CN101832652B - 自动跟踪太阳灶、太阳能热水器、太阳能光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

一种自动跟踪太阳灶、太阳能热水器、太阳能光伏发电系统，对太阳方位角的跟踪调节由旋转底盘在环型地轨上绕主轴转动来完成，对太阳高度角的跟踪调节由可调节推杆、十字万向铰、摆杆、顶杆、补偿支架、复合铰、支杆、摆架调节螺杆及摆架构成的联动机构来完成，跟踪调节的动力由涡卷簧提供；由棘轮、擒纵棘爪、电磁铁、光敏头及控制电路构成的控制机构控制涡卷簧回转力的释放。太阳灶的反射聚光面由抛物面构成，每张抛物面有一只安装孔，在摆架上，分别由一只螺栓和两只卡子安装固定。太阳能热水器真空集热器内层的吸热管和吸热翼片的外表镀有热辐射反射涂层、太阳光选择性吸收涂层及太阳光减反层；外层由钢化玻璃构成。

Description

自动跟踪太阳灶、太阳能热水器、太阳能光伏发电系统

技术领域

本发明涉及一种自动跟踪太阳灶、自动跟踪太阳能热水器、自动跟踪太阳能光伏发电系统，特别是涉及一种自动跟踪系统。

背景技术

现今使用的太阳能光热、光伏应用装置，如：太阳能热水器，太阳能光伏发电系统大多为定向安装方式，不能对太阳能进行充分的吸收利用；太阳灶大多以手动方式对太阳的方位角与高度角进行跟踪调节，操作使用极不方便。

对于自动跟踪太阳灶、自动跟踪太阳能热水器及自动跟踪太阳能光伏发电系统，现在已知的解决方案大多采用：电动机+减速器+微处理器+执行机构，或步进电动机+微处理器+执行机构作为其检测控制系统，它们的制作成本高；且此类解决方案较难长期适应露天工作环境，可靠性不高。

发明内容

本发明为自动跟踪太阳灶、自动跟踪太阳能热水器及自动跟踪太阳能光伏发电系统提供了一套低成本、高可靠、易操作的自动跟踪系统解决方案。其技术要点如下：

1.采用旋转底盘在环型地轨上绕主轴转动的方式带动太阳灶反射聚光面、太阳能热水器的真空集热器、太阳能光伏发电系统的光伏电池板(以下统称采光面)对太阳进行方位角的跟踪调节；

2.采用采光面的仰角与其方位角联动的调节机构来完成对太阳高度角变化的跟踪调节，使其控制执行系统结构得到简化；

3.采用涡巻簧提供动力，驱动采光面完成对太阳进行方位角及仰角的跟踪调节；

4.采用棘轮+擒纵棘爪+电磁铁+光电检测头+控制电路来实现检测控制功能；

5.采用脉冲电源为电磁铁提供动力电源。

实现上述技术方案的设计详述如下：

在环型地轨平面内用扁钢置有十字底座，环型地轨的圆心处有一根垂直于地面的主轴；在十字底座的南北中轴上，靠南的一端分别置有锅架底座及安装推杆下端的推杆球铰，靠北的一端分别置有擒纵棘爪和控制擒纵棘爪的电磁铁。

在环型地轨上，有一相同半径的带三只支承轮的旋转底盘，旋转底盘上通过棘轮支架水平安装一棘轮，棘轮中心与环型地轨圆心处的主轴联接，使旋转底盘在环型地轨上能绕主轴转动。

旋转底盘上面有前支架座和后支架座。前支架安装在前支架座上，前支架的垂直中心线位于主轴的延长线上，前支架的上端有一对前支架铰座。后支架的一端与前支架上的联接座相连，另一端安装在后支架座上；后支架上铰接一对摆杆，一十字万向铰的水平转轴与摆杆的摆动端及一顶杆的下端铰联，十字万向铰垂直转轴的中间铰接一个推杆调节位移螺母。

