CN109307371B - 一种水平旋转机构及定日镜系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于太阳能技术领域，具体公开了一种水平旋转机构及定日镜系统。其中，水平旋转机构包括：固定座；回转座，与固定座枢接；回转盘，设置在回转座的上方，且与回转座固定连接；第一旋转臂，其设置在回转座的一侧，第一旋转臂的一端与回转盘枢接；第二旋转臂，其设置在回转座的另一侧，第二旋转臂的一端与第一旋转臂的另一端枢接，另一端与固定座枢接；水平驱动组件，包括相互连接的推杆和推杆驱动组件，推杆驱动组件驱动推杆沿推杆的轴线方向运动，推杆一端与推杆驱动组件连接，另一端与第一旋转臂连接，推杆驱动组件与固定座枢接。本发明提供的水平旋转机构和定日镜系统，能够扩大水平旋转的范围，提高水平旋转的稳定性。

Description

一种水平旋转机构及定日镜系统

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及一种水平旋转机构及定日镜系统。

背景技术

随着社会发展对能源需求的急剧增加，太阳能作为一种清洁、可再生能源得到越来越广泛的应用。太阳能发电有光伏发电和热发电两种形式，太阳能热光电技术是通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳直射光的能量聚集起来，加热公知，产生高温高压的蒸汽，以蒸汽驱动汽轮机发电。

塔式太阳能发电是采用大量的定向反射镜将太阳光聚集到一个装在塔顶的中央热交换器上，通过加热热交换器内的流体推动涡轮转动发电。定日镜需要做水平旋转运动和俯仰旋转运动对太阳光进行追踪聚光。现有技术公开了一种双推杆结构的定日镜，其包括水平旋转机构和俯仰旋转机构，其中水平旋转机构包括方位伸缩推杆，方位伸缩推杆通过连杆及偏心杆与回转座连接，当方位伸缩推杆座直线运动时，推动连杆做平面运动，连杆推动偏心杆做平面运动，从而使回转盘做回转运动。

现有技术提供的定日镜的水平旋转机构，采用曲柄摇块式的形式，具有回转角度小，回转稳定性差的问题，不利于对太阳光的大范围追踪，降低了对太阳能的利用效率。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种水平旋转机构，以提高推杆式水平旋转机构的旋转范围，提高水平旋转机构的运行稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种定日镜系统，以提高定日镜对太阳能光线的追踪能力，提高对太阳能的利用率。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种水平旋转机构，包括：

固定座；

回转座，与所述固定座枢接；

回转盘，其设置在所述回转座的上方，且与所述回转座固定连接；

第一旋转臂，其设置在所述回转座的一侧，所述第一旋转臂的一端与所述回转盘枢接；

第二旋转臂，其设置在所述回转座的另一侧，所述第二旋转臂的一端与所述第一旋转臂的另一端枢接，所述第二旋转臂的另一端与所述固定座枢接；

水平驱动组件，包括相互连接的推杆和推杆驱动组件，所述推杆驱动组件驱动所述推杆沿所述推杆的轴线方向运动，所述推杆一端与所述推杆驱动组件连接，另一端与所述第一旋转臂连接所述第二旋转臂的一端连接，所述推杆驱动组件与所述固定座枢接。

进一步地，所述固定座包括：

轴座，转动套设在所述回转座的外侧；

上支撑臂，所述上支撑臂的一端与所述轴座固定，所述上支撑臂的另一端与所述推杆驱动组件枢接，所述上支撑臂的中部与所述第二旋转臂未连接所述第一旋转臂的一端枢接。

进一步地，所述固定座还包括：

下支撑臂，其与所述轴座的下端固定连接，所述下支撑臂与所述上支撑臂相对且平行设置，所述推杆驱动组件连接在所述上支撑臂和所述下支撑臂之间，且所述推杆驱动组件分别与所述上支撑臂及所述下支撑臂同轴枢接。

进一步地，所述第一旋转臂通过联动轴与所述推杆枢接，所述第一旋转臂与所述第二旋转臂通过所述联动轴枢接。

进一步地，所述第一旋转臂为S型，且所述第一旋转臂连接所述回转盘的一端的开口远离所述回转座，所述第一旋转臂连接所述推杆的一端的开口朝向所述回转座。

进一步地，所述推杆驱动组件包括：

水平驱动电机；

传动组件，其一端与所述水平驱动电机连接，其另一端与所述推杆连接，所述传动组件将所述水平驱动电机的旋转运动转化为所述推杆的直线运动；

壳体，其具有两端开口的容纳腔，所述传动组件设置在所述容纳腔内，且所述推杆的一端伸入所述容纳腔内并在所述容纳腔内运动，所述壳体的一端与所述水平驱动电机的外壳密封连接，所述壳体的另一端与所述推杆滑动密封连接。

进一步地，所述传动组件包括丝杠和螺母座，所述水平驱动电机的输出端与所述丝杠连接，所述推杆未连接所述第一旋转臂的一端与所述螺母座连接，所述螺母座套设在所述丝杠上，所述推杆具有推杆腔，所述丝杠能伸入所述推杆腔内并能相对所述推杆腔平移。

