CN102589157B - 一种碟式太阳能聚光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种碟式太阳能聚光器装置，包括反射面(3)、所述反射面(3)的上方、下方分别设有吸热器(4)、碟式支撑架(5)；还包括刚性转台(11)和与地面固定的圆形轨道(27)，所述刚性转台(11)通过多个支承轮(12)与所述圆形轨道(27)回转连接，所述刚性转台(11)上设有至少一个支座和固定支腿(10)，所述支座的顶端设有调整碟式支撑架(5)的高度角的驱动机构，所述驱动机构的顶端、所述固定支腿(10)的顶端与所述碟式支撑架(5)通过两个平行的第一水平铰接轴(8)铰接。采用这种结构，能增强碟式太阳能聚光器装置的稳定性和强度。

Description

一种碟式太阳能聚光装置

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术，具体为一种碟式太阳能聚光装置。

背景技术

太阳能具有储量无限性、分布普遍性、利用清洁性以及经济性等特点，被认为是最具发展前景、最能解决未来社会发展能源需求不断增长的新能源之一。

太阳能发电是利用太阳能产生新能源的主要方法，包括光伏发电和光热发电两种途径，其中，太阳能热发电因具有与电网负荷的适配性较好、光电转化效率高、容易产生规模效应、耗材的制造过程更加环保、电力可调性好等特点，被认为是未来太阳能发电利用的重要发展方向。太阳能热发电主要有槽式、塔式、碟式等几种聚光方式，碟式热发电系统具有部署灵活、聚焦比较高的特点，并且具有较高的能量利用系数的优点，越来越受到关注和重视。

碟式太阳能聚光装置通常包括碟式反射面和设于反射面下方的碟式支撑架，反射面的上方设有吸热器，该吸热器是用于吸收太阳能的主要部件。工作过程中，通过调整碟式支撑架的具体位置来调整碟式反射面的具体位置，使碟式反射面对太阳光进行汇聚，汇聚后形成的焦斑进入吸热器，吸热器吸收太阳光能，从而使热机工质达到较高的温度。

目前，碟式发电系统的单机规模从数百瓦到上百千瓦，相应的，聚光装置的采光面积也从几平方米到数百平方米。对于采光面积较大的碟式聚光装置来说：既要具备较好的刚度，以保证在各种状态下安装反射面的网架不能有过大的变形，避免反射面偏离理论设计位置太多而导致焦斑的变形过大或者焦斑不能完全进入吸热器的合理采光范围；也要求具有足够的强度，以抵抗强风的破坏作用；此外整个聚光系统还必须具有合适的自身振动特性，以避免在外力的扰动下产生共振而破坏。

有鉴于此，如何进一步优化设计上述大采光面积的碟式太阳能聚光装置，使得碟式太阳能聚光装置具有足够的强度，提高其稳定性和抗风性。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种碟式太阳能聚光装置，使其具有足够的强度，提高其稳定性和抗风性。

为了实现上述目的，本发明提供一种碟式太阳能聚光器装置，包括反射面、所述反射面的上方、下方分别设有吸热器、碟式支撑架；还包括刚性转台和与地面固定的圆形轨道，所述刚性转台通过多个支承轮与所述圆形轨道回转连接，所述刚性转台上设有至少一个支座和固定支腿，所述支座的顶端设有调整碟式支撑架的高度角的驱动机构，所述驱动机构的顶端、所述固定支腿的顶端与所述碟式支撑架通过两个平行的第一水平铰接轴铰接。

优选地，还包括：

太阳方位检测部件、风速检测部件、方位角检测部件和高度角检测部件，分别用于检测太阳方位、当前风速、碟式支撑架的方位角和高度角；

控制器，与所述太阳方位检测部件、风速检测部件、方位角检测部件和高度角检测部件均连接，用于根据所述太阳方位和当前风速输出控制信号，调节所述刚性转台相对于所述圆形轨道的方位角，并驱动所述驱动机构使其调整所述碟式支撑架的高度角。

优选地，所述圆形轨道设有横向的第一限位板、设于所述第一限位板下方的第一腹板和设于所述第一腹板底端的第一安装板；

所述多个支承轮中包括滚轮和至少一个动力轮，所述滚轮、所述动力轮均包括轮座、第一承重轮、第一限位轮和至少一个侧支板，所述轮座与所述刚性转台底端连接，所述滚轮的第一承重轮、动力轮的第一承重轮分别通过轮轴、传动轴安装于轮座上，且所述第一承重轮与所述第一限位板滚动配合连接；所述侧支板固定于所述轮座的外侧，所述第一限位轮设于所述侧支板的底端内侧，且所述第一限位轮与所述第一限位板的底壁滚动连接；

