專利名稱：多平面聚焦陽光收集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能的利用裝置，尤其是一種多平面聚焦陽光收集器。
技術(shù)背景目前，太陽能收集器的應(yīng)用非常廣泛，產(chǎn)品也很繁多，但通常人們使用的太陽能裝 置大多功率小功能單一，例如太陽能熱水器，只是利用太陽能來提供熱水；太陽能灶 只是利用太陽能來燒鍋煮飯而且耗時長。最近，太陽能應(yīng)用方面的工作趨向，主要是為 發(fā)展具有增大功率，容量及功能的智能型太陽能收集器，以使?jié)M足人們對無污染能源的 需求。由于太陽在黃道帶上運動，要在最優(yōu)角度接受太陽幅射才能得到最大效率的太陽 能利用。無論是光熱或光電接受太陽能裝置均是如此。在用于大規(guī)?；虼笕萘康墓怆姾?光熱利用，需要自動跟蹤并最優(yōu)角度接受太陽幅射才能高效的轉(zhuǎn)化太陽能。CN200620069981.6光伏電池電量多倍增量器，可以主動跟蹤太陽光并使光伏電池 受光強度增加的光伏電池電量多倍增量器，包括陽光反射裝置、光伏電池；陽光反射裝 置包括收集片、反射面支架；收集片由多塊反射面組成，反射焦點分布在光伏電池的受 光面上。光電池背面向陽光。還裝有陽光跟蹤器，陽光跟蹤器由傳感器、放大器和帶變 速箱的電機組成，陽光跟蹤器的電機同反射面支架、主支架連接，傳感器發(fā)出太陽偏轉(zhuǎn) 信號，放大器驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，電機帶動反射面支架旋轉(zhuǎn)。但這個方案不適用多平面聚焦 陽光收集器，這種多平面聚焦陽光收集器用途更廣泛，可以高效率的用于光熱或光電電 站。發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提出一種多平面聚焦陽光收集器，克服現(xiàn)有技術(shù)中太陽能收集 器用途單一、功率不高和使用不便的缺憾，為人們提供一種全天自動跟蹤太陽，接收太 陽能量效率高、可作多種用途的多平面聚焦陽光收集器。提出一種自動跟蹤并最優(yōu)角度 接受太陽幅射高效的轉(zhuǎn)化太陽能的裝置。本發(fā)明所述多平面聚焦陽光收集器包括各平面 單元排列的光熱或光電轉(zhuǎn)換的陽光收集片陣列。本實用新型方案不僅適用多平面聚焦陽 光收集器，這種多平面聚焦陽光收集器用途更廣泛，還可以高效率的用于光熱或光電電 站。本實用新型解決的技術(shù)方案是多平面聚焦陽光收集器，包括陽光反射裝置、定向 器、太陽自動跟蹤器、總框架構(gòu)成，陽光反射裝置包括各平面單元排列的陽光收集片陣 列；在陽光收集片背面垂直延伸固接一滑桿5;定向器包括定向軸2和太陽跟蹤臂6，定 向軸2和太陽跟蹤臂6的一端與陽光收集片上滑桿活絡(luò)固定；陽光跟蹤器包括傳感器、 水平旋轉(zhuǎn)電機、上下旋轉(zhuǎn)電機、電機齒輪箱支架、齒輪箱、驅(qū)動軸、驅(qū)動支架27,水平 旋轉(zhuǎn)電機和變速箱固定在其電機齒輪箱支架上，驅(qū)動軸上的變向齒輪通過電機輸出軸上 的齒輪相連接；齒輪箱輸出連接齒輪軸傳動輸出齒輪并連動軸銷，軸銷活絡(luò)固定驅(qū)動支
