CN106788185A - 多级蜗轮蜗杆伸缩装置、伸缩杆、调向系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置，包括：电机轴、至少一组电机定子和转子、至少一个蜗轮蜗杆、蜗轮螺母、外螺纹管和套管。本发明的伸缩装置具有多级蜗轮蜗杆，通过利用多级蜗轮蜗杆来调节伸缩杆的长度，能保证伸缩杆强度高，稳定性好，且结构简单，成本低。本发明还公开了含该聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置的伸缩杆、调向系统及调向方法。

Description

多级蜗轮蜗杆伸缩装置、伸缩杆、调向系统及方法

技术领域

本发明涉及聚光光伏设施领域，尤其是涉及一种聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置、伸缩杆、调向系统及方法。

背景技术

在现有技术中，光伏设施是采用平板形式、以固定的角度来设置。由于太阳光的角度不断发生变化，导致产电量变化大，存在对光伏电池资源的浪费，同时，还导致光伏发电的平均成本居高临下。

因此，需要一种低成本的追日控制装置和系统，降低光伏发电的成本，提高其装置的耐用性。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置。

本发明的第二个目的在于提供一种含前述聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置的伸缩杆。

本发明的第三个目的在于提供一种含前述伸缩杆的调向系统。

本发明的第四个目的在于提供利用前述调向系统进行调向的方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用以下内容：

一种聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置，所述伸缩装置包括：电机轴、至少一组电机定子和转子、至少一个蜗轮蜗杆、蜗轮螺母、外 螺纹管和套管；

每个所述蜗轮蜗杆的一端设有蜗轮齿牙，另一端设有蜗杆齿牙；

所述蜗轮螺母在其外圆侧设有螺母蜗轮齿牙，在其内圆侧设有螺母内螺纹；

所述外螺纹管在其外圆侧设有外螺纹，且沿外圆侧轴向设有凹槽；

所述套管在其内圆侧沿轴向设有凸台；

其中，所述至少一组电机定子和转子连接在电机轴上；

所述电机轴的一端设有电机轴蜗杆齿牙；

所述至少一个蜗轮蜗杆的第一个蜗轮蜗杆的蜗轮齿牙与所述电机轴蜗杆齿牙连接，而蜗杆齿牙与下一个蜗轮蜗杆的蜗轮齿牙连接，直到所述至少一个蜗轮蜗杆的最后一个蜗轮蜗杆的蜗杆齿牙与所述蜗轮螺母的螺母蜗轮齿牙连接；

所述蜗轮螺母内穿设所述外螺纹管，所述外螺纹管的外螺纹可与所述蜗轮螺母的螺母内螺纹穿行配合使所述外螺纹管可相对螺纹螺母伸缩；

所述蜗轮螺母的另一侧固定有所述套管，且所述外螺纹管的凹槽可与所述套管的凸台相配合。

进一步地，所述凹槽为三角形凹槽，所述凸台为三角形凸台。

为实现上述第二个目的，本发明采用以下内容：

一种含前述聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置的伸缩杆，所述伸缩杆包括：杆主体、至少一组伸缩装置、第一万向节、第二万向节、 和底座；

所述第一万向节与聚光镜组相连，所述第二万向节固定在底座上；

所述杆主体具有第一杆主体和第二杆主体；所述第一杆主体的一端设有第一万向节，所述第二杆主体的一端设有第二万向节；所述第一杆主体和第二杆主体经至少一组伸缩装置相连；

每组所述伸缩装置包括：电机轴、至少一组电机定子和转子、至少一个蜗轮蜗杆、蜗轮螺母、外螺纹管和套管；每个所述蜗轮蜗杆的一端设有蜗轮齿牙，另一端设有蜗杆齿牙；所述蜗轮螺母在其外圆侧设有螺母蜗轮齿牙，在其内圆侧设有螺母内螺纹；所述外螺纹管在其外圆侧设有外螺纹，且沿外圆侧轴向设有凹槽；所述套管在其内圆侧沿轴向设有凸台；其中，所述至少一组电机定子和转子连接在电机轴上；所述电机轴的一端设有电机轴蜗杆齿牙；所述至少一个蜗轮蜗杆的第一个蜗轮蜗杆的蜗轮齿牙与所述电机轴蜗杆齿牙连接，而蜗杆齿牙与下一个蜗轮蜗杆的蜗轮齿牙连接，直到所述至少一个蜗轮蜗杆的最后一个蜗轮蜗杆的蜗杆齿牙与所述蜗轮螺母的螺母蜗轮齿牙连接；所述蜗轮螺母内穿设所述外螺纹管，所述外螺纹管的外螺纹可与所述蜗轮螺母的螺母内螺纹穿行配合使所述外螺纹管可相对螺纹螺母伸缩；所述蜗轮螺母的另一侧固定有所述套管，且所述外螺纹管的凹槽可与所述套管的凸台相配合。