摆架转轴将摆架及补偿支架铰联在前支架铰座上，摆架的后端有一铰联的摆架调节位移螺母。补偿支架为一V型结构，在补偿支架上有一复合铰，一带有摆架调节螺杆和标尺的支杆下端及顶杆的上端与复合铰铰联；摆架调节螺杆支承在支杆上的螺杆座上，与摆架调节位移螺母相联接，端部装有摆架手柄；标尺装在支杆上端且与摆架调节螺杆平行，标尺的两面皆标有日期及相应的标尺刻度，摆架调节位移螺母上有一条标尺刻度指示线，用于标度摆架调节螺杆的位置。由于太阳每日运行的最大高度角都在变化，摆架调节螺杆根据标尺上的日期及其相应的标尺刻度设定摆架的最小仰角，以保证每日摆架仰角自动跟踪调节的准确性。

控制摆架的仰角去自动跟踪太阳的高度角变化由可调节推杆、十字万向铰、推杆调节位移螺母、摆杆、顶杆、补偿支架、复位铰、支杆、摆架调节螺杆、摆架调节位移螺母及摆架来共同完成。可调节推杆由定长杆与推杆调节螺杆销联构成，定长杆下端安装在十字底座上的推杆球铰上，推杆调节螺杆穿过十字万向铰中间的推杆调节位移螺母接推杆手柄。当旋转底盘绕主轴顺时针旋转以对太阳方位角变化进行跟踪时，推杆球铰与摆杆转轴中心的距离将出现相应的变化，由于设定后的推杆长度不变，推杆将经由十字万向铰推动摆杆绕摆杆转轴产生相应的旋转，进而带动顶杆在竖直方向做出相应的移动，经由补偿支架及复合铰带动支杆、摆架调节螺杆及摆架调节位移螺母在竖直方向也产生相应的移动并使摆架绕摆架转轴转动，实现了摆架仰角与其方位角变化的联动跟踪调节。转动推杆手柄即可设定推杆的长度，也即设定了摆架的仰角变化范围。

驱动旋转底盘在环型地轨上绕主轴转动并完成摆架对太阳方位角和高度角进行联动跟踪调节的动力由涡卷簧提供。涡卷簧位于棘轮下面的卷簧盒内，涡卷簧的内端为固定端，固定在主轴上，不能绕主轴转动，涡卷簧的外端为回转端，回转端为一直径约8mm的环状结构，由涡卷簧端头的簧片回卷而成；在棘轮的下面，距棘轮中心约60mm处，有一直径约6mm，长约35mm的销轴，将销轴插入涡卷簧回转端的环状结构内，并在环型地轨上绕主轴逆时针转动旋转底盘时，涡卷簧在销轴的带动下，将被卷紧并储藏足够的弹性势能，该弹性势能将能驱动旋转底盘在环型地轨上绕主轴顺时针转动，并完成摆架对太阳方位角和高度角的跟踪调节。

通过适当的方式控制涡巻簧储藏的弹性势能释放，才能驱动旋转底盘在环型地轨上适时地绕主轴顺时针转动并带动摆架对太阳方位角和高度角进行准确的跟踪调节(由于本发明采用了高度角与方位角联动的执行机构去跟踪太阳，故系统只需对太阳的方位角变化进行检测并跟踪调节即可)。具体检测控制过程详述如下：