架，在驅(qū)動支架27上連接陽光收集片的跟蹤臂6;尤其是跟蹤臂6端部設(shè)有一個旋轉(zhuǎn)的 連接球10活絡(luò)固定在驅(qū)動支架27上。本實用新型的改進是設(shè)有一滑套3套在一滑桿5上，滑桿5垂直固定在陽光收集 片4的背面中心位置，定向軸2和太陽跟蹤臂6上均通過一銷軸固定一傳動桿或連桿， 傳動桿或連桿的另一端與滑套3活絡(luò)固定， 一般而言，兩傳動桿28關(guān)于滑桿5軸對稱， 活絡(luò)球的球心到軸29中心距離是太陽跟蹤臂6的運動半徑，半徑長與太陽跟蹤器的運動 半徑相等。本實用新型通過二維電機的轉(zhuǎn)動分別控制驅(qū)動支架27按照太陽的運動規(guī)律運行，最 終實現(xiàn)同時帶動驅(qū)動支架上的一列或多列的跟蹤臂運行，從而調(diào)整各個平面收集片不同 的姿態(tài)?；瑮U5包括陽光定軸2和陽光跟蹤臂6都是通過滑桿上的軸29 (也可以設(shè)有其它銷 軸)相連，滑桿垂直固定在陽光收集片4的背面中心位置，陽光跟蹤臂6始終指向太陽 或最合理的方向，并以跟蹤臂與定向軸的交點(軸29或銷軸5-l)為圓心按太陽運動規(guī) 律運行，同時帶動定向軸2旋轉(zhuǎn)，連動傳動桿28擺動，傳動桿28連動滑套3滑動，滑 套、陽光跟蹤臂同時連動滑桿和陽光收集片4，調(diào)整陽光收集片的不同姿態(tài)，陽光收集片 支承在所述定向軸2上；陽光跟蹤器包括傳感器8、水平旋轉(zhuǎn)電機23、上下旋轉(zhuǎn)電機24、 電機齒輪箱支架25、齒輪箱12、驅(qū)動軸13、驅(qū)動支架27，水平旋轉(zhuǎn)電機23和變速箱12 固定在其電機齒輪箱支架25上，驅(qū)動軸13上的變向齒輪14通過電機輸出軸22上的齒 輪相連接；齒輪箱輸出連接輸出齒輪軸18傳動輸出齒輪16并連動軸銷20,軸銷20固定 驅(qū)動支架27，在驅(qū)動支架27上連接陽光收集片的驅(qū)動桿11;驅(qū)動桿11和陽光跟蹤臂6 和定向軸2連動滑桿5。動輸出齒輪16并連動軸銷20。本實用新型陽光反射裝置包括陣列中的多塊平面收集片(反光鏡片或光電池組件)、 能夠保持收集片向各個方向自由轉(zhuǎn)動的收集片定向軸和連接該軸的主框架。跟蹤臂以定 向軸與跟蹤臂的交點(軸29)為園心跟隨太陽運轉(zhuǎn)，運動半徑與太陽跟蹤器的運動半徑 相等，并驅(qū)動滑桿調(diào)整每一塊收集片的姿態(tài)，使太陽反射光線與定向軸同向即反射到目 標上；太陽自動跟蹤器包括太陽偏轉(zhuǎn)傳感器、傳感器轉(zhuǎn)動支架、放大電路、兩個驅(qū)動電 機、共采用四個相同的變速箱、四根相同的驅(qū)動軸、驅(qū)動支架。傳感器由4個參數(shù)完全 相同的光敏電阻垂直交叉放置在一個有方形遮光住、遮光板的淺槽里，傳感器正對著太 陽。傳感器發(fā)出太陽偏轉(zhuǎn)信號，放大器驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，水平電機驅(qū)動四個驅(qū)動軸作水平 運轉(zhuǎn)并帶動軸上的輸出齒輪臂作水平運動；上下電機驅(qū)動四個驅(qū)動軸上的齒輪運轉(zhuǎn)，最 后輸出的齒輪臂作上下運動。四個完全相同的驅(qū)動軸垂直、對稱連接在電機齒輪箱的支 架上，軸上有變向、變速和帶輸出臂的齒輪，軸上的輸出臂與軸銷相聯(lián)，四個軸銷在同 一平面，控制、驅(qū)動支架按照太陽的運動規(guī)律運行，同時帶動驅(qū)動支架上的數(shù)個跟蹤臂 運行，從而調(diào)整各個平面收集片不同的姿態(tài)。本實用新型的有益效果是提出了一種自動跟蹤并最優(yōu)角度接受太陽幅射高效的轉(zhuǎn) 化太陽能的裝置。裝置總框架是固定不動的，只調(diào)整每個收集片的姿態(tài)，所以它抗風(fēng)強,
采光面積大；它是一種全自動裝置采光效率高；使用方便焦點可根據(jù)需要而定，焦點 能設(shè)置在陽光下也可以設(shè)置在陰涼處，燒完飯后自動燒水；用途廣能燒水、做飯、采 光、采暖，還能為太陽能空調(diào)提供能源，為太陽能發(fā)電廠提供能源，建造光伏發(fā)電電站 也具有極高的效率。能全天自動跟蹤太陽，接收太陽能量效率高、可作多種用途的多平 面聚焦陽光收集器。

