專利名稱：驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置及太陽能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置及太陽能系統(tǒng)，屬于太陽能 應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，各國所面臨的能源短缺問題日益突出。太陽能等新能源 和可再生能源可以發(fā)揮更重要的積極作用。太陽能集熱、太陽能發(fā)電的發(fā)展瓶頸是太 陽光跟蹤聚光系統(tǒng)的構(gòu)造復(fù)雜，價格昂貴。這導(dǎo)致對太陽能的利用率較低?，F(xiàn)有技術(shù) 中的機械傳動裝置，是主豎軸轉(zhuǎn)動與斜向轉(zhuǎn)動或輔助調(diào)節(jié)相結(jié)合構(gòu)成的執(zhí)行機構(gòu)，如 專利號0011207072.7，重心不在主軸，抗風能力差；如申請?zhí)?3112730.4的跟蹤執(zhí) 行機構(gòu)是二維機械傳動機構(gòu)，由電機及其減速機構(gòu)驅(qū)動的小車帶動環(huán)形轉(zhuǎn)動架沿環(huán)形 軌道圍繞端口旋轉(zhuǎn)，東西向運動機構(gòu)調(diào)整平面反射鏡方位角，螺母帶動連桿沿由電機 和減速機構(gòu)驅(qū)動的絲桿而升降移動，南北向運動機構(gòu)調(diào)整平面反射鏡高度角。專利號 03152803.1是高度角和間距角調(diào)整機構(gòu)為平行連桿機構(gòu)，平面鏡支撐框架固定在平行 連桿機構(gòu)的同步運動的平行桿件上。還有豎軸與橫桿結(jié)構(gòu)的技術(shù)，采光器面積和形狀 受到限制。申請?zhí)?00510120858.2是利用驅(qū)動裝置驅(qū)動兩端固定在框架上的半圓形 絲桿，使其帶動采光框架轉(zhuǎn)動，絲桿制造復(fù)雜造價高且安裝不方便，底盤兩點固定 抗風能力差。因此，需要一種結(jié)構(gòu)簡單、造價低的機械傳動機構(gòu)，驅(qū)動太陽能跟蹤聚 光系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動采光器轉(zhuǎn)動的機械傳動機構(gòu)穩(wěn)定性能差、
構(gòu)造復(fù)雜且價格昂貴的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳
動裝置以及太陽能系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置，包括框架、立柱和腳架，其特征 在于所述的框架分別通過萬向節(jié)與位于框架一側(cè)兩端下面的兩個立柱鉸連；有一個活 接安裝在框架另一側(cè)下面的齒條，由一個驅(qū)動裝置驅(qū)動而帶動框架東西方向轉(zhuǎn)動，該
驅(qū)動裝置安裝在所述的腳架頂端。
在本發(fā)明所述的機械傳動裝置中，所述的驅(qū)動裝置是一個電機經(jīng)一個減速齒輪箱 驅(qū)動齒條上下移動，所述的電機是正反向轉(zhuǎn)動可控電機。
在本發(fā)明所述的機械傳動裝置中，所述的減速齒輪箱是一個小齒輪與一個大齒輪 嚙合，小齒輪轉(zhuǎn)軸聯(lián)接所述的電機輸出軸，大齒輪與所述的齒條嚙合。
在本發(fā)明所述的機械傳動裝置中，所述的兩個立柱及腳架分別為二節(jié)滑套圓管經(jīng) 調(diào)節(jié)螺母構(gòu)成高度可調(diào)結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明所述的機械傳動裝置中，所述的兩個立柱為南北方向排列。 在本發(fā)明所述的機械傳動裝置中，所述腳架的最低高度要大于齒條的長度。 一種太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，在所述框架上安裝將太陽光轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池 發(fā)電裝置；還裝有太陽光方位傳感器以及根據(jù)太陽光方位傳感器的信號提供控制信號 給所述的驅(qū)動裝置的控制器；所述的太陽能電池發(fā)電裝置還包括蓄電池、控制輸送電 的電路。
一種太陽能熱水器系統(tǒng)，在所述框架上安裝太陽能熱水器裝置的集熱器，還裝有 太陽光方位傳感器以及根據(jù)太陽光方位傳感器的信號提供控制信號給所述的驅(qū)動裝 置的控制電路；所述的太陽能熱水器裝置還包括儲水箱、輸送水管路以及控制輸送水 的電路。
