CN101201097A - 驱动采光器东西方向转动的机械传动装置及太阳能系统 - Google Patents

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张宇
钟高建
杨三华
周林灿
朱宁峰
应周亮
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Abstract

本发明涉及一种驱动采光器东西方向转动的机械传动装置及太阳能系统。本机械驱动装置包括框架、立柱和脚架，框架分别通过万向节与位于框架一侧两端下面的两个立柱铰连；有一个活接安装在框架另侧下面的齿条由一个驱动装置驱动而带动框架东西方向转动，该驱动装置安装在所述的脚架顶端。本太阳能系统是在所述的框架上安装太阳能应用设备构成。本发明结构简单，稳定性好，抗风能力强，成本低。

Description

驱动采光器东西方向转动的机械传动装置及太阳能系统
技术领域
本发明涉及驱动采光器东西方向转动的机械传动装置及太阳能系统，属于太阳能应用技术领域。
背景技术
伴随着经济的快速发展，各国所面临的能源短缺问题日益突出。太阳能等新能源和可再生能源可以发挥更重要的积极作用。太阳能集热、太阳能发电的发展瓶颈是太阳光跟踪聚光系统的构造复杂，价格昂贵。这导致对太阳能的利用率较低。现有技术中的机械传动装置，是主竖轴转动与斜向转动或辅助调节相结合构成的执行机构，如专利号0011207072.7，重心不在主轴，抗风能力差；如申请号03112730.4的跟踪执行机构是二维机械传动机构，由电机及其减速机构驱动的小车带动环形转动架沿环形轨道围绕端口旋转，东西向运动机构调整平面反射镜方位角，螺母带动连杆沿由电机和减速机构驱动的丝杆而升降移动，南北向运动机构调整平面反射镜高度角。专利号03152803.1是高度角和间距角调整机构为平行连杆机构，平面镜支撑框架固定在平行连杆机构的同步运动的平行杆件上。还有竖轴与横杆结构的技术，采光器面积和形状受到限制。申请号200510120858.2是利用驱动装置驱动两端固定在框架上的半圆形丝杆，使其带动采光框架转动，丝杆制造复杂造价高且安装不方便，底盘两点固定抗风能力差。因此，需要一种结构简单、造价低的机械传动机构，驱动太阳能跟踪聚光系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中驱动采光器转动的机械传动机构稳定性能差、构造复杂且价格昂贵的缺陷，提供一种结构简单的驱动采光器东西方向转动的机械传动装置以及太阳能系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种驱动采光器东西方向转动的机械传动装置，包括框架、立柱和脚架，其特征在于所述的框架分别通过万向节与位于框架一侧两端下面的两个立柱铰连；有一个活接安装在框架另一侧下面的齿条，由一个驱动装置驱动而带动框架东西方向转动，该驱动装置安装在所述的脚架顶端。
在本发明所述的机械传动装置中，所述的驱动装置是一个电机经一个减速齿轮箱驱动齿条上下移动，所述的电机是正反向转动可控电机。
在本发明所述的机械传动装置中，所述的减速齿轮箱是一个小齿轮与一个大齿轮啮合，小齿轮转轴联接所述的电机输出轴，大齿轮与所述的齿条啮合。
在本发明所述的机械传动装置中，所述的两个立柱及脚架分别为二节滑套圆管经调节螺母构成高度可调结构。
在本发明所述的机械传动装置中，所述的两个立柱为南北方向排列。
在本发明所述的机械传动装置中，所述脚架的最低高度要大于齿条的长度。
一种太阳能电池发电系统，在所述框架上安装将太阳光转换成电能的太阳能电池发电装置；还装有太阳光方位传感器以及根据太阳光方位传感器的信号提供控制信号给所述的驱动装置的控制器；所述的太阳能电池发电装置还包括蓄电池、控制输送电的电路。
一种太阳能热水器系统，在所述框架上安装太阳能热水器装置的集热器，还装有太阳光方位传感器以及根据太阳光方位传感器的信号提供控制信号给所述的驱动装置的控制电路；所述的太阳能热水器装置还包括储水箱、输送水管路以及控制输送水的电路。