所述动力轮还包括驱动所述刚性转台相对于所述圆形轨道转动的方位角电机和与所述方位角电机的输出轴连接的方位角减速机。

优选地，所述第一限位板的顶端设有第一凸起，所述第一承重轮的外周设有与所述第一凸起配合的第一凹槽；

或者所述第一限位板的顶端设有面齿条，所述第一承重轮的外周设有与所述面齿条啮合的第一齿轮。

优选地，所述第一凸起为与所述圆形轨道为一体成型的导轨，或者所述第一凸起为通过第一紧固件与所述圆形轨道连接的轨条。

优选地，所述方位角减速机的输出轴与所述传动轴连接；

或者当所述动力轮的侧支板的数目为一个时，所述第一腹板内侧设有齿圈，所述方位角减速机的输出轴外设有与所述齿圈啮合的圆柱齿轮，且所述方位角减速机与所述轮座连接；

或者当所述动力轮的侧支板的数目为一个时，所述刚性转台的内侧设有所述齿圈，所述方位角减速机的输出轴外设有与所述齿圈啮合的圆柱齿轮，且所述方位角减速机与所述第一腹板连接。

优选地，当所述动力轮的侧支板的数目为一个、所述第一限位板设于所述第一腹板的一侧时，所述圆形轨道还包括肋板，所述肋板的顶壁、侧壁和底壁分别与所述第一限位板、第一腹板和第一安装板连接。

优选地，所述支座为固定支座，所述驱动机构包括高度角电机、设于高度角电机输出端的高度角减速机和螺杆，所述螺杆与所述固定支座通过与第一水平铰接轴平行的第二铰接轴铰接，所述高度角减速机为驱动所述螺杆相对于所述高度角减速机轴向伸缩运动的减速机。

优选地，所述刚性转台内部设有“人”字型拉梁和贯穿刚性转台内、外部的挑梁，所述挑梁的内端与所述拉梁连接，所述挑梁上设有滑轨，所述滑轨上设有直齿条；

所述支座具体为滑动座，所述驱动机构包括设于所述滑动座上的高度角电机、高度角减速机和活动支撑梁，所述高度角减速机设有与所述直齿条啮合的高度角齿轮，所述活动支撑梁顶端与碟式支撑架连接。

优选地，所述滑轨包括第二限位板、第二腹板和设于所述第二腹板底端的第二安装板；

所述第二限位板上设有导条，所述滑动座底部设有第二承重轮和第二限位轮，所述第二承重轮的外周壁设有与所述导条配合的第二凹槽，且所述第二限位轮与所述第二限位板滚动连接；

或者所述滑动座内部的两侧设有滑块，所述滑块上设有与所述第二限位板形状配合的第三凹槽。

优选地，所述刚性转台内部设有“人”字型拉梁和贯穿刚性转台内、外部的挑梁，所述挑梁的内端与所述拉梁连接，所述挑梁上设有所述滑轨；

所述支座具体为与所述滑轨滑动连接的活动支座，所述驱动机构包括顶端、底端分别与碟式支撑架、活动支座连接的活动支撑架，还包括与所述滑轨固定连接的所述高度角电机和高度角减速机，所述活动支座内设有螺纹，所述高度角减速机通过与所述螺纹配合连接的丝杠与所述活动支座连接。

优选地，所述固定支腿、所述支座的数目分别为两个、一个，两个所述固定支腿对称设于所述支座的两侧。

优选地，所述碟式支撑架的底端在所述固定支腿的外侧设有配重块，所述配重块设于两个所述固定支腿的对称面上。

优选地，所述刚性转台的外侧对称连接有横挑梁，所述固定支腿设于所述横挑梁上。

优选地，两个所述横挑梁之间连接有“一”字拉梁；或者两个所述横挑梁之间连接有“T”字型拉梁，所述“T”字型拉梁的横向两端分别与两个所述横挑梁连接。

本发明提供一种碟式太阳能聚光器装置，其包括刚性转台和与地面固定的圆形轨道，刚性转台通过多个支承轮与圆形轨道回转连接，刚性转台上设有至少一个支座和固定支腿，支座的顶端设有调整碟式支撑架的高度角的驱动机构，驱动机构的顶端、固定支腿的顶端与碟式支撑架通过两个平行的第一水平铰接轴铰接。

采用这种结构，在工作过程中，刚性转台与圆形轨道形成巨大的回转支承，刚性转台相对于圆形轨道转动能够实现碟式反射面的方位角的调整，驱动机构能够实现碟式支撑架的高度角的调整，这样就能够实现碟式支撑架全方位角度的调整。当太阳光的照射角度发生变化时，即可通过调整碟式支撑架的方位角和高度角来实现吸热器对太阳的跟踪动作，以达到预期的工作位置。由于刚性转台11与圆形轨道27形成的结构具有较高的稳定性和强度，因此整个聚光装置的稳定性和强度提高，使得聚光装置具有较高的抗风性；此外，由于整个聚光装置通过桁架式结构，能够达到聚光装置具有质量较轻且节约生产成本的优点。

