时钟式太阳能用简易跟踪装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种时钟式太阳能用简易跟踪转动装置，包括太阳集能板，安装太阳集能板的活动支架、基座及与基座相连的立轴、与立轴相配的转动套轴，还包括作太阳能时角跟踪控制的时钟机构。由于采用了时钟机构，使得装置的结构简单、成本低，适于大批量推广应用；又由于采用了传动副分别设置在活动的转臂上和固定的在基座上，经时钟电源与控制单元控制电机向传动副输出转矩，带动活动支架和太阳集能板沿立轴作周期性的太阳能时角往复跟踪转动，使得装置作太阳能时角往复跟踪转动时电机输出转动的阻力矩最小，驱动功耗可最低，并使得装置的重量减轻，体积减小，重心降低，抗风性增强，抗抖动性改善，同时适合于作为便携式或可移动的设备使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属太阳能应用领域，尤其是涉及一种时钟式太阳能用简易跟踪装置。技术背景现有太阳能应用中大量需要的是边远地区的太阳能利用系统，主要是如小型 化的廉价太阳能光伏发电系统等，以解决边远地区的能源供应问题，其中，采用跟踪装置可提高太阳能装置的光吸收效率高达37%以上，并且，根据太阳入射角 与光吸收效率的关系可知，当太阳入射角的偏差在不超过±5%时，光吸收效率的 损失在3%以内，因此，应该尽可能地采用设置太阳能用简易跟踪装置来大幅度提 高太阳能装置的性价比。对于这种跟踪要求比较普通场合使用的、同时又适合于 作为便携式设备使用的太阳能用简易跟踪装置，还普遍存在着抗风性差、转动驱 动功率过大、装置体积过大、结构复杂或成本过高、可靠性与性价比低的问题。如CN01229124.2公布的"全方位跟踪日光的太阳能装置"，其采用太阳能集 光平板和竖直的立柱支架结构，固定在基础底盘上的支架侧带有套柱，套柱侧部 带有经度方向的跟踪驱动步进电机，套柱上部的支架上带有纬度方向的跟踪驱动 步进电机，经度与纬度方向均通过蜗轮蜗杆传动单向连续性步进回转运动进行跟 踪，太阳能集光平板上还设有经度与纬度光传感器，经传感器控制达到全天候全 方位跟踪日光和能最高效率的采集利用太阳能的效果。这种装置控制环节多，跟 踪运行通过传感器信号，控制电路结构复杂，跟踪传动机构体积庞大，必然造成 其风载下转动阻力矩大，加大电机功率则功耗也随之增大，且采用步进电机控制 与蜗轮蜗杆单向传动只能进行连续性的步进回转运动，更使得装置成本及运行成 本高昂，装置的性能成本价格比低，仅适合于科学研究等需要精确跟踪日光的场 合；此外，该装置还存在着抗风性能差、抖动大的可靠性缺陷；并且系统重量大， 不便于移动或携带；经度与纬度方向上的跟踪转动采用蜗轮蜗杆精密传动也不适 合于直接在室外场合长期使用和大批量推广应用。因此，现有技术还有待于进行 提高和改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适合于跟踪要求较普通场合使用的结构简单成本 低，抗风性好、转动驱动功率小，可靠性与性价比高，同时适合于大批量推广应用与便携或可移动使用的时钟式太阳能用简易跟踪装置。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术采用一种时钟式太阳能用简易跟 踪装置，包括太阳集能板，安装太阳集能板的活动支架、基座及与基座相连的立 轴、与立轴相配的转动套轴，其特征在于，还包括作太阳能时角跟踪控制的时钟 机构，其中包括时钟电源、控制单元、电机与传动副，所述的转动套轴的下端连 有转臂，转臂上可带有太阳赤纬角调整定位表杆，活动支架的上端与转臂上设置的转动套轴的上端或太阳赤纬角调整定位标杆上端相连，活动支架的下端与转动 套轴下端相固接的转臂的悬置外端经铰链相连，所述的传动副分别设置在活动的 转臂上和固定的在基座上，经时钟电源与控制单元控制电机向传动副输出转矩， 带动活动支架和太阳集能板沿立轴作周期性的太阳能时角往复跟踪转动。所述的 时钟机构的传动副是包括啮合滚动传动副或摩擦滚动传动副的滚动传动副，其滚 动传动的轴向设置可是水平或垂直或介于水平和垂直间的倾角设置。所述的啮合 滚动传动副可是直齿轮与直齿条的啮合、或是斜齿轮与斜齿直齿条的啮合，或是 直齿轮与直齿内齿圈条或斜齿轮与斜齿内齿圈条的啮合。所述的直齿轮与直齿条 的啮合、或是直齿轮与直齿内齿圈条的啮合中可带有电磁离合柱销锁定器。所述 的传动副的上方可设有防尘罩。所述的太阳集能板与基座及转动轴套所构成的空 间外可设置曲面锥体型的抗风包胳外壳。所述的电机可是交流或直流的减速电机、 或是交流或直流的伺服电机，或是步进电机、或是电子马达。