CN100516707C - 太阳能跟踪驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能跟踪驱动装置，包括设有南北向转轴的聚能装置、接收太阳位置信号并输出控制信号的控制电路、接收所述控制信号并输出转矩的减速电机、接收所述转矩并驱动所述聚能装置对准太阳的伺服装置；所述伺服装置包括滑块驱动机构和滑块摇杆机构，所述滑块摇杆机构包括受所述滑动驱动机构驱动作线性移动的滑块、与所述滑块相对滑动连接的摇杆，所述摇杆与所述转轴固定连接。本发明将减速电机输出的转轴转变为单向推力，避免或减小了剪切力的破坏；与现有技术相比，结构简单，制造时无需特殊材料和工艺，实用性强，成本更低，使用更可靠。

Description

太阳能跟踪驱动装置
技术领域
本发明涉及太阳能利用技术，具体来说，涉及一种太阳能跟踪驱动装置。
背景技术
现有的太阳能利用装置，为接收到较多的太阳能，一般都设有自动跟踪系统和太阳能跟踪驱动系统。根据自动跟踪系统反馈的太阳的位置信号，控制太阳能跟踪驱动系统调整聚能装置的朝向，以获得合适的方向，接收较多的太阳能。大多数的跟踪驱动系统包括控制电路、减速电机和伺服装置，其中的伺服装置是利用减速电机带动齿轮副或在减速电机转轴和聚能装置之间直接设置蜗轮蜗杆结构来控制聚能装置绕南北向转轴旋转。由于大型的太阳能利用装置需要接收的太阳能多，聚能装置体积大、重量重，旋转时蜗轮或齿轮传递的转矩大，齿所受周向剪切力大，故需要高成本的特殊材料和工艺来制造，以避免发生断齿的失效情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能跟踪驱动装置，以解决现有技术中存在的伺服装置成本高且容易失效的问题。
本发明的上述目的这样实现：构造一种太阳能跟踪驱动装置，包括设有南北向转轴的聚能装置、接收太阳位置信号并输出控制信号的控制电路、接收所述控制信号并输出转矩的减速电机、接收所述转矩并驱动所述聚能装置对准太阳的伺服装置；所述伺服装置包括接收所述转矩的滑块驱动机构和滑块摇杆机构，所述滑块摇杆机构包括受所述滑动驱动机构驱动作线性移动的滑块、与所述滑块相对滑动连接的摇杆，所述摇杆与所述转轴固定连接。
在所述太阳能跟踪驱动装置中，所述摇杆与所述转轴垂直。
在所述太阳能跟踪驱动装置中，所述摇杆垂直或者平行所述聚能装置的受光面。
在所述太阳能跟踪驱动装置中，所述滑块驱动机构包括与所述减速电机同轴连接的丝杆，设有与所述丝杆螺纹相配的内螺纹的丝杆套，所述丝杆套与所述滑块在平行摇杆的平面内相对转动连接。
在所述太阳能跟踪驱动装置中，所述滑块驱动机构还包括平行所述摇杆的轴承，所述轴承的内圈固定在所述丝杆套上，所述轴承的外圈固定在所述滑块上；或者所述丝杆套固定在平行所述摇杆的轴承的外圈上，所述滑块固定在所述轴承的内圈中。
在所述太阳能跟踪驱动装置中，所述丝杆垂直所述转轴。
实施本发明所述的太阳能跟踪驱动装置，由于滑块摇杆机构将转轴旋转产生的周向剪切力转变为平移所需的推力，可以通过调节摇杆和滑块的相对位置来改变所需推力的大小，从而避免产生现有技术中蜗轮蜗杆或齿轮副之间的周向剪切力，结构简单，使用普通材料和工艺即可实现，并且不存在断齿的失效情况，实施成本更低，性能更加可靠。另一方面，通过设置与滑块相对转动连接的丝杆套，使得滑块沿与减速电机同轴连接的丝杆直线运动，将减速电机输出的转矩转变为滑块直线运动所需的推力。丝杆特殊的齿形(矩形或梯形)使得该结构比蜗轮蜗杆或齿轮副承受剪切力的能力更强。本发明通过提供一种区别于以往的新型的结构，解决了现有技术中存在的需伺服装置成本高且容易失效的问题；与现有技术相比，制造时不需要特殊材料和工艺，实用性强，成本更低，性能更可靠。
附图说明
图1是本发明所述太阳能跟踪驱动系统的流程示意图；
图2是本发明所述太阳能跟踪驱动系统优选实施例的整体结构示意图；
图3是图2所示K向局部放大图；
图4是图2所示I-I剖面局部放大图；
图5是本发明所述太阳能跟踪驱动系统第二个优选实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明所述太阳能跟踪驱动系统的优选实施例中，包括控制电路2、减速电机3和伺服装置4。其中控制电路2接收到输入的太阳位置信号，输出控制信号到减速电机3，控制减速电机3的启闭。该减速电机3连接并输出转矩到所述伺服装置4，该伺服装置4连接到太阳能的聚能装置5。该聚能装置5设有一个南北向的转轴1，所述伺服装置4连接到该转轴1并驱动所述聚能装置5绕该转轴1旋转。
如图3、4所示，伺服装置4包括滑块摇杆机构6和滑块驱动机构7。其中，滑块摇杆机构6包括滑块601和摇杆602，该摇杆602的一端垂直所述转轴1且垂直聚能装置5的受光平面，并与转轴1之间采用固定连接，如焊接。所述滑块601设有与摇杆602直径相匹配的通孔，所述摇杆602通过该通孔。当滑块601水平方向移动时，带动摇杆602绕所述转轴1旋转，从而驱动所述聚能装置5绕所述主轴1旋装，实现对太阳的跟踪驱动。
如图3、4所示，滑块伺服装置7包括一个丝杆702和丝杆套701，以及与滑块连接的轴承8。丝杆702一端与所述减速电机3的输出轴同轴连接，另一端被支架支撑，随减速电机3的输出轴旋转而旋转。该丝杆702和该丝杆套701是梯形螺纹连接，也可以是矩形螺纹连接。所述滑块601设有凸起的短轴，该短轴与所述摇杆602垂直且与所述轴承8的内圈801紧密配合；所述丝杆套701设有内凹的盲孔，该盲孔的中心轴与所述摇杆602垂直且与所述轴承8的外圈802紧密配合。当减速电机3的输出轴旋转带动丝杆702旋转时，所述丝杆套701沿该丝杆702轴向移动，带动所述滑块601沿丝杆702轴向移动；同时该滑块601还随摇杆602相对所述丝杆套701相对旋转，实现了驱动滑块摇杆装置6中的滑块601沿水平轴移动。
在上述太阳能跟踪驱动系统中，所述摇杆也可以平行所述聚能装置5的受光平面，如图5所示，只要所述摇杆垂直所述转轴，该摇杆也可以在垂直所述转轴5的平面内与该受光平面成任意夹角。
在上述太阳能跟踪驱动系统中，所述滑块伺服装置7也可以是曲柄滑块机构，由减速电机带动一轮盘旋转，一连杆一端连接在该轮盘偏心位置，另一端连接所述滑块601，所述滑块设置在所述聚能装置5的支架一平行所述摇杆的槽中。当减速电机旋转时，带动所述滑块601在所述槽中直线运动，从而驱动所述滑块摇杆机构6。

