具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置的制作方法

本发明涉及一种用于跟踪太阳光照的装置，适合于大型光伏或光热电站提高发电效率使用，属于太阳能发电研究领域。

背景技术：

目前大部分光伏发电系统都采用电池板固定放置的安装方式，发电效率比较低。而现有的跟踪系统大都是小型的轴式电机驱动跟踪方式，例如，公告号为cn201610419301.7的《一种聚光太阳能发电系统行列式矩阵驱动机构》、公告号为cn201610820430.7的《阵列联动式太阳能二自由度跟踪系》、公告号为cn2533435的《太阳同步跟踪装置》等，主要缺点是成本高、不利大型化、不抗风沙、寿命短等，因此没有被大规模应用。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有太阳光照跟踪设备存在的规模小、成本高、效益低等技术问题，提供了一种具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置。它主要由采光器架、直线滑道、控制驱动装置、立柱、万向连接机构等组成；立柱和直线滑道固定于基础面上，采光器架（8）与承载横杆（3）之间通过折页（9）铰连；横杆（3）通过万向链接机构（4）和（5）分别铰接直线滑道（1）和（2）；采光器架（8）上的另一个滑道（11），通过万向链接机构（12）与立柱（10）铰接，控制直线滑道上的（6）和（7）驱动装置；使置于承载横杆（3）上的采光器架（8）实现经纬向角度的联动变化。

所述的装置其中的组合式万向链接机构（4）和（5）的一种实现结构其特征在于：滚轮（13）可以在滑道（1）或（2）上滚动，圆环（15）外套在横杆（3）上，万向连接（14）下面与滚轮（13）相连，上面与圆环（15）相连，当滚轮（13）在滑道（1）或（2）上滚动时，横杆（3）可以在圆环（15）内伸缩，使置于（3）上面的采光器架（8）实现横向转动。

所述的装置其中的组合式万向链接机构（4）和（5）的另一种实现结构其特征在于：下滚轮（16）可以在滑道（1）或（2）上滚动，横杆（3）由工字钢构成，上滚轮（18）可以在工字钢（3）的下沿上滚动，万向连接（17）上下分别与下滚轮（16）和上滚轮（18）相连，当下滚轮（16）在滑道（1）或（2）上滑动时，带动上滚轮（18）在工字钢（3）上滑动，使置于（3）上面的采光器架（8）实现横向转动。

具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置，可以扩展成多个联动系统，其特征在于采光器架（b1）、（b2）、...、（bn）与承载横杆（a1）、（a2）、...、（an）之间通过折页（h1）、（h2）、...、（hn）铰连；横杆（a1）、（a2）、...、（an）通过万向链接机构（e1）、（e2）、...、（en）和（f1）、（f2）、...、（fn）分别铰接于直线滑道（1）和（2）上；（6）和（7）为直线滑道上的控制驱动装置；采光器架（b1）、（b2）、...、（bn）上的另一个滑道（d1）、（d2）、...、（dn），通过万向链接机构（g1）、（g2）、...、（gn）与立柱（c1）、（c2）、...、（cn）铰连；整个联动系统只需要两个位于直线滑道上的的控制驱动装置（6）和（7），就可以改变万向链接机构（e1）、（e2）、...、（en）和（f1）、（f2）、...、（fn）在滑道上的的位置进而带动各组采光器架俯仰角的联动变化。

本发明的特点及有益效果：由对称的两个直线滑道以及固定立柱顶点形成稳固的三角形结构支撑采光器架，通过控制两个横向控制装置的位置，不需要纵向控制装置，实现了采光器架横向转动和俯仰角的同时改变，并且可以将多排对称式结构单元组合在一起，只通过两个横向电机带动，就可以实现大规模的多组采光器架同时追踪太阳；并且加工和运行成本低，适合大结构制作。

附图说明

图1本发明的结构示意图。

图2本发明图1中所示的组合式万向链接机构（4）和（5）的详细结构。

图3本发明图1中所示的组合式万向链接机构（4）和（5）的另一种详细结构。

图4本发明扩展的结构示意图。

具体实施方式

参看图1，具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置，它主要由横向跟踪带动纵向跟踪一体化联动机构组成；将立柱（10）和相互平行的直线滑道（1）和（2）固定于基础面上，滑道上置横杆（3），横杆（3）的两端通过组合式万向链接机构（4）和（5）在滑道（1）和（2）上滑动，滑动过程中横杆（3）可以伸缩，使置于其上的采光器架（8）实现横向转动；采光器架（8）和横杆（3）之间通过折页（9）相连，滑道（11）放置在采光器架（8）上，使万向链接机构（12）可以在滑道（11）上滑动，万向链接机构（12）的另一端与立柱（10）铰连，用于改变俯仰角的大小。控制装置（6）与组合式万向链接机构（4）相连接，同样（7）与（5）相连接，通过改变位于横向的控制装置（6）和（7）的位置，从而改变万向链接机构（4）和（5）的滑动位置，进而带动采光器架俯仰角的联动变化，不再需要位于纵向的控制装置，就可以实现横向和纵向的双轴同时跟踪。

