專利名稱：太陽能光熱發(fā)電巨型支架鏡場曲軸頂桿式傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能光熱發(fā)電巨型支架鏡場曲軸頂桿式傳動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外槽式光熱發(fā)電跟蹤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多采用液壓杠桿、液壓馬達(dá)等傳動(dòng)方式。 使用液壓傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，附屬設(shè)備較多，由于工作在高壓狀態(tài)，對管路的材料和連接方式要求很高，跑冒滴漏現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，安全防火壓力很大，高壓油泵需要定期保養(yǎng)并且故障率較高，維護(hù)困難，維修工作量大，消耗的能量較大。目前也有一些采用純機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式的，如蝸輪蝸桿式減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，目前均不是主流產(chǎn)品，市場運(yùn)用不是很多，其在使用和應(yīng)用上均存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種純機(jī)械傳動(dòng)方式，具有減速比大、運(yùn)行平穩(wěn)、是一種比較理想的有發(fā)展?jié)摿Φ奶柲芄夥鉄岚l(fā)電傳動(dòng)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明太陽能光熱發(fā)電巨型支架鏡場曲軸頂桿式傳動(dòng)系統(tǒng)，包括主螺旋頂桿機(jī)構(gòu)、副螺旋頂桿機(jī)構(gòu)和曲柄曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，主螺旋頂桿機(jī)構(gòu)包括主頂桿，副螺旋頂桿機(jī)構(gòu)包括副頂桿，曲柄曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主曲柄、副曲柄和曲軸，主曲柄和副曲柄的固定端均安裝在曲軸上，主曲柄的活動(dòng)端與主頂桿的活動(dòng)端活動(dòng)連接，副曲柄的活動(dòng)端與副頂桿的活動(dòng)端活動(dòng)連接；主曲柄和副曲柄沿其旋轉(zhuǎn)方向上錯(cuò)位設(shè)置，主頂桿和副頂桿推動(dòng)或拉動(dòng)相應(yīng)的主曲柄、副曲柄進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，來完成力矩的輸出。進(jìn)一步，所述主曲柄和副曲柄沿其旋轉(zhuǎn)方向間隔設(shè)置的角度為60度到120度之間，兩者相差的角度最優(yōu)為90度。進(jìn)一步，所述主曲柄與主頂桿之間、所述副曲柄與副頂桿之間均采用曲柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)式連接。進(jìn)一步，所述曲軸分為3段，3段曲軸均通過軸承安裝在機(jī)架上，其中，第一段曲軸和第二段曲軸之間設(shè)置有所述主曲柄，第二段曲軸和第三段曲軸之間設(shè)置有所述副曲柄， 第一段曲軸和第三段曲軸的外側(cè)均設(shè)置有用于力矩輸出的法蘭盤，該法蘭盤與跟蹤支架的法蘭相固定，帶動(dòng)整個(gè)跟蹤支架系統(tǒng)在可控的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)一步，所述主頂桿的外表面上設(shè)置有螺旋齒形，其下端套裝在主絲杠套管內(nèi)，主絲杠套管上設(shè)置有主螺旋驅(qū)動(dòng)裝置，該主螺旋驅(qū)動(dòng)裝置包括主步進(jìn)電機(jī)和主減速機(jī)，主步進(jìn)電機(jī)通過齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述主頂桿沿其軸線上下運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步，所述主絲杠套管的下端設(shè)置有主鉸接頭，該主鉸接頭通過鉸接軸與設(shè)置在所述機(jī)架上的主底座活動(dòng)連接。進(jìn)一步，所述副頂桿的外表面上設(shè)置有螺旋齒形，其下端套裝在副絲杠套管內(nèi)，副絲杠套管上設(shè)置有副螺旋驅(qū)動(dòng)裝置，該副螺旋驅(qū)動(dòng)裝置包括副步進(jìn)電機(jī)和副減速機(jī)，副步進(jìn)電機(jī)通過齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述副頂桿沿其軸線上下運(yùn)動(dòng)。
