CN201887684U - 钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构，它由联动式支架机构和联动传动机构联接组成，联动式支架机构由两个以上的斜轴跟踪支架单元联接组成。联动式斜轴跟踪支架单元的结构简单，具有较低的高度，并按照纵向和横向两个方向排列组合联接。横向平移传动机构将水平平移运动通过安装在斜轴跟踪支架单元上的同步带轮传动机构，实现对太阳光的的斜轴跟踪转动。斜轴旋转机构的质量中心点位于旋转斜轴的旋转轴上。通过联动式传动机构中的电动机与减速机的配合传动，将电动机的动力传送到每一个斜轴跟踪支架单元。有结构简单、抗风性能好、易扩展、可靠性能高、成本低的优点。

Description

钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用技术领域，特别是涉及一种对太阳能进行跟踪利用的光伏发电阵列的联动支架机构。

背景技术

太阳能是一种清洁无污染的可再生能源，取之不尽，用之不竭，充分开发利用太阳能不仅可以节约日益枯竭的常规能源，缓解严峻的资源短缺问题，而且还可以减少污染，保护人类赖以生存的生态环境。

在众多的太阳能利用技术中，太阳能光伏发电技术实现了直接将太阳能转化为电能，是一种最方便的利用方式，它具有运行安全可靠、无需燃料、无噪声、无污染、可就地利用、使用维护简便、规模可大可小等优点，因而受到了世界各国的重视。

虽然太阳能光伏发电具有很多优点，但在光伏发电的发展过程中，使用成本过高一直是制约其迅速推广应用的关键因素。其重要原因之一是：用于生产太阳能电池的半导体材料价格昂贵，消耗大量的常规能源，导致以太阳能电池为核心的光伏发电系统的成本难以大幅度降低。

常规的光伏发电系统一般是将太阳能电池固定安装，价格居高不下，难以迅速推广应用。根据太阳能电池在一定条件下输出的电流与接受的光照强度成正比增加而又不至于影响光伏电池寿命的特征，人们开始研究采用聚光和跟踪技术，希望在获得同样电能的情况下减少太阳能电池的用量，而增加的跟踪聚光的成本远低于所节约的太阳能电池的成本，相当于用普通的金属玻璃等材料代替昂贵的半导体材料。

德国、美国、西班牙、澳大利亚等国都分别开发了菲涅尔透镜聚光、反射聚光等各种聚光光伏发电系统，现有折射聚光的缺点是光强均匀性较差，透过率难以提高，制造成本较高，大型抛物面反射聚光的缺点是抛物面反射镜制造难度大，成本较高，反射镜容易破碎，机构整体防风性能差。这些均导致整套系统性价比提高不明显，使得聚光光伏发电系统的优势难以体现。到目前为止，仅有少量试验、示范性质的聚光光伏发电系统投入运行。

我国太阳能光伏组件产量几乎以每年翻番的速度增长，但太阳能光伏技术开发和利用的水平远低于发达国家。尽管我国有着很好的太阳能资源和光伏电池制造能力，但是太阳能光伏产业的整体水平与发达国家还有很大的差距，是太阳能电池所使用的晶体硅原料的成本下降的空间较小。

近几年来，国内外聚光光伏发电技术一般采用单立柱、轨道式二维跟踪和斜轴一维跟踪太阳运行。采用单立柱跟踪形式，其单机功率小，自身能耗高。最大的缺点是功率稍大时，结构就会变得非常复杂，抗风性能很差，不适合大范围规模推广。

采用轨道式的二维跟踪机构，与单立柱结构一样，由于太阳光在方位角与高度角两个方向的运动的速率是在不断变化的，不能直接采用常规的匀速转动的电机，而必须采用单片机或PLC等带有逻辑运算功能的电路才可以控制，还要运行专门编写控制程序，可靠性差，维护量高，整体拥有成本高。如果功率稍大一些，则整体转动机构庞大，制造与安装十分困难。

采用单体一维斜轴机构进行跟踪，目前主要也是采用单机控制策略，也就是每一套斜轴跟踪机构采用一套独立的控制系统，自身耗能多，控制成本上升，维护量很大。目前已经制作出样机的例子，或者是进行示范建设的斜轴跟踪太阳能电站，均存在高度尺寸较大的缺点。这势必会使抗风性能减弱。如果尺寸 做得小一些，因为控制成本的上升，仍使其丧失了经济上的优势而难以推广。

