CN201100883Y - 一种联动机构 - Google Patents

Abstract

本申请是一种联动机构，涉及太阳能利用技术领域，本申请要解决的技术问题是提供一种传动链短、结构简单可靠，跟踪角度精确的联动机构；该联动机构是用平行连杆将多个平行聚吸光体铰接并联的机构；从而省略众多跟踪装置，可适用于大、中型太阳能采光聚光设备。

Description

一种联动机构

本申请为申请日为2006年12月15日、申请号为200620167990.9、名称为：《自动跟踪太阳装置》的分案申请。

技术领域  本申请涉及太阳能利用技术领域，特别涉及一种太阳能聚吸光体的联动机构。

背景技术  由于目前太阳能跟踪装置造价较高、造成太阳能利用普及缓慢；如将多个聚吸光体串并联、可省略众多跟踪器，将大为降低太阳能设备的造价。申请号为03113205.7的中国专利公开了一种大型防风自动跟踪太阳采光装置，其太阳时角跟踪方案要点是：两个电机通过减速驱动转轴，通过链轮、带轮、过渡齿轮同步驱动聚光模块即聚吸光体；其结构简洁，可省略众多跟踪器，适用于大型太阳能聚光设备，其链轮、带轮传动连接为软性连接联动、其传动准确性相对刚性连接要差，过渡齿轮传动的传动链太长、传动误差大；其链轮、带轮、过渡齿轮同步驱动装置没有说明是否有保护罩，如没有则：阳光直接照射存在热胀冷缩问题。申请号为200520079018.1的中国专利公开了一种横排太阳能集热管的可调反射器，其方案要点是：主轴通过连杆将同一排多个反射器连接一起推动；其节省了众多跟踪器，但显然没有考虑阳光直接照射其主轴存在热胀冷缩会影响各反射器角度的问题；从摘要附图中得知：其主轴套接于支架上，主轴只能前后滑动、而不能上下运动，因此带来两个问题：1、其主轴铰接连杆没有说明，如主轴与连杆是焊接、则其反射器不能转动；2、其主轴如是铰接连杆，则其反射器也只能小角度转动，且其主轴与连杆铰接、连杆与反射器铰接，即其连动机构的主轴与反射器间有两个铰链，使传动误差加大。

发明内容  本申请要解决的技术问题是提供一种传动链短、结构简单、传动精确的太阳能聚吸光体联动机构；并可具有防热胀冷缩功能。

为解决上述的技术问题，本申请所述的联动机构，由聚吸光体、铰链、平行连杆组成。所说的聚吸光体是能直接吸收太阳能或经反射或透射聚焦后吸收太阳能或将太阳能反射或透射转移给其他吸光体的物质；可以是用于吸收太阳能的光伏电池板、太阳灶、平板集热器，也可以是反射或透射太阳能的抛物面反射镜、半球面反射镜、平板反射镜、复合抛物镜、复合镜、菲涅耳透镜、菲涅耳反射镜；所说的平行连杆即平行四边形连杆机构中的连杆。所说的聚吸光体支承在支架上、并可绕其轴线转动，聚吸光体与支架的连接方式等详情可参考本人申请、申请号为：200620167990.9的中国专利；在平行安装的各个聚吸光体相同位置各连接一铰链，各铰链均安装在一平行连杆上，由跟踪太阳装置驱动平行连杆，从而使平行连杆通过铰链驱动平行连杆所铰接的所有聚吸光体作同步旋转，即所有聚吸光体联动。即为解决本申请所述的技术问题、所采用的技术方案是：用平行连杆将多个平行聚吸光体铰接并联成联动机构。其主要作用是：由一平行连杆将多个聚吸光体并联、由一个跟踪装置驱动平行连杆从而驱动所有聚吸光体联动，从而省略众多跟踪装置，由此降低太阳能设备的造价。由于平行连杆作为联动连接件时、平行连杆为刚性连接件、所以没有软性连接联动时的打滑及弹性变形等现象，因此传动精确；由于平行连杆为一直杆、一杆铰接所有聚吸光体，且铰链的结构远比链轮、带轮、滑轮、齿轮简单得多，且由于平行连杆相对于每个聚吸光体只有一个传动副，所以结构简单、传动链短；由此可见：本申请所述的联动机构是一种传动链短、结构简单、传动精确的太阳能聚吸光体联动机构。

