專利名稱：一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種可以方便拆解、移動、安裝的移動式太陽能跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
太陽能作為一種高效清潔、分布廣泛、幾乎可以無限利用的新型能源，正引起人們 越來越多的重視?？墒怯捎谔柮繒r每刻都是在有規(guī)律的運動的，相對于某一固定平面，在 一年中絕大多數(shù)時間內(nèi)，太陽光將產(chǎn)生一定的入射角度；根據(jù)光的折射原理，其入射角度越 大，光的折射率就越高，單位面積的太陽能工作面板上獲得的光能就越少，轉(zhuǎn)化效率也就越 低；這是固定式安裝的太陽能裝置亟待解決的問題。因此，人們已經(jīng)開始采用聚光技術(shù)和 太陽光跟蹤技術(shù)，通過減少光的折射損耗或增加單位面積的光輻射能量，來提高太陽能的 利用率。但是現(xiàn)有的跟蹤技術(shù)大都存在成本偏高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、跟蹤程序繁瑣、穩(wěn)定性不好等 弊端，本人已經(jīng)申報的申請?zhí)枮?010201486989的《太陽能三維自動跟蹤裝置》這一發(fā)明專 利，從根本上解決了以上難題。但是，由于現(xiàn)有的太陽能跟蹤裝置都是固定安裝在一定地點的，其復(fù)雜笨重的結(jié) 構(gòu)導(dǎo)致移動、安裝十分不便。在地震等嚴重自然災(zāi)害發(fā)生，部隊行軍，邊防哨所，地質(zhì)科考， 偏遠地區(qū)施工，海洋石油鉆探，游牧民族定居點建設(shè)等缺少電力供應(yīng)的情況下，非跟蹤式的 太陽能利用裝置難以實現(xiàn)太陽能的高效利用，針對這一問題，本人進行了多次試驗，研究出 了一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，具有拆解方便、 安裝迅速，便于移動運輸?shù)奶攸c，且結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單合理，跟蹤準(zhǔn)確。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤 裝置，包括太陽能工作面固定架、支撐架、年跟蹤構(gòu)件和日跟蹤構(gòu)件；所述的年跟蹤構(gòu)件包 括兩端與太陽能工作面固定架鉸接的年轉(zhuǎn)弧形架；所述的日跟蹤構(gòu)件包括兩端與太陽能工 作面固定架固定連接的日轉(zhuǎn)弧形架和安裝在年轉(zhuǎn)弧形架上的第一驅(qū)動裝置；所述年轉(zhuǎn)弧形 架所在扇面與地平面沿地球經(jīng)線方向垂直；在太陽能工作面固定架呈水平狀態(tài)時，所述日 轉(zhuǎn)弧形架所在扇面與其所在平面沿地球緯線方向垂直；在太陽能工作面固定架上的年轉(zhuǎn)弧 形架和日轉(zhuǎn)弧形架虛擬交叉處，還設(shè)有與支撐架連接的三維活節(jié)；其特征是，所述太陽能工 作面固定架與年跟蹤構(gòu)件、日跟蹤構(gòu)件、支撐架之間的連接皆是通過方便拆裝的活接頭實 現(xiàn)拆裝式連接的。所述年轉(zhuǎn)弧形架和日轉(zhuǎn)弧形架上皆有齒，且齒的設(shè)置分別與太陽的年、日變化角 度相對應(yīng)，并與相對應(yīng)的驅(qū)動裝置相嚙合。所述日轉(zhuǎn)弧形架的第一驅(qū)動裝置是按照太陽的年角度變化規(guī)律移動的。所述日轉(zhuǎn)弧形架的半徑和年轉(zhuǎn)弧形架的半徑可以有差別。
所述方便拆裝的活接頭包括與太陽能工作面固定架實現(xiàn)連接的第一部件和與年 跟蹤構(gòu)件或與日跟蹤構(gòu)件或與支撐架實現(xiàn)連接的第二部件；所述第一部件和第二部件可方 便安裝與拆卸。所述年轉(zhuǎn)弧形架從支撐架中穿過，在支撐架上設(shè)有可以實現(xiàn)年轉(zhuǎn)弧形架定位鎖定的裝置，且支撐架上安裝有可拆卸的驅(qū)動年轉(zhuǎn)弧形架運動的第二驅(qū)動裝置，使得第二驅(qū)動 裝置中的齒輪與年轉(zhuǎn)弧形架上的齒相嚙合；所述的定位鎖定裝置包括支撐架上的一個銷孔 和插接在銷孔內(nèi)的定位銷，所述定位銷對應(yīng)插在年轉(zhuǎn)弧形架上的齒槽內(nèi)。所述的支撐架或為柱狀帶折疊支撐腳結(jié)構(gòu)或為上部具有開角的折疊式結(jié)構(gòu)。