CN110145881B - 一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置，包括封闭箱体，所述封闭箱体的底部内设有滚珠蜗轮蜗杆传动副，所述滚珠蜗轮蜗杆传动副包括滚珠蜗杆，所述封闭箱体内设有传动轴，且所述传动轴的中部固定有与所述传动轴同轴设置且与所述滚珠蜗杆相配合的蜗轮，所述传动轴的两端分别与所述封闭箱体转动连接，且所述传动轴的两端穿出所述封闭箱体并可与槽式太阳能的集热镜架固定连接；所述滚珠蜗杆的一端与步进电机连接，另一端与所述封闭箱体转动连接。本发明的机械传动系统和控制系统被封在一个密闭箱体空间内，可以有效防止沙尘和水的进入，结构紧凑，体积小，易于维护，采用滚珠蜗轮蜗杆传动副进行驱动，啮合间隙小，传动效率高。

Description

一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置
技术领域
本发明涉及一种驱动装置，具体地说是一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置。
背景技术
此前槽式太阳能跟踪系统都采用液压跟踪的驱动方式，由油缸、平衡阀、蓄能器、泵站等构成，控制系统通过控制两个油缸来驱动集热镜架旋转跟踪太阳，液压系统执行一次，驱动槽式聚光器跟踪一次太阳，跟踪精度低；长期暴露在野外，容易造成磨损和沙尘浸入系统，需要定期更换液压元件；由于冬夏温差问题，液压系统需要适应大的温差环境，安装调试不便，维护成本高，系统布置分散，无法满足连续、高效率、高精度的跟踪要求。
因此，开发一种高精度连续跟踪的一体化跟踪驱动系统是亟待解决的技术难题。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置。本发明采用的技术手段如下：
一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置，包括封闭箱体，所述封闭箱体的底部内设有滚珠蜗轮蜗杆传动副，所述滚珠蜗轮蜗杆传动副包括滚珠蜗杆，所述封闭箱体内设有传动轴，所述传动轴设置在所述滚珠蜗杆的上方，所述传动轴的轴线与所述滚珠蜗杆的轴线垂直，且所述传动轴的中部固定有与所述传动轴同轴设置且与所述滚珠蜗杆相配合的蜗轮，所述传动轴的两端分别与所述封闭箱体转动连接，且所述传动轴的两端穿出所述封闭箱体并可与槽式太阳能的集热镜架固定连接；
所述滚珠蜗杆的一端与设置在所述封闭箱体内的蜗轮蜗杆减速器的输出端键连接，所述蜗轮蜗杆减速器的输入端与设置在所述封闭箱体外的步进电机的输出轴键连接，所述滚珠蜗杆的另一端与所述封闭箱体转动连接。
所述滚珠蜗杆的中部外壁上设有滚珠螺旋槽，且所述滚珠螺旋槽内设有与所述蜗轮相配合的滚珠，所述滚珠螺旋槽的两端设有固定挡环；所述滚珠蜗杆外设有滚珠蜗杆外罩，且所述滚珠蜗杆外罩的顶部设有与所述蜗轮相匹配的开口，所述滚珠蜗杆外罩与所述封闭箱体底部固定连接。滚珠在滚珠螺旋槽内循环滚动，且滚珠被滚珠螺旋槽和滚珠蜗杆外罩包围，用以径向定位滚珠，同时滚珠螺旋槽的两侧均固定有所述固定挡环，可防止滚珠在轴向上的掉落。
所述滚珠蜗杆远离所述蜗轮蜗杆减速器的一端所正对的封闭箱体外壁上设有轴承座，且所述轴承座靠近所述滚珠蜗杆的一端穿入所述密封箱体内部，所述轴承座远离所述滚珠蜗杆的一端设置在所述封闭箱体外部，且此端上设有轴承端盖，所述轴承端盖和所述轴承座通过螺栓与所述封闭箱体的外壁固定连接；所述轴承座内设有与其相配合的圆锥滚子轴承Ⅰ，且所述圆锥滚子轴承Ⅰ与所述滚珠蜗杆相匹配，所述滚珠蜗杆靠近所述圆锥滚子轴承Ⅰ的一端穿过所述圆锥滚子轴承Ⅰ，且其端部安装有圆螺母；所述圆锥滚珠轴承Ⅰ远离所述圆螺母的一侧设有套接在所述滚珠蜗杆上的挡油杯Ⅰ。