太阳方位角变化的检测由光敏头完成，光敏头由安装在一大小约15mm×50mm的印制电路板上的二只光电管构成。光敏头安装在摆架的南北中轴线上，中心偏前约100mm处的光敏头座，它与摆架平面呈30度-60度的夹角。在光敏头座上，安装好的光敏头的两只光电管呈一高一低分布，高的一只跟摆架上安装的采光面齐平或略高于采光面，低的一只低于采光面，这样，当太阳从东到西移动而致使太阳的中心偏离采光面的的南北中轴线时，由于采光面的遮挡，太阳光将会在低于采光面的那只光电管上投上阴影，产生误差信号；这个误差信号经电路处理后将启动电磁铁控制开关，电磁铁的铁芯将拉动擒纵棘爪的阻挡端，释放棘轮，在涡卷簧弹力的带动下，棘轮将顺时针转动。在擒纵棘爪的阻挡端被电磁铁的铁芯拉动并释放棘轮时，擒纵棘爪的另一端----控放端同时会嵌入棘轮齿槽中，这样，棘轮将仅能顺时针转动0.5个棘齿即被控放端止动；此后，在电路的控制下，驱动电磁铁的开关将断开，在擒纵棘爪复位弹簧的作用下，控放端会退出棘轮齿槽，释放棘轮，使其又能顺时针转动，同时，阻挡端会嵌入棘轮齿槽中，棘轮又将仅能顺时针转动0.5个棘齿即被阻挡端止动。这样，一个控制调节周期完成，在整个控制调节周期中，棘轮将被释放一个棘轮齿，即棘轮将顺时针转动一个棘轮齿所对应的圆心角的角度；由于棘轮经由棘轮支架固定在旋转底盘上，棘轮的顺时针转动也带动旋转底盘顺时针转动了同样的角度，进而带动摆架的方位角也顺时针转动了同样的角度。由于联动机构的作用，摆架的仰角也将产生相应的调节。此后，如光敏头的误差信号继续存在，控制电路将产生下一个控制周期，棘轮又会顺时针被释放一个棘轮齿，直到光敏头的误差信号消失。由于擒纵棘爪的阻挡端和控放端在一个控制调节周期内交替动作，分别释放棘轮的0.5个棘齿，这样的控制方式将使旋转底盘在环型地轨上平稳地顺时针转动。

由于电磁铁处于间歇工作状态，每日大约工作80次，每次工作时间＜0.05秒，采用脉冲电源完全能够满足电磁铁的动力电源需求。脉冲电源由一只12V/3W的电源变压器经倍压整流后，对一10000uF/100V的储能电容充电，经过一定的时间后，储能电容将能储藏足够的的电量驱动电磁铁吸合。

将太阳灶反射聚光面安放在摆架上，并将太阳灶锅架安放在锅架底座上，即构成自动跟踪太阳灶。太阳灶反射聚光面由薄钢板冲压成型的抛物面构成，每张抛物面上有一个安装孔，其凹面敷有太阳光反光膜；在摆架上，对应于每张抛物面，有一只安装螺栓和两只抛物面安装卡，将抛物面的边缘卡在对应的两只抛物面安装卡内，安装孔套入安装螺栓，装上螺帽，即可方便地将它们安装固定在摆架上。每张抛物面在摆架上按一定的阵列和倾角放置，以保证它们所反射汇聚的太阳光能量能够准确的投射到位于摆架正上方的锅架内。

太阳灶的锅架为独立锅架，它经两根S状弯管级联后直接固定在锅架底座上，锅架的中心与摆架的中心、棘轮的中心、旋转底盘的中心及环型地轨的中心位于同一条轴线上，即，锅架的中心位于主轴的延长线上。由于太阳灶锅架直接固定在锅架底座上，它不随自动跟踪系统的转动而转动，减轻了涡卷簧的动力负荷并提高了灶具操作的安全性。

将太阳能真空集热器安放在摆架上，用保温软管将集热器与蓄水箱的冷热水交换口连接起来，并辅以相关的检测控制器即可构成分体式自动跟踪太阳能热水器。

真空集热器为双层结构，它的内层吸热管及吸热翼片由轻质金属材料整体构成，其外表采用真空磁控溅射镀膜技术镀有热辐射反射涂层、太阳光选择性吸收涂层及太阳光减反层，以减少热辐射热损失、提高对太阳光热能的吸收效率及降低对太阳光的反射率。真空集热器双层结构的外层由两张透明的钢化玻璃构成，由轻质金属材料构成的吸热管及吸热翼片位于它们的中间，引出冷热水交换口并将两张钢化玻璃周边采用密封粘接材料粘接，内抽真空，充适量消气剂。两张透明的钢化玻璃间设有若干支撑点，以平衡内外的压力差。由于内层吸热管及吸热翼片采用轻质金属材料构成，分体式自动跟踪太阳能热水器具有承压性能。

摆架上的采光面为太阳能电池板，并辅以相关的太阳能蓄电池及太阳能控制器，即构成自动跟踪太阳能光伏发电系统。

为使真空集热器和太阳能电池板对太阳光有最大的截光面以发挥最大的效率，在摆架上设有太阳高度角指示杆，它与真空集热器或太阳能电池板面板垂直，供推杆调节时观察使用。

本发明的有益效果是：

采用旋转底盘在环型地轨上绕主轴转动的方式带动太阳灶反射聚光面、太阳能热水器集热器，太阳能光伏发电系统的电池板对太阳进行方位角的跟踪调节；采用采光面的仰角与其方位角联动的调节机构来完成对太阳高度角变化的跟踪调节，简化了控制执行系统的结构，降低了成本，提高了可靠性；