附图说明

图1为本发明所提供的碟式太阳能聚光装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1的工作原理图；

图3为图1的C向视图；

图4为本发明所提供的碟式太阳能装置的动力轮连接处的第一种具体实施方式的结构示意图，同时示出了图1中I处局部放大图；

图5-8分别为本发明所提供的碟式太阳能装置的动力轮连接处的第二种、第三种、第四种、第五种具体实施方式的结构示意图；

图9为本发明所提供的碟式太阳能装置的滚轮连接处的第一种具体实施方式的结构示意图；

图10-14分别为本发明所提供的碟式太阳能装置的圆形轨道的第一种、第二种、第三种、第四种、第五种具体实施方式的结构示意图；

图15为本发明所提供的碟式太阳能聚光装置的第二种具体实施方式的结构示意图；

图16为图15中的反射面位于水平位置的结构示意图；

图17为15的左视图；

图18-21为本发明所提供的碟式太阳能聚光装置的刚性转台的第一种、第二种、第三种、第四种具体实施方式的结构示意图；

图22为本发明所提供的碟式太阳能聚光装置的第三种具体实施方式的结构示意图；

图23为图22的II处局部放大视图；

图24为图23的B-B向剖视图；

图25为图23的D-D向剖视图的第一种具体实施方式的结构示意图；

图26为图23的D-D向剖视图的第二种具体实施方式的结构示意图；

图27为本发明所提供的碟式太阳能聚光装置的第四种具体实施方式的结构示意图；

图28为图27中III处局部放大图；

图29为图28的E-E向剖视图；

图30为本发明所提供碟式太阳能聚光装置的刚性转台的第五种具体实施方式的结构示意图；

图31为活动支座的轴测图。

图中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1——太阳方位检测部件   2——风速检测部件   3——反射面

4——吸热器             5——碟式支撑架     6——配重块

7——第一铰接座         8——第一水平铰接轴 9——高度角检测部件

10——固定支腿          11——刚性转台      12——支承轮

13——方位角检测部件    14——第二铰接座    15——高度角电机

16——高度角减速机      17——第一减速机座  18——固定支座

19——螺杆              20——信号线        21——控制器

22——轮座              23——第一承重轮    24——传动轴

25——侧支板            26——第一限位轮    27——圆形轨道

28——固定基础          29——方位角电机    30——方位角减速机

31——第二减速机安装座  32——减速机安装板    33——面齿条

34——第一齿轮          35——内齿圈          36——圆柱齿轮

37——第三减速机安装座  38——第四减速机安装座39——轮轴

40——导轨              41——第一限位板      42——第一腹板

43——第一安装板        44——第一紧固件      45——轨条

46——肋板              47——限位侧壁        48——第二紧固件

49——横挑梁            50——拉梁            51——活动支撑梁

52——滑轨              53——直齿条          54——挑梁

55——滑动座            56——导条            57——高度角齿轮

58——第二承重轮        59——第二限位轮      60——滑块

61——丝杠              62——活动支座

具体实施方式

本发明的核心为提供一种碟式太阳能聚光装置，使其具有足够的强度，提高其稳定性和抗风性。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供碟式太阳能聚光装置的一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1的工作原理图；图3为图1的C向视图。

在一种具体实施方式中，如图1所示，本发明提高一种碟式太阳能聚光器装置，包括反射面3、反射面3的上方、下方分别设有吸热器4、碟式支撑架5，吸热器4用于吸收太阳光能，碟式支撑架5用于支撑反射面3；还包括刚性转台11和圆形轨道27，圆形轨道27可以通过固定基础28与地面固定，刚性转台11通过多个支承轮12与圆形轨道27转连接，刚性转台11上设有至少一个支座和固定支腿10，支座的顶端设有调整碟式支撑架5的高度角的驱动机构，驱动机构的顶端、固定支腿10的顶端与碟式支撑架5通过两个平行的第一水平铰接轴8铰接，驱动机构的顶端、固定支腿10的顶端的第一水平铰接轴8可以分别设于第二交接座14、第一铰接座7内。