進(jìn)一步，所述副絲杠套管的下端設(shè)置有容隙器，容隙器包括與所述副絲杠套管固定連接的缸套，缸套內(nèi)設(shè)置有滑塊，滑塊與缸套的頂壁之間設(shè)置有上彈簧，滑塊與缸套下部連接的法蘭之間設(shè)置有下彈簧。進(jìn)一步，所述機(jī)架上還設(shè)置有副底座，副底座上通過鉸接軸活動(dòng)連接有副鉸接頭， 該副鉸接頭的上端頭穿過所述法蘭的中心孔后與所述滑塊固定連接。進(jìn)一步，所述缸套的側(cè)壁上設(shè)置有安裝孔，所述滑塊上設(shè)置有固定螺絲，該固定螺絲穿過安裝孔，固定螺絲的外端通過固定連接角設(shè)置有位置傳感器。進(jìn)一步，所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，所述位置傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測位置的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給控制系統(tǒng)，所述滑塊偏離預(yù)定的0點(diǎn)位置達(dá)設(shè)定的距離時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)所述副步進(jìn)電機(jī)予以伸縮調(diào)整。進(jìn)一步，所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括太陽位置傳感器、氣象環(huán)境傳感器和角度傳感器，該角度傳感器設(shè)置在所述法蘭盤上，太陽位置傳感器用于感應(yīng)太陽光線在經(jīng)度方向上照射角度的變化信息，氣象環(huán)境傳感器用于監(jiān)測天氣綜合信息，角度傳感器用于監(jiān)測曲柄運(yùn)行的角度和象限的信息，這些信息均傳送到所述控制系統(tǒng)，經(jīng)分析處理后向所述主步進(jìn)電機(jī)、副步進(jìn)電機(jī)輸送控制命令，來執(zhí)行高精度跟蹤、正常復(fù)位或緊急返回的工作。本發(fā)明采用純機(jī)械傳動(dòng)方式，具有減速比大、運(yùn)行平穩(wěn)、可以自鎖、輸出力矩大等特點(diǎn)，滿足了光熱發(fā)電定日跟蹤系統(tǒng)的傳動(dòng)使用要求。


圖1為本發(fā)明主視圖； 圖2為圖1中A-A向視圖； 圖3為圖1中B-B向視圖； 圖4為圖3中I部放大圖； 圖5為圖3中II部放大圖； 圖6為圖2中III部放大圖； 圖7為圖1中IV部放大圖； 圖8為圖1中V部放大圖。
具體實(shí)施例方式下面，參考附圖，對本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。 因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。
如圖1至圖8所示，本發(fā)明太陽能光熱發(fā)電巨型支架鏡場曲軸頂桿式傳動(dòng)系統(tǒng)，包括主螺旋頂桿機(jī)構(gòu)、副螺旋頂桿機(jī)構(gòu)和曲柄曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，主螺旋頂桿機(jī)構(gòu)包括主頂桿401，副螺旋頂桿機(jī)構(gòu)包括副頂桿501，曲柄曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主曲柄300、副曲柄302和曲軸200，主曲柄300和副曲柄302的固定端均安裝在曲軸200上，主曲柄300的活動(dòng)端上設(shè)置有曲柄軸301，主頂桿401的活動(dòng)端通過鉸接頭402與曲柄軸301活動(dòng)連接。副曲柄 302的活動(dòng)端上也設(shè)置有曲柄軸301，副頂桿501的活動(dòng)端通過鉸接頭402與曲柄軸301活動(dòng)連接。主曲柄300和副曲柄302沿其旋轉(zhuǎn)方向上錯(cuò)位設(shè)置，即在主曲柄300和副曲柄 302的運(yùn)行圓周方向上，兩者相間隔設(shè)定的運(yùn)行方位角，本實(shí)施例中，主曲柄300和副曲柄 302沿其旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置的角度可在60度到120度之間選取。