CN101887272B

CN101887272B - 一种双轴太阳跟踪平台

Info

Publication number: CN101887272B
Application number: CN 201010191658
Authority: CN
Inventors: 张建军; 张顺心; 张少峰; 汪大云; 张继军; 丁少峰
Original assignee: Hebei University of Technology
Current assignee: Hebei University of Technology
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2030-06-04
Also published as: CN101887272A

Abstract

本发明公开一种双轴太阳跟踪平台，包括底座、日光接收器和双轴回转装置，其特征在于双轴回转装置包括倾斜回转轴和水平回转轴；倾斜回转轴与日光接收器连接，并倾斜安装在接收器支架的上端，电机驱动倾斜回转轴转动，并带动日光接收器绕倾斜回转轴转动，完成某一天对太阳的跟踪；水平回转轴与底座连接，并水平安装在接收器支架的下端，接收器支架可绕水平回转轴旋转，并间接带动日光接收器绕水平回转轴旋转，完成一年内四季变化对太阳的跟踪；所述接收器支架绕水平回转轴的回转驱动由平面四杆机构实现。

Description

一种双轴太阳跟踪平台

技术领域

本发明涉及太阳能利用设施技术，具体为一种双轴太阳跟踪平台，旨在通过双轴的协调转动，使得日光接收器始终直对太阳，跟踪太阳每天日升日落和一年四季的轨迹变化，以便充分利用太阳能。

背景技术

能源是社会经济发展的动力。但是，大量的石化能源消耗日益显示出不可持续性。太阳能这种可再生能源，具有清洁、无污染、可再生的特点，符合可持续发展的要求。在太阳能利用设施领域，人们不断研究太阳跟踪技术，众多的太阳跟踪装置应运而生，一批太阳跟踪技术的专利也得到授权。例如，发明专利“太阳跟踪装置及其群(ZL200710056448.5)”和实用新型专利“多套机械联动太阳能跟踪器(ZL200710056448.5)”虽采用不同的传动方式，但均采用了双传动轴的协调运动，完成一天定日跟踪，0～180度的旋转轴采用竖直布置，在旋转角度相同的情况下，设备占用空间相对较大。发明专利“太阳跟踪装置(公开号CN101173826A)”采用外旋角加内旋角机构，刚度较好，但设备空间同样较大。另外，王尚文等(王尚文等，混合双轴太阳自动跟踪装置的研究，可再生能源，Vol.25，No.6，2007)研究的混合双轴太阳自动跟踪装置，定日跟踪0～180度的旋转轴采用立轴结构，刚度相对较差。刘巍等(刘巍等，太阳自动跟踪系统的研究与设计，水电能源科学，Vol.27，No.2，2009)研究的太阳自动跟踪系统，定日跟踪0～180度的旋转轴采用水平转轴，刚度较差，且设备占空间较大。总之，目前各类太阳跟踪装置有着各自不同的应用场合或方式，虽能够满足追踪太阳的转动范围要求，但存在机械结构较复杂，设备刚度较差、整体结构不够紧凑，控制不够简单等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，设计一种双轴太阳跟踪平台，该跟踪平台不仅能够满足追踪太阳的转动范围要求，而且还具备设备刚度好，结构紧凑，控制容易，适用范围广等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：一种双轴太阳跟踪平台，包括底座、日光接收器和连接底座和日光接收器的双轴回转装置，其特征在于所述的双轴回转装置包括倾斜回转轴和水平回转轴；所述倾斜回转轴与日光接收器连接，并倾斜放置安装在接收器支架的上端，电机驱动倾斜回转轴转动，并带动日光接收器绕倾斜回转轴转动，完成某一天对太阳的跟踪，且日光接收器某一天对太阳的跟踪绕倾斜回转轴的回转角度不小于180度；所述水平回转轴与底座连接，并水平放置安装在接收器支架的下端，接收器支架可绕水平回转轴旋转，并间接带动日光接收器绕水平回转轴旋转，完成一年内四季变化对太阳的跟踪，且日光接收器四季变化对太阳的跟踪绕水平回转轴的回转角度不大于60度；所述接收器支架绕水平回转轴的回转驱动由平面四杆机构实现，丝杠由丝杠支架支撑，且丝杠支架安装固定在底座的“桥”状支撑板上，丝母与垂直、倾斜或水平安装的丝杠连接，丝母与接收器支架的底部通过连杆和上回转副和下回转副连接，电机驱动丝杠回转，并带动丝母沿丝杠上下平动，进而通过连杆带动接收器支架绕水平回转轴转动。