實施本發(fā)明的機械傳動裝置及其太陽能系統(tǒng)，具有以下有益效果結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn) 定性好，抗風能力強，可承受不平衡配重，安裝框架可在東西方向轉(zhuǎn)動，安裝框架的 南北方向可人工調(diào)整，成本低、易推廣，可應(yīng)用于太陽能電池發(fā)電和太陽能熱水器等， 同時也可以應(yīng)用于其它領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明中齒輪齒條減速傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1 所示，驅(qū)動釆光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置包括安裝采光器的框架l，通過萬向 節(jié)與框架1 一端兩側(cè)下面的兩個立柱9、 10， 一端活接安裝在框架一側(cè)下面的齒條2， 驅(qū)動齒條使框架東西方向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，以及固定驅(qū)動裝置的腳架5?？蚣躭的西 側(cè)南北軸分別通過萬向節(jié)兩個立柱9、 IO鉸接，北端較高，南端較低。兩個立柱9、
10上帶有高度調(diào)節(jié)裝置7、 8，可調(diào)節(jié)框架l的南北方向。齒條2的一端接有萬向節(jié)， 萬向節(jié)活結(jié)于框架l東側(cè)的南北軸中點。整個采光裝置有3個支點，成三角分布，使 采光器安裝溫度，抗風性能好。
齒條2、齒輪11和齒輪12相對固定在減速箱3中。齒條2和齒輪11，齒輪ll 和齒輪12都是通過嚙合傳動。齒條2的長度由采光器框架1的東西向長度決定，齒 條2長度/采光器框架1東西向長度的值可以在0.5 2之間，該值越大，采光器的采 光效率越高，相應(yīng)的成本也越大。
正反轉(zhuǎn)可控電機4和減速傳動裝置3 (包括齒條2，齒輪11和齒輪12)相對固 定安裝在腳架5上并可隨高度調(diào)節(jié)裝置6的調(diào)節(jié)上下移動。
齒輪12受電機4驅(qū)動。齒輪11通過嚙合傳動受齒輪12驅(qū)動。齒條2通過嚙合 傳動受齒輪11驅(qū)動。齒條2的上下移動從而帶動采光器框架1轉(zhuǎn)動。
齒條2上兩端各有一個限位螺孔，安裝時先把齒條2和安裝進減速箱3后再安裝 限位螺釘。限位螺釘?shù)淖饔檬潜ＷC框架1在有直射光的東西范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。而兩個立柱 9、 10上的高度調(diào)節(jié)裝置8、 7可以使用戶根據(jù)月份或季度來調(diào)節(jié)機械傳動裝置，使 采光器南北方向正對太陽。腳架5上的高度調(diào)節(jié)裝置6可以使用戶根據(jù)月份或季度來 調(diào)節(jié)機械傳動裝置，使采光器東西方向正對太陽，從而進一步提高采光率。
框架1可以根據(jù)不同采光器的需要做成平面形或立體形狀，方便不同形狀的采光 器的安裝。
為將本發(fā)明的裝置應(yīng)用于太陽能應(yīng)用設(shè)備上，可以將各種采光器，如光電池板、 集熱板、反射鏡、拋物反射聚光鏡、集能器等安裝在框架上，配置相應(yīng)的裝置和線路， 從而組成各種不同的太陽能系統(tǒng)。下面具體給出兩個應(yīng)用實例。
實施例1
一種東西方向自動跟蹤太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，包括驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機 械傳動裝置、太陽光方位傳感器、控制機械傳動裝置的各種信號處理線路、太陽能電 池發(fā)電裝置等，其中，太陽能電池板和太陽光方位傳感器安裝在采光器的安裝框架l 上。市場供應(yīng)的太陽能電池發(fā)電裝置包括太陽能電池板、蓄電池、逆變器、輸送電控 制線路。根據(jù)各類型太陽能電池板的規(guī)格重量，設(shè)計制造相應(yīng)配套的形狀規(guī)格的機械 傳動裝置及其框架，框架西側(cè)的南北軸兩端活接在兩個立柱9、 10上，框架東側(cè)南北 軸中部活結(jié)在齒條2上萬向節(jié)上。腳架5上安裝東西方向由電機驅(qū)動控制地跟蹤太陽 轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置。立柱9、 IO上安裝立柱高度可調(diào)節(jié)裝置，使安裝框架南北方向
可粗調(diào)。配置安裝太陽光方位傳感器和控制機械傳動裝置的各種信號處理線路，將太 陽能電池板安裝在框架上，連接蓄電池、逆變器、輸送電控制線路，組成一套新的南 北方向可人工調(diào)整，東西方向可微調(diào)的自動跟蹤太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)。
實施例2