本設(shè)計(jì)最優(yōu)的角度相差90度。 主頂桿401和副頂桿501推動(dòng)或拉動(dòng)相應(yīng)的主曲柄300、副曲柄302進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，來完成力矩的輸出。曲軸200分為3段，3段曲軸均通過軸承407安裝在機(jī)架100上，其中，第一段曲軸 202和第二段曲軸203之間設(shè)置有主曲柄300，第二段曲軸203和第三段曲軸204之間設(shè)置有副曲柄302，第一段曲軸202和第三段曲軸204的外側(cè)均設(shè)置有用于力矩輸出的法蘭盤 201，法蘭盤201與外部設(shè)置的跟蹤支架的法蘭相固定，從而帶動(dòng)整個(gè)跟蹤支架系統(tǒng)在可控的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。主頂桿401的外表面上設(shè)置有螺旋齒形，其下端套裝在主絲杠套管400內(nèi)，主絲杠套管400的下端通過鎖緊螺母連接有主鉸接頭403，主鉸接頭403通過鉸接軸404與設(shè)置在機(jī)架100上的主底座405活動(dòng)連接。主絲杠套管400上設(shè)置有主螺旋驅(qū)動(dòng)裝置，該主螺旋驅(qū)動(dòng)裝置包括主步進(jìn)電機(jī)707和主減速機(jī)700，主步進(jìn)電機(jī)707通過齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主頂桿401沿其軸線上下運(yùn)動(dòng)。副頂桿501的外表面上設(shè)置有螺旋齒形，其下端套裝在副絲杠套管500內(nèi)，副絲杠套管500的下端設(shè)置有容隙器600，容隙器600包括與副絲杠套管500固定連接的缸套609， 缸套609內(nèi)設(shè)置有滑塊602，滑塊602與缸套609的頂壁之間設(shè)置有上彈簧603，缸套609 下部連接設(shè)置有法蘭601，滑塊602與法蘭601之間設(shè)置有下彈簧604。機(jī)架100上還設(shè)置有副底座408，副底座408上通過鉸接軸404活動(dòng)連接有副鉸接頭502，副鉸接頭502的上端頭穿過法蘭601的中心孔后與滑塊602固定連接。副絲杠套管500上設(shè)置有副螺旋驅(qū)動(dòng)裝置，該副螺旋驅(qū)動(dòng)裝置包括副步進(jìn)電機(jī)708和副減速機(jī)711，副步進(jìn)電機(jī)708通過齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)副頂桿501沿其軸線上下運(yùn)動(dòng)。缸套609的側(cè)壁上設(shè)置有安裝孔611，滑塊602上設(shè)置有固定螺絲606，固定螺絲 606穿過安裝孔611后，固定螺絲606的外端與固定連接角605連接固定，固定連接角605 上安裝有位置傳感器607的滑桿。本發(fā)明太陽能光熱發(fā)電巨型支架鏡場曲軸頂桿式傳動(dòng)系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)(圖中未示)、太陽位置傳感器、氣象環(huán)境傳感器和角度傳感器，位置傳感器607將實(shí)時(shí)監(jiān)測的位置信號傳輸給控制系統(tǒng)，滑塊602偏離預(yù)定的0點(diǎn)位置達(dá)到設(shè)定的距離時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)副步進(jìn)電機(jī)708予以調(diào)整。角度傳感器800設(shè)置在法蘭盤201上，太陽位置傳感器用于感應(yīng)太陽光線在經(jīng)度方向上照射角度的變化信息，氣象環(huán)境傳感器用于監(jiān)測天氣綜合信息，角度傳感器800用于監(jiān)測曲柄運(yùn)行的角度和象限的信息，這些信息均傳送到所述控制系統(tǒng)，經(jīng)自動(dòng)分析后依次向所述主步進(jìn)電機(jī)707、副步進(jìn)電機(jī)708輸送控制命令，來執(zhí)行高精度跟蹤、正常復(fù)位或緊急返回。工作中，分為以下三種工作狀態(tài) 一、高精度跟蹤狀態(tài)