Claims (8)

1、一种太阳能跟踪驱动装置，包括设有南北向转轴(1)和朝向太阳的受光面的聚能装置(5)、接收太阳位置信号并输出控制信号的控制电路(2)、接收所述控制信号并输出转矩的减速电机(3)、接收所述转矩并驱动所述聚能装置(5)对准太阳的伺服装置(4)；其特征在于，所述伺服装置(4)包括接收所述转矩的滑块驱动机构(7)和滑块摇杆机构(6)，所述滑块摇杆机构(6)包括受所述滑动驱动机构(7)驱动作线性移动的滑块(601)、与所述滑块(601)相对滑动连接的摇杆(602)，所述摇杆(602)与所述转轴(1)固定连接。
2、如权利要求1所述的太阳能跟踪装置，其特征在于，所述摇杆(602)与所述转轴(1)垂直。
3、如权利要求2所述的太阳能跟踪装置，其特征在于，所述摇杆(602)垂直所述聚能装置(5)的受光面。
4、如权利要求2所述的太阳能跟踪装置，其特征在于，所述摇杆(602)平行所述聚能装置(5)的受光面。
5、如权利要求1-4中任一项所述太阳能跟踪驱动装置，其特征在于，所述滑块驱动机构(7)包括与所述减速电机(3)同轴连接的丝杆(702)，设有与所述丝杆(702)螺纹相配的内螺纹的丝杆套(701)，所述丝杆套(701)与所述滑块(601)在平行摇杆(602)的平面内相对转动连接。
6、如权利要求5所述太阳能跟踪驱动装置，其特征在于，所述滑块驱动机构(7)还包括平行所述摇杆(602)的轴承(8)，所述轴承(8)的内圈(801)固定在所述丝杆套(701)上，所述轴承(8)的外圈(802)固定在所述滑块(601)上。
7、如权利要求5所述太阳能跟踪驱动装置，其特征在于，所述滑块驱动机构(7)还包括平行所述摇杆(602)的轴承(8)，所述轴承(8)的外圈(802)固定在所述丝杆套(701)上，所述轴承(8)的内圈(801)固定在所述滑块(601)上。
8、如权利要求5所述太阳能跟踪驱动装置，其特征在于，所述丝杆(702)垂直所述转轴(1)。
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