所述封闭箱体的外壁在所述传动轴所穿出处分别设有加工有圆形通孔，所述圆形通孔内壁设有套接在所述传动轴上的圆锥滚子轴承Ⅱ，且所述圆锥滚子轴承Ⅱ与所述圆形通孔的内壁转动连接，所述圆形通孔远离所述蜗轮的一端设有与圆形通孔相匹配的端盖，所述端盖与所述传动轴的端面固定连接；
所述圆锥滚子轴承Ⅱ靠近所述蜗轮的一侧设有套接在所述传动轴上的挡油环Ⅱ，且所述挡油环Ⅱ与所述蜗轮之间设有套接在所述传动轴上的轴套。
所述封闭箱体包括机座和设置在所述机座顶部的机盖，所述机座上端面与所述机盖下端面通过螺栓固定连接。
所述机盖的顶部固定有多个均匀分布的吊装螺栓。
所述机盖的顶部加工有通气孔，且所述通气孔上设有通气塞。通气塞的设置防止装置工作时，封闭箱体内部因温度升高造成内部压力上升破坏封闭箱体内外压力平衡。
所述机盖的顶部和所述机盖的侧壁上加工有检查孔，其所述检查孔上设有与所述机盖固定连接的视孔盖。通过检查孔可直接观察到内部机构的工作情况。
所述机盖内固定有与所述步进电机相配合的集成驱动控制系统，且所述集成驱动控制系统与所述步进电机信号连接。
封闭箱体可防止装置工作时灰尘和水进入封闭箱体内破坏箱体内部结构。
工作状态下：所述集成驱动控制系统控制所述步进电机转动，进而通过所述蜗轮蜗杆减速器转动所述滚珠蜗杆，所述滚珠蜗杆转动时，与所述滚珠蜗杆相配合的蜗轮转动，进而驱动所述传动轴转动，进一步驱动与所述传动轴固定连接的集热镜架转动，从而实现使槽式太阳能对太阳的连续跟踪。
本发明具有以下优点：
1、本装置采用步进电机和减速机构组成的机械传动系统可以精准可靠地对太阳实时连续跟踪，提高了跟踪精度。
2、本装置的机械传动系统和控制系统被封在一个密闭箱体空间内，可以有效防止沙尘和水的进入，结构紧凑，体积小，易于维护。
3、本装置可以在大温差环境下可靠工作，工作温度范围在-20～55℃之间，可靠性高。
4、本装置采用滚珠蜗轮蜗杆传动副进行驱动，啮合间隙小，传动效率高。
基于上述理由本发明可在太阳能跟踪驱动装置等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式中一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置结构示意图。
图2是图1中A-A向剖视图。
图3是图1中B-B向剖视图。
图4是本发明具体实施方式中一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置安装在槽式太阳能上结构示意图。
图中：1、封闭箱体；1.1、基座；1.2、步进电机；1.3、蜗轮蜗杆减速器；1.4、集成驱动控制系统；1.5、视孔盖；1.6、通气塞；1.7、吊装螺栓；1.8、机盖；1.9、轴承座；1.10、轴承端盖；1.11、圆螺母；1.12、圆锥滚子轴承Ⅰ；1.13、挡油杯Ⅰ；1.14、滚珠；1.15、滚珠蜗杆；1.16、蜗轮；1.17、固定挡环；1.18、滚珠蜗杆外罩；1.19、端盖；1.20、圆形通孔；1.21、圆锥滚子轴承Ⅱ；1.22、轴套；1.23、挡油环Ⅱ；1.24、传动轴；2、支架；3、集热镜架法兰；4、集热镜架。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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。
如图1-4所示，一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置，包括封闭箱体1，所述封闭箱体1的底部内设有滚珠蜗轮蜗杆传动副，所述滚珠蜗轮蜗杆传动副包括滚珠蜗杆1.15，所述封闭箱体1内设有传动轴1.24，所述传动轴1.24设置在所述滚珠蜗杆1.15的上方，所述传动轴1.24的轴线与所述滚珠蜗杆1.15的轴线垂直，且所述传动轴1.24的中部固定有与所述传动轴1.24同轴设置且与所述滚珠蜗杆1.15相配合的蜗轮1.16，所述传动轴1.24的两端分别与所述封闭箱体1转动连接，且所述传动轴1.24的两端穿出所述封闭箱体1并可与槽式太阳能4的集热镜架3固定连接；