采用这种结构，在工作过程中，刚性转台11与圆形轨道27形成巨大的回转支承，刚性转台11相对于圆形轨道27转动能够实现碟式反射面3的方位角的调整，驱动机构能够实现碟式支撑架5的高度角的调整，这样就能够实现碟式支撑架5全方位角度的调整。当太阳光的照射角度发生变化时，即可通过调整碟式支撑架5的方位角和高度角来实现吸热器4对太阳的跟踪动作，以达到预期的工作位置。由于刚性转台11与圆形轨道27形成的结构具有较高的稳定性和强度，因此整个聚光装置的稳定性和强度提高，使得聚光装置具有较高的抗风性；此外，由于整个聚光装置通过桁架式结构，能够达到聚光装置具有质量较轻且节约生产成本的优点。

进一步的方案中，如图1所示，上述碟式太阳能聚光装置还包括：太阳方位检测部件1、风速检测部件2、方位角检测部件13和高度角检测部件9，分别用于检测太阳方位、当前风速、碟式支撑架5的方位角和高度角；还包括控制器21，该控制器21通过信号线20分别与太阳方位检测部件1、风速检测部件2、方位角检测部件13和高度角检测部件9均连接，用于根据太阳方位和当前风速输出控制信号，调节刚性转台11相对于圆形轨道27的方位角，并驱动驱动机构使其调整碟式支撑架5高度角。

具体地，上述太阳方位检测部件1、风速检测部件2、方位角检测部件13、高度角检测部件9均可以采用传感器。其中风速检测部件2可以设在距离碟式支撑架5足够远的地方，便于检测到较为大范围的风速、风向的变化；方位角传感器可以设于刚性转台11与圆形轨道27之间，高度角传感器可以设于碟式支撑架5与固定支腿10之间，采用传感器能够快速、准确地实现各个参数测量。

采用上述结构，在工作过程中，各个检测部件将检测结果传输至控制器21，控制器21根据太阳方位、当前风速和当前吸热器4的工作状态等因素发出控制信号，使得刚性转台11相对于圆形轨道27转动调整碟式支撑架5的方位角，同时使得驱动机构运动调整碟式支撑架5的高度角，从而实现了碟式太阳能聚光装置的工作位置的全方位调整。由此可见，采用上述电气控制的方式能够使太阳能聚光装置实现对太阳光的实时跟踪，进一步提高吸热器4的吸热性能和工作可靠性。

还可以进一步设置上述刚性转台11与圆形轨道27转动连接的具体方式。

请参考图4和图9，图4为本发明所提供的碟式太阳能装置的动力轮连接处的第一种具体实施方式的结构示意图，同时示出了图1中I处局部放大图；图9为本发明所提供的碟式太阳能装置的滚轮连接处的第一种具体实施方式的结构示意图。

具体的方案中，上述圆形轨道27设有横向的第一限位板41、设于第一限位板41下方的第一腹板42和设于第一腹板42底端的第一安装板43；多个支承轮12中包括滚轮和至少一个动力轮，滚轮、动力轮均包括轮座22、第一承重轮23、第一限位轮26和至少一个侧支板25，轮座22与刚性转台11底端连接，滚轮的第一承重轮23、动力轮的第一承重轮23分别通过轮轴39、传动轴24安装于轮座22上，且第一承重轮23与第一限位板41滚动配合连接；侧支板25固定于轮座22的外侧，第一限位轮26设于侧支板25的底端内侧，且第一限位轮26与第一限位板41的底壁滚动连接；动力轮还包括驱动刚性转台11相对于圆形轨道27转动的方位角电机29和与方位角电机29的输出轴连接的方位角减速机30。具体地，上述方位角减速机30可以通过第二减速机安装座31与传动轴24连接。

采用这种结构，工作过程中，启动方位角电机29，经过方位角减速机30的一定传动比的减速后，方位角减速机30驱动动力轮沿圆形轨道27转动，进而带动滚轮也与圆形轨道27滚动，从而实现整个巨大的刚性转台11相对于圆形轨道27的转动；与此同时，滚轮在刚性转台11转动过程中起到支撑碟式支撑架5的作用。由此可见，采用这种“动力轮驱动-滚轮辅助支撑”结构形式能方便地实现刚性转台11的转动。

更具体的方案中，上述承重轮与圆形轨道27的第一限位板41可以采用以下结构滚动配合连接；

第一种，如图4、图5、图10-12、图14所示，图5为本发明所提供的碟式太阳能装置的动力轮连接处的第二种具体实施方式的结构示意图；图10-12、14分别为本发明所提供的碟式太阳能装置的圆形轨道27的第一种、第二种、第三种和第五种具体实施方式的结构示意图；上图的圆形轨道27的第一限位板41的顶端设有第一凸起，第一承重轮23的外周设有与第一凸起配合的第一凹槽。此时，上述方位角减速机30可以通过减速机安装板32安装于轮座上。具体地，如图10、图12和图14所示，第一凸起为与圆形轨道27为一体成型的导轨40；当然，如图13所示，第一凸起也可以为通过第一紧固件44与圆形轨道27连接的轨条45。

