[實用新型]模塊化雙擺轉太陽能自動跟蹤裝置

有效

• 申請號: 201320736070.4
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN203595945U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 黃炳瓊;馮俊杰;陳琳;胡飛飛;潘海鴻
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種模塊化雙擺轉太陽能自動跟蹤裝置，屬于太陽能利用領域。

背景技術

我國的能源結構以煤炭為主，約占70％，其次是石油，約占21％。而化石類燃料如煤炭，石油等，其儲量都是一定的。《中國擴大內需與發展可再生能源》等資料稱，到本世紀術，全球將面臨無煤可燒的境地。在以太陽能，地熱能，核能等為代表的新能源中，太陽能無疑是最清潔的可再生能源，并且有取之不盡，用之不竭的優點。我國幅員遼闊，太陽能資源豐富，充分利用太陽能資源，提高其利用效能，不失為解決能源危機的良策之一，響應了國家提出的建設資源節約型，環境友好型社會的宏偉藍圖。但由于太陽能本身的分散性、隨機性和間歇性等特點，使得太陽能總量豐富與真正轉化為生產生活所需能量較少的矛盾比較突出。如果能有一種裝置使太陽光總能與太陽能接收裝置保持垂直入射，則此矛盾可以得到緩解甚至解決。專利號為ZL200510023149.2的中國專利公開一種帶環形導軌的球面三自由度并聯姿態控制機構，該方案要點是：每個運動副的軸心線交于一個球心，其機構簡單，突破一般三自由度并聯機構運動空間不夠大的束縛，但其對機構的制造、安裝要求非常高，任何超出預定精度范圍的制造，安裝誤差，均會使機構在運動過程中卡死。專利號為ZL200820057537.1的中國專利公開一種六自由度并聯機構天線座，其方案要點是：六根桿分別由六個電機驅動，桿與動靜板間均用球鉸(或虎克絞)連接。該方案機構剛度好，但是并聯機構的反向求解異常繁瑣，球鉸及虎克絞均有運動角度范圍的限制，該機構能否達到半球空間或是達到半球空間球鉸(或虎克絞)是否有干涉未或可知。專利號ZL200620167990.9的中國專利公開一種自動跟蹤太陽裝置，其方案要點是：通過控制一組棘輪機構的間歇運動和凸輪機構的運動來達到追蹤要求，該方案追蹤精度高，但是該方案的運動連接都是通過高副(點面)連接，棘爪及與凸輪配合的尖推桿極易磨損，固其精度保持性還有待提高。申請號為200810300158.5，申請號為200910310148.4等中國專利所公開的裝置，其方案要點均可以歸結為一個水平面內的圓周運動和一個豎直平面內的擺動，方案均較簡單實用，但是其水平轉動與豎直擺動的執行機構需要分別設計制造。本文所述方案是將兩個運動副的運動都設計成擺轉運動，兩個擺動執行機構類似，實現模塊化設計，成組制造，大大降低了重復設計、制造帶來的勞動消耗，該方案最終工作空間可超半球空間。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種模塊化雙擺轉太陽能自動跟蹤裝置，簡化運動形式，減少執行機構零件種類，降低設計制造成本，能夠實現在超半球空間內追蹤太陽。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：

一種模塊化雙擺轉太陽能自動跟蹤裝置，它至少由接收架、上擺轉模塊、下擺轉模塊、基座模塊所組成。所述接收架至少由太陽能接收板1、接收板支撐架2等主要零部件組成。所述上擺轉模塊至少由上底座模塊與上精密減速模塊13組成。所述下擺轉模塊至少由下底座模塊與下精密減速模塊14組成。所述的上底座模塊，上底座模塊至少包括上擺支承座3、上擺支撐架5、上軸轂10、上傳動軸11等主要零部件。所述的下底座模塊，下底座模塊至少包括下擺支承座9、下傳動軸7、下軸轂8等主要零部件。所述的上精密減速模塊13，上精密減速模塊13外接電機17，電機17通過聯軸器19與蝸桿21連接，蝸桿21與渦輪23嚙合，與渦輪23輪轂相連軸的輸出即為上精密減速模塊13的輸出。所述下精密減速模塊14，下精密減速模塊14外接電機18，電機18通過聯軸器20與蝸桿22連接，蝸桿22與渦輪24嚙合，與渦輪24輪轂相連軸的輸出即為下精密減速模塊14的輸出。所述的上擺轉模塊與下擺轉模塊軸向正交安裝，整個上擺轉模塊繞下擺轉模塊的下傳動軸7擺動，接收架繞上擺轉模塊的上傳動軸11擺動。所述上擺轉模塊及下擺轉模塊的運動形式均為擺轉運動，上下擺轉模塊的主要執行零部件分別對應相似，即上擺支承座3、上傳動軸11、上軸轂10和下擺支承座9、下傳動軸7、下軸轂8對應相似，所述零件可以模塊化設計并成組制造。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型化兩個運動同為擺轉運動，運動形式相同使得運動執行機構相似，執行機構主要零部件實現模塊化設計，便于成組制造；

2.本實用新型追蹤精度高，且追蹤精度只與精密減速模塊可達精度相關；

3.本實用新型采用步進電機驅動，步進電機具有誤差不累積的優良特性，使得該裝置可重復追蹤定位精度良好；

4.本實用新型工作空間可超過半球空間。

附圖說明