圖1是本實用新型多平面聚焦陽光收集器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型多平面聚焦陽光收集器的定向軸2、陽光跟蹤臂6、滑桿5和陽光 收集片4的部件圖圖3是本實用新型多平面聚焦陽光收集器滑套3的正視、側(cè)視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實用新型多平面聚焦陽光收集器傳動桿28結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本實用新型多平面聚焦陽光收集器輸出齒輪16的正視示意圖。 圖6是本實用新型多平面聚焦陽光收集器傳感器8的結(jié)構(gòu)示意圖 圖7是本實用新型多平面聚焦陽光收集器陽光跟蹤器的電路圖。 1、總框架水平框，2、定向軸，3、滑套，4、陽光收集片，5、滑桿，5-1、銷軸， 6、陽光跟蹤臂，7、傳感器轉(zhuǎn)動支架，8、陽光偏轉(zhuǎn)傳感器，9、連桿，10、連接球，11 驅(qū)動桿，12、水平變速箱，13、驅(qū)動軸，14、變向齒輪，15、變速齒輪，16、輸出齒 輪，17、變速齒輪軸，18、輸出齒輪軸，19、軸銷軸，20、軸銷，21、水平電機輸出 軸，22、上下電機輸出軸，23、水平旋轉(zhuǎn)電機，24、上下旋轉(zhuǎn)電機，25、電機齒輪箱支 架，26、總框架，27、驅(qū)動支架，28、傳動桿或連桿，29、定向軸2和陽光跟蹤臂6公 用軸，30、遮光板，31、遮光柱，32、透明外殼，33、淺槽，34、光敏電阻。
具體實施方式
結(jié)合圖1詳細介紹本實用新型的結(jié)構(gòu)圖1只畫出四個齒輪箱和四個驅(qū)動軸中的兩 個，另兩個齒輪箱和驅(qū)動軸完全相同，圖中不重復(fù)。本實用新型的多平面聚焦陽光收集 器，包括陽光定向反射裝置、陽光跟蹤器；陽光定向反射裝置包括陽光收集片4、陽光收 集片支承定向軸2、連接定向的總框架l。圖2為陽光定向反射裝置中的定向軸2，陽光跟蹤臂6，滑桿5，陽光收集片4，定 向軸2與陽光跟蹤臂的共用軸29。圖3是滑套的正視和側(cè)視圖。圖4是傳動桿剖面圖，兩叉與滑套上的間隙配合，另一端分別與定向軸和跟蹤臂軸 連接?；瑮U5垂直固定在收集片4的背面中心位置，軸29穿上定向軸2和跟蹤臂6的端 孔里，滑套的中心孔穿在滑桿上。圖5是輸出齒輪16的正視結(jié)構(gòu)圖；圖6為傳感器結(jié)構(gòu)圖。傳感器支架7與總框架1軸連接，與連桿9通過軸連接，太 陽偏轉(zhuǎn)傳感器8正對太陽固定在連桿9上，連桿通過連接球10與驅(qū)動支架27上的驅(qū)動 桿lh
水平旋轉(zhuǎn)電機23和變速箱12固定在其支架25上，通過電機輸出軸21相聯(lián)，上下 旋轉(zhuǎn)電機24和變速箱固定在其支架25上，與驅(qū)動軸13上的變向齒輪14通過電機輸出 軸22上的齒輪相連接，驅(qū)動軸13與齒輪箱12軸連接，驅(qū)動軸13上有變向齒輪14、變 速齒輪15和輸出齒輪16與驅(qū)動軸13之間是軸與齒輪傳動的連接；輸出齒輪16 (輸出齒 輪16的設(shè)有齒16-1)與固定驅(qū)動支架27軸銷20通過軸19相聯(lián)；軸銷20與驅(qū)動支架 27相聯(lián)。