專利名稱：液壓桿傳動單點同步支撐跟蹤采光太陽能家用電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽光自動跟蹤技術(shù)，特別是一種可用于多個太陽能電池板或多
個其他太陽能接收設備同步自動跟蹤太陽光的液壓桿傳動單點同步支撐跟蹤采光太陽能 家用電源，該太陽能家用電源可固定在外墻面上并可以帶動多個太陽能電池板同步自動跟 蹤太陽光，完成太陽能的自動跟蹤采集。
背景技術(shù)：
太陽能是一種清潔能源，取之不盡、用之不竭，也不會造成環(huán)境污染，如今，無論在 沿海城市，還是在內(nèi)陸城市，太陽能產(chǎn)品正越來越多地進入人們的視野，太陽能路燈、太陽 能草坪燈、太陽能庭院燈、太陽能樓道燈、公交站臺燈、交通信號燈等等，但這些太陽能產(chǎn)品 的太陽能接收元件大多以位置固定方式接收太陽光的，因不能全天與太陽光保持垂直，造 成太陽能利用率低下。近年來國外在一些太陽能電站的光伏矩陣中實現(xiàn)了太陽光的自動跟 蹤，在全國各地也有一些小型、中型的太陽能電站投入運行，他們的接收元件有些是以位置 固定方式接收太陽光的，有些實現(xiàn)了太陽光的自動跟蹤，但這些跟蹤裝置的水平跟蹤轉(zhuǎn)動 軸垂直于地平面，豎直跟蹤轉(zhuǎn)動軸與地平面平行，水平和豎直兩個方向必須實時跟蹤才能 實現(xiàn)太陽能電池板接收平面與太陽光保持垂直，使得這些跟蹤裝置結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大、造 價高、能耗大，難以推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的跟蹤裝置機械結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大、成本高、能耗大等缺點，本發(fā) 明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足對現(xiàn)有技術(shù)進行了改進，把三維跟蹤分解為軌道跟蹤和軌道俯 角跟蹤，并以此為依據(jù)提出了一種結(jié)構(gòu)簡單可靠、成本低，跟蹤能耗小、抗風能力強的太陽 能家用電源。該太陽能家用電源的每個太陽能電池板的連接軸的軸線與地球繞太陽運行軌 道的軸線平行，太陽能電池板可在控制系統(tǒng)的驅(qū)動下繞該連接軸的軸線轉(zhuǎn)動，從而使太陽 能電池板平面實時保持與太陽光垂直，實現(xiàn)太陽能家用電源的軌道跟蹤。另一個連接軸與 每個太陽能電池板的連接軸的軸線垂直，該太陽能家用電源的所有太陽能電池板可在控制 系統(tǒng)的驅(qū)動下同時同步的繞該連接軸轉(zhuǎn)動，可調(diào)整每個太陽能電池板的連接軸的軸線與地 球繞太陽運行軌道的軸線保持平行，實現(xiàn)太陽能家用電源的軌道俯角跟蹤。因地球繞太陽 運行一年，連接軸的軸線相對于地球繞太陽運行軌道的軸線變化很緩慢，所以該方向的調(diào) 整可一天或幾天進行一次，可大大降低太陽能家用電源的跟蹤能耗。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是每一個太陽能電池板都通過一組軸 線相互重合的連接軸牢固的串接在一起，并且每個太陽能電池板的重量均勻分布在該太陽 能電池板的連接軸的軸線兩側(cè)，各太陽能電池板的上表面相互平行，每個太陽能電池板的 各連接軸都通過軸承和軸承架被安裝在同一組相互平行的支撐梁上，各支撐梁牢固的固定 在同一組相互平行的支撐架上，各支撐梁和各支撐架相互垂直，使得每個太陽能電池板可 繞該太陽能電池板的連接軸的軸線光滑的轉(zhuǎn)動，各太陽能電池板的連接軸的軸線相互平行并且各太陽能電池板的連接軸的軸線與地球繞太陽運行軌道的軸線平行，使得太陽光線與 各太陽能電池板的連接軸的軸線垂直。 上述各支撐架通過一組軸線相互重合的連接軸與一組三角架光滑的相連接，各三
