過箱體聯(lián)接軸和推 力軸承安裝在傳動箱體底座上，傳動箱底座上安裝有方位傳動體系，在傳動箱體上有俯仰 傳動體系。該裝置豎直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動均采用俯仰錐蝸桿和俯仰錐蝸輪嚙合傳 動，要實(shí)現(xiàn)高精度的傳動，裝置的加工制造的精度要很高，難于加工制造。
綜上所述，現(xiàn)有定日鏡大部分為單面鏡架，即一個(gè)鏡架帶動一面鏡子，這樣往往帶 來較大的風(fēng)抗問題。為了達(dá)到比較高的效率，單面鏡子以及鏡架和驅(qū)動機(jī)構(gòu)往往較大，大尺 寸的鏡子將產(chǎn)生較大的鏡面變形誤差，龐大的驅(qū)動機(jī)構(gòu)也使得造價(jià)居高不下?，F(xiàn)有定日鏡 的方位角+俯仰角/高度角的轉(zhuǎn)動方式有較大的機(jī)械硬限位，不利于保護(hù)鏡子，也會在實(shí)際 運(yùn)行中產(chǎn)生一定的失控時(shí)段。且每平方米鏡子需要的控制、傳動單元會較多，可靠性較低， 校正與維護(hù)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確跟蹤太陽 的方位變化、將太陽光反射到日標(biāo)物上、有效改善風(fēng)抗問題、結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、可靠性較高、維 護(hù)和校正快捷方便、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛的定日鏡裝置及相應(yīng)的定日鏡 系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的定日鏡裝置及相應(yīng)的定日鏡系統(tǒng)具有如下構(gòu)成該定日鏡裝置，其主要特點(diǎn)是，所述的定日鏡裝置包括一鏡框、數(shù)個(gè)子鏡、第一傳 動機(jī)構(gòu)和第二傳動機(jī)構(gòu)，所述的鏡框具有滾轉(zhuǎn)軸，且該鏡框通過所述的滾轉(zhuǎn)軸活動設(shè)置于 鏡框支架上，所述的第一傳動機(jī)構(gòu)與所述的滾轉(zhuǎn)軸傳動連接并控制所述的鏡框繞該滾轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)；所述的各個(gè)子鏡均具有俯仰軸，所述的各個(gè)俯仰軸相互平行，且所述的各個(gè)子鏡通過 對應(yīng)的俯仰軸活動設(shè)置于鏡框中，所述的第二傳動機(jī)構(gòu)與各個(gè)俯仰軸傳動連接并控制各個(gè) 子鏡繞對應(yīng)的俯仰軸相對于所述的鏡框同步旋轉(zhuǎn)，所述的滾轉(zhuǎn)軸與各個(gè)俯仰軸均非平行。該定日鏡裝置中的滾轉(zhuǎn)軸與各個(gè)俯仰軸可以處于同一個(gè)平面內(nèi)，且該滾轉(zhuǎn)軸與各 個(gè)俯仰軸相互垂直或者相互成一定的角度；或者所述的滾轉(zhuǎn)軸與各個(gè)俯仰軸也可以未處于 同一個(gè)平面內(nèi)，且該滾轉(zhuǎn)軸平行于由各個(gè)俯仰軸所構(gòu)成的虛平面，該滾轉(zhuǎn)軸在該虛平面上 的投影均垂直于各個(gè)俯仰軸，或者與各個(gè)俯仰軸成一定的角度。該定日鏡裝置中的滾轉(zhuǎn)軸呈水平方向。該定日鏡裝置中的各個(gè)子鏡相互間隔分離設(shè)置。該定日鏡裝置中的第二傳動機(jī)構(gòu)可以包括設(shè)置于所述的各個(gè)俯仰軸上的從動曲 柄、減速驅(qū)動設(shè)備、驅(qū)動曲柄和連桿，所述的驅(qū)動曲柄通過所述的連桿與各個(gè)從動曲柄相軸 接，所述的減速驅(qū)動設(shè)備與所述的驅(qū)動曲柄的驅(qū)動端相連接，且驅(qū)動所述的驅(qū)動曲柄與各 個(gè)從動曲柄同步擺動。該定日鏡裝置中的從動曲柄設(shè)置于所述的俯仰軸的端部或者中部。該定日鏡裝置中的減速驅(qū)動設(shè)備包括電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和同步帶輪，所述的電機(jī)依 次通過減速機(jī)構(gòu)、同步帶輪與所述的驅(qū)動曲柄的驅(qū)動端相傳動連接。