專利名稱：一種聯(lián)動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種聯(lián)動機(jī)構(gòu)本申請為申請日為2006年12月15日、申請?zhí)枮?00620167990.9、名稱為《自動 跟蹤太陽裝置》的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域本申請涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能聚吸光體的聯(lián)動機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景由于目前太陽能跟蹤裝置造價較高、造成太陽能利用普及緩慢；如將多個聚吸 光體串并聯(lián)、可省略眾多跟蹤器，將大為降低太陽能設(shè)備的造價。申請?zhí)枮?3113205.7的 中國專利公開了一種大型防風(fēng)自動跟蹤太陽采光裝置，其太陽時角跟蹤方案要點(diǎn)是兩個 電機(jī)通過減速驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，通過鏈輪、帶輪、過渡齒輪同步驅(qū)動聚光模塊即聚吸光體；其結(jié) 構(gòu)簡潔，可省略眾多跟蹤器，適用于大型太陽能聚光設(shè)備，其鏈輪、帶輪傳動連接為軟性 連接聯(lián)動、其傳動準(zhǔn)確性相對剛性連接要差，過渡齒輪傳動的傳動鏈太長、傳動誤差大； 其鏈輪、帶輪、過渡齒輪同步驅(qū)動裝置沒有說明是否有保護(hù)罩，如沒有則陽光直接照射 存在熱脹冷縮問題。申請?zhí)枮?0052007卯18.1的中國專利公開了一種橫排太陽能集熱管的 可調(diào)反射器，其方案要點(diǎn)是主軸通過連桿將同一排多個反射器連接一起推動；其節(jié)省了 眾多跟蹤器，但顯然沒有考慮陽光直接照射其主軸存在熱脹冷縮會影響各反射器角度的問 題；從摘要附圖中得知其主軸套接于支架上，主軸只能前后滑動、而不能上下運(yùn)動，因 此帶來兩個問題1、其主軸鉸接連桿沒有說明，如主軸與連桿是焊接、則其反射器不能轉(zhuǎn) 動；2、其主軸如是鉸接連桿，則其反射器也只能小角度轉(zhuǎn)動，且其主軸與連桿鉸接、連桿 與反射器鉸接，即其連動機(jī)構(gòu)的主軸與反射器間有兩個鉸鏈，使傳動誤差加大。 發(fā)明內(nèi)容本申請要解決的技術(shù)問題是提供一種傳動鏈短、結(jié)構(gòu)簡單、傳動精確的太陽能 聚吸光體聯(lián)動機(jī)構(gòu)；并可具有防熱脹冷縮功能。為解決上述的技術(shù)問題，本申請所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，由聚吸光體、鉸鏈、平行連桿組成。 所說的聚吸光體是能直接吸收太陽能或經(jīng)反射或透射聚焦后吸收太陽能或?qū)⑻柲芊瓷浠?透射轉(zhuǎn)移給其他吸光體的物質(zhì)；可以是用于吸收太陽能的光伏電池板、太陽灶、平板集熱 器，也可以是反射或透射太陽能的拋物面反射鏡、半球面反射鏡、平板反射鏡、復(fù)合拋物 鏡、復(fù)合鏡、菲涅耳透鏡、菲涅耳反射鏡；所說的平行連桿即平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)中的連 桿。所說的聚吸光體支承在支架上、并可繞其軸線轉(zhuǎn)動，聚吸光體與支架的連接方式等詳 情可參考本人申請、申請?zhí)枮?00620167990.9的中國專利；在平行安裝的各個聚吸光體相同位置各連接一鉸鏈，各鉸鏈均安裝在一平行連桿上，由跟蹤太陽裝置驅(qū)動平行連桿， 從而使平行連桿通過鉸鏈驅(qū)動平行連桿所鉸接的所有聚吸光體作同步旋轉(zhuǎn)，即所有聚吸光體聯(lián)動。