當(dāng)控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入零點(diǎn)啟動(dòng)跟蹤時(shí)間或太陽光照射到太陽位置傳感器上時(shí)，系統(tǒng)需要進(jìn)入跟蹤狀態(tài)。太陽位置傳感器接受光線的照射，感應(yīng)太陽光線在經(jīng)度方向上照射角度的變化，并向控制電路輸出感應(yīng)信號。控制電路接受感應(yīng)信號并加以處理后，分兩路輸出到兩臺步進(jìn)電機(jī)主步進(jìn)電機(jī)707、副步進(jìn)電機(jī)708上，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。兩臺步進(jìn)電機(jī)根據(jù)曲軸200需要旋轉(zhuǎn)的角度和方向自動(dòng)控制其向右轉(zhuǎn)或向左旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)頂桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)或拉動(dòng)主曲柄300、副曲柄302運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)曲軸200旋轉(zhuǎn)，完成力矩的輸出，并保證0. 1度的跟蹤精度。運(yùn)動(dòng)中，主頂桿、副頂桿的推拉配合
本驅(qū)動(dòng)裝置采用雙頂桿式傳動(dòng)方式，即由主頂桿401與副頂桿501的設(shè)置角度不同，主頂桿401、副頂桿501分別控制的主曲柄300、副曲柄302與曲軸200的連接角度也不同，所以主頂桿401、副頂桿501每次需要推拉的伸長量亦有不同，伸長的方向亦不同。我們采用了笛卡爾坐標(biāo)系控制法
(1)主頂桿401帶動(dòng)主曲柄300旋轉(zhuǎn)，當(dāng)主曲柄300的中線位于第一象限或與0度線重合、副頂桿501傳動(dòng)副曲柄302的中線位于第四象限或與270度線重合時(shí)，主頂桿401、副頂桿501分別在主步進(jìn)電機(jī)707、副步進(jìn)電機(jī)708的驅(qū)動(dòng)下伸長。推動(dòng)各自的曲柄帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，此時(shí)主頂桿401帶動(dòng)副頂桿501通過270度的死點(diǎn)位置。兩臺控制電機(jī)的相位角相差 90度。(2)主頂桿401帶動(dòng)主曲柄300旋轉(zhuǎn)，當(dāng)主曲柄300的中線位于第二象限或與90 度線重合、副頂桿501傳動(dòng)副曲柄302的中線位于第一象限或與0度線重合時(shí)，主頂桿401 在主步進(jìn)電機(jī)707的驅(qū)動(dòng)下縮短，副頂桿501在副步進(jìn)電機(jī)708的推動(dòng)下伸長，控制副曲柄 302帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。此時(shí)副頂桿501帶動(dòng)主頂桿401通過90度死點(diǎn)位置。兩臺控制電機(jī)的相位角相差90度。(3)主頂桿401帶動(dòng)主曲柄300旋轉(zhuǎn)，當(dāng)主曲柄300的中線位于第三象限或與180 度線重合、副頂桿501傳動(dòng)副曲柄302的中線位于第二象限或與90度線重合時(shí)，主頂桿401 在主步進(jìn)電機(jī)707的驅(qū)動(dòng)下縮短，副頂桿501在副步進(jìn)電機(jī)708的推動(dòng)下也縮短，控制曲柄帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。此時(shí)主頂桿401帶動(dòng)副頂桿501通過90度死點(diǎn)位置。兩臺控制電機(jī)的相位角相差90度。(4)主頂桿401帶動(dòng)主曲柄300旋轉(zhuǎn)，當(dāng)主曲柄300的中線位于第四象限或與270 度線重合、副頂桿501傳動(dòng)副曲柄302的中線位于第三象限或與180度線重合時(shí)，主頂桿 401在主步進(jìn)電機(jī)707的驅(qū)動(dòng)下伸長，副頂桿501在副步進(jìn)電機(jī)708的推動(dòng)下縮短，控制曲柄帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。此時(shí)副頂桿501帶動(dòng)主頂桿401通過270度死點(diǎn)位置。兩臺控制電機(jī)的相位角相差90度。二、正常復(fù)位及緊急返回
