CN203480313U - 全自动全机械逐日装置 - Google Patents

Abstract

全自动全机械逐日装置，其方形太阳能板下铰接太阳能支杆，支杆上有连接板，太阳能板上至少任一相对两侧各有吸光罩，两吸光罩内壁有反光面且敞口侧相远离，吸光罩中有透光容器，容器内有低汽化点的液体化学物质，每个容器与贯穿相应吸光罩的波纹管联通，每个波纹管处于相应吸光罩外部的那端连齿条，每个齿条沿着设在太阳能板下部的支撑架往复运动，太阳能板下侧对应于两个支撑架处各有与相应齿条啮合的齿轮轴，每个齿轮轴的齿轮段与相应齿条啮合，钢丝绳一端缠绕在一齿轮轴的轴段上，钢丝绳中部固定在连接板上，钢丝绳另一端缠绕在另一齿轮轴的轴段上，钢丝绳两端绕制方向相反。本装置依靠太阳热量得到驱动，达到自动逐日目的，使用成本低。

Description

全自动全机械逐日装置

技术领域

本实用新型涉及一种全自动全机械逐日装置。

背景技术

目前，自动逐日装置只有少数几个国家拥有，所述装置采用芯片、光敏元器件、微型电机等一系列零部件通过繁琐装配组成。为达到自动逐日目的，所述装置需依靠电力得到驱动，使用成本高，且结构复杂、易出故障，安装、维修、管理十分麻烦。

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全自动全机械逐日装置，它依靠太阳的热量即可得到驱动，并达到自动逐日目的，使用成本低。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种全自动全机械逐日装置，包括一个方形太阳能板，太阳能板的下侧重心位置铰接一个太阳能支杆，太阳能支杆上设有水平连接板，太阳能板上至少任一相对的两侧各设有一个空心吸光罩，两个吸光罩的敞口侧相远离，两个吸光罩的内壁各设有反光面，每个吸光罩的内腔中均设有一个透光的容器，每个容器内均设有一种低汽化点的液体化学物质，每个容器均与一个贯穿相应吸光罩的波纹管联通，每个波纹管处于相应吸光罩外部的那一端均连接一个齿条，每个齿条均沿着一个设在太阳能板下部的支撑架往复运动，太阳能板的下侧对应于两个支撑架处各设有一个与相应齿条啮合的齿轮轴，每个齿轮轴的齿轮段端头与相应支撑架之间均留有转动间隙，每个齿轮轴的齿轮段均与一个相应齿条啮合，钢丝绳的一端缠绕在一个齿轮轴的轴段上，钢丝绳的中部固定在连接板上，钢丝绳的另一端缠绕在另一个齿轮轴的轴段上，钢丝绳两端的绕制方向相反。

为能简洁说明问题起见，以下对本实用新型所述一种全自动全机械逐日装置均简称为本装置。

每个容器与相应波纹管联通，并形成完全密封的储存空间，确保液体化学物质不会外泄；每个齿条与一个相应齿轮轴的齿轮段啮合，确保动力为刚性传递，传动方式稳健有力。

将本装置按东西走向放置，确保至少相对的两个容器分别指向东侧和西侧，此时，本装置即可投入使用，其工作原理为：

早晨，太阳未出来时，太阳能板处于水平状态。当太阳从东侧升起，一方面，太阳光线直接照射到东侧容器的东侧和东侧容器内部的液体化学物质上，另一方面，太阳光线还照射到东侧吸光罩的反光面上，再反射到东侧容器的西侧和东侧容器内部的液体化学物质上，经一定时间，就会使液体化学物质的温度升高到相应的沸点，让液体化学物质汽化（需要说明的是，太阳光线因受到西侧吸光罩的阻挡，无法照射到西侧容器内部的液体化学物质上，该液体化学物质无法汽化）。

众所周知，液体汽化成气体，其体积膨胀会达到1000倍以上，这样，东侧容器内部液体化学物质汽化成的气体会产生强大的推动力，使东侧波纹管、东侧齿条向着靠近西侧吸光罩的方向伸展，传导给与东侧齿条啮合的东侧齿轮轴的齿轮段，带动东侧齿轮轴的齿轮段、轴段同向转动，这样，钢丝绳的东侧一端呈收绳状态、钢丝绳的西侧一端呈放绳状态（这使西侧波纹管、西侧齿条向着远离东侧吸光罩的方向回缩），使得钢丝绳的东侧一端拉动太阳能板上与该端相对应的东侧倾斜向下、太阳能板上与所述东侧相对的西侧倾斜向上，带动太阳能板绕铰接位置按所述摆动方向摆动，以致太阳光线与太阳能板时时同步地保持相互垂直的状态，确保太阳能板达到相应方向摆动的自动逐日目的。