目前，也有采用一套跟踪机构带动一台大型聚光器运行的跟踪机构样机，但随着机型尺寸放大，其成本也成倍增加、稳定性较差，几十吨的大型聚光器对使用场所的基础要求也很高，尤其是抗风性能差，制造成本与维护成本高。以上各种太阳能光伏跟踪系统的各种缺点，也在一定程度上限制了光伏跟踪发电技术的推广。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种易于制造、成本低廉、性价比高、具有较高抗风性能、易于扩展的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型是一种钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构，它包括联动式支架机构和联动式传动机构。联动式支架机构包括两个以上的斜轴跟踪支架单元，斜轴跟踪支架单元按纵向和横向两个相互垂直且均与水平面平行的方向排列联接，纵向固定支架和横向固定支架通过相互垂直联接，形成平面方格网状结构；所述纵向，是指与所在地面与经线平行的方向；所述横向是指所在地面与纬线平行的方向；联动式传动机构联接在联动式支架机构上。

斜轴跟踪支架单元包括基础平台、斜轴旋转机构、横向平移传动机构。其中，斜轴旋转机构和横向平移传动机构都安装在基础平台上。

基础平台包括：固定螺栓、纵向固定支架、横向固定支架、固定基础、斜轴旋转基座、斜轴旋转轴套。固定基础是固定在地面上的承载基础。固定基础上端预埋或者焊接垂直向上的固定螺杆。纵向固定支架和横向固定支架相互垂直联结固定，在垂直联结固定节点下方，通过固定螺杆紧固在固定基础上。调整固定螺杆上的螺帽可以将纵向固定支架和横向固定支架调节至设计要求的水平高度上。斜轴旋转轴套的轴线处在与地球自转轴平行的角度上并固定在斜轴 旋转基座上；斜轴旋转基座固定在纵向固定支架和横向固定支架相互联接的节点处。

斜轴旋转机构包括：旋转斜轴、斜轴扇形带轮、斜轴电池组件支架、太阳能电池组件、左向牵引钢缆、左向钢缆固定器、右向牵引钢缆、右向钢缆固定器。其中，斜轴扇形带轮固定在旋转斜轴下端一侧，斜轴电池组件支架固定在旋转斜轴上端，太阳能电池组件固定在斜轴电池组件支架上。太阳能电池组件对称固定在旋转斜轴上，并且采用精确的质量匹配措施，使斜轴旋转机构的质量中心点位于旋转斜轴的旋转轴上。左向牵引钢缆的一端通过左向钢缆固定器固定在斜轴扇形带轮上带轮槽的一端；右向牵引钢缆的一端通过右向钢缆固定器固定在斜轴扇形带轮上带轮槽的另一端；左向牵引钢缆和右向牵引钢缆分别镶嵌在斜轴扇形带轮上两个不同的带轮槽内，并具有一定的张力，在斜轴扇形带轮在转动时互不干扰；左向牵引钢缆和右向牵引钢缆与斜轴扇形带轮之间是同步带轮传动机构。

横向平移传动机构包括：横向平移传动杆、平移导向座、钢缆固定器。每个斜轴跟踪支架单元内的横向平移传动杆上有两个钢缆固定器，用于分别固定左向牵引钢缆和右向牵引钢缆。平移导向座固定在纵向固定支架上，对横向平移传动杆起横向导向作用。旋转斜轴下端一侧安装在斜轴旋转轴套内；横向平移传动杆上的钢缆固定器和斜轴扇形带轮上的左向钢缆固定器将左向牵引钢缆的两端固定；横向平移传动杆上的钢缆固定器和斜轴扇形带轮上的右向钢缆固定器将右向牵引钢缆的两端固定，左向牵引钢缆和右向牵引钢缆呈拉紧和无绕曲状态；横向平移传动杆通过平移导向座的横向导向作用作平移传动时，通过左向牵引钢缆和右向牵引钢缆对斜轴扇形带轮的拉动，使斜轴旋转机构在斜轴旋转轴套内进行旋转运动；横向平移传动杆的平移运动与斜轴旋转机构的转动角度之间具有一一对应的同步传动关系。在有风沙的地区，采用钢缆与带轮进行传动具有较高的可靠性与环境适应性。

