專利名稱：可調(diào)仰角的機(jī)械式自動(dòng)跟蹤太陽能接收儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能跟蹤裝置，具體說是一種可調(diào)仰角的機(jī)械式自動(dòng)跟蹤太陽 能接收儀。
背景技術(shù)：
隨著地球資源的日益貧乏，基礎(chǔ)能源的投資成本攀高，太陽能作為一種取之不盡 用之不竭的清潔綠色新能源，越來越受到重視，目前全世界都在積極開發(fā)和利用太陽能資 源，如太陽能發(fā)電、太陽能熱水器、太陽能灶、太陽能幕墻等，但現(xiàn)有技術(shù)中大多數(shù)都存在著 光資源利用率不高，使用不方便、制造成本昂貴等問題，為了克服上述不足，開發(fā)利用太陽 能領(lǐng)域方面的技術(shù)推廣的同時(shí)，必須采用新技術(shù)，以便大幅度提高利用率，降低費(fèi)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可調(diào)仰角的機(jī)械式自動(dòng)跟蹤太陽能接收儀。本技 術(shù)是由可調(diào)仰角的支撐架上裝有固定在轉(zhuǎn)軸支架上的太陽能電池板與帶動(dòng)太陽能電池板 的中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，利用機(jī)械動(dòng)力帶動(dòng)光電板以15° /小時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)跟蹤太陽，使光電板能夠 全天垂直的接受太陽光能，提高光的利用率。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的一種可調(diào)仰角的機(jī)械式自動(dòng)跟蹤太陽能接收儀，包括太陽能電池板1、支架2、支 架轉(zhuǎn)動(dòng)軸3、支撐架4、仰角調(diào)整器11、時(shí)長調(diào)整器12、中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13和齒輪箱7，其特征在 于支架2上分層拼裝太陽能電池板1，支架2下裝有支架轉(zhuǎn)動(dòng)軸3，支撐架4與支架2通過 支架轉(zhuǎn)動(dòng)軸3連接；支架2與中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13連接為一整體；支架2上設(shè)置聚光加熱管組17 和光敏電阻18 ；中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13上設(shè)置時(shí)長調(diào)整器12、時(shí)長調(diào)整定片24、時(shí)長調(diào)整動(dòng)片25、 計(jì)時(shí)器36和檔桿撥桿47 ；支撐架4與齒輪箱7固定，其上設(shè)置有仰角調(diào)整器11 ；支柱8下 端固定在地基上，上端通過支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸6與支撐架4連接；固定桿48兩端分別連接支撐轉(zhuǎn) 動(dòng)軸6和支撐架4 ；伸縮桿5內(nèi)置于活動(dòng)支柱9中，活動(dòng)支柱9下端與地基連接，活動(dòng)拉桿 41連接齒輪箱7，活動(dòng)連桿42連接仰角調(diào)整器11，且相互鉸接于活動(dòng)連點(diǎn)10 ；仰角調(diào)整器11包括棘輪單向超越離合器39、調(diào)整輪40、蝸桿31、蝸輪32、檔桿43、 齒輪組46、通過檔桿43帶動(dòng)棘輪單向超越離合器39轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪單向超越離合器39帶動(dòng)調(diào) 整蝸桿31轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整蝸桿31帶動(dòng)蝸輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪32帶動(dòng)調(diào)整輪40聯(lián)動(dòng)；時(shí)長調(diào)整器12包括棘輪單向超越離合器39'、調(diào)整輪40'、蝸桿31'、蝸輪 32'、檔桿43'、齒輪組46'、連桿49和同步齒輪組26，通過檔桿43'帶動(dòng)棘輪單向超越 離合器39'轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪單向超越離合器39'帶動(dòng)蝸桿31'轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿31'帶動(dòng)蝸輪32'轉(zhuǎn) 動(dòng)，蝸輪32'帶動(dòng)調(diào)整輪40'聯(lián)動(dòng)，連桿49連接調(diào)整輪40'和同步齒輪組26;齒輪箱7與帶動(dòng)齒輪20連接，帶動(dòng)齒輪20與轉(zhuǎn)動(dòng)齒條14連接，轉(zhuǎn)動(dòng)齒條14連接 