CN203673360U - 一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置，涉及太阳能应用技术领域。它包括反射板（1）、传感单元（2）和角度调整机构，所述的角度调整机构包括由驱动电机A、传动装置A和驱动电机B、传动装置B构成的控制两个正交方向运动的两组驱动组件；传动装置A和传动装置B均包括主动齿轮、过渡齿轮和从动齿轮，其中，主动齿轮、过渡齿轮和从动齿轮的半径比为1:1:2；所述的传感单元（2）通过支撑杆固定安装于驱动电机B（51）的转动轴上。本实用新型将传动装置A和传动装置B采用相同的模块设计，从而降低了加工工序和生产成本。

Description

一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用技术领域，特别是涉及一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置。

背景技术

太阳能作为一种可再生清洁能源，越来越受到社会各界的普遍关注，其应用范围也更加广泛，例如太阳能热水、太阳能空调、太阳能光伏发电及太阳能光热发电等。针对这些应用，太阳能自动追日技术得到了长足的发展，这为太阳能利用效率的提高做出了很大的贡献。然而，太阳能的应用已逐渐不再局限于阳光直射的范畴，太阳能定向反射技术也逐渐被重视，这对太阳能效率的突破性提高有着至关重要的作用。中国专利申请号201210205805.0公开的“塔式太阳能集热发电系统定日镜自动调整转换控制装置”和中国专利申请号201210205821.X公开的“新型塔式太阳能集热系统定日镜的被动自动跟踪系统”，均记载了一种与反射镜、传感器、运动轴位置有关的系统结构，提出了以邻边等边平行四边形为核心的定向反射装置结构；中国专利申请号201310058179.1公开的“塔式太阳能定日镜圆柱齿轮光线角度转换控制装置”，其记载了如何用齿轮配比结构实现以邻边等边平行四边形为核心的定向反射装置结构；中国专利申请号201310058388.6公开的“塔式太阳能定日镜锥齿轮被动自动追日支架”和中国专利申请号201310058178.7公开的“塔式太阳能定日镜圆柱齿轮被动自动追日支架”，则分别记载了用锥齿轮和柱齿轮两种具体的齿轮配比结构实现定向反射功能；中国专利申请号201220613868.5公开的“一种太阳光定向反射装置”，记载了一种用撑杆电机和旋转电机与锥齿轮和带螺纹外壳的撑杆配合来实现旋转和俯仰双向运动的定向反射机制。如何应用现有自动追日技术实现一种结构简单、成本低廉、易于实现的定向反射结构，正是本实用新型研究的出发点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于利用现有的自动追日技术，研究出一种结构简单、加工方便且易于实现的基于齿轮配比结构的日光定向反射装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置，它包括反射板和传感单元，它还包括角度调整机构；

所述的角度调整机构包括安装于支撑托板支架A上的旋转轴A、通过支架B与旋转轴A固定连接的旋转托板A和通过传动装置A驱动旋转轴A旋转的驱动电机A，传动装置A包括依次啮合传动的主动齿轮A、过渡齿轮A和从动齿轮A，主动齿轮A固定安装于驱动电机A的转动轴上，从动齿轮A固定安装于旋转轴A上，主动齿轮A、过渡齿轮A和从动齿轮A的半径比为1:1:2；所述的角度调整机构还包括安装于旋转托板A支架C上的旋转轴B、通过支架D与旋转轴B固定连接的旋转托板B和通过传动装置B驱动旋转轴B旋转的驱动电机B，传动装置B包括依次啮合传动的主动齿轮B、过渡齿轮B和从动齿轮B，主动齿轮B固定安装于驱动电机B的转动轴上，从动齿轮B固定安装于旋转轴B上，主动齿轮B、过渡齿轮B和从动齿轮B的半径比为1:1:2。

进一步的，所述的传感单元通过支撑杆固定安装于驱动电机B的转动轴上，所述的传感单元由两组分别与旋转托板A和旋转托板B转动方向一致的相反朝向上的两对光敏器件组成。

进一步的，所述的一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置，它还包括由固定撑杆、可调撑杆和固定安装于可调撑杆顶部的固定托板构成的目标水平方向手动对准组件，以及由通过回转轴与固定托板可旋转连接的支撑托板和可实现支撑托板绕回转轴旋转的支撑丝杆A及支撑丝杆B构成的目标竖直方向手动对准组件； 

所述的目标水平方向手动对准组件的可调撑杆包括固定安装于其底部的法兰盘A，其中的固定支撑杆包括固定安装于其顶部的法兰盘B，法兰盘A上均匀设置有4个45°弧形槽，法兰盘B上均匀设有与法兰盘A上弧形槽相匹配的八个螺孔，法兰盘A和法兰盘B通过螺钉螺母固定连接；

