專利名稱：一種電動(dòng)推桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種電動(dòng)推桿，屬于機(jī)械領(lǐng)域和太陽能應(yīng)用領(lǐng)域，作為原動(dòng)件，本電動(dòng)推 桿可用于太陽能集熱、采熱系統(tǒng)以及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)太陽能的跟蹤采集，尤其是太 陽能高倍率聚光采集系統(tǒng)不可或缺的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤設(shè)備的原動(dòng)件。
背景技術(shù)：
在全球化石能源即將枯竭的今天，太陽能的深度開發(fā)應(yīng)用已被人們所關(guān)注。但以 往人們僅在太陽能的低溫應(yīng)用領(lǐng)域上開發(fā)了一些基礎(chǔ)產(chǎn)品，如太陽能熱水器、太陽能光伏 電池等對(duì)跟蹤要求不高或基本無需跟蹤的產(chǎn)品，并且，由于過去的太陽跟蹤設(shè)備造價(jià)高昂、 技術(shù)尚未成熟，所以跟蹤技術(shù)沒有得到廣泛應(yīng)用。今天，人們已深入到太陽能中、高溫應(yīng)用 領(lǐng)域和高倍率聚光光伏應(yīng)用領(lǐng)域的研究和開發(fā)，人們發(fā)現(xiàn)，由于太陽能的能流密度較低，屬 于低品位的熱源，若要將其提升為中、高品位的熱源，使之產(chǎn)生高溫、高熱和高光強(qiáng)，就得設(shè) 法將太陽光進(jìn)行高倍聚光，而一旦采用聚光手段，則離不開對(duì)太陽的高精度超廣角的適時(shí) 動(dòng)態(tài)跟蹤，這就對(duì)跟蹤器提出了很高的要求。在現(xiàn)有技術(shù)中，太陽跟蹤器總是采用“旋轉(zhuǎn)中柱+圓弧齒輪”的有如常見的衛(wèi)星接 收天線式的“樞軸驅(qū)動(dòng)”式結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)寵大、造價(jià)高、抗風(fēng)差、需大動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，使之無 法推廣使用，給太陽能的高溫應(yīng)用造成了難以愈越的屏障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為聚光太陽能集熱系統(tǒng)以及光伏發(fā)電系統(tǒng)提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí) 用、性能可靠、易于實(shí)現(xiàn)、功耗小、抗風(fēng)能力強(qiáng)、適合于露天開式環(huán)境使用的太陽跟蹤器的電 動(dòng)推桿裝置，以將傳統(tǒng)的“樞軸驅(qū)動(dòng)”式的結(jié)構(gòu)方案改變?yōu)樾滦偷摹斑吘夠?qū)動(dòng)”式的結(jié)構(gòu)方 案，以保證太陽能采集系統(tǒng)的可靠、高效工作。本發(fā)明的目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的用一組滑動(dòng)套1、一根帶齒條或齒孔的長桿2、一個(gè)帶齒的驅(qū)動(dòng)輪3、一副蝸輪蝸桿 減速機(jī)4、一只電動(dòng)機(jī)5，構(gòu)成一套所述的電動(dòng)推桿裝置；帶齒條或齒孔的長桿2套裝在滑動(dòng) 套1內(nèi)，帶齒的驅(qū)動(dòng)輪3安裝在滑套1的一側(cè)并與帶齒條或齒孔的長桿2上的齒條或齒孔 相嚙合，帶齒的驅(qū)動(dòng)輪3由蝸輪蝸桿減速機(jī)4驅(qū)動(dòng)，蝸輪蝸桿減速機(jī)4由電動(dòng)機(jī)5帶動(dòng)?；瑒?dòng)套1的周邊分兩行分布著數(shù)對(duì)滾子6，滾子6可在固定銷7內(nèi)自由滾動(dòng)，帶齒 條或齒孔的長桿2可在數(shù)對(duì)滾子6所限制的內(nèi)側(cè)空間里作上下抽動(dòng)?；瑒?dòng)套1的內(nèi)側(cè)面裝有減磨助滑組件8，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯或含石墨 的填充高分子材料制造，減磨助滑組件8與帶齒條或齒孔的長桿2的四個(gè)接觸面上有數(shù)條 與帶齒條或齒孔的長桿長度方向相平行的凸棱，使得二者在工作中保持線接觸，并使帶齒 條或齒孔的長桿2可在所述的凸棱所限制的內(nèi)側(cè)空間里作上下抽動(dòng)?；瑒?dòng)套1的內(nèi)側(cè)面還可以是裝有減磨助滑組件9，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯 或含石墨的填充高分子材料制造，在減磨助滑組件9的四個(gè)平面上開有數(shù)列圓孔，孔內(nèi)裝
