CN110579029A - 一种太阳光照追踪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳光照追踪装置，属于太阳追踪领域，要解决的技术问题为如何解决现有太阳光照跟踪设备存在的规模小、成本高、效益低；其结构包括包括至少一个追踪子单元，每个追踪子单元均包括：框架，所述框架为长方体框架；采光器架，所述采光器架至少一个，每个采光器均倾斜设置在框架上，上述所有采光器架沿着框架的长轴向间隔排布；底架，所述底架包括四个底柱，每个底柱均包括由上至下依次铰接的连接杆、曲柄和立柱，每个连接杆的顶端均与框架铰接；翻转装置，所述翻转装置分别与上述四个底柱连接，翻转装置用于带动曲柄转动，并通过曲柄和连接杆带动框架旋转。

Description

一种太阳光照追踪装置

技术领域

本发明涉及太阳追踪领域，具体地说是一种太阳光照追踪装置。

背景技术

目前大部分光伏发电系统都采用电池板固定放置的安装方式，发电效率比较低。而现有的跟踪系统大都是小型的轴式电机驱动跟踪方式。例如，2016年10月12日公开的申请号为201610419301.7中国专利，提出一种聚光太阳能发电系统行列式矩阵驱动机构，该机构在矩阵的一角设置互相垂直的行总驱动杆和列总驱动杆，行总驱动杆与行驱动伺服电机相连接，列总驱动杆与列驱动伺服电机相连接，矩阵的每行设置一个行分驱动杆，矩阵的每列设置一个列分驱动杆，行分驱动杆的一端与行总驱动杆相交的各个交点处都设置涡轮蜗杆组，列分驱动杆的一端与列总驱动杆相交的各交点都设置圆形齿柱型齿条。在矩阵的每行与每列的交点上设置光伏单元。

基于上述，如何解决现有太阳光照跟踪设备存在的规模小、成本高、效益低的技术问题，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种太阳光照追踪装置，来解决现有太阳光照跟踪设备存在的规模小、成本高、效益低的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

一种太阳光照追踪装置，包括至少一个追踪子单元，每个追踪子单元均包括：

框架，所述框架为长方体框架；

采光器架，所述采光器架至少一个，每个采光器均倾斜设置在框架上，上述所有采光器架沿着框架的长轴向间隔排布；

底架，所述底架包括四个底柱，每个底柱均包括由上至下依次铰接的连接杆、曲柄和立柱，每个连接杆的顶端均与框架铰接；

翻转装置，所述翻转装置分别与上述四个底柱连接，翻转装置用于带动曲柄转动，并通过曲柄和连接杆带动框架旋转。

在上述实施方式中，翻转装置带动曲柄沿着顺针或逆时针方向转动，从而通过连接杆带动框架沿着顺时针或逆时针旋转，以便于采光器架追踪太阳方位角。

作为优选，每个追踪子单元还包括传动轴，所述传动轴共两个，每个传动轴均以其轴线沿着框架长轴向延伸的方式连接在两个底柱之间，且每个传动轴的端部均作为铰接轴连接在对应的曲柄和连接杆之间；

翻转装置与上述两个传动轴传动连接，翻转装置通过上述传动轴带动曲柄旋转，并通过曲柄和连接杆带动框架旋转。

作为优选，翻转装置包括：

电子定位器，所述电子定位器共四个并与底柱一一对应，每个电子定位器均设置在与其对应的连接杆和曲柄之间，用于限制连接杆和曲柄之间的转动；

离合器，所述离合器共两个并与传动轴一一对应，每个离合器的动力输出端均和其与对应的传动轴连接；

离合器链轮，所述离合器链轮共两个并与离合器一一对应，每个离合器链轮均设置在对应的离合器的动力输入端；

翻转驱动装置，所述翻转驱动装置与上述离合器链轮传动连接。

作为优选，翻转驱动装置包括：

翻转驱动电机，所述翻转驱动电机设置在框架的下方；

翻转传动机构，所述翻转传动机构为链轮链条传动机构，翻转驱动电机通过链轮链条传动机构与上述离合器链轮传动连接。

作为优选，上述所有追踪子单元对应的翻转驱动电机为同一个翻转驱动电机，翻转驱动电机通过多组链轮链条传动机构与上述所有追踪子单元的离合器链轮传动连接。

作为优选，上述四个底柱中，通过同一个传动轴连接的两个底柱中其中一个立柱的高度低于另一个立柱的高度，且上述两个高度低的立柱位于同一侧。

更优的，每个采光器架铰接在框架上；

每个追踪子单元还包括：

连杆，所述连杆至少一个并与采光器架一一对应，连杆的顶端和对应的采光器铰接；

传动链轮，所述传动链轮至少一个并与连杆一一对应，传动链轮通过转轴可转动的设置在对应的连杆的底端，上述传动连杆中任意相邻的两个传动链轮的转轴之间连接有传动连杆，传动连杆用于实现两个传动链轮之间的动力传递；