第二种，如图6和图13所示，图6为本发明所提供的碟式太阳能装置的动力轮连接处的第三种具体实施方式的结构示意图，图13本发明所提供圆形轨道27的第四种具体实施方式的机构示意图；上图的圆形轨道27的第一限位板41的顶端设有面齿条33，第一承重轮23的外周设有与面齿条33啮合的第一齿轮34。具体地，上述面齿条33可以通过第二紧固件48固定于第一限位板41上。

无论是第一凸起和第一凹槽配合滚动连接，还是面齿条33和第一齿轮34啮合均能够起到导向和定位的作用，实现第一承重轮23与圆形轨道27的稳定滚动，避免发生滑动或相对移动，确保刚性转台11相对于圆形轨道27转动的稳定性。用户可以根据实际需要自行选择。

更进一步地，上述方位角减速机30可以通过以下几种方式与圆形轨道27连接：

第一种，如图4和图5所示，方位角减速机30的输出轴与传动轴24连接，采用这种结构，工作过程中，方位角电机29的转矩经方位角减速机30直接传递给传动轴24，带动传动轴24按照一定速度相对于圆形轨道27相对转动，从而带动整个刚性转台11相对于圆形轨道27转动，实现碟式太阳能聚光装置的方位角的调节。

第二种，如图7和图14所示，图7为本发明所提供的碟式太阳能装置的动力轮连接处的第四种具体实施方式的结构示意图；图14为圆形轨道27的第五种具体实施方式的结构示意图；上图中的动力轮的的侧支板25的数目为一个时，第一腹板42内侧设有齿圈35，方位角减速机30的输出轴外设有与齿圈35啮合的圆柱齿轮36，且方位角减速机30与轮座22连接。这样，当方位角电机29将转矩输出给方位角减速机30，方位角减速机30通过圆柱齿轮36与齿圈35啮合的传动机构实现自身相对于圆形轨道27回转运动，由于方位角减速机30与轮座22连接，因此，方位角减速机30的运动带动轮座22，以及刚性转台11相对于圆形轨道27发生回转运动。

第三种，如图8所示，该图为本发明所提供的碟式太阳能装置的动力轮连接处的第五种具体实施方式的结构示意图；该图中的动力轮的侧板的数目为一个，刚性转台11的内侧设有齿圈35，方位角减速机30的输出轴外设有与齿圈35啮合的圆柱齿轮36，且方位角减速机30与第一腹板42连接。这样，当方位角电机29将转矩输出给方位角减速机30，方位角减速机30通过圆柱齿轮36与齿圈35啮合的传动机构实现自身与刚性转台11的相对运动，由于方位角减速机30与第一腹板42连接，因此，方位角减速机30的运动带动刚性转台11相对于圆形轨道27发生回转运动。

由此可见，上述三种方式通过相同的驱动机构，分别对传动轴24、圆形轨道27、刚性转台11输出转矩，均能方便、简单地驱动刚性转台11相对圆形轨道27转动，从而实现碟式太阳能装置的方位角的调节，用户可以根据实际需要自行调节。

更具体的方案中，上述动力轮的侧支板25的数目可以为两个，也可以为一个。上述第一限位板41还可以具有限位侧壁47，第一限位轮26还可以与该限位侧壁47配合设置。当动力轮的侧板的数目为1个、圆形轨道27的第一限位板41设于第一腹板42的一侧时，如图12-14所示，圆形轨道27还可以包括肋板46，肋板46的顶壁、侧壁和底壁分别与第一限位板41、第一腹板42和第一安装板43连接。。

采用肋板46能够增加圆形轨道27的强度，避免由于圆形轨道27一侧受力过多、一侧受力较小而发生变形、强度变差等现象，进一步增强的圆形轨道27的工作可靠性。

还可以进一步设置上述碟式太阳能聚光装置的调节高度角具体驱动形式。

请参考图1和图15-图17，图15为本发明所提供的碟式太阳能聚光装置的第二种具体实施方式的结构示意图；图16为图15中的反射面3位于水平位置的结构示意图；图17为15的左视图。

在一种具体实施方式中，上图中的支座可以为固定支座18，驱动机构包括高度角电机15、设于高度角电机15输出端的高度角减速机16和螺杆19，螺杆19与固定支座18通过与第一水平铰接轴8平行的第二铰接轴铰接，高度角减速机16为驱动螺杆19相对于高度角减速机16轴向伸缩运动的减速机。具体地，上述高度角减速机16设置于第一减速机座17上，第一减速机座17与固定支座18铰接，高度角减速机16的输出轴直接连接螺杆19。

