WO2016165407A1 - 一种旋转立柱 - Google Patents

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Abstract

一种旋转立柱,包括底座(1)、上壳体(2)、下壳体(3),其中,上、下壳体以及底座均上下延伸并且上壳体(2)和下壳体(3)中空,上壳体(2)可相对于下壳体绕其中心上下延伸的轴向转动,上壳体(2)的顶部连接有旋转轴(5),下壳体(3)上设有第一输入轴(21)和第二输入轴(22),上壳体(2)和下壳体(3)内设有第一传动装置和第二传动装置,第一输入轴(21)连接第一传动装置进而驱动上壳体(2)相对于下壳体(3)的转动,第二输入轴(22)连接第二传动装置进而驱动旋转轴(5)绕其自身横向设置的轴转动。该旋转立柱能够使得利用其的太阳能装置具有更好的太阳能转换和利用效率,并且结构紧凑,设计合理,易于控制。

Description

一种旋转立柱 技术领域
本发明涉及一种用以支撑物件的立柱,特别是涉及一种旋转立柱。
背景技术
太阳能作为一种可再生的绿色环保的能源使用十分广泛,在太阳能利用系统中,太阳能板的安装方向直接影响着太阳能的利用率。目前太阳能板的安装方向一般是根据当地的日照情况进行固定安装,因此绝大部分时间太阳光线与太阳能板的向光面并不垂直,太阳能的利用和转换效率较低。因此,为了提高太阳能的利用效率和转换效率,设计了一些可以自动跟踪太阳光线的太阳能板,使太阳光线能够尽可能垂直射向太阳能板。这类技术大致分为两类:一类是利用光敏电阻、光敏二极管、光线传感器等,配合相应的信号处理电路感知光线的方向,然后根据光线的大致方向利用电机调整太阳能板的方向,如中国专利公告号CN201340099Y所公开的一种储热式自动跟踪太阳能灶,太阳能灶下设有仰角调节架,升降控制电机和仰角调节架连接控制太阳能灶的角度;另一类技术是记录当地太阳运动的轨迹,然后根据记录的信息按太阳的轨迹自动进行太阳能板的调整,如中国专利公开号CN101609311A所公开的一种主动式太阳能跟踪方法及装置。
但是不管是哪一类能够自动跟踪太阳的系统,都仅仅只能实现太阳能板在两个方向上的转动调节,即太阳能板不能真正做到无死角跟踪太阳光的效果,因此,其利用太阳能的效率仍然较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现多个方向的转动调节、并且能够实现较高承重的旋转立柱。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种旋转立柱,包括位于底部的底座,以及固定于底座上的下壳体,以及连接于下壳体上的上壳体,所述上、下壳体以及底座均上下延伸并且所述上壳体和下壳体中空,其特征在于:所述上壳体可相对于下壳体绕其中心上下延伸的轴向转动,所述上壳体的顶部连接有横向延伸的旋转轴,所述下壳体上分别设有第一输入轴和第二输入轴,所述第一输入轴和第二输入轴分别连接外界的驱动机构,所述上壳体和下壳体内设有第一传动装置和第二传动装置,所述第一输入轴连接第一传动装置进而驱动上壳体相对于下壳体的转动,所述第二输入轴连接第二传 动装置进而驱动所述旋转轴绕其自身横向设置的轴转动。
优选地,所述下壳体的中心设有一与其同轴设置的中心柱,所述上壳体与所述中心柱固定连接,所述第一传动装置驱动所述中心柱绕其自身的轴向转动,进而带动所述上壳体的转动。
优选地,所述第一传动装置包括固定套于所述中心柱的底部外侧的中心齿轮,所述第一输入轴受外界驱动装置的驱动而绕其自身横向设置的轴转动进而带动所述中心齿轮转动。
