一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器制造技术

本发明专利技术提出了一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器，属于太阳能领域。解决传统聚光器折叠结构整体重量过大且结构复杂不能保证多次收拢展开可行性的问题。它包括基座，基座上圆周均布转动设置多个龙骨，每个龙骨与基座连接的首端设置有限位装置；多个弹性铰链，每相邻两个龙骨的末端通过一个弹性铰链相连；多个反射面，每相邻两个龙骨通过一个反射面相连以在全部龙骨展开后、全部反射面形成聚光面；多个锁紧组件，多个锁紧组件与多个龙骨一一对应设置，每个锁紧组件用于在相应位置龙骨张开后对相应限位装置锁定。它主要用于收集太阳能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器


[0001]本专利技术属于太阳能领域，特别是涉及一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器。

技术介绍

[0002]太阳能是一种清洁、环保、取之不尽、用之不竭的绿色能源。
[0003]然而，由于大气层削弱、昼夜交替、天气和气候等因素的影响，地面上的太阳能流密度比较低，导致地面太阳能利用效率较低。为此，地球同步轨道上的空间太阳能电站成为备受关注的解决方案，其中大型聚光阵列是其核心组件之一，一般由多个形状相同、均匀布置的可展开聚光器单元组成。
[0004]面向空间太阳能电站对组成聚光阵列的可展开聚光器单元的应用需求，目前有团队研制了额定功率为38kW的碟式太阳能聚光系统，抛物面聚光器有效面积为204m2，半径为8.85m，焦距为9.49m，热机采用了Stirling Biopower Flexgen S260。在750W/m2的太阳直射辐照前提下，太阳能发电效率为25.3％，38kW的太阳能碟式聚光器系统具有良好的工作性能，净输出功率高达38.0kW。最高净输出功率为40.5kW，相应的太阳能转换效率为26.6％。该装置主要由固面单元组成，型面精度较高。但重量过大，且在太空中不易与组装，所以不适用于目标场景。
[0005]目前也有团队提出了一种优于传统的伞状太阳能龙骨聚光器，其主体为刚性U型支撑管，反射面以聚亚酰胺薄膜上镀铝，增反膜上再镀120nm厚度银色的铝银复合膜，用作空间飞行器的太阳能热推进器。该聚光器可以克服充气式展开抛物面聚光器和刚性固面聚光器的缺点，具有聚光功率高，自重低等优点，但是展开后型面精度的保持性还有待考察，且驱动装置的稳定行也是一个不确定因素，对安装位置也有较高要求。
[0006]传统的展开结构设计，普遍存在整体重量过大且结构复杂不能保证多次收拢展开可行性。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器,以解决传统聚光器折叠结构整体重量过大且结构复杂不能保证多次收拢展开可行性的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器，包括基座，所述基座上圆周均布转动设置多个龙骨，每个所述龙骨与基座连接的首端设置有限位装置；多个弹性铰链，每相邻两个龙骨的末端通过一个弹性铰链相连；多个反射面，每相邻两个龙骨通过一个反射面相连以在全部龙骨展开后、全部所述反射面形成聚光面；多个锁紧组件，多个所述锁紧组件与多个所述龙骨一一对应设置，每个所述锁紧组件用于在相应位置龙骨张开后对相应限位装置锁定。
[0009]更进一步的，所述限位装置末端部设置有限位件。
[0010]更进一步的，所述限位件为柱状。
[0011]更进一步的，所述锁紧组件包括弹簧，一端与基座相连；支撑座，固定连接在基座
侧壁上；锁钩，中部与支撑座转动连接、末端与弹簧另一端相连，首端设置有圆弧部并用于在龙骨张开后勾住限位件、此时弹簧处于放松状态。
[0012]更进一步的，每个所述锁紧组件内设置有两个呈八字形对称分布的弹簧。
[0013]更进一步的，全部所述龙骨在聚拢状态时全部弹簧均处于拉紧状态。
[0014]更进一步的，所述弹性铰链为带簧。
[0015]更进一步的，所述龙骨整体呈圆弧状包括两个短直边和两个平行设置的长弧边，两个长弧边之间设置多个加固筋。
[0016]更进一步的，每个所述龙骨上的全部加固筋收尾相连呈波浪型。
[0017]更进一步的，所述弹性铰链在龙骨聚拢状态时发生对折形成朝下设置的弯折部。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]1、本聚光器采用拓扑优化原理优化后的龙骨，能够对整体质量进行减轻，且能够保证整体的强度；
[0020]2、本聚光器基于弹性铰链设置为带簧的方式，能够避免产生力学屈服现象，使聚光器能够重复的收展；