所述滚珠蜗杆1.15的一端与设置在所述封闭箱体1内的蜗轮蜗杆减速器1.3的输出端键连接，所述蜗轮蜗杆减速器1.3的输入端与设置在所述封闭箱体1外的步进电机1.2的输出轴键连接，所述滚珠蜗杆1.15的另一端与所述封闭箱体1转动连接。
所述滚珠蜗杆1.15的中部外壁上设有滚珠螺旋槽，且所述滚珠螺旋槽内设有与所述蜗轮相配合的滚珠1.14，所述滚珠螺旋槽的两端设有固定挡环1.17；所述滚珠蜗杆1.15外设有滚珠蜗杆外罩1.18，且所述滚珠蜗杆外罩1.18的顶部设有与所述蜗轮1.16相匹配的开口，所述滚珠蜗杆外罩1.18与所述封闭箱体1底部固定连接。滚珠1.4在滚珠螺旋槽内循环滚动，且滚珠1.14被滚珠螺旋槽和滚珠蜗杆外罩1.18包围，用以径向定位滚珠1.14，同时滚珠螺旋槽的两侧均固定有所述固定挡环1.17，可防止滚珠1.14在轴向上的掉落。
所述滚珠蜗杆1.15远离所述蜗轮蜗杆减速器1.3的一端所正对的封闭箱体1外壁上设有轴承座1.9，且所述轴承座1.9靠近所述滚珠蜗杆1.15的一端穿入所述密封箱体1内部，所述轴承座1.9远离所述滚珠蜗杆1.15的一端设置在所述封闭箱体1外部，且此端上设有轴承端盖1.10，所述轴承端盖1.10和所述轴承座1.9通过螺栓与所述封闭箱体1的外壁固定连接；所述轴承座1.9内设有与其相配合的圆锥滚子轴承Ⅰ1.12，且所述圆锥滚子轴承Ⅰ1.12与所述滚珠蜗杆1.15相匹配，所述滚珠蜗杆1.15靠近所述圆锥滚子轴承Ⅰ1.12的一端穿过所述圆锥滚子轴承Ⅰ1.12，且其端部安装有圆螺母1.11；所述圆锥滚珠轴承Ⅰ1.12远离所述圆螺母1.11的一侧设有套接在所述滚珠蜗杆1.15上的挡油杯Ⅰ1.13。
所述封闭箱体1的外壁在所述传动轴1.24所穿出处分别设有加工有圆形通孔1.20，所述圆形通孔1.20内壁设有套接在所述传动轴1.24上的圆锥滚子轴承Ⅱ1.21，且所述圆锥滚子轴承Ⅱ1.21与所述圆形通孔1.20的内壁转动连接，所述圆形通孔1.20远离所述蜗轮1.16的一端设有与圆形通孔1.20相匹配的端盖1.19，所述端盖1.19与所述传动轴1.24的端面固定连接，其用于与集热镜架4固定连接；
所述圆锥滚子轴承Ⅱ1.21靠近所述蜗轮1.16的一侧设有套接在所述传动轴1.24上的挡油环Ⅱ1.23，且所述挡油环Ⅱ1.23与所述蜗轮1.16之间设有套接在所述传动轴1.24上的轴套1.22。
所述封闭箱体1包括机座1.1和设置在所述机座1.1顶部的机盖1.8，所述机座1.1上端面与所述机盖下1.8端面通过螺栓固定连接。
所述机盖1.8的顶部固定有多个均匀分布的吊装螺栓1.7。
所述机盖1.8的顶部加工有通气孔，且所述通气孔上设有通气塞1.6。通气塞1.6的设置防止装置工作时，封闭箱体1内部因温度升高造成内部压力上升破坏封闭箱体1内外压力平衡。
所述机盖1.8的顶部和所述机盖1.8的侧壁上加工有检查孔，其所述检查孔上设有与所述机盖1.8固定连接的视孔盖1.5。通过检查孔可直接观察到内部机构的工作情况。
所述机盖1.8内固定有与所述步进电机1.2相配合的集成驱动控制系统1.4，且所述集成驱动控制系统1.4与所述步进电机1.2信号连接。
封闭箱体1可防止装置工作时灰尘和水进入封闭箱体1内破坏箱体内部结构。