传动链条，所述传动链条通过滑道设置在框架的下端，传动链条传动连接在上述所有传动链轮之间；

俯仰驱动装置，所述俯仰驱动装置设置在框架的下方并与其中一个传动链轮传动连接。

作为优选，俯仰驱动装置包括：

俯仰驱动电机，俯仰驱动电机设置于框架的下方；

俯仰传动机构，所述俯仰传动机构包括动力轴、链轮链条传动机构和驱动轴，动力轴与俯仰驱动电机同轴设置，驱动轴设置在框架的下方并通过链轮链条传动机构与动力轴传动连接，其中一个传动链轮通过驱动轴与上述链轮链条传动机构中的一个链轮同轴设置。

本发明的一种太阳光照追踪装置具有以下优点：

1、配置有至少一个追踪子单元，每个追踪子单元对应有多个采光器架，框架与底架铰接，底架对应的四个底柱均由铰接的连接杆、曲柄和底柱组成的可调节的底柱，通过翻转装置带动曲柄与连接杆之间相对转动，从而框架翻转实现了自动追踪太阳光照，且节省了人力，同时实现了实现了大规模、高成本、高效益的追踪太阳光照；

2、底柱的高度不同，当曲柄与连接杆之间相对转动时，框架在长轴向上产生俯仰角，进一步可及时追踪太阳方位角；

3、框架装配在底架上，底架包括四个立柱，其中两个调节立柱中曲柄和连接杆之间配置有电子限位器，通过电子限位器可限制曲柄和连接杆之间的转动，该追踪装置结构稳固，抗风、抗雪能力强；

4、在俯仰驱动装置的控制下，可自动调节采光器架的俯仰角。

附图说明

为了更清除地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为实施例一种太阳光照追踪装置在中午时结构示意图；

附图2为实施例一种太阳光照追踪装置在下午时结构示意图；

附图3为实施例一种太阳光照追踪装置在上午结构示意图；

附图4为实施例一种太阳光照追踪装置中底柱与翻转装置的结构示意图；

附图5为实施例改进后一种太阳光照追踪装置中采光器架和框架的结构示意图；

附图6为实施例一种太阳光照追踪装置中俯仰驱动装置的结构示意图；

附图7为附图6中B部分的放大图；

附图8为实施例一种太阳光照追踪装置中存在多个追踪子单元的结构示意图；

图中：1、采光器架，2、框架，3、电子定位器，4、底柱，5、传动轴，6、翻转链轮链条传动机构，7、翻转驱动电机，8、离合器，9、传动连杆，10、连杆，11、传动链轮，12、俯仰俯仰驱动电机，13、传动链条，14、动力轴，15、俯仰链轮链条传动机构，16、驱动轴，17、滑道；

41、连接杆，42、曲柄，43、立柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

本发明实施例提供一种太阳光照追踪装置，用于解决现有太阳光照跟踪设备存在的规模小、成本高、效益低的技术问题。

实施例1：

本发明的一种太阳光照追踪装置，包括至少一个追踪子单元，每个追踪子单元均包括框架、采光器架、底架和翻转装置。每个追踪子单元中，框架为长方体框架；采光器架至少一个，每个采光器均倾斜设置在框架上，上述所有采光器架沿着框架的长度方向间隔排布；底架包括四个底柱，每个底柱均包括由上至下依次铰接的连接杆、曲柄和立柱，每个连接杆的顶端与框架铰接；翻转装置分别与上述四个底柱连接，翻转装置用于带动曲柄转动，并通过曲柄和连接杆带动框架旋转。

其中，每个追踪子单元还包括两个传动轴，每个传动轴均以其轴线沿着框架长轴向延伸的方式连接在两个底柱之间，且每个传动轴的端部均作为铰接轴连接在对应的曲柄和连接杆之间。翻转装置与上述两个传动轴传动连接，翻转装置通过上述传动轴带动曲柄旋转，并通过曲柄和连接杆带动框架旋转。