該定日鏡裝置中的從動曲柄通過角度調(diào)整套與對應(yīng)的俯仰軸相固定連接。該定日鏡裝置中的第二傳動機(jī)構(gòu)也可以包括設(shè)置于所述的各個(gè)俯仰軸上的同步 帶輪、減速驅(qū)動設(shè)備和同步傳動帶，所述的減速驅(qū)動設(shè)備通過所述的同步傳動帶與各個(gè)同 步帶輪相傳動連接，且驅(qū)動所述的各個(gè)同步帶輪同步轉(zhuǎn)動。該定日鏡裝置中的同步帶輪設(shè)置于所述的俯仰軸的端部。該定日鏡裝置中的減速驅(qū)動設(shè)備包括電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和同步驅(qū)動輪，所述的電機(jī) 通過減速機(jī)構(gòu)與所述的同步驅(qū)動輪相傳動連接，所述的同步驅(qū)動輪可以通過所述的同步傳動帶與各個(gè)同步帶輪相傳動連接。該定日鏡裝置中的同步傳動帶可以為一單面同步帶，所述的單面同步帶的傳動側(cè) 面?zhèn)鲃舆B接所述的同步驅(qū)動輪和各個(gè)同步帶輪。該定日鏡裝置中的同步傳動帶也可以為一雙面同步帶，所述的雙面同步帶上下交 替繞過所述的同步驅(qū)動輪和各個(gè)同步帶輪，且該雙面同步帶的兩傳動側(cè)面交替?zhèn)鲃舆B接所 述的同步驅(qū)動輪和各個(gè)同步帶輪。該定日鏡裝置中的同步傳動帶還可以包括第一同步帶和數(shù)個(gè)第二同步帶，所述的 第一同步帶傳動連接所述的同步驅(qū)動輪和至少一同步帶輪，所述的各個(gè)第二同步帶均傳動 連接相鄰的兩個(gè)同步帶輪。該定日鏡裝置中的第一傳動機(jī)構(gòu)可以包括固定設(shè)置于所述的鏡框支架上的法蘭 軸承結(jié)構(gòu)和減速驅(qū)動設(shè)備，所述的減速驅(qū)動設(shè)備通過所述的法蘭軸承結(jié)構(gòu)與所述的滾轉(zhuǎn)軸 相驅(qū)動連接，且驅(qū)動所述的滾轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。該定日鏡裝置中的法蘭軸承結(jié)構(gòu)包括支撐板和法蘭，所述的法蘭通過所述的支撐 板固定設(shè)置于所述的鏡框支架上，所述的滾轉(zhuǎn)軸與所述的法蘭相軸接。該定日鏡裝置中的減速驅(qū)動設(shè)備包括電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和傳動輪，所述的電機(jī)依次 通過所述的減速機(jī)構(gòu)和傳動輪與所述的法蘭軸承結(jié)構(gòu)相傳動連接。該定日鏡裝置中的傳動輪為同步帶輪或者鋼絲輪。該定日鏡裝置中的第一傳動機(jī)構(gòu)也可以包括固定設(shè)置于所述的鏡框支架上的鉸 接結(jié)構(gòu)和伸縮驅(qū)動設(shè)備，所述的滾轉(zhuǎn)軸與所述的鉸接結(jié)構(gòu)相鉸接，所述的伸縮驅(qū)動設(shè)備連 接設(shè)置于所述的鏡框與鏡框支架之間，且驅(qū)動所述的鏡框繞所述的滾轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。該定日鏡裝置中的伸縮驅(qū)動設(shè)備為液壓伸縮缸或者滾珠絲桿伸縮機(jī)構(gòu)。該定日鏡裝置中的鏡框中所有的子鏡所在平面可以相互平行；或者也可以鏡框沿 所述的滾轉(zhuǎn)軸的延伸方向劃分為數(shù)個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域中的子鏡所在平面相互平行，不同區(qū) 域的子鏡所在平面之間存在角度差，且該定日鏡裝置的所有子鏡組成的鏡面整體呈現(xiàn)凹面 形。一種采用上述裝置的定日鏡系統(tǒng)，包括設(shè)置于鏡場中的反射目標(biāo)物體和圍繞該吸 熱塔所設(shè)置的多個(gè)定日鏡裝置，其主要特點(diǎn)是，所述的每個(gè)定日鏡裝置中的鏡框的滾轉(zhuǎn)軸 的延伸方向均與所述的反射目標(biāo)物體和相應(yīng)的定日鏡裝置的中心所確定的平面相垂直，或 者所述的每個(gè)定日鏡裝置中的各個(gè)子鏡的俯仰軸的延伸方向均與所述的反射目標(biāo)物體和 相應(yīng)的定日鏡裝置的中心所確定的平面相平行。該定日鏡系統(tǒng)中的反射目標(biāo)物體可以為吸熱塔、二次反射系統(tǒng)、或者其他形式的 定日鏡反射目標(biāo)物。