与现有技术相比，本发明的双轴太阳跟踪平台，倾斜旋转轴用于定日跟踪0～180度的旋转，在某一日的跟踪太阳时，只要水平旋转轴旋转调整倾斜旋转轴倾斜到某一角度，仅需控制倾斜旋转轴跟踪太阳，无需控制水平旋转轴。另外，接收器支架采用环形结构，并且由两个环形结构件并列固定连接在一起，两个环形结构件两端固连而中间形成槽型间隙，保证丝杠支架插在槽型间隙，使得接收器支架绕水平回转轴的回转过程中不与丝杠支架干涉，不仅保证了机械结构紧凑，同时具有较好的刚度，更适于实际应用。

附图说明

图1本为本发明双轴太阳跟踪平台一种实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图详细叙述本发明。实施例以本发明技术方案为依据，给出了详细的实施方式和过程，但本发明权利要求的保护范围不限于实施例的描述。

本发明设计的双轴太阳跟踪平台(简称跟踪平台，参见图1)，包括底座1、日光接收器2和双轴回转装置3，双轴回转装置3连接所述底座1和日光接收器2，并能够使日光接收器2良好跟踪太阳的运动轨迹。

其特征在于所述的双轴回转装置3包括两个回转轴：倾斜回转轴32和水平回转轴34；所述倾斜回转轴32与日光接收器2连接，并倾斜放置(相对于地面)安装在接收器支架33的上端，电机31驱动倾斜回转轴32转动，并带动日光接收器2绕倾斜回转轴32转动，完成某一天对太阳的跟踪，且日光接收器2某一天对太阳的跟踪绕倾斜回转轴32的回转角度不小于180度；所述水平回转轴34与底座1连接，并水平放置(相对于地面)安装在接收器支架33的下端，接收器支架33可绕水平回转轴34旋转，并间接带动日光接收器2绕水平回转轴34旋转，完成一年内四季变化对太阳的跟踪，且日光接收器2四季变化对太阳的跟踪绕水平回转轴34的回转角度不大于60度；所述接收器支架33绕水平回转轴34的回转驱动由平面四杆机构实现，丝杠36由丝杠支架35支撑，且丝杠支架35安装固定在底座1的“桥”状支撑板11上，丝母37与垂直、倾斜或水平安装的丝杠36连接，丝母37与接收器支架33的底部334通过连杆39和上回转副38和下回转副3A连接，电机3B驱动丝杠36回转，并带动丝母37沿丝杠36上下平动，进而通过连杆39带动接收器支架33绕水平回转轴34转动。

为保证跟踪平台跟踪太阳的回转范围，且运动部件不干涉，本发明跟踪平台的接收器支架33设计为一臂长、一臂短，且上口倾斜的“U”字形支架，并采用复式结构设计，由两个形状一样的“U”字形支架构件331和332并列固定连接为复式结构，两个“U”字形支架构件331和332之间形成槽型间隙333，槽型间隙333的宽度可保证所述丝杠支架35插在其中顺利安装，并使接收器支架33绕水平回转轴34回转过程中与丝杠支架35不发生干涉。

本发明跟踪平台的底座1和日光接收器2的形状结构不受限制。

本发明跟踪平台的突出优点在于回转部分机械结构紧凑，并可保持较好的刚度，且倾斜回转轴32和水平回转轴34可以分别完成某一天的太阳跟踪和四季变化的太阳跟踪，因此容易控制。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims

1.一种双轴太阳跟踪平台，包括底座、日光接收器和连接底座和日光接收器的双轴回转装置，其特征在于所述的双轴回转装置包括倾斜回转轴和水平回转轴；所述倾斜回转轴与日光接收器连接，并倾斜放置安装在接收器支架的上端，电机驱动倾斜回转轴转动，并带动日光接收器绕倾斜回转轴转动，完成某一天对太阳的跟踪，且日光接收器某一天对太阳的跟踪绕倾斜回转轴的回转角度不小于180度；所述水平回转轴与底座连接，并水平放置安装在接收器支架的下端，接收器支架能够绕水平回转轴旋转，并间接带动日光接收器绕水平回转轴旋转，完成一年四季对太阳的跟踪，且日光接收器对太阳的跟踪绕水平回转轴的回转角度不大于60度；所述接收器支架绕水平回转轴的回转驱动由平面四杆机构实现，丝杠由丝杠支架支撑，且丝杠支架安装固定在底座的“桥”状支撑板上，丝母与垂直、倾斜或水平安装的丝杠连接，丝母与接收器支架的底部通过连杆和上回转副和下回转副连接，电机驱动丝杠回转，并带动丝母沿丝杠上下平动，进而通过连杆带动接收器支架绕水平回转轴转动。

2.根据权利要求1所述的双轴太阳跟踪平台，其特征在于所述的接收器支架设计为一臂长、一臂短，且上口倾斜的“U”字形支架，并采用复式结构，由两个形状一样的“U”字形支架构件并列固定连接为复式结构，两个“U”字形支架构件之间形成槽型间隙，槽型间隙的宽度能够保证所述丝杠支架插在其中顺利安装，并使接收器支架绕水平回转轴回转过程中与丝杠支架不发生干涉。