所述的目标竖直方向手动对准组件的支撑丝杆A和支撑丝杆B均包括销钉、丝杠、螺母A、螺母B、鱼眼轴承和滚珠轴承，丝杠的一端通过销钉固定安装在固定托板的边缘，丝杠的另一端依次贯穿螺母A、鱼眼轴承和螺母B，鱼眼轴承侧面安装有连接轴，连接轴通过滚珠轴承安装于支撑托板的边缘。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：通过目标手动对准机构使旋转轴A对准目标，再通过由驱动电机A和传动装置A构成的驱动机构使传感单元2的支撑杆平行于日光源入射方向与旋转轴A形成的平面，进一步通过由驱动电机B和传动装置B构成的驱动机构使传感单元支撑杆与日光源入射方向一致，而齿轮的配比结构使得日光源入射方向与旋转轴的平分线方向为反射板的法线方向，即日光源通过反射板将光线反射到目标区域。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型的角度调整机构的结构示意图；

图3为本实用新型的目标对准组件的部分示意图；

图中，1-反射板，2-传感单元，3-固定支撑杆，11-可调撑杆，12-固定托板，21-支撑丝杆A，22-支撑丝杆B，23-支撑托板，24-回转轴，31-旋转托板A，32-旋转托板B，33-旋转轴A，34-旋转轴B，41-驱动电机A，42-主动齿轮A，43-过渡齿轮A，44-从动齿轮A，51-驱动电机B，52-主动齿轮B，53-过渡齿轮B，54-从动齿轮B，221-销钉，222-丝杆，223-螺母A，224-鱼眼轴承，225-螺母B，226-滚珠轴承。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1-3所示，一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置，它包括反射板1和传感单元2，它还包括角度调整机构；

所述的角度调整机构包括安装于支撑托板23支架A上的旋转轴A33、通过支架B与旋转轴A33固定连接的旋转托板A31和通过传动装置A驱动旋转轴A33旋转的驱动电机A41，传动装置A包括依次啮合传动的主动齿轮A42、过渡齿轮A43和从动齿轮A44，主动齿轮A42固定安装于驱动电机A41的转动轴上，从动齿轮A44固定安装于旋转轴A33上，主动齿轮A42、过渡齿轮A43和从动齿轮A44的半径比为1:1:2；所述的角度调整机构还包括安装于旋转托板A31支架C上的旋转轴B34、通过支架D与旋转轴B34固定连接的旋转托板B32和通过传动装置B驱动旋转轴B34旋转的驱动电机B51，传动装置B包括依次啮合传动的主动齿轮B52、过渡齿轮B53和从动齿轮B54，主动齿轮B52固定安装于驱动电机B51的转动轴上，从动齿轮B54固定安装于旋转轴B34上，主动齿轮B52、过渡齿轮B53和从动齿轮B54的半径比为1:1:2；所述的反射板1固定安装在旋转托板B32上。

进一步的，所述的传感单元2通过支撑杆固定安装于驱动电机B51的转动轴上，所述的传感单元2由两组分别与旋转托板A31和旋转托板B32转动方向一致的相反朝向上的两对光敏器件组成。

进一步的，所述的一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置，它还包括由固定撑杆3、可调撑杆11和固定安装于可调撑杆顶部的固定托板12构成的目标水平方向手动对准组件，以及由通过回转轴24与固定托板12可旋转连接的支撑托板23和可实现支撑托板23绕回转轴24旋转的支撑丝杆A21及支撑丝杆B22构成的目标竖直方向手动对准组件； 

所述的目标水平方向手动对准组件的可调撑杆11包括固定安装于其底部的法兰盘A，其中的固定支撑杆3包括固定安装于其顶部的法兰盘B，法兰盘A上均匀设置有4个45°弧形槽，法兰盘B上均匀设有与法兰盘A上弧形槽相匹配的八个螺孔，法兰盘A和法兰盘B通过螺钉螺母固定连接；

所述的目标竖直方向手动对准组件的支撑丝杆A21和支撑丝杆B22均包括销钉221、丝杠222、螺母A223、螺母B225、鱼眼轴承224和滚珠轴承226，丝杠222的一端通过销钉221固定安装在固定托板12的边缘，丝杠222的另一端依次贯穿螺母A223、鱼眼轴承224和螺母B225，鱼眼轴承224侧面安装有连接轴，连接轴通过滚珠轴承226安装于支撑托板23的边缘。

首先，通过旋转可调撑杆11使旋转轴A33在水平方向上对准反射光线接收目标中心，再通过螺钉螺母连接法兰盘A上的弧槽和法兰盘B上的螺孔，固定旋转轴A33的水平方向；接着，通过支撑丝杆A21和支撑丝杆B22的长度调节实现旋转轴A33在竖直方向上对准反射光线接收目标中心，以支撑丝杆A21为例，其长度调节的实现为：它包括销钉 221、丝杆222、螺母A223、鱼眼轴承224、螺母B225及滚珠轴承226，由螺孔和销钉221与滚珠轴承226和鱼眼轴承224实现丝杆222长度调节中与固定托板12和支撑托板23的转动自由度，由螺母A223和螺母B225实现丝杆222长度的固定，由此完成了旋转轴A33对反射光线接收目标中心的精确对准。