采用涡巻簧提供动力、棘轮+擒纵棘爪+电磁铁+光电检测头+控制电路为其控制机构，驱动采光面对太阳进行方位角及仰角的跟踪调节，节省了电机及相关的减速机构，节省了驱动电机的电力，降低了动力系统的成本并提高了可靠性；

由于采用了自动跟踪系统，在同等功效的前提下，自动跟踪太阳能热水器和自动跟踪太阳能光伏发电系统的采光面的面积和重量比定向安装方式的采光面的面积和重量要小，为这类系统的进一步普及应用提供了有利的条件。如：便携式应用或高楼中间层的安装应用等。

由于本发明的主要动力源由涡巻簧提供，使整个系统的电力负荷大大的减少。它的电源既可由脉冲电源提供，也可由太阳能电池板提供。在摆架上安装一小块太阳能电池板加上一只蓄电池及相应的控制电路，在无电的地区或野外就能使用该系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的自动跟踪太阳灶结构后视图

图2是本发明的自动跟踪太阳灶结构侧视图

图3是本发明的环型地轨、棘轮、旋转底盘结构图

图4是本发明的推杆联接示意图

图5是本发明的摆架调节螺杆、摆架调节位移螺母及其铰座结构图

图6是本发明的推杆、摆杆、十字万向铰、顶杆结构放大图

图7是本发明的棘轮、棘爪、电磁铁、复位弹簧结构放大图

图8是本发明的自动跟踪太阳灶反射聚光面局部构成结构图

图9是本发明的自动跟踪太阳能热水器、太阳能光伏发电系统采光面自动跟踪结构侧视图

图中  1.环型地轨，2.十字底座，3.锅架底座，4.推杆球铰，5.主轴，6.擒纵棘爪转轴，7.擒纵棘爪，8.控放端，9.阻挡端，10.复位弹簧，11.电磁铁，12.电磁铁底座，13.旋转底盘，14.支承轮，15.棘轮支架，16.棘轮，17.涡卷簧，18.巻簧盒，19.销轴，20.前支架座，21.后支架座，22.联接座，23.定长杆，24.推杆螺母，25.销，  26.推杆调节螺杆，27.推杆手柄，28.前支架，29.前支架铰座，30.后支架，31.十字万向铰水平转轴，32.十字万向铰垂直转轴，33.推杆调节位移螺母，34.摆杆，35.摆杆转轴，36.顶杆，37.补偿支架，38.复合铰，39.支杆，40.标尺，41.摆架，42.摆架转轴，43.摆架调节螺杆，44.摆架调节位移螺母，45.铰座，46.铰轴，47.螺杆座，48.摆架手柄，49.控制盒，50.光敏头座，51.安装螺栓，52.反射聚光面，53.抛物面安装卡，54.螺帽，55.抛物面，56.锅架下支撑管，57.锅架上支撑管，58.锅架，59.采光面仰角指示杆，60.真空集热器或光伏电池板，

具体实施方式

在图1、图2、图3自动跟踪太阳灶实施例中，环型地轨1内有十字底座2，中央有垂直于地面的主轴5。十字底座的南北中轴上，靠南的一端分别置有锅架底座3及推杆球铰4，靠北的一端分别置有擒纵棘爪转轴6、擒纵棘爪7和电磁铁11。

旋转底盘13位于环型地轨上，其上有水平的棘轮支架15，棘轮16的中心位于旋转底盘的中心并与主轴联接。旋转底盘下有3只支承轮14，可在环型地轨上绕主轴转动。旋转底盘上有前支架座20和后支架座21。有一对前支架铰座29的前支架28安装在前支架座上，且前支架的垂直中心线位于主轴的延长线上。后支架30一端与前支架上的联接座22相连，另一端安装在后支架座上。