随着太阳的逐渐升高，在太阳能板进行相应方向摆动的过程中，东侧吸光罩、东侧容器逐渐倾斜向下，两者接受的太阳光线会逐步减少，直至两者最终无太阳光线照射，东侧波纹管和东侧容器内的气体会逐渐冷凝成液体、压力下降，当东侧波纹管伸展到一定位置而不再形变、东侧容器和东侧波纹管内形成恒定压力时，可将太阳能板转到接近垂直的位置（即太阳能板与地面大体相垂直）。

这时，时间为中午，太阳处于正午的位置。西侧吸光罩、西侧容器呈垂直向上的状态，接收太阳光线的直射，一方面，太阳光线直接照射到西侧容器的上侧和西侧容器内部的液体化学物质上，另一方面，太阳光线还照射到西侧吸光罩的反光面上，再反射到西侧容器的下侧和西侧容器内部的液体化学物质上，经一定时间，就会使液体化学物质的温度升高到相应的沸点，让液体化学物质汽化。

众所周知，液体汽化成气体，其体积膨胀会达到1000倍以上，这样，西侧容器和西侧波纹管内气体的压力升高，所述压力大于东侧波纹管和东侧容器内气体的压力，西侧容器内部液体化学物质汽化成的气体会产生强大的推动力，使西侧波纹管、西侧齿条向着靠近东侧吸光罩的方向伸展，传导给与西侧齿条啮合的西侧齿轮轴的齿轮段，带动西侧齿轮轴的齿轮段、轴段同向转动，这样，钢丝绳的西侧一端呈收绳状态、钢丝绳的东侧一端呈放绳状态（这使东侧波纹管、东侧齿条向着远离西侧吸光罩的方向回缩），使得钢丝绳的西侧一端拉动太阳能板上与该端相对应的西侧倾斜向下、太阳能板上与所述西侧相对的东侧倾斜向上，带动太阳能板绕铰接位置按所述摆动方向摆动，以致太阳光线与太阳能板时时同步地保持相互垂直的状态，确保太阳能板达到相应方向摆动的自动逐日目的。

随着太阳的逐渐西下，在太阳能板进行相应方向摆动的过程中，西侧吸光罩、西侧容器逐渐倾斜向下，两者接受的太阳光线会逐步减少，直至两者最终无太阳光线照射，西侧波纹管、西侧容器内的气体会逐渐冷凝成液体、压力下降，且当西侧波纹管伸展到一定位置而不再形变、西侧容器和西侧波纹管内形成恒定压力时，可将太阳能板由垂直位置又转到水平位置（即太阳能板与地面相平行）。这样，当太阳落山、傍晚来临的时候，太阳能板会自动恢复到初始的水平状态。

可见，太阳能板可随着太阳的运动而作相应方向的摆动，且太阳能板所有的时时摆动，均使太阳能板和太阳光线之间动态地保持90度夹角的垂直状态。

综上所述，本装置舍弃了现有自动逐日装置较为复杂的光电控制结构，采用简单可靠的机械结构，依靠太阳的热量即可得到驱动，并达到自动逐日目的，使用成本低。

所述每个反光面为双曲面，每个容器均设在相应吸光罩的反光面的焦点处；每个吸光罩的敞口侧均设有一个透光的挡板，将每一容器均封闭在相应的吸光罩内；每个波纹管处于相应吸光罩外部的那一侧均设有一个安全阀。

这样，本装置使用过程中，因每个反光面为双曲面，每个容器均设在相应吸光罩的反光面的焦点处，故照射到相应侧反光面上的太阳光线，能够全部聚焦到相应侧容器和容器内部的液体化学物质上，经较短时间，使液体化学物质的温度迅速升高到相应的沸点，让液体化学物质迅速汽化，缩短液体化学物质的汽化时间；挡板可阻挡杂物进入吸光罩的内腔，使吸光罩内腔免受污染、得到保护，提高反光面的反光效率，还可防止容器受压过大爆炸时，确保容器的碎片不会飞溅伤人；安全阀可确保容器达到一定压力时，自动泄压进行自我保护。

