CN110471458B - 一种定日镜的方位推杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定日镜的方位推杆机构，包括：上座，上端连接定日镜的支架；下座，下端与立柱固定连接，所述上座的下端同轴伸进所述下座内并与之转动连接；曲柄回转机构，用于推动所述上座相对于所述立柱转动；所述曲柄回转机构包括电动推杆和主动杆，所述电动推杆安装在所述下座上，所述主动杆一端自所述下座侧壁上的开口伸进所述下座内，并与所述下座的内侧壁上的回转中心点铰接；所述主动杆的另一端与所述电动推杆的伸缩杆铰接；摆动角放大结构，所述上座的底部通过所述摆动角放大结构与所述主动杆连接，且连接位置位于所述主动杆与所述电动推杆、所述下座侧壁连接点之间的位置处。

Description

一种定日镜的方位推杆机构

技术领域

本发明涉及定日镜设计技术领域，具体涉及一种定日镜的方位推杆机构。

背景技术

在经济不断发展的同时，能源日趋短缺，传统的不可再生能源日益枯竭，经济发展越来越受制于能源的开发利用，可再生能源的利用受到普遍关注，特别是太阳能利用更受世人的重视。

太阳能热发电是当前太阳能利用的一种主要方式。当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为（1）塔式太阳能热发电；（2）槽式太阳能热发电；（3）碟式太阳能热发电。

在太阳能热发电领域，塔式太阳能热发电因具有高光热转换效率，高聚焦温度，控制系统安装调试简单，散热损失少等优势，将成为下一个可商业化运营的新型能源技术。

在塔式太阳能热发电领域，定日镜为塔式太阳能热发电系统的一个重要组成部分。如图1所示，定日镜将太阳光反射到吸热器上，对吸热工质进行加热，从而将光能转化为热能，进而驱动汽轮机发电。

现有定日镜的方位转角驱动装置一般通过连接座与回转减速机相连，来实现镜体的不同方位角度的调整。其中，镜体包括反射面和镜子支架。由于回转减速机一般是采用蜗轮蜗杆啮合传动，因此，目前定日镜的方位回转驱动结构容易磨损，特别是在低速、冲击载荷、过载等恶劣工况下，磨损发生后将导致定日镜转角精度下降，甚至造成方位驱动结构损坏。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种定日镜的方位推杆机构，包括：

上座，上端连接定日镜的支架；

下座，下端与立柱固定连接，所述上座的下端同轴伸进所述下座内并与之转动连接；

曲柄回转机构，用于推动所述上座相对于所述立柱转动；所述曲柄回转机构包括电动推杆和主动杆，所述电动推杆安装在所述下座上，所述主动杆一端自所述下座侧壁上的开口伸进所述下座内，并与所述下座的内侧壁上的回转中心点铰接；所述主动杆的另一端与所述电动推杆的伸缩杆铰接；

摆动角放大结构，所述上座的底部通过所述摆动角放大结构与所述主动杆连接，且连接位置位于所述主动杆与所述电动推杆、所述下座侧壁连接点之间的位置处。

较佳地，所述摆动角放大结构包括从动杆和销轴，所述销轴安装在所述主动杆上，且位于所述主动杆与所述电动推杆、所述下座侧壁连接点之间的位置处；所述从动杆位于所述下座内，且所述从动推杆与所述上座的底部连接；所述从动杆上设置有一长槽，且所述长槽沿所述上座的径向设置；所述销轴一端伸进所述长槽内，且可沿所述长槽滑动。

较佳地，所述上座的下端与所述下座之间通过轴承实现转动连接；所述上座下端的外侧壁上设置有第一轴承槽，所述下座内侧壁上对应位置处设置有第二轴承槽，所述轴承安装在所述第一轴承槽和所述第二轴承槽内。