采用了該發(fā)明的定日鏡裝置及相應(yīng)的定日鏡系統(tǒng)，由于其中將多片子鏡集成到較 大的鏡框中，子鏡間采用類似于百葉窗的安裝方式，且子鏡寬度較小，從而有效地改善了風(fēng) 抗問題，并可以實(shí)現(xiàn)一組定日鏡框架統(tǒng)一使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)，這樣既減少了驅(qū)動機(jī)構(gòu)數(shù)量，又通 過精確測量與設(shè)計(jì)省去了大量的機(jī)械硬限位，可以實(shí)現(xiàn)定日鏡的全天候連續(xù)工作，同時(shí)提 高了可靠性，維護(hù)和校正更簡單；通過同步帶的傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多片子鏡的精確同步轉(zhuǎn)動； 通過剛性較好的子鏡軸及其平行排布，改善了大尺寸子鏡的轉(zhuǎn)軸變形問題；不僅如此，本發(fā) 明還通過條狀子鏡平行排布的方式以及滾轉(zhuǎn)軸與吸熱塔的特殊位置關(guān)系，有效地解決了子鏡間的陰影/遮擋光學(xué)效率的問題，顯著降低了單位面積的定日鏡制造與維護(hù)成本，并有 效提高定日鏡的光學(xué)效率，簡化現(xiàn)有定日鏡復(fù)雜的校正方案，適用范圍較為廣泛，為新能源 的進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明的定日鏡裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2a、2b為本發(fā)明的定日鏡裝置的第二傳動機(jī)構(gòu)的第一種實(shí)施方式的局部結(jié)構(gòu) 示意圖。圖3a、3b、3c為本發(fā)明的定日鏡裝置的第二傳動機(jī)構(gòu)的第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示 意圖。圖4為本發(fā)明的定日鏡裝置的第一傳動機(jī)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的定日鏡裝置中各個(gè)子鏡的分區(qū)域角度差設(shè)置示意圖。圖6為本發(fā)明的定日鏡系統(tǒng)中吸熱塔與定日鏡裝置的位置關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。首先介紹一下本發(fā)明中所涉及的專業(yè)術(shù)語解釋 定日鏡太陽能熱發(fā)電中使用的反射太陽光的設(shè)備 子鏡一個(gè)定日鏡單元中的一片小鏡子 滾轉(zhuǎn)角整個(gè)定日鏡單元鏡框轉(zhuǎn)動的角度 滾轉(zhuǎn)軸整個(gè)定日鏡單元鏡框的旋轉(zhuǎn)軸 支架定日鏡單元鏡框滾轉(zhuǎn)軸兩端到地面間的支撐結(jié)構(gòu) 俯仰角子鏡相對于定日鏡鏡框轉(zhuǎn)動的角度 俯仰軸每個(gè)子鏡的旋轉(zhuǎn)軸 角度差子鏡間預(yù)設(shè)的固定的俯仰角度差值本發(fā)明所主要針對解決的技術(shù)問題主要有以下幾點(diǎn)①滾轉(zhuǎn)角/俯仰角轉(zhuǎn)動方式的定日鏡光學(xué)效率問題；②大尺寸定日鏡的風(fēng)抗問題；③定日鏡精確安裝與校正問題；④多片子鏡的精確同步轉(zhuǎn)動問題；⑤大尺寸子鏡的轉(zhuǎn)軸變形問題。請參閱圖1所示，該定日鏡裝置，其中包括一鏡框1、數(shù)個(gè)子鏡2、第一傳動機(jī)構(gòu)和 第二傳動機(jī)構(gòu)，所述的鏡框1具有滾轉(zhuǎn)軸11，且該鏡框1通過所述的滾轉(zhuǎn)軸11活動設(shè)置于 鏡框支架3上，所述的第一傳動機(jī)構(gòu)與所述的滾轉(zhuǎn)軸11傳動連接并控制所述的鏡框1繞該 滾轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)；所述的各個(gè)子鏡2均具有俯仰軸21，所述的各個(gè)俯仰軸21相互平行，且所 述的各個(gè)子鏡2通過對應(yīng)的俯仰軸21活動設(shè)置于鏡框1中，所述的第二傳動機(jī)構(gòu)與各個(gè)俯 仰軸21傳動連接并控制各個(gè)子鏡2繞對應(yīng)的俯仰軸21相對于所述的鏡框1同步旋轉(zhuǎn)，所 述的滾轉(zhuǎn)軸11與各個(gè)俯仰軸21均非平行。