本發明專利技術公開了一種陣列式一體化兩自由度太陽跟蹤器。現有技術化石燃料儲備有限，其燃燒產物污染環境。本發明專利技術包括底座、電機傳動部分和多個獨立的雙軸跟蹤器，具體包括內軸芯、外軸芯、軸套、滑塊、推桿、第一軸銷、封蓋、PV/CPV組件支架、第二軸銷、底座法蘭盤、仰角控制電機、仰角驅動齒輪、仰角減速齒輪、方位角控制電機、方位角驅動齒輪和方位角減速齒輪，多個獨立的雙軸跟蹤器呈陣列形式排列。本發明專利技術的雙軸跟蹤器和傳動結構設計合理、工作可靠，每個獨立的雙軸跟蹤器都可以實現兩自由度跟蹤的效果，且僅采用一套電機驅動和控制電路，大大地節約了系統成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于太陽能應用領域，具體涉及一種陣列式一體化兩自由度太陽跟蹤器。
技術介紹
化石燃料的有限儲備及其燃燒產物對環境的污染，使得人類面臨化石燃料短缺和環境惡化的雙重壓力。為了減少環境污染和溫室效應，也為了緩解化石燃料短缺的壓力，人類必須逐步放棄以煤炭和石油為主的能源結構。因此，可再生能源的研究和開發日益迫切。 在中國，隨著《可再生能源法》的出臺、《京都議定書》的簽署，以太陽能發電為代表的新能源技術得到重視，會在近期得到很大的發展。與其他可再生能源相比，太陽能具有儲量無限、存在普遍、清潔、無噪音等優勢。然而，太陽能也存在密度低、間歇性強、空間分布不斷變化等不利因素。為了提高光的利用效率，人們采用了各種各樣的太陽能跟蹤設備，用于提高太陽能光熱發電系統和光伏發電系統的效率，同時，跟蹤器也能夠有效地提高太陽灶、太陽能熱水器等民用設施的光熱利用效率，甚至用于氣象臺。太陽能跟蹤器分平單軸、斜單軸、以及雙軸跟蹤三種方式。因為，雙軸跟蹤器能同時跟蹤太陽的方位角與仰角，所以，它能夠更有效的將太陽能利用起來。例如光伏發電系統的雙軸跟蹤可以提高光電轉換效率40%左右，而平單軸僅提高光電轉換效率10-20%。雙軸跟蹤器通常采用獨立的控制系統和與其相配套的電機，還需要進一步改進。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的不足，設計一種陣列式一體化兩自由度太陽跟蹤器。一種陣列式一體化兩自由度太陽跟蹤器包括底座、電機傳動部分和多個獨立的雙軸跟蹤器，多個獨立的雙軸跟蹤器呈陣列形式排列。每個獨立的雙軸跟蹤器包括內軸芯、 外軸芯、軸套、滑塊、推桿、第一軸銷、封蓋、PV/CPV組件支架、第二軸銷和底座法蘭盤；底座用于安裝獨立雙軸跟蹤器。PV/CPV組件支架包括軸向垂直的橫梁和縱梁，兩根縱梁對稱設置在橫梁的中部； 軸套為圓筒形，滑塊設置在軸套內，滑塊可沿軸套內壁滑動，軸套的側壁對應推桿的位置開有長條形通槽，推桿可沿該通槽移動；外軸芯為筒形，頭部設置有法蘭，軸套的一端與外軸芯的一端通過該法蘭連接；內軸芯的一端穿過外軸芯以及軸套的一端設置，并與滑塊固定連接，內軸芯與外軸芯通過螺紋連接；外軸芯穿過底座法蘭盤設置，并與底座法蘭盤滑動配合，外軸芯可沿底座法蘭盤平面轉動，底座法蘭盤固定在底座上方；推桿的一端與滑塊鉸鏈連接，軸銷貫穿推桿的另一端，推桿的軸向與軸銷的軸向垂直， 第一軸銷的兩端分別與PV/CPV組件支架中的兩根縱梁連接；第二軸銷貫穿軸套的另一端，第二軸銷的軸向與軸套的軸向垂直，第二軸銷的兩端與 PV/CPV組件支架中的兩根縱梁連接。所述的底座為殼體，電機傳動部分設置在底座內。