垂直轴驱动的单电机双轴随动准三维太阳能路灯跟踪采光装置的制作方法

文档序号:7445707阅读:248来源:国知局
专利名称:垂直轴驱动的单电机双轴随动准三维太阳能路灯跟踪采光装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池板跟踪技术,特别是一种可用于太阳能电池板自动跟 踪太阳的垂直轴驱动的单电机双轴随动准三维太阳能路灯跟踪采光装置,该装置可以带动 太阳能路灯的电池板自动跟踪太阳光。
技术背景太阳能是一种清洁能源,取之不尽、用之不竭,也不会造成环境污染,如今,无论在 沿海城市,还是在内陆城市,太阳能产品正越来越多地进入人们的视野,太阳能路灯、太阳 能草坪灯、太阳能庭院灯、太阳能楼道灯、公交站台灯、交通信号灯等等。但这些太阳能产品 的太阳能接收元件大多以位置固定方式接收太阳光的,因不能全天与太阳光保持垂直,造 成太阳能利用率低下。因此太阳能接收元件在使用中能否始终对准太阳,就成为人们利用 太阳能时最为关注的问题。近些年,国外在一些太阳能电站的光伏矩阵中实现了太阳光的自动跟踪,国内也 有类似的试验装置,但这些装置结构复杂,造价高,难以在太阳能路灯、太阳能草坪灯等小 型户用太阳能接收设备中使用。
发明内容为了克服现有的跟踪装置机械结构复杂体积庞大,且跟踪装置成本高,能耗大等 缺点.本发明针对现有技术存在的不足,对现有技术进行了改进,提出了一种体积小、结构 简单可靠、成本低,跟踪能耗小和抗风能力强的太阳光跟踪装置、它可带动太阳能电池板完 成水平和竖直两个方向的跟踪。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在强度很好的减速箱体内安装了 由一台电机、连接板一、连接轴一、小直齿轮、大直齿轮、小齿形带轮、大齿形带轮、一根齿形 带、一个蜗杆、一个蜗轮和一个竖直驱动主轴构成的机械传动机构,在减速箱体内还安装了 由一个圆盘、连接架一、连接架二、球体螺丝杆、球体连接架、长连杆一、长连杆二、连接轴 二、连接轴三、连接轴四和一个水平驱动主轴构成的机械联动机构,在减速箱体外还安装了 连接板二、连接板三和一个支座,支座牢固的固定在相对地面静止的物体上,水平驱动主轴 的两端从减速箱体两侧伸出,竖直驱动主轴从减速箱体下面伸出并且牢固的固定在支座 上,连接板二下端牢固的固定在水平驱动主轴的一端,连接板三的下端牢固的固定在水平 驱动主轴的另一端,连接板二和连接板三的上端与一个太阳能电池板牢固相连接,竖直驱 动主轴和水平驱动主轴相互垂直,竖直驱动主轴和水平驱动主轴光滑的安装在减速箱体 上,在减速箱体内,小直齿轮与电机的电机轴同心轴线相互重合且牢固的固定在电机 轴上,大直齿轮和小齿形带轮与连接轴一同心轴线相互重合且光滑的安装在连接轴一上, 大直齿轮和小齿形带轮牢固的固定在一起,连接轴一和电机牢固的固定在连接板一上,连
3接板一牢固的固定在减速箱体内,小直齿轮和大直齿轮良好的相齿合,大齿形带轮与蜗杆 同心轴线相互重合且牢固的固定在蜗杆上,小齿形带轮和大齿形带轮与一根齿形带良好的 相齿合,蜗轮与竖直驱动主轴同心轴线相互重合且牢固的固定在竖直驱动主轴上,圆盘与 蜗轮同心轴线相互重合且牢固的固定在蜗轮上,蜗杆光滑的安装在减速箱体上,蜗轮与蜗 杆良好的相齿合,在减速箱体内,连接架一与连接轴二光滑的相连接,连接轴二牢固的竖直固定在 圆盘的边缘上,连接架一可绕连接轴二在水平方向转动,连接架二的一端和连接架一通过 连接轴三光滑的相连接,连接架二可绕连接轴三在竖直方向转动,球体螺丝杆一端的螺丝 杆部分从连接架二的另一端的螺纹孔旋入连接架二,球体螺丝杆另一端的球体部分与球体 连接架的一端的球形孔光滑的相连接,球体螺丝杆的球体部分可在球体连接架的球形孔内 光滑的转动,球体连接架的另一端通过连接轴四与长连杆一和长连杆二的一端光滑的相连 接,长连杆一和长连杆二的另一端牢固的固定在水平驱动主轴上,当电机转动时,通过电机轴和小直齿轮、大直齿轮、小齿形带轮、大齿形带轮和齿 形带带动蜗杆转动,当蜗杆转动时,因竖直驱动主轴和蜗轮固定在支座上静止不动,所以蜗 杆带动减速箱体绕竖直驱动主轴转动,并通过水平驱动主轴、连接板二和连接板三带动太 阳能电池板水平转动,同时当蜗轮转动时,通过圆盘、连接架一、连接架二、球体螺丝杆、球体连接架、长 连杆一、长连杆二、连接轴二、连接轴三和连接轴四带动水平驱动主轴转动,并通过连接板 二和连接板三带动太阳能电池板绕水平驱动主轴的轴线竖直转动,实现单电机的三维跟踪 运动,当电机不加电转动时,因蜗杆、蜗轮传动的单向性和不可逆性,太阳能电池板不会 在风力、以及其他外力作用下运动,因此该装置具有良好的抗风性能。本发明的有益效果是利用一个电机实现太阳能电池板三维跟踪运动,并且利用 蜗杆、蜗轮传动的单向性和不可逆性,可实现良好的抗风性能,跟踪能耗小、成本低,结构简
