專利名稱：一種太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置。
背景技術(shù)：
在碟式太陽能系統(tǒng)，或進(jìn)行兩維追蹤的光伏太陽能系統(tǒng)中，定位裝置對太陽方位的追蹤精確度是影響其工作效率與能源利用效果的重要影響因素。例如，與普通的固定式光伏太陽能系統(tǒng)相比，同樣面積大小的太陽能光伏板如果能始終與太陽光線相垂直，則其能源利用效率將大大增加。對于碟式太陽能系統(tǒng)，定位裝置對太陽位置的跟蹤精度更是其工作的基本前提。在目前常見的太陽能系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)定位裝置實(shí)時(shí)追蹤太陽的(碟式聚光鏡或光伏板)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法通常有兩類:
1)采用速度可調(diào)節(jié)的電動(dòng)機(jī)，通過邏輯控制系統(tǒng)給電機(jī)發(fā)送信號(hào)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而使整個(gè)聚光鏡或是光伏板按照預(yù)定的方向和速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，保證在任一時(shí)刻，聚光鏡或是光伏板都能垂直于太陽光線，通過這種方式來提高系統(tǒng)的發(fā)電效率與發(fā)電總量；
2)使用液壓機(jī)構(gòu)，同樣使用邏輯控制系統(tǒng)給液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以電信號(hào)，控制液壓系統(tǒng)的行程和動(dòng)作，使得整個(gè)系統(tǒng)在任一時(shí)刻都能準(zhǔn)確地對準(zhǔn)太陽所在的位置，提高系統(tǒng)對日跟蹤精度，從而達(dá)到提高系統(tǒng)的精度與使用效率的目的。采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的太陽能定位裝置，要想實(shí)現(xiàn)對太陽光的高精度追蹤，電機(jī)傳動(dòng)需要采用復(fù)雜的減速機(jī)構(gòu)和較大功率的電機(jī)設(shè)備，同時(shí)在間斷追蹤條件下會(huì)增加電機(jī)的耗電量。而現(xiàn)有的采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，多是采用2個(gè)或2個(gè)以上液壓缸控制，其中液壓缸的固定部分固定安裝，動(dòng)作部分與太陽光接收板鉸接，通過不同長度的液壓缸并通過邏輯程序控制不同的液壓缸分別做出不同的動(dòng)作以驅(qū)使太陽光接收板根據(jù)太陽所處的不同位置作出相應(yīng)動(dòng)作。這種定位裝置的缺陷在于:
1)轉(zhuǎn)動(dòng)幅度受限，當(dāng)早上或傍晚太陽光線接近水平的時(shí)間，液壓裝置的驅(qū)動(dòng)力臂受限，使得太陽光接收板很難運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)位置以便所接受的太陽光以垂直角度入射到太陽光接收板上，太陽光的利用率就會(huì)大打折扣；
2)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的定位裝置的機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)精度較低，穩(wěn)固性較差；
3)電機(jī)的功率有限，對于較大尺寸和重量的太陽能系統(tǒng)，使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)不太現(xiàn)實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于:為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所述的太陽能系統(tǒng)中的定位裝置的缺陷提供一種太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置。本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，所述太陽能系統(tǒng)包括定位裝置和固定安裝在所述定位裝置上的太陽光接收板，所述定位裝置包括:基架:與地面或屋頂固定連接；
支撐架:其一側(cè)與所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述太陽光接收板固定安裝在所述支撐架上；第一液壓系統(tǒng):設(shè)置在所述基架與所述支撐架之間，用于驅(qū)動(dòng)所述支撐架以支撐架與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸線相對所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)；包括至少一個(gè)液壓缸，所述液壓缸的固定部分和動(dòng)作部分的端部分別與所述基架和支撐架鉸接，或者液壓系統(tǒng)的動(dòng)作部分和固定部分分別與所述基架和支撐架鉸接。優(yōu)選地，所述支撐架與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊在高度方向與所述液壓缸鉸接在所述基架上的鉸接點(diǎn)連線的距離為D，所述支撐架3與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊在水平方向與所述液壓缸鉸接在所述基架上的鉸接點(diǎn)連線的距離為H，則三者之間須滿足如下關(guān)系:I < H/D ( 15。優(yōu)選地，所述支撐架與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊在水平方向與所述液壓缸鉸接在所述基架上的鉸接點(diǎn)連線的距離為H，所述液壓缸鉸接在所述基架上的鉸接點(diǎn)在水平方向與支撐架與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊的距離為L，I彡H/L彡15。優(yōu)選地，L:H:D=1:3:1。優(yōu)選地，所述第一液壓系統(tǒng)包括兩個(gè)液壓缸:第四液壓缸和第五液壓缸；
