专利名称：一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能利用技术领域，具体地说是一种可以方便拆解、移动、安装 的移动式太阳能跟踪装置。
背景技术：
太阳能作为一种高效清洁、分布广泛、几乎可以无限利用的新型能源，正引起人们 越来越多的重视。可是由于太阳每时每刻都是在有规律的运动的，相对于某一固定平面，在 一年中绝大多数时间内，太阳光将产生一定的入射角度；根据光的折射原理，其入射角度越 大，光的折射率就越高，单位面积的太阳能工作面板上获得的光能就越少，转化效率也就越 低；这是固定式安装的太阳能装置亟待解决的问题。因此，人们已经开始采用聚光技术和太 阳光跟踪技术，通过减少光的折射损耗或增加单位面积的光辐射能量，来提高太阳能的利 用率。但是现有的跟踪技术大都存在成本偏高、结构复杂、跟踪程序繁琐、稳定性不好等弊 端，本人已经申报的申请号为2010201486989的《太阳能三维自动跟踪装置》这一实用新型 专利，从根本上解决了以上难题。但是，由于现有的太阳能跟踪装置都是固定安装在一定地点的，其复杂笨重的结 构导致移动、安装十分不便。在地震等严重自然灾害发生，部队行军，边防哨所，地质科考， 偏远地区施工，海洋石油钻探，游牧民族定居点建设等缺少电力供应的情况下，非跟踪式的 太阳能利用装置难以实现太阳能的高效利用，针对这一问题，本人进行了多次试验，研究出 了一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，具有拆解方 便、安装迅速，便于移动运输的特点，且结构设计简单合理，跟踪准确。本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是一种方便拆装的移动式太阳能 跟踪装置，包括太阳能工作面固定架、支撑架、年跟踪构件和日跟踪构件；所述的年跟踪构 件包括两端与太阳能工作面固定架铰接的年转弧形架；所述的日跟踪构件包括两端与太阳 能工作面固定架固定连接的日转弧形架和安装在年转弧形架上的第一驱动装置；所述年转 弧形架所在扇面与地平面沿地球经线方向垂直；在太阳能工作面固定架呈水平状态时，所 述日转弧形架所在扇面与其所在平面沿地球纬线方向垂直；在太阳能工作面固定架上的年 转弧形架和日转弧形架虚拟交叉处，还设有与支撑架连接的三维活节；其特征是，所述太阳 能工作面固定架与年跟踪构件、日跟踪构件、支撑架之间的连接皆是通过方便拆装的活接 头实现拆装式连接的。所述年转弧形架和日转弧形架上皆有齿，且齿的设置分别与太阳的年、日变化角 度相对应，并与相对应的驱动装置相啮合。所述第一驱动装置是按照太阳的年角度变化规律移动的。所述日转弧形架的半径和年转弧形架的半径可以有差别。[0009]所述方便拆装的活接头包括与太阳能工作面固定架实现连接的第一部件和与年 跟踪构件或与日跟踪构件或与支撑架实现连接的第二部件；所述第一部件和第二部件可方 便安装与拆卸。所述年转弧形架从支撑架中穿过，在支撑架上设有可以实现年转弧形架定位锁定 的装置，且支撑架上安装有可拆卸的驱动年转弧形架运动的第二驱动装置，使得第二驱动 装置中的齿轮与年转弧形架上的齿相啮合；所述的定位锁定装置包括支撑架上的一个销孔 和插接在销孔内的定位销，所述定位销对应插在年转弧形架上的齿槽内。所述的支撑架或为柱状带折叠支撑脚结构或为上部具有开角的折叠式结构。在低 纬度地区使用时，太阳的直射点会越过天顶，为防止支撑架阻碍日转弧形架的移动，从而影 响了年转弧形架的运行范围，因此支撑架上部要设计成开角式结构，开角应大于46. 5度， 使日转弧形架的运行区间在开角内，保证年转弧形架的运行范围不受限制。所述第一驱动装置和第二驱动装置皆由控制器、电机和齿轮传动机构组成。通过电路控制，在第二驱动装置的作用下，使年转弧形架按规律旋转一定齿数，带 动太阳能工作面固定架旋转相对应的角度数，达到准确跟踪太阳年运行轨迹的目的；短期 使用该跟踪装置时则可以取消第二驱动装置，并用定位销通过支撑架上的定位销孔和对应 着使用时太阳年高度角的年转弧形架上的齿槽咬合，将年转弧形架即时锁定。同时，在第一 驱动装置的作用下，使日弧形架按规律旋转一定齿数，带动太阳能工作面旋转相对应的角 度数，达到准确跟踪太阳日运行轨迹的目的。本实用新型的有益效果是本实用新型方便地实现了太阳能跟踪装置的移动功 能。它具有成本低，结构简单，拆解方便，安装容易，便于移动运输的特点，且控制程序简单 合理，跟踪准确。可以根据需要进行拆装转移，应用前景十分广阔。