在图1、图2、在图6中，后支架上有摆杆转轴35、摆杆34；十字万向铰的水平转轴31固定在摆杆的摆动端上，顶杆36的下端与十字万向铰的水平转轴相联，十字万向铰的垂直转轴32与推杆调节位移螺母33相联。

补偿支架上有一复合铰38，支杆39的下端及顶杆36的上端与复合铰铰联，带标尺40的摆架调节螺杆43支承在支杆上的螺杆座47上，与摆架调节位移螺母44相联，端部装有摆架手柄48。标尺装在支杆上端且与摆架调节螺杆平行，标尺的两面皆标有日期及其相应的标尺刻度，摆架调节位移螺母上有一条标尺刻度指示线，用于标度摆架调节螺杆的位置。

在图1、图2、图5中，摆架转轴42将摆架41、补偿支架37铰联在前支架铰座上。摆架调节位移螺母44被铰轴46固定在摆架铰座45上。

在图2、图4中，推杆由定长杆23与推杆调节螺杆26经推杆螺母24及销25联接，定长杆下端铰接在推杆球铰上，推杆调节螺杆穿过十字万向铰上的推杆调节位移螺母接推杆手柄27。

在图2、图3中，涡卷簧17在棘轮下面的卷簧盒18内，其内端固定在主轴上，外端---回转端为一直径约8mm的环状结构，由涡卷簧端头的簧片回卷而成，回转端的环状结构套在销轴19上，销轴固定在棘轮上。在环型地轨上绕主轴逆时针转动旋转底盘时，涡卷簧将被卷紧并储藏足够的弹性势能，该弹性势将能带动棘轮和旋转底盘在环型地轨上绕主轴顺时针转动，并驱动采光面对太阳方位角和高度角进行跟踪调节。

图2、图9中，太阳方位角的变化由光敏头检测，光敏头由安装在一大小约15mm×50mm的印制电路板上的二只光敏管构成，它安放在摆架的南北轴线的光敏头座50上，光敏头与摆架平面呈30度--60度的夹角，安装好的光敏头上的两只光电管将呈一高一低分布。高的一只跟摆架上的采光面齐平或略高于采光面，低的一只低于采光面，当太阳从东到西移动而致使太阳的中心偏离采光面的的南北中轴线时，由于采光面的遮挡，太阳光将在低于采光面的那只光电管上投上阴影，产生误差信号，经控制电路处理后的误差信号将驱动电磁铁控制开关闭合(参见图7.)，电磁铁的铁芯将拉动擒纵棘爪的阻挡端9，释放棘轮，在涡巻簧弹性势能的带动下棘轮将顺时针转动，同时擒纵棘爪的另一端----控放端8会嵌入棘轮齿槽中，棘轮将仅能顺时针转动0.5个棘齿即被控放端止动；此后电磁铁控制开关断开，在擒纵棘爪复位弹簧10的作用下，控放端会退出棘轮齿槽，释放棘轮，使其又能顺时针转动，同时，阻挡端会嵌入棘轮齿槽中，棘轮又将仅能顺时针转动0.5个棘齿即被阻挡端止动。此后，如误差信号继续存在，电磁铁控制开关将再次闭合，继续释放棘轮顺时针转动，直至误差信号消失。

综上所述，自动跟踪太阳灶对太阳方位角及高度角的跟踪调节流程如下：

a.太阳灶方位角的自动跟踪调节流程：

太阳的方位角与采光面的方位角在光敏头作比较，如有差异，光敏头输出误差信号→控制电路→启动电磁铁→擒纵棘爪释放棘轮→棘轮顺时针转动→采光面顺时针转动，改变方位角→光敏头误差信号消失，跟踪调节停止。否则，进行下一轮的控制调节，直至光敏头的误差信号消失为止。

b.太阳灶仰角的自动跟踪调节流程：

采光面顺时针转动使其方位角改变→推杆球铰与摆杆转轴中心间的距离变化→推杆推动摆杆绕摆杆转轴转动→顶杆在竖直方向移动→补偿支架绕摆架转轴转动→支杆、摆架调节螺杆在竖直方向移动→摆架绕摆架转轴转动，实现了摆架仰角的自动跟踪调节。