角架都牢固的固定在外墻面上，并且該組連接軸的軸線與各太陽能電池板的連接軸的軸線
相互垂直且該組連接軸的軸線與地表面平行，上述各支撐架可繞該組連接軸的軸線光滑的
轉(zhuǎn)動并通過上述各支撐梁帶動各太陽能電池板繞該組連接軸的軸線同時同步同向的轉(zhuǎn)動。 每一個太陽能電池板的連接軸上都牢固的與連接軸垂直的安裝了一個連桿，并且
每一個太陽能電池板連接軸上的連桿的各項尺寸對應相等，各太陽能電池板連接軸上的連
桿的另一端都通過一個銷軸與同一個長直連桿光滑的相連接。 在上述相互平行的支撐梁中的一個支撐梁上牢固的固定了 一個減速箱體和一個 連接架，在減速箱體內(nèi)安裝了由電機、蝸桿、蝸輪、小直齒輪一、大直齒輪一和驅(qū)動軸構(gòu)成的 減速驅(qū)動機構(gòu)，電機牢固的固定在減速箱體內(nèi)，在減速箱體內(nèi)小直齒輪一與電機的電機軸 同心軸線相互重合且小直齒輪一牢固的固定在電機的電機軸上，大直齒輪一與蝸桿同心軸 線相互重合且大直齒輪一牢固的固定在蝸桿上，蝸桿通過軸承和軸承架被安裝在減速箱體 上，驅(qū)動軸通過軸承和軸承架被安裝在減速箱體上，蝸輪與驅(qū)動軸同心軸線相互重合且蝸 輪牢固的固定在驅(qū)動軸上，小直齒輪一和大直齒輪一 良好的相齒合，蝸桿與蝸輪良好的相 齒合。驅(qū)動軸的一端從減速箱體內(nèi)伸出并和減速箱體外的小直齒輪三相連接，小直齒輪三 與驅(qū)動軸同心軸線相互重合且小直齒輪三牢固的固定在驅(qū)動軸上，大直齒輪三和一個太陽 能電池板的連接軸同心軸線相互重合且大直齒輪三牢固的固定在該連接軸上，小直齒輪三 和大直齒輪三良好的相齒合，大直齒輪三可通過該連接軸帶動該太陽能電池板繞該組連接 軸的軸線光滑的轉(zhuǎn)動，并通過該太陽能電池板連接軸上的連桿帶動長直連桿運動，長直連 桿通過各組連接軸上的連桿帶動各太陽能電池板繞各組連接軸的軸線同時同步同向的光 滑的轉(zhuǎn)動，使得各太陽能電池板的上表面與太陽光線保持垂直。 當太陽光線與各太陽能電池板的上表面偏離垂直位子時由控制系統(tǒng)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)
動，電機通過小直齒輪一、大直齒輪一、小直齒輪三、大直齒輪三、蝸桿、蝸輪、長直連桿和各
太陽能電池板連接軸上的連桿帶動各太陽能電池板同時同步同向的繞各太陽能電池板連
接軸的軸線轉(zhuǎn)動，使得各太陽能電池板的上表面同時恢復到與太陽光線垂直位子上。 在減速箱體外還安裝了由活塞桿和活塞缸體構(gòu)成的液壓桿、連接架、輔支撐桿構(gòu)
成的支撐連動機構(gòu)。 在減速箱體外由活塞桿和活塞缸體構(gòu)成的液壓桿位于連接架的下端，連接架的下 端通過銷軸一與活塞桿的上端光滑的相連接，活塞桿的下端光滑的伸入活塞缸體內(nèi)，活塞 缸體的下端通過銷軸二與輔支撐桿的上端光滑的相連接，輔支撐桿的下端通過連接板牢固 的固定在外墻面上。 當各太陽能電池板的連接軸的軸線與地球繞太陽運行軌道的軸線偏離平行位子 時，通過對液壓桿的上油腔加壓注油下油腔放油或?qū)ι嫌颓环庞拖掠颓患訅鹤⒂蛶踊钊?桿沿液壓桿的軸線上下運動，并通過液壓桿、連接架帶動各太陽能電池板同時、同步、同向 的繞連接支撐架和三角架的連接軸的軸線轉(zhuǎn)動，使得各太陽能電池板的連接軸的軸線同時 恢復到與地球繞太陽運行軌道的軸線平行位子上。 當電機不加電轉(zhuǎn)動時，因蝸桿、蝸輪和長絲杠傳動的單向性和不可逆性，太陽能電池板不會在風力、以及其他外力作用下運動，因此該裝置具有良好的抗風性能。 本發(fā)明的有益效果是由蝸桿、蝸輪和長絲杠傳動的單向性和不可逆性，可實現(xiàn)良
好的抗風性能，跟蹤能耗小、成本低，結(jié)構(gòu)簡單可靠。


