CN110165986B - 一种大型定日镜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型定日镜装置，包括立柱、水平旋转驱动装置、反射板，所述水平旋转驱动装置包括固定连接在立柱上的底座、转动连接在底座上的上基座，底座上设置有偏心轴，所述偏心轴偏离上基座的旋转轴线；上基座的圆周方向上至少设置有三个液压缸，所述液压缸与上基座转动连接，液压缸的活塞杆前端与偏心轴转动连接；所述反射板转动连接在上基座上。本发明利用液压缸作为动力元件，相比电机，可以输出更大的扭矩，可驱动大型反射板的旋转。本发明的主要驱动装置为液压缸，相比电机和减速器，液压缸的成本低廉，结构简单，有效降低了定日镜的整体制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，特别涉及一种大型定日镜装置。
背景技术
在太阳能热发电系统中，定日镜整座电站中一个重要的组成部分。由于镜场占地面积大，定日镜到镜场中央集热塔位置远，定日镜的作用是跟踪太阳的位置将太阳光反射到镜场中央集热塔的吸热器，使得太阳能发电系统能够接收到足够的光能，提高发电效率。定日镜通常包括支架、反射镜、水平旋转驱动装置、俯仰驱动装置，水平旋转装置用于驱动反射镜进行水平旋转运动，俯仰驱动装置用于驱动反射镜进行俯仰运动。现有的水平旋转驱动装置通常通过电机与减速器配合来实现驱动的。比如中国专利公开号：CN106766289B，发明名称为一种定日镜跟踪控制装置。该发明中是利用电机和蜗轮蜗杆装置来驱动定日镜的水平旋转。这种驱动装置的不足之处在于：在一些大型的定日镜上，由于反射板本身重量大，需要采用大功率的电机并配合大减速比的减速器或者其他减速装置才能产生足够的扭矩驱动反射板旋转，这样导致定日镜结构复杂、制造成本高昂。
发明内容
本发明的目的是解决现有的大型定日镜需要通过大功率电机并配合大速比减速器才能产生足够的扭矩驱动反射镜旋转，导致定日镜驱动机构的结构复杂、制造成本高的问题，提供一种大型定日镜装置，能够提供足够的扭矩驱动反射镜旋转，且结构简单、制造成本低。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种大型定日镜装置，包括立柱、水平旋转驱动装置、反射板，所述水平旋转驱动装置包括固定连接在立柱上的底座、转动连接在底座上的上基座，底座上设置有偏心轴，所述偏心轴偏离上基座的旋转轴线；上基座的圆周方向上至少设置有三个液压缸，所述液压缸与上基座转动连接，液压缸的活塞杆前端与偏心轴转动连接；所述反射板转动连接在上基座上。
本发明根据星型发动机原理，利用液压缸与偏心轴之间的相互作用来实现上基座的旋转，进而带动安装在上基座上的反射板同步旋转。本发明中至少设置有三个液压缸，偏心轴均布受力处于更加均衡的状态，无论是其中一个液压缸推拉或两个液压缸推拉动作时，在力矩的背向方向始终有一个或两个液压缸产生一定的力矩，从而使得偏心轴所受的剪切力更小，增加了扭矩输出，提高了整个驱动机构的可靠性和稳定性。立柱为空心结构，内部安装有液压站，用于为液压缸提供动力。本发明利用液压缸作为动力元件，相比电机，可以输出更大的扭矩，可驱动大型反射板的旋转。本发明的主要驱动装置为液压缸，相比电机和减速器，液压缸的成本低廉，结构简单，有效降低了定日镜的整体制造成本。
作为优选，所述反射板包括转动连接在上基座上的骨架，所述骨架上安装有若干个反射镜板和至少一个太阳能电池板，所述太阳能电池板与反射镜板安装在同一平面上，所述太阳能电池板与蓄电池电连接。安装在骨架上的太阳能电池板能够接收太阳光产生电能，太阳能电池板产生的光能能够存储在蓄电池中，为定日镜的运行提供电能。由于太阳能电池板与反射镜板总成安装在同一平面上，太阳能电池板便能实时对准太阳，提高发电效率。太阳能电池板的数量可以根据实际的电力需求进行灵活设置。
作为优选，所述上基座与反射板之间设置有俯仰油缸，所述俯仰油缸的缸体转动连接在上基座上，所述俯仰油缸的活塞杆前端与反射板转动连接。通过俯仰气缸的伸缩运动来驱动反射板的俯仰运动。