其中，所述的滾轉(zhuǎn)軸11與各個(gè)俯仰軸21可以處于同一個(gè)平面內(nèi)，且該滾轉(zhuǎn)軸11與各個(gè)俯仰軸21相互垂直或者相互成一定的角度；或者所述的滾轉(zhuǎn)軸11與各個(gè)俯仰軸21 也可以未處于同一個(gè)平面內(nèi)，且該滾轉(zhuǎn)軸11平行于由各個(gè)俯仰軸21所構(gòu)成的虛平面，該滾 轉(zhuǎn)軸11在該虛平面上的投影均垂直于各個(gè)俯仰軸21，或者與各個(gè)俯仰軸21成一定的角度。其中，該定日鏡裝置中的滾轉(zhuǎn)軸11呈水平方向，且所述的各個(gè)子鏡2通常情況下 相互間隔分離設(shè)置，當(dāng)然在不影響子鏡2相對于俯仰軸21自由轉(zhuǎn)動的情況下，所述的各個(gè) 子鏡2可以相互重疊設(shè)置。同時(shí)，請參閱圖加和2b所示，作為本發(fā)明的第一種實(shí)施方式，該定日鏡裝置中的 第二傳動機(jī)構(gòu)可以包括設(shè)置于所述的各個(gè)俯仰軸21上的從動曲柄4、減速驅(qū)動設(shè)備5、驅(qū)動 曲柄6和連桿7，所述的驅(qū)動曲柄6通過所述的連桿7與各個(gè)從動曲柄4相軸接，所述的減 速驅(qū)動設(shè)備5與所述的驅(qū)動曲柄的6驅(qū)動端相連接，且驅(qū)動所述的驅(qū)動曲柄6與各個(gè)從動 曲柄4同步擺動。 請參閱圖加所示，該定日鏡裝置中的從動曲柄4可以設(shè)置于所述的俯仰軸21的 端部，再請參閱圖2b所示，該定日鏡裝置中的從動曲柄4也可以設(shè)置于所述的俯仰軸21的 中部，其中，該定日鏡裝置中的從動曲柄4通過角度調(diào)整套41與對應(yīng)的俯仰軸21相固定連 接。同時(shí)，該定日鏡裝置中的減速驅(qū)動設(shè)備5包括電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和同步帶輪，所述的 電機(jī)依次通過減速機(jī)構(gòu)、同步帶輪與所述的驅(qū)動曲柄6的驅(qū)動端相傳動連接。在實(shí)際使用當(dāng)中，作為本發(fā)明所采用的曲柄傳動方案，在鏡軸一端(或中央)安裝 一曲柄為從動曲柄，在減速機(jī)輸出軸端安裝同步帶輪，通過同步帶傳動到軸上，此軸的曲柄 即為驅(qū)動曲柄，通過一個(gè)連桿連接所有從動曲柄和驅(qū)動曲柄。通過曲柄傳動達(dá)到同時(shí)同步 控制所有子鏡運(yùn)動的目的。該傳動結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于可以做到子鏡高度角方向360°的轉(zhuǎn)動，且安裝較為方便， 同時(shí)對加工精度要求非常高。同時(shí)，為了解決調(diào)整問題，可以在軸端安裝一調(diào)整套，調(diào)整曲軸和鏡面之間的角 度。同時(shí)大大降低了加工難度。再請參閱圖3a、!3b和3c所示，作為本發(fā)明的第二種實(shí)施方式，該定日鏡裝置中的 第二傳動機(jī)構(gòu)也可以包括設(shè)置于所述的各個(gè)俯仰軸21上的同步帶輪22、減速驅(qū)動設(shè)備和 同步傳動帶23，所述的減速驅(qū)動設(shè)備通過所述的同步傳動帶23與各個(gè)同步帶輪22相傳動 連接，且驅(qū)動所述的各個(gè)同步帶輪同步轉(zhuǎn)動。其中，該定日鏡裝置中的同步帶輪22可以設(shè)置于所述的俯仰軸21的端部或者中 部；所述的減速驅(qū)動設(shè)備包括電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和同步驅(qū)動輪對，所述的電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu) 與所述的同步驅(qū)動輪M相傳動連接，所述的同步驅(qū)動輪M可以通過所述的同步傳動帶23 與各個(gè)同步帶輪22相傳動連接。請參閱圖3a所示，其中，該定日鏡裝置中的同步傳動帶23可以為一單面同步帶， 所述的單面同步帶的傳動側(cè)面?zhèn)鲃舆B接所述的同步驅(qū)動輪M和各個(gè)同步帶輪22。