所述连接板套装在太阳能支杆上，太阳能支杆上设有一个与连接板相配合的压簧。这样，本装置使用过程中，压簧对连接板始终施加一个向下的压力，可部分抵消钢丝绳任一端的拉力，起到一定的缓冲作用，使太阳能板缓慢摆动，避免其急速摆动，同时还可提高本装置的稳定性，换言之，在一定的外力作用下，本装置也不会急剧晃动。

所述液体化学物质为丙酮或二甲基丁烷。丙酮，沸点56.6摄氏度；二甲基丁烷，沸点49.7摄氏度，两者的汽化点很低。

另，本装置可用于现有太阳能板的改装。

附图说明

图1是本装置实施例一的结构及使用状态立体图。

图2是本装置实施例二的结构及使用状态立体图。

具体实施方式

下面通过实施方式及附图对本装置作进一步详细的说明：

为能清楚说明问题起见，设定本装置的右侧为东侧、左侧为西侧、前侧为南侧、后侧为北侧。

实施例一

参见图1，本装置呈东西走向放置，相对的容器21、容器11分别指向东侧和西侧。

本装置包括一个方形太阳能板101，太阳能板101的下侧重心位置铰接一个圆形太阳能支杆102，太阳能支杆102的上端为球形，太阳能板101的下侧重心位置设有一个球铰座。

连接板105套装在太阳能支杆102的下部，太阳能支杆102上设有一个高于连接板105且与其相配合的压簧104。

太阳能板101的东侧设有一个空心吸光罩22，吸光罩22的敞口侧远离太阳能板101的下侧重心位置，吸光罩22的内壁设有反光面，反光面为双曲面，吸光罩22的内腔中设有一个透光的玻璃容器21，容器21设在吸光罩22的反光面的焦点处，吸光罩22的敞口侧设有一个透光的挡板，将容器21封闭在吸光罩22内，容器21与一个贯穿吸光罩22的波纹管23联通，波纹管23向着太阳能板101的下侧重心位置延伸，波纹管23处于吸光罩22外部的西端连接齿条24，齿条24沿着一个设在太阳能板101下部的L形支撑架25往复运动，支撑架25靠近太阳能板101的下侧重心位置，太阳能板101的下侧对应于支撑架25处设有一个与齿条24啮合的齿轮轴26，齿轮轴26的齿轮段端头与支撑架25之间留有转动间隙，齿轮轴26的齿轮段与齿条24啮合。

太阳能板101的西侧设有一个空心吸光罩12，吸光罩12的敞口侧远离太阳能板101的下侧重心位置，吸光罩12的内壁设有反光面，反光面为双曲面，吸光罩12的内腔中设有一个透光的玻璃容器11，容器11设在吸光罩12的反光面的焦点处，吸光罩12的敞口侧设有一个透光的挡板，将容器11封闭在吸光罩12内，容器11与一个贯穿吸光罩12的波纹管13联通，波纹管13向着太阳能板101的下侧重心位置延伸，波纹管13处于吸光罩12外部的东端连接齿条14，齿条14沿着一个设在太阳能板101下部的L形支撑架15往复运动，支撑架15靠近太阳能板101的下侧重心位置，太阳能板101的下侧对应于支撑架15处设有一个与齿条14啮合的齿轮轴16，齿轮轴16的齿轮段端头与支撑架15之间留有转动间隙，齿轮轴16的齿轮段与齿条14啮合。

这样，太阳能板101上相对的东西两侧设有吸光罩22、吸光罩12。支撑架25、支撑架15还分别起到对齿条24、齿条14的导向作用。

钢丝绳103的东端缠绕在齿轮轴26的轴段上，钢丝绳103的中部固定在连接板105上，钢丝绳103的西端缠绕在齿轮轴16的轴段上，钢丝绳103两端的绕制方向相反。

容器21、容器11内均设有一种低汽化点的液体化学物质，液体化学物质为丙酮或二甲基丁烷。波纹管23处于吸光罩22外部的西侧设有一个安全阀，波纹管13处于吸光罩12外部的东侧设有一个安全阀。

本装置的工作原理如下：

早晨，太阳未出来时，太阳能板101处于水平状态。当太阳从东侧升起，一方面，太阳光线直接照射到容器21的东侧和容器21内部的液体化学物质上，另一方面，太阳光线还照射到吸光罩22的反光面上，再反射到容器21的西侧和容器21内部的液体化学物质上，经较短时间，就会使液体化学物质的温度迅速升高到相应的沸点，让液体化学物质迅速汽化（需要说明的是，太阳光线因受到吸光罩12的阻挡，无法照射到容器11内部的液体化学物质上，该液体化学物质无法汽化）。