中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13 ；齒輪箱包括電動(dòng)機(jī)DI27、齒輪128、滾柱式雙向超越離合器29、齒輪1150、齒輪11151、齒輪IV52、齒輪VI53與和電動(dòng)機(jī)DII30，電動(dòng)機(jī)DI27帶動(dòng)齒輪1150轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪1150 與齒輪III51嚙合，齒輪III51與齒輪IV52通過軸串聯(lián)，齒輪IV52與滾柱式雙向超越離合 器29嚙合，滾柱式雙向超越離合器29與齒輪128通過軸串聯(lián)并通過蝸桿帶動(dòng)帶動(dòng)齒輪20 轉(zhuǎn)動(dòng)；電動(dòng)機(jī)DII30帶動(dòng)齒輪VI53轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪VI53與齒輪128嚙合。

圖1為本實(shí)用新型的正視圖的示意圖。圖2為圖IA-A'斷面示意圖。圖3為圖2齒輪箱結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖2時(shí)長調(diào)整器放大示意圖。圖5為圖1仰角調(diào)整器放大示意圖。圖6為本實(shí)用新型的控制電路圖。圖中1-太陽能電池板2-支架3-支架轉(zhuǎn)動(dòng)軸4-支撐架5-伸縮桿6_支撐 轉(zhuǎn)動(dòng)軸7-齒輪箱8-支柱9-活動(dòng)支柱10-活動(dòng)連點(diǎn)11-仰角調(diào)整器12-時(shí)長調(diào)整 器13-中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)14-轉(zhuǎn)動(dòng)齒條15-熱動(dòng)開關(guān)16-熱雙聯(lián)動(dòng)開關(guān)17-聚光加熱管組 18-光敏電阻19-停止開關(guān)20-帶動(dòng)齒輪21-反向開關(guān)22-反向停止開關(guān)23-限位擋 塊24-時(shí)長調(diào)整定片25-時(shí)長調(diào)整動(dòng)片26-同步調(diào)整齒輪組齒輪27-電動(dòng)機(jī)DI 28齒輪 129-滾柱式雙向超越離合器30-電動(dòng)機(jī)DII 31-蝸桿32-渦輪33-延時(shí)繼電器34-繼 電器接觸控制器35-延時(shí)斷開的常開觸點(diǎn)繼電器36-計(jì)時(shí)器37-電動(dòng)機(jī)DIII 38-電動(dòng) 機(jī)DIV 39-棘輪單向超越離合器40-調(diào)整輪41-活動(dòng)拉桿42-活動(dòng)連桿43-檔桿44-電 阻45-熔斷器46-齒輪組47-檔桿撥桿48-固定桿49-連桿50-齒輪II 51-齒輪III 52-齒輪IV 53-齒輪V
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明如圖所示，一種可調(diào)仰角的機(jī)械式自動(dòng)跟蹤太陽能接收儀，包括太陽能電池板1、 支架2、支架轉(zhuǎn)動(dòng)軸3、支撐架4、仰角調(diào)整器11、時(shí)長調(diào)整器12、中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13和齒輪箱7， 其特征在于支架2上分層拼裝太陽能電池板1，支架2下裝有支架轉(zhuǎn)動(dòng)軸3，支撐架4與支 架2通過支架轉(zhuǎn)動(dòng)軸3連接；支架2與中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13連接為一整體；支架2上設(shè)置聚光加 熱管組17和光敏電阻18 ；中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13上設(shè)置時(shí)長調(diào)整器12、時(shí)長調(diào)整定片24、時(shí)長調(diào)整 動(dòng)片25、計(jì)時(shí)器36和檔桿撥桿47 ；支撐架4與齒輪箱7固定，其上設(shè)置有仰角調(diào)整器11 ； 支柱8下端固定在地基上，上端通過支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸6與支撐架4連接；固定桿48兩端分別連 接支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸6和支撐架4 ；伸縮桿5內(nèi)置于活動(dòng)支柱9中，活動(dòng)支柱9下端與地基連接， 活動(dòng)拉桿41連接齒輪箱7，活動(dòng)連桿42連接仰角調(diào)整器11，且相互鉸接于活動(dòng)連點(diǎn)10 ；仰角調(diào)整器11包括棘輪單向超越離合器39、調(diào)整輪40、蝸桿31、蝸輪32、檔桿43、 齒輪組46、通過檔桿43帶動(dòng)棘輪單向超越離合器39轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪單向超越離合器39帶動(dòng)調(diào) 