CN201742325U - 单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构 - Google Patents

单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构 Download PDF

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Abstract

单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，利用一台电机驱动曲柄变换式跟踪系统；机架(1)的立轴(5)上装有可转动的箱体(2)，箱体(2)上装有可转动的横轴(6)，在横轴(6)上过立轴(5)的轴线延长线与横轴(6)的轴线交点处装有径向销轴(9)，立轴(5)的顶端固定装有旋架(14)，该架的自由端与拨叉(10)的杆轴(13)铰接在一起，拨叉(10)的双夹板(11)分别与径向销轴(9)的两端铰接在一起，光伏电池板(21)通过副架(15)装在横轴(6)的端头上；传动机构的电机(16)及蜗杆(18)装在箱体(2)的底板(3)上，并通过主动齿轮(1)带动装在蜗杆(18)上的从动齿轮(19)，通过蜗杆(18)驱动装在立轴(5)上的蜗轮(20)，使立轴(5)与箱体(2)相互转动；跟踪范围宽、灵敏度高、误差小，结构简单，易制做，便于组装、调试和维护，利于安全运行。

Description

单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构 
技术领域
本实用新型属于太阳能光伏发电装置领域，涉及单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构。 
背景技术
现有技术中，太阳能的光伏系统接收设备中的光伏电池板大都是以位置固定方式接收太阳光，因此其在全天有很大一部分时间与太阳光处于斜射状态，造成太阳能利用率低、发电量小，而太阳光全天垂直照射光伏电池板则发电量最大，据理论计算和实验证明，全天垂直照射时的总发电量除去装置本身耗电之外，可使太阳能采集效率提高37％左右，成本降低25％；为解决全天垂直照射的问题，就已公开的技术方案而言，有时钟调控跟踪式，依据阳光照射角的四象限调控跟踪式等，不足之处在于，跟踪范围小、灵敏度低、误差大，实用性有限，不仅结构复杂，并且二维方向分别各需一台驱动电机及控制系统，而且极易受外界因素干扰。 
发明内容
解决的技术问题： 
采用单电机多维控制技术，利用一台电机驱动曲柄变换式跟踪系统，同时自动实现水平和垂直二维自动跟踪运行，能克服现有技术中存在的不足，实现太阳光全天垂直照射光伏电池板，从而提高太阳能采集效率，提高太阳能光伏发电装置的发电量，并且跟踪范围宽、灵敏度高、误差小，实用性强，同时结构简单，易制做，便于组装、调试和维护，适用范围广。 
采用的技术方案： 
单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，包括光伏电池板，传动机构及带箱体和立轴的机架，其特征在于：立轴固定式装在机架上，箱体的底板通过第1轴承可转动的装在立轴上，立轴位于箱体内的顶端部位带有蜗轮，还有横轴，其两端分别通过第二轴承可转动的装在箱体的两个相对的边板上，在横轴上，过立轴的轴线延长线与横轴的轴线的交点位置装有径向销轴，该轴的两端分别与对称式双夹板形的拨叉的两块夹板铰接在一起，拨叉通过其两块夹板的连接体上的杆轴与旋架的自由端铰接在一起，旋架的固定端位置可调又可卸的固定在立轴的顶端头上；光伏电池板通过副架可卸性的装在横轴的端头上，传动机构中，装在箱体底板上的电机通过主动齿轮与装在蜗杆上的从动齿轮啮合，蜗杆装在箱体的底板上，并与所述蜗轮配套啮合。 
有效效果： 