本实施例中，翻转装置包括电子定位器、离合器、离合器链轮和翻转驱动装置。电子定位器共四个并与底柱一一对应，每个电子定位器均设置在与其对应的连接杆和曲柄之间，电子定位器通过电磁线圈控制触头往复直线运动，以限制连接杆和曲柄之间的转动；离合器共两个并与传动轴一一对应，每个离合器的动力输出端均和其与对应的传动轴连接；离合器链轮共两个并与离合器一一对应，每个离合器链轮均设置在对应的离合器的动力输入端；翻转驱动装置与上述离合器链轮传动连接。

翻转驱动装置包括翻转驱动电机和翻转传动机构，翻转驱动电机设置在框架的下方，翻转传动机构为链轮链条传动机构，链轮链条传动机构作为翻转链轮链轮链条传动机构，翻转驱动电机通过链轮链条传动机构与上述离合器链轮传动连接。

本实施例中，追踪子单元共两个，两个追踪子单元共有一个翻转驱动电机，该翻转驱动电机通过多组链轮链条传动机构带动所有的离合器链轮传动连接。

在实际应用中，如果追踪子单元较多，通过一个翻转驱动电机驱动所有的追踪子单元对应的离合器链轮影响动力传动效果，可配置多个翻转驱动电机，每个翻转驱动电机对应一个追踪子单元或者多个追踪子单元，翻转驱动电机通过链轮链条传动机构带动与其相应的离合器链轮转动。

本实施例中，上述四个底柱中，位于左侧的两个底柱的高度低于位于右侧的两个底柱的高度。

上述追踪装置可实现追踪太阳光照，其工作方式为：

在早上出现太阳时，翻转驱动装置顺时针旋转通过离合器带动传动轴顺时针旋转，并带动曲柄顺时针旋转，曲柄带动连接杆逆时针旋转，连接杆带动框架逆时针旋转至中午位置，电子定位器自锁断电，通过电子定位器限制曲柄和连接杆的转动，具体如附图3所示；

中午，翻转驱动装置不转动，如附图1所示；

下午，左侧电子定位器通电自锁打开，左侧离合器通电工作，翻转驱动装置逆时针旋转并带动左侧曲柄和连接杆的铰接轴逆时针旋转，左侧曲柄逆时针旋转，左侧曲柄带动左侧连接杆顺时针旋转，左侧连接杆带动框架顺时针旋转至晚上，从而通过翻转装置与立柱配合实现自动跟踪太阳的方位角，如附图1所示；

晚上，翻转驱动装置逆时针旋转左侧传动轴逆时针旋转，并带动左侧曲柄逆时针旋转，左侧曲柄带动左侧连接杆逆时针旋转，左侧连接杆带动框架逆时针旋转至午夜位置时，左侧电子定位器自锁断电，左侧调节立柱上对应的离合器断电停止工作；

午夜时，右侧电子定位器通电自锁打开，右侧离合器通电工作，翻转驱动装置顺时针旋转并通过离合器带动对应的曲柄和连接杆之间的铰接轴顺时针旋转，并带动右侧曲柄顺时针旋转，右侧曲柄带动右侧连接杆逆时针旋转，右侧连杆带动框架逆时针旋转至早上位置等待第二天日出。

通过上述工作模式，该追踪装置自动追踪太阳光照。

作为本实施例的进一步改进，采光器架与框架之间的夹角可调节。具体的，每个采光器架铰接在框架上；每个追踪子单元还包括连杆、传动链轮、传动链条和俯仰驱动装置。

连杆至少一个并与采光器架一一对应，连杆的顶端和对应的采光器铰接。

传动链轮至少一个并与连杆一一对应，传动链轮通过转轴可转动的设置在对应的连杆的底端，上述传动连杆中任意相邻的两个传动链轮的转轴之间连接有传动连杆，传动连杆用于实现两个传动链轮之间的动力传递。

传动链条通过滑道设置在框架的下端，传动链条传动连接在上述所有传动链轮之间。

俯仰驱动装置设置在框架的下方并与其中一个传动链轮传动连接。本实施例中俯仰驱动装置包括俯仰驱动电机和俯仰传动机构，俯仰驱动电机设置于框架的下方；俯仰传动机构包括动力轴、链轮链条传动机构和驱动轴，链轮链条传动机构作为俯仰链轮链条传动机构，动力轴与俯仰驱动电机同轴设置，驱动轴设置在框架的下方并通过两组链轮链条传动机构与动力轴传动连接，其中一个传动链轮通过驱动轴与上述链轮链条传动机构中的从动链轮同轴设置。