在低 緯度地區(qū)使用時，太陽的直射點會越過天頂，為防止支撐架阻礙日轉(zhuǎn)弧形架的移動，從而影 響了年轉(zhuǎn)弧形架的運行范圍，因此支撐架上部要設(shè)計成開角式結(jié)構(gòu)，開角應(yīng)大于46. 5度， 使日轉(zhuǎn)弧形架的運行區(qū)間在開角內(nèi)，保證年轉(zhuǎn)弧形架的運行范圍不受限制。所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置皆由控制器、電機和齒輪傳動機構(gòu)組成。通過電路控制，在第二驅(qū)動裝置的作用下，使年轉(zhuǎn)弧形架按規(guī)律旋轉(zhuǎn)一定齒數(shù)，帶 動太陽能工作面固定架旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)的角度數(shù)，達到準(zhǔn)確跟蹤太陽年運行軌跡的目的；短期 使用該跟蹤裝置時則可以取消第二驅(qū)動裝置，并用定位銷通過支撐架上的定位銷孔和對應(yīng) 著使用時太陽年高度角的年轉(zhuǎn)弧形架上的齒槽咬合，將年轉(zhuǎn)弧形架即時鎖定。同時，在第一 驅(qū)動裝置的作用下，使日弧形架按規(guī)律旋轉(zhuǎn)一定齒數(shù)，帶動太陽能工作面旋轉(zhuǎn)相對應(yīng)的角 度數(shù)，達到準(zhǔn)確跟蹤太陽日運行軌跡的目的。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明方便地實現(xiàn)了太陽能跟蹤裝置的移動功能。它具有 成本低，結(jié)構(gòu)簡單，拆解方便，安裝容易，便于移動運輸?shù)奶攸c，且控制程序簡單合理，跟蹤 準(zhǔn)確?？梢愿鶕?jù)需要進行拆裝轉(zhuǎn)移，應(yīng)用前景十分廣闊。


圖1為實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1太陽能工作面固定架，2支撐架，3年轉(zhuǎn)弧形架，4日轉(zhuǎn)弧形架，5三維活節(jié)， 11第一可拆裝活接頭，12第二可拆裝活接頭，13第三可拆裝活接頭，14鉸接鏈，21定位銷， 23年轉(zhuǎn)弧形架貫穿孔，24支撐腳，31第二驅(qū)動裝置，41第一驅(qū)動裝置。
具體實施例方式如圖1所示，一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，包括太陽能工作面固定架 1、支撐架2、年跟蹤構(gòu)件和日跟蹤構(gòu)件。為便于敘述，首先將與太陽能工作面固定架1所在平面平行且沿太陽日運行軌跡 的方向定義為Y方向，將與太陽能工作面固定架1所在平面平行且沿太陽年運行軌跡的方 向定義為Z方向，則與YZ平面垂直且朝向太陽能工作面板固定架1背面的方向為X方向。所述的太陽能工作面固定架1背面沿Z軸方向固定有一對鉸接鏈14，所述鉸接鏈 14通過第一可拆裝活接頭11連接到年轉(zhuǎn)弧形架3 ；同時背面沿Y軸方向固定安裝有一對第 二可拆裝活接頭12，第二可拆裝活接頭12用于和日轉(zhuǎn)弧形架4配合；日轉(zhuǎn)弧形架4和年轉(zhuǎn) 弧形架3與太陽能工作面固定架1連接所形成的虛擬交叉線相互垂直，并在虛擬交叉處固定有一個與支撐架3配合的三維活節(jié)5，所述三維活節(jié)5連接第三可拆裝活接頭13。第一、第二、第三可拆裝活接頭具有相同的結(jié)構(gòu)特征，現(xiàn)以第二可拆裝活接頭12為例進行說明所述的第二可拆裝活接頭12包括一個和太陽能工作面固定架1固定連接的 第一部件和一個與日跟蹤構(gòu)件固定連接的第二部件，第二部件插在第一部件的凹槽內(nèi)，在 第二部件和第一部件上設(shè)有對應(yīng)的插孔，通過銷子可以實現(xiàn)第一部件與第二部件的鎖定。 最終所述第一部件和第二部件通過插接的方式實現(xiàn)方便安裝與拆卸。所述的年跟蹤構(gòu)件涉及太陽能工作面固定架1、年轉(zhuǎn)弧形架3、三維活節(jié)5、第二驅(qū) 動裝置31。年轉(zhuǎn)弧形架3整體為180度的半圓環(huán)，兩端分別通過第一可拆裝活接頭11與太陽 能工作面固定架1沿Z軸形成鉸接結(jié)構(gòu)，其所在扇面與地平面沿地球經(jīng)線方向垂直；自年轉(zhuǎn) 弧形架3首端開始至中部，外沿根據(jù)太陽高度角的年變化數(shù)據(jù)按比例設(shè)齒；在年轉(zhuǎn)弧形架3 的中后部還固定安裝有驅(qū)動日轉(zhuǎn)弧形架4運轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動裝置41。