[其他]彈簧自動跟日器

無效

• 申請號: 87209856
• 申請日: 1987-07-04
• 公開（公告）號: CN87209856U
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發明（設計）人: 王存義
• 申請（專利權）人: 王存義
• 主分類號: F24J2/38
• 分類號: F24J2/38
• 代理公司: 陜西省發明專利服務中心
• 代理人: 韋全生

本實用新型屬于一種利用太陽能的自動跟日裝置。

現有的自動跟日裝置，有單軸跟蹤和雙軸跟蹤。單軸自動跟蹤裝置，如“螺旋副——液壓——滴漏”裝置，可以實現15°／小時的時角對日跟蹤。但因其角速度受滴漏容器口處的液流速度的決定，使用時要涉及調整流速——角速度和處理滴漏液等，操作較麻煩，同時負載能力和跟蹤精度也較差；另外因不能實現赤緯跟蹤，加之，其時角跟蹤的原動力是采光器和主軸的重量，故對季節和地理緯度的適應性較差。現有的雙軸自動跟蹤裝置，無論是計算機程控式，或傳感器式和陰影跟蹤式等，雖可實現時角和赤緯跟蹤，但成本高，并需要消耗電能。同時，除程控式跟蹤裝置外，其余的跟蹤信號多由太陽的照射與遮光引起的光電變換而產生，然后控制伺服系統進行跟蹤，因而是間斷方式跟蹤的，跟蹤精度受到影響。

本實用新型的任務，是提供一種在不消耗其他能源和成本低廉的前提下，實現跟蹤精度較高，操作簡便，在廣泛地區內能對時角和赤緯雙軸跟蹤，并能承受較大負載和抗風干擾能力強的自動跟日器。

本實用新型的實現方法和原理為：時角跟蹤是用彈簧的形變作為儲能和動力元件，把大扭簧、小扭簧和調整塊分別作為產生主動力矩和控制力矩的器件，通過主、付鏈輪和主、付鏈條等對力的逐次傳遞，利用杠桿原理，使主鏈輪與付鏈輪同速轉動，付鏈輪的轉速，是用市售小時鐘改裝后的外加齒輪來控制，只要使付鏈輪與時鐘外齒輪有一定的轉速比，并使付鏈輪對時鐘外齒輪的阻力與小扭簧等的助動力相適應，就可使付鏈輪的角速度準確達到15°／小時。赤緯跟蹤是按照日序數的不同，通過手動調節蝸桿在蝸扇上的嚙合位置，使托架及所載采光器經過一日或數日繞赤緯軸轉一次來實現。

圖1和圖2為本實用新型的實施例之一，并分別為時角和赤緯跟蹤原理圖，今以此為例，說明自動跟蹤原理。

圖1中的導軌〔8〕把杠桿〔7〕分為兩段。大扭簧〔5〕的恢復力矩作用于托架〔4〕上，經時角軸〔6〕傳到與之固定為一體的主滑輪〔3〕和主鏈輪〔2〕及與主鏈輪嚙合的主鏈條〔1〕上，使與主鏈條〔1〕連為一體的杠桿〔7〕的兩個凸頭〔21〕以平面接觸緊壓導軌〔8〕，并產生順時針方向的旋轉力矩，同時由于限動簧〔9〕對杠桿〔7〕的向左推力，亦使凸頭〔21〕處的旋轉力矩增強（圖示限動簧為壓簧，若為拉簧應置于杠桿左邊），故使杠桿〔7〕受導軌〔8〕的制動而不能移動。導軌和導桿分別穿入杠桿上的相應孔內。當繞在軸桿〔13〕上的小扭簧〔15〕因形變而產生的恢復力矩，推動付滑輪〔14〕，經軸桿〔13〕傳力，使付滑輪的共軸齒輪〔12〕受到如圖示箭頭方向的力矩，該力矩對與共軸齒輪〔12〕嚙合的時鐘外齒輪〔16〕產生助動，進而推動與后者嚙合的付鏈輪〔18〕的共軸齒輪〔17〕，使付鏈輪〔18〕撥動付鏈條〔19〕，在杠桿〔7〕的下端產生向右移動的力，該力對凸頭〔21〕產生反時針方向的旋轉力矩，與大扭簧〔5〕產生的力矩反向。因付鏈條〔19〕到凸頭〔21〕處的距離遠大于主鏈條〔1〕到凸頭的距離，故付鏈條處的微小力所產生的力矩，即可抵消主鏈條處強大力的力矩，故杠桿〔7〕可向右移動，于是，主鏈輪并時角軸便與付鏈輪同速旋轉。由于付鏈輪是受時鐘外齒輪控制的，故可得15°／小時的勻速而準確的轉動。另因主、付鏈輪節圓直徑相等，所以時角軸上所載托架及采光器亦以15°／小時的轉速被帶動，因而實現了時角跟蹤的目的。過一周日后，托架與采光器要復原位，可把托架〔4〕沿圖示箭頭的反方向扳回即可。在扳回時，主滑輪通過撓性元件〔11〕拉動付滑輪〔14〕沿箭頭的反向轉動，壓卷小扭簧，并通過共軸齒輪〔12〕卷緊時鐘發條，再經齒輪〔17〕與共軸鏈輪〔18〕，使付鏈條左移還原。主、付滑輪可以是全圓或扇形。小扭簧的調整塊〔20〕固定在付滑輪〔14〕上。

今以圖2為例說明赤緯跟蹤原理。托架〔4〕的一端支撐在赤緯軸〔24〕上并可繞該軸轉動。蝸扇〔23〕固定在時角軸〔6〕上，蝸桿〔22〕與蝸扇嚙合，并支持托架〔4〕的另一端。通過手動旋轉使蝸桿升或降，使托架繞赤緯軸〔24〕轉動，以跟蹤太陽赤緯之變化。圖1與圖2中的相同件號表示同一零件。

本實用新型的主要優點為：1.用彈簧作為儲能和動力元件，除每日用外力扳一下外，不需其他能耗。2.本裝置結構簡單，又無特殊材料與元件，故成本低廉，便于生產銷售。3.跟蹤精度較高，且操作簡便。4.因是雙軸跟蹤，且不以采光器和托架的重量為原動力，故對季節和地域適應性強，便于廣泛使用。5.只要根據采光器重量和外形尺寸等因素，巧妙的計算和匹配扭簧，就能承受較大重量和任意形狀的采光器，并能抵抗強大的風干擾和適應負載的頻繁變化。因而本實用新型可在工業、國防、家庭等的利用太陽能方面廣泛推廣普及。