图1为实施例一的结构示意图；图2为实施例二的结构示意图；图中1太阳能工作面固定架，2支撑架，3年转弧形架，4日转弧形架，5三维活节， 11第一可拆装活接头，12第二可拆装活接头，13第三可拆装活接头，14铰接链，21定位销， 23年转弧形架贯穿孔，24支撑脚，31第二驱动装置，41第一驱动装置。
具体实施方式
如图1所示，一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，包括太阳能工作面固定架 1、支撑架2、年跟踪构件和日跟踪构件。为便于叙述，首先将与太阳能工作面固定架1所在平面平行且沿太阳日运行轨迹 的方向定义为Y方向，将与太阳能工作面固定架1所在平面平行且沿太阳年运行轨迹的方 向定义为Z方向，则与YZ平面垂直且朝向太阳能工作面板固定架1背面的方向为X方向。所述的太阳能工作面固定架1背面沿Z轴方向固定有一对铰接链14，所述铰接链 14通过第一可拆装活接头11连接到年转弧形架3 ；同时背面沿Y轴方向固定安装有一对第 二可拆装活接头12，第二可拆装活接头12用于和日转弧形架4配合；日转弧形架4和年转 弧形架3与太阳能工作面固定架1连接所形成的虚拟交叉线相互垂直，并在虚拟交叉处固定有一个与支撑架3配合的三维活节5，所述三维活节5连接第三可拆装活接头13。第一、第二、第三可拆装活接头具有相同的结构特征，现以第二可拆装活接头12 为例进行说明所述的第二可拆装活接头12包括一个和太阳能工作面固定架1固定连接的 第一部件和一个与日跟踪构件固定连接的第二部件，第二部件插在第一部件的凹槽内，在 第二部件和第一部件上设有对应的插孔，通过销子可以实现第一部件与第二部件的锁定。 最终所述第一部件和第二部件通过插接的方式实现方便安装与拆卸。所述的年跟踪构件涉及太阳能工作面固定架1、年转弧形架3、三维活节5、第二驱 动装置31。年转弧形架3整体为180度的半圆环，两端分别通过第一可拆装活接头11与太阳 能工作面固定架1沿Z轴形成铰接结构，其所在扇面与地平面沿地球经线方向垂直；自年转 弧形架3首端开始至中部，外沿根据太阳高度角的年变化数据按比例设齿；在年转弧形架3 的中后部还固定安装有驱动日转弧形架4运转的第一驱动装置41。所述支撑架2上部为立柱状，下部有为便于携带运输和加强稳定性而设置的可折 叠、伸缩的支撑脚24，顶部与太阳能工作面固定架1背面的三维活节5通过第三可拆装活接 头13连接；在支撑架2上有一个年转弧形架贯穿孔23，年转弧形架3穿其而过；且在支撑 架2上设置有可以实现年转弧形架3定位锁定的装置；该定位锁定装置包括支撑架2上的 一个销孔和插接在销孔内的定位销21 ；所述定位销21可对应插在年弧形架3上的齿槽内， 通过定位销21将年转弧形架3锁定。在支撑架2上还可固定安装第二驱动装置31，使得第 二驱动装置31中的齿轮与年转弧形架3上的齿相啮合。通过电路控制的控制，在第二驱动 装置31的作用下，使年转弧形架3按规律旋转一定齿数，带动太阳能工作面固定架1旋转 相对应的角度数，达到准确跟踪太阳年运行轨迹的目的；短期使用该跟踪装置时则可以取 消第二驱动装置31，并用定位销21通过支撑架2上的定位销孔和对应着使用时太阳年高度 角的年转弧形架3上的齿咬合，将年转弧形架3即时锁定。日跟踪构件涉及太阳能工作面固定架1、日转弧形架4、第一驱动装置41。日转弧形架4整体为180度的半圆环，两端固定在太阳能工作面固定架1的Y轴 线上，日转弧形架4所在扇面与太阳能工作面固定架1所在平面沿Y轴垂直；自日转弧形架 4首端开始至末端，在其外沿根据太阳日角度变化数据按比例设齿，与第一驱动装置41上 的齿轮相啮合。安装在年转弧形架3上的第一驱动装置41可以有效驱动日转弧形架4的 运动，通过电路控制日转弧形架规律转动太阳日角度变化所对应的齿数，以达到准确跟踪 太阳日角度变化的目的。所述第一驱动装置和第二驱动装置皆由控制器、电机和齿轮传动机构组成。通过第一、第二、第三可拆装活接头可以将本实用新型拆分成若干模块，实现方便 拆卸，移动的目的。同时，通过支撑架2与年转弧形架3之间的定位锁定装置可以实现年转 弧形架3的即时锁定。安装时只要将安装地点的纬度和安装的日期与太阳年高度角在年转弧形架3上 的对应齿确认好，从冬至到夏至，第二驱动装置31的电机正转，夏至后再反转直至冬至，周 而复始，就可以实现对太阳年高度角变化的跟踪；同样，将装置安装时的太阳日高度角在日 转弧形架4上的对应齿确认好，通过电路控制日转弧形架4规律转动太阳日角度变化所对 应的齿数，就可实现从早上确定时间到下午确定时间的准确跟踪。