采用这种结构，高度角电机15启动后提供原动力，原动力传递至高度角减速机16，高度角减速机16驱动螺杆19相对于高度角减速机16的轴向做伸缩运动，由于螺杆19与固定支座18通过第二铰接轴铰接，因此，螺杆19在伸长的同时会推动碟式支撑架5向上运动，增大碟式支撑架5的高度角，螺杆19在缩短的同时会带动碟式支撑架5向下运动，减小碟式支撑架5的高度角。由此可见，这种结构能够简单、方便地实现碟式支撑架5的高度角的调整，进一步增强碟式太阳能聚光装置的强度和稳定性。

在另一种具体实施方式中，如图30所示，图30为本发明所提供碟式太阳能聚光装置的刚性转台11的第五种具体实施方式的结构示意图；该图中，刚性转台11内部设有“人”字型拉梁50和贯穿刚性转台11内、外部的挑梁54，挑梁54的内端与拉梁50连接，挑梁54上设有滑轨52，滑轨52上设有直齿条53；如图22所示，图22为本发明所提供第三种具体实施方式的结构示意图；该图中的支座具体为滑动座55，驱动机构包括设于滑动座55上的高度角电机15、高度角减速机16和活动支撑梁51，高度角减速机16设有与直齿条53啮合的高度角齿轮57，活动支撑梁51顶端与碟式支撑架5连接。

采用这种结构，高度角电机15启动后提供原动力，原动力传递至高度角减速机16，驱动高度角减速机16上的高度角齿轮57与滑轨52上的直齿条53啮合运动，由于高度角电机15和高度角减速机16均设于滑动座55上，因此高度角减速机16的运动带动滑动座55在滑轨52上运动，从而带动活动支撑架51的底端沿滑轨52往复运动，实现碟式支撑架5的高度角的调节。

关于上述滑动座55与滑轨52的具体连接形式，可以有如下几种方式。

请参考图23至图25，图23为图22的II处局部放大视图；图24为图23的B-B向剖视图；图25为图23的D-D向剖视图的第一种具体实施方式的结构示意图；上图中，上述滑轨52可以包括第二限位板、第二腹板和设于第二腹板底端的第二安装板；第二限位板上设有导条56，滑动座55底部设有第二承重轮58和第二限位轮59，第二承重轮58的外周壁设有与导条56配合的第二凹槽，且第二限位轮59与第二限位板滚动连接。

除上述结构外，上述滑动座55与滑轨52还可以采用如图26所示的结构，图26为图23的D-D向剖视图的第二种具体实施方式的结构示意图。该图中的滑轨52也可以包括第二限位板、第二腹板和设于第二腹板底端的第二安装板；滑动座55内部的两侧设有滑块60，滑块60上设有与第二限位板形状配合的第三凹槽。

无论采用导条56与第二凹槽配合的结构，还是采用滑块60与第二限位板配合的结构均能够实现滑动座55与滑轨52的滑动连接，用户可以根据实际需要自行选择。

请参考图27、28、29和图31，并结合图30，图27为本发明所提供的碟式太阳能聚光装置的第四种具体实施方式的结构示意图；图28为图27中III处局部放大图；图29为图28的E-E向剖视图；图31为活动支座的轴测图。

在另一种具体实施方式中，如图27至图31所示，上述刚性转台11内部设有“人”字型拉梁50和贯穿刚性转台11内、外部的挑梁54，挑梁54的内端与拉梁50连接，挑梁54上设有滑轨52；支座具体为与滑轨52滑动连接的活动支座62，驱动机构包括顶端、底端分别与碟式支撑架5、活动支座62连接的活动支撑架51，还包括与滑轨52固定连接的高度角电机15和高度角减速机16，活动支座62内设有螺纹，高度角减速机16通过与螺纹配合连接的丝杠61与活动支座62连接。

采用这种结构形式，高度角电机15将原动力输出给高度角减速机16后，由于高度角减速机16通过丝杠61与活动支座62连接，因此高度角减速机16的转矩驱动丝杠61旋转运动，丝杠61的旋转运动带动与之螺纹配合的活动支座62沿滑轨52往复运动，从而带动活动支撑架51的底端沿滑轨52往复运动，进而实现了碟式支撑架5的高度角的调节，保证碟式太阳能聚光装置的稳定性和强度。

在另一种具体实施方式中，上述碟式太阳能聚光装置的固定支腿10、支座的数目可以分别为2个、1个，两个固定支腿10对称设于支座的两侧。由于三点决定一个平面，因此采用这种三点支撑的结构，不仅能够实现对碟式支撑架5的稳定支撑，并且在工作过程中使两个固定支腿10和一个支座的受力均衡，进一步增强碟式支撑架5的工作稳定性。