即為解決本申請所述的技術(shù)問題、所采用的技術(shù)方案是用平行連桿將多個平行 聚吸光體鉸接并聯(lián)成聯(lián)動機(jī)構(gòu)。其主要作用是由一平行連桿將多個聚吸光體并聯(lián)、由一 個跟蹤裝置驅(qū)動平行連桿從而驅(qū)動所有聚吸光體聯(lián)動，從而省略眾多跟蹤裝置，由此降低 太陽能設(shè)備的造價。由于平行連桿作為聯(lián)動連接件時、平行連桿為剛性連接件、所以沒有 軟性連接聯(lián)動時的打滑及彈性變形等現(xiàn)象，因此傳動精確；由于平行連桿為一直桿、 一桿 鉸接所有聚吸光體，且鉸鏈的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比鏈輪、帶輪、滑輪、齒輪簡單得多，且由于平行連 桿相對于每個聚吸光體只有一個傳動副，所以結(jié)構(gòu)簡單、傳動鏈短；由此可見本申請所 述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)是一種傳動鏈短、結(jié)構(gòu)簡單、傳動精確的太陽能聚吸光體聯(lián)動機(jī)構(gòu)。所說的用平行連桿將多個平行聚吸光體鉸接并聯(lián)，即在平行安裝的各個聚吸光體的相 同位置各安裝一鉸鏈，使每個鉸鏈的軸線到聚吸光體的旋轉(zhuǎn)軸線距離相等，相鄰鉸鏈安裝 在平行連桿上的距離等于所對應(yīng)相鄰聚吸光體軸線的距離，由此組成平行四邊形，此種連 接如火車車輪的聯(lián)動機(jī)構(gòu)、其學(xué)名為平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，所以本申請所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)即 為平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)；所以其連桿稱為平行連桿，即所說的平行連桿即平行四邊形連桿 機(jī)構(gòu)中的連桿，也就是說平行連桿代表相鄰鉸鏈安裝在連桿上的距離必須等于所對應(yīng)相鄰聚吸光體軸線的距離、且每個鉸鏈安裝在聚吸光體上的位置相同，而所說的平行聚吸光體 既是代表各個聚吸光體平行安裝，即同一單元聚吸光體的各軸線在同一平面且平行。所說 的各個聚吸光體相同位置既是每個鉸鏈的軸線到聚吸光體的旋轉(zhuǎn)軸線距離相等，由于本申 請所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)是平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，如平行連桿的鉸接點(diǎn)既鉸鏈的軸心與聚吸光體 的各軸線在同一平面，則平行連桿與聚吸光體所構(gòu)成的圖形為一直線而非平行四邊形，所 以所說的相同位置不包含此位置；由于本申請所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)是由平行連桿驅(qū)動聚吸光體 作同步旋轉(zhuǎn)，既平行連桿的作用力與鉸鏈軸線到聚吸光體軸線的距離形成力矩，由于平行 連桿鉸接聚吸光體的底部時所形成的力矩最大，所以所說的聚吸光體相同位置一般是指聚 吸光體的底部。