能使光伏电池板对太阳光自动跟踪，以单台电机驱动，同时实现光伏电池板水平和垂直二维自动变位，跟踪范围宽、灵敏度高、误差小，实用性强，从而能提高太阳能采集效率，提高太阳能光伏发电装置的发电量，结构简单、新颖，易制做，成本低，便于组装、调试和维护，不易受外界因素干扰，有利于安全运行，适用范围广。 
附图说明
图1、总体组装结构示意图； 
图2、按图1中所示的A-A剖视图； 
图3、拨叉10的结构示意图(a)主视，(b)俯视； 
图4、旋架14的结构示意图(c)主视，(d)俯视； 
图5、拨叉10的杆轴13与旋架14的自由端铰接示意图； 
图6、按图2中所示的放大I图； 
具体实施方式
结合附图进一步详加说明； 
图中，1示为机架； 
如图1～4所示，立轴5固定式装在机架1上，箱体2的底板3通过第1轴承4可转动的装在立轴5上，立轴5位于箱体2内的顶端部位装有蜗轮20，还有横轴6，其两端分别通过第2轴承7可转动的装在箱体2的两个相对的边板8上，在横轴6上，过立轴5的轴线延长线与横轴6的轴线的交点位置装有径向销轴9，该轴的两端分别与对称式双夹板形的拨叉10的两块夹板11铰接在一起，拨叉10通过其两块夹板11的连接体12上的杆轴13与旋架14的主体的自由端铰接在一起，旋架14的主体的固定端位置可调又可卸的固定在立轴5顶端头上；光优电池板21通过副架15可卸性的装在横轴6的端头上，传动机构中，装在箱体2的底板3上的电机16通过主动齿轮17与装在蜗杆18上的从动齿轮19啮合，蜗杆18装在箱体2的底板3上，并与所述蜗轮20配套啮合；电机16以光伏电池板21的自发电为动力源，并有配套的蓄电瓶及光电适配器，电机16能自动运行。 
如图1、2所示，蜗杆18装在箱体2的底板3上的结构为，蜗杆18通过第3轴承22装在杆架23上，杆架23可卸性的装在箱体2的底板3上，以利蜗杆18的安装和调整。 
如图1、3～5所示，拨叉10上的杆轴13与旋架14的主体的自由端铰接在一起的结构如下，杆轴13具有单阶台肩24，并具有同轴线式内螺纹孔27，旋架14的主体的自由端上的转孔26与杆轴13配套，所述自由端通过转孔26套在杆轴13上，并有配套的挡瓦25也套在杆轴13上并挨在转孔26的外侧，锁紧钉28拧紧在内螺纹孔27中，自由端能在台肩24与挡瓦25之间绕杆轴13限位转动。 
如图1、4所示，旋架14的主体的固定端位置可调又可卸的固定在立轴5的顶端头 上的结构如下，所述固定端上具有与立轴5的顶端头配套的中心孔29，该孔周边具有定位孔30，中心孔29套在立轴5的顶端头上并紧挨蜗轮20的顶面，蜗轮20的顶面上具有与定位孔30配套的定位内螺纹孔，通过定位钉31穿过定位孔30并拧入所述定位内螺孔内，再通过锁母32拧紧在立轴5的具有配套外螺纹的顶端头上，从而压紧固定旋架14的主体的固定端。 
如图1、2、6所示，径向销轴9的两端分别与对称式双夹板形的拨叉10的两块夹板11铰接在一起的结构如下，径向销轴9外露的两端头部位分别具有径向穿孔33，拨叉10的两块夹板11上分别具有与径向销轴9配套的铰接孔34，该孔分别套在销轴9外露的两端头部位后，以配套挡销35插入径向穿孔33，砸紧定位即可，应能保证径向销轴9在铰接孔34中能自由限位转动。 
还具有正常运行中，傍晚跟踪到位后，光伏电池板21自动返回早晨位置及状态的自动回位装置。傍晚跟踪到位后，二象限光电传感器动作，通过磁控开关及光电适配器使电机16自动倒转回位，或者采用时钟调控，通过磁控开关及光电适配器使电机16自动倒转回位。 
正常运行中，电机16带动传动机构动作，蜗杆18与蜗轮20相互转动时，使箱体2转动，并通过旋架14与拨叉10组成的曲柄机构带动横轴6转动，从而使光伏电池板21同时自动实现水平和垂直二维变位。箱体2的转动角度小于180度，具体大小取决于地区、季节不同，可以通过二象限光电传感器自动调节，或通过时钟调节。 

Claims (9)