電機傳動部分包括仰角控制電機、仰角驅動齒輪、仰角減速齒輪和方位角控制電機、方位角驅動齒輪、方位角減速齒輪，仰角控制電機的動力輸出端與仰角驅動齒輪連接，仰角驅動齒輪與仰角減速齒輪嚙合；方位角控制電機的動力輸出端與方位角驅動齒輪連接，方位角驅動齒輪與方位角減速齒輪嚙合。對應每個雙軸跟蹤器的位置設置有仰角從動齒輪和方位角從動齒輪，仰角從動齒輪與方位角從動齒輪同軸設置；仰角從動齒輪與內軸芯的另一端固定連接，內軸芯與仰角從動齒輪同步轉動；方位角從動齒輪與外軸芯的另一端固定連接，外軸芯與方位角從動齒輪同步轉動。所有仰角從動齒輪通過傳動鏈條連接，實現同步轉動，其中一個仰角從動齒輪與仰角減速齒輪連接；所有方位角從動齒輪通過傳動鏈條連接，實現同步轉動，其中一個方位角從動齒輪與方位角減速齒輪連接。綜上所述，本專利技術的有益效果有如下(1)機械結構和傳動結構的設計合理、工作可靠；(2)陣列中，每個獨立的機械結構都可以實現兩自由度跟蹤的效果；(3)機械結構和傳動結構采用簡單零件的組合裝配，容易實現批量化生產，安裝方便；(4)傳動機構中采用了減速齒輪機構，降低了對電機功率和大扭矩的要求；(5)每個陣列式雙軸跟蹤系統僅采用一套電機驅動和控制電路，大大地節約了系統成本。附圖說明圖1是一個獨立的雙軸跟蹤系統的機械部件裝配示意圖； 圖2是一個陣列式雙軸跟蹤系統的結構示意圖。圖3是一個陣列式雙軸跟蹤系統的電機傳動部分實例。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。如圖1、圖2所示，一種陣列式一體化兩自由度太陽跟蹤器包括底座、電機傳動部分和多個獨立的雙軸跟蹤器，多個獨立的雙軸跟蹤器呈陣列形式排列。每個獨立的雙軸跟蹤器包括內軸芯1、外軸芯2、軸套3、滑塊4、推桿5、第一軸銷6、封蓋7、PV/CPV組件支架 8、第二軸銷9和底座法蘭盤10 ；底座11用于安裝獨立雙軸跟蹤器。PV/CPV組件支架8包括軸向垂直的橫梁和縱梁，兩根縱梁對稱設置在橫梁的中部；軸套3為圓筒形，滑塊4設置在軸套3內，滑塊4可沿軸套3內壁滑動，軸套3的側壁對應推桿5的位置開有長條形通槽，推桿5可沿該通槽移動；外軸芯2為筒形，頭部設置有法蘭，軸套3的一端與外軸芯2的一端通過該法蘭連接； 內軸芯1的一端穿過外軸芯2以及軸套3的一端設置，并與滑塊4固定連接，內軸芯1與外軸芯2通過螺紋連接；外軸芯2穿過底座法蘭盤10設置，并與底座法蘭盤10滑動配合，外軸芯2可沿底座法蘭盤10平面轉動，底座法蘭盤10固定在底座11上方；推桿5的一端與滑塊4鉸鏈連接，軸銷6貫穿推桿5的另一端，推桿5的軸向與軸銷6 的軸向垂直，第一軸銷6的兩端分別與PV/CPV組件支架中的兩根縱梁連接；第二軸銷9貫穿軸套3的另一端，第二軸銷9的軸向與軸套3的軸向垂直，第二軸銷9的兩端與PV/CPV組件支架中的兩根縱梁連接。所述的底座11為殼體，電機傳動部分設置在底座11內。電機傳動部分包括仰角控制電機15、仰角驅動齒輪16、仰角減速齒輪12和方位角控制電機17、方位角驅動齒輪18、方位角減速齒輪19，仰角控制電機15的動力輸出端與仰角驅動齒輪16連接，仰角驅動齒輪16與仰角減速齒輪12嚙合；方位角控制電機17的動力輸出端與方位角驅動齒輪18連接，方位角驅動齒輪18與方位角減速齒輪19嚙合。對應每個雙軸跟蹤器的位置設置有仰角從動齒輪和方位角從動齒輪，仰角從動齒輪與方位角從動齒輪同軸設置；仰角從動齒輪與內軸芯1的另一端固定連接，內軸芯1與仰角從動齒輪同步轉動；方位角從動齒輪與外軸芯2的另一端固定連接，外軸芯2與方位角從動齒輪同步轉動。