根据力学知识可知，斜轴旋转机构采用了精确的质量匹配措施，斜轴旋转机构的质量中心点位于旋转斜轴的旋转轴上。当横向平移传动杆通过钢缆与斜轴扇形带轮之间的同步传动，使斜轴旋转机构沿旋转斜轴转动时，在横向平移传动杆施加的力是一个定值，这个力是为了克服斜轴旋转机构和横向平移传动机构在运动时的摩擦阻力。当采用公知的措施手段使摩擦阻力降至最低时，施加在横向平移传动杆上的力也将降至最低。当这个力达到最小值时，就可以使整个钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构在进行斜轴跟踪转动时的能耗降至最小值。同时，这个力只是为了克服摩擦阻力，因此，施加在横向平移传动杆上的力也非常小。选取合适的材料做横向平移传动杆，施加一定大小的力，可以使这个平移力的传送至更远的距离。从理论上，当摩擦阻力为零时，选取刚性的材料做横向平移传动杆，可以将平移力传送至无限远。但实际上，由于地理地形条件和材料的受力极限等条件限制，不可能将平移力向无限远传送，但足以将平移力沿横向传送很远的距离，因此在本实用新型钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构中，具有动力传送远、机构形式简单、易扩展的优点。

当多个斜轴跟踪支架单元组成纵横联动式支架机构时，纵向固定支架和横向固定支架通过联接的方式，形成平面方格网状结构。在纵向固定支架和横向固定支架联接的节点下方，是固定基础，每个斜轴跟踪支架单元的整体重量都施加在每个对应的固定基础上。每个斜轴跟踪支架单元的前后左右的平衡通过纵向固定支架和横向固定支架联接形成的平面方格网状结构来保证。由于每个斜轴跟踪支架单元因安装了少量的太阳能电池组件，且整体高度较低，风阻小，从而使整个钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构的抗风性能得到了提高。斜轴跟踪支架单元是模块化结构，可沿横向进行扩展联接，共用一个平移推力。

联动式传动机构包括：电动机、减速机、减速机固定板、横向平移传动杆、固定基础和横向传动螺杆。减速机固定板固定在固定基础上；电动机固定在减速机的输入端，减速机固定在减速机固定板上；减速输出端有减速机输出端法 兰；纵向传动轴两端有纵向传动轴端部法兰；电动机的转动输入到减速机的输入端时，通过减速机的减速，将动力从减速机输出端法兰输出，通过纵向传动轴及其纵向传动轴端部法兰将动力送入下一级减速机；通过减速机输出端法兰实现将转动减速，并实现动力在水平面上的90°变送；减速机上的横向传动螺杆与横向平移传动杆联接并形成平移传动；在纵向传动轴方向和横向传动螺杆方向的端头，可扩展联接斜轴跟踪支架单元。

由于斜轴旋转机构的旋转斜轴是与地球自转轴平行，当要求太阳能电池组件以最大面积跟踪太阳光时，旋转斜轴的旋转运动是近似的匀速转动。选择合适减速比的减速机组合，使用转速均匀的普通电动机，可使斜轴旋转机构的转动速率与地球自转速率相同。本实用新型的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构的整体转动是匀速转动，其动力源可以采用普通电动机，而不采用昂贵的步进电机或伺服电动机。又因为采用了多级减速机，减速比很大，因此动力源的功率可以很小，这两方面因素可使跟踪动力源的成本大大降低。又因为采用了多级减速机组合，包括采用蜗轮杆减速机时，输出端具自锁功能，当有风、雪等扰动干扰时，蜗轮杆减速机的自锁功能使机构跟踪的稳定性得到提高。

除电动机需要电力驱动以外，其余结构的运转全部依靠机械传动，具有很高的可靠性。相反，如果采用过多的电子器件，极易在极端气象条件下发生失效故障，从而使整体跟踪系统的可靠性下降。

本实用新型的关键点在于：

1、联动式支架机构包括两个以上的斜轴跟踪支架单元，斜轴跟踪支架单元按照纵向和横向两个方向排列组合而成，所述纵向与横向之间为垂直关系，且与水平面平行。

2、每个斜轴跟踪支架单元具有的很简单的结构，从而降低了整体支架结构的成本。

3、斜轴旋转机构的质量中心点位于旋转斜轴的中心旋转轴上，使其转动的 力矩为最小定值。在横向平移传动杆上施加小且恒定大小的推力，可以将推力传送至很远的距离，而没有使机构的复杂性提高。