3有能在其中自由滾動(dòng)的鋼珠10，使得減磨助滑組件9成為鋼珠固定架，使得二者在工作中 保持多點(diǎn)滾動(dòng)接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在減磨助滑組件9的滾動(dòng)鋼珠所限制的 內(nèi)側(cè)空間里作上下滑動(dòng)。帶齒條或齒孔的長桿2是一根帶有齒條或帶有一列至數(shù)列齒孔的桿件，其齒形可 以是漸開線圓柱齒、圓弧齒、矩形齒、滾子鏈齒。帶齒條或齒孔的長桿2的橫剖面形狀可以是矩形、帶定位凸棱或定位凹槽的圓 形、橢圓形。帶齒條或齒孔的長桿2可用空芯或?qū)嵭镜慕饘傩筒闹圃欤部梢杂媒?jīng)折制的金屬 板材與齒條或帶有已預(yù)沖出齒孔排的構(gòu)件復(fù)合而成，其一端可以留一鉸支孔，用以與其它 構(gòu)件相鉸接。與電機(jī)相聯(lián)接的減速機(jī)構(gòu)可以由多級(jí)齒輪或鏈輪或皮帶輪級(jí)聯(lián)而成，但必須至少 有一級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)副，以使機(jī)構(gòu)能自鎖，無論滑動(dòng)套運(yùn)行在帶齒條或齒孔的長桿的任何 位置上，均能可靠自瑣，不致下滑。用一組所述的電動(dòng)推桿裝置，通過一座標(biāo)太陽跟蹤傳感器以及一套電器驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)，可帶動(dòng)太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對(duì)太陽作一坐標(biāo)跟蹤，使受光面 始終基本朝向太陽；用二組所述的電動(dòng)推桿裝置安裝在互為垂直鉸聯(lián)的二自由度二層剛性 支架上，并通過二座標(biāo)太陽跟蹤傳感器以及電器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可驅(qū)動(dòng)太陽能光伏電池板、太陽 能光熱接收器、太陽蓬對(duì)太陽作全方位跟蹤，使之受光面始終朝向太陽。用所述的電動(dòng)推桿裝置裝在一個(gè)水平電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，并通過二座標(biāo)太陽跟蹤傳 感器以及電器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可驅(qū)動(dòng)太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對(duì)太陽作三 維跟蹤，使之受光面始終朝向太陽。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的主視圖
圖2是本發(fā)明的左視圖
圖3是本發(fā)明的右視圖
圖4是本發(fā)明的剖視圖
圖5是本發(fā)明的實(shí)施例2的剖視圖
圖6是本發(fā)明的實(shí)施例2的減磨助滑組件8主視圖
圖7是本發(fā)明的實(shí)施例2的減磨助滑組件8的俯視圖
圖8是本發(fā)明的實(shí)施例3的減磨助滑組件9主視圖
圖9是本發(fā)明的實(shí)施例3的減磨助滑組件9的剖視圖
圖10是本發(fā)明的實(shí)施例4的帶齒條或齒孔的長桿上的齒條與齒輪的嚙合示意圖
圖11是本發(fā)明具體應(yīng)用的工作臺(tái)平放狀態(tài)示意圖
圖12是本發(fā)明具體應(yīng)用的工作臺(tái)傾斜狀態(tài)示意圖
上圖中1是滑動(dòng)套，2是帶齒條或齒孔的長桿，3是帶齒的驅(qū)動(dòng)輪，4是蝸輪蝸桿減
速機(jī)，5是電動(dòng)機(jī)，6是滾子，7是固定銷，8是減磨助滑組件a，9是減磨助滑組件b，10是鋼 珠，11是齒輪，12是齒條，13是太陽能接收組件。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3、圖4所示，帶齒條或齒孔的長桿2套裝在滑套 1內(nèi)，驅(qū)動(dòng)輪3安裝在滑套1的一側(cè)并與帶齒條或齒孔的長桿2上的齒條或齒孔相嚙合，驅(qū) 動(dòng)輪3由蝸輪蝸桿減速機(jī)4驅(qū)動(dòng)，蝸輪蝸桿減速機(jī)4由電動(dòng)機(jī)5帶動(dòng)。本實(shí)施例的帶齒條 或齒孔的長桿2上沖有齒孔(或鏈孔)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)5得電旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過減速機(jī)4的減速，將低 速大轉(zhuǎn)矩傳遞給帶齒的驅(qū)動(dòng)輪3，通過帶齒的驅(qū)動(dòng)輪3與帶齒條或齒孔的長桿2上齒孔(或 鏈孔)的相互嚙合，推動(dòng)滑套1在帶齒條或齒孔的長桿2上作上、下運(yùn)動(dòng)，并由固接于滑套 1一側(cè)的鉸支孔帶動(dòng)太陽能接收器作垂直方向的俯仰運(yùn)動(dòng)。由于減速機(jī)4中至少有一級(jí)為蝸輪蝸桿副，具有自鎖功能，所以，無論滑套1處于 帶齒條或齒孔的長桿2上的任何位置，機(jī)構(gòu)都能可靠自鎖，不會(huì)在外力(如太陽能接收器重 力)的作用下產(chǎn)生上、下滑動(dòng)而移位。其中，為減少滑套1與帶齒條或齒孔的長桿2之間的摩擦力，在滑套1的兩側(cè)設(shè)置 了兩組滾子6，使得當(dāng)滑套1在帶齒條或齒孔的長桿2上作上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾子6在帶齒條或 齒孔的長桿2的兩相對(duì)面上作滾動(dòng)，減少了其磨擦力。