本實用新型屬于齒輪傳動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽跟蹤齒輪傳動裝置。

背景技術(shù)：

隨著煤炭、石油等不可再生的礦物質(zhì)能源的日益枯竭以及常規(guī)能源使用產(chǎn)生的環(huán)境壓力等情況，人類把解決危機的目光轉(zhuǎn)向了新能源與可再生能源，如核能、風(fēng)能、太陽能、生物能等。其中太陽能作為新能源的重要組成部分，因其具有取之不盡、用之不竭、無污染等特點而備受推崇。其中，利用“光生伏打效應(yīng)”將光能直接轉(zhuǎn)換為電能，即太陽能光伏發(fā)電蘊藏著巨大的市場前景。

目前在太陽能發(fā)電方面所面臨的主要問題是利用率不高和成本較高。太陽能效能利用率高低直接跟太陽能板面與太陽光線垂直度相關(guān)，針對太陽跟蹤應(yīng)用技術(shù)，國內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究，Salah Abdallah等學(xué)者對光伏發(fā)電采用雙軸太陽自動跟蹤，發(fā)電效率比固定式光伏發(fā)電效率提高41％。可見，輔以精確的太陽能跟蹤系統(tǒng)可使太陽能的接受率大大提高，進而提高了太陽能的利用率。

請參閱圖1，光伏雙軸跟蹤系統(tǒng)有兩個轉(zhuǎn)動軸，分別為方位軸和俯仰軸。方位軸垂直于地面，太陽能電池板繞方位軸跟蹤太陽時角變化。俯仰軸與地面平行，太陽能電池板繞俯仰軸作俯仰運動，用于跟蹤太陽高度角的變化，故雙軸跟蹤系統(tǒng)的輸出自由度為兩個：繞方位軸旋轉(zhuǎn)(方位角)自由度和繞俯仰軸旋轉(zhuǎn)(高度角)自由度。

有鑒于此，本發(fā)明人提出了一種用于光伏雙軸跟蹤系統(tǒng)的新型太陽跟蹤齒輪傳動裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提出一種具有大速比、大扭矩、高剛度、小體積和高精度的新型太陽跟蹤齒輪傳動裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其可實現(xiàn)單電機輸入雙向兩自由度輸出，提高光伏發(fā)電率，從而更加適于實用。

本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本實用新型提出的一種太陽跟蹤齒輪傳動裝置，包括電機、第一制動器k1、第二制動器k2，電機通過輸入軸i1驅(qū)動第一太陽輪s1，第一太陽輪s1與第一行星輪p1嚙合；第一行星輪p1通過偏心軸h1與輸出圓盤w連接，偏心軸h1上裝設(shè)有外齒輪c1，外齒輪c1與固定的內(nèi)齒輪r1嚙合；輸出圓盤w與第二太陽輪s2固設(shè)于同一轉(zhuǎn)動軸上，第二太陽輪s2與內(nèi)齒圈r2、第二行星輪p2及行星架h2構(gòu)成行星齒輪傳動；行星架h2與第一輸出軸o1固接，內(nèi)齒圈r2上安裝有第一錐齒輪z1，第一錐齒輪z1分別與裝設(shè)第二輸出軸o2的第二錐齒輪z2、裝設(shè)第三輸出軸o3的第三錐齒輪z3嚙合；

第一制動器k1控制鎖死內(nèi)齒圈r2，第二制動器k2控制鎖死行星架h2。

本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。

前述的太陽跟蹤齒輪傳動裝置，所述第一太陽輪s1、第一行星輪p1的齒形為漸開線齒形。

前述的太陽跟蹤齒輪傳動裝置，所述第一行星輪p1的直徑大于第一太陽輪s1的直徑。

前述的太陽跟蹤齒輪傳動裝置，所述所述偏心軸h1的端部通過軸承裝設(shè)于輸出圓盤w上。

前述的太陽跟蹤齒輪傳動裝置，所述第一輸出軸o1用作光伏雙軸跟蹤系統(tǒng)的方位軸，驅(qū)動調(diào)整太陽能電池板的方位角。

前述的太陽跟蹤齒輪傳動裝置，所述第二輸出軸o2、第三輸出軸o3用作光伏雙軸跟蹤系統(tǒng)的俯仰軸，驅(qū)動調(diào)整太陽能電池板的高度角。

借由上述技術(shù)方案，本實用新型一種用于光伏雙軸跟蹤系統(tǒng)的新型太陽跟蹤齒輪傳動裝置綜合采用了平行軸傳動、雙曲柄漸開線少齒差傳動、行星齒輪傳動及錐齒輪傳動，具有以下優(yōu)點：

(1)大速比、大扭矩、小體積。漸開線少齒差傳動單級速比最高可達100，行星齒輪傳動單級速比可達13，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在滿足驅(qū)動力矩的前提下，可實現(xiàn)電機的微型化，大幅度降低驅(qū)動能耗，提高發(fā)電利用率；

(2)剛度大、傳動性能好。通過多級減速，回轉(zhuǎn)輪系的慣性力降低，附加動載荷明顯減小，傳動系統(tǒng)運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)；具有多點內(nèi)嚙合和功率分流特性，抗沖擊和抗過載能力強、扭轉(zhuǎn)剛度大；