所述第四液壓缸分別在支撐架所在的平面以及轉(zhuǎn)架所在的平面的投影與所述第四液
壓缸形成一個(gè)平面，所述平面分別與支撐架所在的平面以及轉(zhuǎn)架所在的平面垂直；
所述第五液壓缸分別在支撐架所在的平面以及轉(zhuǎn)架所在的平面的投影與所述第五液壓缸形成一個(gè)平面，所述平面分別與支撐架所在的平面以及轉(zhuǎn)架所在的平面垂直。

優(yōu)選地，所述定位裝置還包括固定安裝在地面上或者屋頂上的圓形導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌的圓心與所述旋轉(zhuǎn)件的軸心重合，所述基架包括至少個(gè)滑動(dòng)安裝在所述導(dǎo)軌上的導(dǎo)輪。優(yōu)選地，所述導(dǎo)軌為圓形凹槽，所述導(dǎo)輪滑動(dòng)安裝在所述圓形凹槽的導(dǎo)軌中；或者所述導(dǎo)軌為圓形平臺(tái)，所述導(dǎo)輪滾動(dòng)安裝在所述基架的底部并可再所述圓形平臺(tái)的導(dǎo)軌上滾動(dòng)并帶動(dòng)所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地,所述基架包括:
旋轉(zhuǎn)件:可以其軸線為軸相對地面或者屋頂轉(zhuǎn)動(dòng)；
轉(zhuǎn)架:與所述旋轉(zhuǎn)件固定連接，隨所述旋轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述太陽光接收板隨之轉(zhuǎn)動(dòng)；
所述支撐架的一側(cè)與所述轉(zhuǎn)架的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述支撐架在所述第一液壓系統(tǒng)的作用下相對轉(zhuǎn)架以轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地，所述基架包括固定安裝在地面上或者屋頂上的基座，所述基座上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)安裝的中心軸，所述旋轉(zhuǎn)件為所述中心軸。優(yōu)選地，所述基架包括固定安裝在地面上或者屋頂上的基座，所述基座上設(shè)有固定安裝的中心軸，所述旋轉(zhuǎn)件為轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述中心軸上的軸套。本發(fā)明的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，在全天任一時(shí)刻，包括太陽高度角非常小的早晨與傍晚，保證太陽光接收板能與入射的太陽光線相垂直，使得太陽能接收平面的運(yùn)行不再有死角，提高了太陽光的利用率。本發(fā)明的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置的第一液壓系統(tǒng)的液壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的運(yùn)行范圍廣，不同于以往的采用球形接頭的簡單推桿型支撐結(jié)構(gòu)，該種液壓結(jié)構(gòu)可以使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍輕易超過90度，并且不致出現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)角度較大時(shí)推桿所受推力急劇增大的情形。并且本發(fā)明的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置的第一液壓系統(tǒng)在滿足L:H:D=1:3:1的條件下，既能保證支撐架能相對轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動(dòng)135°以上，還可以將第一液壓系統(tǒng)的規(guī)格和成本降到最低，對具有相同重量或產(chǎn)生相同轉(zhuǎn)矩的太陽光接收板，能夠使用較小的液壓缸和液壓桿，即可完成將系統(tǒng)在整個(gè)高度方向上旋轉(zhuǎn)的要求。本發(fā)明的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，避免現(xiàn)有所謂相類似的液壓機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)。現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)行至某些位置時(shí)，液壓桿的力臂極小，導(dǎo)致所需的液壓推力非常大，實(shí)際應(yīng)用需要配置很大的液壓系統(tǒng)。而在本專利中，由于將支撐結(jié)構(gòu)在水平方向的旋轉(zhuǎn)與在豎直方向的旋轉(zhuǎn)分離，可以單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免了出現(xiàn)這樣的局限性。本發(fā)明的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，通過配合使用兩個(gè)互相獨(dú)立的液壓缸來控制整個(gè)太陽能系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，兩個(gè)液壓缸相互配合使用以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)架動(dòng)作，每個(gè)液壓缸的工作狀態(tài)可以根據(jù)實(shí)際情況出現(xiàn)同時(shí)拉伸，同時(shí)收縮，或一伸一縮的工作狀態(tài)，且可以分別通過不同的信號(hào)通道來控制每個(gè)單獨(dú)的液壓缸的實(shí)際工作。