CN202327006U - 紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，包括有设置在箱体内的垂直轴、水平轴、与所述垂直轴连接的垂直轴传动组件、及与所述水平轴连接的水平轴传动组件，所述垂直轴和所述水平轴的轴线在同一平面内正交，其交点位于所述水平轴的几何中心。本实用新型结构布局紧凑合理，性能可靠且大批量生产、运输、安装调试、维护都非常方便。

Description

紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用技术，尤其涉及一种紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置。 

背景技术

塔式太阳能热发电技术通过定日镜跟踪接收并聚集反射太阳光进入位于接收塔顶部的集热器内，将热能转换为电能。定日镜是一种由镜面(反射镜)、镜架(支撑结构)、跟踪传动装置及其控制系统组成的集光装置。定日镜跟踪传动装置是一个二维运动机构，分别对应太阳的方位角和高度角，通过调整自身的方位角和高度角，使安装于其上的反射镜反射太阳光至设定的目标点。 

塔式太阳能热发电技术要求聚光准确，对定日镜的跟踪精度有较高要求。目前，定日镜的控制方式主要有传感器控制、程序控制、程序控加视觉较正模式。传感器控制跟踪方式的优点是能够实时测量太阳光的方向，经电路处理后控制机械机构运行，但是传感器控制跟踪方式一个难以克服的缺点是在多云、阴雨天气中找不到太阳的正确位置，需要人工干预。程序控制方式是按照太阳运行规律计算聚光镜的位置，控制机械机构运动，简单经济，但由于机械加工精度及传动间隙等原因，很难达到所需精度。目前较成熟的是程序控加视觉较正模式，它综合以上两种控制方式以取长补短，但增加了装置成本。 

为抵御大风袭击，定日镜跟踪传动装置必须具有刹车装置或自锁性能，由于装刹车装置需增加功耗、制动与装置运转相悖等不足，实际运用中多利用传动副的自锁性。目前用于定日镜跟踪传动装置的具有自锁性的机构主要有电动推杆和蜗轮蜗杆副。电动推杆成本高，结构特性及使用方式决定其一般安装方式为外露，不便于与外界多风砂的恶劣环境隔开，防水、防尘、防腐等都存在问题，影响使用寿命。而一般蜗轮蜗杆减速机传动存在回转侧隙，传动精度难以保证。 

在塔式太阳能热发电站中，各个定日镜相对于集热塔有着不同的朝向和距离，每个定日镜的跟踪传动装置都要进行单独的各不相同的两维控制，这 就极大地增加了安装调试特别是光学调整的难度。为了减小这种难度，人们将单个定日镜的面积做的较大，一般都在20M²以上。大面积的定日镜的整体性能难以保证，同时对大批量生产、运输、安装调试、维护都带来不便。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，该装置结构布局紧凑合理，性能可靠且大批量生产、运输、安装调试、维护都非常方便。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案： 

一种紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，包括有设置在箱体内的垂直轴、水平轴、与所述垂直轴连接的垂直轴传动组件、及与所述水平轴连接的水平轴传动组件，所述垂直轴和所述水平轴的轴线在同一平面内正交，其交点位于所述水平轴的几何中心。 

优选地，所述垂直轴和水平轴分别通过滚珠轴承固定在所述机箱上，并通过圆螺母与所述机箱轴向固定配合。 

优选地，所述垂直轴传动组件和水平轴传动组件均为减速器组件，每个减速器组件包括有依次连接的电机、蜗轮蜗杆副、以及齿轮副，所述齿轮副与所述垂直轴/水平轴固定连接。 

优选地，所述齿轮副包括有中心距可调的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与所述蜗轮蜗杆副的输出端相连，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合并固定于所述垂直轴/水平轴上。 

优选地，每个减速器组件还包括有一减速器箱，所述蜗轮蜗杆副设置在所述减速器箱内，且所述减速器箱通过一安装板固定在所述箱体上，所述电机通过刚性联轴器连接到所述蜗轮蜗杆副的输入端。 