(3)雙自由度輸出。擺脫了常規(guī)多電機多驅(qū)動單元的驅(qū)動模式，精簡了驅(qū)動機構(gòu)，降低了能耗和采購成本；

(4)良好的工藝性。各零部件結(jié)構(gòu)簡單，成本低，加工方便，采用常規(guī)機床即可完成加工。

上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

附圖說明

圖1是光伏雙軸跟蹤系統(tǒng)的示意圖。

圖2是本實用新型太陽跟蹤齒輪傳動裝置的原理圖。

圖3是本實用新型太陽跟蹤齒輪傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【主要元件符號說明】

1：箱體Ⅰ 2：箱體Ⅱ

3：行星軸 i1:輸入軸

s1：第一太陽輪 p1：第一行星輪

h1：偏心軸 c1：外齒輪

r1：內(nèi)齒輪 w：輸出圓盤

s2：第二太陽輪 p2：第二行星輪

r2：內(nèi)齒圈 h2：行星架

z1：第一錐齒輪 z2：第二錐齒輪 z3：第三錐齒輪

o1：第一輸出軸 o2：第二輸出軸 o3：第三輸出軸

k1：第一制動器 k2：第二制動器

具體實施方式

為更進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的太陽跟蹤齒輪傳動裝置其具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。

請參閱圖2及圖3，本實用新型太陽跟蹤齒輪傳動裝置包括一電機，該電機通過輸入軸i1驅(qū)動第一太陽輪s1，該第一太陽輪s1與兩個被動的第一行星輪p1嚙合；每個第一行星輪p1通過一偏心軸h1與輸出圓盤w連接，所述偏心軸h1的偏心軸段上裝設(shè)有兩個外齒輪c1，兩個外齒輪c1分別與固定的內(nèi)齒輪r1嚙合；該輸出圓盤w與第二太陽輪s2固設(shè)于同一轉(zhuǎn)動軸上，第二太陽輪s2與內(nèi)齒圈r2、第二行星輪p2及行星架h2構(gòu)成行星齒輪傳動；該行星架h2與第一輸出軸o1固接，該內(nèi)齒圈r2上安裝有第一錐齒輪z1，該第一錐齒輪z1分別與第二錐齒輪z2、第三錐齒輪z3嚙合，該第二錐齒輪z2上裝設(shè)第二輸出軸o2，該第三錐齒輪z3上裝設(shè)第三輸出軸o3。

進一步的，本實用新型太陽跟蹤齒輪傳動裝置還包括第一制動器k1、第二制動器k2，第一制動器k1用于鎖死內(nèi)齒圈r2，第二制動器k2用于鎖死行星架h2.

進一步的，所述第一太陽輪s1、兩個第一行星輪p1的齒形都為漸開線齒形，兩個第一行星輪p1的直徑大于第一太陽輪s1的直徑。

進一步的，所述偏心軸h1的偏心軸段上通過軸承裝設(shè)有兩個外齒輪c1.

進一步的，所述偏心軸h1的端部通過軸承裝設(shè)于輸出圓盤w上。

進一步的，所述第二行星輪p2通過行星軸驅(qū)動行星架h2.

進一步的，所述第二錐齒輪z2、第三錐齒輪z3分別固定且相對設(shè)置，確保其只能轉(zhuǎn)動。

進一步的，所述第一輸出軸o1用作光伏雙軸跟蹤系統(tǒng)的方位軸，驅(qū)動調(diào)整太陽能電池板的方位角。

進一步的，所述第二輸出軸o2、第三輸出軸o3用作光伏雙軸跟蹤系統(tǒng)的俯仰軸，驅(qū)動調(diào)整太陽能電池板的高度角。

本實用新型太陽跟蹤齒輪傳動裝置采用一級漸開線齒輪傳動+一級雙曲柄漸開線少齒差行星傳動+一級NGW行星傳動+一級錐齒輪傳動，通過兩個制動器控制太陽能電池板的方位角調(diào)整驅(qū)動和高度角調(diào)整驅(qū)動，其工作原理為：

(1)第一制動器k1制動鎖死內(nèi)齒圈r2、第二制動器k2脫開時，電機(本實施例采用伺服電機)的旋轉(zhuǎn)運動通過第一太陽輪s1傳遞給兩個被動的第一行星輪p1，實現(xiàn)第一級減速。

兩個被動第一行星輪p1的旋轉(zhuǎn)運動傳給偏心軸h1，致使外齒輪c1產(chǎn)生偏心平移擺動；由于內(nèi)齒輪r1固定，外齒輪c1在隨兩偏心軸h1平移擺動的同時，在與內(nèi)齒輪r1嚙合力的作用下圍繞輸出圓盤w軸線公轉(zhuǎn)；通過輸出圓盤w上的軸承，將外齒輪c1的公轉(zhuǎn)角速度傳遞給輸出圓盤w輸出，實現(xiàn)第二級減速。

輸出圓盤w再將動力傳遞給第二太陽輪s2，第二太陽輪s2與第二行星輪p2、內(nèi)齒圈r2組成NGW行星齒輪傳動，最終將動力通過行星架h2、第一輸出軸o1將動力輸出，實現(xiàn)太陽能電池板方位角的調(diào)整驅(qū)動。

(2)第二制動器k2制動鎖死行星架h2、第一制動器k1脫開時，第一級和第二級減速與太陽能電池板方位角調(diào)整驅(qū)動時相同，在此不再詳述。

輸出圓盤w將動力傳遞給第二太陽輪s2后，由于行星架h2被第二制動器k2固定，內(nèi)齒圈r2旋轉(zhuǎn)自由度釋放，第二太陽輪s2通過第二行星輪p2與內(nèi)齒圈r2嚙合，內(nèi)齒圈r2上安裝有第一錐齒輪z1，第一錐齒輪z1通過與第二錐齒輪z2、第三錐齒輪z3嚙合，第二輸出軸o2、第三輸出軸o3轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)太陽能電池板高度角的調(diào)整驅(qū)動。

以上所述，僅是本實用新型專利的較佳實施例而已，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本專利技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本專利的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本專利技術(shù)方案的范圍內(nèi)。