液壓缸的功率及其造價(jià)等諸多因素使得本發(fā)明的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝適用于尺寸較大、重量較大的太陽能接收系統(tǒng)。本發(fā)明的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性好，不同于前述相類似的液壓機(jī)構(gòu)，本專利中采用的旋轉(zhuǎn)底座的支撐結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了整個(gè)太陽能系統(tǒng)的穩(wěn)固性，特別是位于底部的圓形導(dǎo)軌設(shè)計(jì)，使得整個(gè)太陽能系統(tǒng)在地面上的著力點(diǎn)范圍擴(kuò)大，大大增加了在強(qiáng)風(fēng)等惡劣天氣下的穩(wěn)定性，不致因強(qiáng)風(fēng)等原因而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生動(dòng)搖甚至傾覆。


圖1所示為本發(fā)明具體實(shí)施例一所應(yīng)用的太陽能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖2所示為本發(fā)明具體實(shí)施例一所應(yīng)用的太陽能系統(tǒng)在太陽剛出來或者太陽剛下山且其中一個(gè)液壓缸與何其對應(yīng)的推桿位于一條直線上時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)不意 圖3所示為本發(fā)明太陽能定位裝置具體實(shí)施例一的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖4所示為本發(fā)明太陽能定位裝置具體實(shí)施例二的第二液壓缸和第二推桿位于一條直線上時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖5所示為本發(fā)明太陽能定位裝置具體實(shí)施例二的第一液壓缸和第一推桿位于一條直線上時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖6所示為本發(fā)明太陽能定位裝置具體實(shí)施例三的第二液壓缸和第一推桿位于一條直線上時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖7所示為太陽剛升起來或者太陽下山太陽光以幾乎平行于水平面的度照射地面時(shí)，本發(fā)明太陽能定位裝置具體實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意 圖8所示為正午太陽光垂直照射地面時(shí)，本發(fā)明太陽能定位裝置具體實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意 圖9所示為太陽光與水平面所成角度為銳角時(shí)，本發(fā)明太陽能定位裝置具體實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)不意 圖10所示為本發(fā)明具體實(shí)施例四的太陽能定位裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖11所示為本發(fā)明太陽能定位裝置的具體實(shí)施例四在太陽剛出來或者太陽剛下山時(shí)，且第二液壓缸與第二推桿處于一條直線上的俯視結(jié)構(gòu)不意圖； 圖12所示為太陽剛升起來或者太陽下山太陽光以幾乎平行于水平面的度照射地面時(shí)，本發(fā)明太陽能定位裝置具體實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意 圖13所示為正午太陽光垂直照射地面時(shí)，本發(fā)明太陽能定位裝置具體實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意 圖14所示為三種不同的第一液壓系統(tǒng)的液壓缸推力與支撐架和轉(zhuǎn)架夾角曲線關(guān)系
圖15所示為圖14中所示的三種不同的第一液壓系統(tǒng)的液壓缸長度與支撐架和轉(zhuǎn)架夾角曲線關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置可應(yīng)用于各種尺寸的太陽能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了太陽能系統(tǒng)對太陽的高精度跟蹤，使得太陽光接收板能在任意時(shí)刻都與太陽光線保持垂直，以實(shí)現(xiàn)太陽能系統(tǒng)最大化的接受太陽光。使用本發(fā)明的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置可以大幅提高太陽能系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的對太陽的跟蹤定位精度，確保太陽能的接收平板能夠全天實(shí)時(shí)追蹤太陽的運(yùn)動(dòng)位置，以提高太陽能系統(tǒng)的利用率。下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的具體實(shí)施方式
:
本說明書中:
I)控制裝置不屬于本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)，因此在本說明書中不作詳細(xì)解釋。2)地面和屋頂意指固定安裝太陽能系統(tǒng)的位置，并不局限于此，僅作為指導(dǎo)說明。3)液壓缸包括液壓缸缸套和滑動(dòng)安裝在缸套中的活塞或者導(dǎo)桿，在本說明書中，缸套定義為固定部分，活動(dòng)的導(dǎo)桿或者活塞定義為動(dòng)作部分。4)水平方向:與地面平行的方向；高度方向:與地面垂直的方向。5)死點(diǎn):第二液壓系統(tǒng)的液壓缸和與其連接的推桿處于一條直線上。如圖1、圖2所示的太陽能系統(tǒng)中，太陽系統(tǒng)包括太陽能定位裝置和固定安裝在定位裝置上的太陽光接收板2，太陽光接收板2上設(shè)有固定安裝的太陽能接受器I以感應(yīng)太陽光線的強(qiáng)度以及角度等信號(hào)發(fā)送給控制裝置?？刂蒲b置根據(jù)這些反饋信號(hào)再發(fā)送相應(yīng)指令至定位裝置以調(diào)整太陽光接收板2的的位置。在實(shí)際應(yīng)用中，圖3-圖13所示的實(shí)施例應(yīng)用于太陽能系統(tǒng)也可以按照提I和圖2中所示的結(jié)構(gòu)安裝使用，圖3-圖13中所省略的太陽能系統(tǒng)的其他部分與本發(fā)明的安裝方式為本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的，從圖1和圖2中也很容易看出，在本說明書的其他附圖中不再贅述。本發(fā)明提供了四種實(shí)施方式，四種實(shí)施方式的部分結(jié)構(gòu)相同，相同部分如下:
如圖1至圖13所示,定位裝置包括:
基架:與地面或屋頂固定連接。導(dǎo)軌9為圓形凹槽，導(dǎo)輪滑動(dòng)安裝在圓形凹槽的導(dǎo)軌9中；或者導(dǎo)軌9為圓形平臺(tái)，導(dǎo)輪滾動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)架4的底部并可再圓形平臺(tái)的導(dǎo)軌9上滾動(dòng)并帶動(dòng)轉(zhuǎn)架4轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)施例中基架固定安裝在中心軸5上，也可以是跟中心軸5為一體結(jié)構(gòu)的，基架包括滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌9上的導(dǎo)輪。本發(fā)明的具體實(shí)施例中基架呈大致矩形結(jié)構(gòu)，其四角設(shè)置有4個(gè)支腳，支腳底部設(shè)有滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌9中的導(dǎo)輪，其四角分別通過連桿與中心軸5固定連接。支撐架3:其一側(cè)與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，太陽光接收板2固定安裝在支撐架3上。如圖所示，本發(fā)明的具體實(shí)施例的支撐架3為多邊形鋼架，支撐架3的一個(gè)側(cè)邊與基架的一個(gè)側(cè)邊通過轉(zhuǎn)動(dòng)連接的方式連接，支撐架3可以相對基架以轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的具體實(shí)施例的支撐架3的結(jié)構(gòu)僅作參考，支撐架3的具體結(jié)構(gòu)不受本發(fā)明的具體實(shí)施例的限制。第一液壓系統(tǒng):設(shè)置在基架與支撐架3之間，用于驅(qū)動(dòng)支撐架3以支撐架3與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸線相對基架轉(zhuǎn)動(dòng)；第一液壓系統(tǒng)包括至少一個(gè)液壓缸，液壓缸的固定部分和動(dòng)作部分分別與基架和支撐架3鉸接,或者液壓系統(tǒng)的動(dòng)作部分和固定部分分別與基架和支撐架3鉸接。具體的，本發(fā)明中第一液壓系統(tǒng)包括第四液壓缸800和第五液壓缸801。具體的，第四液壓缸800分別在支撐架3所在的平面以及基架所在的平面的投影與第四液壓缸800形成一個(gè)平面，所述平面分別與支撐架3所在的平面以及基架所在的平
面垂直。第五液壓缸801分別在支撐架3所在的平面以及基架所在的平面的投影與第五液壓缸801形成一個(gè)平面，所述平面分別與支撐架3所在的平面以及基架所在的平面垂直。第四液壓缸800和第五液壓缸801按上述方式安裝時(shí)最省力的安裝方式，兩者的工作方式為同步推或者同步拉，兩者的型號(hào)可以相同也可以不同，型號(hào)相同時(shí)更適于控制和保養(yǎng)。本發(fā)明的具體實(shí)施例中液壓系統(tǒng)的固定部分和動(dòng)作部分分別與基架和支撐架3鉸接，實(shí)際應(yīng)用中也可以是 液壓系統(tǒng)的動(dòng)作部分和固定部分分別與所述基架和支撐架3鉸接。通過在鉸接連接的支撐架3和基架之間設(shè)置第一液壓系統(tǒng)驅(qū)使固定安裝在支撐架3上的太陽光接收板2根據(jù)太陽與地平面所成角度轉(zhuǎn)動(dòng)到與太陽光垂直的平面上，且轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以達(dá)到90度以上，這樣就可以獲得最大化的太陽光利用率。為保證第一液壓系統(tǒng)至少可以驅(qū)使支撐架3以支撐架3與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸線相對基架轉(zhuǎn)動(dòng)90度。如圖8、圖13所示，以支撐架3與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊在高度方向與液壓缸鉸接在轉(zhuǎn)架上的鉸接點(diǎn)連線的距離為D，支撐架3與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊在水平方向與液壓缸鉸接在轉(zhuǎn)架上的鉸接點(diǎn)連線的距離為H，液壓缸鉸接在轉(zhuǎn)架上的鉸接點(diǎn)在水平方向與支撐架3與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊的距離為L。三者之間須滿足如下關(guān)系:1 SH/L 彡 15 ;1 彡 H/D ( 15。