再請參閱圖北所示，該定日鏡裝置中的同步傳動帶23也可以為一雙面同步帶，所 述的雙面同步帶上下交替繞過所述的同步驅(qū)動輪M和各個(gè)同步帶輪22，且該雙面同步帶 的兩傳動側(cè)面交替?zhèn)鲃舆B接所述的同步驅(qū)動輪M和各個(gè)同步帶輪22。再請參閱圖3c所示，該定日鏡裝置中的同步傳動帶還可以包括第一同步帶231和數(shù)個(gè)第二同步帶232，所述的第一同步帶231傳動連接所述的同步驅(qū)動輪M和至少一同步 帶輪22，所述的各個(gè)第二同步帶232均傳動連接相鄰的兩個(gè)同步帶輪22。在實(shí)際使用當(dāng)中，作為本發(fā)明的同步帶傳動方案，其中的同步帶傳動結(jié)構(gòu)在每個(gè) 子鏡軸端安裝一同步帶輪，通過同步帶連接彼此達(dá)到同步傳動的目的。同步帶安裝簡便，可 調(diào)節(jié)性好，大部分零件均可使用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)件。但在某些特殊的環(huán)境條件下，同步帶的材料 老化問題則不容忽視。由于同步帶傳動的特殊性，同步帶連接方式也較為多樣，本發(fā)明可以提供以下3 種不同的連接方案 每2個(gè)帶輪間連接一同步帶 由一條單面同步帶連接多個(gè)帶輪·由一條雙面同步帶連接多個(gè)帶輪(上下繞過各個(gè)帶輪)再請參閱圖4所示，該定日鏡裝置中的第一傳動機(jī)構(gòu)可以包括固定設(shè)置于所述的 鏡框支架3上的法蘭軸承結(jié)構(gòu)和減速驅(qū)動設(shè)備8，所述的減速驅(qū)動設(shè)備8通過所述的法蘭軸 承結(jié)構(gòu)與所述的滾轉(zhuǎn)軸11相驅(qū)動連接，且驅(qū)動所述的滾轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動。其中，該定日鏡裝置中的法蘭軸承結(jié)構(gòu)包括支撐板81和法蘭82，所述的法蘭82通 過所述的支撐板81固定設(shè)置于所述的鏡框支架3上，所述的滾轉(zhuǎn)軸11與所述的法蘭82相 軸接。同時(shí)，該定日鏡裝置中的減速驅(qū)動設(shè)備8包括電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和傳動輪，所述的電 機(jī)依次通過所述的減速機(jī)構(gòu)和傳動輪與所述的法蘭軸承結(jié)構(gòu)相傳動連接。該定日鏡裝置中的傳動輪可以為同步帶輪或者鋼絲輪。不僅如此，該定日鏡裝置中的第一傳動機(jī)構(gòu)也可以包括固定設(shè)置于所述的鏡框支 架3上的鉸接結(jié)構(gòu)和伸縮驅(qū)動設(shè)備，所述的滾轉(zhuǎn)軸11與所述的鉸接結(jié)構(gòu)相鉸接，所述的伸 縮驅(qū)動設(shè)備連接設(shè)置于所述的鏡框1與鏡框支架3之間，且驅(qū)動所述的鏡框1繞所述的滾 轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動。其中，該定日鏡裝置中的伸縮驅(qū)動設(shè)備可以為液壓伸縮缸或者滾珠絲桿伸縮機(jī) 構(gòu)。在實(shí)際使用當(dāng)中，作為本發(fā)明的軸承機(jī)械傳動方案，其在單元鏡框兩側(cè)安裝支撐 板與法蘭，法蘭中焊接一軸，通過重載立式座軸承固定在2個(gè)支架上。同時(shí)，在法蘭軸端連 接同步帶輪/鋼絲輪。通過減速機(jī)輸出直連來控制X軸轉(zhuǎn)動。作為本發(fā)明的液壓桿/滾珠絲杠傳動方案，則可以將鏡框的一邊與支架鉸接，另 一側(cè)連接液壓桿/滾珠絲杠，通過液壓桿/絲杠的伸縮來完成滾轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)動。其中，該定日鏡裝置中的鏡框1中所有的子鏡2所在平面可以相互平行；或者再請 參閱圖5所示，也可以采用以下方式即該定日鏡裝置中的鏡框1沿所述的滾轉(zhuǎn)軸11的延 伸方向劃分為數(shù)個(gè)區(qū)域，包括區(qū)域1、區(qū)域2和區(qū)域3，每個(gè)區(qū)域中的子鏡2所在平面相互平 行，不同區(qū)域的子鏡2所在平面之間存在角度差，且該定日鏡裝置的所有子鏡組成的鏡面 整體呈現(xiàn)凹面形。