4、具有利用水平转动带动旋转斜轴转动传动的优点。

5、多个斜轴跟踪支架单元，通过纵向固定支架和横向固定支架的联接形成平面方格网状结构。由于每个斜轴跟踪支架单元因安装了少量的太阳能电池组件，且整体高度较低，风阻小，从而使整个钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构的抗风性能得到了提高。

6、联动式传动机构通过减速机将转动减速，实现动力在水平面上的90°变送。动力源使用普通电动机，并使最终转动速率与地球自转速率相同的水平。当采用蜗轮杆减速机时，输出端具自锁功能，使机构跟踪的稳定性得到提高。

7、除电动机需要电力驱动以外，其余结构的运转全部依靠机械传动，具有很高的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的俯视结构示意图；

图2是本实用新型的斜轴跟踪支架单元的结构示意图；

图3是本实用新型的基础平台结构示意图；

图4是本实用新型的斜轴旋转机构示意图；

图5是本实用新型的横向传动机构示意图；

图6是本实用新型的斜轴跟踪支架单元中钢缆传动的结构示意图；

图7是本实用新型的侧俯视结构示意图；

图8是本实用新型的联动式传动机构的结构示意图；

图9是本实用新型的联动式传动机构中的电动机驱动结构示意图。

图中标号说明如下：

1-联动式支架机构、2-联动式传动机构、3-斜轴跟踪支架单元、10-基础平 台、11-固定螺栓、12-纵向固定支架、13-横向固定支架、14-固定基础、31-斜轴旋转基座、32-斜轴旋转轴套、20-斜轴旋转机构、21-旋转斜轴、22-斜轴扇形带轮、23-斜轴电池组件支架、24-太阳能电池组件、25a-左向牵引钢缆、26a-左向钢缆固定器、25b-右向牵引钢缆、26b-右向钢缆固定器、40-横向平移传动机构、41-横向平移传动杆、43-平移导向座、44-钢缆固定器、51-电动机、52-减速机、53-减速机固定板、54-减速机输出端法兰、55-纵向传动轴、56-纵向传动轴端部法兰、58-横向传动螺杆。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是一种钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构，它包括联动式支架机构1和联动式传动机构2。联动式支架机构1包括两个以上的斜轴跟踪支架单元3，斜轴跟踪支架单元3按照纵向和横向两个方向排列组合而成。所述纵向，是指与所在地面与经线平行的方向。所述横向是指所在地面与纬线平行的方向。在本实用新型的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构中，所述纵向与横向之间为垂直关系，且与水平面平行。

如图2所示，斜轴跟踪支架单元3包括基础平台10、斜轴旋转机构20、横向平移传动机构40。其中斜轴旋转机构20和横向平移传动机构40都安装在基础平台10上。

如图3所示，基础平台10包括：固定螺栓11、纵向固定支架12、横向固定支架13、固定基础14、斜轴旋转基座31、斜轴旋转轴套32。固定基础14是固定在地面上的承载基础，用钢筋水泥浇铸而成，或者使用成型钢材，例如钢管，将其下端一部分插埋于地表以下，用于承载重量，具有较好的稳定性。固定基础14上端预埋或者焊接垂直向上的固定螺栓11。纵向固定支架12和横向固定支架13相互垂直联结固定，在垂直联结固定节点下方，通过固定螺栓11紧固在固定基础14上。通过调整固定螺栓11上的螺帽将纵向固定支架12和横向固定支架13调节至设计要求的水平高度上。这个水平高度要充分考虑当地的 气象条件，满足在降雪以及积水条件下，不影响本实用新型的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构的长年正常工作。

纵向固定支架12和横向固定支架13可以使用标准型材，包括槽钢、工字钢、C形钢以及各种折弯成型的型材。斜轴旋转轴套32以一定角度固定在斜轴旋转基座31上，这个角度与当地纬度值相同或相近，斜轴旋转轴套32的轴线与地球自转轴相平行。斜轴旋转基座31固定在纵向固定支架12和横向固定支架13相互联接的节点附近。