众所周知，液体汽化成气体，其体积膨胀会达到1000倍以上，这样，容器21内部液体化学物质汽化成的气体会产生强大的推动力，使波纹管23、齿条24向着靠近吸光罩12的方向伸展，传导给与齿条24啮合的齿轮轴26的齿轮段，带动齿轮轴26的齿轮段、轴段同向转动，这样，钢丝绳103的东侧一端呈收绳状态、钢丝绳103的西侧一端呈放绳状态（这使波纹管13、齿条14向着远离吸光罩22的方向回缩），使得钢丝绳103的东侧一端拉动太阳能板101上与该端相对应的东侧倾斜向下、太阳能板101上与所述东侧相对的西侧倾斜向上，带动太阳能板101绕铰接位置按所述摆动方向摆动，以致太阳光线与太阳能板101时时同步地保持相互垂直的状态，确保太阳能板101达到相应方向摆动的自动逐日目的。

随着太阳的逐渐升高，在太阳能板101进行相应方向摆动的过程中，吸光罩22、容器21逐渐倾斜向下，两者接受的太阳光线会逐步减少，直至两者最终无太阳光线照射，波纹管23和容器21内的气体会逐渐冷凝成液体、压力下降，当波纹管23伸展到一定位置而不再形变、容器21和波纹管23内形成恒定压力时，可将太阳能板101转到接近垂直的位置（即太阳能板101与地面大体相垂直）。

这时，时间为中午，太阳处于正午的位置。吸光罩12、容器11呈垂直向上的状态，接收太阳光线的直射，一方面，太阳光线直接照射到容器11的上侧和容器11内部的液体化学物质上，另一方面，太阳光线还照射到吸光罩12的反光面上，再反射到容器11的下侧和容器11内部的液体化学物质上，经较短时间，就会使液体化学物质的温度迅速升高到相应的沸点，让液体化学物质迅速汽化。

众所周知，液体汽化成气体，其体积膨胀会达到1000倍以上，这样，容器11和波纹管13内气体的压力升高，所述压力大于波纹管23和容器21内气体的压力，容器11内部液体化学物质汽化成的气体会产生强大的推动力，使波纹管13、齿条14向着靠近吸光罩22的方向伸展，传导给与齿条14啮合的齿轮轴16的齿轮段，带动齿轮轴16的齿轮段、轴段同向转动，这样，钢丝绳103的西侧一端呈收绳状态、钢丝绳103的东侧一端呈放绳状态（这使波纹管23、齿条24向着远离吸光罩12的方向回缩），使得钢丝绳103的西侧一端拉动太阳能板101上与该端相对应的西侧倾斜向下、太阳能板101上与所述西侧相对的东侧倾斜向上，带动太阳能板101绕铰接位置按所述摆动方向摆动，以致太阳光线与太阳能板101时时同步地保持相互垂直的状态，确保太阳能板101达到相应方向摆动的自动逐日目的。

随着太阳的逐渐西下，在太阳能板101进行相应方向摆动的过程中，吸光罩12、容器11逐渐倾斜向下，两者接受的太阳光线会逐步减少，直至两者最终无太阳光线照射，波纹管13、容器11内的气体会逐渐冷凝成液体、压力下降，且当波纹管13伸展到一定位置而不再形变、容器11和波纹管13内形成恒定压力时，可将太阳能板101由垂直位置又转到水平位置（即太阳能板101与地面相平行）。这样，当太阳落山、傍晚来临的时候，太阳能板101会自动恢复到初始的水平状态。

可见，太阳能板101可随着太阳的运动而作相应方向的摆动，且太阳能板101所有的时时摆动，均使太阳能板101和太阳光线之间动态地保持90度夹角的垂直状态。

为能简洁说明问题起见，图1中未示出所述的挡板、安全阀、液体化学物质、反光面、太阳及太阳光线。为能清楚说明问题起见，容器11超出吸光罩12的敞口侧，容器21超出吸光罩22的敞口侧。