进一步地，所述螺母座沿所述丝杠的长度方向设置有两个，两个所述螺母座分别为第一螺母座和第二螺母座，所述第一螺母座的一端与所述丝杠螺接，所述第一螺母座的另一端与所述丝杠之间具有容纳空间，所述第二螺母座的一端伸入所述容纳空间内，所述第二螺母座的另一端与所述第一螺母座固定连接，所述容纳空间内设置有弹性元件，所述弹性元件套设在所述丝杠上，且所述弹性元件的两端分别与所述第一螺母座及所述第二螺母座抵接。

进一步地，所述推杆驱动组件还包括：

壳体，其具有两端开口的容置腔，所述丝杠位于所述容置腔内，且所述推杆的外径小于所述壳体的内径，所述壳体的一端与所述水平驱动电机的外壳密封连接，所述壳体的另一端与所述推杆滑动密封连接。

进一步地，所述回转盘同轴连接有编码器，所述水平旋转机构还包括控制器，所述水平驱动电机和所述编码器均与所述控制器连接，所述控制器根据所述编码器对所述回转盘的转动检测数据控制所述水平驱动电机的运行。

一种定日镜系统，包含如上所述的水平旋转机构。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的水平旋转机构，通过设置第一旋转臂和第二旋转臂，当水平驱动组件带动推杆相对推杆驱动组件伸长时，推杆带动第一旋转臂向远离推杆驱动组件的方向转动，从而使回转盘转动；由于第一旋转臂与第二旋转臂连接，当第一旋转臂转动的过程中，第二旋转臂绕其与固定座的枢接轴转动，带动第一旋转臂与第二旋转臂的连接点向靠近回转轴座中心的方向移动，从而使第一旋转臂与第二旋转臂之间的夹角张开，水平驱动组件绕其与固定轴的枢接轴转动，使推杆的轴线与回转盘旋转中心及水平驱动组件枢接中心形成的平面之间的夹角减小，从而扩大第一旋转臂能够旋转的范围，即扩大回转盘旋转的范围，提高水平旋转机构的定日追踪能力；且由于第一旋转臂在旋转的过程中，受到推杆施加的沿推杆轴向的推力作用以及第二旋转臂施加的作用力，使第一旋转臂的运动更为平稳，有利于提高水平旋转机构的运动平稳性。

本发明提供的定日镜系统，通过采用上述的水平旋转机构，能够提高定日镜的水平旋转范围，从而扩大定日镜的定日追踪能力，有利于提高对太阳能的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的水平旋转机构的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的水平旋转机构的部分剖视图；

图3为本发明实施例一提供的水平驱动组件的剖视图；

图4为图3中A处的局部放大图；

图5为图3中B处的局部放大图；

图6为本发明实施例一提供的第一螺母座的结构示意图；

图7为本发明实施例一提供的第二螺母座的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的推杆处于第二极限位置时水平驱动组件的剖视图；

图9为图8中C处的局部放大图；

图10为本发明实施例二提供的水平驱动组件的剖视图；

图11为图10中D处的局部的放大图；

图12为本发明实施例三提供的定日镜系统的结构示意图；

图13为图12中E处的局部放大图。

图中标记如下：

10-水平旋转机构；20-安装座；30-支撑架；40-俯仰旋转机构；50-反射镜；

1-固定座；2-回转座；3-回转盘；4-第一旋转臂；5-第二旋转臂；6-推杆；7-推杆驱动组件；8-角度检测组件；9-限位开关；101-回转枢轴；102-联动轴；

11-轴座；12-上支撑臂；13-下支撑臂；31-安装槽；41-横板；42-立板；43-连接套；44-弧形开口；61-连接头；71-壳体；72-传动组件；73-水平驱动电机；74-多级齿轮组；75-齿轮箱；76-挡框；77-连接柱；78-推杆套；81-检测轴；82-检测传感器；83-弹性连接片；

121-避让口；122-上连接座；711-主筒体；712-轴连接段；713-电机连接段；721-丝杠；722-螺母座；723-弹性元件；724-压挡块；725-限位环；726-限位套；727-锁紧螺母；728-圆锥滚子轴承；201-外柱；202-内柱；203-法兰盘；204-加强筋；301-主支撑梁；302-镜架；

7131-第一连接部；7132-第二连接部；7211-限位部；7221-第一螺母座；7222-第二螺母座；7241-限位台阶；

72211-第一部；72212-第二部；72213-卡槽；72221-卡块。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

图1为本发明实施例提供的水平旋转机构10的结构示意图，图2为本发明实施例提供的水平旋转机构10的部分剖视图，如图1-2所示，本实施例提供了一种水平旋转机构10，包括固定座1、回转座2、回转盘3、第一旋转臂4、第二旋转臂5与水平驱动组件。回转座2与固定座1枢接，回转盘3设置在回转座2的上方，且与回转座2固定连接。第一旋转臂4设置在回转座2的一侧，且第一旋转臂4的一端与回转盘3枢接；第二旋转臂5设置在回转座2的另一侧，且第二旋转臂5的一端与第一旋转臂4的另一端枢接，第二旋转臂5的另一端与固定座1枢接；水平驱动组件包括相互连接的推杆6和推杆驱动组件7，推杆驱动组件7驱动推杆6沿推杆6的轴线方向运动，且推杆6的一端与推杆驱动组件7连接，推杆6的另一端与第一旋转臂4连接第二旋转臂5的一端连接，且推杆驱动组件7与固定座1枢接。