下面以五個太陽能電池板為實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明的整體原理圖。 圖2是本發(fā)明的A-A剖視圖。 圖3是本發(fā)明的B-B剖視圖。 圖4是本發(fā)明的C-C剖視圖。 圖5是本發(fā)明的減速箱的放大剖視圖。 圖1 、圖2、圖3、圖4和圖5中，太陽能電池板一 1-1-1 ，太陽能電池板二 1-2-1 ，太陽 能電池板三l-3-l，太陽能電池板四l-4-l，太陽能電池板五l-5-l，活塞桿2-1-1，活塞缸體
2- 2-1，上油腔2-3-1，下油腔2-3-2，三角架一 3_1，三角架二 3-2，輔支撐桿一 3_3，連接板
3- 5，支撐架一 4-1-1 ，支撐架二 4-1-2，支撐梁一 4-2-1 ，支撐梁二 4-2-2，連接軸一 5-1-1 ，連 接軸二 5-1-2，銷軸一 5-2-1，銷軸二 5-3-1 ，連接架一 6-1-1 ，減速箱蓋7-l，減速箱體7-2， 銷軸三8-1，銷軸四8-2，銷軸五8-3，銷軸六8-4，銷軸七8-5，下連接軸一 9-1-1，上連接軸
一 9-1-2，下連接軸二 9-2-1 ，上連接軸二 9-2-2，下連接軸三9_3_1 ，上連接軸三9_3_2，下連 接軸四9-4-1 ，上連接軸四9-4-2，下連接軸五9-5-1，上連接軸五9-5-2，連桿一 10-l，連桿
二 10-2，連桿三10-3，連桿四10-4，連桿五10-5，長直連桿11，電機12-1，小直齒輪一 14-1， 大直齒輪一 14-2，蝸桿15-1，蝸輪16-1，驅(qū)動軸17-1，控制系統(tǒng)電路板18，小直齒輪三19， 大直齒輪三20。
具體實施例方式
在圖1圖2和圖3中，太陽能電池板一 l-l-l、太陽能電池板二 l-2-l、太陽能電池 板三l-3-l、太陽能電池板四1-4-1和太陽能電池板五1-5-1的上表面相互平行。連接軸也 被分成五組，下連接軸一 9-1-1和上連接軸一 9-1-2為第一組，下連接軸二 9-2-1和上連接 軸二 9-2-2為第二組，下連接軸三9-3-1和上連接軸三9-3-2為第三組，下連接軸四9_4_1 和上連接軸四9-4-2為第四組，下連接軸五9-5-1和上連接軸五9-5-2為第五組。支撐梁 一 4-2-1和支撐梁二 4-2-2被牢固的固定在支撐架一 4-1-1和支撐架二 4-1-2上，支撐梁一
4- 2-1和支撐梁二 4-2-2相互平行。支撐梁一 4-2-l、支撐梁二 4_2_2和支撐架一 4_1_1、支 撐架二 4-1-2相互垂直，支撐架一 4-1-1通過連接軸5-1-1與三角架一 3-1的上端光滑的 相連接，支撐架二 4-1-2通過連接軸二 5-1-2與三角架二 3-2的上端光滑的相連接，三角架 一 3-1和三角架二 3-2的牢固的固定在外墻面上，連接軸一 5-1-1和連接軸二 5-1-2同心 軸線相互重合，支撐架一 4-1-1和支撐架二 4-1-2可帶動支撐梁一 4-2-1和支撐梁二 4-2-2 繞連接軸一 5-1-1和連接軸二 5-1-2光滑的轉(zhuǎn)動。讓i分別取一、二、三、四、五。第i個太 陽能電池板通過第i組連接軸牢固的串接在一起，第i組的各個連接軸同心且各個連接軸 的軸線相互重合，第i個太陽能電池板的重量均勻分布在第i組連接軸的軸線兩側(cè)，第i組 的上連接軸通過軸承及軸承架被安裝在支撐梁4-2-2上，第i組的下連接軸通過軸承及軸
5承架被安裝在支撐梁4-2-1上，第i個太陽能電池板可繞第i組連接軸的軸線光滑的轉(zhuǎn)動。 各組連接軸的軸線相互平行且各組連接軸的軸線與地球繞太陽運行軌道的軸線平行。
