一种自动跟踪太阳光的驱动装置制造方法
【专利摘要】一种自动跟踪太阳的驱动装置，包括有底座，底座上设有转盘；底座上设有灶体固定轴、灶体旋转轴；灶体固定轴、灶体旋转轴之间套有承重轴承；灶体旋转轴上设有灶体安装台；灶体旋转轴上设有传动装置；底座的尾部装有扶手；支架固定轴套有支架旋转轴，支架固定轴与支架旋转轴之间套有承重轴承；定时支架设在支架旋转轴上；定时水箱设在定时支架上；定时水箱内设有挡板；绳索绕过定滑轮后与小水箱上端相连；侧壁上设有阀门；小水箱与导水管相连通；向顶部第一个定时水箱注满水，定时支架向第一定时水箱方向倾斜，定时支架带动传动装置运动，到达限位块位置后停止运动，调节水流量实现转动角速度与太阳的角速度同步；结构简单，造价低廉，操作简单。
【专利说明】—种自动跟踪太阳光的驱动装置
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能应用【技术领域】，尤其涉及一种自动跟踪太阳光的驱动装置。
【背景技术】
[0002]聚光太阳灶的发明和使用解决了由于太阳能能量密度低而只能提供低温加热的问题，例如太阳能热水器仅用于洗澡而不能饮用。因此，国家大力倡导在农村使用太阳灶以到达节能减排的目的。但是聚光太阳灶在农村的使用率和普及程度都较低，究其主要原因，是因为传统的聚光太阳灶在使用时因为方向固定，所以只能利用几乎很小区域的单一方向的阳光，使得太阳能利用率太低；而具有跟踪太阳光功能的太阳灶，不仅结构复杂，造价过高，而且消耗能源，操作不便，在农村推广困难很大。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是针对太阳灶中的负载热水壶或者锅具有比较大的受热面而不需要高精度自动跟踪的特点以及作为使用者的农民技术水平和实际要求，提供一种具有自动跟踪太阳光功能的驱动装置，以解决传统太阳灶无法跟踪太阳的缺点，具有结构简单，便于故障检修，电路设计简单，在几乎不消耗能量的条件下，可以很方便的实现对太阳光的自动跟踪。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种自动跟踪太阳的驱动装置，包括有底座，底座上设有转盘；底座正中心设有灶体固定轴、灶体旋转轴；灶体固定轴、灶体旋转轴之间套有承重轴承；灶体旋转轴上设有灶体安装台；灶体旋转轴的上下两端分别设有一传动装置；底座的尾部装有扶手；扶手上设有支架固定轴，支架固定轴套有支架旋转轴，支架固定轴与支架旋转轴之间套有承重轴承；五个定时支架焊接在支架旋转轴上，转动时以支架旋转轴为轴心；五个定时支架上各安装有一个定时水箱，定时水箱设在定时支架的末端；
所述的定时水箱底部设有出水口 ；出水口内端设有挡板；挡板上的绳索绕过定时水箱侧壁顶端的定滑轮后与小水箱上端相连；侧壁上设有阀门；小水箱的进水口与阀门相连通；小水箱的出水口与导水管相连通。
[0005]所述的底座底部设有三个带有锁死装置的轮子；底座上设有防止定时支架倾倒的限位块。
[0006]所述的五个定时水箱之间依次通过导水管连通。
[0007]所述的支架固定轴与支架旋转轴有倾角。
[0008]所述的两个相邻的定时支架上的定时水箱相错位设置。
[0009]所述的传动装置与灶体旋转轴之间通过齿轮连接。
[0010]在最底部的定时水箱下方放置一收水桶。
[0011]本发明的有益效果是:
与现有技术相比，本发明在分析研究了太阳灶在农村没有大范围普及的原因后，发现并解决了以下几个突出问题，一是农村用户使用太阳灶的时间不固定，每次使用都需要重新调整太阳灶的朝向，导致使用很不方便；二是每次使用都只能短时间使用，若要长时间使用，中途必须手动调整几次太阳灶位置和方向；三是若使用有自动跟踪太阳功能的太阳灶，成本过高，使用繁琐，而且消耗能量和维修不便。针对上述问题，本发明结合太阳灶自身结构，在完全避免使用电子跟踪系统和电力驱动的情况下，设计出一种可以自动跟踪太阳的驱动装置。本发明的驱动装置利用杠杆原理和“丰”字结构支架，将处于高位的水的重力势能通过流动转变成不同时刻对应方位驱动灶体转动的力矩；再通过调整定时水箱的阀门大小可以控制定时支架的摆动周期，使其转动的平均角速度与地球相对于太阳自转的角速度大体同步(15°/h)，从而达到自动跟踪太阳光的目的。而这种每天早上农民出工前将收水桶中的水提起来倒入第一个定时水箱的操作(所做的功转换成水的势能)提供一天太阳灶自动跟踪的动力，对于农民来说，确实是举手之劳。而且这种非高精度的自动跟踪完全能够满足太阳灶的实际使用要求。该太阳灶不仅结构简单，造价低廉，而且操作简单，便于维修，相对于普通的自动跟踪系统来说节省了能源。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的自动跟踪太阳的太阳灶的结构原理图。