所述支撐架2上部為立柱狀，下部有為便于攜帶運輸和加強穩(wěn)定性而設(shè)置的可折 疊、伸縮的支撐腳24，頂部與太陽能工作面固定架1背面的三維活節(jié)5通過第三可拆裝活接 頭13連接；在支撐架2上有一個年轉(zhuǎn)弧形架貫穿孔23，年轉(zhuǎn)弧形架3穿其而過；且在支撐 架2上設(shè)置有可以實現(xiàn)年轉(zhuǎn)弧形架3定位鎖定的裝置；該定位鎖定裝置包括支撐架2上的 一個銷孔和插接在銷孔內(nèi)的定位銷21 ；所述定位銷21可對應(yīng)插在年弧形架3上的齒槽內(nèi)， 通過定位銷21將年轉(zhuǎn)弧形架3鎖定。在支撐架2上還可固定安裝第二驅(qū)動裝置31，使得第 二驅(qū)動裝置31中的齒輪與年轉(zhuǎn)弧形架3上的齒相嚙合。通過電路控制的控制，在第二驅(qū)動 裝置31的作用下，使年轉(zhuǎn)弧形架3按規(guī)律旋轉(zhuǎn)一定齒數(shù)，帶動太陽能工作面固定架1旋轉(zhuǎn) 相對應(yīng)的角度數(shù)，達到準(zhǔn)確跟蹤太陽年運行軌跡的目的；短期使用該跟蹤裝置時則可以取 消第二驅(qū)動裝置31，并用定位銷21通過支撐架2上的定位銷孔和對應(yīng)著使用時太陽年高度 角的年轉(zhuǎn)弧形架3上的齒咬合，將年轉(zhuǎn)弧形架3即時鎖定。日跟蹤構(gòu)件涉及太陽能工作面固定架1、日轉(zhuǎn)弧形架4、第一驅(qū)動裝置41。日轉(zhuǎn)弧形架4整體為180度的半圓環(huán)，兩端固定在太陽能工作面固定架1的Y軸 線上，日轉(zhuǎn)弧形架4所在扇面與太陽能工作面固定架1所在平面沿Y軸垂直；自日轉(zhuǎn)弧形架 4首端開始至末端，在其外沿根據(jù)太陽日角度變化數(shù)據(jù)按比例設(shè)齒，與第一驅(qū)動裝置41上 的齒輪相嚙合。安裝在年轉(zhuǎn)弧形架3上的第一驅(qū)動裝置41可以有效驅(qū)動日轉(zhuǎn)弧形架4的 運動，通過電路控制日轉(zhuǎn)弧形架規(guī)律轉(zhuǎn)動太陽日角度變化所對應(yīng)的齒數(shù)，以達到準(zhǔn)確跟蹤 太陽日角度變化的目的。所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置皆由控制器、電機和齒輪傳動機構(gòu)組成。通過第一、第二、第三可拆裝活接頭可以將本發(fā)明拆分成若干模塊，實現(xiàn)方便拆 卸，移動的目的。同時，通過支撐架2與年轉(zhuǎn)弧形架3之間的定位鎖定裝置可以實現(xiàn)年轉(zhuǎn)弧 形架3的即時鎖定。安裝時只要將安裝地點的緯度和安裝的日期與太陽年高度角在年轉(zhuǎn)弧形架3上 的對應(yīng)齒確認好，從冬至到夏至，第二驅(qū)動裝置31的電機正轉(zhuǎn)，夏至后再反轉(zhuǎn)直至冬至，周 而復(fù)始，就可以實現(xiàn)對太陽年高度角變化的跟蹤；同樣，將裝置安裝時的太陽日高度角在日 轉(zhuǎn)弧形架4上的對應(yīng)齒確認好，通過電路控制日轉(zhuǎn)弧形架4規(guī)律轉(zhuǎn)動太陽日角度變化所對 應(yīng)的齒數(shù)，就可實現(xiàn)從早上確定時間到下午確定時間的準(zhǔn)確跟蹤。到太陽西下后某一時間，控制器再發(fā)出信號，指令控制第一驅(qū)動裝置41回轉(zhuǎn)至早上待機狀態(tài)。實施例二如圖2所示，與實施例一不同之處在于第一驅(qū)動裝置41落在支撐架2的內(nèi)部，使 第一驅(qū)動裝置41的運行區(qū)間在支撐架2的開角內(nèi)部。所述支撐架2為上部具有開角的折疊結(jié)構(gòu)。
當(dāng)本裝置工作環(huán)境在低緯度地區(qū)(南北回歸線之間)時，太陽的直射點會越過天 頂，太陽能工作面固定架1的仰角有時將超過180度，為防止支撐架2阻礙日轉(zhuǎn)弧形架4的 移動，從而影響了年轉(zhuǎn)弧形架3的運行范圍，因此支撐架2上部要設(shè)計成開角式結(jié)構(gòu)，開角 應(yīng)大于46. 5度，使日弧形架4和第一驅(qū)動裝置41的運行區(qū)間在開角內(nèi)，保證年弧形架3的 運行范圍不受限制。除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
權(quán)利要求