单、可靠。
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体原理图。图2是箱体的A-A剖视图。图3是箱体的B-B剖视图。图4是箱体的C-C剖视图。图5是联动机构剖视图的放大图。图1、图2、图3和图4中1.太阳能电池板,2-1.竖直驱动主轴,2_2.水平驱动 主轴,2-3.连接轴一,2-4.连接轴二,2-5.连接轴三,2-6.连接轴四,3.支座,4-1.连接板 二,4-2.连接板三,5-1.电机,6-1.连接板一,7.减速箱体,8-1.小直齿轮,8-2.大直齿轮, 8-3.小齿形带轮,8-4.大齿形带轮,8-5.齿形带,9-1.蜗杆,10-1.蜗轮,11.圆盘,12-1.连 接架一,12-2.连接架二,12-3.球体螺丝杆,12-4.球体连接架,12-5.长连杆一,12-6.长连 杆二。
具体实施方式
图1、图2、图3和图4中在强度很好的减速箱体7内安装了由电机5-1、连接板 一 6-1、连接轴一 2-3、小直齿轮8-1、大直齿轮8-2、小齿形带轮8_3、大齿形带轮8_4、齿形 带8-5、蜗杆9-1、蜗轮10-1和竖直驱动主轴2-1构成的机械传动机构,在减速箱体7内还 安装了由圆盘11、连接架一 12-1、连接架二 12-2、球体螺丝杆12-3、球体连接架12_4、长连 杆一 12-5、长连杆二 12-6、连接轴二 2-4、连接轴三2_5、连接轴四2_6和水平驱动主轴2_2 构成的机械联动机构,在减速箱体外安装了连接板二 4-1、连接板三4-2和支座3,支座3牢 固的固定在相对地面静止的物体上,水平驱动主轴2-2的两端从减速箱体7两侧伸出,竖直 驱动主轴2-1从减速箱体7下面伸出并且牢固的固定在支座3上,连接板二 4-1的下端牢固 的固定在水平驱动主轴2-2的一端,连接板三4-2的下端牢固的固定在水平驱动主轴2-2 的另一端,连接板二 4-1和连接板三4-2的上端与一个太阳能电池板1牢固相连接,竖直驱 动主轴2-1和水平驱动主轴2-2相互垂直,竖直驱动主轴2-1和水平驱动主轴2-2光滑的 安装在减速箱体7上,在减速箱体7内,小直齿轮8-1与电机5-1的电机轴同心轴线相互重合且牢固的 固定在电机轴上,大直齿轮8-2和小齿形带轮8-3与连接轴一 2-3同心轴线相互重合且光 滑的安装在连接轴一 2-3上,大直齿轮8-2和小齿形带轮8-3牢固的固定在一起,连接轴一 2-3和电机5-1牢固的固定在连接板一 6-1上,连接板一 6-1牢固的固定在减速箱体7内, 小直齿轮8-1和大直齿轮8-2良好的相齿合,大齿形带轮8-4与蜗杆9-1同心轴线相互重 合且牢固的固定在蜗杆9-1上,小齿形带轮8-3和大齿形带轮8-4与齿形带8-5良好的相 齿合,蜗轮10-1与竖直驱动主轴2-1同心轴线相互重合且牢固的固定在竖直驱动主轴2-1 上,圆盘11与蜗轮10-1同心轴线相互重合且牢固的固定在蜗轮10-1上,蜗杆9-1光滑的 安装在减速箱体7上,蜗轮10-1与蜗杆9-1良好的相齿合,在减速箱体7内,连接架一 12-1与连接轴二 2-4光滑的相连接,连接轴二 2_4牢 固的竖直固定在圆盘11的边缘上,连接架一 12-1可绕连接轴二 2-4在水平方向转动,连接 架二 12-2的一端和连接架一 12-1通过连接轴三2-5光滑的相连接,连接架二 12-2可绕连 接轴三2-5在竖直方向转动,球体螺丝杆12-3 —端的螺丝杆部分从连接架二 12-2的另一 端的螺纹孔旋入连接架二 12-2,球体螺丝杆12-3另一端的球体部分与球体连接架12-4的 一端的球形孔光滑的相连接,球体螺丝杆12-3的球体部分可在球体连接架12-4的球形孔 内光滑的转动,球体连接架12-4的另一端通过连接轴四2-6与长连杆一 12-5和长连杆二 12-6的一端光滑的相连接,长连杆一 12-5和长连杆二 