进一步地，所述凹槽为三角形凹槽，所述凸台为三角形凸台。

为实现上述第三个目的，本发明采用以下内容：

一种含前述伸缩杆的调向系统，所述调向系统包括：至少两个伸缩杆、追日数据处理单元、光束角度检测单元和控制单元；

所述追日数据处理单元用来通过对聚光镜组设施所处的经度、纬度、日历、时钟数据进行处理，得到每个伸缩杆的所需伸缩长度；

所述控制单元用来根据追日数据处理单元得出的所需伸缩长度，向每个伸缩杆输出伸缩控制指令；

所述光束角度检测单元用来在伸缩杆依照伸缩控制指令完成伸缩动作后，测量偏移量，并将偏移量发送给追日数据处理单元；

所述追日数据处理单元接收偏移量并进行处理再次得到每个伸缩杆的所需伸缩长度。

进一步地，所述追日数据处理单元是通过在聚光镜组上设置内置GPS定位模块来获取经度、纬度数据，日历和时钟数据为预设值。

为实现上述第四个目的，本发明采用以下内容：

利用前述调向系统进行调向的方法，包括以下步骤：

1)在每个聚光镜组的下表面设置至少两个聚光镜组用伸缩杆；

2)在聚光镜组上设置内置GPS定位模块以获取经度数据、纬度数据，并设置日历预设值和时钟预设值，并将经度、纬度、日历和时钟数据在追日数据处理单元进行处理，得到每个伸缩杆的所需伸缩长度；

3)所述控制单元根据追日数据处理单元得出的所需伸缩长度，向每个伸缩杆输出伸缩控制指令；

4)每个伸缩杆依据控制单元发出的伸缩控制指令完成伸缩动作；

5)所述光束角度检测单元在每个伸缩杆完成伸缩动作后，测量，每个伸缩杆的偏移量，并将偏移量发送给追日数据处理单元；

6)所述追日数据处理单元接收偏移量并进行处理再次得到每个伸缩杆的所需伸缩长度，重复前述步骤，直至所述光束角度检测单元测量的偏移量满足设定参数，完成调向。

本发明具有以下优点：

1、本发明的伸缩装置具有多级蜗轮蜗杆，通过利用多级蜗轮蜗杆来调节伸缩杆的长度，能保证伸缩杆强度高，稳定性好，且结构简单，成本低。

2、使用含本发明的伸缩装置的伸缩杆来对聚光镜组进行调向时，可实现角度动态调整，使得太阳光束和聚光镜组平面角度始终保持垂直，持续产出峰值电能，使光伏发电保持最高效率，实现光伏的产电成本低于煤炭和原子能。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明的聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置的示意图。

图2是本发明的伸缩装置的外螺纹管的截面图。

图3是本发明的伸缩装置的套管的截面图。

图4是本发明的伸缩杆的示意图。

图5是本发明的伸缩杆的局部爆炸示意图。

图6是本发明的调向系统的示意图。

图7是本发明的调向系统的使用时的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例

如图1所示，是本发明的聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置的示意图。该伸缩装置10包括：电机轴11、两组电机定子和转子1、一个蜗轮蜗杆3、蜗轮螺母4、外螺纹管5和套管6。两组电机定子和转子1连接在电机轴11上，电机轴11上设有电机轴蜗杆齿牙12。蜗轮蜗杆3的一端设有蜗轮齿牙31，另一端设有蜗杆齿牙32。蜗轮螺母4在其外圆侧设有螺母蜗轮齿牙41，在其内圆侧设有螺母内螺纹(图中未示出)。蜗轮蜗杆3的蜗轮齿牙31与电机轴蜗杆齿牙12连接，蜗杆齿牙32与螺母蜗轮齿牙41连接。外螺纹管5在其外圆侧设有外螺纹52，且沿外圆侧轴向设有三角形凹槽51。套管6在其内圆侧沿轴向设有三角形凸台61。蜗轮螺母4内穿设外螺纹管5，外螺纹管5的外螺纹52可与螺母内螺纹穿行配合，使外螺纹管5可相对螺纹螺母4伸缩。蜗轮螺母4的另一侧固定有套管6，且外螺纹管5的三角形凹槽51可与套管6的三角形凸台61相配合。