上述传动链轮为主动传动链轮，俯仰驱动电机通过上述传动机构带动主动链轮转动，在传动链条和传动连杆的配合下，其他传动链轮与主动链轮同步且同向转动，转动的传动链轮带动连杆转动，从而带动采光器架的俯仰角增大或减小。

上述追踪装置可自动调节采光器架的俯仰角，调节模式为：

当主动传动链轮逆时针旋转时，采光器架逆时针旋转，采光器架的俯仰角增大；

当主动链轮顺时针旋转时，采光器架顺时针旋转，采光器架的俯仰角减小，从而该追踪装置可实现采光器架俯仰角的自动调整。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种太阳光照追踪装置，其特征在于包括至少一个追踪子单元，每个追踪子单元均包括：

框架，所述框架为长方体框架；

采光器架，所述采光器架至少一个，每个采光器均倾斜设置在框架上，上述所有采光器架沿着框架的长轴向间隔排布；

底架，所述底架包括四个底柱，每个底柱均包括由上至下依次铰接的连接杆、曲柄和立柱，每个连接杆的顶端均与框架铰接；

翻转装置，所述翻转装置分别与上述四个底柱连接，翻转装置用于带动曲柄转动，并通过曲柄和连接杆带动框架旋转。

2.根据权利要求1所述的一种太阳追踪装置，其特征在于每个追踪子单元还包括传动轴，所述传动轴共两个，每个传动轴均以其轴线沿着框架长轴向延伸的方式连接在两个底柱之间，且每个传动轴的端部均作为铰接轴连接在对应的曲柄和连接杆之间；

翻转装置与上述两个传动轴传动连接，翻转装置通过上述传动轴带动曲柄旋转，并通过曲柄和连接杆带动框架旋转。

3.根据权利要求2所述的一种太阳追踪装置，其特征在于翻转装置包括：

电子定位器，所述电子定位器共四个并与底柱一一对应，每个电子定位器均设置在与其对应的连接杆和曲柄之间，用于限制连接杆和曲柄之间的转动；

离合器，所述离合器共两个并与传动轴一一对应，每个离合器的动力输出端均和其与对应的传动轴连接；

离合器链轮，所述离合器链轮共两个并与离合器一一对应，每个离合器链轮均设置在对应的离合器的动力输入端；

翻转驱动装置，所述翻转驱动装置与上述离合器链轮传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种太阳追踪装置，其特征在于翻转驱动装置包括：

翻转驱动电机，所述翻转驱动电机设置在框架的下方；

翻转传动机构，所述翻转传动机构为链轮链条传动机构，翻转驱动电机通过链轮链条传动机构与上述离合器链轮传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种太阳追踪装置，其特征在于上述所有追踪子单元对应的翻转驱动电机为同一个翻转驱动电机，翻转驱动电机通过多组链轮链条传动机构与上述所有追踪子单元的离合器链轮传动连接。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的一种太阳光照追踪装置，其特征在于上述四个底柱中，通过同一个传动轴连接的两个底柱中其中一个立柱的高度低于另一个立柱的高度，且上述两个高度低的立柱位于同一侧。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种太阳光照追踪装置，其特征在于每个采光器架铰接在框架上；

每个追踪子单元还包括：

连杆，所述连杆至少一个并与采光器架一一对应，连杆的顶端和对应的采光器铰接；

传动链轮，所述传动链轮至少一个并与连杆一一对应，传动链轮通过转轴可转动的设置在对应的连杆的底端，上述传动连杆中任意相邻的两个传动链轮的转轴之间连接有传动连杆，传动连杆用于实现两个传动链轮之间的动力传递；

传动链条，所述传动链条通过滑道设置在框架的下端，传动链条传动连接在上述所有传动链轮之间；

俯仰驱动装置，所述俯仰驱动装置设置在框架的下方并与其中一个传动链轮传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种太阳光照追踪装置，其特征在于俯仰驱动装置包括：

俯仰驱动电机，俯仰驱动电机设置于框架的下方；

俯仰传动机构，所述俯仰传动机构包括动力轴、链轮链条传动机构和驱动轴，动力轴与俯仰驱动电机同轴设置，驱动轴设置在框架的下方并通过链轮链条传动机构与动力轴传动连接，其中一个传动链轮通过驱动轴与上述链轮链条传动机构中的一个链轮同轴设置。