一种机械式传感器定日镜的制作方法

本发明涉及塔式太阳能热发电领域，尤其涉及一种机械式传感器定日镜。

背景技术：

塔式太阳能发电是采用大量的定日镜将太阳光聚集到接收塔上的吸热器上，加热工质，产生高温高压蒸汽，驱动汽轮机发电。定日镜是由反射镜、镜架、跟踪装置及其控制系统组成的聚光装置，是塔式太阳能热发电系统中核心装置之一。传统的分体式传感器定日镜的深筒光线传感器是固定指向目标的，不能准确的将光线传入到准确的位置，而且体积大，安装复杂，稳定性差，不便于封装。

基于此，需要一种体积小巧、安装简单、稳定性好且便于封装的机械式传感器定日镜被设计出来。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，得到一种体积小巧、安装简单、稳定性好且便于封装的机械式传感器定日镜。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种机械式传感器定日镜，包括透明的球形壳体，还包括分别设置在球形壳体内的旋转轴、可拆卸安装在旋转轴上的传动装置、安装在旋转轴上部的支撑装置、由支撑装置支撑并且卡紧在旋转轴上方的反射单元、可拆卸安装在旋转轴下部的限位机构、可拆卸安装在传动装置端部的光线传感器和底座；其中：

所述旋转轴的下端部还连接有第一电机，所述第一电机还电性连接有控制器，所述旋转轴的下端部还可转动连接有底座，所述第一电机和控制器位于底座的内腔；

所述传动装置包括第二电机、第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮、与第二齿轮贴合固定并同轴设置的第三齿轮和与第三齿轮啮合的第四齿轮，所述第二电机固定在支撑装置的一侧，所述电机的传动轴贯穿支撑装置并在支撑装置的另一侧卡接固定有第一齿轮，所述第三齿轮一体成型设置在支撑装置的上端部，所述第二齿轮与第三齿轮上同轴卡接安装有支撑轴，所述支撑轴与第二齿轮、第三齿轮的齿轮端面垂直，所述支撑轴上安装有齿轮座，所述齿轮座的另一端可转动安装有第四齿轮，所述第四齿轮的齿轮端部可拆卸安装有光线传感器；

所述反射单元由支撑装置支撑并且卡紧在齿轮座上，所述反射单元的反射面与光线传感器同侧；

所述限位机构与反射单元的最低点抵接并且电性连接控制器，用于将反射单元的位置信号传送给控制器；

所述底座固定在球形外壳的内壁上，所述底座底部设置有电源输入口，所述电源输入口电性连接控制器，所述球形外壳的内壁上设置有与电源输入口相对应的接口。

作为优选，所述反射单元为反射镜，用于反射阳光。

作为优选，所述第三齿轮和第四齿轮的传动比为1：1，保证传动的同步性，实现光线传感器与反射单元关联运动。

作为优选，所述光线传感器的法线与反射单元的夹角大小等于旋转轴与反射单元的夹角大小，保证传动的一致性以及固定的光斑传输到固定的准确的位置。

作为优选，所述第一电机的电机壳内设置有伸出腔体，所述旋转轴下端套接在第一电机内并伸进伸出腔体，所述旋转轴伸进伸出腔体的部分外一体成型设置有若干金属圈，所述金属圈接触连接有金属柱，所述旋转轴内腔体设置有第一线路，所述第一线路分别连接对应的金属圈，所述金属柱内分别设置有与第一线路对应的第二线路，所述金属柱外设置有保护壳体，所述保护壳体与第一电机的电机壳一体成型，独立分开线路空间与转动空间，防止绕线，节省了空间。

作为优选，所述第二齿轮为半圆齿轮，所述第二齿轮的半圆平面与对应的反射单元的平面贴合设置，且所述第二齿轮的半圆平面往外端延伸形成贯穿反射单元的连接部，所述连接部的端部与第四齿轮可转动连接，通过连接部与齿轮座对第四齿轮的固定与限位，提高了传动的稳定性。

作为优选，所述第二四齿轮为半圆齿轮，所述第二齿轮的半圆平面与光线传感器贴合设置，进一步地提高了反射单元的稳定性。

作为优选，所述限位机构为相对于旋转轴对称设置的两个金属接近开关，所述反射单元的背面涂覆有金属层，所述金属接近开关与反射单元的背面相适配，当反射单元的最低点靠近限位机构时，产生信号，通过控制器来控制反射单元的进一步旋转，防止整体装置之间产生的损坏。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明利用入射角等于反射角的几何原理，实现光线传感器与反射单元关联运动，得到固定的光斑，通过设置光线传感器，让装置运动到使光线传感器垂直对准阳光的方向，保证了精确性传动；

2、本发明通过设置透明的球形壳体，光斑照到目标后固定球形外壳即可，整体美观，便于封装，稳定性能好；

3、本发明通过设置齿轮传动的机械传动方式，将连接齿轮进行分级处理，结构紧凑，减小了占用空间；

4、本发明通过设置接触式的信号传输，避免了因旋转轴的旋转导致线路扭断的问题，同时节省了安装空间；

5、本发明体积小巧、安装简单、稳定性好且便于封装。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的a-a向剖视图；

