專利名稱：一種雙軸太陽跟蹤平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能利用設(shè)施技術(shù)，具體為一種雙軸太陽跟蹤平臺，旨在通過雙軸 的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動，使得日光接收器始終直對太陽，跟蹤太陽每天日升日落和一年四季的軌跡變 化，以便充分利用太陽能。
背景技術(shù)：
能源是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力。但是，大量的石化能源消耗日益顯示出不可持續(xù)性。 太陽能這種可再生能源，具有清潔、無污染、可再生的特點，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。在太 陽能利用設(shè)施領(lǐng)域，人們不斷研究太陽跟蹤技術(shù)，眾多的太陽跟蹤裝置應(yīng)運而生，一批太陽 跟蹤技術(shù)的專利也得到授權(quán)。例如，發(fā)明專利“太陽跟蹤裝置及其群(ZL200710056448. 5) ” 和實用新型專利“多套機(jī)械聯(lián)動太陽能跟蹤器(ZL200710056448. 5) ”雖采用不同的傳動方 式，但均采用了雙傳動軸的協(xié)調(diào)運動，完成一天定日跟蹤，0 180度的旋轉(zhuǎn)軸采用豎直布 置，在旋轉(zhuǎn)角度相同的情況下，設(shè)備占用空間相對較大。發(fā)明專利“太陽跟蹤裝置(公開號 CN101173826A)”采用外旋角加內(nèi)旋角機(jī)構(gòu)，剛度較好，但設(shè)備空間同樣較大。另外，王尚文 等(王尚文等，混合雙軸太陽自動跟蹤裝置的研究，可再生能源，Vol.25, No. 6, 2007)研究 的混合雙軸太陽自動跟蹤裝置，定日跟蹤0 180度的旋轉(zhuǎn)軸采用立軸結(jié)構(gòu)，剛度相對較 差。劉巍等(劉巍等，太陽自動跟蹤系統(tǒng)的研究與設(shè)計，水電能源科學(xué)，Vol.27，No.2，2009) 研究的太陽自動跟蹤系統(tǒng)，定日跟蹤0 180度的旋轉(zhuǎn)軸采用水平轉(zhuǎn)軸，剛度較差，且設(shè)備 占空間較大?？傊?，目前各類太陽跟蹤裝置有著各自不同的應(yīng)用場合或方式，雖能夠滿足追 蹤太陽的轉(zhuǎn)動范圍要求，但存在機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)備剛度較差、整體結(jié)構(gòu)不夠緊湊，控制 不夠簡單等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，設(shè)計一種雙軸太陽跟蹤平臺， 該跟蹤平臺不僅能夠滿足追蹤太陽的轉(zhuǎn)動范圍要求，而且還具備設(shè)備剛度好，結(jié)構(gòu)緊湊，控 制容易，適用范圍廣等特點。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種雙軸太陽跟蹤平臺，包括底座、日光 接收器和連接底座和日光接收器的雙軸回轉(zhuǎn)裝置，其特征在于所述的雙軸回轉(zhuǎn)裝置包括傾 斜回轉(zhuǎn)軸和水平回轉(zhuǎn)軸；所述傾斜回轉(zhuǎn)軸與日光接收器連接，并傾斜放置安裝在接收器支 架的上端，電機(jī)驅(qū)動傾斜回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，并帶動日光接收器繞傾斜回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，完成某一天對 太陽的跟蹤，且日光接收器某一天對太陽的跟蹤繞傾斜回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)角度不小于180度； 所述水平回轉(zhuǎn)軸與底座連接，并水平放置安裝在接收器支架的下端，接收器支架可繞水平 回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并間接帶動日光接收器繞水平回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，完成一年內(nèi)四季變化對太陽的跟 蹤，且日光接收器四季變化對太陽的跟蹤繞水平回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)角度不大于60度；所述接收 器支架繞水平回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動由平面四桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，絲杠由絲杠支架支撐，且絲杠支架 安裝固定在底座的“橋”狀支撐板上，絲母與垂直、傾斜或水平安裝的絲杠連接，絲母與接收