所说的用平行连杆将多个平行聚吸光体铰接并联，即在平行安装的各个聚吸光体的相同位置各安装一铰链，使每个铰链的轴线到聚吸光体的旋转轴线距离相等，相邻铰链安装在平行连杆上的距离等于所对应相邻聚吸光体轴线的距离，由此组成平行四边形，此种连接如火车车轮的联动机构、其学名为平行四边形连杆机构，所以本申请所述的联动机构即为平行四边形连杆机构；所以其连杆称为平行连杆，即所说的平行连杆即平行四边形连杆机构中的连杆，也就是说平行连杆代表相邻铰链安装在连杆上的距离必须等于所对应相邻聚吸光体轴线的距离、且每个铰链安装在聚吸光体上的位置相同，而所说的平行聚吸光体既是代表各个聚吸光体平行安装，即同一单元聚吸光体的各轴线在同一平面且平行。所说的各个聚吸光体相同位置既是每个铰链的轴线到聚吸光体的旋转轴线距离相等，由于本申请所述的联动机构是平行四边形连杆机构，如平行连杆的铰接点既铰链的轴心与聚吸光体的各轴线在同一平面，则平行连杆与聚吸光体所构成的图形为一直线而非平行四边形，所以所说的相同位置不包含此位置；由于本申请所述的联动机构是由平行连杆驱动聚吸光体作同步旋转，既平行连杆的作用力与铰链轴线到聚吸光体轴线的距离形成力矩，由于平行连杆铰接聚吸光体的底部时所形成的力矩最大，所以所说的聚吸光体相同位置一般是指聚吸光体的底部。所说的底部是指聚吸光体法线上背阳面最低位置，法线为垂直于聚吸光体且经过轴心的线为法线，如垂直于抛物面反射镜开口连线且经过轴心的线为法线、法线与镜框交叉点即为抛物面反射镜的底部，又如平板集热器背阳面法线上固定连接一条横杆，横杆的最低端即为平板集热器的底部；由于聚吸光体的旋转是以每天正午时分为对称点来回旋转，所以正午时分平行连杆与聚吸光体所构成的图形为正方或长方形。

多个平行聚吸光体串并联时、用纵杆将同一轴线的多个聚吸光体套接串联，用一平行连杆将多个平行聚吸光体铰接并联，即在同一端面的各轴线第一个聚吸光体端面的底部铰接平行连杆，由一跟踪装置驱动平行连杆从而驱动所有聚吸光体作同步旋转，从而形成一个联动单元，既一条平行连杆所连接聚吸光体为一个联动单元；多单元的聚吸光体串并联时、可用多条平行连杆驱动，各条平行连杆之间平行，所有平行连杆固定连接成一整体，使所有平行连杆作同步运动，由一跟踪装置驱动平行连杆从而驱动所有单元的所有聚吸光体作同步旋转，从而省略众多跟踪装置。跟踪装置与平行连杆的连接等详情可参考本人申请、申请号为：200620167990.9的中国专利。所说的纵杆是平行于聚吸光体旋转轴线连接各聚吸光体的连杆；所说的套接为小端套在大端内、彼此可以轴向滑动、以防热胀冷缩；纵杆安装在聚吸光体的最高处，以防聚吸光体旋转时纵杆挡到支架而影响聚吸光体的旋转角度。