在圖1、圖2、圖3，圖4和圖5中，減速箱體7-2和連接架一 6-1-1牢固的固定在支 撐梁二 4-2-2上，控制系統(tǒng)電路板18被安裝在減速箱體7-2內(nèi)，在減速箱體7-2內(nèi)安裝了由 電機12-1、蝸桿15-1、蝸輪16-1、小直齒輪一 14-1、大直齒輪一 14-2和驅(qū)動軸17-1構(gòu)成的 減速驅(qū)動機構(gòu)，電機12-1良好的固定在減速箱體7-2上，小直齒輪一 14-1與電機12-1的電 機軸同心軸線相互重合且小直齒輪一 14-1牢固的固定在電機12-1的電機軸上，大直齒輪 一 14-2與蝸桿15-1同心軸線相互重合且大直齒輪一 14-2牢固的固定在蝸桿15-1上，蝸 輪16-1與驅(qū)動軸17-1同心軸線相互重合且蝸輪16-1牢固的固定在驅(qū)動軸17-1上，蝸桿 15-1通過軸承和軸承架安裝在減速箱體7-2上，驅(qū)動軸17-1通過軸承和軸承架安裝在減速 箱體7-2上，小直齒輪一 14-1和大直齒輪一 14-2良好的相齒合，蝸桿15-1與蝸輪16-1良 好的相齒合，驅(qū)動軸17-1的一端從減速箱體7-2內(nèi)伸出并和小直齒輪三19相連接，小直齒 輪三19與驅(qū)動軸17-1同心軸線相互重合且小直齒輪三19牢固的固定在驅(qū)動軸17-1上。
連桿一 10-1的一端牢固的固定在上連接軸一 9-1-2上，連桿二 10-2的一端牢固 的固定在上連接軸二 9-2-2上，連桿三10-3的一端牢固的固定在上連接軸三9-3-2上，連 桿四10-4的一端牢固的固定在上連接軸四9-4-2上，連桿五10-5的一端牢固的固定在上 連接軸五9-5-2上，大直齒輪三20與上連接軸三9-5-2同心軸線相互重合且大直齒輪三20 牢固的固定在上連接軸三9-5-2上，小直齒輪三19與大直齒輪三20良好的相齒合。
長直連桿11通過銷軸三8-l、銷軸四8-2、銷軸五8-3、銷軸六8-4和銷軸七8-5與 連桿一 10-1、連桿二 10-2、連桿三10-3、連桿四10-4和連桿五10-5的另一端光滑的相連 接。 當電機12-1轉(zhuǎn)動時，電機12-1通過小直齒輪一 14-1、大直齒輪一 14-2、蝸桿
15-1、蝸輪16-1、驅(qū)動軸17-1和小直齒輪三19帶動大直齒輪三20轉(zhuǎn)動，大直齒輪三20通
過連桿三10-5帶動長直連桿11并通過長直連桿11和連桿一 10-1、連桿二 10-2、連桿三
10-3、連桿四10-4和連桿五10-5帶動各組太陽能電池板繞各太陽能電池板的連接軸的軸
線同時、同步、同向跟隨太陽光轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)太陽能家用電源的軌道跟蹤。 在減速箱體7-2外還安裝了由活塞桿2-1-1和活塞缸體2-2-1構(gòu)成的液壓桿、連
接架6-l-l、輔支撐桿3-3構(gòu)成的支撐連動機構(gòu)。 由活塞桿2-1-1和活塞缸體2-2-1構(gòu)構(gòu)成的液壓桿位于連接架6-1-1的下端，連 接架6-1-1的下端通過銷軸一 5-2-1與活塞桿2-1-1的上端光滑的相連接，活塞桿2-1-1 的下端光滑的伸入活塞缸體2-2-1內(nèi)，活塞缸體2-2-1的下端通過銷軸二 5-3-1與輔支撐 桿3-3的上端光滑的相連接，輔支撐桿3-3的下端通過連接板3-5牢固的固定在外墻面上。
當各太陽能電池板的連接軸的軸線與地球繞太陽運行軌道的軸線偏離平行位子 時，通過對液壓桿和的上油腔2-3-1加壓注油下油腔2-3-2放油或?qū)ι嫌颓?-3-1放油下 油腔2-3-2加壓注油帶動活塞桿2-1-1沿液壓桿的軸線上下運動，并通過液壓桿和連接架 6-1-1帶動各太陽能電池板同時、同步、同向的繞連接支撐架一 4-l-l、支撐架一 4-1-2和三 角架一 3-l、三角架二 3-2的連接軸的軸線轉(zhuǎn)動，使得各太陽能電池板的連接軸的軸線同時 恢復到與地球繞太陽運行軌道的軸線平行位子上。實現(xiàn)太陽能家用電源的軌道俯角跟蹤。