优选地，所述箱体上设置有用于固定安装板的安装孔，所述安装板可移动地固定在所述安装孔内。 

优选地，所述蜗轮的两端设置有滑动轴承，所述蜗杆的两端设置有支撑轴承，且至少有一个支撑轴承的侧面设置有径向位移调整机构。 

优选地，所述水平轴的两端分别设置有密封圈，且所述滚珠轴承为圆锥滚子轴承。 

优选地，所述箱体包括有上箱体和下箱体，所述水平轴和垂直轴分别安装于所述上箱体和下箱体内。 

优选地，所述垂直轴传动机构水平安装于所述下箱体上、位于上箱体内，所述水平轴传动机构竖直安装于所述上箱体内且其电机端伸入所述下箱体内，而所述下箱体内设置有驱动电路板。 

本实用新型的有益效果是： 

本实用新型的实施例采用垂直轴的轴线与水平轴的轴线在同一平面内正交的结构设置，从而达到了结构布局紧凑合理，性能可靠且大批量生产、运输、安装调试、维护都带来非常方便的效果。本实用新型不仅适用于塔式太阳能热发电，还适用于太阳能光伏发电、太阳能热水器等一切需要收集太阳能的设施与场合。 

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。 

附图说明

图1是本实用新型的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置一个实施例的剖视图。 

图2是本实用新型的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置一个实施例中减速器组件的蜗杆轴向结构示意图。 

图3是本实用新型的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置一个实施例中减速器组件的蜗轮轴向结构示意图。 

图4是本实用新型的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置一个实施例中箱体结构的爆炸图。 

具体实施方式

下面参考图1-图4详细描述本实用新型的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置的一个实施例；如图所示，本实施例主要包括有： 

设置在箱体内的垂直轴1、水平轴2、与垂直轴1连接的垂直轴传动组件3、及与水平轴2连接的水平轴传动组件4，所述垂直轴1和所述水平轴2的轴线在同一平面内正交，其交点位水平轴2的几何中心。水平轴2在水平轴传动机构3的驱动下绕水平轴线旋转，实现仰角调整；垂直轴1在垂直轴传动机构4的驱动下绕垂直于地面轴线旋转，实现方位角调整。 

具体实现时，垂直轴1和水平轴2的两端分别通过滚珠轴承11固定在机箱4上，并通过圆螺母12与机箱4轴向固定配合。圆螺母12的主要作用在于对垂直轴1/水平轴2进行轴向固定并消除滚珠轴承11的游隙，从而消除整个装置因输出轴轴承支撑游隙而产生的输出误差。作为本实施例的一个实现方式，滚珠轴承11可采用圆锥滚子轴承。 

具体实现时，所述垂直轴传动组件3和水平轴传动组件4均为减速器组件，每个减速器组件包括有依次连接的电机31、蜗轮蜗杆副32、以及齿轮副33，所述齿轮副33与所述垂直轴1/水平轴2固定连接。通过采用具有自锁性能的蜗轮蜗杆副和加工精度容易实现的齿轮副配合，实现了减速器组件的二级传动结构。 

进一步地，齿轮副33具体包括有中心距可调的主动齿轮331和从动齿轮332，所述主动齿轮331与所述蜗轮蜗杆副32的输出端相连，所述从动齿轮332与所述主动齿轮331啮合并固定于所述垂直轴1/水平轴2上。 

另外，每个减速器组件3(4)还包括有一减速器箱34，所述蜗轮蜗杆副32设置在所述减速器箱34内，且所述减速器箱34通过一安装板35固定在所述箱体上，所述电机31通过刚性联轴器36连接到蜗轮蜗杆副32的输入端。 

箱体4上设置有用于固定安装板35的安装孔40，而安装板35可移动地固定在安装孔内40，安装孔40允许所述减速机组件3、4作微量的位置调整，实现调整主动齿轮331和从动齿轮332的中心距，保证齿轮副33无侧隙啮合。安装板35可以具有多种结构形式，以实现减速器组件3、4的不同安装形式。 

