太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人，它包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高度角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（7），驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過聯(lián)軸器（4）、互聯(lián)軸（6）、軸承座（5）與若干方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)（1）、減速機(jī)（2）；所述方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括渦輪蝸輪蝸桿減速器（3），主柱管座（19）、主柱（9）以及設(shè)置在主柱上的支架主軸（11）和主支架（16）；所述高度角傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括滑塊（700）、滑頭（701）、彎頭導(dǎo)軌（702）。在具有主支架、光熱光反射支架等組成的V形面太陽(yáng)聚光器，在聚光比為2時(shí)，本發(fā)明的太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人單位面積的光伏光熱組件的太陽(yáng)能發(fā)電量、發(fā)電功率提高100%。
【專利說明】
太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏光熱設(shè)備跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]由于地球的自轉(zhuǎn)，相對(duì)于某一個(gè)固定地點(diǎn)的太陽(yáng)能光伏光熱發(fā)電系統(tǒng)，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽(yáng)的光照角度時(shí)時(shí)刻刻都在變化，如何有效的保證太陽(yáng)能光伏光熱組件能夠時(shí)刻正對(duì)太陽(yáng)，發(fā)電效率達(dá)到最佳狀態(tài)是現(xiàn)在太陽(yáng)能光伏光熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域長(zhǎng)期需要面對(duì)的，太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)是光伏和光熱發(fā)電過程中，最優(yōu)化太陽(yáng)光利用，達(dá)到提高光電轉(zhuǎn)換效率的機(jī)械及電控單元系統(tǒng)，保持太陽(yáng)能光伏光熱時(shí)正對(duì)太陽(yáng)的動(dòng)力裝置，能夠顯著提高太陽(yáng)能光伏組件的光電效率，但目前市場(chǎng)上的太陽(yáng)能跟蹤器仍存在以下問題:1、雙軸太陽(yáng)能跟蹤機(jī)太多是分開驅(qū)動(dòng)，用電量大成本高，電機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)裝置及各種傳感器及電控等用量大且不能相互聯(lián)動(dòng);2、整個(gè)系統(tǒng)負(fù)載較大，使得整體鋼結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)械設(shè)備的各部分零件不能輕量化;3、單軸太陽(yáng)能跟蹤機(jī)無高度角調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置，其跟蹤誤差大、跟蹤精度不高，發(fā)電效率(或光伏光熱綜合效率)低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能光伏光熱設(shè)備跟蹤系統(tǒng)存在的不足，提供一種提高太陽(yáng)能利用率、跟蹤精度高、跟蹤機(jī)械設(shè)備輕量化、方位角和高度角調(diào)節(jié)聯(lián)動(dòng)，減少資源消耗和降低成本的太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人。
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高度角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與若干方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連;所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、減速機(jī);所述方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括渦輪蝸輪蝸桿減速器，主柱管座、主柱以及設(shè)置在主柱上的支架主軸和主支架;所述高度角傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括滑塊、滑頭、彎頭導(dǎo)軌、頂頭螺栓、棘輪桿、棘輪、主支承座、齒條推桿、扇形齒輪、導(dǎo)軌絲桿，棘輪設(shè)置在主支承座中并連接棘輪桿，所述頂頭螺栓設(shè)置在主柱上與棘輪桿對(duì)應(yīng)的高度位置，滑塊活動(dòng)設(shè)置在滑頭上，滑塊連接彎頭導(dǎo)軌的一端，彎頭導(dǎo)軌的另一端與導(dǎo)軌絲桿的上端鉸接在齒條推桿的下端對(duì)應(yīng)位置，導(dǎo)軌絲桿與棘輪中的螺母嚙合，齒條推桿的上端齒條與支架主軸上的扇形齒輪嚙合。
[0005]進(jìn)一步地，還包括彈簧平衡裝置，所述彈簧平衡裝置一端固定在主柱上，另一端通過平衡繩索固定在平衡繩輪上。