进一步地，上述太阳能聚光装置的碟式支撑架5的底端在固定支腿10的外侧设有配重块6，配重块6设于两个固定支腿10的对称面上。这样，在上述驱动机构调整碟式支撑架5的高度角的过程中，配重块6能够减小螺杆19或者活动支撑架所受的压力，以增强系统的工作可靠性。

还可以进一步设置上述刚性转台11的具体结构形式。

请参考图18至图21，这四附图分别是本发明所提供碟式太阳能聚光装置的刚性转台11四种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，如图18所示，上述支座、固定支腿10可以直接设置在刚性转台11上，这使得刚性转台11具有结构简单、加工制造方便的特点。

当然，如图19所示，上述刚性转台11的外侧还可以对称连接有横挑梁49，固定支腿设于横挑梁49上。设置横挑梁49能够进一步加强刚性转台11的强度，并且设置于两个横挑梁49的支座之间的跨度更大，进一步保证对碟式支撑架5的稳定支撑。

此外，如图20所示，上述两个横挑梁49之间还可以连接有“一”字拉梁50；或者如图21所示，上述两个横挑梁49之间还可以连接有“T”字型拉梁50，“T”字型拉梁50的横向两端分别与两个横挑梁49连接。“一”字型和“T”字型拉梁50均能够进一步增强刚性转台11的强度，增强对碟式支撑架5的支撑稳定性。

以上对本发明所提供的一种碟式太阳能聚光装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种碟式太阳能聚光器装置，包括反射面（3），所述反射面（3）的上方设有吸热器（4）、所述反射面（3）的下方设有碟式支撑架（5）；其特征在于，还包括刚性转台（11）和与地面固定的圆形轨道（27），所述刚性转台（11）通过多个支承轮（12）与所述圆形轨道（27）回转连接，所述刚性转台（11）上设有至少一个支座和固定支腿（10），所述支座的顶端设有调整碟式支撑架（5）的高度角的驱动机构，所述驱动机构的顶端、所述固定支腿（10）的顶端与所述碟式支撑架（5）通过两个平行的第一水平铰接轴（8）铰接；

还包括：

太阳方位检测部件（1）、风速检测部件（2）、方位角检测部件（13）和高度角检测部件（9），分别用于检测太阳方位、当前风速、碟式支撑架（5）的方位角和高度角；

控制器（21），与所述太阳方位检测部件（1）、风速检测部件（2）、方位角检测部件（13）和高度角检测部件（9）均连接，用于根据所述太阳方位和当前风速输出控制信号，调节所述刚性转台（11）相对于所述圆形轨道（27）的方位角，并驱动所述驱动机构使其调整所述碟式支撑架（5）的高度角；

所述圆形轨道（27）设有横向的第一限位板（41）、设于所述第一限位板（41）下方的第一腹板（42）和设于所述第一腹板（42）底端的第一安装板（43）；

所述多个支承轮（12）中包括滚轮和至少一个动力轮，所述滚轮、所述动力轮均包括轮座（22）、第一承重轮（23）、第一限位轮（26）和至少一个侧支板（25），所述轮座（22）与所述刚性转台（11）底端连接，所述滚轮的第一承重轮（23）、动力轮的第一承重轮（23）分别通过轮轴（39）、传动轴（24）安装于轮座（22）上，且所述滚轮的所述第一承重轮（23）、所述动力轮的所述第一承重轮（23）均与所述第一限位板（41）滚动配合连接；所述侧支板（25）固定于所述轮座（22）的外侧，所述第一限位轮（26）设于所述侧支板（25）的底端内侧，且所述第一限位轮（26）与所述第一限位板（41）的底壁滚动连接；

所述动力轮还包括驱动所述刚性转台（11）相对于所述圆形轨道（27）转动的方位角电机（29）和与所述方位角电机（29）的输出轴连接的方位角减速机（30）。

2.根据权利要求1所述的碟式太阳能聚光器装置，其特征在于，所述第一限位板（41）的顶端设有第一凸起，所述第一承重轮（23）的外周设有与所述第一凸起配合的第一凹槽；

或者所述第一限位板（41）的顶端设有面齿条（33），所述第一承重轮（23）的外周设有与所述面齿条（33）啮合的第一齿轮（34）。

3.根据权利要求2所述的碟式太阳能聚光装置，其特征在于，所述第一凸起为与所述圆形轨道（27）为一体成型的导轨（40），或者所述第一凸起为通过第一紧固件（44）与所述圆形轨道（27）连接的轨条（45）。

4.根据权利要求1所述的碟式太阳能聚光器装置，其特征在于，所述方位角减速机（30）的输出轴与所述传动轴（24）连接；

或者当所述动力轮的侧支板（25）的数目为一个时，所述第一腹板（42）内侧设有齿圈（35），所述方位角减速机（30）的输出轴外设有与所述齿圈（35）啮合的圆柱齿轮（36），且所述方位角减速机（30）与所述动力轮的所述轮座（22）连接；