所述蜗轮321的两端设置有滑动轴承323，滑动轴承323的加工精度比滚动轴承更容易保证，游隙更小；所述蜗杆322的两端设置有支撑轴承324，且每个支撑轴承324的至少一个侧面设置有径向位移调整机构325，径向位移调整机构325的作用是调整支撑轴承324一个方向的径向位移，即调整蜗轮321和轮蜗杆322之间的中心距，从而实现蜗轮321与蜗杆322零侧隙隙啮合。 

通过上述两级传动无隙啮合，保证了减速器组件传动的高精度。 

具体实现时，所述箱体4可采用钣金结构，并分成有上箱体41和下箱体42两部分。其中，水平轴2和垂直轴1分别安装于所述上箱体41和下箱体42内，垂直轴传动机构3水平安装于下箱体42上、位于上箱体41内，水平 轴传动机构4竖直安装于上箱体41内且其电机31端伸入下箱体42内，而下箱体42内设置有驱动电路板(图中未示出)，采用上下分离的独立式箱体结构，可使整体产品内部布置结构紧凑，外形尺寸得到有效减小。 

作为本实施例的一个实现方式，上箱体41和下箱体42在安装轴承座的位置处都采用局部机加工，保证必要的精度要求。另外，箱体4还设有箱盖43、44，便于维护操作。上箱体41、下箱体42及箱盖43、44组装到一起后形成一个“日”字形封闭内腔，并在箱体较弱部位设有加强筋，以增强整体强度和刚性。 

另外，在水平轴2的两端还设有密封圈13，箱盖44的安装面还设有密封垫，从而保证良好的密封性，起到防虫防尘防腐作用。 

本实用新型不仅适用于塔式太阳能热发电，还适用于太阳能光伏发电、太阳能热水器等一切需要收集太阳能的设施与场合。 

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，包括有设置在箱体内的垂直轴、水平轴、与所述垂直轴连接的垂直轴传动组件、及与所述水平轴连接的水平轴传动组件，其特征在于：所述垂直轴和所述水平轴的轴线在同一平面内正交，其交点位于所述水平轴的几何中心。

2.如权利要求1所述的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，其特征在于：所述垂直轴和水平轴分别通过滚珠轴承固定在所述机箱上，并通过圆螺母与所述机箱轴向固定配合。

3.如权利要求1或2所述的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，其特征在于：所述垂直轴传动组件和水平轴传动组件均为减速器组件，每个减速器组件包括有依次连接的电机、蜗轮蜗杆副、以及齿轮副，所述齿轮副与所述垂直轴/水平轴固定连接。

4.如权利要求3所述的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，其特征在于：所述齿轮副包括有中心距可调的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与所述蜗轮蜗杆副的输出端相连，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合并固定于所述垂直轴/水平轴上。

5.如权利要求4所述的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，其特征在于：每个减速器组件还包括有一减速器箱，所述蜗轮蜗杆副设置在所述减速器箱内，且所述减速器箱通过一安装板固定在所述箱体上，所述电机通过刚性联轴器连接到所述蜗轮蜗杆副的输入端。

6.如权利要求5所述的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，其特征在于：所述箱体上设置有用于固定安装板的安装孔，所述安装板可移动地固定在所述安装孔内。

7.如权利要求6所述的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，其特征在于，所述蜗轮的两端设置有滑动轴承，所述蜗杆的两端设置有支撑轴承，且至少有一个支撑轴承的侧面设置有径向位移调整机构。

8.如权利要求7所述的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，其特征在于：所述水平轴的两端分别设置有密封圈，且所述滚珠轴承为圆锥滚子轴承。

9.如权利要求8所述的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，其特征在于： 所述箱体包括上箱体和下箱体，所述水平轴和垂直轴分别安装于所述上箱体和下箱体内。

10.如权利要求9所述的紧凑型高精度定日镜跟踪传动装置，其特征在于：所述垂直轴传动机构水平安装于所述下箱体上、位于上箱体内，所述水平轴传动机构竖直安装于所述上箱体内且其电机端伸入所述下箱体内，而所述下箱体内设置有驱动电路板。 

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