作为优选，所述底座上设置有固定环，所述偏心轴设置在固定环中，所述偏心轴通过辐条与固定环相连。
作为优选，所述底座上固定有支承内圈，支承内圈外转动连接有支承外圈，支承外圈和支承内圈之间设置有滚珠，上基座固定在支承外圈上。由于支承外圈与支承内圈之间可相对转动，上基座安装在支承外圈上，这样便可以实现上基座与底座之间的相对转动。设置在支承外圈与支承内圈之间的滚珠可以降低支承外圈在转动时的摩擦力，从而降低上基座转动时的摩擦阻力。
作为优选，所述液压缸的两侧对称设置有耳轴，所述上基座上设置有耳轴安装座，耳轴安装座上设置有用于连接耳轴的耳轴孔，所述耳轴与耳轴孔之间设置有轴套。液压缸通过设置在两侧的耳轴与耳轴安装座相连，这样便可以使液压缸能够进行转动。轴套能够降低耳轴在转动时与轴孔之间摩擦阻力。
作为优选，所述耳轴安装座包括内耳轴安装座和外耳轴安装座，所述内耳轴安装座与上基座一体成型，所述外耳轴安装座与内耳轴安装座螺栓连接；所述内耳轴安装座上设置有第一半耳轴孔，外耳轴安装座上设置有与第一半耳轴孔相对应的第二半耳轴孔，第一半耳轴孔与第二半耳轴孔相互扣合形成耳轴孔；所述外耳轴安装座远离内耳轴安装座的一侧设置有密封罩，所述密封罩罩装在液压缸的外侧。外耳轴安装座与内耳轴安装座之间螺栓连接，使得外耳轴安装座与内耳轴安装座可分离。当外耳轴安装座与内耳轴安装座分离时，可以安装液压缸或者对液压缸进行拆卸。当外耳轴安装座与内耳轴安装座连接时，液压缸便固定在耳轴安装座上。密封罩的作用是通过罩装在液压缸外，对内部的液压缸起到密封保护的作用。
作为优选，所述轴套与耳轴孔之间设置有密封圈；所述轴套的内环面上设置有环形槽，所述环形槽的槽深沿着轴套的轴向逐渐递增或者递减，所述环形槽与耳轴之间设置有密封环，环形槽的一端与密封环之间设置有弹簧，所述弹簧对密封环的弹力方向朝向环形槽槽深小的一端。密封圈实现轴套与耳轴孔之间的密封，密封环实现轴套与耳轴之间的密封。密封环会在弹簧弹力作用下被挤压到环形槽槽深较小的一侧，即使密封环与耳轴由于相对转动产生磨损后，仍能保证密封环的两侧分别与环形槽的底面和耳轴的外环面紧密接触，这样有效提高了耳轴与轴套之间的密封效果。
作为优选，所述环形槽的截面为直角梯形，所述密封环的截面与环形槽的截面相匹配。将环形槽的截面设置成直角梯形，这样便于进行加工。
本发明的有益效果是：本发明利用液压缸作为动力元件，相比电机，可以输出更大的扭矩，可驱动大型反射板的旋转。本发明的主要驱动装置为液压缸，相比电机和减速器，液压缸的成本低廉，结构简单，有效降低了定日镜的整体制造成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中a部放大图。
图3为反射板的正面结构示意图。
图4为反射板的背面结构示意图。
图5为图4中b部放大图。
图6为水平旋转驱动装置的结构示意图。
图7为液压缸安装位置处的爆炸图。
图8为水平旋转驱动装置的正视图。
图9为图8中A-A方向的剖视图。
图10为图9中c部放大图。
图11为图9中d部放大图。
图12为图8中B-B方向的剖视图。
图中：1、立柱，2、控制箱，3、反射板，4、底座，5、上基座，6、控制阀组，7、俯仰油缸，8、反射镜板，9、太阳能电池板，10、主梁，11、次梁，12、连接板，13、密封盖，14、旋转接头，15、支承外圈，16、内耳轴安装座，17、外耳轴安装座，18、密封罩，19、液压缸，20、连接套，21、耳轴，22、轴套，23、偏心轴，24、油管，25、支承内圈，26、滚珠，27、固定环，28、密封圈，29、环形槽，30、密封环，31、弹簧，32、辐条，33、连接头。
具体实施方式
下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步描述。
实施例：如图1至图12所示，一种大型定日镜装置，包括立柱1、水平旋转驱动装置、反射板3。所述立柱1为空心结构。所述立柱1内设置有液压站和蓄电池。所述立柱1的侧面安装有控制箱2。