如图4所示，斜轴旋转机构20包括：旋转斜轴21、斜轴扇形带轮22、斜轴电池组件支架23、太阳能电池组件24、左向牵引钢缆25a、左向钢缆固定器26a、右向牵引钢缆25b、右向钢缆固定器26b。其中，斜轴扇形带轮22固定在旋转斜轴21下端一侧，斜轴电池组件支架23固定在旋转斜轴21上端一侧，太阳能电池组件24固定在斜轴电池组件支架23上。太阳能电池组件24要求对称固定在旋转斜轴21上，并且采用精确的质量匹配措施，使斜轴旋转机构20的质量中心点位于旋转斜轴21的旋转轴上。左向牵引钢缆25a的一端通过左向钢缆固定器26a固定在斜轴扇形带轮22上带轮槽的一端。右向牵引钢缆25b的一端通过右向钢缆固定器26b固定在斜轴扇形带轮22上带轮槽的另一端。左向牵引钢缆25a和右向牵引钢缆25b分别镶嵌在斜轴扇形带轮22上两个不同的带轮槽内，并在斜轴扇形带轮22在转动时互不干扰。左向牵引钢缆25a和右向牵引钢缆25b与斜轴扇形带轮22之间形成同步带轮传动机构。所述左向牵引钢缆25a和右向牵引钢缆25b可以用在长度方向上具有一定刚性的可弯曲的材料代替，包括尼龙绳、钢丝或者链条。

如图5所示，横向平移传动机构40包括：横向平移传动杆41、平移导向座43、钢缆固定器44。其中，每个斜轴跟踪支架单元3内的横向平移传动杆41上有两个钢缆固定器44，起分别固定左向牵引钢缆25a和右向牵引钢缆25b的作用。平移导向座43固定在纵向固定支架12上，对横向平移传动杆41起横向导 向作用。

如图6所示，旋转斜轴21下端一侧部分安装在斜轴旋转轴套32内。横向平移传动杆41上的钢缆固定器44和斜轴扇形带轮22上的左向钢缆固定器26a将左向牵引钢缆25a的两端固定。横向平移传动杆41上的钢缆固定器44和斜轴扇形带轮22上的右向钢缆固定器26b将右向牵引钢缆25b的两端固定，左向牵引钢缆25a和右向牵引钢缆25b要求拉紧呈无绕曲状态，两者互不缠绕。横向平移传动杆41通过平移导向座43的横向导向作用作平移传动时，通过左向牵引钢缆25a和右向牵引钢缆25b对斜轴扇形带轮22的拉动，使斜轴旋转机构20在斜轴旋转轴套32内进行旋转运动。由于左向牵引钢缆25a和右向牵引钢缆25b被张紧固定，所以横向平移传动杆41的平移运动与斜轴旋转机构20的转动角度之间是一一对应的关系，是同步传动。在有风沙的地区，采用钢缆与带轮进行传动具有较高的可靠性与环境适应性。

根据机械与力学知识可知，斜轴旋转机构20采用了精确的质量匹配措施，斜轴旋转机构20的质量中心点位于旋转斜轴21的旋转轴上。当横向平移传动杆41通过钢缆与斜轴扇形带轮22之间的同步传动，使斜轴旋转机构20沿旋转斜轴21转动时，在横向平移传动杆41施加的力是一个定值，这个力是为了克服斜轴旋转机构20和横向平移传动机构40在运动时的摩擦阻力。当采用公知的措施手段使摩擦阻力降至最低时，施加在横向平移传动杆41上的力也将降至最低。当这个力达到最小值时，就可以使整个钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构在进行斜轴跟踪转动时的能耗降至最小值。同时，这个力只是为了克服摩擦阻力，因此，施加在横向平移传动杆41上的力也非常小。选取合适的材料做横向平移传动杆，施加一定大小的力，可以使这个平移力的传送至更远的距离。从理论上，当摩擦阻力为零时，选取刚性的材料做横向平移传动杆，可以将平移力传送至无限远。但实际上，由于地理地形条件和材料的受力极限等条件限制，不可能将平移力向无限远传送，但足以将平移力沿横向传送很远的 距离，因此在本实用新型钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构中，具有动力传送远、机构形式简单、易扩展的优点。