在本实施例中，通过设置第一旋转臂4和第二旋转臂5，将第一旋转臂4的一端与回转盘3枢接，另一端与第二旋转臂5的一端枢接，且使第二旋转臂5的另一端与固定座1枢接，使水平驱动组件的推杆6连接在第一旋转臂4连接有第二旋转臂5的第一端，从而当水平驱动组件带动推杆6相对推杆驱动组件7伸长时，推杆6带动第一旋转臂4向远离推杆驱动组件7的方向转动，从而使回转盘3转动；由于第一旋转臂4与第二旋转臂5连接，当第一旋转臂4转动的过程中，第二旋转臂5绕其与固定座1的枢接轴转动，带动第一旋转臂4与第二旋转臂5的连接点向靠近回转座2中心的方向移动，从而使第一旋转臂4与第二旋转臂5之间的夹角张开，水平驱动组件绕其与固定座1的枢接轴转动，使推杆6的轴线与回转盘3旋转中心及水平驱动组件枢接中心形成的平面之间的夹角减小，从而扩大第一旋转臂4能够旋转的范围，即扩大回转盘3旋转的范围，提高水平旋转机构10的定日追踪能力；且由于第一旋转臂4在旋转的过程中，受到推杆6施加的沿推杆6轴向的推力作用以及第二旋转臂5施加的作用力，使第一旋转臂4的运动更为平稳，有利于提高水平旋转机构10的运动平稳性。

具体地，如图1和2所示，回转座2为套筒状结构，回转座2的上端固定连接有回转盘3。在其他实施例中，回转座2可以为实心圆柱结构。在本实施例中，回转座2与回转盘3采用螺纹等可拆卸的连接方式连接，有利于回转盘3的维修及更换。在其他实施例中，回转盘3可以与回转座2采用焊接等不可拆卸连接方式连接，或在加工时采用铸造等一体成型的加工方式加工。

固定座1包括轴座11、上支撑臂12与下支撑臂13，轴座11与回转座2同轴设置，且套设在回转座2的外面。回转座2与轴座11之间通过回转轴承连接，且回转轴承的外圈与轴座11固定连接，回转轴承的内圈与回转座2固定连接。在本实施例中，回转轴承沿回转座2的轴线方向间隔设置有两个，回转座2外表面于两个回转轴承之间套设有限位套，轴座11内表面于两个回转轴承之间凸设有限位凸台。

上支撑臂12连接在轴座11的上端，上支撑臂12包括上盘部和沿上盘部的一侧径向延伸的上臂部，上盘部与轴座11上端采用螺纹等可拆卸的连接方式连接。在本实施例中，回转盘3的下表面向下垂直延伸有用于限制回转轴承轴向窜动的限位部，上支撑臂12位于回转盘3与轴座11之间，且上支撑臂12的内壁与限位部7211的外壁之间设置有密封装置。

下支撑臂13包括圆形的下盘部和沿下盘部的一侧向外径向延伸的下臂部，盘部与轴座11同轴设置，且盘部的上表面与轴座11的下端面采用螺纹等可拆卸的连接方式连接，下臂部与上臂部相对且平行设置。下支撑臂13的设置，一方面可以方便水平旋转机构10通过下支撑臂13与定日镜系统中其他机构之间的连接，一方面有利于水平驱动组件的设置。

在本实施例中，上支撑臂12和下支撑臂13均为板状机构，有利于简化水平旋转机构10的结构。

在本实施例中，上支撑臂12的两侧均开设有开口朝外的弧形避让口121，避让口用于在第一旋转臂4旋转至上支撑臂12附近时，对第二旋转臂5与第一旋转臂4的连接结构进行避让。

在本实施例中，轴座11套设在回转座2的外部，在其他实施例中，还可以是回转座2套设在轴座11的外部，只要能实现回转座2相对固定座1的转动以及回转盘3与回转座2的连接即可。

第一旋转臂4的一端通过回转枢轴101与回转盘3枢接。在本实施例中，第一旋转臂4整体为S型结构，且其连接于回转盘3的一端处的开口远离回转座2，其连接于第二旋转臂5的一端处的开口朝向回转座2。第一旋转臂4的S形的结构设计，一方面有利于推杆6的推力作用通过第一旋转臂4施加至回转枢轴101，另一方面可以避免第一旋转臂4在转动过程中与轴座11之间的干涉，有利于增加第一旋转臂4的旋转空间和旋转行程，即增大回转盘3的回转角度。

在本实施例中，第一旋转臂4包括沿回转座2的轴向设置的立板42以及平行设置在立板42上下两端的横板41，立板42与两块横板41分别采用焊接连接为一体。该种结构有利于提高第一旋转臂4的结构强度，提高第一旋转臂4与其他部件的连接稳定性。且第一旋转臂4还包括设置在立板42一端的连接套43，连接套43卡设在两块横板41之间，第一旋转臂4通过连接套43与回转枢轴101连接。