到太阳西下后某一时间，控制器再发出信号，指令控制第一驱动装置41回转至早上待机状态。实施例二如图2所示，与实施例一不同之处在于第一驱动装置41落在支撑架2的内部，使 第一驱动装置41的运行区间在支撑架2的开角内部。所述支撑架2为上部具有开角的折叠结构。当本装置工作环境在低纬度地区(南北回归线之间)时，太阳的直射点会越过天 顶，太阳能工作面固定架1的仰角有时将超过180度，为防止支撑架2阻碍日转弧形架4的 移动，从而影响了年转弧形架3的运行范围，因此支撑架2上部要设计成开角式结构，开角 应大于46. 5度，使日弧形架4和第一驱动装置41的运行区间在开角内，保证年弧形架3的 运行范围不受限制。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
权利要求一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，包括太阳能工作面固定架、支撑架、年跟踪构件和日跟踪构件；所述的年跟踪构件包括两端与太阳能工作面固定架铰接的年转弧形架；所述的日跟踪构件包括两端与太阳能工作面固定架固定连接的日转弧形架和安装在年转弧形架上的第一驱动装置；所述年转弧形架所在扇面与地平面沿地球经线方向垂直，日转弧形架所在扇面在太阳能工作面固定架呈水平状态时，与其所在平面沿地球纬线方向垂直；在太阳能工作面固定架上的年转弧形架和日转弧形架虚拟交叉处，还设有与支撑架连接的三维活节；其特征是，所述太阳能工作面固定架与年跟踪构件、日跟踪构件、支撑架之间的连接皆是通过方便拆装的活接头实现的。
2.根据权利要求1所述的一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，其特征是，所述年 转弧形架和日转弧形架上皆有齿，且齿的设置分别与太阳的年、日变化角度相对应。
3.根据权利要求1所述的一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，其特征是，所述第 一驱动装置是按照太阳的年角度变化规律移动的。
4.根据权利要求1所述的一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，其特征是，所述日 转弧形架的半径和年转弧形架的半径可以有差别。
5.根据权利要求1所述的一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，其特征是，所述方 便拆装的活接头包括与太阳能工作面固定架实现连接的第一部件和与年跟踪构件或与日 跟踪构件或与支撑架实现连接的第二部件；所述第一部件和第二部件可方便安装与拆卸。
6.根据权利要求1 5任一所述的一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，其特征是， 所述年转弧形架从支撑架中穿过，在支撑架上设有可以实现年转弧形架定位锁定的定位锁 定装置，且支撑架上安装有可拆卸的驱动年转弧形架运动的第二驱动装置。
7.根据权利要求6所述的一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，其特征是，所述的 支撑架或为柱状带折叠支撑脚结构或为上部具有开角的折叠式结构。
8.根据权利要求6所述的一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，其特征是，所述第 一驱动装置和第二驱动装置皆由控制器、电机和齿轮传动机构组成。
专利摘要一种方便拆装的移动式太阳能跟踪装置，涉及太阳能利用技术领域。它包括太阳能工作面固定架、支撑架、年转弧形架和日转弧形架、第一、二驱动装置。其特征是，年日弧形架、支撑架与太阳能工作面固定架的连接皆是通过方便拆装的活接头实现的。年转弧形架从支撑架中穿过并安装有第一驱动装置；在太阳能工作面固定架上还设有与支撑架连接的三维活节；且在支撑架上还设有年弧形架锁定装置和第二驱动装置。本实用新型成本低，跟踪准确，结构简单，拆解安装方便；适用于部队行军、抢险救灾、野外作业、游牧转场和临时定居点安置等，具有广泛的应用前景。
文档编号H02N6/00GK201733245SQ201020166548
公开日2011年2月2日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者刘建中, 刘方舟 申请人:刘建中