优选地,所述第一输入轴的内侧端上固定套有第一小齿轮,所述第一小齿轮与第二小齿轮啮合,并且两者的轴向平行,所述第二小齿轮同轴固定有一蜗杆,所述蜗杆啮合一涡轮,所述涡轮的轴上固定连接一同轴的第一锥形齿轮,所述第一锥形齿轮啮合一第二锥形齿轮,该第二锥形齿轮同轴连接多个依次连接的万向节,最底部的万向节上固定连接有轴向上下延伸的驱动齿轮,所述驱动齿轮与中心齿轮啮合。
优选地,所述第二传动装置包括固定套接在所述第二输入轴的内侧端上的第一小齿轮,所述第一小齿轮与第二小齿轮啮合,并且两者的轴向平行,所述第二小齿轮同轴固定有一蜗杆,所述蜗杆啮合一涡轮,所述涡轮的轴上固定连接一柔性轴,所述柔性轴的另一端固定连接一轴向横向延伸的驱动蜗杆,该驱动蜗杆啮合一轴向横向设置的驱动涡轮,所述驱动涡轮的轴上固定套有第一链轮,所述旋转轴的中新固定套有一与其同轴的第二链轮,一链条同时套于所述第一链轮与第二链轮上。
作为本发明的另一实施方式,所述柔性轴也可以是多个万向节依次连接。
为了使链条的传动更加平稳可靠,所述上壳体内位于链条的中间位置设有辅助齿轮,所述辅助齿轮与链条相啮合。
为了使安装与旋转立柱上的部件的重量不影响旋转立柱的转动,所述中心柱的外侧套有两个上相间隔并且相对设置的推力轴承,所述中心立柱通过所述两个推力轴承连接至所述下壳体。
与现有技术相比,本发明的优点在于:该旋转立柱不但能够实现连接于其上的太阳能板或者太阳能模块的多个方向的角度,而且即使太阳能板或者太阳能模块的重量较重,也能够不影响其转动,使得该旋转立柱能够承受较重的重量。该旋转立柱能够使得利用其的太阳能装置具有更好的太阳能转换和利用效率,并且结构紧凑,设计合理,易于控制。
附图说明
图1为本发明实施例的旋转立柱与太阳能板模块相连接的示意图。
图2为本发明实施例的旋转立柱立体示意图。
图3为本发明实施例的旋转立柱的部分示意图(除去上、下壳体)。
图4为本发明实施例的旋转立柱另一个方向的部分示意图(除去上、下壳体)。
图5为图2中旋转立柱的部分剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1-5所示,为本发明旋转立柱的一个优选实施例,该旋转立柱包括位于底部的底座1、固定于底座1上的下壳体2、连接于下壳体2上的上壳体3;
其中,下壳体2上壳体3均上下延伸,与底座1同向延伸,并且上壳体和下壳体均中空两者相互连通,下壳体2的内部中心设有一上下延伸的与下壳体2同轴的中心柱4,上壳体3与中心柱4相互固定,并且可与中心柱4绕中心柱4上下延伸的轴向旋转,即上壳体3可相对于下壳体2绕其中心上下延伸的轴向转动。
所述上壳体3的顶部中心插入有一横向延伸的旋转轴5,旋转轴5的两端伸出于上壳体3的顶部两端,并且该旋转轴5可绕其横向延伸的轴向转动。上壳体3的顶部可以连接太阳能板或者太阳能模块等部件,使得太阳能板或者太阳能模块能够与旋转轴5同向绕横向延伸的轴转动。并且也可以随着上壳体3绕下壳体2内的中心柱4上下延伸的轴向转动,进而实现太阳能板和太阳能模块的在多个方向上的转动调节,使得太阳能板或者太阳能模块能够更加好地自动追踪太阳光线,提高太阳能的利用和转换效率。
如图2-4所示,所述下壳体2的左右两侧分别设有两个输入轴,为第一输入轴21和第二输入轴22,该第一输入轴21和第二输入轴22分别与外界的驱动机构的输出轴连接,进而分别转动,该第一输入轴21通过第一传动装置带动中心柱4的转动,该第二输入轴22通过的第二传动装置带动旋转轴5的转动。