整蝸桿31轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整蝸桿31帶動(dòng)蝸輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪32帶動(dòng)調(diào)整輪40聯(lián)動(dòng)；時(shí)長調(diào)整器12包括棘輪單向超越離合器39'、調(diào)整輪40'蝸桿31'、蝸輪32'、 檔桿43'、齒輪組46'、連桿49和同步齒輪組26，通過檔桿43'帶動(dòng)棘輪單向超越離合器39'轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪單向超越離合器39'帶動(dòng)蝸桿31'轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿31'帶動(dòng)蝸輪32'轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸 輪32'帶動(dòng)調(diào)整輪40'聯(lián)動(dòng)，連桿49連接調(diào)整輪40'和同步齒輪組26;齒輪箱7與帶動(dòng)齒輪20連接，帶動(dòng)齒輪20與轉(zhuǎn)動(dòng)齒條14連接，轉(zhuǎn)動(dòng)齒條14連接 中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13。齒輪箱包括電動(dòng)機(jī)DI27、齒輪128、滾柱式雙向超越離合器29、齒輪1150、齒輪 11151、齒輪IV52、齒輪VI53與和電動(dòng)機(jī)DII30，電動(dòng)機(jī)DI27帶動(dòng)齒輪1150轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪1150 與齒輪III51嚙合，齒輪III51與齒輪IV52通過軸串聯(lián)，齒輪IV52與滾柱式雙向超越離合 器29嚙合，滾柱式雙向超越離合器29與齒輪128通過軸串聯(lián)并通過蝸桿帶動(dòng)帶動(dòng)齒輪20 轉(zhuǎn)動(dòng)；電動(dòng)機(jī)DII30帶動(dòng)齒輪V53轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪V53與齒輪128嚙合。當(dāng)太陽光線直射到聚光加熱管組17時(shí)，經(jīng)過聚光產(chǎn)生45 60度時(shí)，熱動(dòng)開關(guān)15 打開，延時(shí)繼電器33是為了避免聚光加熱管組17長時(shí)間太陽直射，造成聚光加熱管組17 溫度過高，利用延時(shí)繼電器33作延時(shí)后再接通電源，電動(dòng)機(jī)DI27啟動(dòng)，通過齒輪箱7減速， 由渦輪副傳遞動(dòng)力，同時(shí)阻止反向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪20和轉(zhuǎn)動(dòng)齒條14運(yùn)動(dòng)，使中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13 做15° /小時(shí)的勻速運(yùn)動(dòng)，始終垂直跟蹤太陽，使太陽光與太陽能電池板1呈垂直形態(tài)。當(dāng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13做15° /小時(shí)的勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13上的4個(gè)檔桿撥桿 47撥動(dòng)檔桿43，使檔桿43撥動(dòng)棘輪單向超越離合器39，同時(shí)棘輪單向超越離合器39帶動(dòng) 調(diào)整蝸桿31，調(diào)整蝸桿31帶動(dòng)蝸輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，通過4次同樣的動(dòng)作，蝸輪32轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，蝸 輪32帶動(dòng)調(diào)整輪40聯(lián)動(dòng)，蝸輪32上設(shè)置365個(gè)齒，則一天轉(zhuǎn)動(dòng)一齒，一年就轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，連 接在調(diào)整輪40上的活動(dòng)連桿42做圓周運(yùn)動(dòng)，通過連桿機(jī)構(gòu)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，利用反作用力， 使支撐架4升高或降低來達(dá)到仰角的調(diào)整。通過仰角調(diào)整器11使太陽能電池板1的角度每天做一次調(diào)整，使每天跟蹤太陽的 角度都達(dá)到垂直。