进一步的，装置通过传感单元2和两组驱动装置的配合实现反射板1的定向反射。传感单元2由两组分别与旋转托板A和旋转托板B转动方向一致的相反朝向上的两对光敏器件组成，这两组光敏器件分别决定驱动电机A41和驱动电机B51的旋转方向，从而决定旋转轴A33和旋转轴B34的旋转方向及旋转托板A31和旋转托板B32的转动方向。其中，传动装置A和传动装置B由两个完全相同的模块构成，均包括主动齿轮、过渡齿轮和从动齿轮，且主动齿轮、过渡齿轮和从动齿轮的半径比为1:1:2，过渡齿轮实现主动齿轮和从动齿轮转动方向的一致性。首先，由驱动电机A41带动旋转托板A31及其上的所有结构绕着旋转轴A33一起转动，实现传感单元2的支撑杆平行于日光源入射方向与旋转轴A形成的平面；进一步的，由驱动电机B51带动传感单元2随着驱动电机B51的转动轴转动、旋转托板B32及其上的反射板绕着旋转轴B34转动，最终使传感单元2的支撑杆与日光源入射方向一致。由于传感单元2的支撑杆固定于驱动电机B51的转动轴上，与主动齿轮A52同步运转，而支撑反射板1的旋转托板B32的垂直支架D固定安装于与从动齿轮B54固定的旋转轴B34上，而主动齿轮B52与从动齿轮B54的半径比为1:2，过渡齿轮B53实现两者旋转方向的一致性，因此，传感单元2与反射板1各自的垂直支撑结构转动的角度比为2:1，且方向一致。当传感单元2的支撑杆与日光源入射光方向一致时，由于旋转轴A33始终对准反射光线接收目标中心，旋转托板B32的垂直支架D代表的方向即为入射光线与旋转轴A33的角平分线方向，而垂直支架D代表了反射板1的法线方向，则旋转轴A33代表了反射光线方向，即反射板1实现了将光线反射到反射光线接收目标区域。 

Claims (3)

1.一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置，它包括反射板（1）和传感单元（2），其特征在于：它还包括角度调整机构；

所述的角度调整机构包括安装于支撑托板（23）支架A上的旋转轴A（33）、通过支架B与旋转轴A（33）固定连接的旋转托板A（31）和通过传动装置A驱动旋转轴A（33）旋转的驱动电机A（41），传动装置A包括依次啮合传动的主动齿轮A（42）、过渡齿轮A（43）和从动齿轮A（44），主动齿轮A（42）固定安装于驱动电机A（41）的转动轴上，从动齿轮A（44）固定安装于旋转轴A（33）上，主动齿轮A（42）、过渡齿轮A（43）和从动齿轮A（44）的半径比为1:1:2；所述的角度调整机构还包括安装于旋转托板A（31）支架C上的旋转轴B（34）、通过支架D与旋转轴B（34）固定连接的旋转托板B（32）和通过传动装置B驱动旋转轴B（34）旋转的驱动电机B（51），传动装置B包括依次啮合传动的主动齿轮B（52）、过渡齿轮B（53）和从动齿轮B（54），主动齿轮B（52）固定安装于驱动电机B（51）的转动轴上，从动齿轮B（54）固定安装于旋转轴B（34）上，主动齿轮B（52）、过渡齿轮B（53）和从动齿轮B（54）的半径比为1:1:2。

2.根据权利要求1所述的一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置，其特征在于：传感单元（2）通过支撑杆固定安装于驱动电机B（51）的转动轴上，所述的传感单元（2）由两组分别与旋转托板A（31）和旋转托板B（32）转动方向一致的相反朝向上的两对光敏器件组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于齿轮配比结构的日光定向反射装置，其特征在于：它还包括由固定撑杆(3)、可调撑杆(11)和固定安装于可调撑杆顶部的固定托板(12)构成的目标水平方向手动对准组件，以及由通过回转轴(24)与固定托板(12)可旋转连接的支撑托板(23)和可实现支撑托板(23)绕回转轴(24)旋转的支撑丝杆A(21)及支撑丝杆B(22)构成的目标竖直方向手动对准组件； 

所述的目标水平方向手动对准组件的可调撑杆(11)包括固定安装于其底部的法兰盘A，其中的固定支撑杆（3）包括固定安装于其顶部的法兰盘B，法兰盘A上均匀设置有4个45°弧形槽，法兰盘B上均匀设有与法兰盘A上弧形槽相匹配的八个螺孔，法兰盘A和法兰盘B通过螺钉螺母固定连接；

所述的目标竖直方向手动对准组件的支撑丝杆A（21）和支撑丝杆B（22）均包括销钉（221）、丝杠（222）、螺母A（223）、螺母B（225）、鱼眼轴承（224）和滚珠轴承（226），丝杠（222）的一端通过销钉（221）固定安装在固定托板（12）的边缘，丝杠（222）的另一端依次贯穿螺母A（223）、鱼眼轴承（224）和螺母B（225），鱼眼轴承（224）侧面安装有连接轴，连接轴通过滚珠轴承（226）安装于支撑托板（23）的边缘。

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