正常復(fù)位當(dāng)一天跟蹤結(jié)束時(shí)，為了保證第二天的正常跟蹤運(yùn)行，定日跟蹤支架系統(tǒng)需要返回到預(yù)設(shè)的零點(diǎn)保護(hù)起始位置，即反射玻璃面垂直向下，以便維護(hù)和清潔，同時(shí)也防止灰塵降落在反射鏡的表面和飛禽動(dòng)物對玻璃表面的破壞。需要返回時(shí)，系統(tǒng)將確認(rèn)兩臺跟蹤用主步進(jìn)電機(jī)707、副步進(jìn)電機(jī)708處于停止?fàn)顟B(tài)，否則令其停止。然后啟動(dòng)返回程序，連續(xù)快速的返回到0點(diǎn)保護(hù)位置。返回操作執(zhí)行的順序與正常跟蹤時(shí)正好相反?？刂瞥绦蚍聪驁?zhí)行。緊急返回狀態(tài)當(dāng)遇到大風(fēng)大雨沙塵等災(zāi)害性天氣時(shí)，為了保護(hù)反射鏡玻璃及支架不被破壞，定日跟蹤支架系統(tǒng)需要緊急復(fù)位。當(dāng)氣象傳感器將有關(guān)信息傳送到控制系統(tǒng)時(shí)，控制系統(tǒng)即進(jìn)入到緊急返回狀態(tài)如果正處于跟蹤時(shí)態(tài)，首先令其結(jié)束跟蹤。然后控制系統(tǒng)根據(jù)角度傳感器800所顯示的當(dāng)前角度及象限，并以此角度值為返回程序的起點(diǎn)，執(zhí)行返回程序的操作，控制主副頂桿的伸長縮短，帶動(dòng)曲柄和曲軸旋轉(zhuǎn)，控制跟蹤裝置返回到 0點(diǎn)保護(hù)位置。當(dāng)警報(bào)解除后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入太陽光線尋找狀態(tài)，快速跟蹤旋轉(zhuǎn)，直到太陽位置傳感器檢測到太陽垂直光線時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入正常跟蹤狀態(tài)。三、容隙器工作原理
頂桿式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)屬于機(jī)械傳動(dòng)，由于零件在加工過程中存在著一定的誤差，兩臺電機(jī)在同時(shí)加電運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中不能絕對保持同步，各種零部件配合之間也有間隙存在。在主頂桿401、副頂桿501的正常工作時(shí)必然會出現(xiàn)兩根頂桿運(yùn)行的長度不一樣，并且隨著工作過程的延長，誤差也會積累，這是機(jī)械傳動(dòng)裝置的固有特點(diǎn)。我們設(shè)計(jì)的頂桿式傳動(dòng)裝置，在副頂桿的底部設(shè)計(jì)有容隙器600，把積累的誤差臨時(shí)存儲在容隙器600中，當(dāng)誤差積累到一定的長度時(shí)控制系統(tǒng)會自動(dòng)調(diào)整，消除間隙，保證雙頂桿的正常工作。當(dāng)主頂桿401、副頂桿501在正常工作時(shí)由于機(jī)械傳動(dòng)的誤差導(dǎo)致出現(xiàn)兩根頂桿運(yùn)行的長度不一樣時(shí)，所產(chǎn)生的距離誤差會被安裝在副頂桿501下端容隙器600中的上彈簧603、下彈簧604所吸收，彈簧可伸長縮短變化，同時(shí)利用彈簧的彈力保持副頂桿501具有一定的推拉力。位置傳感器607實(shí)時(shí)記錄滑塊602的位置變化。當(dāng)滑塊602偏離預(yù)定的 0點(diǎn)位置一定的距離時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)副步進(jìn)電機(jī)708予以調(diào)整。調(diào)整精度不大于 0. 5mm。保證消除副頂桿在一個(gè)跟蹤循環(huán)中積累的誤差。本發(fā)明主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn) 1.集成度較高
所有零件均按結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)，集成在螺旋頂桿上，減少了零件的數(shù)量，減輕了結(jié)構(gòu)的重量和復(fù)雜性，自動(dòng)控制更加容易。2.雙頂桿螺旋傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)
采用雙頂桿式傳動(dòng)方式，可獲得3000倍以上的傳動(dòng)比輸出。由于采用雙頂桿設(shè)計(jì)，并把頂桿設(shè)計(jì)成主、副傳動(dòng)關(guān)系，兩者的曲軸曲柄角度相差90度，因此在傳動(dòng)的過程當(dāng)中，當(dāng)主頂桿處于死點(diǎn)位置時(shí)，副頂桿可以帶動(dòng)主頂桿通過死點(diǎn)位置。反之亦然。并在控制系統(tǒng)的配合下保證0. 1度的跟蹤精度。3.大功率大推力輸出