一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，包括太陽能工作面固定架、支撐架、年跟蹤構(gòu)件和日跟蹤構(gòu)件；所述的年跟蹤構(gòu)件包括兩端與太陽能工作面固定架鉸接的年轉(zhuǎn)弧形架；所述的日跟蹤構(gòu)件包括兩端與太陽能工作面固定架固定連接的日轉(zhuǎn)弧形架和安裝在年轉(zhuǎn)弧形架上的第一驅(qū)動裝置；所述年轉(zhuǎn)弧形架所在扇面與地平面沿地球經(jīng)線方向垂直，日轉(zhuǎn)弧形架所在扇面在太陽能工作面固定架呈水平狀態(tài)時，與其所在平面沿地球緯線方向垂直；在太陽能工作面固定架上的年轉(zhuǎn)弧形架和日轉(zhuǎn)弧形架虛擬交叉處，還設(shè)有與支撐架連接的三維活節(jié)；其特征是，所述太陽能工作面固定架與年跟蹤構(gòu)件、日跟蹤構(gòu)件、支撐架之間的連接皆是通過方便拆裝的活接頭實現(xiàn)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，其特征是，所述年 轉(zhuǎn)弧形架和日轉(zhuǎn)弧形架上皆有齒，且齒的設(shè)置分別與太陽的年、日變化角度相對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，其特征是，所述第 一驅(qū)動裝置是按照太陽的年角度變化規(guī)律移動的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，其特征是，所述日 轉(zhuǎn)弧形架的半徑和年轉(zhuǎn)弧形架的半徑可以有差別。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，其特征是，所述方 便拆裝的活接頭包括與太陽能工作面固定架實現(xiàn)連接的第一部件和與年跟蹤構(gòu)件或與日 跟蹤構(gòu)件或與支撐架實現(xiàn)連接的第二部件；所述第一部件和第二部件可方便安裝與拆卸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一所述的一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，其特征是， 所述年轉(zhuǎn)弧形架從支撐架中穿過，在支撐架上設(shè)有可以實現(xiàn)年轉(zhuǎn)弧形架定位鎖定的定位鎖 定裝置，且支撐架上安裝有可拆卸的驅(qū)動年轉(zhuǎn)弧形架運動的第二驅(qū)動裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一所述的一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，其特征是， 所述的支撐架或為柱狀帶折疊支撐腳結(jié)構(gòu)或為上部具有開角的折疊式結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，其特征是，所述第 一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置皆由控制器、電機和齒輪傳動機構(gòu)組成。
全文摘要
一種方便拆裝的移動式太陽能跟蹤裝置，涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域。它包括太陽能工作面固定架、支撐架、年轉(zhuǎn)弧形架和日轉(zhuǎn)弧形架、第一、二驅(qū)動裝置。其特征是，年日弧形架、支撐架與太陽能工作面固定架的連接皆是通過方便拆裝的活接頭實現(xiàn)的。年轉(zhuǎn)弧形架從支撐架中穿過并安裝有第一驅(qū)動裝置；在太陽能工作面固定架上還設(shè)有與支撐架連接的三維活節(jié)；且在支撐架上還設(shè)有年弧形架鎖定裝置和第二驅(qū)動裝置。本發(fā)明成本低，跟蹤準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單，拆解安裝方便；適用于部隊行軍、搶險救災(zāi)、野外作業(yè)、游牧轉(zhuǎn)場和臨時定居點安置等，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號G05D3/00GK101813945SQ20101015272
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者劉建中, 劉方舟 申請人:劉建中