由于阳光直接照射平行连杆会使平行连杆热胀冷缩，从而影响聚吸光体的旋转角度，为此平行连杆可用遮阳体如挡光板等遮挡、使阳光不能或减少直接照射平行连杆，或在平行连杆外表镀上反光膜等，以减少平行连杆所吸收的太阳能，从而减低热胀冷缩程度。为使联动机构传动精确，可使平行连杆带有恒温装置；所说的恒温装置可以是平行连杆用空心的型钢如方钢、圆管等制造，平行连杆端头用软管连接冷却水箱、用冷却介质在平行连杆空腔中循环冷却连杆；所说的冷却介质可以是水、油等液体，所说的循环可以是强制循环也可以是自然循环，所说的冷却水箱中装有足够量的冷却水。也可以是将平行连杆空腔抽成高度真空并灌充少量戊烷作为相变工质、用热管原理将连杆恒温，以防平行连杆热胀冷缩影响传动精度。

所说的联动连接件是联动机构中起连接传动作用的零部件，可以是连杆、链条、齿带、平带、绳索、过渡齿轮等；其中连杆与铰链配套，链条与链轮配套，齿带与齿形带轮配套，平带与带轮配套，绳索与滑轮配套，过渡齿轮与齿轮配套。由于链条、齿带等连接为软性连接联动、驱动力大小变化时连接件呈直、弯变化既松紧变化，因此影响传动的准确性，而平行连杆为刚性连接件、它与聚吸光体的连接为刚性连接，则无此现象，所以平行连杆作为联动连接件不但比链条、齿带联动结构要简单得多、且传动更准确；由于平带和绳索作为联动连接件时有打滑现象及弹性变形等、传动误差大，且两个以上聚吸光体并联联动时要用多条平带或绳索连接、传动链长即传动副多，而平行连杆为一杆并接所有聚吸光体，所以平行连杆作为联动连接件不但比平带或绳索联动结构简单、传动链短、且传动更准确；由于多级过渡齿轮作为联动连接件时传动副多即传动链太长、传动误差大，而平行连杆相对于每个聚吸光体只有一个传动副，所以平行连杆作为联动连接件不但比过渡齿轮联动结构简单、传动链短、且传动更准确。由此可见：本申请所述的联动机构是一种传动链短、结构简单、传动精确的太阳能聚吸光体联动机构。

附图说明  图1是反射镜支承主视图。图2是反射镜支承侧视图。

图3是反射镜方阵示意图。          图4是反射镜并联示意图。

具体实施方式  下面结合实施例对本申请作进一步说明。

本实施例是太阳能锅炉抛物面反射镜跟踪太阳的实施例。图1是反射镜支承主视图。图2是反射镜支承侧视图。抛物面反射镜1(下简称反射镜)的焦线处安装一条吸热管9，吸热管9串并联后连接到用热换热处；反射镜1由面板11、镜框2、拉撑杆3、轴瓦座4、凸缘5、纵杆6组成，面板11用镜框2固定，纵杆6与镜框2焊接成一体，镜框2由拉撑杆3连接轴瓦座4，轴瓦座4内有一轴瓦、安装于套轴10上，轴瓦座4、轴瓦、均为上下结构，轴瓦座4上有一对凸缘5、凸缘5上有螺丝孔、上下瓦座片用螺栓紧固，套轴10焊接在支架7上，即反射镜1对称两端各连接套轴10、而两边套轴10各自焊接在两边支架7上，吸热管9套在套轴10内；套轴10的轴线和吸热管9轴线及反射镜1焦线同线，反射镜1可绕其轴线转动。反射镜1轴线下部的重量等于上部的重量，使反射镜1相对于轴线保持静平衡，以减少驱动扭矩；同一轴线的多块反射镜1用纵杆6套接串联成一个，用平行连杆8将多个平行反射镜1铰接并联，即在同一端面的各轴线第一块反射镜1端面的底部安装一铰链、铰链由圆销12、销套13、销座14组成，其销套13焊在镜框2的底部、销座14焊在平行连杆8上，销套13通过圆销12与销座14连接成铰链，圆销12与销套13及销座14均为动配合，由此平行连杆8将多个反射镜1铰接并联成一个单元。所说的套接为小端套在大端内、彼此可以轴向滑动、以防热胀冷缩，纵杆6安装在反射镜1的最高位置；所说的底部是指反射镜1法线上背阳面最低位置，即垂直于反射镜1开口连线且经过轴心的线为法线、法线与镜框2交叉点即为反射镜1的底部。图3是反射镜方阵示意图。平行连杆8用空心的方钢制造，其一端端头用软管16连接冷却水箱15、冷却水箱中装有足够量的冷却水，用冷却水在平行连杆8空腔中自然循环冷却，以防平行连杆8热胀冷缩影响反射镜1的采光角度，另一端铰接跟踪装置17的输出件，安装输出件的轴线平行于反射镜1各轴线，且平行连杆8到各轴线的距离相等，由跟踪装置17的输出件驱动所有反射镜1作同步旋转，从而省略众多跟踪装置。

