CN101499744B - 基于往复运动的齿轮连杆传动二维太阳能自动跟踪装置 - Google Patents

基于往复运动的齿轮连杆传动二维太阳能自动跟踪装置 Download PDF

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Abstract

一种可由电机驱动，实现太阳光采集自动跟踪的基于往复运动的齿轮连杆传动二维太阳能自动跟踪装置。它可由两台电机通过由主轴、直齿轮、蜗轮、蜗杆、连杆等组成的机械传动机构，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

基于往复运动的齿轮连杆传动二维太阳能自动跟踪装置
所属技术领域：
本发明涉及一种太阳光跟踪技术，特别是一种可用于太阳能电池板自动跟踪太阳光的基于往复运动的齿轮连杆传动二维太阳能自动跟踪装置，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和太阳光保持垂直状态，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：在一个减速箱体内安装了由第一电机、第一直齿轮、第二直齿轮、第三直齿轮、第四直齿轮、第一连杆和第二连杆构成的机械传动机构，在减速箱体内还安装了由第二电机、第五直齿轮、第六直齿轮、蜗杆和蜗轮构成的机械传动机构，直铁杆的一端通过第一销轴和连接杆与太阳能电池板的下端相连接，直铁杆的另一端光滑的从减速箱体一侧穿入从减数箱体的另一侧穿出，第四直齿轮与第一连接轴同心且固定在第一连接轴的中部，第一连接轴通过轴承及轴承架安装在减速箱体上，第一连杆的一端固定在第一连接轴上，第一连杆的另一端通过第二连接轴与第二连杆的一端相连接，第二连杆的另一端通过第三连接轴与直铁杆的中部相连接，太阳能电池板可在直铁杆的拉动下以第一销轴为轴竖直转动，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，支撑杆的下端固定在减速箱体的上部，支撑杆的上端通过第一销轴和连接板与太阳能电池板的中心位子相连接。
第二电机固定在减速箱体上，第五直齿轮与第二电机的电机轴同心且固定在电机轴上，第六直齿轮和蜗杆与第四连接轴同心且固定在第四连接轴上，第四连接轴通过轴承及轴承架安装在减速箱体上，第五直齿轮与第六直齿轮相齿合，蜗杆与蜗轮相齿合。
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，第二直齿轮和第三直齿轮与第五连接轴同心且固定在第五连接轴上，第五连接轴通过轴承及轴承架安装在减速箱体上，第四直齿轮与第一连接轴同心且固定在第一连接轴上，第一连接轴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，第三直齿轮与第四直齿轮相齿合。
当第二电机转动时，通过电机轴、第五直齿轮和第六直齿轮带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，主轴和蜗轮固定不动，所以蜗杆将带动减速箱体以主轴为轴转动，并通过固定在减速箱体上部的支撑杆带动太阳能电池板水平转动。
当第一电机转动时，通过电机轴、第一直齿轮、第二直齿轮、第三直齿轮和第四直齿轮带动第一连杆转动，第一连杆带动第二连杆运动，第二连杆带动直铁杆作直线运动并通过直铁杆带动太阳能电池板以其中心位子上的第一销轴为轴竖直转动。
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。
图二是本发明箱体的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.支撑杆，5.销轴，6.连接板，7.减速箱体，8.直铁杆，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.直齿轮，21.连接轴，22.直齿轮，23.连接轴，24.连杆，25.连接轴，26.连杆，27.连接轴，28.销轴，29.连接杆。
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，支撑杆4的下端固定在减速箱体7的上部，支撑杆4的上端通过销轴5和连接板6与太阳能电池板1的中心相连接。
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，并通过固定在减速箱体7上部的支撑杆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和直齿轮20与连接轴21同心且固定在连接轴21上，连接轴21的通过轴承及轴承架安装在减速箱体7上，直齿轮22与连接轴23同心且固定在连接轴23上，连接轴23的通过轴承及轴承架安装在减速箱体7上。直铁杆8的一端通过销轴28和连接杆29与太阳能电池板1的下端相连接，直铁杆8的另一端光滑的从减速箱体7一侧穿入从减速箱体7的另一侧穿出。连杆24的一端固定在连接轴23上，连杆24的另一端通过连接轴25与连杆26的一端相连接，连杆26的另一端通过连接轴27与直铁杆8的中部相连接，太阳能电池板可在直铁杆8的拉动下以销轴5为轴竖直转动。直齿轮18与直齿轮19良好的相齿合，直齿轮20与直齿轮22良好的相齿合。
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通过连接轴21带动直齿轮20转动，直齿轮20带动直齿轮22转动并通过连接轴23带动连杆24转动，连杆24通过连接轴25带动连杆26运动，连杆26通过连接轴27带动直铁杆8作直线运动并通过销轴28和连接杆29带动太阳能电池板1以该销轴5为轴竖直转动。

Claims (3)

1.一个由减速箱体(7)、主轴(2)、支座(2)、支撑杆(4)、第一销轴(5)、连接板(6)、直铁杆(8)、第二销轴(28)和连接杆(29)构成的基于往复运动的齿轮连杆传动二维太阳能自动跟踪装置，其特征是：直铁杆(8)的一端通过第二销轴(28)和连接杆(29)与太阳能电池板(1)的下端相连接，直铁杆(8)的另一端光滑的从减速箱体(7)一侧穿入从减速箱体(7)的另一侧穿出，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)、第三直齿轮(20)、第四直齿轮(22)、第一连杆(24)和第二连杆(26)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)、第五直齿轮(11)、第六直齿轮(10)、蜗杆(12)和蜗轮(9)构成的机械传动机构，第四直齿轮(22)与第一连接轴(23)同心且固定在第一连接轴(23)的中部，第一连接轴(23)通过轴承及轴承架安装在减速箱体(7)上，第一连杆(24)的一端固定在第一连接轴(23)上，第一连杆(24)的另一端通过第二连接轴(25)与第二连杆(26)的一端相连接，第二连杆(26)的另一端通过第三连接轴(27)与直铁杆(8)的中部相连接，太阳能电池板可在直铁杆(8)的拉动下以第一销轴(5)为轴竖直转动，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，支撑杆(4)的下端固定在减速箱体(7)的上部，支撑杆(4)的上端通过第一销轴(5)和连接板(6)与太阳能电池板(1)的中心位子相连接。
2.根据权利要求1所述的基于往复运动的齿轮连杆传动二维太阳能自动跟踪装置，其特征是：第二电机(13)固定在减速箱体(7)上，第五直齿轮(11)与第二电机(13)的电机轴(15)同心且固定在电机轴(15)上，第六直齿轮(10)和蜗杆(12)与第四连接轴(14)同心且固定在第四连接轴(14)上，第四连接轴(14)通过轴承及轴承架安装在减速箱体(7)上，第五直齿轮(11)与第六直齿轮(10)相齿合，蜗杆(12)与蜗轮(9)相齿合。
3.根据权利要求1所述的基于往复运动的齿轮连杆传动二维太阳能自动跟踪装置，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)和第三直齿轮(20)与第五连接轴(21)同心且固定在第五连接轴(21)上，第五连接轴(21)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，第三直齿轮(20)与第四直齿轮(22)相齿合。
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