较佳地，所述下座的内侧壁上还设置有油封槽，所述油封槽位于所述第二轴承槽的上方。

较佳地，所述轴承的下方盖设有一压盖。

较佳地，所述主动杆绕所述回转中心的转动角度范围为0°-78°。

较佳地，所述主动杆的长度大于所述从动杆的长度。

较佳地，所述下座的底部设置有法兰边，所述下座通过法兰边与所述立柱固定连接。

较佳地，所述下座的外侧壁上延伸设置有一支撑板，所述电动推杆安装在所述支撑板上。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明提供的定日镜的方位推杆机构，通过在方位推杆驱动机构中增加了摆动角放大结构的设置，相比现有的直接用推杆驱动的定日镜转向技术，增大了转角范围和力输出的力矩效应，同时在相同的转角行程内，推杆的直线行程更小。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为塔式太阳能热发电系统的结构简图；

图2为定日镜的结构图；

图3为本发明中定日镜的方位推杆机构的立体结构示意图；

图4为本发明中定日镜的方位推杆机构的下座与压盖、滚动轴承、油封、销轴连接后的剖面图；

图5为本发明中方位推杆机构的下座正面结构示意图；

图6为本发明中定日镜的方位推杆机构的下座的剖面图；

图7为本发明中定日镜的方位推杆机构的主动杆的正面图；

图8为本发明中定日镜的方位推杆机构的从动杆的正面图；

图9为本发明中定日镜的连方位推杆机构的上座的正面图;

图10为本发明中定日镜的连方位推杆机构的压盖的正面图；

图11为本发明中主动杆通过摆动角放大机构与上座连接的示意图。

符号说明：

附图标记：1、反射镜；2、支架；3、方位推杆机构；4、仰角驱动装置；5、立柱；33、下座； 33a、支撑板； 33b、法兰边；33c、主箱体； 33d、第二轴承槽； 33e、油封槽；33f、回转中心点铰接部；34、电动推杆；35、主动杆；36、从动杆；37、上座；38、压盖；39、滚道轴承；40、油封；41、销轴。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

如图1所示，塔式太阳能热电站通过驱动大量定日镜跟踪太阳光，使太阳光在位于吸热塔顶端的吸热器表面聚集，对吸热工质进行加热，使光能转换为热能，进而将热能转化为电能，实现太阳能热发电。

如图2所示，定日镜自下而上依次包括，立柱5，方位推杆机构4，仰角驱动装置3，镜子支架2，以及反射镜1；其中，立柱5固定于地面，用于支撑整个定日镜；方位推杆机构4固定设置于立柱5的远离地面的一端，用于调整定日镜反射面1的方位角；方位推杆机构4的顶部与镜子支架2连接；仰角驱动装置2，连接在方位推杆机构4上，用于调节定日镜反射面1的仰角；支架2，设置于方位推杆机构4的顶部，用于支撑反射镜1；反射镜1设置于支架2上部，用于反射太阳光。

请参见图3-4所示，本实施例提供的一种定日镜的方位推杆机构，包括上座37、下座33、曲柄回转机构和摆动角放大结构；上座37的上端连接定日镜的支架；下座33的下端与立柱5固定连接，上座37的下端同轴伸进下座33内并与之转动连接；曲柄回转机构用于推动上座37相对于立柱5转动；曲柄回转机构包括电动推杆34、主动杆35，电动推杆34安装在下座33上，主动杆35一端自下座33侧壁上的开口伸进下座33内，并与下座33的内侧壁上的回转中心点铰接；主动杆35的另一端与电动推杆34的伸缩杆铰接；上座37的底部通过摆动角放大结构与主动杆35连接，且连接位置位于主动杆35与电动推杆34、下座33侧壁连接点之间的位置处。

本发明提供的方位推杆机构，通过在方位推杆驱动机构中增加了摆动角放大结构的设置，相比现有的直接用推杆驱动的定日镜转向技术，增大了转角范围和力输出的力矩效应，同时在相同的转角行程内，推杆的直线行程更小。