图3所标示的反射镜1为同一单元的反射镜，各个反射镜1平行安装，即同一单元反射镜1的各轴线在同一平面且平行。图4是反射镜并联示意图。每个铰链18的轴线到反射镜1的轴线距离相等，相邻铰链18安装在平行连杆8上的距离等于所对应相邻反射镜1轴线的距离，由此组成平行四边形，图1及图4所标示的反射镜1为正午时分太阳在反射镜1的正上方，反射镜1的法线垂直于地平线，所以平行连杆8与反射镜1所构成的图形为长方形；由于反射镜1一般每天跟踪太阳10小时、既旋转10小时，每小时相当于旋转15°，既反射镜1每天旋转±75°，所以联动机构不会自锁；所说的联动机构自锁是平行连杆8的铰接点既铰链18的轴心与反射镜1的各轴线在同一平面，则平行连杆8与反射镜1所构成的图形为一直线而非平行四边形，既反射镜1旋转±90°时，平行连杆8的作用力通过反射镜1轴心，平行连杆8的作用力与铰链18轴线到反射镜1轴线的距离所形成力矩等于零，所以反射镜1不能旋转；由此可见平行连杆8铰接反射镜1的底部时不但所形成的力矩最大，且所能旋转的角度也最大，所以平行连杆一般是铰接聚吸光体的底部。反射镜1跟踪太阳时，跟踪装置17的输出件转动，从而驱动其所铰接的平行连杆8，由于平行连杆8为一杆铰接所有反射镜1，其作用在所有反射镜1的力矩相同，所以平行连杆8通过铰链18驱动平行连杆8所铰接的所有反射镜1作同步旋转，即所有反射镜1联动。

由上述可见：由一条平行连杆8将所有反射镜1并联、由一个跟踪装置驱动所有反射镜1联动，因此不需每个反射镜1配套一个跟踪装置，从而省略众多跟踪装置；平行连杆8是刚性连接件，所以没有软性连接联动时的打滑及弹性变形等现象，且带恒温装置，铰链18的圆销12与销套13及销座14的配合间隙很小，加上跟踪太阳时平行连杆8对反射镜1的推力始终是一个方向，所以平行连杆8传动准确；由于平行连杆8为一直杆、一杆铰接所有反射镜1，且铰链18的结构远比链轮、带轮、滑轮、齿轮简单得多，且由于平行连杆8相对于每个反射镜1只有一个传动副，所以结构简单、传动链短；由此可见：本申请所述的联动机构是一种传动链短、结构简单、传动精确的联动机构。

Claims (2)

1、一种联动机构，包括聚吸光体、铰链，其特征是用平行连杆将多个平行聚吸光体铰接并联。

2、权利要求1所述的联动机构，其特征在于所述平行连杆端头用软管连接冷却水箱、用冷却介质在平行连杆空腔中循环冷却连杆。