在考慮太陽能系統(tǒng)的后續(xù)維護(hù)方面，支撐架3以支撐架3與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸線相對基架轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍需保證至少可以達(dá)到135度。當(dāng)太陽光接收板相對于支撐架3與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊的力矩為10000N.M時(shí)，通過如圖14所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出當(dāng)支撐架3與基架的夾角為90度左右時(shí)，液壓缸對支撐架3的作用力最小。當(dāng)夾角相對90度變小或者增大時(shí)，液壓缸對支撐架3的作用力都成指數(shù)增長。而液壓缸的選型是根據(jù)所需最大作用力來選的。從圖中可以看出，當(dāng)L、H不變，D增大時(shí):
支撐架3與基架的夾角為O度左右時(shí)，D越小液壓缸的推動(dòng)力越小，當(dāng)支撐架3與基架的夾角大于90度時(shí),D越小液壓缸的拉力越大。在虛線與實(shí)線的曲線中可以發(fā)現(xiàn)液壓缸對支撐架的最大作用力出現(xiàn)在虛線上。因此D越大，所需液壓缸的功率也越大，但是如果D選得過小，，則液壓缸的可選長度越小，則導(dǎo)致無法找到合適的液壓缸。當(dāng)H、D不變，L增大時(shí):
支撐架3與基架的夾角為O度左右時(shí)，L越小液壓缸的推動(dòng)力越大，當(dāng)支撐架3與基架的夾角大于90度時(shí)，L越小液壓缸的拉力越大。但是L如果相對H過大，則液壓缸的可選長度越小，則導(dǎo)致無法找到合適的液壓缸。因?yàn)橐簤焊自诠ぷ鬟^程中其長度是可以伸縮的，最短時(shí)是動(dòng)作部分完全收縮到固定部分中，最長時(shí)是動(dòng)作部分完全從固定部分中伸出至最長?？梢岳斫鉃樵诔Ｒ?guī)液壓缸中，其最大長度不會(huì)超過其最小長度的兩倍。而從圖15中可以看出，點(diǎn)劃線所代表的液壓缸最小長度為1.41m (壓縮)到最大長度5.03m (拉伸)的狀態(tài)，很難選取到合適的液壓缸。在液壓缸選型比較方便的曲線中，結(jié)合圖14可知，實(shí)線所代表的液壓缸選型方便且功率相對較小。在圖14和圖15的曲線中可以發(fā)現(xiàn)液壓缸選型方便的情況下，液壓缸對支撐架的最小作用力出現(xiàn)在實(shí)線上，因此L、H、D的比值以點(diǎn)劃線所代表的1:3:1為優(yōu)選值。因液壓缸的功率越大時(shí),其造價(jià)越高,其尺寸也越大,維護(hù)安裝難度也隨之增大。通過上述試驗(yàn)證明，并綜合分析結(jié)果表明L、H、D的比值的優(yōu)選值為2:3:1。具體的，基架包括:
旋轉(zhuǎn)件:可以其軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)架4:與旋轉(zhuǎn)件固定連接，隨旋轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)架4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)太陽光接收板2隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。 在第一液壓系統(tǒng)中，支撐架3和轉(zhuǎn)架4兩者之間通過側(cè)邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，以便于支撐架3能在第一液壓系統(tǒng)的作用下以轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)太陽光接收板與導(dǎo)軌9所在平面根據(jù)不同太陽光照射角度保持不動(dòng)夾角，以確保太陽光的最大利用率。定位裝置包括固定安裝在地面上或者屋頂上的基座500，基座500上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)安裝的中心軸5，轉(zhuǎn)架4與旋轉(zhuǎn)件固定連接，旋轉(zhuǎn)件為中心軸5。還可以是定位裝置包括固定安裝在地面上或者屋頂上的基座500，基座500上設(shè)有固定安裝的中心軸5，轉(zhuǎn)架4與轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在中心軸5上的軸套固定連接，旋轉(zhuǎn)件為轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在中心軸5上的軸套。本方案在附圖中并沒有體現(xiàn)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述文字表述應(yīng)當(dāng)可以得知此方案的大致結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，中心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在地面上或者屋頂上，從圖中可以看出，本發(fā)明的具體實(shí)施例中地面上或者屋頂上設(shè)有固定安裝的基座500，中心軸5轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在基座500中。本發(fā)明的具體實(shí)施例的安裝方式僅作參考，中心軸5的具體安裝方式不受本發(fā)明的具體實(shí)施例的限制。本發(fā)明的具體實(shí)施例的轉(zhuǎn)架4的結(jié)構(gòu)僅作參考，轉(zhuǎn)架4的具體結(jié)構(gòu)不受本發(fā)明的具體實(shí)施例的限制。除本發(fā)明的是示例所示的結(jié)構(gòu)，還可以是轉(zhuǎn)架4與轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在中心軸5上的軸套固定連接或者轉(zhuǎn)架4上設(shè)有一體結(jié)構(gòu)的軸套等形式。