本實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖5、圖6、圖7所示，其中工作原理與實(shí)施例一基 本相同，不同之處在于在滑動(dòng)套1的內(nèi)側(cè)面裝有減磨助滑組件8，此組件可用尼龍或聚四 氟乙烯或含石墨的填充高分子材料制造，減磨助滑組件8與帶齒條或齒孔的長桿2的四個(gè) 接觸面上有數(shù)條與帶齒條或齒孔的長桿長度方向相平行的凸棱，使得二者在工作中保持線 接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在所述的凸棱所限制的內(nèi)側(cè)空間里作有固體潤滑的上 下抽動(dòng)。本實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖5、圖8、圖9所示，其中工作原理與實(shí)施例一基 本相同，不同之處在于滑動(dòng)套1的內(nèi)側(cè)面裝有減磨助滑組件9，此組件可用尼龍或聚四氟 乙烯或含石墨的填充高分子材料制造，在減磨助滑組件9的四個(gè)平面上開有數(shù)列圓孔，孔 內(nèi)裝有能在其中自由滾動(dòng)的鋼珠10，使得減磨助滑組件9成為鋼珠固定架，二者得以在工 作中保持多點(diǎn)滾動(dòng)接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在減磨助滑組件9的滾動(dòng)鋼珠所限 制的內(nèi)側(cè)空間里作有固體潤滑和滾動(dòng)的上下滑動(dòng)。本實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)如圖10所示，本圖中帶齒條或齒孔的長桿2為帶齒的桿件，與 之相嚙合的驅(qū)動(dòng)輪3也為相應(yīng)的齒形。圖11、圖12是本發(fā)明的具體應(yīng)用示意圖，用一組本發(fā)明的電動(dòng)推桿裝置，再配之 太陽跟蹤傳感器及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可帶動(dòng)太陽能接收組件13對(duì)太陽作一坐標(biāo)跟蹤，使受光面 始終基本朝向太陽。用一組本發(fā)明的電動(dòng)推桿裝置，安裝在電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，可帶動(dòng)太陽能 接收組件13對(duì)太陽作二坐標(biāo)的精確跟蹤，使受光面始終朝向太陽。用二組本發(fā)明的電動(dòng)推 桿裝置，安裝在互為垂直鉸聯(lián)的二自由度二層剛性支架上，并通過二座標(biāo)太陽跟蹤傳感器 以及電器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可驅(qū)動(dòng)太陽能接收組件13對(duì)太陽作二座標(biāo)精確跟蹤，使之受光面始終 朝向太陽。用二組本發(fā)明的電動(dòng)推桿裝置，安裝在電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，并通過二座標(biāo)太陽跟蹤 傳感器以及電器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可驅(qū)動(dòng)太陽能接收組件13對(duì)太陽作二座標(biāo)精確跟蹤，使之受光 面始終朝向太陽。
權(quán)利要求
一種電動(dòng)推桿，其特征在于包含一組滑動(dòng)套1、一根帶齒條或齒孔的長桿2、一個(gè)帶齒的驅(qū)動(dòng)輪3、一副蝸輪蝸桿減速機(jī)4、一只電動(dòng)機(jī)5，構(gòu)成一套所述的電動(dòng)推桿裝置；帶齒條或齒孔的長桿2套裝在滑動(dòng)套1內(nèi)，帶齒的驅(qū)動(dòng)輪3安裝在滑套1的一側(cè)并與帶齒條或齒孔的長桿2上的齒條或齒孔相嚙合，帶齒的驅(qū)動(dòng)輪3由蝸輪蝸桿減速機(jī)4驅(qū)動(dòng)，蝸輪蝸桿減速機(jī)4由電動(dòng)機(jī)5帶動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)推桿裝置，其特征在于滑動(dòng)套1的周邊分兩行分布著 數(shù)對(duì)滾子6，滾子6可在固定銷7內(nèi)自由滾動(dòng)，帶齒條或齒孔的長桿2可在數(shù)對(duì)滾子6所限 制的內(nèi)側(cè)空間里作上下抽動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)推桿裝置，其特征在于滑動(dòng)套1的內(nèi)側(cè)面四周均裝有 減磨助滑組件8，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯或含石墨的填充高分子材料制造，減磨助滑 組件8與帶齒條或齒孔的長桿2的四個(gè)接觸面上有數(shù)條與帶齒條或齒孔的長桿長度方向相 平行的凸棱，使得二者在工作中保持線接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在所述的凸棱 所限制的內(nèi)側(cè)空間里作上下抽動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)推桿裝置，其特征在于滑動(dòng)套1的內(nèi)側(cè)面裝有減磨助 滑組件9，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯或含石墨的填充高分子材料制造，在減磨助滑組件 