具体地，回转枢轴101包括沿其轴向依次连接的第一轴部、第二轴部和第三轴部，且第一轴部、第二轴部和第三轴部的直径依次减小，第一轴部的上端与回转盘3采用螺纹等可拆卸的连接方式连接。连接套43与回转枢轴101之间设置有旋转臂轴承，旋转臂轴承的内圈与第三轴部固定连接，其外圈与连接套43固定连接，旋转臂轴承沿回转枢轴101的轴向间隔设置有两个，连接套43内壁于两个旋转臂轴承之间凸设有限位台阶。

第二轴部和第一轴部之间的台阶面用于对第一旋转臂4的连接进行上限位，第三轴部与第二轴部之间的台阶用于对位于上端的旋转臂轴承进行上限位，第三轴部下端套设有限位套，用于对位于下端的旋转臂轴承进行下限位。连接套43与第二轴部之间以及连接套43与限位套之间均设置有密封装置，用于防止外部灰尘、杂质等进入连接套43与第三轴部之间。第三轴部的下端开设有螺纹，且螺纹连接有圆螺母，用于对第一旋转臂4与回转枢轴101的连接进行限位和固定，圆螺母与连接套43之间设置有止动垫圈，有利于提高第一旋转臂4与回转枢轴101连接稳定性。

在本实施例中，两块横板41远离回转轴的一侧均开设有弧形开口44，有利于减轻第一旋转臂4的重量且增加第一旋转臂4的结构刚度。

第二旋转臂5的一端与第一旋转臂4远离回转枢轴101的一端枢接，另一端与上支撑臂12的上臂部的一端枢接。第二旋转臂5与上支撑臂12的连接点和第一旋转臂4与回转盘3的连接点分别位于固定座1的两侧，当推杆6相对推杆驱动组件7伸长或缩短时，第一旋转臂4和第二旋转臂之间形成的夹角张开或合拢，从而通过第二旋转臂5增大第一旋转臂4的活动范围，增加第二旋转臂5的活动转动行程，从而增加回转盘3的转动范围。

第二旋转臂5的整体基本与第一旋转臂4类似，不同之处在于第二旋转臂5的整体结构为弧形，弧形的开口朝向回转座2，有利于避免第二旋转臂5转动过程中与固定座1之间的干涉，增大的转动空间，从而进一步增大回转盘3的转动范围。

第二旋转臂5与上支撑臂12之间的连接与第一旋转臂4与回转盘3之间的连接基本相同，不同之处在于，第二旋转臂5与上支撑臂12的枢接轴的下端与下支撑臂13固定连接，本实施例不再进行赘述。

第一旋转臂4与第二旋转臂5之间以及第一旋转臂4与推杆6之间均通过联动轴102枢接，一方面有利于简化三者之间的连接结构，另一方面有利于三者之间力的传递，提高三者之间的联动性能。

第一旋转臂4位于第二旋转臂5的两块横板41之间，推杆6连接在第一旋转臂4的两块横板41之间，第二旋转臂5的立板42于联动轴102所在一端开设有避让缺口，用于对推杆6进行避让。在本实施例中，第二旋转臂5与联动轴102固定连接，推杆6以及第一旋转臂4均与联动轴102转动连接。在其他是实施例中，也可以是第一旋转臂4或推杆6与联动轴102固定连接，其他两个部件与联动轴102转动连接。

为对水平旋转机构10的旋转运动进行检测，本实施例提供的水平旋转机构10还包括角度检测组件8，角度检测组件8包括检测轴81和转动套设在检测轴81的检测传感器82。检测轴81与回转座2同轴设置，其位于回转座2的腔体内且下端与下支撑臂13转动连接。回转盘3的上端中心位置开设有安装槽31，检测轴81的上端穿过安装槽31的槽底并伸入安装槽31内，检测传感器82位于安装槽31内，且与检测轴81固定连接。

通过设置检测轴81，有利于检测传感器82与回转盘3的同轴安装，减小整体结构的复杂性。检测轴81与安装槽31的槽底之间设置有密封装置，避免外界杂质进入回转座2的腔体内。

检测传感器82与安装槽31的槽底通过弹性连接片83连接，弹性连接片83具有两个对称设置的第一连接爪和两个对称设置的第二连接爪。四个连接爪沿检测轴81的周向均匀间隔设置，且两个第一连接爪与安装槽31的槽底连接，两个第二连接爪与检测传感器82连接。

检测传感器82与控制器连接，检测传感器82检测并记录回转盘3旋转的角度，并传输至控制器中，控制器根据检测传感器82的检测信号对水平旋转机构10的运动进行控制，以实现对回转盘3旋转角度的精确控制，提高水平旋转机构10的运行可靠性。在本实施例中，检测传感器82为编码器，在其他实施例中，检测传感器82可以为角度传感器等。

图3为本发明实施例提供的水平驱动组件的剖视图，图4为图3中A处的局部放大图，图5为图3中B处的局部放大图，如图3-5所示，推杆6为空心结构，推杆6的一端与推杆驱动组件7连接，推杆6的另一端连接有连接头61，连接头61包括柱状的第一连接部和圆盘状的第二连接部，第一连接部伸入推杆6的腔体内，并与推杆6螺纹连接。第二连接部的轴线与第一连接部的轴线垂直，且第二连接部转动套设在联动轴102的外表面，且位于第一旋转臂4的两块横板41之间。连接头61的设置，一方面有利于推杆6与联动轴102的连接，另一方面有利于减小推杆6与第一旋转臂4以及第二旋转臂5之间的结构干涉。