图1、图2、图8中，将太阳灶反射聚光面安放在摆架上，将太阳灶锅架安放在锅架底座上，即构成自动跟踪太阳灶。太阳灶反射聚光面52由薄钢板冲压成型的抛物面55构成，每张抛物面上有一个安装孔，其凹面敷有太阳光反光膜，在摆架上，对应于每张抛物面，有一只安装螺栓和两只抛物面安装卡，将抛物面的边缘卡在对应的两只抛物面安装卡53内，将该孔套入摆架上的安装螺栓51上，套上螺帽54，抛物面的安装即完成。抛物面以适当的阵列、适当的倾角排列在摆架上，以使它们反射汇聚的太阳光能量能够投射到位于摆架正上方的锅架内。太阳灶的锅架58通过两根S状弯管，锅架下支撑管56锅架上支撑管57级联后直接固定在锅架底座上，锅架的中心位于主轴的延长线上。

自动跟踪太阳灶的环型地轨须安放在阳光不受遮挡的水平面上，并使环型地轨的十字底座的南北中轴的南端指向太阳最大高度角的方位(即当地太阳时正午12时00分太阳的方位)。使用自动跟踪太阳灶时，先接上电源，根据标尺上的日期及对应的刻度设定摆架调节螺杆的长度；逆时针转动旋转底盘致太阳所在的方位，同时观察控制盒49上的指示灯，当它由红色变为绿色时，表示方位角调节完成，涡巻簧同时被卷紧；调节推杆的长度，使聚光面汇聚的太阳光斑落入锅圈的中间，自动跟踪太阳灶便可使用了。

在图9.自动跟踪太阳能热水器的实施例中，将图1、图2自动跟踪太阳灶实施例中的太阳反射聚光面换为真空集热器60安放在摆架上，拆除太阳灶锅架，装上采光面仰角指示杆59，用保温软管将集热器与蓄水箱的冷热水交换口连接起来，并辅以相关的检测控制器即可构成分体式自动跟踪太阳能热水器。

在图9.自动跟踪太阳能光伏发电系统的实施例中，将图1、图2自动跟踪太阳灶实施例中的太阳反射聚光面换为太阳能光伏电池板60安放在摆架上，拆除太阳灶锅架，装上采光面仰角指示杆，并辅以相关的太阳能蓄电池及太阳能控制器，即构成自动跟踪太阳能光伏发电系统。

同样，自动跟踪太阳能热水器及自动跟踪太阳能光伏发电系统的环型地轨须安放在阳光不受遮挡的水平面上，并使环型地轨的十字底座的南北中轴的南端指向太阳最大高度角的方位(即当地太阳时正午12时00分太阳的方位)；使用时，摆架调节螺杆的调节及旋转底盘的调节与自动跟踪太阳灶的调节方法一致；调节推杆长度时，观察采光面仰角指示杆，使其在阳光下的投影落在采光面仰角指示杆的根部，自动跟踪太阳能热水器及自动跟踪太阳能光伏发电系统的设置就完成了。

Claims (10)

1.一种自动跟踪太阳灶，包括锅架、太阳灶反射聚光面及驱动太阳灶反射聚光面对太阳进行双轴跟踪调节的执行机构和检测控制机构，其特征是：环型地轨及在环型地轨上绕主轴转动的旋转底盘和棘轮；可调节推杆、十字万向铰、推杆调节位移螺母、摆杆、顶杆、补偿支架、复合铰、支杆、摆架调节螺杆、摆架调节位移螺母及摆架构成太阳灶反射聚光面仰角与方位角联动跟踪调节执行机构；涡卷簧驱动棘轮和旋转底盘在环型地轨上转动并驱使太阳灶反射聚光面对太阳进行方位角及仰角的跟踪调节；由擒纵棘爪、电磁铁及光敏头组成控制棘轮转动的检测控制机构；

环型地轨内有十字底座，其中心有垂直于地面的主轴，底座的南北中轴上，靠南的一端分别置有锅架底座及推杆球铰，靠北的一端分别置有擒纵棘爪和电磁铁，旋转底盘下面有三只支承轮，上面有前支架座和后支架座，水平方向有棘轮支架，棘轮与旋转底盘在环型地轨上能绕主轴旋转；