如图7所示，当多个斜轴跟踪支架单元3组成纵横联动式支架机构1时，纵向固定支架12和横向固定支架13通过互相垂直的联接方式，形成排列整齐的平面方格网状结构。在纵向固定支架12和横向固定支架13联接的节点下方，是固定基础14，每个斜轴跟踪支架单元3的重量都施加在每个对应的固定基础14上。每个斜轴跟踪支架单元3的前后左右的平衡通过纵向固定支架12和横向固定支架13联接形成的平面方格网状结构来保证。由于每个斜轴跟踪支架单元3因安装了少量的太阳能电池组件24，且整体高度较低，风阻小，每个斜轴跟踪支架单元3的抗风性能都得到了很大提高，从而使整个钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构的抗风性能得到了提高。斜轴跟踪支架单元3是模块化结构，可以沿横向进行扩展联接，共用一个平移推力。

如图7、图8、图9所示，联动式传动机构2包括：电动机51、减速机52、减速机固定板53、纵向传动轴55、固定基础14和横向传动螺杆58。减速机固定板53固定在固定基础14上，电动机51固定在减速机52的输入端，减速机52固定在减速机固定板53上。减速机52输出端有减速机输出端法兰54。纵向传动轴55两端有纵向传动轴端部法兰56。当电动机51转动输入到减速机52的输入端时，通过减速机52的减速，将动力从减速机输出端法兰54输出。通过纵向传动轴55及其纵向传动轴端部法兰56将动力送入下一级减速机52，通过减速机52使横向传动螺杆58实现平移运动。常用的蜗轮杆减速机52可以实现动力在水平面上的90°变送。通过联动式传动机构2中的电动机51与减速机52的配合传动，使联动式传动机构2中的横向传动螺杆58在横向作同步平移运动，从而使阵列中每一个斜轴跟踪支架单元3发生同步转动。通过选择合适转速的电动机51、减速机52和横向传动螺杆58，用公知的很多控制手段实现对太阳光的跟踪。当选择足够功率的电动机51，可以在纵向传动轴55方向和横向 传动螺杆58方向的端头，扩展联接斜轴跟踪支架单元3，从而实现以电动机51为中心，在纵向和横向两个方向进行扩展。

如图4、图8所示，由于斜轴旋转机构20的旋转斜轴21是与地球自转轴平行，当要求太阳能电池组件24以最大面积跟踪太阳光时，旋转斜轴21的旋转运动是近似的匀速转动。选择合适减速比的减速机组合，使用转速均匀的普通电动机，可使斜轴旋转机构的转动速率与地球自转速率相同。本实用新型的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构的整体转动是匀速转动，其动力源可以采用普通电动机，而不采用昂贵的步进电机或伺服电动机。又因为采用了多级减速机，减速比很大，因此动力源的功率可以很小，这两方面因素可使跟踪动力源的成本大大降低。又因为采用了多级减速机组合，包括采用蜗轮杆减速机时，输出端具自锁功能，当有风、雪等扰动干扰时，蜗轮杆减速机的自锁功能使机构跟踪的稳定性得到提高。

如图8所示，除电动机51需要电力驱动以外，其余结构的运转全部依靠机械传动，具有很高的可靠性。相反，如果采用过多的电子器件，极易在极端气象条件下发生失效故障，从而使整体跟踪系统的可靠性下降。

Claims (6)

1.一种钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构，其特征在于：它包括联动式支架机构(1)和联动式传动机构(2)；联动式支架机构(1)包括两个以上的斜轴跟踪支架单元(3)，按纵向和横向两个相互垂直且均与水平面平行的方向排列联接，纵向固定支架(12)和横向固定支架(13)通过相互垂直联接，形成平面方格网状结构；所述纵向，是指与所在地面与经线平行的方向；所述横向是指所在地面与纬线平行的方向；联动式传动机构(2)联接在联动式支架机构(1)上。

2.根据权利要求1所述的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构，其特征在于：斜轴跟踪支架单元(3)包括基础平台(10)、斜轴旋转机构(20)、横向平移传动机构(40)；斜轴旋转机构(20)和横向平移传动机构(40)都安装在基础平台(10)上；基础平台(10)包括固定螺栓(11)、纵向固定支架(12)、横向固定支架(13)、固定基础(14)、斜轴旋转基座(31)、斜轴旋转轴套(32)；纵向固定支架(12)和横向固定支架(13)相互垂直联结固定，在垂直联接节点下方，通过固定螺栓(11)紧固在固定基础(14)上；斜轴旋转轴套(32)的轴线处在与地球自转轴平行的角度上并固定在斜轴旋转基座(31)上；斜轴旋转基座(31)固定在纵向固定支架(12)和横向固定支架(13)相互联接的节点处。

