專利名稱：塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架的制作方法
技術領域：
塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架技術領域[0001]本實用新型涉及一種定日鏡支架的技術領域，尤其是一種塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架。
背景技術：
[0002]聚光太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)和聚光光伏系統(tǒng)及聚光太陽能集熱系統(tǒng)，不耗用化石能源，無污染物排放，是可以與生態(tài)環(huán)境相互和諧的清潔能源利用系統(tǒng)。目前槽式、塔式和蝶式等聚光太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)、聚光光伏系統(tǒng)和聚光集熱系統(tǒng)同樣受到世界各國的重視，并正在逐步擴大應用范圍，而塔式系統(tǒng)以其規(guī)模大、熱損耗小和溫度高等特點已初步顯露出優(yōu)勢。[0003]無論是即塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)、聚光光伏系統(tǒng)還是聚光太陽能集熱系統(tǒng)，其主要共同的部件是聚光系統(tǒng)，而且聚光系統(tǒng)的效率及其成本很大程度上影響到系統(tǒng)的整體性價比，是構建太陽能光熱電站、太陽能反射式聚光光伏電站及中高溫反射式聚光太陽能集熱系統(tǒng)中需要著重考慮的因素。聚光系統(tǒng)主要是由定日鏡跟蹤支架和集熱器等部件組成，定日鏡的作用是收集太陽輻射能并將其匯聚到集熱器處，它是由按一定方式排列的可繞雙軸跟蹤的定日鏡組成，每個定日鏡通過繞軸轉動跟蹤太陽以及將輻射到其表面的太陽能反射到塔頂集熱器，完成聚光的目的。[0004]現(xiàn)有的定日鏡控制程序要根據(jù)定日鏡的具體安裝位置包括經緯度、與集收器的空間位置及方位、季節(jié)、時間而定，并且須根據(jù)天文信息每年作修正調整，對于支架的機械零部件加工精度要求比較高；現(xiàn)有的定日鏡二維支架的驅動跟蹤系統(tǒng)不是用步進電機就是要用伺服電機，有些還需帶有碼盤等精確定位部件，這些電機和精確定位部件無論是電機本身還是控制器的價格皆不菲，再加上機械傳動部件的精度要求也很高，所以現(xiàn)行的定日鏡二維支架驅動跟蹤系統(tǒng)部分的價格在整個定日鏡系統(tǒng)的價格中所占比重一般較高。實用新型內容[0005]為了克服現(xiàn)有的定日鏡控制程序安裝運行及調控復雜、跟蹤精準度低以及機械零部件加工精度要求高的不足，本實用新型提供了一種塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架。[0006]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，包括反 射齒輪、反射過渡齒輪、入射過渡齒輪、入射齒輪、齒輪座、定日鏡、俯仰旋轉減速器、直線驅動器、反射軸、入射軸、主旋轉減速器、準直校準儀、光電探頭和太陽能電池板，反射齒輪與反射過渡齒輪嚙合，反射過渡齒輪與入射過渡齒輪嚙合，入射過渡齒輪與入射齒輪嚙合，反射齒輪、反射過渡齒輪、入射過渡齒輪與入射齒輪均設置在齒輪座上，定日鏡上設有齒輪座，反射齒輪與反射軸連接，入射齒輪與入射軸連接，反射軸與主旋轉減速器連接，反射軸上設有準直校準儀，入射軸上設有光電探頭和太陽能電池板，齒輪座下方設有俯仰驅動裝置一或俯仰驅動裝置二。[0007]根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括俯仰驅動裝置一主要由俯仰旋轉減速器構成，俯仰旋轉減速器安裝在齒輪座上，其旋轉輸出軸與反射過渡齒輪或入射過渡齒輪同軸固定。根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括所述的俯仰驅動裝置二主要由直線驅動器構成，直線驅動器的固定端固定在反射軸上，其螺母運動端與齒輪座連接。