综上所述，本装置舍弃了现有自动逐日装置较为复杂的光电控制结构，采用简单可靠的机械结构，依靠太阳的热量即可得到驱动，并达到自动逐日目的，使用成本低。

实施例二

参见图2，本装置基于实施例一，另在太阳能板101相对的南北两侧增设一对机械逐日结构，所述机械逐日结构中不再设置太阳能板、太阳能支杆（即共用实施例一中的太阳能板101、太阳能支杆102），其余零部件及零部件相互之间的连接方式与实施例一相同，这里不在赘述。所述零部件包括容器41和容器31、吸光罩42和吸光罩 32、波纹管43和波纹管33、齿条44和齿条34、支撑架45和支撑架35、齿轮轴46和齿轮轴36、钢丝绳106、连接板108、压簧107、两个挡板、两个安全阀，容器41和容器31内均设有一种低汽化点的液体化学物质。本装置使用时，太阳能板101上增设的容器41和容器31分别指向南侧和北侧，使得太阳能板101上有五个受力位置（即：钢丝绳103所形成的东西两端、钢丝绳106所形成的南北四端、太阳能支杆102的上端），让太阳能板101得到东、西、南、北、中五个方向的协同调节，这样，分别指向南北两侧的容器41和容器31也能得到太阳光线的照射，既进一步扩大了本装置的采光面积，同时又进一步提高了本装置的稳定性，换言之，在较大的外力作用下，本装置也不会晃动。

为能简洁说明问题起见，图2中未示出所述的挡板、安全阀、液体化学物质、反光面、太阳及太阳光线。为能清楚说明问题起见，容器11超出吸光罩12的敞口侧，容器21超出吸光罩22的敞口侧，容器31超出吸光罩32的敞口侧，容器41超出吸光罩42的敞口侧。

以上所述的仅是本实用新型的两种实施方式。应当指出，对于本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，还可以作出显而易见的若干变换或替代以及改型，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。比如：

对于实施例一而言，将钢丝绳一分为二，成为东西两侧分置、相互独立的两个钢丝绳也可，两个钢丝绳的上端分别缠绕在东西两侧的两个齿轮轴的轴段上，两个钢丝绳的下端固定在连接板上，两个钢丝绳上端的绕制方向相反；

对于实施例二而言，将增设的那个钢丝绳一分为二，成为南北两侧分置、相互独立的两个钢丝绳也可，所述两个钢丝绳的上端分别缠绕在南北两侧的两个齿轮轴的轴段上，所述两个钢丝绳的下端固定在增设的那个连接板上，所述两个钢丝绳上端的绕制方向相反；

反光面的轮廓形状还可为球缺状、球冠状或其它适宜的形状。

Claims (5)

1.全自动全机械逐日装置，包括一个方形太阳能板，其特征在于：太阳能板的下侧重心位置铰接一个太阳能支杆，太阳能支杆上设有水平连接板，太阳能板上至少任一相对的两侧各设有一个空心吸光罩，两个吸光罩的敞口侧相远离，两个吸光罩的内壁各设有反光面，每个吸光罩的内腔中均设有一个透光的容器，每个容器内均设有一种低汽化点的液体化学物质，每个容器均与一个贯穿相应吸光罩的波纹管联通，每个波纹管处于相应吸光罩外部的那一端均连接一个齿条，每个齿条均沿着一个设在太阳能板下部的支撑架往复运动，太阳能板的下侧对应于两个支撑架处各设有一个与相应齿条啮合的齿轮轴，每个齿轮轴的齿轮段端头与相应支撑架之间均留有转动间隙，每个齿轮轴的齿轮段均与一个相应齿条啮合，钢丝绳的一端缠绕在一个齿轮轴的轴段上，钢丝绳的中部固定在连接板上，钢丝绳的另一端缠绕在另一个齿轮轴的轴段上，钢丝绳两端的绕制方向相反。

2.根据权利要求1所述的全自动全机械逐日装置，其特征在于：每个反光面为双曲面，每个容器均设在相应吸光罩的反光面的焦点处；每个吸光罩的敞口侧均设有一个透光的挡板，将每一容器均封闭在相应的吸光罩内；每个波纹管处于相应吸光罩外部的那一侧均设有一个安全阀。

3.根据权利要求1或2所述的全自动全机械逐日装置，其特征在于：连接板套装在太阳能支杆上，太阳能支杆上设有一个与连接板相配合的压簧。

4.根据权利要求1或2所述的全自动全机械逐日装置，其特征在于：液体化学物质为丙酮或二甲基丁烷。

5.根据权利要求3所述的全自动全机械逐日装置，其特征在于：液体化学物质为丙酮或二甲基丁烷。

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