[0006]進(jìn)一步地，所述齒條推桿連接有軸承架，軸承架中通過上銷連接有走輪，走輪壓住彎頭導(dǎo)軌。
[0007]進(jìn)一步地，所述主支架兩端對(duì)稱設(shè)置有副支架，副支架上對(duì)稱傾斜設(shè)置有光熱光反射支架，光熱光反射支架之間通過鋼絲繩連接。
[0008]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，1、采用多臺(tái)互聯(lián)和方位角、高度角聯(lián)動(dòng)的方式，僅需使用一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(電機(jī)、減速機(jī))、蝸輪蝸桿減速器等就能驅(qū)動(dòng)雙軸調(diào)節(jié)高度角和方位角，大量減少消耗和成本;2、高度角機(jī)械傳動(dòng)裝置由主柱剛性同步驅(qū)動(dòng)微調(diào)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、跟蹤精度大大提高;3、采用彈簧平衡裝置來平衡主支架在跟蹤太陽(yáng)時(shí)帶來的力和力矩的變化，可減低電機(jī)功率，使得設(shè)備輕量化及其成本降低;4、在具有主支架、光熱光反射支架等組成的V形面太陽(yáng)聚光器，在聚光比為2時(shí)，本發(fā)明的太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人單位面積的光伏光熱組件的太陽(yáng)能發(fā)電量、發(fā)電功率(或者光電、光熱綜合效率)提高100%。。
【附圖說明】
[0009]
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2為本發(fā)明的高度角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)放大示意圖，
圖3為圖2的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]在圖中，1、電機(jī)2、減速機(jī)3、蝸輪蝸桿減速器4、聯(lián)軸器5、軸承座6、互聯(lián)軸7、高度角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)700、滑塊701、滑頭702、彎頭導(dǎo)軌703、頂頭螺栓704、棘爪桿705、棘輪706、主支承座707、上銷708、軸承架709、走輪710、桿座711、齒條推桿712、扇形齒輪713、導(dǎo)軌絲桿8、彈簧平衡裝置9、主柱10、平衡繩輪11、支架主軸12、光熱光反射支架13、光熱光反射組件14、鋼絲繩15、光伏光熱組件16、主支架17、副支架18、光伏組件19、主柱管座。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面根據(jù)附圖結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0012]如圖1、2、3所示，所述太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高度角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過聯(lián)軸器4(位于蝸輪蝸桿減速器3的蝸桿上)、互聯(lián)軸6、軸承座5與若干方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)1(優(yōu)選變頻電機(jī))、減速機(jī)2(優(yōu)選多級(jí)諧波電機(jī));所述方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括渦輪蝸輪蝸桿減速器3，主柱管座19、主柱9以及設(shè)置在主柱上的支架主軸11和主支架16(其上設(shè)置有光伏光熱組件15);所述高度角傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括滑塊700、滑頭701、彎頭導(dǎo)軌702、頂頭螺栓703、棘輪桿704、棘輪705、主支承座706、齒條推桿711、扇形齒輪712、導(dǎo)軌絲桿713，棘輪設(shè)置在主支承座中并連接棘輪桿，所述頂頭螺栓設(shè)置在主柱上與棘輪桿對(duì)應(yīng)的高度位置，滑塊活動(dòng)設(shè)置在滑頭上(即滑塊可在滑頭上自由移動(dòng))，滑塊連接彎頭導(dǎo)軌的一端，彎頭導(dǎo)軌的另一端與導(dǎo)軌絲桿的上端鉸接在齒條推桿的下端對(duì)應(yīng)位置，導(dǎo)軌絲桿與棘輪中的螺母嚙合，齒條推桿的上端齒條與支架主軸上的扇形齒輪嚙合。
[0013]為了平衡主支架在跟蹤太陽(yáng)時(shí)帶來的力和力矩的變化，可降低電機(jī)功率，使得整體鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備輕量化，本發(fā)明還包括彈簧平衡裝置8(圖中為對(duì)稱設(shè)置)，所述彈簧平衡裝置一端固定在主柱上，另一端通過平衡繩索固定在平衡繩輪10上。
[0014]作為優(yōu)選，所述主支架兩端還對(duì)稱設(shè)置有副支架17，副支架上設(shè)置有光伏組件18)，副支架上對(duì)稱傾斜設(shè)置有光熱光反射支架12(其上設(shè)置有光熱光反射組件13)，其組成為V形面太陽(yáng)能聚光器，光熱光反射支架之間通過鋼絲繩14連接，鋼絲繩在光伏(光熱)組件間搭接縫的上方，鋼絲繩的作用是保證聚光器的精度及聚光器輕量化結(jié)構(gòu)。
[0015]另外，所述齒條推桿還連接有軸承架708，軸承架中通過上銷707連接有走輪709，而齒條推桿則套有桿座710，桿座通過螺栓固定在主柱上，其作用是在跟蹤方位角的同時(shí)齒條推桿711上端齒條推動(dòng)扇形齒輪712、支架主軸11和主支架等跟蹤太陽(yáng)能高度角，走輪壓在彎頭導(dǎo)軌上隨主柱的轉(zhuǎn)動(dòng)而上下走動(dòng)(下方有托輪)。
