CN2103774U - 簧盘多能自动跟日机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种运转流畅速度均匀平稳 地自动跟踪太阳时角，并能跟踪太阳赤纬的双轴跟日 装置。对各中小型采能器，无论重量形状如何或光斑 动否都能运载。用于集热、泵水、造氢、致冷、阳光发 动机和发电等各处。能多样跟踪。它用弹簧作储能 和动力元件，通过变速系统和滤力器连于控制部件， 实现广义时角自动跟踪。广义赤纬跟踪是按精度和 比例要求每隔1日或数日调整一下蜗杆的啮合位 置。

Description

簧盘多能自动跟日机属于一种承载采能器的利用太阳能的自动跟日装置。

在利用太阳能的自动跟日装置方面，至今通用的多是计算机程控式，或传感式，或阴影跟踪式等，这些双轴跟踪装置，虽各有优点，但普遍存在的问题是：成本高，要用1个或几个驱动电机，既耗电，还要受有电无电的制约；在涉及利用采能器和托架的重量来辅助马达拖动时，还要受纬度限制，或要求拖架和采能器对于转轴具有严格的静平衡，或要附加很重的配重物，故使成本和自重进一步增加，难以普及到家用采能器上。

不用电的自动跟日器，如液压式、压差式、浮力式、重锤式、沙漏式等等，虽有成本低不用电之优点，但它们的跟踪动力都是直接或间接的完全依靠重力，故受地理纬度局限性大，适用地区小，所占空间和自重大，安装和使用不便（例如难以安装于阳台上），难以承载偏心重量大的采能器，另外，它们一般都是单轴跟踪，误差大，致使采能器的聚光倍数小；又因躯动力小，故其运转不灵，抗风干扰力差，特别是在沙漠和高山上难用。

中国专利中给出了本人所发明的多功能弹簧自动跟日器，在一定范围内使用时能克服上述缺点，但不足之处是采用了杠板部件和除主控部件之外的辅控部件，因而体积和重量还是不太小，并且在承载重量较大的采能器时，弹簧出力的不均匀性显得很突出，造成运转不流畅和速度起伏偏差较大。

本实用新型的任务就是要解决上述问题，克服其缺点，提供一种在体积小、自重轻、成本低、载重大的条件下，能够运转流畅，速度均匀平稳地以多种方式自动跟踪太阳时角，并能跟踪太阳赤纬的双轴跟日装置。

本实用新型的实现方法和原理为：实现广义时角自动跟踪是用弹簧（扭簧或拉压簧或蜗卷弹簧或空气弹簧等等）作为储能和动力元件，用变速系统和滤力器来克服弹簧出力的不均匀性，控制部件可采用计时仪器。广义赤纬跟踪是按精度和比例要求每隔一日或数日，把蜗杆在蜗扇上的啮合位置高速一下来实现。