或者当所述动力轮的侧支板（25）的数目为一个时，所述刚性转台（11）的内侧设有所述齿圈（35），所述方位角减速机（30）的输出轴外设有与所述齿圈（35）啮合的圆柱齿轮（36），且所述方位角减速机（30）与所述第一腹板（42）连接。

5.根据权利要求4所述的碟式太阳能聚光器装置，其特征在于，当所述动力轮的侧支板（25）的数目为1个、所述第一限位板（41）设于所述第一腹板（42）的一侧时，所述圆形轨道还包括肋板（46），所述肋板（46）的顶壁、侧壁和底壁分别与所述第一限位板（41）、第一腹板（42）和第一安装板（43）连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的碟式太阳能聚光装置，其特征在于，所述支座为固定支座（18），所述驱动机构包括高度角电机（15）、设于高度角电机（15）输出端的高度角减速机（16）和螺杆（19），所述螺杆（19）与所述固定支座（18）通过与第一水平铰接轴（8）平行的第二铰接轴铰接，所述高度角减速机（16）为驱动所述螺杆（19）相对于所述高度角减速机（16）轴向伸缩运动的减速机。

7.根据权利要求1-5任一项所述的碟式太阳能聚光装置，其特征在于，所述刚性转台（11）内部设有“人”字型拉梁（50）和贯穿刚性转台（11）内、外部的挑梁（54），所述挑梁（54）的内端与所述拉梁（50）连接，所述挑梁（54）上设有滑轨（52），所述滑轨（52）上设有直齿条（53）；

所述支座具体为与所述滑轨（52）滑动连接的滑动座（55），所述驱动机构包括设于所述滑动座（55）上的高度角电机（15）、高度角减速机（16）和活动支撑梁（51），所述高度角电机（15）与所述高度角减速机（16）动力连接，所述高度角减速机（16）设有与所述直齿条（53）啮合的高度角齿轮（57），所述活动支撑梁（51）顶端与碟式支撑架（5）连接。

8.根据权利要求7所述的碟式太阳能聚光装置，其特征在于，所述滑轨（52）包括横向的第二限位板、设于所述第二限位板下方的第二腹板和设于所述第二腹板底端的第二安装板，所述第二限位板上设有导条（56），所述滑动座（55）底部设有第二承重轮（58）和第二限位轮（59），所述第二承重轮（58）的外周壁设有与所述导条（56）配合的第二凹槽，且所述第二限位轮（59）与所述第二限位板滚动连接；

或者所述滑轨（52）包括横向的第二限位板、设于所述第二限位板下方的第二腹板和设于所述第二腹板底端的第二安装板，所述滑动座（55）内部的两侧设有滑块（60），所述滑块（60）上设有与所述第二限位板形状配合的第三凹槽。

9.根据权利要求6所述的碟式太阳能聚光装置，其特征在于，所述刚性转台（11）内部设有“人”字型拉梁（50）和贯穿刚性转台（11）内、外部的挑梁（54），所述挑梁（54）的内端与所述拉梁（50）连接，所述挑梁（54）上设有滑轨（52）；

所述支座具体为与所述滑轨（52）滑动连接的活动支座（62），所述驱动机构包括顶端、底端分别与碟式支撑架（5）、活动支座（62）连接的活动支撑架，还包括与所述滑轨（52）固定连接的所述高度角电机（15）和高度角减速机（16），所述活动支座（62）内设有螺纹，所述高度角减速机（16）通过与所述螺纹配合连接的丝杠（61）与所述活动支座（62）连接。

10.根据权利要求1-5任一项所述的碟式太阳能聚光装置，其特征在于，所述固定支腿（10）、所述支座的数目分别为2个、1个，两个所述固定支腿（10）对称设于所述支座的两侧。

11.根据权利要求10所述的碟式太阳能聚光装置，其特征在于，所述碟式支撑架（5）的底端在所述固定支腿（10）的外侧设有配重块（6），所述配重块（6）设于两个所述固定支腿（10）的对称面上。

12.根据权利要求1-5任一项所述的碟式太阳能聚光装置，其特征在于，所述刚性转台（11）的外侧对称连接有横挑梁（49），所述固定支腿（10）设于所述横挑梁（49）上。

13.根据权利要求12所述的碟式太阳能聚光装置，其特征在于，两个所述横挑梁（49）之间连接有“一”字拉梁（50）；或者两个所述横挑梁（49）之间连接有“T”字型拉梁（50），所述“T”字型拉梁（50）的横向两端分别与两个所述横挑梁（49）连接。