轉(zhuǎn)架4的形狀不限，可以是多邊形的也可以是圓形的或者其它不規(guī)則形狀，可以是連桿支架結(jié)構(gòu)也可以是板狀實(shí)體結(jié)構(gòu)，其包括至少三個(gè)導(dǎo)輪。導(dǎo)輪既可以是滑動(dòng)安裝在圓形凹槽的導(dǎo)軌9中，也可以是轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)架4的支腳底部的滾輪，帶動(dòng)轉(zhuǎn)架4在圓形平臺(tái)的導(dǎo)軌9上轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)軌9為平臺(tái)時(shí)，其形狀不限，因轉(zhuǎn)架4的活動(dòng)范圍為圓形，故稱其為圓形平臺(tái)。當(dāng)導(dǎo)軌9為平臺(tái)時(shí)，不僅減小了太陽能定位裝置在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力，而且可以使得沙石等異物不易進(jìn)入滾輪的運(yùn)行軌跡上，減小了整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)運(yùn)行時(shí)的故障風(fēng)險(xiǎn)。第二液壓系統(tǒng):用于驅(qū)使轉(zhuǎn)架4以旋轉(zhuǎn)件的軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)；第二液壓系統(tǒng)包括至少兩個(gè)液壓缸，第二液壓系統(tǒng)還分別對應(yīng)每個(gè)液壓缸設(shè)有固定安裝在在地面上或者屋頂上的固定座，各液壓缸的第一端分別與各固定座鉸接，其第二端分別與旋轉(zhuǎn)件通過鉸接的方式連接。具體的，旋轉(zhuǎn)件上設(shè)有固定安裝的推桿，各液壓缸的第二端分別與推桿通過鉸接的方式連接。本發(fā)明的具體實(shí)施例中液壓系統(tǒng)的固定部分和動(dòng)作部分分別與轉(zhuǎn)架4和支撐架3鉸接，實(shí)際應(yīng)用中也可以是液壓系統(tǒng)的動(dòng)作部分和固定部分分別與所述轉(zhuǎn)架4和支撐架3鉸接。通過在鉸接連接的支撐架3和轉(zhuǎn)架4之間設(shè)置第一液壓系統(tǒng)驅(qū)使固定安裝在支撐架3上的太陽光接收板2根據(jù)太陽與地平面所成角度轉(zhuǎn)動(dòng)到與太陽光垂直的平面上，且轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以達(dá)到90度以上，這樣就可以獲得最大化的太陽光利用率。因第一液壓系統(tǒng)和第二液壓系統(tǒng)分別通過不同的液壓缸驅(qū)使太陽能定位裝置在不同方位動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)太陽能系統(tǒng)對太陽光線的精確追蹤。這種定位系統(tǒng)既可以應(yīng)用到小型太陽能系統(tǒng)中，也可以應(yīng)用到超大型太陽能系統(tǒng)中?，F(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的太陽能系統(tǒng)因電動(dòng)機(jī)功率的局限性，當(dāng)太陽能系統(tǒng)達(dá)到一定程度就不在適用了。而液壓缸只要選對型號(hào)，其驅(qū)動(dòng)力可大可小，完全沒有局限。且不同的液壓缸可通過不同的信號(hào)線控制，能在盡可能精簡動(dòng)作的情況下盡快的追蹤太陽光。本發(fā)明的四個(gè)實(shí)施例的不同點(diǎn)在于:
實(shí)施例1、2、3:
如圖1至圖9所示第二液壓系統(tǒng)包括兩個(gè)液壓缸:第一液壓缸700和第二液壓缸701。中心軸5上設(shè)有固定安裝的推桿:第一推桿600和第二推桿601,第一液壓缸700和第二液壓缸701的第一端分別與第一推桿600和第二推桿601鉸接。其中第一推桿600和第二推桿601之間所成角度為0° 180°。本發(fā)明的實(shí)施例一中兩推桿之間所呈角度為90°，實(shí)施例二中兩推桿之間所呈角度為180°，實(shí)施例三中兩推桿之間所呈角度為0°。實(shí)施例1、2、3的區(qū)別僅在于此，其它部分大致相同。地面上或者屋頂上固定安裝有兩個(gè)固定座:第一固定座710和第二固定座711，第一液壓缸700和第二液壓缸701的第二端分別與第一固定座710和第二固定座711鉸接。具體實(shí)施的時(shí)候，第二液壓系統(tǒng)的液壓缸可以是同時(shí)對轉(zhuǎn)架施加推動(dòng)力，也可以是同時(shí)對轉(zhuǎn)架施加拉力，還可以是推拉配合使用，具體可根據(jù)控制裝置的指令來實(shí)施。第二液壓系統(tǒng)的液壓缸的固定部分長度為b,與液壓缸對應(yīng)的固定座與旋轉(zhuǎn)件之間的距離為C，與液壓缸連接的推桿的長度為a。則a、b、c之間滿足如下關(guān)系:a ( 0.5b，b < c < 3b。為保證第二液壓系統(tǒng)能帶動(dòng)轉(zhuǎn)架4轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不小于180度，a、b、c三者之間須滿足上述條件，因a、b、c之間的關(guān)系還與推桿之間的角度有關(guān)，因此b < c < 3b并不能完全滿足所有情況。1.5b < c < 2.5b時(shí),無論推桿之間夾角多大,a ( 0.5b時(shí)都能保證第二液壓系統(tǒng)能帶動(dòng)轉(zhuǎn)架4轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不小于180度。