控制系統(tǒng)電路板18被安裝在減速箱體7-2內(nèi)，控制系統(tǒng)電路板18可實時監(jiān)測太陽的位子和太陽運行軌道的俯角變化，并驅(qū)動電機一 12-1和電機二 12-2完成太陽能家用 電源的軌道跟蹤和軌道俯角跟蹤。
權(quán)利要求
一個由連接架、三角架、連接板、輔支撐桿、支撐架、支撐梁、由活塞桿和活塞缸體構(gòu)成的液壓桿、銷軸、電機、蝸桿、蝸輪、驅(qū)動軸、小直齒輪一、大直齒輪一、小直齒輪三、大直齒輪三、控制系統(tǒng)電路板、長直連桿、連接軸、連桿、太陽能電池板和減速箱體構(gòu)成的液壓桿傳動單點同步支撐跟蹤采光太陽能家用電源，其特征是每一個太陽能電池板都通過一組軸線相互重合的連接軸牢固的串接在一起，并且每個太陽能電池板的重量均勻分布在該太陽能電池板的連接軸的軸線兩側(cè)，且各太陽能電池板的上表面相互平行，每個太陽能電池板的各個連接軸都通過軸承和軸承架被安裝在同一組相互平行的支撐梁上，各支撐梁牢固的固定在同一組相互平行的支撐架上，各支撐梁和各支撐架相互垂直，各太陽能電池板的連接軸的軸線相互平行并且各太陽能電池板的連接軸的軸線與地球繞太陽運行軌道的軸線平行，上述各支撐架通過一組軸線相互重合的連接軸與一組三角架光滑的相連接，并且該組連接軸的軸線與各太陽能電池板的連接軸的軸線相互垂直且該組連接軸的軸線與地表面平行，每一個太陽能電池板的連接軸上都牢固的與連接軸垂直的安裝了一個連桿，各個太陽能電池板連接軸上的連桿完全相同，各太陽能電池板連接軸上的連桿的另一端都通過一個銷軸與同一個長直連桿光滑的相連接，在上述相互平行的支撐梁中的一個支撐梁上牢固的固定了一個減速箱體和一個連接架，在減速箱體內(nèi)安裝了由電機、蝸桿、蝸輪、小直齒輪一、大直齒輪一和驅(qū)動軸構(gòu)成的減速驅(qū)動機構(gòu)，電機牢固的固定在減速箱體內(nèi)，蝸桿通過軸承和軸承架被安裝在減速箱體上，驅(qū)動軸通過軸承和軸承架被安裝在減速箱體上，在減速箱體內(nèi)小直齒輪一與電機的電機軸同心軸線相互重合且小直齒輪一牢固的固定在電機的電機軸上，大直齒輪一與蝸桿同心軸線相互重合且大直齒輪一牢固的固定在蝸桿上，蝸輪與驅(qū)動軸同心軸線相互重合且蝸輪牢固的固定在驅(qū)動軸上，小直齒輪一和大直齒輪一良好的相齒合，蝸桿與蝸輪良好的相齒合，驅(qū)動軸的一端從減速箱體內(nèi)伸出并和減速箱體外的小直齒輪三相連接，小直齒輪三與驅(qū)動軸同心軸線相互重合且小直齒輪三牢固的固定在驅(qū)動軸上，大直齒輪三和一個太陽能電池板的連接軸同心軸線相互重合且大直齒輪三牢固的固定在該連接軸上，小直齒輪三和大直齒輪三良好的相齒合，在減速箱體外還安裝了由活塞桿和活塞缸體構(gòu)成的液壓桿、連接架、輔支撐桿構(gòu)成的支撐連動機構(gòu)，在減速箱體外由活塞桿和活塞缸體構(gòu)成的液壓桿位于連接架的下端，連接架的下端通過一個銷軸與活塞桿的上端光滑的相連接，活塞桿的下端光滑的伸入活塞缸體內(nèi)，活塞缸體的下端通過另一個銷軸與輔支撐桿的上端光滑的相連接，輔支撐桿的下端通過連接板牢固的固定在外墻面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓桿傳動單點同步支撐跟蹤采光太陽能家用電源，其特征是安裝在各太陽能電池板的連接軸上的連桿的各項尺寸對應相等。
全文摘要
一種可由電機和液壓桿驅(qū)動，可實現(xiàn)太陽光采集自動跟蹤的液壓桿傳動單點同步支撐跟蹤采光太陽能家用電源，它可由液壓桿、電機、直齒輪、連桿、長直連桿、蝸桿和蝸輪等組成的機械傳動機構(gòu)帶動多個太陽能電池板完成同步自動跟蹤太陽光運動，可用來帶動多個太陽能電池板實現(xiàn)太陽光采集的群同步自動跟蹤。
文檔編號H02N6/00GK101795095SQ20101013376
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者張立君 申請人:北京印刷學院