由于采用頂桿式設(shè)計(jì)，頂桿上的螺旋齒形比齒輪齒形具有更高的機(jī)械強(qiáng)度。主副頂桿可以同時(shí)用力，所以可以輸出更大的功率。4.容隙
機(jī)械傳動(dòng)存在誤差，兩臺電機(jī)在同時(shí)加電運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中不能絕對保持同步，各種零部件配合之間也有間隙存在。并且隨著工作過程的延長，誤差也會積累，這是機(jī)械傳動(dòng)裝置的固有特點(diǎn)。我們設(shè)計(jì)了一種容隙器，消除間隙，保證了雙頂桿的正常工作。零件組成與功能
1.機(jī)架100為安裝固定傳動(dòng)部件的支架。所有固定零件都固定安裝在此支架上。2.曲軸200為曲柄傳動(dòng)的軸，主傳動(dòng)部件。其上安裝主曲柄300、副曲柄302及軸承407和法蘭盤201。3.法蘭盤201用于力矩輸出，與跟蹤支架的法蘭相固定，帶動(dòng)整個(gè)跟蹤支架系統(tǒng)在可控的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。安裝在曲軸200上。4.主曲柄300、副曲柄302安裝在曲柄軸301上。由主頂桿401、副頂桿501帶動(dòng)，撬動(dòng)曲軸200旋轉(zhuǎn)。5.曲柄軸301安裝在主曲柄300、副曲柄302的端部上，通過鉸接頭402分別連接主頂桿401、副頂桿501。6.主絲杠套管400用于安裝主頂桿401、螺旋驅(qū)動(dòng)裝置和主鉸接頭403。7.主頂桿401安裝在主絲杠套管400上，為主受力頂桿。其上安裝有曲柄軸301 和鉸接頭402。8.鉸接頭402安裝在主頂桿401、副頂桿501上，通過曲柄軸301與主曲柄300、 副曲柄302連接。9.主鉸接頭403安裝在主絲杠套管400底部，通過鉸接軸404與主底座405連接。10.鉸接軸404安裝在主鉸接頭403、副鉸接頭502上，并分別通過主底座405、副底座408與機(jī)架100相連。11.主底座405、副底座408為固定支座，通過鉸接軸404與主鉸接頭403、副鉸接頭502相連。12.黃油嘴406注射潤滑油用，安裝在鉸接頭402上。13.軸承407為曲軸的支撐座，安裝在機(jī)架100上。14.鎖緊螺母410用于鎖緊鉸接頭402、主鉸接頭403，分別安裝在主頂桿401、副頂桿501和主鉸接頭403的頂端。15.副絲杠套管500用于安裝副頂桿501、螺旋驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和副鉸接頭502。16.副頂桿501安裝在副絲杠套管上500內(nèi)，為主受力頂桿。其上安裝有曲柄軸 301和鉸接頭402。17.副鉸接頭502 —端安裝固定在容隙器600上。另一端安裝在鉸接軸404上， 并與副底座408連接。18.容隙器600，外殼為缸套609，一端與副絲杠套管500連接，其上安裝有法蘭 601，滑塊602、上彈簧603、下彈簧604等。19.法蘭601安裝在缸套609上，起固定上彈簧603、下彈簧604的作用。20.滑塊602安裝在缸套609內(nèi)，起固定上彈簧603、下彈簧604和滑動(dòng)穩(wěn)定作用， 和副鉸接頭502連接，固定在副底座408上。21.上彈簧603、下彈簧604起彈力支撐作用，是容隙器600的主要工作部件，用于吸收主副頂桿在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的不均勻間隙。22.連接角605用于連接固定螺絲606和位置傳感器607，用于將固定螺絲的移動(dòng)傳給位置傳感器的推拉桿。23.固定螺絲606 —端用于固定連接角605，另一端與滑塊602固定，用于將滑塊的移動(dòng)傳給連接角605。24.位置傳感器607將滑塊602的移動(dòng)，轉(zhuǎn)換成電信號，并傳遞給控制系統(tǒng)的電路。是容隙系統(tǒng)的控制關(guān)鍵所在。25.傳感器固定架608將位置傳感器607固定在缸套609的外表面。26.固定螺絲610用于容隙器的安裝與固定。27.主減速機(jī)700、副減速機(jī)711用于螺旋驅(qū)動(dòng)，安裝在主絲杠套管400、副絲杠套管500的上端，內(nèi)部安裝傳動(dòng)零件。是主受力部件。28.