同理，時(shí)長調(diào)整器12通過撥桿43'撥動(dòng)棘輪單向超越離合器39'，棘輪單向超越 離合器39'帶動(dòng)蝸桿31'轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿31'帶動(dòng)蝸輪32'轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪32'帶動(dòng)調(diào)整輪40' 聯(lián)動(dòng)，蝸輪32'上設(shè)置365個(gè)齒，則一天轉(zhuǎn)動(dòng)一齒，一年就轉(zhuǎn)動(dòng)一圈。連接在調(diào)整輪40'上 的連桿49沿圓周做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最后通過同步齒輪組26使時(shí)長調(diào)整動(dòng)片25往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并利 用停止開關(guān)19、反向啟動(dòng)開關(guān)21、反向停止開關(guān)22和限位擋塊23達(dá)到每天時(shí)長的調(diào)整，使 太陽能電池板1每天日照時(shí)間與太陽同步。日落時(shí)，停止開關(guān)19和反向開關(guān)21同時(shí)碰觸限位擋塊23時(shí)，停止開關(guān)19電路斷 開，電機(jī)DI27停止工作；同時(shí)反向開關(guān)21聯(lián)通，電動(dòng)機(jī)DII30通過滾柱式雙向超越離合器 29反向轉(zhuǎn)動(dòng)，快速將中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13帶回到第二早晨工作的起點(diǎn)，碰觸反向停止開關(guān)22，線 路斷開，電機(jī)D2停止，完成當(dāng)天跟蹤太陽接收任務(wù)。當(dāng)早晨因霧或陰天時(shí)，聚光加熱管17第一個(gè)管無法接收到陽光而不能準(zhǔn)時(shí)啟動(dòng) 開關(guān)15，通過時(shí)間的推移可能會在聚光加熱管17的第2個(gè)管、或第3個(gè)管、或第4個(gè)管……， 當(dāng)光線直射在相對應(yīng)的角度上，經(jīng)過聚光產(chǎn)生45 60°時(shí)，熱聯(lián)動(dòng)開關(guān)16啟動(dòng)，同時(shí)熱動(dòng) 開關(guān)15打開，此時(shí)光敏電阻18受光阻值減小形成通路，由繼電接觸控制器34接通電動(dòng)機(jī) DII30轉(zhuǎn)動(dòng)，同是開關(guān)自鎖，利用滾柱式雙向超越離合器29，此時(shí)電動(dòng)機(jī)DI27延時(shí)，而電動(dòng) 機(jī)D2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)太陽能電池板1快速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)角差減少到使電池板1擋住光敏電阻18時(shí)， 阻值增大，使繼電接觸控制器34斷開，并解除自鎖，電動(dòng)機(jī)D2停止，完成快速跟進(jìn)，電動(dòng)機(jī)Dl延時(shí)后轉(zhuǎn)動(dòng)，持續(xù)完成跟蹤接收太陽光的任務(wù)。 當(dāng)每天停止工作后回到起始點(diǎn)時(shí)，計(jì)時(shí)器開關(guān)36打開，開始計(jì)時(shí)，如果二十四小 時(shí)內(nèi)中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13轉(zhuǎn)動(dòng)，解除計(jì)時(shí)；如果到二十四小時(shí)中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)13未轉(zhuǎn)動(dòng)，說明天陰無 法采光，計(jì)時(shí)延時(shí)斷開的常開觸點(diǎn)繼電器35作短時(shí)間接觸，使電動(dòng)機(jī)DIII和電動(dòng)機(jī)DIV轉(zhuǎn) 動(dòng)，利用齒輪組46和齒輪組46'做補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，對當(dāng)日誤差進(jìn)行補(bǔ)調(diào)，如連續(xù)天陰則進(jìn)行連 續(xù)補(bǔ)調(diào)，以便能準(zhǔn)確跟蹤太陽，提高對太陽光最大化的接收利用率。