一種東西方向自動跟蹤太陽能熱水器系統(tǒng)，包括驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械 傳動裝置、大陽光方位傳感器、控制機械傳動裝置的各種信號處理線路、太陽能熱水 器裝置組成，其特征是平板式集熱器和太陽光方位傳感器被安裝在采光器的框架上。 太陽能熱水器裝置包括平板式集熱器、儲熱水箱、輸送水管路、輸送水控制線路。根 據(jù)平板式集熱器的規(guī)格大小設(shè)計制造相配套規(guī)格的機械傳動裝置及其框架，框架西側(cè) 的南北軸兩端活接在兩個立柱9、 10上，框架東側(cè)南北軸中部活結(jié)在齒條2上萬向節(jié) 上。腳架5上安裝東西方向由電機驅(qū)動控制地跟蹤太陽轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置。兩個立 柱9、 IO上安裝立柱高度可調(diào)節(jié)裝置，使安裝框架南北方向可粗調(diào)。配置太陽光方位 傳感器和控制機械傳動裝置的各種信號處理線路，將平板式集熱器安裝在框架上，連 接輸送水管路和儲熱水箱，連接輸送水控制線路，組成一套新的南北方向可人工調(diào)整， 東西方向可微調(diào)的自動跟蹤太陽能熱水器系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置，包括框架(1)、立柱(9、10)和腳架(5)，其特征在于所述的框架(1)分別通過萬向節(jié)與位于框架(1)一側(cè)兩端下面的兩個立柱(9、10)鉸連；有一個活接安裝在框架(1)另一側(cè)下面的齒條(2)，由一個驅(qū)動裝置驅(qū)動而帶動框架(1)東西方向轉(zhuǎn)動，該驅(qū)動裝置安裝在所述的腳架(5)頂端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置，其特征在于所 述的驅(qū)動裝置是一個電機(4)經(jīng)一個減速齒輪箱(3)驅(qū)動齒條(2)上下移動， 所述的電機(4)是正反向轉(zhuǎn)動可控電機。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動齒條使框架東西方向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，其特征在于所 述的減速齒輪箱(3)是一個小齒輪(12)與一個大齒輪(11)嚙合，小齒輪(12) 轉(zhuǎn)軸聯(lián)接所述的電機(4)輸出軸，大齒輪(11)與所述的齒條(2)嚙合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置，其特征在于所 述的兩個立柱(9、 10)及腳架(5)分別為二節(jié)滑套圓管經(jīng)調(diào)節(jié)螺母(8、 7、 6) 構(gòu)成高度可調(diào)結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置，其特征在于所 述的兩個立柱(9、 10)為南北方向排列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置，其特征是，所 述腳架(5)的最低高度要大于齒條(2)的長度。
7. —種太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)，使用如權(quán)利要求1 5中任何一項所述的驅(qū)動采光器 東西方向移動的機械傳動裝置全自動跟蹤太陽，其特征在于在所述框架(1)上 安裝將太陽光轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池發(fā)電裝置；還裝有太陽光方位傳感器以及 根據(jù)太陽光方位傳感器的信號提供控制信號給所述的驅(qū)動裝置的控制器；所述的 太陽能電池發(fā)電裝置還包括蓄電池、控制輸送電的電路。
8. —種太陽能熱水器系統(tǒng)，使用如權(quán)利要求1 5中任何一項所述的驅(qū)動采光器東 西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置全自動跟蹤太陽，其特征在于在所述框架(1)上安 裝太陽能熱水器裝置的集熱器，還裝有太陽光方位傳感器以及根據(jù)太陽光方位傳 感器的信號提供控制信號給所述的驅(qū)動裝置的控制電路；所述的太陽能熱水器裝 置還包括儲水箱、輸送水管路以及控制輸送水的電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動采光器東西方向轉(zhuǎn)動的機械傳動裝置及太陽能系統(tǒng)。本機械驅(qū)動裝置包括框架、立柱和腳架，框架分別通過萬向節(jié)與位于框架一側(cè)兩端下面的兩個立柱鉸連；有一個活接安裝在框架另側(cè)下面的齒條由一個驅(qū)動裝置驅(qū)動而帶動框架東西方向轉(zhuǎn)動，該驅(qū)動裝置安裝在所述的腳架頂端。本太陽能系統(tǒng)是在所述的框架上安裝太陽能應(yīng)用設(shè)備構(gòu)成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，抗風能力強，成本低。
文檔編號F16H19/04GK101201097SQ20071017184
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者萍 葉, 凱 周, 周林燦, 應(yīng)周亮, 宇 張, 朱寧峰, 楊三華, 鐘高建 申請人:上海大學