如图4所示，所述一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置设置在机架2上，且所述传动轴1.24的两端分别通过集热镜架法兰3与集热镜架4固定连接，所述集成驱动控制系统控1.4制所述步进电机1.2转动，进而通过所述蜗轮蜗杆减速器1.3转动所述滚珠蜗杆1.15，所述滚珠蜗杆转动1.15时，与所述滚珠蜗杆1.15相配合的蜗轮1.16转动，进而驱动所述传动轴1.24转动，进一步驱动与所述传动轴1.24固定连接的集热镜架转动，从而实现使槽式太阳能对太阳的连续跟踪。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置，其特征在于，包括封闭箱体，所述封闭箱体的底部内设有滚珠蜗轮蜗杆传动副，所述滚珠蜗轮蜗杆传动副包括滚珠蜗杆，所述封闭箱体内设有传动轴，所述传动轴设置在所述滚珠蜗杆的上方，所述传动轴的轴线与所述滚珠蜗杆的轴线垂直，且所述传动轴的中部固定有与所述传动轴同轴设置且与所述滚珠蜗杆相配合的蜗轮，所述传动轴的两端分别与所述封闭箱体转动连接，且所述传动轴的两端穿出所述封闭箱体并与槽式太阳能的集热镜架固定连接；所述滚珠蜗杆的一端与设置在所述封闭箱体内的蜗轮蜗杆减速器的输出端键连接，所述蜗轮蜗杆减速器的输入端与设置在所述封闭箱体外的步进电机的输出轴键连接，所述滚珠蜗杆的另一端与所述封闭箱体转动连接；
所述滚珠蜗杆的中部外壁上设有滚珠螺旋槽，且所述滚珠螺旋槽内设有与所述蜗轮相配合的滚珠，所述滚珠螺旋槽的两端设有固定挡环；所述滚珠蜗杆外设有滚珠蜗杆外罩，且所述滚珠蜗杆外罩的顶部设有与所述蜗轮相匹配的开口，所述滚珠蜗杆外罩与所述封闭箱体底部固定连接；
所述滚珠蜗杆远离所述蜗轮蜗杆减速器的一端所正对的封闭箱体外壁上设有轴承座，且所述轴承座靠近所述滚珠蜗杆的一端穿入所述封闭箱体内部，所述轴承座远离所述滚珠蜗杆的一端设置在所述封闭箱体外部，且此端上设有轴承端盖，所述轴承端盖和所述轴承座通过螺栓与所述封闭箱体的外壁固定连接；所述轴承座内设有与其相配合的圆锥滚子轴承Ⅰ，且所述圆锥滚子轴承Ⅰ与所述滚珠蜗杆相匹配，所述滚珠蜗杆靠近所述圆锥滚子轴承Ⅰ的一端穿过所述圆锥滚子轴承Ⅰ，且其端部安装有圆螺母；所述圆锥滚珠轴承Ⅰ远离所述圆螺母的一侧设有套接在所述滚珠蜗杆上的挡油杯Ⅰ；
所述封闭箱体的外壁在所述传动轴所穿出处分别设有加工有圆形通孔，所述圆形通孔内壁设有套接在所述传动轴上的圆锥滚子轴承Ⅱ，且所述圆锥滚子轴承Ⅱ与所述圆形通孔的内壁转动连接，所述圆形通孔远离所述蜗轮的一端设有与圆形通孔相匹配的端盖，所述端盖与所述传动轴的端面固定连接；
所述圆锥滚子轴承Ⅱ靠近所述蜗轮的一侧设有套接在所述传动轴上的挡油环Ⅱ，且所述挡油环Ⅱ与所述蜗轮之间设有套接在所述传动轴上的轴套。
2.根据权利要求1所述的一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置，其特征在于：所述封闭箱体包括机座和设置在所述机座顶部的机盖，所述机座上端面与所述机盖下端面通过螺栓固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置，其特征在于：所述机盖的顶部固定有多个均匀分布的吊装螺栓。
4.根据权利要求2所述的一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置，其特征在于：所述机盖的顶部加工有通气孔，且所述通气孔上设有通气塞。
5.根据权利要求2所述的一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置，其特征在于：所述机盖的顶部和所述机盖的侧壁上加工有检查孔，所述检查孔上设有与所述机盖固定连接的视孔盖。
6.根据权利要求2所述的一种槽式太阳能一体化跟踪驱动装置，其特征在于：所述机盖内固定有与所述步进电机相配合的集成驱动控制系统，且所述集成驱动控制系统与所述步进电机信号连接。
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