所述的减速电机与 传动副间还可带有外置的减速齿轮轮系。所述的太阳能时角跟踪控制的时钟机构 还包括限位器，所述的限位器分别设置在传动副齿条或内齿圈条的两端。所述的 时钟电源的供电电源可是蓄电池、或是超级储能电容、或是太阳能光伏电源、或 是上述的组合。本专利技术的优点是由于采用了包括时钟电源、控制单元、电机与传动副的太 阳能时角跟踪控制的时钟机构，使得装置的结构简单、成本低，适于大批量推广 应用；又由于采用了传动副分别设置在活动的转臂上和固定的在基座上，经时钟 电源与控制单元控制电机向传动副输出转矩，带动活动支架和太阳集能板沿立轴 作周期性的太阳能时角往复跟踪转动，使得装置作太阳能时角往复跟踪转动时电 机输出转动的阻力矩最小，驱动功耗可最低，并使得装置的重量减轻，体积减小， 同时适合于便携或可移动使用；还由于转动套轴的下端连有转臂，转臂上可带有 太阳赤纬角调整定位表杆，活动支架的上端与转臂上设置的转动套轴的上端或太 阳赤纬角调整定位标杆上端相连，活动支架的下端与转动套轴下端相固接的转臂 的悬置外端经铰链相连，使得太阳集能板设置的重心降低，抗风性增强，抗抖动 性改善，装置的可靠性与性价比高。附图说明图1是本专利技术时钟式太阳能用简易跟踪装置实施例之一的立体结构示意图。 图2是本专利技术时钟式太阳能用简易跟踪装置实施例之二的俯视结构示意图。 图3是图2本专利技术时钟式太阳能用简易跟踪装置实施例之二处于正午位置时的剖视结构示意图。图4是图2中电磁离合柱销处于锁定工作状况的局部放大视图。具体实施方式按图1所示，本专利技术的时钟式太阳能用简易跟踪装置实施例之一包括太阳 集能板l，安装太阳集能板的活动支架2、基座3及与基座相连的立轴4、与立轴 相配的转动套轴5，作太阳能时角跟踪控制的时钟机构6，其中包括时钟电源601、控制单元602、电机603与传动副604，与转动套轴下端相连的转臂7,此外，还 包括定位槽柱9、电磁离合柱销锁定器IO、防尘罩ll、抗风包胳外壳12、减速齿 轮轮系13、限位器14、轴承15、支承脚16、铰链17、轮系轴18。活动支架2的上端与转臂7上设置的转动套轴5的上端相连，转动套轴的上 端带有太阳赤纬角调整定位槽柱9，可供按太阳季节性赤纬角的变化作手动e角 在不同位置上的调整固定。活动支架的下端与转动套轴下端相固接的转臂的悬置 外端经铰链17相连，传动副604包括主动传动件6041和被动传动件6042，分别 设置在活动的转臂上和固定的在基座3上，经时钟电源601与控制单元602控制 电机603向传动副604输出转矩，带动活动支架和太阳集能板1沿立轴4作周期 性的太阳能时角往复跟踪转动，其转动中心是图1中所示转动套轴所在的C轴线。所述的时钟机构的传动副是包括啮合滚动传动副或摩擦滚动传动副的滚动传 动副，其滚动传动的轴向设置可是水平角设置。啮合滚动传动副采用直齿轮与直 齿内齿圈条的啮合，传动副的锁定采用电磁离合柱销锁定器IO，电磁离合柱销锁 定器可以采用单柱插入直齿轮中的任意一个齿槽内进行抗风锁定，提高装置的抗 风稳定性。传动副的上方可设有防尘罩ll，用于防止灰尘和雨水等的侵袭。转动套轴与立轴间及转臂与轮系轴18间设有轴承15，轴承可是滚动轴承或是滑动轴承，其中，滚动轴承可是采用滚动轴承、或是采用径向轴承与轴向轴承、 或是采用滚柱轴承，因而，使得装置的转动阻力扭矩减小，电机转动时的抖动也 大大减小。太阳集能板与基座及转动轴套所构成的空间外可设置曲面锥体型的抗风包胳 外壳12，用于减少风载下电机跟踪转动的阻力矩。基座上带有可调的螺纹支承脚 16，用于便携或本文档来自技高网...

【技术保护点】
时钟式太阳能用简易跟踪装置，包括太阳集能板，安装太阳集能板的活动支架、基座及与基座相连的立轴、与立轴相配的转动套轴，其特征在于，还包括作太阳能时角跟踪控制的时钟机构，其中包括时钟电源、控制单元、电机与传动副，所述的转动套轴的下端连有转臂，转臂上可带有太阳赤纬角调整定位表杆，活动支架的上端与转臂上设置的转动套轴的上端或太阳赤纬角调整定位标杆上端相连，活动支架的下端与转动套轴下端相固接的转臂的悬置外端经铰链相连，所述的传动副分别设置在活动的转臂上和固定的在基座上，经时钟电源与控制单元控制电机向传动副输出转矩，带动活动支架和太阳集能板沿立轴作周期性的太阳能时角往复跟踪转动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘戈，
申请(专利权)人：潘戈，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]