实施本发明的机械传动装置及其太阳能系统，具有以下有益效果：结构简单、稳定性好，抗风能力强，可承受不平衡配重，安装框架可在东西方向转动，安装框架的南北方向可人工调整，成本低、易推广，可应用于太阳能电池发电和太阳能热水器等，同时也可以应用于其它领域。
附图说明
图1是本发明驱动采光器东西方向转动的机械传动装置的结构示意图。
图2是本发明中齿轮齿条减速传动机构的结构示意图。
具体实施方式
图1是本发明驱动采光器东西方向转动的机械传动装置的结构示意图。如图1所示，驱动采光器东西方向转动的机械传动装置包括安装采光器的框架1，通过万向节与框架1一端两侧下面的两个立柱9、10，一端活接安装在框架一侧下面的齿条2，驱动齿条使框架东西方向转动的驱动装置，以及固定驱动装置的脚架5。框架1的西侧南北轴分别通过万向节两个立柱9、10铰接，北端较高，南端较低。两个立柱9、10上带有高度调节装置7、8，可调节框架1的南北方向。齿条2的一端接有万向节，万向节活结于框架1东侧的南北轴中点。整个采光装置有3个支点，成三角分布，使采光器安装温度，抗风性能好。
齿条2、齿轮11和齿轮12相对固定在减速箱3中。齿条2和齿轮11，齿轮11和齿轮12都是通过啮合传动。齿条2的长度由采光器框架1的东西向长度决定，齿条2长度/采光器框架1东西向长度的值可以在0.5～2之间，该值越大，采光器的采光效率越高，相应的成本也越大。
正反转可控电机4和减速传动装置3(包括齿条2，齿轮11和齿轮12)相对固定安装在脚架5上并可随高度调节装置6的调节上下移动。
齿轮12受电机4驱动。齿轮11通过啮合传动受齿轮12驱动。齿条2通过啮合传动受齿轮11驱动。齿条2的上下移动从而带动采光器框架1转动。
齿条2上两端各有一个限位螺孔，安装时先把齿条2和安装进减速箱3后再安装限位螺钉。限位螺钉的作用是保证框架1在有直射光的东西范围内转动。而两个立柱9、10上的高度调节装置8、7可以使用户根据月份或季度来调节机械传动装置，使采光器南北方向正对太阳。脚架5上的高度调节装置6可以使用户根据月份或季度来调节机械传动装置，使采光器东西方向正对太阳，从而进一步提高采光率。
框架1可以根据不同采光器的需要做成平面形或立体形状，方便不同形状的采光器的安装。
为将本发明的装置应用于太阳能应用设备上，可以将各种采光器，如光电池板、集热板、反射镜、抛物反射聚光镜、集能器等安装在框架上，配置相应的装置和线路，从而组成各种不同的太阳能系统。下面具体给出两个应用实例。
实施例1
一种东西方向自动跟踪太阳能电池发电系统，包括驱动采光器东西方向转动的机械传动装置、太阳光方位传感器、控制机械传动装置的各种信号处理线路、太阳能电池发电装置等，其中，太阳能电池板和太阳光方位传感器安装在采光器的安装框架1上。市场供应的太阳能电池发电装置包括太阳能电池板、蓄电池、逆变器、输送电控制线路。根据各类型太阳能电池板的规格重量，设计制造相应配套的形状规格的机械传动装置及其框架，框架西侧的南北轴两端活接在两个立柱9、10上，框架东侧南北轴中部活结在齿条2上万向节上。脚架5上安装东西方向由电机驱动控制地跟踪太阳转动的机械传动装置。立柱9、10上安装立柱高度可调节装置，使安装框架南北方向可粗调。配置安装太阳光方位传感器和控制机械传动装置的各种信号处理线路，将太阳能电池板安装在框架上，连接蓄电池、逆变器、输送电控制线路，组成一套新的南北方向可人工调整，东西方向可微调的自动跟踪太阳能电池发电系统。
实施例2
一种东西方向自动跟踪太阳能热水器系统，包括驱动采光器东西方向转动的机械传动装置、大阳光方位传感器、控制机械传动装置的各种信号处理线路、太阳能热水器装置组成，其特征是平板式集热器和太阳光方位传感器被安装在采光器的框架上。太阳能热水器装置包括平板式集热器、储热水箱、输送水管路、输送水控制线路。根据平板式集热器的规格大小设计制造相配套规格的机械传动装置及其框架，框架西侧的南北轴两端活接在两个立柱9、10上，框架东侧南北轴中部活结在齿条2上万向节上。脚架5上安装东西方向由电机驱动控制地跟踪太阳转动的机械传动装置。两个立柱9、10上安装立柱高度可调节装置，使安装框架南北方向可粗调。配置太阳光方位传感器和控制机械传动装置的各种信号处理线路，将平板式集热器安装在框架上，连接输送水管路和储热水箱，连接输送水控制线路，组成一套新的南北方向可人工调整，东西方向可微调的自动跟踪太阳能热水器系统。

