CN106059466B - 定日镜跟踪控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种定日镜跟踪控制装置，包括：聚光装置，其包括支撑结构，设置在支撑结构上的定日镜以及传动系统装置，跟踪装置，其包括驱动装置和传感器，其中，所述传感器包括时间跟踪传感器和光敏跟踪传感器，所述传动系统装置包括蜗轮蜗杆装置以及推杆装置。本发明提供了一种定日镜跟踪控制装置，通过采用蜗轮蜗杆和推杆相组合的传动系统方式，配合时间跟踪传感器和光敏跟踪传感器，克服了以往定日镜跟踪中的精度较低、成本高昂的问题，具有极高的实用价值。

Description

定日镜跟踪控制装置
技术领域
本发明涉及太阳能跟踪领域，更具体地说，本发明涉及一种定日镜跟踪控制装置。
背景技术
目前太阳能热能发电方式主要有三种，分别是塔式太阳能热发电，槽式太阳能热发电和蝶式太阳能热发电，定日镜是太阳能热发电系统的聚光装置的核心部件，掌管着整个太阳能电站的前端能量供给，在太阳能热发电设施中，收集太阳能的装置需要跟踪太阳位置的变化，传统的太阳能热发电收集阳光的方式，定光镜的驱动方式有两种，分别为方位-俯仰反光镜和自旋-俯仰定光镜。常规的方位-俯仰定日镜通过电机脉冲或者编码器脉冲结合初始位置角度来间接计算出双俯仰定日镜镜面实施倾角，其缺点在于精度不高同时断电后脉冲丢失，需要复位重新计算倾角，耗费时间，常规的自旋-俯仰定日镜按照一定规则旋转，不能在水平方向和竖直方向都每时每刻对准太阳，收集效果不佳，太阳能利用率低。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种定日镜跟踪控制装置，通过采用蜗轮蜗杆和推杆相组合的传动系统方式，配合时间跟踪传感器和光敏跟踪传感器，克服了以往定日镜跟踪中的精度较低、成本高昂的问题，具有极高的实用价值。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明通过以下技术方案实现：一种定日镜跟踪控制装置，包括，
聚光装置，其包括支撑结构，设置在支撑结构上的定日镜以及传动系统装置，所述聚光装置通过东西向和南北向两个维度的俯仰转动和水平转动实现定日镜追日跟踪；
跟踪装置，其包括驱动装置和传感器，所述跟踪装置安装在所述定日镜边角上，所述跟踪装置的安装平面与定日镜镜面平行，所述跟踪装置的输出端与传动系统装置相连，所述跟踪装置驱动所述传动系统装置带动支撑结构转动，从而带动定日镜角度的改变，所述传感器的输出值直接体现定日镜实际倾斜角度和旋转角度；
其中，所述传感器包括时间跟踪传感器和光敏跟踪传感器，
所述传动系统装置包括蜗轮蜗杆装置以及推杆装置，所述蜗轮蜗杆装置带动所述定日镜水平转动，所述推杆装置带动所述定日镜东西向俯仰轴和南北向俯仰轴的转动。
优选的是，所述支撑结构包括底座，设置在底座上的立柱支架，设置在立柱支架上端的支撑架。
优选的是，所述支撑架为包括下部的支撑梁、分别设置在支撑梁左、右两端的侧架以及横转轴，所述支撑梁为T型结构，支撑梁的垂直轴通过蜗轮蜗杆装置和竖直传动半轮与立柱支架构成水平转动连接。
优选的是，所述横转轴与所述支撑梁的水平轴平行，所述定日镜固定连接在所述横转轴的中部。
优选的是，所述左、右侧架上均设有与横转轴两端转动配合的通孔，所述推杆装置设置在所述侧架的一端，驱动横转轴作东西向俯仰轴和南北向俯仰轴的转动。
优选的是，所述蜗轮蜗杆装置耦合及驱动方式，为双侧伞形齿轮耦合，单蜗杆与双蜗轮同步异向双侧驱动。
优选的是，所述推杆装置为推杆电机。
优选的是，所述驱动装置包括处理器和电机驱动器，处理器负责执行收集传感器的信息和电机控制逻辑，电机驱动器接受处理器的控制信号，驱动蜗轮蜗杆装置的电机以及推杆电机运转。
优选的是，所述定日镜由分片的平板或小玄高曲面玻璃聚光镜组成。
本发明至少包括以下有益效果：
1)本发明采用时间跟踪和光敏跟踪相结合的方式实现精确跟踪，能够时刻追踪太阳的方位，通过传统系统装置调整收发角度，从而改变太阳能定日镜的方向，保证阳光能够垂直照射在蝶式太阳能的定日镜的聚光镜上，最大保证阳光接收面积最大，充分利用太阳能；
2)本发明的定日镜采用双重调节，采用蜗轮蜗杆和推杆相组合的方式，可以调整定日镜的东西向和南北向两个维度的俯仰传动和水平传动形成了自旋-俯仰定日镜的特殊形式，此种双俯仰定日镜可以最大化的辐射太阳能，提高了跟踪太阳能的精确度。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的定日镜跟踪控制装置侧面结构示意图；
图2为本发明所述的定日镜跟踪控制装置证明结构示意图；
图3为本发明所述的定日镜跟踪控制装置的工作原理图；
图中1-定日镜，2-跟踪装置，3-底座，4-立柱支架，5-支撑架，6-支撑梁，7-侧架，8-涡轮蜗杆装置，9-推杆装置，10-横转轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供一种定日镜跟踪控制装置，包括：