在實(shí)際使用當(dāng)中，本發(fā)明中的鏡框滾轉(zhuǎn)軸與吸熱塔的相對位置如上進(jìn)行設(shè)置，每 個(gè)定日鏡在鏡場中的安裝必須保證鏡框滾轉(zhuǎn)軸與鏡中心-吸熱塔平面相互垂直，且滾轉(zhuǎn)軸 水平。再請參閱圖6所示，本發(fā)明中的采用上述定日鏡裝置的定日鏡系統(tǒng)，包括設(shè)置于鏡場9中的反射目標(biāo)物體91和圍繞該反射目標(biāo)物體所設(shè)置的多個(gè)定日鏡裝置92，其中，所述的 每個(gè)定日鏡裝置92中的鏡框1的滾轉(zhuǎn)軸11的延伸方向均與所述的反射目標(biāo)物體91和相 應(yīng)的定日鏡裝置92的中心93所確定的平面94相垂直，或者所述的每個(gè)定日鏡裝置92中 的各個(gè)子鏡2的俯仰軸21的延伸方向均與所述的反射目標(biāo)物體91和相應(yīng)的定日鏡裝置92 的中心93所確定的平面94相平行。同時(shí)，該定日鏡系統(tǒng)中的反射目標(biāo)物體91可以為吸熱塔、二次反射系統(tǒng)、或者其 他形式的定日鏡反射目標(biāo)物。在實(shí)際使用當(dāng)中，本發(fā)明中的鏡框1內(nèi)的子鏡2分區(qū)域設(shè)定角差，即每個(gè)區(qū)域中的 子鏡2相互平行，不同區(qū)域的子鏡2之間設(shè)定一定的角差，使定日鏡整體呈現(xiàn)凹多面體形， 從而產(chǎn)生所需的聚光效果，減小光能在吸熱器上的溢出損失。采用了上述的定日鏡裝置及相應(yīng)的定日鏡系統(tǒng)，由于其中將多片子鏡2集成到較 大的鏡框1中，子鏡2間采用類似于百葉窗的安裝方式，且子鏡2寬度較小，從而有效地改 善了風(fēng)抗問題，并可以實(shí)現(xiàn)一組定日鏡框架統(tǒng)一使用驅(qū)動機(jī)構(gòu)，這樣既減少了驅(qū)動機(jī)構(gòu)數(shù) 量，又通過精確測量與設(shè)計(jì)省去了大量的機(jī)械硬限位，可以實(shí)現(xiàn)定日鏡的全天候連續(xù)工作， 同時(shí)提高了可靠性，維護(hù)和校正更簡單；通過同步帶的傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多片子鏡的精確同 步轉(zhuǎn)動；通過剛性較好的子鏡軸及其平行排布，改善了大尺寸子鏡的轉(zhuǎn)軸變形問題；不僅 如此，本發(fā)明還通過條狀子鏡平行排布的方式以及滾轉(zhuǎn)軸與吸熱塔的特殊位置關(guān)系，有效 地解決了子鏡間的陰影/遮擋光學(xué)效率的問題，顯著降低了單位面積的定日鏡制造與維護(hù) 成本，并有效提高定日鏡的光學(xué)效率，簡化現(xiàn)有定日鏡復(fù)雜的校正方案，適用范圍較為廣 泛，為新能源的進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的 而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種定日鏡裝置，其特征在于，所述的定日鏡裝置包括一鏡框、數(shù)個(gè)子鏡、第一傳動 機(jī)構(gòu)和第二傳動機(jī)構(gòu)，所述的鏡框具有滾轉(zhuǎn)軸，且該鏡框通過所述的滾轉(zhuǎn)軸活動設(shè)置于鏡 框支架上，所述的第一傳動機(jī)構(gòu)與所述的滾轉(zhuǎn)軸傳動連接并控制所述的鏡框繞該滾轉(zhuǎn)軸旋 轉(zhuǎn)；所述的各個(gè)子鏡均具有俯仰軸，所述的各個(gè)俯仰軸相互平行，且所述的各個(gè)子鏡通過對 應(yīng)的俯仰軸活動設(shè)置于鏡框中，所述的第二傳動機(jī)構(gòu)與各個(gè)俯仰軸傳動連接并控制各個(gè)子 鏡繞對應(yīng)的俯仰軸相對于所述的鏡框同步旋轉(zhuǎn)，所述的滾轉(zhuǎn)軸與各個(gè)俯仰軸均非平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的滾轉(zhuǎn)軸與各個(gè)俯仰軸處于 同一個(gè)平面內(nèi)，且該滾轉(zhuǎn)軸與各個(gè)俯仰軸相互垂直或者相互成一定的角度；或者所述的滾 轉(zhuǎn)軸與各個(gè)俯仰軸未處于同一個(gè)平面內(nèi)，且該滾轉(zhuǎn)軸平行于由各個(gè)俯仰軸所構(gòu)成的虛平 