所述水平旋转驱动装置包括底座4和上基座5。底座4固定在立柱1的上端。上基座5转动连接在底座4上。底座4的上端固定有支承内圈25。支承内圈25螺栓连接在底座4上。支承内圈25外设置有支承外圈15。支承内圈25和支承外圈15均为圆环形。支承内圈25上朝向支承外圈15的一侧设置有环形的第一滚珠槽，支承外圈15上朝向支承内圈25的一侧设置有与第一滚珠槽相对应的第二滚珠槽。第一滚珠槽和第二滚珠槽相互对应。第一滚珠槽和第二滚珠槽之间设置有若干个滚珠26。
上基座5固定在支承外圈15上。上基座5与支承外圈15螺栓连接。支承内圈25上设置有固定环27。固定环27与支承内圈25螺栓连接。固定环27中设置有偏心轴23。偏心轴23通过辐条32与固定环27相连。偏心轴23偏离上基座5的旋转轴线。偏心轴上设置有可使油管24穿过的通孔。液压站与液压缸19之间通过油管24相连。上基座5的圆周方向上设置有至少三个耳轴安装座。本实施例中，耳轴安装座共设置有三个。耳轴安装座均匀布置在上基座5的圆周方向上。每个耳轴安装座上均转动连接有液压缸19。每个液压缸19上均设置有连接套20。连接套20套接在液压缸19的缸体上。连接套20的两侧对称设置有耳轴21。耳轴安装座上设置有与耳轴21相对应的耳轴孔。耳轴21转动连接在耳轴孔中。耳轴21与耳轴孔之间设置有轴套22。耳轴安装座包括内耳轴安装座16和外耳轴安装座17。内耳轴安装座16与上基座5一体成型。外耳轴安装座17与内耳轴安装座16螺栓连接。内耳轴安装座16上设置有第一半耳轴孔。外耳轴安装座17上设置有与第一半耳轴孔相对应的第二半耳轴孔。第一半耳轴孔与第二半耳轴孔相互扣合形成耳轴孔。外耳轴安装座17远离内耳轴安装座16的一侧设置有密封罩18。密封罩18装在液压缸19的外侧。外耳轴安装座与内耳轴安装座之间螺栓连接，使得外耳轴安装座与内耳轴安装座可分离。当外耳轴安装座与内耳轴安装座分离时，可以安装液压缸或者对液压缸进行拆卸。当外耳轴安装座与内耳轴安装座连接时，液压缸便固定在耳轴安装座上。密封罩的作用是通过罩装在液压缸外，对内部的液压缸起到密封保护的作用。
轴套22的外环面上设置环形的密封圈槽。密封圈槽共设置有两个。密封圈槽沿着轴套22的轴向依次设置。每个密封圈槽中均嵌装有密封圈28。密封圈28与耳轴孔密封配合。轴套22的内环面上设置有环形槽29。环形槽29的槽深沿着轴套22的轴向逐渐递增或者递减。本实施例中，环形槽29的截面为直角梯形。环形槽29与耳轴21之间设置有密封环30。密封环30的截面与环形槽29的截面相匹配。环形槽29的一端与密封环30之间设置有弹簧31。弹簧31对密封环30的弹力方向朝向环形槽29槽深小的一端。密封圈实现轴套与耳轴孔之间的密封，密封环实现轴套与耳轴之间的密封。密封环会在弹簧弹力作用下被挤压到环形槽槽深较小的一侧，即使密封环与耳轴由于相对转动产生磨损后，仍能保证密封环的两侧分别与环形槽的底面和耳轴的外环面紧密接触，这样有效提高了耳轴与轴套之间的密封效果。
液压缸19的活塞杆的前端固定有连接头33。连接头上设置有与偏心轴23直径相同的轴孔。连接头33套接在偏心轴23上。连接头33与偏心轴23转动连接。
上基座5的顶部设置有开口。开口为圆形。开口上方连接有可拆卸的密封盖13。密封盖13与上基座5之间螺栓连接。密封盖13上设置有旋转接头14。旋转接头14位于上基座5顶部的中心。上基座5的顶部还设置有控制阀组。所述控制阀组由若干电磁阀组成。所述电磁阀的数量与液压缸数量相同。电磁阀分别连接在液压站与液压缸之间的液压油路中。所述电磁阀与控制箱2电连接。所述电磁阀组6用于控制各个液压缸19的运行。旋转接头的朝向上基座内的一侧与朝向上基座外的一侧均设置有用于连接油管的接口，油管可分别连接在旋转接头两侧的接口上，这样便可以使油管穿过上基座。由于上基座在工作时与底座之间相对旋转，而旋转结构具有旋转功能，可抵消这种旋转，这样便可以避免油管因上基座而发生旋转。
所述反射板3包括骨架、反射镜板总成和太阳能电池板9。所述骨架包括主梁10。所述主梁10为圆形管状结构。所述主梁10的中部转动连接在上基座5上。所述主梁10上设置有若干个与主梁10垂直的次梁11。次梁11对称设置在主梁10的两侧。所述主梁10上设置有若干个用于连接次梁11的连接板12。所述次梁11与连接板12螺栓连接。