在本实施例中，下座33整体为一环状箱体结构，下座33包括有主箱体33c和设置在主箱体33c外壁上的支撑板33a，电动推杆34安装在支撑板33a上；当然，在其他实施例中电动推杆34的安装方式并不局限于以上所述的支撑板33a，电动推杆34也可直接安装到下座33的外壁上。下座33的底部设置有法兰边33b，下座33通过法兰边33b与立柱5固定连接。

在本实施例中，结合图3、9，上座37整体形状为圆柱状，其上端是带有连接镜子支架2的半圆轴承档位37a；上座37的侧壁上还设置有用于安装定日镜的仰角驱动装置的安装部件37b。

在本实施例中，结合图3、4、6、9，上座37的下端与下座33之间通过轴承39实现转动连接。具体的，上座37下端的外侧壁上设置有第一轴承槽37c，下座33内侧壁上对应位置处设置有第二轴承槽33d，轴承39安装在第一轴承槽37c和第二轴承槽33d内。本发明听过轴承39的设置，可以增强定日镜支架的整体刚性，在定日镜的方位推杆机构带动定日镜镜体进行方位角度调整时，可减小上座因受到弯曲力距产生的变形量，增加方位推杆机构的刚性。

进一步的，下座33的内侧壁上还设置有油封槽33e，油封槽33e位于所述第二轴承槽33d的上方，油封槽33e内布置有油封结构40从而起到对轴承39上方的密封。

进一步的，轴承39的下方盖设有一压盖38，压盖38用于实现轴承39下方的密封。具体的，如图10中所示，压盖38设置有起压紧作用的凸缘38a和起固定作用的连接孔38b。

本实施例中轴承39采用滚道轴承，当然在其他实施例中滚道轴承也可被免维护的径向滑动轴承和轴向滑动轴承代替，此时压盖38可取消，油封40可被防尘圈代替，均可根据具体情况进行调整，此处不做限制。

在本实施例中，主箱体33c的侧壁上设置有一缺口，主动杆35的一端自该缺口伸进主箱体33c内，主箱体33c内侧壁上设置有一回转中心点铰接部33f，该回转中心点铰接部33f上设置有安装孔，主动杆35一端当然—的端部上设置有铰接孔35a，铰接孔35a与安装孔通过转轴等方式实现转动连接。

进一步的，主动杆35的另一端上设置有摆动支点孔35c，主动杆35的另一端从缺口伸出主箱体33c，并与电动推杆34的伸缩杆铰接；电动推杆34直线伸缩，从而带动主动杆35绕着回转中心点铰接部33f转动。

当电动推杆在其行程范围内作直线运动时，主动杆可绕中心点铰接部33f作一定角度的转动，其转角范围和定点推杆行程及主动杆两铰接点间距离有关，但为避免曲柄回转机构的死点和形成有效地力作用效果，转角范围控制0-78°。

在本实施例中，结合图3、4、7、8、11，摆动角放大结构包括从动杆36和销轴41；具体的，主动杆35上还设置有传动销固定孔35b，传动销固定孔35b位于铰接孔35a与摆动支点孔35c之间，销轴41固定在该销固定孔35b上。

再参照图8，从动杆36整体呈一矩形状，其上沿长度方向设置有一长槽36a，从动杆36的一端设置有两个固定用的连接孔36b，从动杆36通过连接孔36b安装到上座37的底部模切保证长槽36a沿上座37的径向设置；销轴41一端伸进长槽36a内，且可沿长槽36a滑动。

进一步的，在主动杆36上铰接孔35a和传动销固定孔35b之间的间距a要远大于传动销固定孔35b和摆动支点孔35c之间的间距e，这样设计可增加推杆输出的力矩效应，并且可减小上座因受到扭转力距产生的变形；主动杆36的摆动支点孔35c设置在下座的内壁边缘处，并且使其与传动销固定孔35b的间距b尽可能大，这样可使间距e相应也变大，销轴41输出力矩效应增加.