螺旋傳動(dòng)齒輪701安裝在主副頂桿的螺旋絲杠上，與小齒輪702相嚙合，在電機(jī)轉(zhuǎn)矩的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)主副頂桿上下移動(dòng)，完成曲軸200力矩的輸出，是主要工作部件。29.小齒輪702將電機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給螺旋傳動(dòng)齒輪701，安裝在電機(jī)軸上。30.齒輪軸703為過渡軸，一端與步進(jìn)電機(jī)軸相連，一端安裝在小齒輪702上。31.連接鍵704起連接作用，同時(shí)將齒輪軸上的力矩傳遞給小齒輪702。32.軸承705安裝在螺旋傳動(dòng)齒輪701上，起減小摩擦力的作用。33.上蓋706為螺旋驅(qū)動(dòng)器的上封蓋，安裝在減速機(jī)箱體上。34.主步進(jìn)電機(jī)707為主頂桿上下移動(dòng)的動(dòng)力來源，安裝在主絲杠套管400上。35.副步進(jìn)電機(jī)708為副頂桿上下移動(dòng)的動(dòng)力來源，安裝在副絲杠套管500上。35.固定螺絲710螺旋驅(qū)動(dòng)器的安裝與固定。36.角度傳感器800為控制系統(tǒng)提供曲軸實(shí)時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度和曲柄中線所在的象限位置。
權(quán)利要求
1.太陽能光熱發(fā)電巨型支架鏡場曲軸頂桿式傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括主螺旋頂桿機(jī)構(gòu)、副螺旋頂桿機(jī)構(gòu)和曲柄曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，主螺旋頂桿機(jī)構(gòu)包括主頂桿，副螺旋頂桿機(jī)構(gòu)包括副頂桿，曲柄曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主曲柄、副曲柄和曲軸，主曲柄和副曲柄的固定端均安裝在曲軸上，主曲柄的活動(dòng)端與主頂桿的活動(dòng)端活動(dòng)連接，副曲柄的活動(dòng)端與副頂桿的活動(dòng)端活動(dòng)連接；主曲柄和副曲柄沿其旋轉(zhuǎn)方向上錯(cuò)位設(shè)置，主頂桿和副頂桿推動(dòng)或拉動(dòng)相應(yīng)的主曲柄、副曲柄進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，來完成力矩的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述主曲柄和副曲柄沿其旋轉(zhuǎn)方向間隔設(shè)置的角度為60度到120度之間，兩者相差的角度最優(yōu)為90度。
3.如權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述主曲柄與主頂桿之間、所述副曲柄與副頂桿之間均采用曲柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)式連接。
4.如權(quán)利要求3所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述曲軸分為3段，3段曲軸均通過軸承安裝在機(jī)架上，其中，第一段曲軸和第二段曲軸之間設(shè)置有所述主曲柄，第二段曲軸和第三段曲軸之間設(shè)置有所述副曲柄，第一段曲軸和第三段曲軸的外側(cè)均設(shè)置有用于力矩輸出的法蘭盤，該法蘭盤與跟蹤支架的法蘭相固定，帶動(dòng)整個(gè)跟蹤支架系統(tǒng)在可控的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述主頂桿的外表面上設(shè)置有螺旋齒形，其下端套裝在主絲杠套管內(nèi)，主絲杠套管上設(shè)置有主螺旋驅(qū)動(dòng)裝置，該主螺旋驅(qū)動(dòng)裝置包括主步進(jìn)電機(jī)和主減速機(jī)，主步進(jìn)電機(jī)通過齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述主頂桿沿其軸線上下運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述主絲杠套管的下端設(shè)置有主鉸接頭，該主鉸接頭通過鉸接軸與設(shè)置在所述機(jī)架上的主底座活動(dòng)連接。