[0016]當(dāng)然，本發(fā)明還包括控制器、傳感器(常用的傳感器有光電池、光敏電阻、光電管、和雙金屬條等)，所述控制器包括PLC等常用控制部件，其作用是根據(jù)安放點(diǎn)的經(jīng)瑋度等信息計(jì)算一年中的每一天的不同時(shí)刻太陽(yáng)所在的角度，將一年中每個(gè)時(shí)刻而的太陽(yáng)位置存儲(chǔ)至IjPLC等中來精確控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行方位角、高度角調(diào)整，另外還包括風(fēng)載荷、摩擦力矩、角加速度等載荷計(jì)算，其中所述方位角調(diào)整范圍為0-180°，所述高度角調(diào)整范圍為0-90°。
[0017]工作原理:由PLC變頻器等控制電機(jī)、減速機(jī)等驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿減速器，蝸輪蝸桿減速器的蝸桿上的聯(lián)軸器和互聯(lián)軸聯(lián)接，為下一臺(tái)太陽(yáng)能互聯(lián)機(jī)器人提供動(dòng)力，而固定在蝸輪蝸桿減速器的渦輪上的主柱與頂頭螺栓一起朝東西向水平旋轉(zhuǎn)跟蹤方位角，頂頭螺栓在旋轉(zhuǎn)到爪座位置時(shí)，同時(shí)推動(dòng)爪座、棘爪等帶動(dòng)主支承座內(nèi)的棘輪旋轉(zhuǎn)，而棘輪中間的螺母扳動(dòng)導(dǎo)軌絲桿以及兩鉸接在一起的彎頭導(dǎo)軌(為保證兩彎頭導(dǎo)軌同步工作，其另一端各有一滑塊在滑頭座中水平移動(dòng))，兩彎頭導(dǎo)軌往上弓起，使軸承架及走輪、上銷以及齒條推桿往上運(yùn)動(dòng)從而轉(zhuǎn)動(dòng)扇形齒輪，扇形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)支架主軸、主支架、副支架、光熱光反射支架等一起跟蹤太陽(yáng)高度角，使陽(yáng)光垂直照射在光伏、光熱組件的面板上，從而提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換光電、光熱的效率，在具有主支架、光熱光反射支架等組成的V形面太陽(yáng)聚光器，在聚光比為2時(shí)，本發(fā)明的太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人單位面積的光伏光熱組件的太陽(yáng)能發(fā)電量、發(fā)電功率(或者光電、光熱綜合效率)提高100%。。
[0018]以上實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)的范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:它包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、高度角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過聯(lián)軸器(4)、互聯(lián)軸(6)、軸承座(5)與若干方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連;所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(I)、減速機(jī)(2)；所述方位角跟蹤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括禍輪蝸輪蝸桿減速器(3)，主柱管座(19)、主柱(9)以及設(shè)置在主柱上的支架主軸(11)和主支架(16);所述高度角傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括滑塊(700)、滑頭(701)、彎頭導(dǎo)軌(702)、頂頭螺栓(703)、棘輪桿(704)、棘輪(705)、主支承座(706)、齒條推桿(711)、扇形齒輪(712)、導(dǎo)軌絲桿(713)，棘輪設(shè)置在主支撐座中并連接棘輪桿，所述頂頭螺栓設(shè)置在主柱上與棘輪桿對(duì)應(yīng)的高度位置，滑塊活動(dòng)設(shè)置在滑頭上，滑塊連接彎頭導(dǎo)軌的一端，彎頭導(dǎo)軌的另一端與導(dǎo)軌絲桿的上端鉸接在齒條推桿的下端對(duì)應(yīng)位置，導(dǎo)軌絲桿與棘輪中的螺母嚙合，齒條推桿的上端齒條與支架主軸上的扇形齒輪嚙合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:還包括彈簧平衡裝置(8)，所述彈簧平衡裝置一端固定在主柱上，另一端通過平衡繩索固定在平衡繩輪(10)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:所述齒條推桿連接有軸承架(708)，軸承架中通過上銷(707)連接有走輪(709)，走輪壓住彎頭導(dǎo)軌。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能跟蹤互聯(lián)機(jī)器人，其特征在于:所述主支架兩端對(duì)稱設(shè)置有副支架(17)，副支架上對(duì)稱傾斜設(shè)置有光熱光反射支架(12)，光熱光反射支架之間通過鋼絲繩(14)連接。
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK105938373SQ201610507485
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年7月1日
【發(fā)明人】張勝平, 張翼鵬
【申請(qǐng)人】張勝平