仰角与方位角联动跟踪调节执行机构的可调节推杆由定长杆与推杆调节螺杆经推杆螺母及销联接，定长杆下端铰接在推杆球铰上，推杆调节螺杆穿过十字万向铰上的推杆调节位移螺母接推杆手柄；十字万向铰的水平转轴在摆杆的摆动端上，摆杆转轴在后支架上；顶杆下端铰联在十字万向铰的水平转轴上，顶杆上端及支杆下端与补偿支架的复合铰铰联；支杆上有一螺杆座，摆架调节螺杆支承在螺杆座上，与摆架调节位移螺母相联，端部装有摆架手柄；标尺的下端固定在支杆上端，它与摆架调节螺杆平行，标尺的两面皆标有日期及相应的标尺刻度，摆架调节位移螺母上有一条标尺刻度线，它与标尺一起用于标度摆架调节螺杆的位置；

涡卷簧位于棘轮下面的卷簧盒内，其内端固定在主轴上，外端固定在销轴上，销轴固定在棘轮上；擒纵棘爪的阻挡端与控放端分别位于擒纵棘爪的两端，电磁铁拉动阻挡端释放棘轮时，控放端会限制棘轮仅释放0.5个棘齿；复位弹簧使控放端释放棘轮时，阻挡端也会限制棘轮仅释放0.5个棘齿。

2.根据权利要求1所述的自动跟踪太阳灶，其特征是：装在摆架南北中轴上的光敏头与摆架平面呈30度-60度的夹角，其上的两只光电管呈一高一低分布，高的一只高出采光面或与采光面齐平，低的一只低于采光面。

3.根据权利要求1所述的自动跟踪太阳灶，其特征是：锅架由两根S型撑杆级联后安装在锅架底座上，锅架中心位于主轴的延长线上；构成太阳反射聚光面的每张抛物面由薄钢板冲压成型，每张抛物面有一只安装孔，在摆架上分别由一只安装螺栓和两只抛物面安装卡固定。

4.一种自动跟踪太阳能热水器，包括真空集热器及驱动它对太阳进行双轴跟踪调节的执行机构，检测控制机构，其特征是：环型地轨及在环型地轨上绕主轴转动的旋转底盘和棘轮；可调节推杆、十字万向铰、推杆调节位移螺母、摆杆、顶杆、补偿支架、复合铰、支杆、摆架调节螺杆、摆架调节位移螺母及摆架构成真空集热器仰角与方位角联动跟踪调节执行机构；涡卷簧驱动棘轮和旋转底盘在环型地轨上转动并驱使真空集热器对太阳进行方位角及仰角的跟踪调节；由擒纵棘爪、电磁铁及光敏头组成控制棘轮转动的检测控制机构；

环型地轨内有十字底座，其中心有垂直于地面的主轴，底座的南北中轴上，靠南的一端分别置有锅架底座及推杆球铰，靠北的一端分别置有擒纵棘爪和电磁铁，旋转底盘下面有三只支承轮，上面有前支架座和后支架座，水平方向有棘轮支架，棘轮与旋转底盘在环型地轨上能绕主轴旋转；

仰角与方位角联动跟踪调节执行机构的可调节推杆由定长杆与推杆调节螺杆经推杆螺母及销联接，定长杆下端铰接在推杆球铰上，推杆调节螺杆穿过十字万向铰上的推杆调节位移螺母接推杆手柄；十字万向铰的水平转轴在摆杆的摆动端上，摆杆转轴在后支架上；顶杆下端铰联在十字万向铰的水平转轴上，顶杆上端及支杆下端与补偿支架的复合铰铰联；支杆上有一螺杆座，摆架调节螺杆支承在螺杆座上，与摆架调节位移螺母相联，端部装有摆架手柄；标尺的下端固定在支杆上端，它与摆架调节螺杆平行，标尺的两面皆标有日期及相应的标尺刻度，摆架调节位移螺母上有一条标尺刻度线，它与标尺一起用于标度摆架调节螺杆的位置；

涡卷簧位于棘轮下面的卷簧盒内，其内端固定在主轴上，外端固定在销轴上，销轴固定在棘轮上；擒纵棘爪的阻挡端与控放端分别位于擒纵棘爪的两端，电磁铁拉动阻挡端释放棘轮时，控放端会限制棘轮仅释放0.5个棘齿；复位弹簧使控放端释放棘轮时，阻挡端也会限制棘轮仅释放0.5个棘齿。