當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)的所有液壓缸都處于死點(diǎn)位置時(shí)，在沒有外力的情況下，太陽能定位裝置的第二液壓系統(tǒng)將無法運(yùn)轉(zhuǎn)。而當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)的至少一個(gè)液壓缸不是出于死點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，第二液壓系統(tǒng)都還是可以正常工作的。為避免出現(xiàn)第二液壓系統(tǒng)的所有液壓缸都處于死點(diǎn)位置的情況，當(dāng)?shù)谝灰簤焊?00和第一推桿600位于一條直線上時(shí)，第二液壓缸701、第二推桿601和第二固定座711與旋轉(zhuǎn)件的連線形成三角形；或者當(dāng)?shù)诙簤焊?01和第二推桿601位于一條直線上時(shí)，第一液壓缸700、第一推桿600和第一固定座710與旋轉(zhuǎn)件的連線形成三角形。上述a、b、c三者之間的比例關(guān)系范圍則很好地避免了第二液壓系統(tǒng)的所有液壓缸同時(shí)處于死點(diǎn)狀態(tài)或者第二液壓系統(tǒng)的液壓缸在工作過程中互相抵觸。實(shí)施例4:
如圖10至圖13所示第二液壓系統(tǒng)包括三個(gè)液壓缸:第一液壓缸700、第二液壓缸701和第三液壓缸702。中心軸5上設(shè)有固定安裝的推桿:第一推桿600、第二推桿601和第三推桿602,第一液壓缸700、第二液壓缸701和第三液壓缸702的第一端分別與第一推桿600、第二推桿601和第三推桿602鉸接。在本實(shí)施例中，三個(gè)推桿均勻分布，兩兩之間的夾角為120度。具體使用時(shí)并不受本實(shí)施例限制，只是采取均勻分布的方式對于液壓缸選型更有利。地面上或者屋頂上固定安裝有三個(gè)固定座:第一固定座710、第二固定座711和第三固定座712，第一液壓缸700、第二液壓缸701和第三液壓缸702的第二端分別與第一固定座710、第二固定座711和第三液壓缸712鉸接。具體實(shí)施的時(shí)候，第二液壓系統(tǒng)的液壓缸可以是同時(shí)對轉(zhuǎn)架施加推動(dòng)力，也可以是同時(shí)對轉(zhuǎn)架施加拉力，還可以是推拉配合使用，具體可根據(jù)控制裝置的指令來實(shí)施。第二液壓系統(tǒng)的液壓缸的固定部分長度為b,與液壓缸對應(yīng)的固定座與旋轉(zhuǎn)件之間的距離為C，與液壓缸連接的推桿的長度為a。則a、b、c之間滿足如下關(guān)系:a ( 0.8b，b < c < 3b。為保證第二液壓系統(tǒng)能帶動(dòng)轉(zhuǎn)架4轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍在180度以內(nèi)，a、b、c三者之間須滿足上述條件，因a、b、c之間的關(guān)系還與推桿之間的角度有關(guān)，因此b < c < 3b并不能完全滿足所有情況。1.8b < c < 2.Sb時(shí)，無論推桿之間夾角多大，a < 0.8b時(shí)都能保證第二液壓系統(tǒng)能帶動(dòng)轉(zhuǎn)架4轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍在180度以內(nèi)。當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)的所有液壓缸都處于死點(diǎn)位置時(shí)，在沒有外力的情況下，太陽能定位裝置的第二液壓系統(tǒng)將無法運(yùn)轉(zhuǎn)。而當(dāng)?shù)诙簤合到y(tǒng)的至少一個(gè)液壓缸不是出于死點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，第二液壓系統(tǒng)都還是可以正常工作的。上述a、b、c三者之間的比例關(guān)系范圍則很好地避免了第二液壓系統(tǒng)的所有液壓缸同時(shí)處于死點(diǎn)狀態(tài)或者第二液壓系統(tǒng)的液壓缸在工作過程中互相抵觸。在本實(shí)施例中，這三個(gè)液壓缸的動(dòng)作是按照時(shí)間順序來進(jìn)行的，在早晨太陽出現(xiàn)時(shí)，第一液壓缸700開始運(yùn)作，當(dāng)這個(gè)液壓缸的動(dòng)作部分運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)，由第二液壓缸701接著繼續(xù)驅(qū)動(dòng)(推或拉)整個(gè)轉(zhuǎn)架4在軌道上轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙簤焊?01轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)，停止動(dòng)作，接著由第三液壓缸702驅(qū)動(dòng)(推或拉)轉(zhuǎn)架4在軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)。本說明書中所指的a、b、c之間的關(guān)系為同一液壓缸所對應(yīng)的固定座、推桿以及自身的尺寸。適用于同一實(shí)施例里的其他液壓缸。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，所述太陽能系統(tǒng)包括定位裝置和固定安裝在所述定位裝置上的太陽光接收板(2)，其特征在于，所述定位裝置包括: 基架:與地面或屋頂固定連接； 支撐架(3):其一側(cè)與所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述太陽光接收板(2)固定安裝在所述支撐架(3)上； 第一液壓系統(tǒng):設(shè)置在所述基架與所述支撐架(3)之間，用于驅(qū)動(dòng)所述支撐架(3)以支撐架(3)與所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸線相對所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)；包括至少一個(gè)液壓缸，所述液壓缸的固定部分和動(dòng)作部分的端部分別與所述基架和支撐架(3)鉸接，或者液壓系統(tǒng)的動(dòng)作部分和固定部分分別與所述基架和支撐架(3)鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，其特征在于，所述支撐架(3)與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊在高度方向與所述液壓缸鉸接在所述基架上的鉸接點(diǎn)連線的距離為D，所述支撐架(3 )與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊在水平方向與所述液壓缸鉸接在所述基架上的鉸接點(diǎn)連線的距離為H，則 三者之間須滿足如下關(guān)系:I彡Η/D彡15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，其特征在于，所述支撐架(3 )與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊在水平方向與所述液壓缸鉸接在所述基架上的鉸接點(diǎn)連線的距離為H，所述液壓缸鉸接在所述基架上的鉸接點(diǎn)在水平方向與支撐架(3)與基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊的距離為L，I彡H/L彡15。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，其特征在于，L:H:D=1:3:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，其特征在于，所述第一液壓系統(tǒng)包括兩個(gè)液壓缸:第四液壓缸(800)和第五液壓缸(801)； 所述第四液壓缸(800)分別在支撐架(3)所在的平面以及轉(zhuǎn)架(4)所在的平面的投影與所述第四液壓缸(800)形成一個(gè)平面，所述平面分別與支撐架(3)所在的平面以及轉(zhuǎn)架(4)所在的平面垂直； 所述第五液壓缸(801)分別在支撐架(3)所在的平面以及轉(zhuǎn)架(4)所在的平面的投影與所述第五液壓缸(801)形成一個(gè)平面，所述平面分別與支撐架(3)所在的平面以及轉(zhuǎn)架(4)所在的平面垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，其特征在于，所述定位裝置還包括固定安裝在地面上或者屋頂上的圓形導(dǎo)軌(9)，所述導(dǎo)軌(9)的圓心與所述旋轉(zhuǎn)件的軸心重合，所述基架包括至少3個(gè)滑動(dòng)安裝在所述導(dǎo)軌(9)上的導(dǎo)輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌(9)為圓形凹槽，所述導(dǎo)輪滑動(dòng)安裝在所述圓形凹槽的導(dǎo)軌(9)中；或者所述導(dǎo)軌(9)為圓形平臺(tái)，所述導(dǎo)輪滾動(dòng)安裝在所述基架的底部并可再所述圓形平臺(tái)的導(dǎo)軌(9)上滾動(dòng)并帶動(dòng)所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，其特征在于，所述基架包括: 旋轉(zhuǎn)件:可以其軸線為軸相對地面或者屋頂轉(zhuǎn)動(dòng)； 轉(zhuǎn)架(4):與所述旋轉(zhuǎn)件固定連接，隨所述旋轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)架(4)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述太陽光接收板(2)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述支撐架(3)的一側(cè)與所述轉(zhuǎn)架(4)的一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述支撐架(3)在所述第一液壓系統(tǒng)的作用下相對轉(zhuǎn)架以轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，其特征在于，所述基架包括固定安裝在地面上或者屋頂上的基座(500)，所述基座(500)上設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)安裝的中心軸(5)，所述旋轉(zhuǎn)件為所述中心軸(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，其特征在于，所述基架包括固定安裝在地面上或者屋頂上的基座(500)，所述基座(500)上設(shè)有固定安裝的中心軸(5)，所述旋轉(zhuǎn)件為轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述中心軸(5)上的軸套。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能接收系統(tǒng)的定位裝置，所述太陽能系統(tǒng)包括定位裝置和固定安裝在所述定位裝置上的太陽光接收板，所述定位裝置包括基架與地面或屋頂固定連接；支撐架其一側(cè)與所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述太陽光接收板固定安裝在所述支撐架上；第一液壓系統(tǒng)設(shè)置在所述基架與所述支撐架之間，用于驅(qū)動(dòng)所述支撐架以支撐架與所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)連接的側(cè)邊為軸線相對所述基架轉(zhuǎn)動(dòng)；包括至少一個(gè)液壓缸，所述液壓缸的固定部分和動(dòng)作部分的端部分別與所述基架和支撐架鉸接，或者液壓系統(tǒng)的動(dòng)作部分和固定部分分別與所述基架和支撐架鉸接。
文檔編號(hào)G05D3/12GK103186144SQ20111044331
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者韓延民, 陳俊 申請人:杭州三花研究院有限公司