参看图2，具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置，组合式万向链接机构（4）和（5）的一种实现结构；其特征在于：滚轮（13）可以在滑道（1）或（2）上滚动，圆环（15）外套在横杆（3）上，万向连接（14）下面与滚轮（13）相连，上面与圆环（15）相连，当滚轮（13）在滑道（1）或（2）上滚动时，横杆（3）可以在圆环（15）内伸缩，使置于（3）上面的采光器架（8）实现横向转动。

参看图3，具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置的组合式万向链接机构（4）和（5）的另一种实现结构；其特征在于：下滚轮（16）可以在滑道（1）或（2）上滚动，横杆（3）由工字钢构成，上滚轮（18）可以在工字钢（3）的下沿上滚动，万向连接（17）上下分别与下滚轮（16）和上滚轮（18）相连，当下滚轮（16）在滑道（1）或（2）上滚动时，带动上滚轮（18）在工字钢（3）上滑动，使置于（3）上面的采光器架（8）实现横向转动。

参看图4，具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置，可以扩展成多个联动系统，其特征在于采光器架（b1）、（b2）、...、（bn）与承载横杆（a1）、（a2）、...、（an）之间通过折页（h1）、（h2）、...、（hn）铰连；横杆（a1）、（a2）、...、（an）通过万向链接机构（e1）、（e2）、...、（en）和（f1）、（f2）、...、（fn）分别铰接于直线滑道（1）和（2）上；（6）和（7）为直线滑道上的控制驱动装置；采光器架（b1）、（b2）、...、（bn）上的另一个滑道（d1）、（d2）、...、（dn），通过万向链接机构（g1）、（g2）、...、（gn）与立柱（c1）、（c2）、...、（cn）铰连；整个联动系统只需要两个位于直线滑道上的的控制驱动装置（6）和（7），就可以改变万向链接机构（e1）、（e2）、...、（en）和（f1）、（f2）、...、（fn）在滑道上的的位置进而带动各组采光器架俯仰角的联动变化。不再需要任何位于纵向的控制装置，就可以实现多组采光器架横向和纵向的双轴同时跟踪。

该装置的工作过程：如图1、图2、图3、图4所示；

1．首次计算出安装日正午时俯仰角的数值，调节万向链接机构（4）和（5）的位置以及调整万向链接机构（12）在立柱（10）上的铰接位置，使其与滑道（1）和（2）垂直并且俯仰角与计算值相同。

2．早晨将万向链接机构（4）放在最南面，将万向链接机构（5）放在最北面，使横杆（3）与滑道（1）和（2）之间夹角为30度，并且采光器架面向东面，通过每天开始工作的时间不同，来调节季节的变化。

3．根据当地的经纬度，计算出每天各个时间采光器架面向太阳的位置，确定好滑动的间隔时间，自动调节滑道（1）和（2）上的万向链接机构（4）和（5）的滑动位置，当万向链接机构（4）和（5）逆向滑动时，则自动调节横向跟踪的角度；当万向链接机构（4）和（5）同向滑动时，则自动调节纵向跟踪俯仰角的大小，使采光器架的朝向始终与计算的角度相符合，从而实现双轴跟踪。

4．返程时通过控制装置（6）和（7）使两个万向链接机构（4）和（5）反向运行，使采光器架（8）面向最东面与滑道（1）和（2）成30度角，以备第二天使用，如此反复。

5．多排联动机构的工作过程与上述相同，整个系统可以只由两个控制装置（6）和（7）带动，各组万向链接机构之间可以通过连杆、链条或丝杠等连接，当控制装置拉动第一组（或最后一组）万向链接机构滑动时，其它各组也都被同时拉动，这样各组的俯仰角也同时变化。