9的四個(gè)平面上開有數(shù)列圓孔，孔內(nèi)裝有能在其中自由滾動(dòng)的鋼珠10，使得減磨助滑組件9 成為鋼珠固定架，二者得以在工作中保持多點(diǎn)滾動(dòng)接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在 減磨助滑組件9的滾動(dòng)鋼珠10所限制的內(nèi)側(cè)空間里作上下滑動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)推桿裝置，其特征在于帶齒條或齒孔的長桿2是一根 帶有齒條或帶有一列至數(shù)列齒孔的桿件，其齒形可以是漸開線圓柱齒、圓弧齒、矩形齒、滾 子鏈齒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的電動(dòng)推桿裝置，其特征在于帶齒條或齒孔的長桿2的 橫剖面形狀可以是矩形、帶定位凸棱或定位凹槽的圓形、橢圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述的電動(dòng)推桿裝置，其特征在于帶齒條或齒孔的長桿2 可用空芯或?qū)嵭镜慕饘傩筒闹圃?，也可以用?jīng)折制的金屬板材與齒條或帶有已預(yù)沖出齒孔 排的構(gòu)件復(fù)合而成，其一端可以留一鉸支孔，用以與其它構(gòu)件相鉸接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)推桿裝置，其特征在于與電機(jī)相聯(lián)接的減速機(jī)構(gòu)可以 由多級(jí)齒輪或鏈輪或皮帶輪級(jí)聯(lián)而成，但至少有一級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)副，以使機(jī)構(gòu)能自鎖。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的電動(dòng)推桿裝置，其特征在于用一組所述的電動(dòng)推桿裝 置，通過一座標(biāo)太陽跟蹤傳感器以及一套電器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可帶動(dòng)太陽能光伏電池板、太陽能 光熱接收器、太陽蓬對(duì)太陽作一坐標(biāo)跟蹤，使受光面始終基本朝向太陽；用二組所述的電動(dòng) 推桿裝置安裝在互為垂直鉸聯(lián)的二自由度二層剛性支架上，并通過二座標(biāo)太陽跟蹤傳感器 以及電器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可驅(qū)動(dòng)太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對(duì)太陽作全方位 跟蹤，使之受光面始終朝向太陽。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8所述的電動(dòng)推桿裝置，其特征在于用所述的電動(dòng)推桿裝置 裝在一個(gè)水平電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，并通過二座標(biāo)太陽跟蹤傳感器以及電器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可驅(qū)動(dòng) 太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對(duì)太陽作三維跟蹤，使之受光面始終朝向太 陽。
全文摘要
一種電動(dòng)推桿，屬于太陽能應(yīng)用領(lǐng)域，用于太陽能集熱、采熱系統(tǒng)以及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽方位的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤設(shè)備的原動(dòng)件，在傳動(dòng)方式上，一改傳統(tǒng)的“樞軸式”驅(qū)動(dòng)為高效、穩(wěn)定的“邊緣式”驅(qū)動(dòng)，減少了設(shè)備的自重和功耗，降低成本，提高了抗風(fēng)能力。其特征為包含一組滑動(dòng)套1、一根帶齒條或齒孔的長桿2、一個(gè)帶齒的驅(qū)動(dòng)輪3、一副蝸輪蝸桿減速機(jī)4、一只電動(dòng)機(jī)5，構(gòu)成一套所述的電動(dòng)推桿裝置；長桿2套裝在滑動(dòng)套1內(nèi)，驅(qū)動(dòng)輪3安裝在滑動(dòng)套1的一側(cè)并與長桿2上的齒條或齒孔相嚙合，驅(qū)動(dòng)輪3由蝸輪蝸桿減速機(jī)4驅(qū)動(dòng)，蝸輪蝸桿減速機(jī)4由電動(dòng)機(jī)5帶動(dòng)。用一套所述的電動(dòng)推桿可組成一維太陽跟蹤系統(tǒng)，用二套所述的電動(dòng)推桿在平面上互成90°安裝，即可組成二維的太陽跟蹤系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02N6/00GK101924419SQ200910111999
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者陳鼎凌 申請(qǐng)人:陳鼎凌