所說的底部是指聚吸光體法線上背陽面最低位置，法線為垂直于聚吸光體 且經(jīng)過軸心的線為法線，如垂直于拋物面反射鏡開口連線且經(jīng)過軸心的線為法線、法線與 鏡框交叉點(diǎn)即為拋物面反射鏡的底部，又如平板集熱器背陽面法線上固定連接一條橫桿， 橫桿的最低端即為平板集熱器的底部；由于聚吸光體的旋轉(zhuǎn)是以每天正午時分為對稱點(diǎn)來 回旋轉(zhuǎn)，所以正午時分平行連桿與聚吸光體所構(gòu)成的圖形為正方或長方形。多個平行聚吸光體串并聯(lián)時、用縱桿將同一軸線的多個聚吸光體套接串聯(lián)，用一平行 連桿將多個平行聚吸光體鉸接并聯(lián)，即在同一端面的各軸線第一個聚吸光體端面的底部鉸 接平行連桿，由一跟蹤裝置驅(qū)動平行連桿從而驅(qū)動所有聚吸光體作同步旋轉(zhuǎn)，從而形成一 個聯(lián)動單元，既一條平行連桿所連接聚吸光體為一個聯(lián)動單元；多單元的聚吸光體串并聯(lián) 時、可用多條平行連桿驅(qū)動，各條平行連桿之間平行，所有平行連桿固定連接成一整體， 使所有平行連桿作同步運(yùn)動，由一跟蹤裝置驅(qū)動平行連桿從而驅(qū)動所有單元的所有聚吸光 體作同步旋轉(zhuǎn)，從而省略眾多跟蹤裝置。跟蹤裝置與平行連桿的連接等詳情可參考本人申 請、申請?zhí)枮?00620167990.9的中國專利。所說的縱桿是平行于聚吸光體旋轉(zhuǎn)軸線連 接各聚吸光體的連桿；所說的套接為小端套在大端內(nèi)、彼此可以軸向滑動、以防熱脹冷縮； 縱桿安裝在聚吸光體的最高處，以防聚吸光體旋轉(zhuǎn)時縱桿擋到支架而影響聚吸光體的旋轉(zhuǎn)由于陽光直接照射平行連桿會使平行連桿熱脹冷縮，從而影響聚吸光體的旋轉(zhuǎn)角度， 為此平行連桿可用遮陽體如擋光板等遮擋、使陽光不能或減少直接照射平行連桿，或在平 行連桿外表鍍上反光膜等，以減少平行連桿所吸收的太陽能，從而減低熱脹冷縮程度。為 使聯(lián)動機(jī)構(gòu)傳動精確，可使平行連桿帶有恒溫裝置；所說的恒溫裝置可以是平行連桿用空 心的型鋼如方鋼、圓管等制造，平行連桿端頭用軟管連接冷卻水箱、用冷卻介質(zhì)在平行連 桿空腔中循環(huán)冷卻連桿；所說的冷卻介質(zhì)可以是水、油等液體，所說的循環(huán)可以是強(qiáng)制循 環(huán)也可以是自然循環(huán)，所說的冷卻水箱中裝有足夠量的冷卻水。也可以是將平行連桿空腔 抽成高度真空并灌充少量戊烷作為相變工質(zhì)、用熱管原理將連桿恒溫，以防平行連桿熱脹 冷縮影響傳動精度。所說的聯(lián)動連接件是聯(lián)動機(jī)構(gòu)中起連接傳動作用的零部件，可以是連桿、鏈條、齒帶、 平帶、繩索、過渡齒輪等；其中連桿與鉸鏈配套，鏈條與鏈輪配套，齒帶與齒形帶輪配套， 平帶與帶輪配套，繩索與滑輪配套，過渡齒輪與齒輪配套。由于鏈條、齒帶等連接為軟性 連接聯(lián)動、驅(qū)動力大小變化時連接件呈直、彎變化既松緊變化，因此影響傳動的準(zhǔn)確性， 而平行連桿為剛性連接件、它與聚吸光體的連接為剛性連接，則無此現(xiàn)象，所以平行連桿 作為聯(lián)動連接件不但比鏈條、齒帶聯(lián)動結(jié)構(gòu)要簡單得多、且傳動更準(zhǔn)確；由于平帶和繩索 作為聯(lián)動連接件時有打滑現(xiàn)象及彈性變形等、傳動誤差大，且兩個以上聚吸光體并聯(lián)聯(lián)動 時要用多條平帶或繩索連接、傳動鏈長即傳動副多，而平行連桿為一桿并接所有聚吸光體， 所以平行連桿作為聯(lián)動連接件不但比平帶或繩索聯(lián)動結(jié)構(gòu)簡單、傳動鏈短、且傳動更準(zhǔn)確； 由于多級過渡齒輪作為聯(lián)動連接件時傳動副多即傳動鏈太長、傳動誤差大，而平行連桿相 對于每個聚吸光體只有一個傳動副，所以平行連桿作為聯(lián)動連接件不但比過渡齒輪聯(lián)動結(jié)構(gòu)簡單、傳動鏈短、且傳動更準(zhǔn)確。由此可見本申請所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)是一種傳動鏈短、 結(jié)構(gòu)簡單、傳動精確的太陽能聚吸光體聯(lián)動機(jī)構(gòu)。