推杆驱动组件7采用电机驱动的形式，其主要包括水平驱动电机73、传动组件72以及壳体71。壳体71具有两端开口的容纳腔，其一端与水平驱动电机73的电机壳密封且固定连接，水平驱动电机73的输出轴伸入容纳腔内与传动组件72连接。传动组件72位于容纳腔内，且与推杆6连接，传动组件72能将水平驱动电机73的转动运动转化为推杆6沿其轴向的平移运动。推杆6一端伸入容纳腔内并能相对壳体71滑动。

壳体71包括沿推杆6的轴向依次连接的电机连接段713、主筒体711和轴连接段712，电机连接段713朝向水平驱动电机73的一端设置有后端盖，电机连接段713与电机壳通过后端盖可拆卸连接。主筒体711朝向电机连接段713的一端焊接有连接法兰，连接法兰与主筒体711采用螺纹等连接方式可拆卸连接。轴连接段712与主筒体711采用焊接连接或采用螺纹等可拆卸连接的方式连接，轴连接段712用于与上支撑臂12和下支撑臂13连接。在本实施例中，将壳体71设置成多个壳体段，有利于各个壳体段之间加工以及水平驱动组件的组装，且有利于水平驱动组件与固定座1之间的连接。

轴连接段712的两侧分别设置有连接柱77，两个连接柱77同轴设置且轴线垂直于推杆6的轴线。两个连接柱77分别与轴连接段712螺纹连接或焊接连接。且优选采用焊接连接的形式，有利于提高连接的稳定性。

轴连接段712位于上支撑臂12和下支撑臂13之间，上臂部远离轴座11的一端连接有上连接座122。连接柱77的一端伸入上连接座122内，且与上连接座122转动连接。下支撑臂13与对应的连接柱77的连接形式与上支撑臂12与对应的连接柱77的连接形式基本相同，本实施例不再进行赘述。

轴连接段712与推杆6之间设置有推杆套78，推杆套78的外径与轴连接段712内径配合，推杆套78的内径与推杆6的外径配合。轴连接段712于推杆套78靠近主筒体711的一端向内凸设有限位部，轴连接段712于远离主筒体711的一端连接有前端盖，前端盖与推杆6之间设置有密封装置。前端盖一方面配合限位部7211对推杆套78进行限位，另一方面对壳体71的容纳腔进行密封。

主筒体711的内径大于推杆6的外径，一方面为传动组件72的设置提供足够的空间，另一方面减小推杆6相对壳体71滑动的阻力。在本实施例中，传动组件72为丝杠螺母传动组件，丝杠721的一端与水平驱动电机73的输出轴固定连接，丝杠721的另一端伸入推杆6的推杆腔内，且与推杆6通过螺母座722滑动连接，使丝杠721的一端能够在推杆腔内运动。

在本实施例中，螺母座722沿丝杠721的轴向设置有两个，两个螺母座722分别为第一螺母座7221和第二螺母座7222，第一螺母座7221包括第一部72211和第二部72212，第一部72211伸入推杆腔中，且其内表面与丝杠721螺纹连接，外表面与推杆6内壁螺纹连接。第二部72212位于推杆腔外，且其内径大于丝杠721的外径，其外径大于推杆6的外径，使丝杠721与第二部72212之间形成有容纳空间。推杆6端部与第二部72212之间连接有限位块，限位块套设套设在第一部72211的外表面，且分别与推杆6及第二部72212端面抵接，用于限制第一螺母座和推杆6之间的轴向窜动。

第二螺母座7222伸入容纳空间内，且第二螺母座7222的内表面与丝杠721螺纹连接，第二螺母座7222的外表面与第一螺母座7221的内表面抵接。图6为本发明实施例提供的第一螺母座7221的结构示意图，图7为本发明实施例提供的第二螺母座7222的结构示意图，如图6和7所示，第一螺母座7221靠近第二螺母座7222的一端开设有卡槽72213，卡槽72213沿第二螺母座7222的周向均匀间隔开设有四个。第二螺母座7222远离第一部72211的一端沿径向凸设有卡块72221，且卡块72221的数量、位置与形状与卡槽72213一一对应，卡块72221位于卡槽72213内，实现第一螺母座7221与第二螺母座7222的卡接连接。卡槽72213与卡块72221的设置，有利于防止第二螺母座7222相对第一螺母座7221转动，从而有效限制第二螺母座7222的转动运动，使丝杠721的转动运动能够转换为第二螺母座7222的平移运动。

第二螺母座7222远离第一部72211的一端连接有压挡块724，卡块72221上沿第二螺母座7222的轴向开设有贯穿卡块72221的螺纹孔，压挡块724与第二螺母座7222通过螺栓等螺纹件配合螺纹孔螺纹连接，且螺栓等一端抵接在第一螺母座7221的卡槽72213槽底。压挡块724的设置，有利于实现第二螺母座7222与第一螺母座7221之间的压紧，防止第二螺母座7222和第二螺母座7222之间发生轴向窜动。