聚光装置，其包括支撑结构，设置在支撑结构上的定日镜1以及传动系统装置，所述聚光装置通过东西向和南北向两个维度的俯仰转动和水平转动实现定日镜1追日跟踪；
跟踪装置2，其包括驱动装置和传感器，所述跟踪装置2安装在所述定日镜1边角上，所述跟踪装置2的安装平面与定日镜1镜面平行，所述跟踪装置2的输出端与传动系统装置相连，所述跟踪装置2驱动所述传动系统装置带动支撑结构转动，从而带动定日镜1角度的改变，所述传感器的输出值直接体现定日镜实际倾斜角度和旋转角度；
其中，所述传感器包括时间跟踪传感器和光敏跟踪传感器，
所述传动系统装置包括蜗轮蜗杆装置8以及推杆装置9，所述蜗轮蜗杆装置8带动所述定日镜1水平转动，所述推杆装置9带动所述定日镜1东西向俯仰轴和南北向俯仰轴的转动。
进一步的是，所述支撑结构包括底座3，设置在底座3上的立柱支架4，设置在立柱支架4上端的支撑架5，所述支撑架为包括下部的支撑梁6、分别设置在支撑梁左、右两端的侧架7以及横转轴10，所述支撑梁为T型结构，支撑梁6的垂直轴通过蜗轮蜗杆装置8与立柱支架5构成水平转动连接，两个侧架7处于竖直状态，侧架7分别固定在支撑梁5水平轴的两端，侧架7的下端与支撑梁6水平轴固定连接。所述横转轴10与所述支撑梁6的水平轴平行，所述定日镜1固定连接在所述横转轴10的中部，所述两个侧架上均设有与横转轴10两端转动配合的通孔，所述推杆装置9设置在所述侧架7的一端，驱动横转轴10作东西向俯仰轴和南北向俯仰轴的转动。
进一步的是，所述蜗轮蜗杆装置8耦合及驱动方式，为双侧伞形齿轮耦合，单蜗杆与双蜗轮同步异向双侧驱动，所述涡轮蜗杆装置包括变速箱将电机转速降低，通过变速箱输出齿轮与蜗杆联动齿轮耦合，驱动蜗杆转动，进而带动两侧蜗轮同步异向转动，两侧蜗轮通过两侧传动轴，使两侧伞形齿靠轮联动，由两侧伞形齿靠轮同步异向转动，带动竖直传动半轮转动，从而带动定日镜1的水平转动。
进一步的是，所述推杆装置9为推杆电机，推杆电机带动横转动10做东西向俯仰轴和南北向俯仰轴的转动，进而带动定日镜1的俯仰转动。
进一步的是，所述驱动装置2包括处理器和电机驱动器，处理器负责执行收集传感器的信息和电机控制逻辑，电机驱动器接受处理器的控制信号，驱动蜗轮蜗杆装置8的电机以及推杆电机9运转。
进一步的是，所述定日镜1由分片的平板或小玄高曲面玻璃聚光镜组成，按径向布置，且三圈采用一种规格聚光镜，在满足聚光要求的前提下，使得反射镜的制造成本大大降低，反射镜结构是在SMC复合材料为基体的背板上粘贴镀银反射镜而成，成型精度高，野外环境条件下使用变形量小。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种定日镜跟踪控制装置，其特征在于，包括：
聚光装置，其包括支撑结构，设置在支撑结构上的定日镜以及传动系统装置，所述聚光装置通过东西向和南北向两个维度的俯仰转动和水平转动实现定日镜追日跟踪；
跟踪装置，其包括驱动装置和传感器，所述跟踪装置安装在所述定日镜边角上，所述跟踪装置的安装平面与定日镜镜面平行，所述跟踪装置的输出端与传动系统装置相连，所述跟踪装置驱动所述传动系统装置带动支撑结构转动，从而带动定日镜角度的改变，所述传感器的输出值直接体现定日镜实际倾斜角度和旋转角度；
其中，所述传感器包括时间跟踪传感器和光敏跟踪传感器，
所述传动系统装置包括蜗轮蜗杆装置以及推杆装置，所述蜗轮蜗杆装置带动所述定日镜水平转动，所述推杆装置带动所述定日镜东西向俯仰轴和南北向俯仰轴的转动；
所述支撑架为包括下部的支撑梁、分别设置在支撑梁左、右两端的侧架以及横转轴，所述支撑梁为T型结构，支撑梁的垂直轴通过蜗轮蜗杆装置和竖直传动半轮与立柱支架构成水平转动连接；
所述横转轴与所述支撑梁的水平轴平行，所述定日镜固定连接在所述横转轴的中部；
所述左、右侧架上均设有与横转轴两端转动配合的通孔，所述推杆装置设置在所述侧架的一端，驱动横转轴作东西向俯仰轴和南北向俯仰轴的转动；
所述蜗轮蜗杆装置耦合及驱动方式，为双侧伞形齿轮耦合，单蜗杆与双蜗轮同步异向双侧驱动。
2.如权利要求1所述的定日镜跟踪控制装置，其特征在于，所述支撑结构包括底座，设置在底座上的立柱支架，设置在立柱支架上端的支撑架。
3.如权利要求1所述的定日镜跟踪控制装置，其特征在于，所述推杆装置为推杆电机。
4.如权利要求1所述的定日镜跟踪控制装置，其特征在于，所述驱动装置包括处理器和电机驱动器，处理器负责执行收集传感器的信息和电机控制逻辑，电机驱动器接受处理器的控制信号，驱动蜗轮蜗杆装置的电机以及推杆电机运转。
5.如权利要求1所述的定日镜跟踪控制装置，其特征在于，所述定日镜由分片的平板或小玄高曲面玻璃聚光镜组成。
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