本实施例中，通过在从动杆36上设置有封闭的长槽36a，可限制从动杆36和主动杆35的摆角，从而避免主动杆35和从动杆36在摆动时和下座腔体碰撞，同时随着主动杆35的摆动，间距e值会随着变化。方位推杆驱动机构主要传动部件销轴一端固定，一端和从动杆的滑动槽线接触，摩擦力小，在传动过程中无需润滑。

当然，在其他实施例中，摆动角放大结构可用齿轮传动代替；例如，销轴用小齿轮代替，从动杆用大齿轮代替且大齿轮连接在上座上或和上座做成一体，此时主动杆通过方位推杆驱动机构的输出中心即上座的旋转中心；当主动杆摆动时其上的小齿轮带动上座上的大齿轮旋转，输出扭矩和运动。摆动角放大结构的具体结构形式可根据具体情况进行调整，此处不做限制。

综上所述，本发明通过通过对曲柄回转机构和摆角放大机构有机的结合，发明出一种新的可用于太阳能塔式发电定日镜方位驱动机构，所述的方位驱动机构可分成两部分，一部分为曲柄回转机构，另一部分为摆动角放大机构，所述的曲柄回转机构把电动推杆输出的直线远动转化为回转运动，所述的摆动角放大机构把曲柄回转机构的回转运动放大。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (9)

1.一种定日镜的方位推杆机构，其特征在于，包括：

上座，上端连接定日镜的支架；

下座，下端与立柱固定连接，所述上座的下端同轴伸进所述下座内并与之转动连接；

曲柄回转机构，用于推动所述上座相对于所述立柱转动；所述曲柄回转机构包括电动推杆和主动杆，所述电动推杆安装在所述下座上，所述主动杆一端自所述下座侧壁上的开口伸进所述下座内，并与所述下座的内侧壁上的回转中心点铰接；所述主动杆的另一端与所述电动推杆的伸缩杆铰接；

摆动角放大结构，所述上座的底部通过所述摆动角放大结构与所述主动杆连接，且连接位置位于所述主动杆与所述电动推杆、所述下座侧壁连接点之间的位置处；

所述摆动角放大结构包括从动杆，且所述从动杆的一端与所述上座固定连接，所述主动杆与所述从动杆的连接位置可沿所述从动杆的延伸方向发生移动。

2.如权利要求1所述的定日镜的方位推杆机构，其特征在于，所述摆动角放大结构还包括销轴，所述销轴安装在所述主动杆上，且位于所述主动杆与所述电动推杆、所述下座侧壁连接点之间的位置处；所述从动杆位于所述下座内，且所述从动杆与所述上座的底部连接；所述从动杆上设置有一长槽，且所述长槽沿所述上座的径向设置；所述销轴一端伸进所述长槽内，且可沿所述长槽滑动。

3.如权利要求1所述的定日镜的方位推杆机构，其特征在于，所述上座的下端与所述下座之间通过轴承实现转动连接；所述上座下端的外侧壁上设置有第一轴承槽，所述下座内侧壁上对应位置处设置有第二轴承槽，所述轴承安装在所述第一轴承槽和所述第二轴承槽内。

4.如权利要求3所述的定日镜的方位推杆机构，其特征在于，所述下座的内侧壁上还设置有油封槽，所述油封槽位于所述第二轴承槽的上方。

5.如权利要求3所述的定日镜的方位推杆机构，其特征在于，所述轴承的下方盖设有一压盖。

6.如权利要求1所述的定日镜的方位推杆机构，其特征在于，所述主动杆绕所述回转中心的转动角度范围为0-78°。

7.如权利要求2所述的定日镜的方位推杆机构，其特征在于，所述主动杆的长度大于所述从动杆的长度。

8.如权利要求1所述的定日镜的方位推杆机构，其特征在于，所述下座的底部设置有法兰边，所述下座通过法兰边与所述立柱固定连接。

9.如权利要求1所述的定日镜的方位推杆机构，其特征在于，所述下座的外侧壁上延伸设置有一支撑板，所述电动推杆安装在所述支撑板上。

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