所述中心柱4外侧固定套有一中心齿轮41,第一输入轴21通过外接的驱动机构驱动而转动,进而通过多个齿轮传动驱动该中心齿轮41转动,使得中心柱4带动上壳体3绕其中心轴转动。该第一输入轴21的内侧端上固定套有第一小齿轮61,该第一小齿轮61的轴向与该第一输入轴21的轴向相同,第一小齿轮61与一第二小齿轮62啮合配合,并且两者轴向平行,两者的轴向与第一输入轴21的轴向也平行,该第二小齿轮62的轴向上同轴固定蜗杆63,该蜗杆63啮合一位于蜗杆63上方的涡轮64,该涡轮64的轴上固定连接一同轴的第一锥形齿轮65,该第一锥形齿轮65啮合一第二锥形齿轮66,该第一锥形齿轮65与第二锥形齿轮66的轴向垂直,该第二锥形齿轮66的轴向上下延伸,并且其同轴连接多个依次连接万向节67,最底部的万向节67上固定连接有轴向同样上下延伸的驱动齿轮68,该驱动齿轮68与中心齿轮41啮合,进而第一输入轴21的转动带动该中心齿轮41的转动。
本领域技术人员可以通过合理设计需要的传动比,进而采用增减上述齿轮的方式来进行调整上述传动机构,也可以采用其他常用的传动部件,不一定要采用上述这样的多个齿轮和蜗轮蜗杆的连接结构。上述多个在第一输入轴21和中心齿轮41之间的多个传动 部件以及该中心齿轮41即为该第一传动装置,该第一传动装置位于该下壳体2内,并且如图2所示,该下壳体2包括位于上壳体3的下部两侧的两侧部分25,该第一传动装置位于该两侧部分25内,该两侧部分与下壳体2的主体部分相连接,并且也相对于底座1固定。该中心齿轮41以及驱动齿轮68位于下壳体2内。
该第二输入轴22的内侧端上固定套有第一小齿轮61,第一小齿轮61与一第二小齿轮62啮合配合,该第二小齿轮62的轴向上同轴固定蜗杆63,该蜗杆63啮合-涡轮64,该第一、第二小齿轮和螺杆以及涡轮也部分位于该上壳体3的下部两侧的两侧部分25内部分位于下壳体2的主体部分内。
该涡轮64的轴上固定连接一柔性轴7,或者该柔性轴7也可以由多个依次连接的万向节构成。该柔性轴7的另一端固定连接一轴向横向延伸的驱动蜗杆71,该驱动蜗杆71的上方啮合一轴向横向设置的驱动涡轮72,该驱动涡轮72的轴73上固定套有第一链轮74,该第一链轮74的外侧套有与其配合的链条75,位于上壳体3的顶部的旋转轴5的中心固定套有一与其同轴的第二链轮51,链条75的另一侧套于所述第二链轮51上。因此,该第二输入轴22的转动可以通过上述的传动装置驱动该旋转轴5的转动。上述第二输入轴和旋转轴5之间的各个传动部件,即为所述第二传动装置。上述柔性轴7的两端分别位于下壳体2和上壳体3内,并且中间部分位于上、下壳体外,该驱动螺杆71、第一、第二链轮和链条75均位于上壳体3内。该上壳体3位于该链条75上下延伸的中间部分连接有两个辅助齿轮31,该辅助齿轮31与链条75啮合匹配,使得该链条75的运动更加有序平稳。
该旋转轴5的两个外侧端分别固定套有连接块55,该连接块可用于连接外界的连接杆,该上壳体3的顶部设有两块相对的连接板35,该连接板35之间可以铰接外界的连接柱,使得连接杆和连接柱驱动板状的太阳能板或者太阳能模块转动。
因此连接在上壳体3上的外界的太阳能板或者太阳能模块的重量能够压在上壳体3上,上壳体3与中心柱4固定连接,并且中心柱4外侧套有两个上下间隔并且相对设置的推力轴承8,并且中心柱4通过该两个推力轴承8连接至下壳体2上,进而使得施加在上壳体3上的外界的太阳能板或者太阳能模块的重量均可通过推力轴承8传递于下壳体2上,进而传递至立柱1,这样,使得外界的太阳能板或者太阳能模块的重量不会影响上壳体3和中心柱4绕其自身中心轴的转动,使得该旋转立柱的转动更加顺畅。
该旋转立柱不但能够实现连接于其上的太阳能板或者太阳能模块的多个方向的角度,而且即使太阳能板或者太阳能模块的重量较重,也能够不影响其转动,使得该旋转立柱能够承受较重的重量。该旋转立柱能够使得利用其的太阳能装置具有更好的太阳能转换和利用效率,并且结构紧凑,设计合理,易于控制。
尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例,但是应该清楚地理解,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

  1. 一种旋转立柱,包括位于底部的底座(1)、固定于底座(1)上的下壳体(2)、连接于下壳体(2)上的上壳体(3),其中,所述上、下壳体以及底座均上下延伸并且所述上壳体(3)和下壳体(2)中空,其特征在于:
    所述上壳体(3)可相对于下壳体(2)绕其中心上下延伸的轴向转动,所述上壳体(3)的顶部连接有横向延伸的旋转轴(5);
    所述下壳体(2)上分别设有第一输入轴(21)和第二输入轴(22),所述第一输入轴(21)和第二输入轴(22)分别连接外界的驱动机构,所述上壳体(3)和下壳体(2)内设有第一传动装置和第二传动装置,所述第一输入轴(21)连接第一传动装置进而驱动上壳体(3)相对于下壳体(2)的转动,所述第二输入轴(22)连接第二传动装置进而驱动所述旋转轴(5)绕其自身横向设置的轴转动。
  2. 如权利要求1所述的旋转立柱,其特征在于:所述下壳体(2)的中心设有一与其同轴设置的中心柱(4),所述上壳体(3)与所述中心柱(4)固定连接,所述第一传动装置驱动所述中心柱(4)绕其自身的轴向转动,进而带动所述上壳体(3)的转动。
  3. 如权利要求2所述的旋转立柱,其特征在于:所述第一传动装置包括固定套于所述中心柱(4)的底部外侧的中心齿轮(41),所述第一输入轴(21)受外界驱动装置的驱动而绕其自身横向设置的轴转动进而带动所述中心齿轮(41)转动。
  4. 如权利要求3所述的旋转立柱,其特征在于:所述第一输入轴(21)的内侧端上固定套有第一小齿轮(61),所述第一小齿轮(61)与第二小齿轮(62)啮合,并且两者的轴向平行,所述第二小齿轮(61)同轴固定有一蜗杆(63),所述蜗杆(63)啮合一涡轮(64),所述涡轮(64)的轴上固定连接一同轴的第一锥形齿轮(65),所述第一锥形齿轮(65)啮合一第二锥形齿轮(66),该第二锥形齿轮(66)同轴连接多个依次连接的万向节(67),最底部的万向节(67)上固定连接有轴向上下延伸的驱动齿轮(68),所述驱动齿轮(68)与中心齿轮(41)啮合。
  5. 如权利要求1所述的旋转立柱,其特征在于:所述第二传动装置包括固定套接在所述第二输入轴(22)的内侧端上的第一小齿轮(61),所述第一小齿轮(61)与第二小齿轮(62)啮合,并且两者的轴向平行,所述第二小齿轮(61)同轴固定有一蜗杆(63),所述蜗杆(63)啮合一涡轮(64),所述涡轮(64)的轴上固定连接一柔性轴(7),所述柔性轴(7)的另一端固定连接一轴向横向延伸的驱动蜗杆(71),该驱动蜗杆(71)啮合一轴向横向设置的驱动涡轮(72),所述驱动涡轮(72)的轴(73)上固定套有第一链轮(74),所述旋转轴(5)的中新固定套有一与其同轴的第二链轮(51),一链条(75)同时套于所述第一链轮(74)与第二链轮(51)上。
  6. 如权利要求5所述的旋转立柱,其特征在于:所述柔性轴(7)也可以是多个万向节依次连接。
  7. 如权利要求5所述的旋转立柱,其特征在于:所述上壳体(3)内位于链条(75)的中 间位置设有辅助齿轮(31),所述辅助齿轮(31)与链条(75)相啮合。
  8. 如权利要求2所述的旋转立柱,其特征在于:所述中心柱(4)的外侧套有两个上相间隔并且相对设置的推力轴承(8),所述中心立柱(4)通过所述两个推力轴承(8)连接至所述下壳体(2)。
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