在每个伸缩装置中可以设置一个或多个蜗轮蜗杆3。以包含3个蜗轮蜗杆3为例。第一个蜗轮蜗杆的第一蜗轮齿牙与电机轴蜗杆齿牙连接，而第一蜗杆齿牙与第二个蜗轮蜗杆的第二蜗轮齿牙连接。第二个蜗轮蜗杆的第二蜗杆齿牙与第三个蜗轮蜗杆的第三蜗轮齿牙连接。 第三个蜗轮蜗杆的第三蜗杆齿牙与蜗轮螺母的螺母蜗轮齿牙连接。本发明中，电机轴的电机轴蜗杆齿牙与第一个蜗轮蜗杆的第一蜗轮齿牙相配合，形成一级减速比。第一个蜗轮蜗杆的第一蜗杆齿牙与第二个蜗轮蜗杆的第二蜗轮齿牙相配合，形成二级减速比。以此类推，通过设置多级蜗轮蜗杆，使得该伸缩装置具有多级减速比。蜗轮螺母的螺母蜗轮齿牙与最后一个蜗轮蜗杆的末级蜗杆齿牙相配合，内螺纹与外螺纹管穿行配合。外螺纹管的三角凹槽与固定蜗轮螺母的套管内的三角凸台相配合，形成防转结构。

如图4、5和7所示，是本发明的伸缩杆及使用示意图。每个伸缩杆20上可以设置多组伸缩装置23，来实现组合伸缩动作。伸缩杆20包括：杆主体、多组伸缩装置23、第一万向节24、第二万向节25、和底座26(包括固定板262和固定柱263)。杆主体具有第一杆主体21和第二杆主体22。第一杆主体21的一端与伸缩装置的外螺纹管5相连，另一端设置第一万向节24，第一万向节24与聚光镜组60相连。第二杆主体22的一端与伸缩装置的套管6相连，另一端设置第二万向节25，并经固定螺丝261、固定板262固定在固定柱263上。

如图6和7所示，是含前述伸缩杆的调向系统的示意图。利用调向系统进行调向的方法，包括以下步骤：

1)在每个聚光镜组60的下表面设置至少两个聚光镜组用伸缩杆20；

2)在聚光镜组60上设置内置GPS定位模块以获取经度数据、纬度数据，并设置日历预设值和时钟预设值，并将经度、纬度、日历和 时钟数据在追日数据处理单元30进行处理，得到每个伸缩杆20的所需伸缩长度；

3)控制单元50根据追日数据处理单元30得出的所需伸缩长度，向每个伸缩杆20输出伸缩控制指令；

4)每个伸缩杆20依据控制单元50发出的伸缩控制指令完成伸缩动作；

5)光束角度检测单元40在每个伸缩杆20完成伸缩动作后，测量每个伸缩杆的偏移量，并将偏移量发送给追日数据处理单元30；

6)追日数据处理单元30接收偏移量并进行处理再次得到每个伸缩杆20的所需伸缩长度，重复前述步骤，直至光束角度检测单元40测量的偏移量满足设定参数，完成调向。完成调向后，在追日数据处理单元(或称为追日计算器)上增加补偿值，用于下一次伸缩长度的计算中。追日数据处理单元30依据经度、纬度、日历和时钟数据计算得到伸缩杆所需长度的具体计算过程本领域技术人员可依照现有技术实施，在此不再进行赘述。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置，其特征在于，所述伸缩装置包括：电机轴、至少一组电机定子和转子、至少一个蜗轮蜗杆、蜗轮螺母、外螺纹管和套管；每个所述蜗轮蜗杆的一端设有蜗轮齿牙，另一端设有蜗杆齿牙；所述蜗轮螺母在其外圆侧设有螺母蜗轮齿牙，在其内圆侧设有螺母内螺纹；所述外螺纹管在其外圆侧设有外螺纹，且沿外圆侧轴向设有凹槽；所述套管在其内圆侧沿轴向设有凸台；

其中，所述至少一组电机定子和转子连接在电机轴上；所述电机轴的一端设有电机轴蜗杆齿牙；所述至少一个蜗轮蜗杆的第一个蜗轮蜗杆的蜗轮齿牙与所述电机轴蜗杆齿牙连接，而蜗杆齿牙与下一个蜗轮蜗杆的蜗轮齿牙连接，直到所述至少一个蜗轮蜗杆的最后一个蜗轮蜗杆的蜗杆齿牙与所述蜗轮螺母的螺母蜗轮齿牙连接；所述蜗轮螺母内穿设所述外螺纹管，所述外螺纹管的外螺纹可与所述蜗轮螺母的螺母内螺纹穿行配合使所述外螺纹管可相对螺纹螺母伸缩；所述蜗轮螺母的另一侧固定有所述套管，且所述外螺纹管的凹槽可与所述套管的凸台相配合。