權(quán)利要求一種可調(diào)仰角的機(jī)械式自動(dòng)跟蹤太陽能接收儀，包括太陽能電池板(1)、支架(2)、支架轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)、支撐架(4)、仰角調(diào)整器(11)、時(shí)長調(diào)整器(12)、中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(13)和齒輪箱(7)，其特征在于a.支架(2)上分層拼裝太陽能電池板(1)，支架(2)下裝有支架轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)，支撐架(4)與支架(2)通過支架轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)連接；支架(2)與中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(13)連接為一整體；支架(2)上設(shè)置聚光加熱管組(17)和光敏電阻(18)；中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(13)上設(shè)置時(shí)長調(diào)整器(12)、時(shí)長調(diào)整定片(24)、時(shí)長調(diào)整動(dòng)片(25)、計(jì)時(shí)器(36)和檔桿撥桿(47)；支撐架(4)與齒輪箱(7)固定，其上設(shè)置有仰角調(diào)整器(11)；支柱(8)下端固定在地基上，上端通過支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸(6)與支撐架(4)連接；固定桿(48)兩端分別連接支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸(6)和支撐架(4)；伸縮桿(5)置于活動(dòng)支柱(9)中，活動(dòng)支柱(9)下端與地基連接，活動(dòng)拉桿(41)連接齒輪箱(7)，活動(dòng)連桿(42)連接仰角調(diào)整器(11)，且相互鉸接于活動(dòng)連點(diǎn)(10)；b.仰角調(diào)整器(11)包括棘輪單向超越離合器(39)、調(diào)整輪(40)、蝸桿(31)、蝸輪(32)、檔桿(43)、齒輪組(46)、通過檔桿(43)帶動(dòng)棘輪單向超越離合器(39)轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪單向超越離合器(39)帶動(dòng)調(diào)整蝸桿(31)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整蝸桿(31)帶動(dòng)蝸輪(32)轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪(32)帶動(dòng)調(diào)整輪(40)聯(lián)動(dòng)；c.時(shí)長調(diào)整器(12)包括棘輪單向超越離合器(39′)、調(diào)整輪(40′)、蝸桿(31′)、蝸輪(32′)、檔桿(43′)、齒輪組(46′)、連桿(49)和同步齒輪組(26)，通過檔桿(43′)帶動(dòng)棘輪單向超越離合器(39′)轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪單向超越離合器(39′)帶動(dòng)蝸桿(31′)轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿(31′)帶動(dòng)蝸輪(32′)轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪(32′)帶動(dòng)調(diào)整輪(40′)聯(lián)動(dòng)，連桿(49)連接調(diào)整輪(40′)和同步齒輪組(26)；d.齒輪箱(7)與帶動(dòng)齒輪(20)連接，帶動(dòng)齒輪(20)與轉(zhuǎn)動(dòng)齒條(14)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)齒條(14)連接中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(13)。
專利摘要一種可調(diào)仰角的機(jī)械式自動(dòng)跟蹤太陽能接收儀，由一個(gè)支撐架的兩端頭用軸承連接太陽能電池板支架，太陽能電池板支架軸向垂直的另兩頭連有中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)在支撐架內(nèi)側(cè)立面垂直，電池板支架上分層拼裝太陽能光電板，支架以支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸為活動(dòng)點(diǎn)，通過齒輪箱和轉(zhuǎn)動(dòng)齒條帶動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)以15°/小時(shí)東西轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過仰角調(diào)整器來調(diào)整太陽能電池板的仰角，保證每天陽光垂直照射太陽能電池板，再通過時(shí)長調(diào)整器來調(diào)節(jié)每天時(shí)長的變化，本實(shí)用新型充分利用機(jī)械動(dòng)力自動(dòng)調(diào)整并跟蹤太陽，大幅度提高太陽能利用率，減低資源能耗，為清潔綠色新能源的利用提供一種簡易、可靠、高效的裝置。
文檔編號G05D3/00GK201663569SQ201020170300
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者劉慶權(quán), 劉慶源, 劉 文 申請人:劉 文