[0013]图2为本发明的定时支架的结构示意图。
[0014]图3为本发明的定时水箱的结构示意图。
[0015]图4为本发明的传动装置的结构示意图。
[0016]图中:1为底座；2为转盘；3为灶体固定轴；4为灶体旋转轴；5为灶体安装台；6为定时支架；7为定时水箱；8为导水管；9为支架固定轴；10为支架旋转轴；11为限位块；12为传动装置；13为扶手；14为轮子；15为出水口 I ;16为挡板；17为定滑轮；18为小水箱；19为阀门。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详说明。
[0018]参见图1，一种自动跟踪太阳的驱动装置，包括有底座I，底座I上设有转盘2 ;底座I正中心设有灶体固定轴3、灶体旋转轴4 ;灶体固定轴3、灶体旋转轴4之间套有承重轴承；灶体旋转轴上设有灶体安装台5，可以对灶体安装台的俯仰角进行微调；灶体旋转轴4的上下两端分别设有一传动装置12 ;底座I的尾部装有扶手13 ;扶手13上设有支架固定轴9，支架固定轴9套有支架旋转轴10，支架固定轴9与支架旋转轴10之间套有承重轴承；五个定时支架6焊接在支架旋转轴10上，并且转动时以支架旋转轴为轴心；五个定时支架
6上各安装有一个定时水箱7，定时水箱7设在定时支架6的末端。
[0019]所述的传动装置与灶体旋转轴之间通过齿轮连接。
[0020]所述的底座I为整个太阳灶的支撑部分，尾部装有扶手13，便于使用者根据需要移动该太阳灶。
[0021]所述的底座I底部设有三个带有锁死装置的轮子14，轮子14使太阳灶的移动与固定更加便捷；限位块11也固定在底座上，用来防止定时支架6倾倒。
[0022]所述的承重轴承的目的是便于灶体固定轴转动。
[0023]所述的扶手13上设有支架固定轴9，支架固定轴9焊接在扶手上，支架固定轴9套有支架旋转轴10，支架固定轴9与支架旋转轴10之间套有承重轴承；五个定时支架6焊接在支架旋转轴10上，并且转动时以支架旋转轴为轴心，支架固定轴9与支架旋转轴10有倾角；定时支架的结构原理如图2所示。五个定时支架6上各安装有一个定时水箱7，定时水箱7设在定时支架6的末端，两个相邻的定时支架6上的定时水箱7相错位设置；定时水箱之间通过导水管8连通。在最底部的定时水箱下方放置一收水桶，实现水的循环利用的目的。
[0024]所述的定时水箱7底部设有出水口 15 ;出水口 15内端设有挡板16 ;挡板上的绳索绕过定时水箱侧壁顶端的定滑轮17后与小水箱18上端相连；侧壁上设有阀门19 ;小水箱的进水口与阀门19相连通；小水箱的出水口与导水管8相连通。
[0025]所述的定时水箱的结构原理如图3所示:在无水状态下，挡板16会在重力的作用下闭合；当注水量达到满值时，水位线已超过阀门19的高度，自出水口开始向小水箱18注水；小水箱18中的水量达到一定标准时，会向下运动，并通过定滑轮17将挡板打开；定时水箱中的水会通过出水口和导水管8流入下一个定时水箱；通过控制阀门的进水量大小，可以控制开启挡板的时间间隔；小水箱中的水通过小水箱底部的出水口流出；控制阀门的出水量大小，可以保证在定时水箱的水流尽之前，挡板不会关闭。
[0026]定时支架的工作原理如图2所示:开始使用之前，定时支架整体向右倾斜，当向顶部的定时水箱注水后，定时支架开始向定时水箱的方向倾斜；由于限位块的存在，定时支架不会发生倾倒现象；当定时水箱中注满水后，由于水箱阀门的作用，定时水箱中的水在一小时后开始流入下一个定时水箱；这时，定时支架整体开始向下一个定时水箱的方向倾斜；此后，定时支架重复上述动作，直到定时水箱中的水全部流入收水桶。
[0027]定时支架在运动过程中，会带动传动装置一起运动，传动装置的工作原理如图4所示:当定时支架顺时针转动时，定时支架上半部分会推动上传送带向右运动，而支架下半部分不会带动下传送带运动；当定时支架逆时针转动时，支架下半部分会推动下传送带向右运动，而支架上半部分不会带动上传送带运动；这样的设计方式避免了灶体的逆向转动，实现灶体对太阳光方向的自动追踪。