2.根据权利要求1所述的一种聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置，其特征在于，所述凹槽为三角形凹槽，所述凸台为三角形凸台。

3.一种含如权利要求1或2所述的聚光镜组用多级蜗轮蜗杆伸缩装置的伸缩杆，其特征在于，所述伸缩杆包括：杆主体、至少一组伸缩装置、第一万向节、第二万向节、和底座；所述第一万向节与聚光镜组相连，所述第二万向节固定在底座上；所述杆主体具有第一杆主体和第二杆主体；所述第一杆主体的一端设有第一万向节，所述第二杆主体的一端设有第二万向节；所述第一杆主体和第二杆主体经至少一组伸缩装置相连；每组所述伸缩装置包括：电机轴、至少一组电机定子和转子、至少一个蜗轮蜗杆、蜗轮螺母、外螺纹管和套管；每个所述蜗轮蜗杆的一端设有蜗轮齿牙，另一端设有蜗杆齿牙；所述蜗轮螺母在其外圆侧设有螺母蜗轮齿牙，在其内圆侧设有螺母内螺纹；所述外螺纹管在其外圆侧设有外螺纹，且沿外圆侧轴向设有凹槽；所述套管在其内圆侧沿轴向设有凸台；其中，所述至少一组电机定子和转子连接在电机轴上；所述电机轴的一端设有电机轴蜗杆齿牙；所述至少一个蜗轮蜗杆的第一个蜗轮蜗杆的蜗轮齿牙与所述电机轴蜗杆齿牙连接，而蜗杆齿牙与下一个蜗轮蜗杆的蜗轮齿牙连接，直到所述至少一个蜗轮蜗杆的最后一个蜗轮蜗杆的蜗杆齿牙与所述蜗轮螺母的螺母蜗轮齿牙连接；所述蜗轮螺母内穿设所述外螺纹管，所述外螺纹管的外螺纹可与所述蜗轮螺母的螺母内螺纹穿行配合使所述外螺纹管可相对螺纹螺母伸缩；所述蜗轮螺母的另一侧固定有所述套管，且所述外螺纹管的凹槽可与所述套管的凸台相配合。

4.一种含如权利要求3所述的伸缩杆的调向系统，其特征在于，所述调向系统包括：至少两个伸缩杆、追日数据处理单元、光束角度检测单元和控制单元；

所述追日数据处理单元用来通过对聚光镜组设施所处的经度、纬度、日历、时钟数据进行处理，得到每个伸缩杆的所需伸缩长度；

所述控制单元用来根据追日数据处理单元得出的所需伸缩长度，向每个伸缩杆输出伸缩控制指令；

所述光束角度检测单元用来在伸缩杆依照伸缩控制指令完成伸缩动作后，测量偏移量，并将偏移量发送给追日数据处理单元；

所述追日数据处理单元接收偏移量并进行处理再次得到每个伸缩杆的所需伸缩长度。

5.根据权利要求4所述的伸缩杆的调向系统，其特征在于，所述追日数据处理单元是通过在聚光镜组上设置内置GPS定位模块来获取经度、纬度数据，日历和时钟数据为预设值。

6.利用如权利要求4或5所述的调向系统进行调向的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在每个聚光镜组的下表面设置至少两个聚光镜组用伸缩杆；

2)在聚光镜组上设置内置GPS定位模块以获取经度数据、纬度数据，并设置日历预设值和时钟预设值，并将经度、纬度、日历和时钟数据在追日数据处理单元进行处理，得到每个伸缩杆的所需伸缩长度；

3)所述控制单元根据追日数据处理单元得出的所需伸缩长度，向每个伸缩杆输出伸缩控制指令；

4)每个伸缩杆依据控制单元发出的伸缩控制指令完成伸缩动作；

5)所述光束角度检测单元在每个伸缩杆完成伸缩动作后，测量，每个伸缩杆的偏移量，并将偏移量发送给追日数据处理单元；

6)所述追日数据处理单元接收偏移量并进行处理再次得到每个伸缩杆的所需伸缩长度，重复前述步骤，直至所述光束角度检测单元测量的偏移量满足设定参数，完成调向。