所述反射镜板总成由若干个处于同一平面上的反射镜板8拼接而成。所述反射镜板8和太阳能电池板9均固定在次梁11上。所述太阳能电池板9与反射镜板8处于同一平面上。所述反射镜板8和太阳能电池板9均为矩形。所述反射镜板8和太阳能电池板9的形状尺寸相同。所述太阳能电池板9与蓄电池电连接。反射镜板8与太阳能电池板9拼接形成一个矩形的形状。太阳能电池板9的数量可以根据水平旋转驱动装置和俯仰驱动装置的电力需求进行灵活设置。
所述反射板3与上基座5之间还设置有俯仰油缸7。所述俯仰油缸7的缸体转动连接在上基座5上。所述俯仰油缸7的活塞杆前端与主梁10转动连接。所述俯仰油缸7与液压站通过油管相连。
本发明根据星型发动机原理，利用液压缸与偏心轴之间的相互作用来实现上基座的旋转，进而带动安装在上基座上的反射板同步旋转。本发明中至少设置有三个液压缸，偏心轴均布受力处于更加均衡的状态，无论是其中一个液压缸推拉或两个液压缸推拉动作时，在力矩的背向方向始终有一个或两个液压缸产生一定的力矩，从而使得偏心轴所受的剪切力更小，增加了扭矩输出，提高了整个驱动机构的可靠性和稳定性。立柱为空心结构，内部安装有液压站，用于为液压缸提供动力。本发明利用液压缸作为动力元件，相比电机，可以输出更大的扭矩，可驱动大型反射板的旋转。本发明的主要驱动装置为液压缸，相比电机和减速器，液压缸的成本低廉，结构简单，有效降低了定日镜的整体制造成本。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大型定日镜装置，包括立柱、水平旋转驱动装置、反射板，其特征在于：所述水平旋转驱动装置包括固定连接在立柱上的底座、转动连接在底座上的上基座，底座上设置有偏心轴，所述偏心轴偏离上基座的旋转轴线；上基座的圆周方向上至少设置有三个液压缸，所述液压缸与上基座转动连接，液压缸的活塞杆前端与偏心轴转动连接；所述反射板转动连接在上基座上，上基座上设有带有耳轴孔的耳轴安装座，液压缸两侧对称设有耳轴，耳轴与耳轴孔间设有轴套，所述耳轴安装座包括内耳轴安装座和外耳轴安装座，所述内耳轴安装座上设置有第一半耳轴孔，外耳轴安装座上设置有与第一半耳轴孔相对应的第二半耳轴孔，第一半耳轴孔与第二半耳轴孔相互扣合形成耳轴孔；轴内环面上设有环形槽，环形槽的槽深沿着轴套的轴向逐渐递增或递减；环形槽的一端与密封环之间设置有弹簧，所述弹簧对密封环的弹力方向朝向环形槽槽深小的一端。
2.根据权利要求1所述的一种大型定日镜装置，其特征在于，所述反射板包括转动连接在上基座上的骨架，所述骨架上安装有若干个反射镜板和至少一个太阳能电池板，所述太阳能电池板与反射镜板安装在同一平面上，所述太阳能电池板与蓄电池电连接。
3.根据权利要求1所述一种大型定日镜装置，其特征在于，所述上基座与反射板之间设置有俯仰油缸，所述俯仰油缸的缸体转动连接在上基座上，所述俯仰油缸的活塞杆前端与反射板转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种大型定日镜装置，其特征在于，所述底座上设置有固定环，所述偏心轴设置在固定环中，所述偏心轴通过辐条与固定环相连。
5.根据权利要求1所述的一种大型定日镜装置，其特征在于，所述底座上固定有支承内圈，支承内圈外转动连接有支承外圈，支承外圈和支承内圈之间设置有滚珠，上基座固定在支承外圈上。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种大型定日镜装置，其特征在于，所述内耳轴安装座与上基座一体成型，所述外耳轴安装座与内耳轴安装座螺栓连接；所述外耳轴安装座远离内耳轴安装座的一侧设置有密封罩，所述密封罩罩装在液压缸的外侧。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种大型定日镜装置，其特征在于，所述轴套与耳轴孔之间设置有密封圈。
8.根据权利要求7所述的一种大型定日镜装置，其特征在于，所述环形槽的截面为直角梯形，所述密封环的截面与环形槽的截面相匹配。
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