3器支架的底部通過連桿和上回轉(zhuǎn)副和下回轉(zhuǎn)副連接，電機(jī)驅(qū)動絲杠回轉(zhuǎn)，并帶動絲母沿絲 杠上下平動，進(jìn)而通過連桿帶動接收器支架繞水平回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的雙軸太陽跟蹤平臺，傾斜旋轉(zhuǎn)軸用于定日跟蹤0 180 度的旋轉(zhuǎn)，在某一日的跟蹤太陽時，只要水平旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)調(diào)整傾斜旋轉(zhuǎn)軸傾斜到某一角度， 僅需控制傾斜旋轉(zhuǎn)軸跟蹤太陽，無需控制水平旋轉(zhuǎn)軸。另外，接收器支架采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，并 且由兩個環(huán)形結(jié)構(gòu)件并列固定連接在一起，兩個環(huán)形結(jié)構(gòu)件兩端固連而中間形成槽型間 隙，保證絲杠支架插在槽型間隙，使得接收器支架繞水平回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)過程中不與絲杠支 架干涉，不僅保證了機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊，同時具有較好的剛度，更適于實際應(yīng)用。


圖1本為本發(fā)明雙軸太陽跟蹤平臺一種實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及其附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明。實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為依據(jù)，給 出了詳細(xì)的實施方式和過程，但本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍不限于實施例的描述。本發(fā)明設(shè)計的雙軸太陽跟蹤平臺(簡稱跟蹤平臺，參見圖1)，包括底座1、日光接 收器2和雙軸回轉(zhuǎn)裝置3，雙軸回轉(zhuǎn)裝置3連接所述底座1和日光接收器2，并能夠使日光 接收器2良好跟蹤太陽的運動軌跡。其特征在于所述的雙軸回轉(zhuǎn)裝置3包括兩個回轉(zhuǎn)軸傾斜回轉(zhuǎn)軸32和水平回轉(zhuǎn)軸 34 ；所述傾斜回轉(zhuǎn)軸32與日光接收器2連接，并傾斜放置(相對于地面)安裝在接收器支 架33的上端，電機(jī)31驅(qū)動傾斜回轉(zhuǎn)軸32轉(zhuǎn)動，并帶動日光接收器2繞傾斜回轉(zhuǎn)軸32轉(zhuǎn)動， 完成某一天對太陽的跟蹤，且日光接收器2某一天對太陽的跟蹤繞傾斜回轉(zhuǎn)軸32的回轉(zhuǎn)角 度不小于180度；所述水平回轉(zhuǎn)軸34與底座1連接，并水平放置(相對于地面)安裝在接 收器支架33的下端，接收器支架33可繞水平回轉(zhuǎn)軸34旋轉(zhuǎn)，并間接帶動日光接收器2繞 水平回轉(zhuǎn)軸34旋轉(zhuǎn)，完成一年內(nèi)四季變化對太陽的跟蹤，且日光接收器2四季變化對太陽 的跟蹤繞水平回轉(zhuǎn)軸34的回轉(zhuǎn)角度不大于60度；所述接收器支架33繞水平回轉(zhuǎn)軸34的 回轉(zhuǎn)驅(qū)動由平面四桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，絲杠36由絲杠支架35支撐，且絲杠支架35安裝固定在底 座1的“橋”狀支撐板11上，絲母37與垂直、傾斜或水平安裝的絲杠36連接，絲母37與接 收器支架33的底部334通過連桿39和上回轉(zhuǎn)副38和下回轉(zhuǎn)副3A連接，電機(jī)3B驅(qū)動絲杠 36回轉(zhuǎn)，并帶動絲母37沿絲杠36上下平動，進(jìn)而通過連桿39帶動接收器支架33繞水平回 轉(zhuǎn)軸34轉(zhuǎn)動。為保證跟蹤平臺跟蹤太陽的回轉(zhuǎn)范圍，且運動部件不干涉，本發(fā)明跟蹤平臺的接 收器支架33設(shè)計為一臂長、一臂短，且上口傾斜的“U”字形支架，并采用復(fù)式結(jié)構(gòu)設(shè)計，由 兩個形狀一樣的“U”字形支架構(gòu)件331和332并列固定連接為復(fù)式結(jié)構(gòu)，兩個“U”字形支 架構(gòu)件331和332之間形成槽型間隙333，槽型間隙333的寬度可保證所述絲杠支架35插 在其中順利安裝，并使接收器支架33繞水平回轉(zhuǎn)軸34回轉(zhuǎn)過程中與絲杠支架35不發(fā)生干 涉。本發(fā)明跟蹤平臺的底座1和日光接收器2的形狀結(jié)構(gòu)不受限制。本發(fā)明跟蹤平臺的突出優(yōu)點在于回轉(zhuǎn)部分機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊，并可保持較好的剛度，且傾斜回轉(zhuǎn)軸32和水平回轉(zhuǎn)軸34可以分別完成某一天的太陽跟蹤和四季變化的太陽跟 蹤，因此容易控制。 本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
