一种基于形状记忆合金的新型自动追光机构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于形状记忆合金的新型自动追光机构，属于动力与传动技术领域。包括外壳、形状记忆合金弹簧A、形状记忆合金弹簧B、支杆、导轨槽、滑块及功率输出轴；所述外壳围成中空圆盘结构，整个外表面密封且不透光，最外圈为实心轮胎状结构；内部设有导轨槽，导轨槽中设有滑块，滑块与支杆的一端铰接，支杆带动滑块在导轨槽内滑动，导轨槽中还设有限位点A及限位点B，两限位点与滑块所在的支杆的端点之间通过形状记忆合金弹簧A和形状记忆合金弹簧B连接。该追光机构结构简单，成本低，无多余能源浪费，可通过两个追光机构的复合使用，实现360°追光，灵敏度高，提高了航天器收集太阳能的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于形状记忆合金的新型自动追光机构
本技术属于动力与传动
，特别涉及一种基于形状记忆合金的新型自动追光机构。
技术介绍
追光机构是一种太阳位置跟踪机构，可实现太阳能帆板定向转动，提高发电效率等多种功能。随着世界各国对太阳能的日益重视，多种多样的追光机构已经被设计出来并投入使用。不过在已有的追光系统中，主要方案仍然为传统的传感器和步进电机配合工作的模式，整个系统包含光敏传感器、计算处理器和步进电机。其中光敏传感器探测太阳位置，然后通过计算处理器计算现在的工作状态与目标状态的偏差，输出信号驱动步进电机带动整个机构转动，实现太阳追踪的目的。其优点是精度较高，然而该方案装置组成复杂，在恶劣环境下工作的可靠性下降。另外，由于步进电机需要电力驱动，该装置本身的材料与能源消耗成本较高（石玉军,刘振来,向根祥.太阳能追踪系统的设计[J].河西学院学报,2015,31(5):51-55.）。近年来，一种不同于传统方案的液体热膨胀驱动式追光方案被提出来。如图5所示，该方案包括通过中心支撑柱安装于底座上的光伏板和安装于光伏板下方并用于驱动光伏板绕着中心支撑柱转动的液压油缸；光伏板活动安装于中心支撑柱的上端，并与太阳能追踪驱动装置连接，中心支撑柱的上端通过纵向转动的合页安装有纵向转动的支撑块，支撑块通过光伏板转轴与光伏板铰接，光伏板可绕所述光伏板转轴相对支撑块横向转动，利用油液的热胀冷缩驱动液压油缸的液压杆，液压杆带动所述光伏板转动。上述追光机构使用油液的受热膨胀作为驱动力，利用了封闭于液压油缸中不可气化不可压缩的特点，实现了双轴向太阳光的跟踪，使得光伏板始终正对太阳，但该装置对所述液压油的材料要求较高，且随太阳光照射方向转动的精度难以控制（CN205792413U，2016-12-07）。综上所述，目前的追光机构普遍存在着装置较复杂，存在累积误差多的缺点，提出新的自动追光机构成为该领域的突破口。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种基于形状记忆合金的新型自动追光机构，以解决传统追光机构中存在的结构复杂，电机能耗大，累积误差明显，受天气影响严重等不利因素。为实现上述目的，本技术采用的技术方案在于：一种基于形状记忆合金的新型自动追光机构，包括外壳、形状记忆合金弹簧A、形状记忆合金弹簧B、支杆、导轨槽、滑块及功率输出轴；所述外壳围成中空圆盘结构，整个外表面密封且不透光，最外圈为实心轮胎状结构；所述实心轮胎状结构上设有均匀分布的通孔，所述通孔内壁涂有吸光涂料，所述实心轮胎状结构的内部设有圆环状导轨槽；所述导轨槽中设有滑块，所述滑块与支杆的一端铰接，所述支杆带动滑块在导轨槽内滑动；所述支杆的另一端与功率输出轴固定连接，所述功率输出轴与支杆保持同步旋转；所述导轨槽边缘还设有限位点A及限位点B，所述两限位点在圆盘的同一条直径上，两限位点与滑块所在的支杆的端点之间通过形状记忆合金弹簧A和形状记忆合金弹簧B连接，所述形状记忆合金弹簧A和形状记忆合金弹簧B的长度相等；所述滑块的尺寸大于或等于通孔的直径，以保证滑块通过通孔时能彻底挡住。进一步的，所述功率输出轴在圆盘结构内的部分为透明材质，所述支杆为透明材质，滑块为不透光不导热材质。进一步的，所述形状记忆合金弹簧受热会发生收缩。进一步的，功率输出轴的外部的端点与需向光或背光装置相连以控制其旋转。进一步的，为了达到360°全方位感光的目的，至少需要两个上述自动追光机构。将两个所述追光机构一个称为追光机构A，另一个称为追光机构B。所述追光机构A固定于大地或静止物体，所述追光机构A的功率输出轴与追光机构B的径向外壳连接，使追光机构B能随追光机构A的功率输出轴一起转动，追光机构A的功率输出轴的延长线与追光机构B的圆心相交；所述追光机构B的功率输出轴与其中的支杆保持同步自转，追光机构B的功率输出轴的外部端点与需向光或背光装置相连以控制其旋转。与现有技术相比，本技术具有以下优点和有益效果：（1）结构简单，成本低：本技术放弃了已有常见追光机构中的传感器和步进电机模块，只通过形状记忆合金材料发挥感光和传动的双重作用，极大地简化了追光系统机构，降低了生产和推广成本；（2）无多余能源浪费：本技术中没有耗能部件，形状记忆合金只利用吸收的太阳光实现形态变化从而输出功率；（3）360°追光，灵敏度高：本技术可通过两个机构的复合使用，实现360°追光；可运用在航天器太阳能帆板的自动转向机构中，以很高的灵敏度实现太阳能帆板始终处于向阳一侧，提高航天器收集太阳能的效率。