圖1是反射鏡支承主視圖。 圖2是反射鏡支承側(cè)視圖。圖3是反射鏡方陣示意圖。 圖4是反射鏡并聯(lián)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本申請作進(jìn)一步說明。本實施例是太陽能鍋爐拋物面反射鏡跟蹤太陽的實施例。圖1是反射鏡支承主視圖。圖 2是反射鏡支承側(cè)視圖。拋物面反射鏡l (下簡稱反射鏡)的焦線處安裝一條吸熱管9，吸 熱管9串并聯(lián)后連接到用熱換熱處；反射鏡l由面板ll、鏡框2、拉撐桿3、軸瓦座4、凸 緣5、縱桿6組成，面板11用鏡框2固定，縱桿6與鏡框2焊接成一體，鏡框2由拉撐桿 3連接軸瓦座4，軸瓦座4內(nèi)有一軸瓦、安裝于套軸10上，軸瓦座4、軸瓦、均為上下結(jié) 構(gòu)，軸瓦座4上有一對凸緣5、凸緣5上有螺絲孔、上下瓦座片用螺栓緊固，套軸10焊接 在支架7上，即反射鏡1對稱兩端各連接套軸10、而兩邊套軸10各自焊接在兩邊支架7 上，吸熱管9套在套軸10內(nèi)；套軸10的軸線和吸熱管9軸線及反射鏡1焦線同線，反射 鏡l可繞其軸線轉(zhuǎn)動。反射鏡1軸線下部的重量等于上部的重量，使反射鏡l相對于軸線 保持靜平衡，以減少驅(qū)動扭矩；同一軸線的多塊反射鏡1用縱桿6套接串聯(lián)成一個，用平 行連桿8將多個平行反射鏡1鉸接并聯(lián)，即在同一端面的各軸線第一塊反射鏡1端面的底 部安裝一鉸鏈、鉸鏈由圓銷12、銷套13、銷座14組成，其銷套13焊在鏡框2的底部、銷 座14焊在平行連桿8上，銷套13通過圓銷12與銷座14連接成鉸鏈，圓銷12與銷套13 及銷座14均為動配合，由此平行連桿8將多個反射鏡1鉸接并聯(lián)成一個單元。所說的套接 為小端套在大端內(nèi)、彼此可以軸向滑動、以防熱脹冷縮，縱桿6安裝在反射鏡1的最高位 置；所說的底部是指反射鏡1法線上背陽面最低位置，即垂直于反射鏡l開口連線且經(jīng)過 軸心的線為法線、法線與鏡框2交叉點(diǎn)即為反射鏡1的底部。圖3是反射鏡方陣示意圖。 平行連桿8用空心的方鋼制造，其一端端頭用軟管16連接冷卻水箱15、冷卻水箱中裝有 足夠量的冷卻水，用冷卻水在平行連桿8空腔中自然循環(huán)冷卻，以防平行連桿8熱脹冷縮 影響反射鏡1的采光角度，另一端鉸接跟蹤裝置17的輸出件，安裝輸出件的軸線平行于反 射鏡1各軸線，且平行連桿8到各軸線的距離相等，由跟蹤裝置17的輸出件驅(qū)動所有反射 鏡1作同步旋轉(zhuǎn)，從而省略眾多跟蹤裝置。圖3所標(biāo)示的反射鏡1為同一單元的反射鏡，各個反射鏡l平行安裝，即同一單元反 射鏡1的各軸線在同一平面且平行。圖4是反射鏡并聯(lián)示意圖。