第二螺母座7222靠近第一部72211的一端与第一部72211之间设置有弹性元件723，且弹性元件723处于压缩状态。弹性元件723位于容纳空间内，且分别与第一部72211及第二螺母座7222抵接。通过设置第一螺母座7221和第二螺母座7222以及在第一螺母座7221和第二螺母座7222之间设置弹性元件723，有利于减小推杆6与螺母座722之间的背隙，提高推杆6的运动精度，从而提高水平旋转机构10的运动精度。

为限制螺母座722相对丝杠721的运动行程，传动组件72上设置有限位部件。限位部件包括套设在丝杠721远离水平驱动电机73一端的限位环725，限位环725的外径大于丝杠721的外径，且小于推杆6的内径，当限位环725与第一螺母座7221的一端抵接时，推杆6运动至第一极限位置，即最大伸长位置。

图8为本发明实施例提供的推杆处于第二极限位置时水平驱动组件的剖视图，图9为图8中C处的局部放大图，如图7-9所示，限位部件还包括开设在压挡块724上的限位台阶7241，限位台阶7241开设在压挡块724远离第一螺母座7221一端的内表面。丝杠721靠近水平驱动电机73的一端沿其轴向延伸有限位部7211，限位部7211的外径大于丝杠721的外径和限位台阶7241的内径，且小于压挡块724端口处的内径。限位部7211能够伸入压挡块724的内部与限位台阶7241抵接以限制螺母座722朝向水平驱动电机73方向的运动，此时，推杆6处于第二极限位置，即最小伸长位置。

在其他实施例中，还可以设置其他限位形式进行推杆6在第一极限位置和第二极限位置的限位。

为对推杆6的运动位置进行检测，尤其对推杆6在第一极限位置和第二极限位置的位置状态进行检测，本实施例提供的水平驱动组件还包括位置检测组件。位置检测组件和水平驱动电机73均与控制器连接，控制器根据角度检测组件检测回转盘3的转动检测数据和位置检测组件检测检测的推杆6的位置信息控制水平驱动电机73的运行。

在本实施例中，位置检测组件包括两个限位开关9，两个限位开关9分别设置在壳体71对应于第一极限位置和第二极限位置处，分别用于检测推杆6是否处于第一极限位置或推杆6是否处于第二极限位置。在本实施例中，限位开关9为机械式限位开关9，如微动开关，限位开关9安装在壳体71上，且检测部垂直穿过壳体71并位于容纳腔内。在其他实施例中，限位开关9可以为光电开关或接近开关等。

在本实施例中，壳体71的外侧连接有挡框76，挡框76为U型结构，且开口朝向壳体71。挡块沿壳体71的轴向设置，且两个限位开关9均位于挡框76内，有利于对限位开关9进行保护。

在本实施例中，采用丝杠螺母的形式进行传动，有利于提高推杆6运动的平稳性和可靠性，且方便传动组件72的设置和安装。在其他实施例中，还可以采用齿轮齿条的传动形式将水平驱动电机73的旋转运动转化为推杆6的直线运动。

在本实施例中，采用电机驱动的形式驱动推杆6运动，在其他实施例中，还可以采用其他的驱动形式驱动推杆6进行直线运动，如可以采用液压缸驱动等。

在本实施例中，水平旋转机构10还可以包括液路组件，用于对容纳腔内输出润滑油，保证推杆6的润滑性能，减小推杆6运行阻力，对推杆6进行维护保养，并能起到一定的液封作用。液路系统可以采用本领域常见的液路润滑设置，本实施例不再进行赘述。

实施例二

本实施例提供了一种水平旋转机构10，与实施例一相比，本实施例提供的水平旋转机构10与实施例一中的水平旋转机构10的组成和结构基本相同，不同之处在于本实施例提供的水平驱动组件的结构与实施例一中的水平驱动组件的结构不同。本实施例仅对与实施例一不同的结构进行描述，不再对与实施例一相同的结构进行赘述。

图10为本发明实施例提供的水平驱动组件的剖视图，图11为图10中D处的局部的放大图，如图10和图11所示，本实施例提供的水平驱动组件包括壳体71、水平驱动电机73、传动组件72和减速组件。

水平驱动电机73的输出轴通过减速组件与传动组件72连接，有利于减小传动组件72的输入转速，增大传动组件72的输入扭矩，从而增加推杆6的推力。在本实施例中，减速组件为多级齿轮组74，多级齿轮组74的输入端与水平驱动电机73的输出轴连接，多级齿轮组74的输出端与传动组件72连接。多级齿轮组74设置在齿轮箱75内，齿轮箱75分别与壳体71及电机壳密封连接。在本实施例中，水平驱动电机73的输出轴与壳体71轴线平行，有利于减小水平驱动组件的整体体积。