12-6的另一端牢固的固定在水平驱 动主轴2-2上,当电机转动时,通过电机轴和小直齿轮8-1、大直齿轮8-2、小齿形带轮8-3、大齿 形带轮8-4和齿形带8-5带动蜗杆9-1转动,当蜗杆9-1转动时,因竖直驱动主轴2_1和蜗 轮10-1固定在支座3上静止不动,所以蜗杆9-1带动减速箱体7绕竖直驱动主轴2-1转动, 并通过水平驱动主轴2-2、连接板二 4-1和连接板三4-2带动太阳能电池板1水平转动,同 时当蜗轮10-1转动时,通过圆盘11、连接架一 12-1、连接架二 12-2、球体螺丝杆12_3、球体 连接架12-4、长连杆一 12-5、长连杆二 12-6、连接轴二 2_4、连接轴三2_5和连接轴四2_6 带动水平驱动主轴2-2转动,并通过连接板二 4-1和连接板三4-2带动太阳能电池板1绕
5水平驱动主轴2-2的轴线竖直转动,实现单电机的三维跟踪运动。
权利要求1. 一种垂直轴驱动的单电机双轴随动准三维太阳能路灯跟踪采光装置,由太阳能电池 板、竖直驱动主轴、水平驱动主轴、连接轴一、连接轴二、连接轴三、连接轴四、支座、连接板 一、连接板二、连接板三、电机、减速箱体、小直齿轮、大直齿轮、小齿形带轮、大齿形带轮、齿 形带、蜗杆、蜗轮、圆盘、连接架一、连接架二、球体螺丝杆、球体连接架、长连杆一、长连杆二 构成,其特征是在强度很好的减速箱体内安装了由一台电机、连接板一、连接轴一、小直齿 轮、大直齿轮、小齿形带轮、大齿形带轮、一根齿形带、一个蜗杆、一个蜗轮和一个竖直驱动 主轴构成的机械传动机构,在减速箱体内还安装了由一个圆盘、连接架一、连接架二、球体 螺丝杆、球体连接架、长连杆一、长连杆二、连接轴二、连接轴三、连接轴四和一个水平驱动 主轴构成的机械联动机构,在减速箱体外还安装了连接板二、连接板三和一个支座,支座牢 固的固定在相对地面静止的物体上,水平驱动主轴的两端从减速箱体两侧伸出,竖直驱动 主轴从减速箱体下面伸出并且牢固的固定在支座上,连接板二下端牢固的固定在水平驱动 主轴的一端,连接板三的下端牢固的固定在水平驱动主轴的另一端,连接板二和连接板三 的上端与一个太阳能电池板牢固相连接,竖直驱动主轴和水平驱动主轴相互垂直,竖直驱 动主轴和水平驱动主轴光滑的安装在减速箱体上,在减速箱体内,小直齿轮与电机的电机轴同心轴线相互重合且牢固的固定在电机轴 上,大直齿轮和小齿形带轮与连接轴一同心轴线相互重合且光滑的安装在连接轴一上,大 直齿轮和小齿形带轮牢固的固定在一起,连接轴一和电机牢固的固定在连接板一上,连接 板一牢固的固定在减速箱体内,小直齿轮和大直齿轮良好的相齿合,大齿形带轮与蜗杆同 心轴线相互重合且牢固的固定在蜗杆上,小齿形带轮和大齿形带轮与一根齿形带良好的相 齿合,蜗轮与竖直驱动主轴同心轴线相互重合且牢固的固定在竖直驱动主轴上,圆盘与蜗 轮同心轴线相互重合且牢固的固定在蜗轮上,蜗杆光滑的安装在减速箱体上,蜗轮与蜗杆 良好的相齿合,在减速箱体内,连接架一与连接轴二光滑的相连接,连接轴二牢固的竖直固定在圆盘 的边缘上,连接架一可绕连接轴二在水平方向转动,连接架二的一端和连接架一通过连接 轴三光滑的相连接,连接架二可绕连接轴三在竖直方向转动,球体螺丝杆一端的螺丝杆部 分从连接架二的另一端的螺纹孔旋入连接架二,球体螺丝杆另一端的球体部分与球体连接 架的一端的球形孔光滑的相连接,球体螺丝杆的球体部分可在球体连接架的球形孔内光滑 的转动,球体连接架的另一端通过连接轴四与长连杆一和长连杆二的一端光滑的相连接, 长连杆一和长连杆二的另一端牢固的固定在水平驱动主轴上。
专利摘要一种可由单电机驱动,实现太阳光采集自动跟踪的垂直轴驱动的单电机双轴随动准三维太阳能路灯跟踪采光装置,它可由一台电机通过由两条相互垂直的主轴、直齿轮、齿形带轮、齿形带、蜗轮、蜗杆、连接架、螺母连杆、球体丝杆和长连杆等组成的连动机构,带动太阳能电池板完成沿水平和竖直两个方向的跟踪太阳光运动,可用来带动太阳能路灯的太阳能电池板实现太阳光采集的自动跟踪。
文档编号H02N6/00GK201789371SQ201020117519
公开日2011年4月6日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者张立君 申请人:北京印刷学院
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