5.根据权利要求4所述的自动跟踪太阳能热水器，其特征是：装在摆架南北中轴上的光敏头与摆架平面呈30度-60度的夹角，其上的两只光电管呈一高一低分布，高的一只高出采光面或与采光面齐平，低的一只低于采光面。

6.根据权利要求4所述的自动跟踪太阳能热水器，其特征是：真空集热器为双层结构，内层的吸热管及吸热翼片由轻质金属材料整体构成，其外表采用真空磁控溅射镀膜技术镀有热辐射反射涂层、太阳选择性吸收涂层及太阳光减反层；外层由两张透明的钢化玻璃构成，吸热管及吸热翼片位于它们的中间，引出冷热水交换口并将两张钢化玻璃周边采用密封粘接材料粘接，内抽真空，并充适量消气剂；钢化玻璃间设有若干平衡内外压力差的支撑点。

7.根据权利要求4所述的自动跟踪太阳能热水器，其特征是：摆架上设有太阳高度角指示杆，它与真空集热器面板垂直。

8.一种自动跟踪太阳能光伏发电系统，包括驱动太阳能电池板对太阳进行双轴跟踪调节的执行机构，检测控制机构，其特征是：环型地轨及在环型地轨上绕主轴转动的旋转底盘和棘轮；可调节推杆、十字万向铰、推杆调节位移螺母、摆杆、顶杆、补偿支架、复合铰、支杆、摆架调节螺杆、摆架调节位移螺母及摆架构成太阳能电池板仰角与方位角联动跟踪调节执行机构；涡卷簧驱动棘轮和旋转底盘在环型地轨上转动并驱使太阳能电池板对太阳进行方位角及仰角的跟踪调节；由擒纵棘爪、电磁铁及光敏头组成控制棘轮转动的检测控制机构；

环型地轨内有十字底座，其中心有垂直于地面的主轴，底座的南北中轴上，靠南的一端分别置有锅架底座及推杆球铰，靠北的一端分别置有擒纵棘爪和电磁铁，旋转底盘下面有三只支承轮，上面有前支架座和后支架座，水平方向有棘轮支架，棘轮与旋转底盘在环型地轨上能绕主轴旋转；

仰角与方位角联动跟踪调节执行机构的可调节推杆由定长杆与推杆调节螺杆经推杆螺母及销联接，定长杆下端铰接在推杆球铰上，推杆调节螺杆穿过十字万向铰上的推杆调节位移螺母接推杆手柄；十字万向铰的水平转轴在摆杆的摆动端上，摆杆转轴在后支架上；顶杆下端铰联在十字万向铰的水平转轴上，顶杆上端及支杆下端与补偿支架的复合铰铰联；支杆上有一螺杆座，摆架调节螺杆支承在螺杆座上，与摆架调节位移螺母相联，端部装有摆架手柄；标尺的下端固定在支杆上端，它与摆架调节螺杆平行，标尺的两面皆标有日期及相应的标尺刻度，摆架调节位移螺母上有一条标尺刻度线，它与标尺一起用于标度摆架调节螺杆的位置；

涡卷簧位于棘轮下面的卷簧盒内，其内端固定在主轴上，外端固定在销轴上，销轴固定在棘轮上；擒纵棘爪的阻挡端与控放端分别位于擒纵棘爪的两端，电磁铁拉动阻挡端释放棘轮时，控放端会限制棘轮仅释放0.5个棘齿；复位弹簧使控放端释放棘轮时，阻挡端也会限制棘轮仅释放0.5个棘齿。

9.根据权利要求8所述的自动跟踪太阳能光伏发电系统，其特征是：装在摆架南北中轴上的光敏头与摆架平面呈30度-60度的夹角，其上的两只光电管呈一高一低分布，高的一只高出采光面或与采光面齐平，低的一只低于采光面。

10.根据权利要求8所述的自动跟踪太阳能光伏发电系统，其特征是：摆架上设有太阳高度角指示杆，它与太阳能电池板面板垂直。

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