驅(qū)動支架上固定跟蹤臂6和傳感器的驅(qū)動桿11,太陽偏轉(zhuǎn)，傳感器發(fā)出偏轉(zhuǎn)信 號，放大器驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，水平電機23帶動驅(qū)動軸13水平旋轉(zhuǎn)，上下電機24驅(qū)動輸出 齒輪16上下運動，帶動驅(qū)動架27按太陽運動規(guī)律旋轉(zhuǎn)；定向器由跟蹤臂6和跟蹤臂上 的傳動桿28，定向軸2、定向軸上的傳動桿28,滑桿5和滑桿上的滑套3組成，它們之 間都是軸的活動連接，定向軸軸固定在框架l上，自由轉(zhuǎn)動。參照CN200620069981.6并結(jié)合圖6詳細介紹陽光跟蹤器的傳感器結(jié)構(gòu)及其工作過 程；32是透明外殼，30是垂直于遮光柱的正方形遮光板，31是正方形遮光柱，它和淺槽 33垂直，33是防干擾光的淺槽,34是四個參數(shù)完全相同光敏電阻，它們垂直交叉四個方 向放置在淺槽里。當(dāng)太陽正對著光敏傳感器時，正方形遮光板30正好擋住防干擾光的淺 槽33內(nèi)的光敏電阻33上的部分陽光，且遮擋部分的陰影面積相等，左右(上下)兩光敏 電阻上的受光面積相等，阻值也相等；將二個位置對稱光敏電阻作為一組，接入跟蹤器 的放大電路，放大器沒有輸出，電機不轉(zhuǎn)。當(dāng)太陽向右(上)偏轉(zhuǎn)時，由于遮光柱、遮光板 的作用，右(上)邊的光敏電阻受光量要大于左(下)邊的光敏電阻，因此左(下)邊的光敏 電阻阻值變大，右(上)邊的阻值變小。此時放大器有輸出，電機轉(zhuǎn)動。結(jié)合圖7詳細介紹本實用新型多平面聚焦陽光收集器的自動跟蹤部分電路圖，電路 中E點接電源正極，F(xiàn)點接電源負極，Rl、 R3、 R5、 R7是固定電阻，R2、 R4、 R6、 R8 是光敏電阻并組成太陽偏轉(zhuǎn)傳感器，IC1、 IC2、 IC3、 IC4是運算集成塊LM324內(nèi)的四個 運算放大器；IC5是L293集成塊，它是電機M1、 M2的驅(qū)動電路。Rl和R2、 R3和R4 分別串聯(lián)在電源正負極兩端，A、 B點輸出變化的電壓，A點和IC3的9腳、IC4的12 腳相連接，B點和IC3的10腳、IC4的13腳相連接。IC3的8腳和IC5的10腳相相連 接，IC4的14腳和IC5的15腳相連接，IC5的11、 14腳分別連接在直流電機M2的兩 個接線柱上。這樣太陽的偏轉(zhuǎn)引起R2、 R4的阻值變化，從而控制電機的正反轉(zhuǎn)，達到 跟蹤太陽的目的，同樣道理，通過R6、 R8的阻值變化控制電機M1正反轉(zhuǎn)。兩個電機一 個控制上下調(diào)整，另一個就控制水平調(diào)整，兩個原理完全一樣。
權(quán)利要求1、多平面聚焦陽光收集器，其特征是包括陽光反射裝置、定向器、太陽自動跟蹤器、總框架構(gòu)成，陽光反射裝置包括各平面單元排列的陽光收集片陣列；在陽光收集片背面垂直延伸固接一滑桿(5)；定向器包括定向軸(2)和太陽跟蹤臂(6)，定向軸(2)和太陽跟蹤臂(6)的一端與陽光收集片上滑桿活絡(luò)固定；陽光跟蹤器包括傳感器、水平旋轉(zhuǎn)電機、上下旋轉(zhuǎn)電機、電機齒輪箱支架、齒輪箱、驅(qū)動軸、驅(qū)動支架(27)，水平旋轉(zhuǎn)電機和變速箱固定在其電機齒輪箱支架上，驅(qū)動軸上的變向齒輪通過電機輸出軸上的齒輪相連接；齒輪箱輸出連接齒輪軸傳動輸出齒輪并連動軸銷，軸銷活絡(luò)固定驅(qū)動支架，在驅(qū)動支架(27)上連接陽光收集片的跟蹤臂(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多平面聚焦陽光收集器，其特征是跟蹤臂(6)端部設(shè)有 一個旋轉(zhuǎn)的連接球IO活絡(luò)固定在驅(qū)動支架(27)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多平面聚焦陽光收集器，其特征是設(shè)有一滑套(3)套在 滑桿(5)上，定向軸(2)和太陽跟蹤臂(6)上均通過一銷軸固定一傳動桿或連桿(28)， 傳動桿或連桿的另一端與滑套(3)活絡(luò)固定、兩傳動桿(28)關(guān)于滑桿(5)軸對稱， 活絡(luò)球的球心到軸(29)中心距離是太陽跟蹤臂(6)的運動半徑，半徑長與太陽跟蹤器 的運動半徑相等。