附图为本实用新型的实施例之一，其中图1为主视图，图2为侧视图，现以此例，说明自动跟踪原理。

图示为假定在赤道上的中午时的情况。若在早晨需起动时，可搅动手柄25，使托架21沿着与图2中箭头相反的方向转向东方，即图2的左方，使阳光垂直照于托架平面，则套在导杆19上的弹簧23因变形而储存了能量，当卸去手柄25（不卸也可）及搅动力后，弹簧23的恢复力就对结簧组件22施以沿箭头方向的恢复力矩，因结簧组件22是固定在主轴5上的，故主轴5受到沿图2箭头方向的动力矩，并且，此动力矩将作用到整个主轴部件上，因为主轴部件就是由固定在主轴5上的主力轮4、蜗扇2、托架支板20和结簧组件22构成的。弹簧的一端固定在结簧组件22上，另一端固定在总支架上的其中一个代表边24上。弹簧部件包含动力弹簧，（拉压簧或扭簧或蜗卷弹簧或空气弹簧等等）并包含能使弹簧在其工作过程中的形状与恢复力矩的方向这两方面，按照所需变化过程而变化的元件构成，例如本实施例中的动力弹簧23及其导杆19和接头等。总之，弹簧部件是用于储能，并给主轴部件时刻提供在方向和数值上符合其所需的恢复力矩的部件。赤纬跟踪部件包括赤纬轴1、蜗杆3及托架21。赤纬轴穿在左右两个托架支板20中，在托架上装有蜗杆3（图1），蜗杆3和蜗扇2啮合，所以托架是被蜗扇2和赤纬轴1承担，亦即由主轴5运载。赤纬跟踪就是依所需跟踪精度和种类的要求，每隔1日或隔数日，把蜗杆在蜗扇上的啮合位置调整一下。这当然可在本装置的起动时间里非常方便而快捷地顺便进行，因本装置需每天起动1次。当托架及所载采能器偏向东方时，其加在主轴5上的重力矩的方向和弹簧23的恢复力矩的方向（图2箭头方向）相反，但因按需要可装一个或多个弹簧部件，它们的合恢复力矩比前述的重力矩大许多，所以这两种力矩的总的合力矩（以下简称总合力矩）使托架及其所载采能器发生沿图2箭头方向的由东向西的运转。至于其转速则要受到控制部件9的控制，下面详述之。

在图1中，由主力轮4到控制部件的接外齿轮10之间的各传动环节上，可以或多或少的混合着变速系统的成份，图1的15是变速系统的轮轴代表，主力轮4通过轮轴组15把总合力矩传到传力轴14上，传力轴14上固定着轴插板18，轴插板18的作用力由传力弹簧17和接力组件13共同承受，一方面弹簧17通过挡块16的下部把力矩传给滤力轮8，此因挡块16的上部和下部（也可作成两个挡块）都是固定在滤力轮8上的，滤力轮8通过与之相啮合的控制部件的接外齿轮10把力信号传到控制部件9的内部，从而接受控制部件对它的速度控制，控制部件可以是计时仪器或其它速度控制器，另方面，轴插板18通过接力组件13把剩余的力传给传板11，然后传板11通过几个（而不是1个）可在分力盘的周壁上运动的有轴的轮子（它们以图1的6为代表），把此力矩传给分力盘12和总支架而抵消。这是因为接力组件13在工作时是固定在传板11上的，以图中的6为代表的可在分力盘周壁上运动的几个轮子的轴都是由传板11支持着的；以销杆7为代表的1个或几个销杆，都是由滤力轮8支持着的，滤力轮通过这1个或几个销杆以可活动的方式把传板11连接起来，传板11能和滤力轮一起转动；分力盘的周壁的内表面和外表面都是全园周或部分园周的同心园柱面，它是被固定在总支架上的，它的中心和传力轴14的中心重合，当它的周壁是全园周时，其外围必是封闭的，所以是套在传力轴上的；在其它情况下，它可以套在或骑在（两者接触部分不闭合）或跨在（两者不接触，分力盘为扇形）传力轴上。总支架（图2中的24是它的代表边之一，其余类推）是固定在地面或阳台或屋顶上的。传力弹簧17所传给挡块16的力的量值取决于它在工作状态时的长度，由于轴插板对于传力轴和接力组件13同时接触着，所以弹簧17的长度不变，即传给控制部件的力是恒定的，使控制部件及其接外齿轮有恒定的角速度，这就保证了主轴5的转速均匀，在一定范围内不受总合力矩的变化或风干扰的影响。

当托架过正中位置而偏西时，重力矩改变方向，重力矩的大小和此偏西角及纬度有关。为了使起动力矩不致过大，应把弹簧的中性面（即弹簧形变为零的面）安排在对应于托架的适当的偏西角上，当托架超过此角时，弹簧的恢复力矩也改变方向，总合力矩却是始终沿图2中箭头方向。到傍晚跟踪结束时，托架自动停止，以备次日再起动。