1.单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，包括光伏电池板，传动机构及带箱体和立轴的机架，其特征在于：立轴固定式装在机架上，箱体的底板通过第1轴承可转动的装在立轴上，立轴位于箱体内的顶端部位带有蜗轮，还有横轴，其两端分别通过第二轴承可转动的装在箱体的两个相对的边板上，在横轴上，过立轴的轴线延长线与横轴的轴线的交点位置装有径向销轴，该轴的两端分别与对称式双夹板形的拨叉的两块夹板铰接在一起，拨叉通过其两块夹板的连接体上的杆轴与旋架的自由端铰接在一起，旋架的固定端位置可调又可卸的固定在立轴的顶端头上；光伏电池板通过副架可卸性的装在横轴的端头上，传动机构中，装在箱体底板上的电机通过主动齿轮与装在蜗杆上的从动齿轮啮合，蜗杆装在箱体的底板上，并与所述蜗轮配套啮合。
2.根据权利要求1所述的单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，其特征在于：拨叉(10)上的杆轴(13)与旋架(14)的主体的自由端铰接在一起的结构如下，杆轴(13)具有单阶台肩(24)，并具有同轴线式内螺纹孔(27)，旋架(14)的主体的自由端上的转孔(26)与杆轴(13)配套，所述自由端通过转孔(26)套在杆轴(13)上，并有配套的挡瓦(25)也套在杆轴(13)上并挨在转孔(26)的外侧，锁紧钉(28)拧紧在内螺纹孔(27)中，自由端能在台肩(24)与挡瓦(25)之间绕杆轴(13)限位转动。
3.根据权利要求1或2所述的单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，其特征在于：旋架(14)的主体的固定端位置可调又可卸的固定在立轴(5)的顶端头上的结构如下，所述固定端上具有与立轴(5)的顶端头配套的中心孔(29)，该孔周边具有定位孔(30)，中心孔(29)套在立轴(5)的顶端头上并紧挨蜗轮(20)的顶面，蜗轮(20)的顶面上具有与定位孔(30)配套的定位内螺纹孔，通过定位钉(31)穿过定位孔(30)并拧入所述定位内螺孔内，再通过锁母(32)拧紧在立轴(5)的具有配套外螺纹的顶端头上，从而压紧固定旋架(14)的主体的固定端。
4.根据权利要求1或2所述的单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，其特征在于：径向销轴(9)的两端分别与对称式双夹板形的拨叉(10)的两块夹板(11)铰接在一起的结构如下，径向销轴(9)外露的两端头部位分别具有径向穿孔(33)，拨叉(10)的两块夹板(11)上分别具有与径向销轴(9)配套的铰接孔(34)，该孔分别套在销轴(9)外露的两端头部位后，以配套挡销(35)插入径向穿孔(33)，砸紧定位即可，应能保证径向销轴(9)在铰接孔(34)中能自由限位转动。
5.根据权利要求3所述的单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，其特征在于：径向销轴(9)的两端分别与对称式双夹板形的拨叉(10)的两块夹板(11)铰接在一起的结构如下，径向销轴(9)外露的两端头部位分别具有径向穿孔(33)，拨叉 (10)的两块夹板(11)上分别具有与径向销轴(9)配套的铰接孔(34)，该孔分别套在销轴(9)外露的两端头部位后，以配套挡销(35)插入径向穿孔(33)，砸紧定位即可，应能保证径向销轴(9)在铰接孔(34)中能自由限位转动。
6.根据权利要求1或2所述的单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，其特征在于：蜗杆(18)装在箱体(2)的底板(3)上的结构为，蜗杆(18)通过第3轴承(22)装在杆架(23)上，杆架(23)可卸性的装在箱体(2)的底板(3)上。
7.根据权利要求3所述的单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，其特征在于：蜗杆(18)装在箱体(2)的底板(3)上的结构为，蜗杆(18)通过第3轴承(22)装在杆架(23)上，杆架(23)可卸性的装在箱体(2)的底板(3)上。
8.根据权利要求4所述的单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，其特征在于：蜗杆(18)装在箱体(2)的底板(3)上的结构为，蜗杆(18)通过第3轴承(22)装在杆架(23)上，杆架(23)可卸性的装在箱体(2)的底板(3)上。
9.根据权利要求5所述的单电机曲柄变换太阳能二维自动跟踪随动机构，其特征在于：蜗杆(18)装在箱体(2)的底板(3)上的结构为，蜗杆(18)通过第3轴承(22)装在杆架(23)上，杆架(23)可卸性的装在箱体(2)的底板(3)上。 
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