7.如權(quán)利要求3所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述副頂桿的外表面上設(shè)置有螺旋齒形，其下端套裝在副絲杠套管內(nèi)，副絲杠套管上設(shè)置有副螺旋驅(qū)動(dòng)裝置，該副螺旋驅(qū)動(dòng)裝置包括副步進(jìn)電機(jī)和副減速機(jī)，副步進(jìn)電機(jī)通過齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述副頂桿沿其軸線上下運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述副絲杠套管的下端設(shè)置有容隙器， 容隙器包括與所述副絲杠套管固定連接的缸套，缸套內(nèi)設(shè)置有滑塊，滑塊與缸套的頂壁之間設(shè)置有上彈簧，滑塊與缸套下部連接的法蘭之間設(shè)置有下彈簧。
9.如權(quán)利要求9所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)架上還設(shè)置有副底座，副底座上通過鉸接軸活動(dòng)連接有副鉸接頭，該副鉸接頭的上端頭穿過所述法蘭的中心孔后與所述滑塊固定連接。
10.如權(quán)利要求9所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述缸套的側(cè)壁上設(shè)置有安裝孔，所述滑塊上設(shè)置有固定螺絲，該固定螺絲穿過安裝孔，固定螺絲的外端通過固定連接角設(shè)置有位置傳感器。
11.如權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，所述位置傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測的位置的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給控制系統(tǒng)，所述滑塊偏離預(yù)定的0點(diǎn)位置達(dá)設(shè)定的距離時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)所述副步進(jìn)電機(jī)予以伸縮調(diào)整。
12.如權(quán)利要求11所述的傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)系統(tǒng)還包括太陽位置傳感器、氣象環(huán)境傳感器和角度傳感器，該角度傳感器設(shè)置在所述法蘭盤上，太陽位置傳感器用于感應(yīng)太陽光線在經(jīng)度方向上照射角度的變化信息，氣象環(huán)境傳感器用于監(jiān)測天氣綜合信息，角度傳感器用于監(jiān)測曲柄運(yùn)行的角度和象限的信息，這些信息均傳送到所述控制系統(tǒng)， 依次所述控制系統(tǒng)來向所述主步進(jìn)電機(jī)、副步進(jìn)電機(jī)輸送控制命令，來執(zhí)行高精度跟蹤、正常復(fù)位或緊急返回的工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了太陽能光熱發(fā)電巨型支架鏡場曲軸頂桿式傳動(dòng)系統(tǒng)，包括主螺旋頂桿機(jī)構(gòu)、副螺旋頂桿機(jī)構(gòu)和曲柄曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，主螺旋頂桿機(jī)構(gòu)包括主頂桿，副螺旋頂桿機(jī)構(gòu)包括副頂桿，曲柄曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主曲柄、副曲柄和曲軸，主曲柄和副曲柄的固定端均安裝在曲軸上，主曲柄的活動(dòng)端與主頂桿的活動(dòng)端活動(dòng)連接，副曲柄的活動(dòng)端與副頂桿的活動(dòng)端活動(dòng)連接；主曲柄和副曲柄沿其旋轉(zhuǎn)方向上錯(cuò)位設(shè)置，主頂桿和副頂桿推動(dòng)或拉動(dòng)相應(yīng)的主曲柄、副曲柄進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，來完成力矩的輸出。本發(fā)明采用純機(jī)械傳動(dòng)方式，具有減速比大、運(yùn)行平穩(wěn)、可以自鎖、輸出力矩大等特點(diǎn)，滿足了光熱發(fā)電定日跟蹤系統(tǒng)的傳動(dòng)使用要求。
文檔編號H02K37/24GK102437704SQ20111034109
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者國曉軍, 薛黎明 申請人:成都禪德太陽能電力有限公司