壳体71包括主筒体711、电机连接段713以及轴连接段712。主筒体711为具有两端开口的筒状结构，主筒体711靠近水平驱动电机73的一端连接有电机连接段713，电机连接段713包括沿其轴向设置的第一连接部7131和第二连接部7132，第一连接部7131的伸入主筒体711的容纳腔内，且第一连接部7131的外表面与主筒体711的内表面螺纹连接。第二连接部7132的外径大于主筒体711的外径，且其一端与主筒体711的端面抵接，另一端与齿轮箱75采用螺纹等连接方式连接，且端盖与齿轮箱75之间还设置有密封圈。

主筒体711远离水平驱动电机73的一端连接有轴连接段712，轴连接段712与主筒体711采用焊接焊接，提高水平驱动组件与固定座1之间的连接稳定性。轴连接段712用于与固定座1连接。在本实施例中，轴连接段712的结构及其与固定座1以及推杆6之间的连接可以参照实施例一中轴连接段712的设置，本实施例不再进行赘述。

在本实施例中，传动组件72为丝杠螺母组件，丝杠721的一端伸入齿轮箱75中，且与多级齿轮组74的输出端连接。丝杠721的另一端伸入推杆6的推杆腔中，并能在推杆腔内移动。

在本实施例中，设置有一个螺母座722，螺母座722包括沿其轴向设置的第一螺母部和第二螺母部，第一螺母部伸入推杆6内，且其外表面与推杆6内表面螺纹连接，内表面与丝杠721螺纹连接。第二螺母部的外径大于推杆6的外径，第二螺母部的内径大于丝杠721的内径，且第二螺母部的一端与推杆6的端面抵接。丝杠721上还螺纹连接有限位套726，限位套726一端伸入第二螺母部与推杆6之间，且限位套726的另一端的外表面连接有双排锁紧螺母727，锁紧螺母727与第二螺母部的端面抵接，用于对螺母座722与推杆6进行压紧连接，防止螺母座722相对推杆6产生周向转动。

在本实施例中，端盖与丝杠721之间连接有圆锥滚子轴承728，且圆锥滚子轴承728沿丝杠721的轴向间隔设置有两个，有利于减小推杆6的轴向窜动和轴向间隙，同时能够提高丝杠721的轴向和径向负载承受力，提高推杆6的运动精度。

在实施例中，水平驱动组件还可以包括位置检测组件和液路组件，检测组件和液路组件的设置可以参考实施例一中的设置，本实施例不再进行赘述。

实施例三

图12为本发明实施例提供的定日镜系统的结构示意图，图13为图12中E处的局部放大图，如图12和13所示，本实施例提供了一种定日镜系统，用于对太阳光进行追踪并获取、收集太阳能。定日镜系统包括安装座20、支撑架30、水平旋转机构10、俯仰旋转机构40及反射镜50。安装座20用于对整个定日镜系统的结构起到支撑固定作用，其一端与地面固定连接，另一端与水平旋转机构10连接；支撑架30用于支撑连接反射镜50，且支撑架30与水平旋转机构10及俯仰旋转机构40连接；水平旋转机构10用于带动支撑架30及反射镜50水平旋转，以水平调整发射镜的镜面朝向；俯仰旋转机构40用于带动支撑架30及反射镜50进行俯仰运动；定日镜用于聚集并反射太阳光线，使聚集后的太阳光反射至塔式太阳能发电站的集热器中，定日镜通过俯仰旋转机构40及水平旋转机构10调整定日镜镜面的朝向，以实现对太阳的位置追踪，提高太阳能的利用率。

具体地，安装座20包括外柱201和套设在外柱201内的内柱202，外柱201的下端与地面连接，内柱202设置在外柱201的上端。且内柱202的上端设置有法兰盘203，内柱202沿其周向设置有多个加强筋204，外柱201对应加强筋204的位置开设有卡槽，卡槽的宽度与加强筋204的宽度相同，加强筋204的上端与法兰盘203连接，法兰盘203的上端与水平旋转机构10连接。

通过将安装座20分体设置成内柱202和外柱201，且内柱202与外柱201采用卡接的形式连接，一方面可以方便定日镜系统的组装，可先将水平旋转机构10及俯仰旋转机构40与内柱202组装后与外柱201安装，减小高位作业的时间；且加强筋204一方面起到增加内柱202结构强度的作用，一方面用于卡接外柱201，使内柱202和外柱201间不会产生水平旋转，提高连接稳定性。

法兰盘203的上端连接有水平旋转机构10，水平旋转机构10可以采用实施例一中的水平旋转机构10，也可以采用实施例二中的水平旋转机构10，且法兰盘203与水平旋转机构10的下支撑臂13采用螺纹等可拆卸的连接方式连接，水平旋转机构10的回转座2的轴线与安装座20的轴线重合。

回转盘3的上端固定连接有俯仰旋转机构40，俯仰旋转机构40可以采用现有技术中的俯仰旋转机构40，本实施例不再进行赘述。

支撑架30包括主支撑梁301及镜架302，主支撑梁301水平设置，俯仰旋转机构40与主支撑梁301连接，且能带动主支撑梁301绕其轴线转动。镜架302沿主支撑梁301的轴向均匀间隔设置有多个，且镜架302与主支撑梁301固定连接，定日镜连接在镜架302上形成定日面。在本实施例中，镜架302与支撑梁的连接、镜架302与定日镜的连接以及定日镜的设置等均可参照现有技术中的设置，本实施例不再进行赘述。