一種雙軸太陽跟蹤平臺，包括底座、日光接收器和連接底座和日光接收器的雙軸回轉(zhuǎn)裝置，其特征在于所述的雙軸回轉(zhuǎn)裝置包括傾斜回轉(zhuǎn)軸和水平回轉(zhuǎn)軸；所述傾斜回轉(zhuǎn)軸與日光接收器連接，并傾斜放置安裝在接收器支架的上端，電機(jī)驅(qū)動傾斜回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，并帶動日光接收器繞傾斜回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，完成某一天對太陽的跟蹤，且日光接收器某一天對太陽的跟蹤繞傾斜回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)角度不小于180度；所述水平回轉(zhuǎn)軸與底座連接，并水平放置安裝在接收器支架的下端，接收器支架可繞水平回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并間接帶動日光接收器繞水平回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，完成一年內(nèi)四季變化對太陽的跟蹤，且日光接收器四季變化對太陽的跟蹤繞水平回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)角度不大于60度；所述接收器支架繞水平回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動由平面四桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，絲杠由絲杠支架支撐，且絲杠支架安裝固定在底座的“橋”狀支撐板上，絲母與垂直、傾斜或水平安裝安裝的絲杠連接，絲母與接收器支架的底部通過連桿和上回轉(zhuǎn)副和下回轉(zhuǎn)副連接，電機(jī)驅(qū)動絲杠回轉(zhuǎn)，并帶動絲母沿絲杠上下平動，進(jìn)而通過連桿帶動接收器支架繞水平回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軸太陽跟蹤平臺，其特征在于所述的接收器支架設(shè)計為一 臂長、一臂短，且上口傾斜的“U”字形支架，并采用復(fù)式結(jié)構(gòu)，由兩個形狀一樣的“U”字形支 架構(gòu)件并列固定連接為復(fù)式結(jié)構(gòu)，兩個“U”字形支架構(gòu)件之間形成槽型間隙，槽型間隙的寬 度可保證所述絲杠支架插在其中順利安裝，并使接收器支架繞水平回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)過程中與絲 杠支架不發(fā)生干涉。
全文摘要
本發(fā)明公開一種雙軸太陽跟蹤平臺，包括底座、日光接收器和雙軸回轉(zhuǎn)裝置，其特征在于雙軸回轉(zhuǎn)裝置包括傾斜回轉(zhuǎn)軸和水平回轉(zhuǎn)軸；傾斜回轉(zhuǎn)軸與日光接收器連接，并傾斜安裝在接收器支架的上端，電機(jī)驅(qū)動傾斜回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，并帶動日光接收器繞傾斜回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，完成某一天對太陽的跟蹤；水平回轉(zhuǎn)軸與底座連接，并水平安裝在接收器支架的下端，接收器支架可繞水平回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并間接帶動日光接收器繞水平回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，完成一年內(nèi)四季變化對太陽的跟蹤；所述接收器支架繞水平回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動由平面四桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。
文檔編號H02N6/00GK101887272SQ201010191658
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者丁少峰, 張少峰, 張建軍, 張繼軍, 張順心, 汪大云 申請人:河北工業(yè)大學(xué)