每個鉸鏈18的軸線到反射 鏡1的軸線距離相等，相鄰鉸鏈18安裝在平行連桿8上的距離等于所對應(yīng)相鄰反射鏡1 軸線的距離，由此組成平行四邊形，圖1及圖4所標(biāo)示的反射鏡1為正午時分太陽在反射 鏡1的正上方，反射鏡1的法線垂直于地平線，所以平行連桿8與反射鏡1所構(gòu)成的圖形 為長方形；由于反射鏡1一般每天跟蹤太陽10小時、既旋轉(zhuǎn)10小時，每小時相當(dāng)于旋轉(zhuǎn) 15°，既反射鏡1每天旋轉(zhuǎn)±75° ，所以聯(lián)動機(jī)構(gòu)不會自鎖；所說的聯(lián)動機(jī)構(gòu)自鎖是平行連 桿8的鉸接點(diǎn)既鉸鏈18的軸心與反射鏡1的各軸線在同一平面，則平行連桿8與反射鏡1 所構(gòu)成的圖形為一直線而非平行四邊形，既反射鏡1旋轉(zhuǎn)±90°時，平行連桿8的作用力 通過反射鏡1軸心，平行連桿8的作用力與鉸鏈18軸線到反射鏡1軸線的距離所形成力矩 等于零，所以反射鏡1不能旋轉(zhuǎn)；由此可見平行連桿8鉸接反射鏡1的底部時不但所形成 的力矩最大，且所能旋轉(zhuǎn)的角度也最大，所以平行連桿一般是鉸接聚吸光體的底部。反射 鏡l跟蹤太陽時，跟蹤裝置17的輸出件轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動其所鉸接的平行連桿8，由于平行 連桿8為一桿鉸接所有反射鏡1，其作用在所有反射鏡1的力矩相同，所以平行連桿8通 過鉸鏈18驅(qū)動平行連桿8所鉸接的所有反射鏡1作同步旋轉(zhuǎn)，即所有反射鏡1聯(lián)動。由上述可見由一條平行連桿8將所有反射鏡1并聯(lián)、由一個跟蹤裝置驅(qū)動所有反射 鏡1聯(lián)動，因此不需每個反射鏡l配套一個跟蹤裝置，從而省略眾多跟蹤裝置；平行連桿8是剛性連接件，所以沒有軟性連接聯(lián)動時的打滑及彈性變形等現(xiàn)象，且?guī)Ш銣匮b置，鉸 鏈18的圓銷12與銷套13及銷座14的配合間隙很小，加上跟蹤太陽時平行連桿8對反射 鏡l的推力始終是一個方向，所以平行連桿8傳動準(zhǔn)確；由于平行連桿8為一直桿、 一桿 鉸接所有反射鏡l，且鉸鏈18的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比鏈輪、帶輪、滑輪、齒輪簡單得多，且由于平行 連桿8相對于每個反射鏡1只有一個傳動副，所以結(jié)構(gòu)簡單、傳動鏈短；由此可見本申請所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)是一種傳動鏈短、結(jié)構(gòu)簡單、傳動精確的聯(lián)動機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求1、一種聯(lián)動機(jī)構(gòu)，包括聚吸光體、鉸鏈，其特征是用平行連桿將多個平行聚吸光體鉸接并聯(lián)。
2、 權(quán)利要求1所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，其特征在于所述平行連桿端頭用軟管連接冷卻 水箱、用冷卻介質(zhì)在平行連桿空腔中循環(huán)冷卻連桿。
專利摘要本申請是一種聯(lián)動機(jī)構(gòu)，涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，本申請要解決的技術(shù)問題是提供一種傳動鏈短、結(jié)構(gòu)簡單可靠，跟蹤角度精確的聯(lián)動機(jī)構(gòu)；該聯(lián)動機(jī)構(gòu)是用平行連桿將多個平行聚吸光體鉸接并聯(lián)的機(jī)構(gòu)；從而省略眾多跟蹤裝置，可適用于大、中型太陽能采光聚光設(shè)備。
文檔編號G05D3/00GK201100883SQ20082000335
公開日2008年8月13日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者陳紅專 申請人:陳紅專