面，該滾轉(zhuǎn)軸在該虛平面上的投影均垂直于各個(gè)俯仰軸，或者與各個(gè)俯仰軸成一定的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的滾轉(zhuǎn)軸呈水平方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的各個(gè)子鏡相互間隔分離設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的第二傳動機(jī)構(gòu) 包括設(shè)置于所述的各個(gè)俯仰軸上的從動曲柄、減速驅(qū)動設(shè)備、驅(qū)動曲柄和連桿，所述的驅(qū)動 曲柄通過所述的連桿與各個(gè)從動曲柄相軸接，所述的減速驅(qū)動設(shè)備與所述的驅(qū)動曲柄的驅(qū) 動端相連接，且驅(qū)動所述的驅(qū)動曲柄與各個(gè)從動曲柄同步擺動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的從動曲柄設(shè)置于所述的俯 仰軸的端部或者中部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的減速驅(qū)動設(shè)備包括電機(jī)、減 速機(jī)構(gòu)和同步帶輪，所述的電機(jī)依次通過減速機(jī)構(gòu)、同步帶輪與所述的驅(qū)動曲柄的驅(qū)動端 相傳動連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的從動曲柄通過角度調(diào)整套 與對應(yīng)的俯仰軸相固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的第二傳動機(jī)構(gòu) 包括設(shè)置于所述的各個(gè)俯仰軸上的同步帶輪、減速驅(qū)動設(shè)備和同步傳動帶，所述的減速驅(qū) 動設(shè)備通過所述的同步傳動帶與各個(gè)同步帶輪相傳動連接，且驅(qū)動所述的各個(gè)同步帶輪同 步轉(zhuǎn)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的同步帶輪設(shè)置于所述的俯 仰軸的端部。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的減速驅(qū)動設(shè)備包括電機(jī)、 減速機(jī)構(gòu)和同步驅(qū)動輪，所述的電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)與所述的同步驅(qū)動輪相傳動連接，所述 的同步驅(qū)動輪通過所述的同步傳動帶與各個(gè)同步帶輪相傳動連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的同步傳動帶為一單面同 步帶，所述的單面同步帶的傳動側(cè)面?zhèn)鲃舆B接所述的同步驅(qū)動輪和各個(gè)同步帶輪。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的同步傳動帶為一雙面同 步帶，所述的雙面同步帶上下交替繞過所述的同步驅(qū)動輪和各個(gè)同步帶輪，且該雙面同步 帶的兩傳動側(cè)面交替?zhèn)鲃舆B接所述的同步驅(qū)動輪和各個(gè)同步帶輪。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的同步傳動帶包括第一同步帶和數(shù)個(gè)第二同步帶，所述的第一同步帶傳動連接所述的同步驅(qū)動輪和至少一同步帶輪， 所述的各個(gè)第二同步帶均傳動連接相鄰的兩個(gè)同步帶輪。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的第一傳動機(jī) 構(gòu)包括固定設(shè)置于所述的鏡框支架上的法蘭軸承結(jié)構(gòu)和減速驅(qū)動設(shè)備，所述的減速驅(qū)動設(shè) 備通過所述的法蘭軸承結(jié)構(gòu)與所述的滾轉(zhuǎn)軸相驅(qū)動連接，且驅(qū)動所述的滾轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的法蘭軸承結(jié)構(gòu)包括支撐 板和法蘭，所述的法蘭通過所述的支撐板固定設(shè)置于所述的鏡框支架上，所述的滾轉(zhuǎn)軸與 所述的法蘭相軸接。