[0028]本发明的工作原理是:
早晨，使用者向顶部第一定时水箱注满水，在重力的作用下，定时支架会向第一定时水箱方向倾斜，在发生倾斜过程中的定时支架带动传动装置运动，由于传动装置通过齿轮与灶体旋转轴连接，所以定时支架的转动会使灶体旋转轴和灶体发生转动，直到定时支架到达限位块位置后停止运动，而通过调节水流量来实现转动角速度与太阳的角速度基本同步，即可达到跟踪太阳光的目的。
[0029]当第一定时水箱(定时水箱自上而下分别为:第一定时水箱、第二定时水箱、第三定时水箱、第四定时水箱、第五定时水箱)中的水会在设定时间内通过导水管流入第二定时水箱内，这时，定时支架会向第二定时水箱方向倾斜，直到定时支架到达限位块后停止，定时支架的运动同样会带动灶体旋转轴和灶体安装台发生转动，同样达到跟踪太阳光的目的。
[0030]随着定时水箱中的水依次流入下面的定时水箱，直到流入最下方发收水桶，一天自动跟踪太阳光任务完成。在此过程中，由于水的流动引起定时支架产生重心不断的变化，同时带动灶体旋转轴和灶体安装台转动，实现跟踪太阳光的目的。
[0031]本发明是针对农村使用太阳灶中存在的具体问题以及实际条件下进行设计的。
[0032]本发明仅以反射式太阳灶作为负载来进行说明其工作原理的，实际上还可以推广应用于跟踪精度要求不高的光伏发电系统中作为光伏电池板的自动跟踪太阳光驱动系统坐寸ο
【权利要求】
1.一种自动跟踪太阳的驱动装置，包括有底座(I)，其特征在于，底座(I)上设有转盘(2 );底座(I)正中心设有灶体固定轴(3 )、灶体旋转轴(4 );灶体固定轴(3 )、灶体旋转轴(4 )之间套有承重轴承；灶体旋转轴上设有灶体安装台(5);灶体旋转轴(4)的上下两端分别设有一传动装置(12 );底座(I)的尾部装有扶手(13 );扶手(13 )上设有支架固定轴(9 )，支架固定轴(9)套有支架旋转轴(10)，支架固定轴(9)与支架旋转轴(10)之间套有承重轴承；五个定时支架(6 )焊接在支架旋转轴(10 )上，转动时以支架旋转轴为轴心；定时支架(6 )上各安装有一个定时水箱(7)，定时水箱(7)设在定时支架(6)的末端； 所述的定时水箱(7)底部设有出水口(15);出水口(15)内端设有挡板(16);挡板上的绳索绕过定时水箱侧壁顶端的定滑轮(17)后与小水箱(18)上端相连；侧壁上设有阀门(19);小水箱的进水口与阀门(19)相连通；小水箱的出水口与导水管⑶相连通。
2.根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳的驱动装置，其特征在于，所述的底座(I)底部设有三个带有锁死装置的轮子(14);底座上设有防止定时支架(6)倾倒的限位块(II)。
3.根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳的驱动装置，其特征在于，所述的五个定时水箱之间依次通过导水管(8)连通。
4.根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳的驱动装置，其特征在于，所述的支架固定轴(9 )与支架旋转轴(10 )有倾角。
5.根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳的驱动装置，其特征在于，所述的两个相邻的定时支架(6)上的定时水箱(7)相错位设置。
6.根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳的驱动装置，其特征在于，所述的传动装置与灶体旋转轴之间通过齿轮连接。
7.根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳的驱动装置，其特征在于，在最底部的定时水箱下方放置一收水桶。
【文档编号】F24J2/38GK104236144SQ201410535134
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】宁铎, 邓力恺, 王进军, 韩雨航, 吴艳锐 申请人:陕西科技大学