本实施例提供的定日镜系统，通过采用实施例一或实施例二中的水平旋转机构10，能够提高定日镜的水平旋转范围，从而扩大定日镜的定日追踪能力，有利于提高对太阳能的利用率。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种水平旋转机构(10)，其特征在于，包括：

固定座(1)；

回转座(2)，与所述固定座(1)枢接；

回转盘(3)，其设置在所述回转座(2)的上方，且与所述回转座(2)固定连接；

第一旋转臂(4)，其设置在所述回转座(2)的一侧，所述第一旋转臂(4)的一端与所述回转盘(3)枢接；

第二旋转臂(5)，其设置在所述回转座(2)的另一侧，所述第二旋转臂(5)的一端与所述第一旋转臂(4)的另一端枢接，所述第二旋转臂(5)的另一端与所述固定座(1)枢接；

水平驱动组件，包括相互连接的推杆(6)和推杆驱动组件(7)，所述推杆驱动组件(7)驱动所述推杆(6)沿所述推杆(6)的轴线方向运动，所述推杆(6)一端与所述推杆驱动组件(7)连接，另一端与所述第一旋转臂(4)连接所述第二旋转臂(5)的一端连接，所述推杆驱动组件(7)与所述固定座(1)枢接；

所述固定座(1)包括：

轴座(11)，转动套设在所述回转座(2)的外侧；

上支撑臂(12)，所述上支撑臂(12)的一端与所述轴座(11)固定，所述上支撑臂(12)的另一端与所述推杆驱动组件(7)枢接，所述上支撑臂(12)的中部与所述第二旋转臂(5)未连接所述第一旋转臂(4)的一端枢接。

2.根据权利要求1所述的水平旋转机构(10)，其特征在于，所述固定座(1)还包括：

下支撑臂(13)，其与所述轴座(11)的下端固定连接，所述下支撑臂(13)与所述上支撑臂(12)相对且平行设置，所述推杆驱动组件(7)连接在所述上支撑臂(12)和所述下支撑臂(13)之间，且所述推杆驱动组件(7)分别与所述上支撑臂(12)及所述下支撑臂(13)同轴枢接。

3.根据权利要求1所述的水平旋转机构(10)，其特征在于，所述第一旋转臂(4)通过联动轴(102)与所述推杆(6)枢接，所述第一旋转臂(4)与所述第二旋转臂(5)通过所述联动轴(102)枢接。

4.根据权利要求1所述的水平旋转机构(10)，其特征在于，所述第一旋转臂(4)为S型，且所述第一旋转臂(4)连接所述回转盘(3)的一端的开口远离所述回转座(2)，所述第一旋转臂(4)连接所述推杆(6)的一端的开口朝向所述回转座(2)。

5.根据权利要求1所述的水平旋转机构(10)，其特征在于，所述推杆驱动组件(7)包括：

水平驱动电机(73)；

传动组件(72)，其一端与所述水平驱动电机(73)连接，其另一端与所述推杆(6)连接，所述传动组件(73)将所述水平驱动电机(73)的旋转运动转化为所述推杆(6)的直线运动；

壳体(71)，其具有两端开口的容纳腔，所述传动组件(72)设置在所述容纳腔内，且所述推杆(6)的一端伸入所述容纳腔内并在所述容纳腔内运动，所述壳体(71)的一端与所述水平驱动电机(73)的外壳密封连接，所述壳体(71)的另一端与所述推杆(6)滑动密封连接。

6.根据权利要求5所述的水平旋转机构(10)，其特征在于，所述传动组件(72)包括丝杠(721)和螺母座(722)，所述水平驱动电机(73)的输出端与所述丝杠(721)连接，所述推杆(6)未连接所述第一旋转臂(4)的一端与所述螺母座(722)连接，所述螺母座(722)套设在所述丝杠(721)上，所述推杆(6)具有推杆腔，所述丝杠(721)伸入所述推杆腔内并相对所述推杆腔平移。

7.根据权利要求6所述的水平旋转机构(10)，其特征在于，所述螺母座(722)沿所述丝杠(721)的长度方向设置有两个，两个所述螺母座(722)分别为第一螺母座(7221)和第二螺母座(7222)，所述第一螺母座(7221)的一端与所述丝杠(721)螺接，所述第一螺母座(7221)的另一端与所述丝杠(721)之间具有容纳空间，所述第二螺母座(7222)的一端伸入所述容纳空间内，所述第二螺母座(7222)的另一端与所述第一螺母座(7221)连接，所述容纳空间内设置有弹性元件(723)，所述弹性元件(723)套设在所述丝杠(721)上，且所述弹性元件(723)的两端分别与所述第一螺母座(7221)及所述第二螺母座(7222)抵接。

8.根据权利要求5所述的水平旋转机构(10)，其特征在于，所述回转盘(3)同轴连接有编码器，所述水平旋转机构还包括控制器，所述水平驱动电机(73)和所述编码器均与所述控制器连接，所述控制器根据所述编码器对所述回转盘(3)的转动检测数据控制所述水平驱动电机(73)的运行。

9.一种定日镜系统，其特征在于，包含如权利要求1-8任一项所述的水平旋转机构(10)。

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