所有仰角從動齒輪通過傳動鏈條連接，實現同步轉動，其中一個仰角從動齒輪與仰角減速齒輪12連接；所有方位角從動齒輪通過傳動鏈條連接，實現同步轉動，其中一個方位角從動齒輪與方位角減速齒輪19連接。如圖3所示為一個陣列式雙軸跟蹤系統的電機傳動部分實例，仰角驅動齒輪16 的上端固定仰角控制電機15，仰角驅動齒輪16和仰角減速齒輪12相嚙合，第一仰角從動齒輪14固定于仰角減速齒輪12上方，并與仰角減速齒輪12同步旋轉，第一方位角從動齒輪 13位于第一仰角從動齒輪14上方，獨立于仰角減速齒輪12的旋轉，仰角減速齒輪12、第一仰角從動齒輪14和第一方位角從動齒輪13的軸線重合；方位角驅動齒輪18的上端固定方位角控制電機17，方位角驅動齒輪18和方位角減速齒輪19相嚙合，第二方位角從動齒輪20固定于方位角減速齒輪19上方，并與方位角減速齒輪19同步旋轉，第二仰角從動齒輪21位于方位角減速齒輪19和第二方位角從動齒輪20 中間，獨立于方位角減速齒輪19的旋轉，仰角減速齒輪本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種陣列式一體化兩自由度太陽跟蹤器包括底座、電機傳動部分和多個獨立的雙軸跟蹤器，其特征在于：多個獨立的雙軸跟蹤器呈陣列形式排列；每個獨立的雙軸跟蹤器包括：內軸芯、外軸芯、軸套、滑塊、推桿、第一軸銷、封蓋、ＰＶ／ＣＰＶ組件支架、第二軸銷和底座法蘭盤；底座用于安裝獨立雙軸跟蹤器；ＰＶ／ＣＰＶ組件支架包括軸向垂直的橫梁和縱梁，兩根縱梁對稱設置在橫梁的中部；軸套為圓筒形，滑塊設置在軸套內，滑塊可沿軸套內壁滑動，軸套的側壁對應推桿的位置開有長條形通槽，推桿可沿該通槽移動；外軸芯為筒形，頭部設置有法蘭，軸套的一端與外軸芯的一端通過該法蘭連接；內軸芯的一端穿過外軸芯以及軸套的一端設置，并與滑塊固定連接，內軸芯與外軸芯通過螺紋連接；外軸芯穿過底座法蘭盤設置，并與底座法蘭盤滑動配合，外軸芯可沿底座法蘭盤平面轉動，底座法蘭盤固定在底座上方；推桿的一端與滑塊鉸鏈連接，軸銷貫穿推桿的另一端，推桿的軸向與軸銷的軸向垂直，第一軸銷的兩端分別與ＰＶ／ＣＰＶ組件支架中的兩根縱梁連接；第二軸銷貫穿軸套的另一端，第二軸銷的軸向與軸套的軸向垂直，第二軸銷的兩端與ＰＶ／ＣＰＶ組件支架中的兩根縱梁連接；所述的底座為殼體，電機傳動部分設置在底座內；電機傳動部分包括： 仰角控制電機、仰角驅動齒輪、仰角減速齒輪和方位角控制電機、方位角驅動齒輪、方位角減速齒輪，仰角控制電機的動力輸出端與仰角驅動齒輪連接，仰角驅動齒輪與仰角減速齒輪嚙合；方位角控制電機的動力輸出端與方位角驅動齒輪連接，方位角驅動齒輪與方位角減速齒輪嚙合；對應每個雙軸跟蹤器的位置設置有仰角從動齒輪和方位角從動齒輪，仰角從動齒輪與方位角從動齒輪同軸設置；仰角從動齒輪與內軸芯的另一端固定連接，內軸芯１與仰角從動齒輪同步轉動；方位角從動齒輪與外軸芯的另一端固定連接，外軸芯與方位角從動齒輪同步轉動；所有仰角從動齒輪通過傳動鏈條連接，實現同步轉動，其中一個仰角從動齒輪與仰角減速齒輪連接；所有方位角從動齒輪通過傳動鏈條連接，實現同步轉動，其中一個方位角從動齒輪與方位角減速齒輪連接。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉光宇，王建中，鄒洪波，薛安克，賴小平，
申請(專利權)人：杭州電子科技大學，
類型：發明
國別省市：86
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