根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括所述的反射齒輪、反射過渡齒輪、入射過渡齒輪與入射齒輪是完整的圓柱齒輪或是部分或局部圓柱齒輪。根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括所述的反射齒輪、反射過渡齒輪、入射過渡齒輪與入射齒輪均為直齒圓柱齒輪或是斜齒圓柱齒輪。根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括所述的反射齒輪與入射齒輪為同模數(shù)且同齒數(shù)的齒輪，反射過渡齒輪與入射過渡齒輪為同模數(shù)且同齒數(shù)的齒輪，反射齒輪和入射齒輪與反射過渡齒輪和入射過渡齒輪為同模數(shù)齒輪，反射齒輪和入射齒輪的齒數(shù)與反射過渡齒輪和入射過渡齒輪的齒數(shù)相同或不同。根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括反射齒輪與入射齒輪同軸心且徑向間距大于一個反射齒輪或入射齒輪厚度,反射過渡齒輪與入射過渡齒輪的厚度大于反射齒輪或入射齒輪厚度，且小于反射齒輪與入射齒輪二者厚度及徑向間距之和。根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括所述的一個反射過渡齒輪和一個入射過渡齒輪為一組過渡齒輪組，齒輪座上至少設有一組過渡齒輪組。實用新型的有益效果是，這種塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架安裝運行以及調控非常簡單，提高 了定日鏡對太陽跟蹤的精準度，大大簡化了定日鏡控制程序和方法，同時降低了支架的機械零部件加工的精度要求，節(jié)約了安裝成本，易于使用推廣。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型實施例一結構示意圖正視圖(陽光照射面);圖2是本實用新型實施例一結構示意圖后視圖(背對陽光面)；圖3是本實用新型實施例二結構示意圖正視圖(陽光照射面);圖4是本實用新型實施例二結構示意圖后視圖(背對陽光面);圖5是本實用新型各齒輪之間的嚙合關系示意圖；圖6是本實用新型各齒輪之間的相對運動關系示意圖。圖中，1、反射齒輪；2、反射過渡齒輪；3、入射過渡齒輪；4、入射齒輪；5、齒輪座；6、反射軸；7、入射軸；8、光電探頭；9、定日鏡；10、主旋轉減速器；11、俯仰旋轉速器；12、直線驅動器；13、太陽能電池板；14、準直校準儀。
具體實施方式
一種塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，包括反射齒輪1、反射過渡齒輪2、入射過渡齒輪3、入射齒輪4、齒輪座5、定日鏡9、俯仰旋轉減速器11、反射軸7、入射軸9、主旋轉減速器10、準直校準儀14、光電探頭8和太陽能電池板12，反射齒輪I與反射過渡齒輪2嚙合，反射過渡齒輪2與入射過渡齒輪3嚙合，入射過渡齒輪3與入射齒輪4嚙合，反射齒輪1、反射過渡齒輪2、入射過渡齒輪3與入射齒輪均4設置在齒輪座5上，定日鏡9上設有齒輪座5，反射齒輪I與反射軸6連接，入射齒輪4與入射軸7連接，反射軸6與主旋轉減速器10連接，反射軸6上設有準直校準儀14，入射軸7上設有光電探頭8和太陽能電池板13，齒輪座下方設有俯仰驅動裝置一或俯仰驅動裝置二，俯仰驅動裝置一主要由俯仰旋轉減速器11構成，俯仰旋轉減速器11安裝在齒輪座5上，其旋轉輸出軸與反射過渡齒輪2或入射過渡齒輪3同軸固定。俯仰驅動裝置二主要由直線驅動器12構成，直線驅動器12的固定端固定在反射軸6上，其螺母運動端與齒輪座5連接。反射齒輪1、反射過渡齒輪2、入射過渡齒輪3與入射齒輪4可以是完整的圓柱齒輪，也可以是部分或局部圓柱齒輪；既可以是直齒圓柱齒輪也可以是斜齒圓柱齒輪，并且反射過渡齒輪2和入射齒輪4不能有任何形式的嚙合接觸，入射過渡齒輪3和反射齒輪I不能有任何形式的嚙合接觸。反射齒輪I和入射齒輪4需使用同模數(shù)且同齒數(shù)的齒輪，反射過渡齒輪2和入射過渡齒輪3需使用同模數(shù)且同齒數(shù)的齒輪，并且反射齒輪I和入射齒輪4與反射過渡齒輪2和入射過渡齒輪3需使用同模數(shù)齒輪，但反射齒輪和入射齒輪的齒數(shù)與反射過渡齒輪和入射過渡齒輪的齒數(shù)可以相同也可以不相同，一般情況下反射齒輪I和入射齒輪4的齒數(shù)大于反射過渡齒輪2和入射過渡齒輪3的齒數(shù)。