3.根据权利要求2所述的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构，其特征在于：斜轴旋转机构(20)包括旋转斜轴(21)、斜轴扇形带轮(22)、斜轴电池组件支架(23)、太阳能电池组件(24)、左向牵引钢缆(25a)、左向钢缆固定器(26a)、右向牵引钢缆(25b)、右向钢缆固定器(26b)；斜轴扇形带轮(22)固定在旋转斜轴(21)下端，斜轴电池组件支架(23)固定在旋转斜轴(21)上端，太阳能电池组件(24)固定在斜轴电池组件支架(23)上；太阳能电池组件(24)对称固定在旋转斜轴(21)上，斜轴旋转机构(20)的质量中心点位于旋转斜轴(21)的旋转轴上；左向牵引钢缆(25a)的一端通过左向钢缆固定器(26a)固定在斜轴扇形带轮(22)上带轮槽的一端；右向牵引钢缆(25b)的一端通过右向钢缆固定器(26b) 固定在斜轴扇形带轮(22)上带轮槽的另一端；左向牵引钢缆(25a)和右向牵引钢缆(25b)分别镶嵌在斜轴扇形带轮(22)上两个不同的带轮槽内，并具有一定的张力，在斜轴扇形带轮(22)在转动时互不干扰；左向牵引钢缆(25a)和右向牵引钢缆(25b)与斜轴扇形带轮(22)之间是同步带轮传动机构。

4.根据权利要求2所述的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构，其特征在于：横向平移传动机构(40)包括横向平移传动杆(41)、平移导向座(43)、钢缆固定器(44)；每个斜轴跟踪支架单元(3)内的横向平移传动杆(41)上有两个钢缆固定器(44)，用于分别固定左向牵引钢缆(25a)和右向牵引钢缆(25b)；平移导向座(43)固定在纵向固定支架(12)上，对横向平移传动杆(41)起横向导向作用。

5.根据权利要求3所述的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构，其特征在于：旋转斜轴(21)下端一侧安装在斜轴旋转轴套(32)内；横向平移传动杆(41)上的钢缆固定器(44)和斜轴扇形带轮(22)上的左向钢缆固定器(26a)将左向牵引钢缆(25a)的两端固定；横向平移传动杆(41)上的钢缆固定器(44)和斜轴扇形带轮(22)上的右向钢缆固定器(26b)将右向牵引钢缆(25b)的两端固定，左向牵引钢缆(25a)和右向牵引钢缆(25b)呈拉紧和无绕曲状态；横向平移传动杆(41)通过平移导向座(43)的横向导向作用作平移传动时，通过左向牵引钢缆(25a)和右向牵引钢缆(25b)对斜轴扇形带轮(22)的拉动，使斜轴旋转机构(20)在斜轴旋转轴套(32)内进行旋转运动；横向平移传动杆(41)的平移运动与斜轴旋转机构(20)的转动角度之间具有一一对应的同步传动关系。

6.根据权利要求1所述的钢缆式阵列联动太阳能利用斜轴跟踪机构，其特征在于：联动式传动机构(2)包括电动机(51)、减速机(52)、减速机固定板(53)、纵 向传动轴(55)、固定基础(14)、横向传动螺杆(58)；减速机固定板(53)固定在固定基础(14)上；电动机(51)固定在减速机(52)的输入端，减速机(52)固定在减速机固定板(53)上；减速机(52)输出端有减速机输出端法兰(54)；纵向传动轴(55)两端有纵向传动轴端部法兰(56)；电动机(51)的转动输入到减速机(52)的输入端时，通过减速机(52)的减速，将动力从减速机输出端法兰(54)输出，通过纵向传动轴(55)及其纵向传动轴端部法兰(56)将动力送入下一级减速机(52)；通过减速机输出端法兰(54)实现将转动减速，并实现动力在水平面上的90°变送；减速机(52)上的横向传动螺杆(58)与横向平移传动杆(41)联接并形成平移传动；在纵向传动轴(55)方向和横向传动螺杆(58)方向的端头，可扩展联接斜轴跟踪支架单元(3)。 

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