本实用新型可有多种用途，对于各种采能器，无论形状是否对称，重量较大较小，重心位置高低，光斑动与不动，本装置都能运载。例如，若要运载采光面积可变，光斑不动的定日镜，可调整变速系统中某个环节上的传动副，使主轴的转速与太阳在赤经方向的角速度之比为1：2。这已非普通的时角跟踪，故总名为广义时角跟踪。若要运载采光面积不变，光斑不动的采能器，可使托架绕赤纬轴的角位移的调整量与太阳赤纬运动的对应时段中的角位移之比为1：2。这已非普通的赤纬跟踪，故总名为广义赤纬跟踪。又如，若要用于太阳能制氢或制蒸馏水以作高级矿泉水或磁化医疗保健水，则其聚光镜和制作用具可用本装置一并承载。

本装置的滤力轮8与控制部件的接外齿轮10是可分离可啮合的，因此若需要进行多样方式跟踪，例如差距跟踪，或为了调整目的而使托架快进一角度，或要使托架停在所需方位上等等，都是可通过这种离合操作并与手柄25配合而实现的。

本实用新型的优点为：（1）对各种中型或小型采能器，无论重量较大较小，重心位置高低，形状是否对称，光斑动与不动皆能运载；（2）运转流畅，速度均匀平稳，故能提高跟踪精度；（3）体积小，自重轻，成本低，无论地面、阳台、屋顶等，皆可安装；（4）不用煤、电、石油等常规能源；（5）起动轻快，操作简便，一天只需起动一次（时刻不限），无隔日积累误差；（6）具有多样跟踪方式和多种功能；（7）抗风干扰能力强，因此，即若在沙漠和高山上也能用；（8）不受一日间阴晴多变天气的影响；（9）能适用于世界各地。

本实用新型和其他实用新型一样，并不局限于所公开的实施例，因为根据专利法律，本实用新型仅由其权利要求书决定。

Claims (4)

1、一种簧盘多能自动跟日机，包括广义时角跟踪系统和广义赤纬跟踪组件，其特征为：

(1)所述广义时角跟踪系统包括主轴部件、一个或多个变速传动副、一个或多个滤力器、一个或多个动力弹簧部件、控制部件及操纵部件；

(1.1)所述主轴部件包括主轴和在主轴上固定连接着的蜗扇、主力轮、两个托架支板、一个或多个结簧组件；

(1.2)所述动力弹簧部件是能够储藏能量的并给主轴部件时刻提供在方向和数值上符合其所需的恢复力矩的部件，它包括能产生恢复力的弹簧及其接头，还包括能保证弹簧运行路线的导杆或导管或心轴；

(1.3)所述滤力器包括传板、分力盘、滤力轮和由它所支持着的一个或几个销杆与挡块、传力轴、轴插板、弹簧、接力组件和超过一个的有轴的运动轮即轴轮器件构成，所述滤力轮以可活动的方式套在传力轴上，所述轴插板固定于传力轴上并与之相平行，所述每个轴轮器件都可沿分力盘的周壁运动并由传板支持，所述弹簧的一端接挡块，另一端接轴插极，所述一个或几个销杆用于以活动方式连接传板，所述接力器件是在工作时被固定在传板上的能够刚性传力的器件，它是和轴插板可接触可分离的，所述轴插板一方面和所述弹簧与接力器件相对，另方面和所述挡块的另一部分或固定在滤力轮上的另一挡块相对，所述分力盘和传板是关于所述传力轴的包容件；

(2)所述广义赤纬跟踪组件，包括托架与赤纬轴和蜗杆，托架一方面利用赤纬轴与前述主轴部件中的两个托架支板铰接，另方面利用连接在它上面的蜗杆与前述蜗扇啮合。

2、据权利要求1所述的簧盘多能自动跟日机，其特征是：所述分力盘周壁的内、外表面为全园周或部分园周的同心园柱面。

3、据权利要求1所述的簧盘多能自动跟日机，其特征是：分力盘对传力轴可以是全环绕封闭式的套在其上，或相接触而部分包围式的骑于其上，或不相接触而部分包围式的跨于其上。

4、据权利要求1所述的簧盘多能自动跟日机，其特征是：传板对传力轴可以是封闭的全环绕式套于其上，或相接触而部分包围式的骑于其上，或不相接触而部分包围式的跨于其上。

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