所述反射齒輪I與入射齒輪4同軸心且徑向間距大于一個反射齒輪I或入射齒輪4厚度，反射過渡齒輪2與入射過渡齒輪3的厚度大于反射齒輪I或入射齒輪4厚度，且小于反射齒輪I與入射齒輪4 二者厚度及徑向間距之和。所述的一個反射過渡齒輪2和一個入射過渡齒輪3為一組過渡齒輪組，齒輪座5上至少設有一組過渡齒輪組，并且反射過渡齒輪和入射過渡齒輪的安裝位置可以互換。[0024]如圖1及圖2所示，本實用新型的第一種實施例，反射齒輪I和反射過渡齒輪2嚙合，反射過渡齒輪2和入射過渡齒轉3嚙合，入射齒輪4和入射過渡齒輪3嚙合，但反射過渡齒輪2與入射齒輪4不能有任何形式的嚙合接觸，入射過渡齒輪3與反射齒輪I也不能有任何形式的嚙合接觸，反射齒輪1、反射過渡齒輪2、入射過渡齒輪3和入射齒輪4均安裝在齒輪座5上，因反射齒輪I和入射齒輪4同軸心，而反射過渡齒輪2和入射過渡齒輪3嚙合，所以在常用一組過渡齒輪的情況下齒輪座5上應有三個齒輪軸，反射齒輪I和反射軸6相對固定，入射齒輪4和入射軸7相對固定，光電探頭8安裝在入射軸7上，齒輪座5安裝在定日鏡9上，俯仰旋轉減速器11安裝在齒輪座5上，俯仰旋轉減速器11的旋轉輸出軸與反射過渡齒輪2或入射過渡 齒輪3同軸固定，這樣反射過渡齒輪2或入射過渡齒輪3將作為本支架俯仰方向的主動驅動動力源，俯仰旋轉減速器11的正反轉動使得定日鏡9作俯仰運動。太陽能電池板13安裝在入射軸7上，這樣本支架系統(tǒng)將不用依靠外接能源，自身便能獨立運行，準直校準儀14與反射軸6連接，二者軸向重合，準直校準儀14只在安裝調試或維修校準時放置。[0025]如圖3和圖4所示，本實用新型的第二種實施例，其他部件的描述均為圖1和圖2的描述一樣，圖中有區(qū)別之處是:直線驅動器12的固定端固定在反射軸6上，螺母運動端與齒輪座5連接，此時直線驅動器12也將作為本支架俯仰方向的主動驅動動力源，通過直線驅動器12螺母的前后直線運動將驅動定日鏡9作俯仰運動。[0026]如圖5所示，A為反射齒輪I和入射齒輪4共同的軸心與反射軸6旋轉軸心的交匯點，B為反射過渡齒輪2的圓心，尤其是指反射過渡齒輪2旋轉軸與通過A點與反射齒輪I和入射齒輪4共同的旋轉軸垂直截面的交點，C為入射過渡齒輪3的圓心，尤其是指入射過渡齒輪3旋轉軸與通過A點與反射齒輪I和入射齒輪4共同的旋轉軸垂直截面的交點，D為A點與B點連線與分度圓的交點，E為A點與C點連線與分度圓的交點，F(xiàn)為B點與C點連線與分度圓的交點，dl為反射齒輪I分度圓直徑，dl’為入射齒輪4分度圓直徑，d2為反射過渡齒輪2分度圓直徑，d2’為入射過渡齒輪3分度圓直徑，a為反射齒輪I與反射過渡齒輪2的中心距，a’為入射齒輪4與入射過渡齒輪3的中心距，L為反射過渡齒輪2與入射過渡齒輪3的中心距，圖中各齒輪之間的嚙合位置關系為:A= (dl+d 2) /2 ； a，= (d I，+d 2，)/2 ; L= (d2+d2，) /2 ；而根據(jù)之前描述所規(guī)定的原則，則有:dl=dl’ ； d 2=d2’ ； a= a ； L=d2=d2’。如圖6所示，β為反射齒輪I的旋轉角度，β’為入射齒輪4的旋轉角度；Θ為反射過渡齒輪2的旋轉角，Θ’為入射過渡齒輪3的旋轉角，Zl為反射齒輪或入射齒輪齒數(shù)，Ζ2為反射過渡齒輪或入射過渡齒輪齒數(shù)，Z為各齒輪之間的嚙合齒數(shù)，若按圖中所示的齒輪旋轉方向轉動，則各齒輪之間的相對旋轉角度關系如下:
權利要求1.一種塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，包括反射齒輪(I)、反射過渡齒輪(2)、入射過渡齒輪(3)、入射齒輪(4)、齒輪座(5)、定日鏡(9)、俯仰旋轉減速器(11)、直線驅動器(12)、反射軸(6)、入射軸(7)、主旋轉減速器(10)、準直校準儀(14)、光電探頭(8)和太陽能電池板(13)，其特征是，反射齒輪(I)與反射過渡齒輪(2)嚙合，反射過渡齒輪(2)與入射過渡齒輪(3)嚙合，入射過渡齒輪(3)與入射齒輪(4)嚙合，反射齒輪(I)、反射過渡齒輪(2 )、入射過渡齒輪(3 )與入射齒輪(4)均設置在齒輪座(5 )上，定日鏡(9 )上設有齒輪座(5)，反射齒輪(I)與反射軸(6)連接，入射齒輪(4)與入射軸(7)連接，反射軸(6)與主旋 轉減速器(10 )連接，反射軸(6 )上設有準直校準儀(14 )，入射軸(7 )上設有光電探頭(8)和太陽能電池板(13)，齒輪座(5)下方設有俯仰驅動裝置一或俯仰驅動裝置二。