6．控制驱动装置（6）和（7）可以采用液压或电磁、马达等装置。

7．采光器架可以是光伏电池或其它光热、光电采集转换装置。

8．折页（9）也可以是套管等其它活动铰接的装置。

实施实例1

参看图1、图2具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置

它主要由横向跟踪带动纵跟踪一体化联动机构组成；其特征在于：相互平行的直线滑道（1）和（2），置于其上的横杆（3），横杆（3）的两端与组合式万向链接机构（4）和（5）相连，（4）和（5）可以沿直线在滑道（1）和（2）上滑动，滑动过程中横杆（3）可以伸缩，使置于其上的采光器架（8）实现横向转动；采光器架（8）和横杆（3）之间通过折页（9）相连，滑道（11）放置在采光器架（8）上，使万向链接机构（12）可以在滑道（11）上滑动，万向链接机构（12）的另一端与立柱（10）相连，用于改变俯仰角的大小。控制装置（6）与组合式万向链接机构（4）相连接，同样（7）与（5）相连接，通过改变位于横向的控制装置（6）和（7）的位置，从而改变万向链接机构（4）和（5）的滑动位置，进而带动采光器架俯仰角的联动变化，不再需要位于纵向的控制装置，就可以实现横向和纵向的双轴同时跟踪。组合式万向链接机构（4）和（5）的一种实现结构；其特征在于：滚轮（13）可以在滑道（1）或（2）上滚动，圆环（15）外套在横杆（3）上，万向连接（14）下面与滚轮（13）相连，上面与圆环（15）相连，当滚轮（13）在滑道（1）或（2）上滚动时，横杆（3）可以在圆环（15）内伸缩，使置于（3）上面的采光器架（8）实现横向转动。

实施实例2

参看图1、图3，具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置，它主要由横向跟踪带动纵跟踪一体化联动机构组成；其特征在于：相互平行的直线滑道（1）和（2），置于其上的横杆（3），横杆（3）的两端与组合式万向链接机构（4）和（5）相连，（4）和（5）可以沿直线在滑道（1）和（2）上滑动，滑动过程中横杆（3）可以伸缩，使置于其上的采光器架（8）实现横向转动；采光器架（8）和横杆（3）之间通过折页（9）相连，滑道（11）放置在采光器架（8）上，使万向链接机构（12）可以在滑道（11）上滑动，万向链接机构（12）的另一端与立柱（10）相连，用于改变俯仰角的大小。控制装置（6）与组合式万向链接机构（4）相连接，同样（7）与（5）相连接，通过改变位于横向的控制装置（6）和（7）的位置，从而改变万向链接机构（4）和（5）的滑动位置，进而带动采光器架俯仰角的联动变化，不再需要位于纵向的控制装置，就可以实现横向和纵向的双轴同时跟踪。

组合式万向链接机构（4）和（5）的另一种实现结构；其特征在于：下滚轮（16）可以在滑道（1）或（2）上滚动，横杆（3）由工字钢构成，上滚轮（18）可以在工字钢（3）的下沿上滚动，万向连接（17）上下分别与下滚轮（16）和上滚轮（18）相连，当下滚轮（16）在滑道（1）或（2）上滚动时，带动上滚轮（18）在工字钢（3）上滑动，使置于（3）上面的采光器架（8）实现横向转动。

实施实例3

参看图4，具有对称直线滑道的双轴跟踪太阳光照装置，可以扩展成多个联动系统，其特征在于采光器架（b1）、（b2）、...、（bn）与承载横杆（a1）、（a2）、...、（an）之间通过折页（h1）、（h2）、...、（hn）铰连；横杆（a1）、（a2）、...、（an）通过万向链接机构（e1）、（e2）、...、（en）和（f1）、（f2）、...、（fn）分别铰接于直线滑道（1）和（2）上；（6）和（7）为直线滑道上的控制驱动装置；采光器架（b1）、（b2）、...、（bn）上的另一个滑道（d1）、（d2）、...、（dn），通过万向链接机构（g1）、（g2）、...、（gn）与立柱（c1）、（c2）、...、（cn）铰连；整个联动系统只需要两个位于直线滑道上的的控制驱动装置（6）和（7），就可以改变万向链接机构（e1）、（e2）、...、（en）和（f1）、（f2）、...、（fn）在滑道上的的位置进而带动各组采光器架俯仰角的联动变化。不再需要任何位于纵向的控制装置，就可以实现多组采光器架横向和纵向的双轴同时跟踪。各个组合式万向链接机构的实现方案与实例1和实例2相同。

本发明也适用于其它太阳能采集场合。