附图说明图1为追光机构整体轮廓图，此时光线从左侧入射，形状记忆合金弹簧A受热收缩，开始拉动机构向左偏转；图2为追光机构从图1所示状态偏转至图2状态，此时支杆和光线共线，堵住开孔从而使形状记忆合金弹簧A不再受热，停止偏转，实现机构追光；图3为两套本技术所述追光机构垂直放置而成，通过增加自由度实现360°感光和追光；图4为追光机构B的结构示意图；图5为液体热膨胀驱动式太阳能追踪系统。附图标记：1、外壳；2、形状记忆合金弹簧A；3、形状记忆合金弹簧B；4、支杆；5、导轨槽；6、滑块；7、功率输出轴；8、追光机构A；9、追光机构B；10、通孔一；11、通孔二；12、向光或背光装置；13、固定杆；14、中心支撑柱15、底座；16、光伏板；17、合页；18、支撑块；19、光伏板转轴；20、液压油缸；21、钢索；22、遮光板。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1所示，一种基于形状记忆合金的新型自动追光机构，包括外壳1、形状记忆合金弹簧A2、形状记忆合金弹簧B3、支杆4、导轨槽5、滑块6及功率输出轴7；外壳1围成中空圆盘结构，整个外表面密封且不透光，最外圈为实心轮胎状结构；实心轮胎状结构上设有均匀分布的通孔，通孔内壁涂有吸光涂料，实心轮胎状结构的内部设有圆环状导轨槽5；导轨槽5中设有滑块6，滑块6与支杆4的一端铰接，支杆4带动滑块6在导轨槽5内滑动；支杆4的另一端与功率输出轴7固定连接，功率输出轴7与支杆4保持同步旋转；导轨槽5边缘还设有限位点A及限位点B，两限位点在圆盘的同一条直径上，两限位点与滑块6所在的支杆4的端点之间通过形状记忆合金弹簧A2和形状记忆合金弹簧B3连接，形状记忆合金弹簧A2和形状记忆合金弹簧B3的长度相等；滑块6的尺寸大于或等于通孔的直径，以保证滑块6通过通孔时能彻底挡住。功率输出轴7在圆盘结构内的部分为透明材质，支杆4为透明材质，滑块6为不透光不导热材质。形状记忆合金弹簧受热会发生收缩。功率输出轴7的外部的端点与需向光或背光装置相连以控制其旋转。为了达到360°全方位感光的目的，至少需要两个上述自动追光机构。如图3，图4所示，为了达到360°全方位感光的目的，至少需要两个上述自动追光机构。将追光机构A8固定于大地或静止物体，追光机构A8的功率输出轴7与追光机构B9的径向外壳连接，使追光机构B9能随追光机构A8的功率输出轴7一起转动，追光机构A8的功率输出轴7的延长线与追光机构B9的圆心相交；所述追光机构B9的功率输出轴7与其中的支杆4保持同步自转，追光机构B9的功率输出轴7的外部端点与需向光或背光装置相连1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于形状记忆合金的新型自动追光机构，其特征在于，包括外壳（1）、形状记忆合金弹簧A（2）、形状记忆合金弹簧B（3）、支杆（4）、导轨槽（5）、滑块（6）及功率输出轴（7）；所述外壳（1）围成中空圆盘结构，整个外表面密封且不透光，最外圈为实心轮胎状结构；所述实心轮胎状结构上设有均匀分布的通孔，所述通孔内壁涂有吸光涂料，所述实心轮胎状结构的内部设有圆环状导轨槽（5）；所述导轨槽（5）中设有滑块（6），所述滑块（6）与支杆（4）的一端铰接，所述支杆（4）带动滑块（6）在导轨槽（5）内滑动；所述支杆（4）的另一端与功率输出轴（7）固定连接，所述功率输出轴（7）与支杆（4）保持同步旋转；所述导轨槽（5）边缘还设有限位点A及限位点B，所述两限位点在圆盘的同一条直径上，两限位点与滑块（6）所在的支杆（4）的端点之间通过形状记忆合金弹簧A（2）和形状记忆合金弹簧B（3）连接，所述形状记忆合金弹簧A（2）和形状记忆合金弹簧B（3）的长度相等；所述滑块（6）的尺寸大于或等于通孔的直径，以保证滑块（6）通过通孔时能彻底挡住。

【技术特征摘要】
1.一种基于形状记忆合金的新型自动追光机构，其特征在于，包括外壳（1）、形状记忆合金弹簧A（2）、形状记忆合金弹簧B（3）、支杆（4）、导轨槽（5）、滑块（6）及功率输出轴（7）；所述外壳（1）围成中空圆盘结构，整个外表面密封且不透光，最外圈为实心轮胎状结构；所述实心轮胎状结构上设有均匀分布的通孔，所述通孔内壁涂有吸光涂料，所述实心轮胎状结构的内部设有圆环状导轨槽（5）；所述导轨槽（5）中设有滑块（6），所述滑块（6）与支杆（4）的一端铰接，所述支杆（4）带动滑块（6）在导轨槽（5）内滑动；所述支杆（4）的另一端与功率输出轴（7）固定连接，所述功率输出轴（7）与支杆（4）保持同步旋转；所述导轨槽（5）边缘还设有限位点A及限位点B，所述两限位点在圆盘的同一条直径上，两限位点与滑块（6）所在的支杆（4）的端点之间通过形状记忆合金弹簧A（2）和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璐，李晨阳，黄宇翔，曹亚奇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32