2.根據(jù)權利要求1所述的塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，其特征是，所述的俯仰驅動裝置一主要由俯仰旋轉減速器(11)構成，俯仰旋轉減速器(11)安裝在齒輪座(5)上，其旋轉輸出軸與反射過渡齒輪(2)或入射過渡齒輪(3)同軸固定。
3.根據(jù)權利要求1所述的塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，其特征是，所述的俯仰驅動裝置二主要由直線驅動器(12)構成，直線驅動器(12)的固定端固定在反射軸(6 )上，其螺母運動端與齒輪座(5 )連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，其特征是，所述的反射齒輪(I)、反射過渡齒輪(2)、入射過渡齒輪(3)與入射齒輪(4)是完整的圓柱齒輪或是部分或局部圓柱齒輪。
5.根據(jù)權利要求1所述的塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，其特征是，所述的反射齒輪(I )、反射過渡齒輪(2)、入射過渡齒輪(3)與入射齒輪(4)均為直齒圓柱齒輪或是斜齒圓柱齒輪。
6.根據(jù)權利要求1所述的塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，其特征是，所述的反射齒輪(I)與入射齒輪(4)為同模數(shù)且同齒數(shù)的齒輪，反射過渡齒輪(2)與入射過渡齒輪(3)為同模數(shù)且同齒數(shù)的齒輪，反射齒輪(I)和入射齒輪(4)與反射過渡齒輪(2)和入射過渡齒輪(3)為同模數(shù)齒輪，反射齒輪(I)和入射齒輪(4)的齒數(shù)與反射過渡齒輪(2)和入射過渡齒輪(3)的齒數(shù)相同或不同。
7.根據(jù)權利要求1所述的塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，其特征是，所述的反射齒輪(I)與入射齒輪(4)同軸心且徑向間距大于一個反射齒輪(I)或入射齒輪(4)厚度，反射過渡齒輪(2)與入射過渡齒輪(3)的厚度大于反射齒輪(I)或入射齒輪(4)厚度，且小于反射齒輪(I)與入射齒輪(4) 二者厚度及徑向間距之和。
8.根據(jù)權利要求1所述的塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架，其特征是，所述的一個反射過渡齒輪(2 )和一個入射過渡齒輪(3 )為一組過渡齒輪組，齒輪座(5 )上至少設有一組過渡齒輪組。
專利摘要本實用新型涉及一種定日鏡支架的技術領域，尤其是一種塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架。其包括反射齒輪、反射過渡齒輪、入射過渡齒輪、入射齒輪、齒輪座、定日鏡、俯仰旋轉減速器、直線驅動器、反射軸、入射軸、主旋轉減速器、準直校準儀、光電探頭和太陽能電池板，反射齒輪與反射過渡齒輪嚙合，反射過渡齒輪與入射過渡齒輪嚙合，入射過渡齒輪與入射齒輪嚙合，所有齒輪均設置在齒輪座上，定日鏡上設有齒輪座，齒輪座上設有俯仰驅動裝置，反射齒輪與反射軸連接，入射齒輪與入射軸連接，反射軸上設有主旋轉減速器連接與準直校準儀，入射軸上設有光電探頭和太陽能電池板。這種塔式太陽能定日鏡圓柱齒輪被動自動追日支架大大簡化了跟蹤控制程序，降低了主要跟蹤機械零部件的精度，提高了定日鏡對太陽跟蹤的精準度。
文檔編號H01L31/042GK203085587SQ20132008457
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權日2013年2月25日
發(fā)明者趙琦, 楊永健, 陶明霞 申請人:常州市亞美電氣制造有限公司