图3为图1的b-b向剖视图；

图4为本发明中反射平面3的背面示意图；

图5为本发明中反射平面3的正面示意图；

图6为本发明中除去球形外壳1和反射平面3的结构示意图；

图7为本发明中底部结构示意图；

图8为本发明中第一电机16和旋转轴8的线路连接示意图。

附图标记说明如下：

1、球形壳体；2、反射单元；3、支撑轴；4、第二齿轮；5、支撑装置；6、第二电机；7、第一齿轮；8、旋转轴；9、限位机构；10、底座；11、第四齿轮；12、光线传感器；13、连接部；14、第三齿轮；15、齿轮座；16、第一电机；17、控制器；18、第一电机外壳；19、伸出腔体；20、金属圈；21、金属柱；22、保护壳体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图8，一种机械式传感器定日镜，包括透明的球形壳体1，还包括分别设置在球形壳体1内的旋转轴8、可拆卸安装在旋转轴8上的传动装置、安装在旋转轴8上部的支撑装置5、由支撑装置5支撑并且卡紧在旋转轴8上方的反射单元2、可拆卸安装在旋转轴8下部的限位机构9、可拆卸安装在传动装置端部的光线传感器12和底座10；其中：

所述旋转轴8的下端部还连接有第一电机16，所述第一电机16还电性连接有控制器17，所述旋转轴8的下端部还可转动连接有底座10，所述第一电机16和控制器17位于底座10的内腔；

所述传动装置包括第二电机6、第一齿轮7、与第一齿轮7啮合的第二齿轮4、与第二齿轮4贴合固定并同轴设置的第三齿轮14和与第三齿轮14啮合的第四齿轮11，所述第二电机6固定在支撑装置5的一侧，所述电机的传动轴贯穿支撑装置5并在支撑装置5的另一侧卡接固定有第一齿轮7，所述第三齿轮14一体成型设置在支撑装置5的上端部，所述第二齿轮4与第三齿轮14上同轴卡接安装有支撑轴3，所述支撑轴3与第二齿轮4、第三齿轮14的齿轮端面垂直，所述支撑轴3上安装有齿轮座15，所述齿轮座15的另一端可转动安装有第四齿轮11，所述第四齿轮11的齿轮端部可拆卸安装有光线传感器12；

所述反射单元2由支撑装置5支撑并且卡紧在齿轮座15上，所述反射单元2的反射面与光线传感器12同侧；

所述限位机构9与反射单元2的最低点抵接并且电性连接控制器17，用于将反射单元2的位置信号传送给控制器17；

所述底座10固定在球形外壳的内壁上，所述底座10底部设置有电源输入口，所述电源输入口电性连接控制器17，所述球形外壳的内壁上设置有与电源输入口相对应的接口。

具体实施时，所述反射单元2为反射镜，用于反射阳光。

具体实施时，所述第三齿轮14和第四齿轮11的传动比为1：1，保证传动的同步性，实现光线传感器12与反射单元2关联运动。

具体实施时，所述光线传感器12的法线与反射单元2的夹角大小等于旋转轴8与反射单元2的夹角大小，保证传动的一致性以及固定的光斑传输到固定的准确的位置。

具体实施时，所述第一电机16的电机壳内设置有伸出腔体19，所述旋转轴8下端套接在第一电机16内并伸进伸出腔体19，所述旋转轴8伸进伸出腔体19的部分外一体成型设置有若干金属圈20，所述金属圈20接触连接有金属柱21，所述旋转轴8内腔体设置有第一线路，所述第一线路分别连接对应的金属圈20，所述金属柱21内分别设置有与第一线路对应的第二线路，所述金属柱21外设置有保护壳体22，所述保护壳体22与第一电机16的电机壳一体成型，第一线路中的若干根信号线分别与金属圈20相对应设置，第二线路中的若干根信号线分别与金属柱21相对应设置，金属圈20与金属柱21为一一对应的接触式设置，实现信号的传输的同时独立分开线路空间与转动空间，防止绕线，节省了空间。

具体实施时，所述第二齿轮4为半圆齿轮，所述第二齿轮4的半圆平面与对应的反射单元2的平面贴合设置，且所述第二齿轮4的半圆平面往外端延伸形成贯穿反射单元2的连接部13，所述连接部13的端部与第四齿轮11可转动连接，通过连接部13与齿轮座15对第四齿轮11的固定与限位，提高了传动的稳定性。

具体实施时，所述第二四齿轮为半圆齿轮，所述第二齿轮4的半圆平面与光线传感器12贴合设置，进一步地提高了反射单元2的稳定性。

具体实施时，所述限位机构9为相对于旋转轴8对称设置的两个金属接近开关，所述反射单元2的背面涂覆有金属层，所述金属接近开关与反射单元2的背面相适配，当反射单元2的最低点靠近限位机构9时，产生信号，通过控制器17来控制反射单元2的进一步旋转，防止整体装置之间产生的损坏。

本装置的工作原理为：控制器17接收光线传感器12的信号来控制两个电机的工作，通过齿轮之间的传动以及旋转轴8的旋转来改变空间角度，使光线传感器12完全垂直于阳光入射方向，这个时候被反射镜反射的阳光会朝旋转轴8方向射出，旋转轴8的指向取决于固定好的底座10，是固定的，所以光斑也是固定的。旋转轴8指向目标时，阳光入射方向垂直于光线传感器12，阳光射出方向与旋转轴8指向相同。同时在使用前，球形外壳可以滚动使旋转轴8指向需要阳光照向的目标后再进行固定。

本发明不仅用于塔式太阳能热发电领域，还可以用于需要利用阳光照明的设备或者系统中，通用性能好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。