CN101499743B - 涡轮弧形齿条传动二维太阳光自动跟踪装置 - Google Patents

涡轮弧形齿条传动二维太阳光自动跟踪装置 Download PDF

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Abstract

一个可实现太阳光采集自动跟踪的涡轮弧形齿条传动二维太阳光自动跟踪装置。它可由两台电机通过由主轴、直齿轮、弧形齿条、蜗轮、蜗杆等组成的机械传动装置，带动太阳能电池板完成沿水平和竖直两个方向的跟踪运动，可用来带动太阳能电池板及其他太阳光采集设备实现太阳光采集的自动跟踪。

Description

涡轮弧形齿条传动二维太阳光自动跟踪装置
所属技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池板跟踪技术，特别是一种可用于太阳能电池板自动跟踪太阳的涡轮弧形齿条传动二维太阳光自动跟踪装置，该系统可以带动太阳能电池板自动跟踪太阳光。
背景技术：
太阳能是一种清洁能源，取之不尽、用之不竭，也不会造成环境污染，如今，无论在沿海城市，还是在内陆城市，太阳能产品正越来越多地进入人们的视野，太阳能路灯、太阳能草坪灯、太阳能庭院灯、太阳能楼道灯、公交站台灯、交通信号灯等等。但这些太阳能产品的太阳能接收元件大多以位置固定方式接收太阳光的，因不能全天与太阳光保持垂直，造成太阳能利用率低下。因此太阳能接收元件在使用中能否始终对准太阳，就成为人们利用太阳能时最为关注的问题。
近些年，国外在一些太阳能电站的光伏矩阵中实现了太阳光的自动跟踪，国内也有个别的试验装置，但这些装置结构复杂，造价高，难以在太阳能路灯、太阳能草坪灯等小型户用太阳能接收设备中使用。
发明内容：
为了克服现有的跟踪装置机械结构复杂体积庞大，且跟踪装置成本高，能耗大等缺点.本发明针对现有技术存在的不足，对现有技术进行了改进，提出了一种体积小、结构简单可靠、成本低，跟踪能耗小、抗风能力强的太阳光跟踪装置，它可带动太阳能电池板完成水平和竖直两个方向的跟踪。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在减速箱体内安装了由第一电机、第一直齿轮、第二直齿轮、第一蜗杆、第一蜗轮和第三直齿轮构成的机械传动机构，在减速箱体内还安装了由第二电机、第四直齿轮、第五直齿轮、第二蜗杆和第二蜗轮构成的机械传动机构，
第一连接板固定在太阳能电池板的中心位子上，第二连接板固定在减速箱体上部，第一连接板的下部通过销轴和第二连接板相连，弧形齿条的上端固定在第一连接板的上部，弧形齿条的下端伸入减速箱体内与第三直齿轮相齿合，弧形齿条与销轴同心，
第三直齿轮和第一蜗轮与第一连接轴同心且固定在第一连接轴的两端，第一连接轴的中部通过轴承及轴承架安装在减速箱体上，第二蜗轮和主轴同心且固定在主轴的上端，主轴通过轴承及轴承架安装在减速箱体上，主轴的下端从减速箱体的下部伸出固定在支座上，支座固定在静止不动的物体上。
第二电机固定在减速箱上，第四直齿轮与第二电机的电机轴同心且固定在电机轴上，第五直齿轮和第二蜗杆与第二连接轴同心且固定在第二连接轴上，第二连接轴通过轴承及轴承架安装在减速箱体上，第四直齿轮与第五直齿轮相齿合，第二蜗杆和第二蜗轮相齿合。
第一电机固定在减速箱体上，第一直齿轮与第一电机的电机轴同心且固定在电机轴上，第二直齿轮与第一蜗杆同心且固定在第一蜗杆上，第一蜗杆通过轴承及轴承架安装在减速箱体上，第一直齿轮与第二直齿轮相齿合，第一蜗杆与第一蜗轮相齿合。
当第二电机转动时，通过电机轴、第四直齿轮和第五直齿轮带动第二蜗杆转动，因主轴和第二蜗轮固定不动，所以第二蜗杆将带动减速箱体以主轴为轴转动。
当第一电机转动时，通过电机轴、第一直齿轮和第二直齿轮带动第一蜗杆转动，第一蜗杆带动第一蜗轮转动，第一蜗轮带动第三直齿轮转动，第三直齿轮与弧形齿条相齿合并带动弧形齿条转动并通过弧形齿条带动太阳能电池板以其中心位子上的销轴为轴竖直转动。
当电机不加电转动时，因蜗杆、蜗轮传动的单向性和不可逆性，太阳能电池板不会在风力、以及其他外力作用下运动，因此该装置具有良好的抗风性能。
本发明的有益效果是：由蜗杆、蜗轮传动的单向性和不可逆性，可实现良好的抗风性能，跟踪能耗小、成本低，结构简单可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图一是本发明的整体原理图。
图二是箱体的A-A剖视图。
图一和图二中1.太阳能电池板，2.主轴，3.支座，4.连接板，5.销轴，6.连接板，7.减速箱体，8.弧形齿条，9.蜗轮，10.直齿轮，11.直齿轮，12.蜗杆，13.电机，14.连接轴，15.电机轴，16.电机，17.电机轴，18.直齿轮，19.直齿轮，20.蜗杆，21.蜗轮，22.连接轴，23.直齿轮。
具体实施方式
在图一和图二中，电机13良好的固定在减速箱体7上，直齿轮11与电机13的电机轴15同心且固定在电机轴15上，蜗杆12和直齿轮10与连接轴14同心且固定在连接轴14上，连接轴14通过轴承及轴承架安装在减速箱体7上，直齿轮11和直齿轮10良好的相齿合，蜗杆12与蜗轮9良好的相齿合。蜗轮9与主轴2同心且固定在主轴2上，主轴2通过轴承及轴承架安装在减速箱体7上，主轴2从减速箱体7的下部伸出固定在支座3上，支座3固定在静止不动的物体上。
当电机13转动时，通过电机轴15带动直齿轮11转动，并通过直齿轮11带动直齿轮10转动，直齿轮10通过连接轴14带动蜗杆12转动，蜗杆12通过蜗轮9带动减速箱体7以主轴2为轴转动，并通过连接板4、销轴5和连接板6带动太阳能电池板1水平转动。
在图一和图二中，电机16良好的固定在减速箱体7上，直齿轮18与电机16的电机轴17同心且固定在电机轴17上，直齿轮19与蜗杆20同心且固定在蜗杆20上，蜗杆20的两端通过轴承及轴承架安装在减速箱体7上，蜗轮21和直齿轮23与连接轴22同心且固定在连接轴22上，连接轴22通过轴承及轴承架安装在减速箱体7上，直齿轮18与直齿轮19相齿合，蜗杆20与蜗轮21相齿合。连接板4固定在太阳能电池板1的中心位子上，连接板6固定在减数箱体7上部，连接板4的下部通过销轴5和连接板6相连。弧形齿条8的上端固定在连接板4的上部，下端伸入减速箱体7内与直齿轮23相齿合，弧形齿条8与销轴5同心。
当电机16转动时，通过电机轴17带动直齿轮18转动，并通过直齿轮18带动直齿轮19转动，直齿轮19带动蜗杆20转动并通过蜗杆20带动蜗轮21转动，蜗轮21通过连接轴22带动直齿轮23转动并通过弧形齿条8带动太阳能电池板1以销轴5为轴竖直转动。

