CN103034243A - 一种利用机械储能机构驱动太阳跟踪设备的装置 - Google Patents

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邵金龙
牛震宇
汪腾飞
刘晓光
冷贯南
王泽华
马贵鹏
周永福
锁兴亚
陆栋
姚成生
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Abstract

本发明涉及一种利用机械储能机构驱动太阳跟踪设备的装置，设有动力装置，动力装置通过一组传动、变速机构驱动双向转动机构，从而带动太阳追踪装置沿双向转动，所述动力装置为发条装置(00)。本发明使用机械装置储存的机械能驱动太阳跟踪装置，有效减少了装置自身对电能的消耗，大大提高了太阳能利用率。

Description

一种利用机械储能机构驱动太阳跟踪设备的装置
技术领域
本发明属于太阳能利用、机械自动化控制领域，涉及一种利用机械储能机构驱动太阳跟踪设备的装置。
背景技术
近年来，随着太阳能利用产业的迅速发展，各种有关太阳能利用的新产品不断涌现，在众多此类产品中，由于部分产品具备了能够跟踪太阳轨迹运行的能力，致使该设备的太阳能利用效率得以大幅提高，如太阳能光伏电池板等。
但在现有技术中，上述跟踪太阳装置中使用的驱动系统为电机(包括伺服电机和步进电机等)，这在要求控制精度较高的定日镜中，是必要的，但在光伏电池板等对设备跟踪太阳的精度要求不高，使用电机驱动系统反而会增加设备自身对电能的消耗，加大跟踪装置的成本，这无形中降低了设备对太阳能的利用率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术缺陷，提供一种利用机械储能机构驱动太阳跟踪设备的装置。
本发明按照下述方案实现：
一种利用机械储能机构驱动太阳跟踪设备的装置，设有动力装置，动力装置通过一组换向、传动、变速机构驱动双向转动机构，从而带动太阳追踪装置沿两维转动，所述动力装置为发条装置；
所述的发条装置用于储存驱动太阳跟踪装置所需的机械能，最初的机械能依靠人工拧紧的方式获取；
所述两维转动装置分别由两套相互独立的机构驱动，一套用于上下方向驱动，另一套用于左右方向驱动，用于左右方向驱动的机构带有换向离合器。
所述传动、变速机构是依次驱动的导轮机构、齿轮组、挂轮组、凸轮机构；
所述挂轮组通过转换不同的挂轮，将齿轮组传递出的恒定转速转换为可控转速，适应当天太阳方位角的变化速度；
所述的凸轮机构将挂轮组传递出的均匀转速转换为非均匀转速，适应太阳角度的变化规律。
太阳运行有一定的规律，因此跟踪太阳装置每天角度变化的平均速度不同，且并非匀速变化。太阳一天的方位角的变化为同一方向，而高度角在一天中的某一时刻t由增大变为减小，因此本发明使用两组相互独立的机构分别驱动跟踪太阳光线装置实现俯仰角变化和方位角变化。
本发明在跟踪太阳的过程中，使用机械装置储存的机械能驱动太阳跟踪装置，有效减少了装置自身对电能的消耗，大大提高的太阳能利用率。本发明的技术及装置简单、可靠，利于推广。
附图说明
图1是本发明太阳跟踪装置上下方向驱动系统示意图；
图2是本发明太阳跟踪装置左右方向驱动系统示意图。
图中：00-发条；10-齿形带轮；11、12-齿轮；13、14、15、16-齿轮组；31-离合器；32-齿轮联轴器；17、18-挂轮组；33-联轴器；19-齿形凸轮；40-齿形带轮；34-联轴器；上下方向转动装置-52。
具体实施方式
以下结合附图对本发明机构进行详细描述：
太阳跟踪装置左右方向驱动系统如图1所示：
所述的发条装置用于储存并输出机械能，为装置的运行提供动力，所储存及输出的机械能通过人工拧紧的方式获取；所述的齿轮组用于将发条装置释放的机械能传递至挂轮组；所述的挂轮组通过转换不同的挂轮，将齿轮组传递出的恒定转速转换为可控转速，适应当天太阳方位角的变化速度；所述的凸轮机构作用为将挂轮组传递出的均匀转速转换为非均匀转速，适应太阳角度的变化规律，进而直接驱动装置跟踪太阳。发条(00)作为储能原动件，将运动经离合器(31)，齿轮传递到齿轮组(13)、(14)、(15)、(16)，经齿轮联轴器(32)将运动传递到挂轮组(有多个齿轮齿数不同，可互换实现离散不同的传动比)(17)、(18)，再经一个联轴器(33)将运动传递到有齿形凸轮(19)，再由有张紧装置的齿形带轮(40)传递至齿形带轮(10)，由齿形带轮10通过联轴器(34)驱动光伏电池板的上下方向转动装置(52)。
太阳跟踪装置上下方向驱动系统如图2所示：
该组机构所述的发条装置、齿轮组、挂轮组、凸轮机构及太阳跟踪装置与左右方向驱动机构的原理与功能相同。
区别在于设置有正反转换向离合机构，发条轴的运动在双向离合器31的作用下，经11输入时为正转，当须要反转时，经花键轴以及套在轴上的齿轮12(导轮)滑移与齿轮11啮合后传入，实现反转。预设时刻t，且在一天中太阳跟踪装置运行至时刻t时，将齿轮组的转动方向由正向变为负向，使跟踪太阳跟踪装置高度角的变化趋势由增大变为减小，继续跟踪太阳。

Claims (7)

1.一种利用机械储能机构驱动太阳跟踪设备的装置，设有动力装置，动力装置通过一组传动、变速机构驱动双向转动机构，从而带动太阳追踪装置两维转动，其特征在于所述动力装置为发条装置(00)。
2.根据权利要求1所述装置，所述的发条装置用于储存驱动太阳跟踪装置所需的机械能，最初的机械能依靠人工拧紧的方式获取。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两维转动装置分别由两套相互独立的机构驱动，一套用于上下方向驱动，另一套用于左右方向驱动，用于左右方向驱动的机构带有换向离合器(31)。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述传动、变速机构是依次驱动的导轮机构、齿轮组、挂轮组、凸轮机构。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，挂轮组通过转换不同的挂轮，将齿轮组传递出的恒定转速转换为可控转速，适应当天太阳方位角的变化速度。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的凸轮机构将挂轮组传递出的均匀转速转换为非均匀转速，适应太阳角度的变化规律。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的太阳追踪装置是太阳能电池板。
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