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多平面聚焦陽光收集器，其特征是設(shè)有太陽偏轉(zhuǎn)傳感器支 架(7)與一連桿的一端連接，太陽偏轉(zhuǎn)傳感器(8)裝在傳感器支架(7)上正對太陽并 固定在連桿(9)上，連桿另一端通過軸套與驅(qū)動支架(27)活動連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多平面聚焦陽光收集器，其特征是所述齒輪箱輸出連接輸 出齒輪軸(18)傳動輸出齒輪(16)并連動軸銷(20)的結(jié)構(gòu)是，水平旋轉(zhuǎn)電機(23) 和變速箱(12)固定在其支架(25)上，通過電機輸出軸(21)相聯(lián)；上下旋轉(zhuǎn)電機(24) 和變速箱固定在支架(25)上，與驅(qū)動軸(13)上的變向齒輪(14)通過電機輸出軸(22) 上的齒輪相連接，驅(qū)動軸(13)與齒輪箱(12)軸連接，驅(qū)動軸(13)上有變向齒輪(14)、 變速齒輪(15)和輸出齒輪(16)與驅(qū)動軸(13)之間是軸與齒輪傳動的連接；輸出齒 輪(16)與固定驅(qū)動支架(27)軸銷(20)通過軸(19)相聯(lián)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多平面聚焦陽光收集器，其特征是跟蹤臂(6)端部設(shè)有 一個旋轉(zhuǎn)的連接球(10)活絡(luò)固定在驅(qū)動支架(27)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多平面聚焦陽光收集器，其特征是傳感器通過連桿(9) 的端部設(shè)有一個旋轉(zhuǎn)的連接球(10)活絡(luò)固定在驅(qū)動支架(27)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多平面聚焦陽光收集器，其特征是定向軸(2)指向陽光 反射目標。
專利摘要多平面聚焦陽光收集器，包括陽光反射裝置、定向器、太陽自動跟蹤器、總框架構(gòu)成，陽光反射裝置包括各平面單元排列的陽光收集片陣列；在陽光收集片背面垂直延伸固接一滑桿(5)；定向器包括定向軸(2)和太陽跟蹤臂(6)，定向軸(2)和太陽跟蹤臂(6)的一端與陽光收集片上滑桿活絡(luò)固定；陽光跟蹤器包括傳感器、水平旋轉(zhuǎn)電機、上下旋轉(zhuǎn)電機、電機齒輪箱支架、齒輪箱、驅(qū)動軸、驅(qū)動支架(27)，水平旋轉(zhuǎn)電機和變速箱固定在其電機齒輪箱支架上，驅(qū)動軸上的變向齒輪通過電機輸出軸上的齒輪相連接；齒輪箱輸出連接齒輪軸傳動輸出齒輪并連動軸銷，軸銷活絡(luò)固定驅(qū)動支架，在驅(qū)動支架(27)上連接陽光收集片的跟蹤臂(6)。
文檔編號F24J2/06GK201047682SQ20072003814
公開日2008年4月16日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者孟昭曦 申請人:孟昭曦