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的減速驅(qū)動設(shè)備包括電機(jī)、 減速機(jī)構(gòu)和傳動輪，所述的電機(jī)依次通過所述的減速機(jī)構(gòu)和傳動輪與所述的法蘭軸承結(jié)構(gòu) 相傳動連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的傳動輪為同步帶輪或者 鋼絲輪。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的第一傳動機(jī) 構(gòu)包括固定設(shè)置于所述的鏡框支架上的鉸接結(jié)構(gòu)和伸縮驅(qū)動設(shè)備，所述的滾轉(zhuǎn)軸與所述的 鉸接結(jié)構(gòu)相鉸接，所述的伸縮驅(qū)動設(shè)備連接設(shè)置于所述的鏡框與鏡框支架之間，且驅(qū)動所 述的鏡框繞所述的滾轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的伸縮驅(qū)動設(shè)備為液壓伸 縮缸或者滾珠絲桿伸縮機(jī)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的定日鏡裝置，其特征在于，所述的鏡框中所有 的子鏡所在平面相互平行；或者所述的鏡框沿所述的滾轉(zhuǎn)軸的延伸方向劃分為數(shù)個(gè)區(qū)域， 每個(gè)區(qū)域中的子鏡所在平面相互平行，不同區(qū)域的子鏡所在平面之間存在角度差，且該定 日鏡裝置的所有子鏡組成的鏡面整體呈現(xiàn)凹面形。
22.—種采用權(quán)利要求1所述的裝置的定日鏡系統(tǒng)，包括設(shè)置于鏡場中的反射目標(biāo)物 體和圍繞該反射目標(biāo)物體所設(shè)置的多個(gè)定日鏡裝置，其特征在于，所述的每個(gè)定日鏡裝置 中的鏡框的滾轉(zhuǎn)軸的延伸方向均與所述的反射目標(biāo)物體和相應(yīng)的定日鏡裝置的中心所確 定的平面相垂直，或者所述的每個(gè)定日鏡裝置中的各個(gè)子鏡的俯仰軸的延伸方向均與所述 的反射目標(biāo)物體和相應(yīng)的定日鏡裝置的中心所確定的平面相平行。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的反射目標(biāo)物體為吸熱塔、 二次反射系統(tǒng)、或者其他形式的定日鏡反射目標(biāo)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種定日鏡裝置，其中包括一鏡框、數(shù)個(gè)子鏡、第一傳動機(jī)構(gòu)和第二傳動機(jī)構(gòu)，鏡框通過滾轉(zhuǎn)軸活動設(shè)置于鏡框支架上，第一傳動機(jī)構(gòu)與滾轉(zhuǎn)軸傳動連接并控制鏡框繞滾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；各個(gè)子鏡均具有俯仰軸，各個(gè)俯仰軸相互平行，各個(gè)子鏡通過俯仰軸活動設(shè)置于鏡框中，第二傳動機(jī)構(gòu)與俯仰軸傳動連接并控制各個(gè)子鏡繞俯仰軸相對于鏡框同步旋轉(zhuǎn)，滾轉(zhuǎn)軸與俯仰軸非平行。本發(fā)明還涉及一種采用該裝置的定日鏡系統(tǒng)。采用該種結(jié)構(gòu)的定日鏡裝置及相應(yīng)的定日鏡系統(tǒng)，有效地改善了風(fēng)抗問題，可以實(shí)現(xiàn)定日鏡的全天候連續(xù)工作，同時(shí)提高了可靠性，維護(hù)和校正更簡單，有效地解決了子鏡間的陰影/遮擋光學(xué)效率的問題，提高了定日鏡的光學(xué)效率，適用范圍較為廣泛。
文檔編號G02B7/198GK102147518SQ20111005327
公開日2011年8月10日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者何秋蓉, 胡浩艷 申請人:何秋蓉, 胡浩艷