Claims (8)

1.一种驱动采光器东西方向转动的机械传动装置，包括框架(1)、立柱(9、10)和脚架(5)，其特征在于所述的框架(1)分别通过万向节与位于框架(1)一侧两端下面的两个立柱(9、10)铰连；有一个活接安装在框架(1)另一侧下面的齿条(2)，由一个驱动装置驱动而带动框架(1)东西方向转动，该驱动装置安装在所述的脚架(5)顶端。
2.根据权利要求1所述的驱动采光器东西方向转动的机械传动装置，其特征在于所述的驱动装置是一个电机(4)经一个减速齿轮箱(3)驱动齿条(2)上下移动，所述的电机(4)是正反向转动可控电机。
3.根据权利要求2所述的驱动齿条使框架东西方向转动的驱动装置，其特征在于所述的减速齿轮箱(3)是一个小齿轮(12)与一个大齿轮(11)啮合，小齿轮(12)转轴联接所述的电机(4)输出轴，大齿轮(11)与所述的齿条(2)啮合。
4.根据权利要求1所述的驱动采光器东西方向转动的机械传动装置，其特征在于所述的两个立柱(9、10)及脚架(5)分别为二节滑套圆管经调节螺母(8、7、6)构成高度可调结构。
5.根据权利要求1所述的驱动采光器东西方向转动的机械传动装置，其特征在于所述的两个立柱(9、10)为南北方向排列。
6.根据权利要求1所述的驱动采光器东西方向转动的机械传动装置，其特征是，所述脚架(5)的最低高度要大于齿条(2)的长度。
7.一种太阳能电池发电系统，使用如权利要求1～5中任何一项所述的驱动采光器东西方向移动的机械传动装置全自动跟踪太阳，其特征在于在所述框架(1)上安装将太阳光转换成电能的太阳能电池发电装置；还装有太阳光方位传感器以及根据太阳光方位传感器的信号提供控制信号给所述的驱动装置的控制器；所述的太阳能电池发电装置还包括蓄电池、控制输送电的电路。
8.一种太阳能热水器系统，使用如权利要求1～5中任何一项所述的驱动采光器东西方向转动的机械传动装置全自动跟踪太阳，其特征在于在所述框架(1)上安装太阳能热水器装置的集热器，还装有太阳光方位传感器以及根据太阳光方位传感器的信号提供控制信号给所述的驱动装置的控制电路；所述的太阳能热水器装置还包括储水箱、输送水管路以及控制输送水的电路。
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