Claims (3)

1.一个由减速箱体(7)、主轴(2)、支座(3)、第一连接板(4)、销轴(5)、第二连接板(6)和弧形齿条(8)构成的涡轮弧形齿条传动二维太阳光自动跟踪装置，其特征是：第一连接板(4)固定在太阳能电池板(1)的中心位子上，第二连接板(6)固定在减速箱体(7)上部，第一连接板(4)的下部通过销轴(5)和第二连接板(6)相连，弧形齿条(8)的上端固定在第一连接板(4)的上部，弧形齿条(8)的下端伸入减速箱体(7)内与第三直齿轮(23)相齿合，弧形齿条(8)与销轴(5)同心，
在减速箱体(7)内安装了由第一电机(16)、第一直齿轮(18)、第二直齿轮(19)、第一蜗杆(20)、第一蜗轮(21)和第三直齿轮(23)构成的机械传动机构，在减速箱体(7)内还安装了由第二电机(13)、第四直齿轮(11)、第五直齿轮(10)、第二蜗杆(12)和第二蜗轮(9)构成的机械传动机构，
第三直齿轮(23)和第一蜗轮(21)与第一连接轴(22)同心且固定在第一连接轴(22)的两端，第一连接轴(22)的中部通过轴承及轴承架安装在减速箱体(7)上，第二蜗轮(9)和主轴(2)同心且固定在主轴(2)的上端，主轴(2)通过轴承及轴承架安装在减速箱体(7)上，主轴(2)的下端从减速箱体(7)的下部伸出固定在支座(3)上，支座(3)固定在静止不动的物体上。
2.根据权利要求1所述的涡轮弧形齿条传动二维太阳光自动跟踪装置，其特征是：第二电机(13)固定在减速箱体(7)上，第四直齿轮(11)与第二电机(13)的电机轴(15)同心且固定在电机轴(15)上，第五直齿轮(10)和第二蜗杆(12)与第二连接轴(14)同心且固定在第二连接轴(14)上，第二连接轴(14)通过轴承及轴承架安装在减速箱体(7)上，第四直齿轮(11)与第五直齿轮(10)相齿合，第二蜗杆(12)和第二蜗轮(9)相齿合。
3.根据权利要求1所述的涡轮弧形齿条传动二维太阳光自动跟踪装置，其特征是：第一电机(16)固定在减速箱体(7)上，第一直齿轮(18)与第一电机(16)的电机轴(17)同心且固定在电机轴(17)上，第二直齿轮(19)与第一蜗杆(20)同心且固定在第一蜗杆(20)上，第一蜗杆(20)通过轴承及轴承架安装在减速箱体(7)上，第一直齿轮(18)与第二直齿轮(19)相齿合，第一蜗杆(20)与第一蜗轮(21)相齿合。
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