[0021]3、本聚光器通过设置限位装置与锁紧组件进行配合，能够在聚光器展开后保持稳定的状态；
[0022]4、本聚光器通过设置弹簧和锁钩配合的形式，能够在聚光器展开过程中对龙骨起到缓冲的作用，并在展开完成后完成对龙骨的相对固定。
附图说明
[0023]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0024]图1为本专利技术所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器展开状态下的立体结构示意图；
[0025]图2为本专利技术所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器展开状态下的俯视图；
[0026]图3为本专利技术所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器展开状态下的主视图；
[0027]图4为本专利技术所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器收拢状态下的主视图；
[0028]图5为本专利技术所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器收拢状态下的俯视图；
[0029]图6为本专利技术所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器收拢状态下的立体结构示意图；
[0030]图7为本专利技术所述的图5的局部放大示意图；
[0031]图8为本专利技术所述的基座与锁紧组件的连接关系示意图；
[0032]图9为本专利技术所述的锁紧组件的结构示意图；
[0033]图10为本专利技术所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器展开状态下锁紧组件的状态图；
[0034]图11为本专利技术所述的弹性铰链的折叠状态受力状态图；
[0035]图12为本专利技术所述的弹性铰链的展开过程受力状态图；
[0036]图13为本专利技术所述的弹性铰链几何截面示意图；
[0037]图14为本专利技术所述的弹性铰链厚度与应变能关系；
[0038]图15为本专利技术所述的弹性铰链半径与应变能关系；
[0039]图16为本专利技术所述的弹性铰链角度与应变能关系。
[0040]基座1；龙骨2；限位装置2
‑
1；限位件2
‑
2；弹性铰链3；反射面4；锁紧组件5；弹簧5
‑
1；支撑座5
‑
2；锁钩5
‑
3。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0042]参见附图说明本实施方式，一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器包括
[0043]基座1，所述基座1上圆周均布转动设置多个龙骨2，龙骨2通过销轴转动连接在基座1上。具体的，基座1上设置多个与龙骨2一一对应的铰接座，每个所述龙骨2通过销轴连接在对应的铰接座上，每个所述龙骨2与基座1连接的首端设置有限位装置2
‑
1，限位装置2
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器，其特征在于：包括基座(1)，所述基座(1)上圆周均布转动设置多个龙骨(2)，每个所述龙骨(2)与基座(1)连接的首端设置有限位装置(2
‑
1)；多个弹性铰链(3)，每相邻两个龙骨(2)的末端通过一个弹性铰链(3)相连；多个反射面(4)，每相邻两个龙骨(2)通过一个反射面(4)相连以在全部龙骨(2)展开后、全部所述反射面(4)形成聚光面；多个锁紧组件(5)，多个所述锁紧组件(5)与多个所述龙骨(2)一一对应设置，每个所述锁紧组件(5)用于在相应位置龙骨(2)张开后对相应限位装置(2
‑
1)锁定。2.根据权利要求1所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器，其特征在于：所述限位装置(2
‑
1)末端部设置有限位件(2
‑
2)。3.根据权利要求2所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器，其特征在于：所述限位件(2
‑
2)为柱状。4.根据权利要求2所述的一种基于弹性铰链的子展开太阳能聚光器，其特征在于：所述锁紧组件(5)包括弹簧(5
‑
1)，一端与基座(1)相连；支撑座(5
‑
2)，固定连接在基座(1)侧壁上；锁钩(5
‑
3)，中部与支撑座(5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭朋真，李丽芳，张彦龙，陈贺，刘荣强，邓宗全，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：