专利名称：一种定日镜追日装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳光能量收集和利用技术领域，特别涉及一种定日镜追日装置。
背景技术：
太阳能作为一种清洁的可再生能源得到越来越多的应用，在太阳能发电领域，太阳能发电方式有光伏发电和热发电两种。随着科学技术的发展，特别是计算机控制技术的兴起，太阳能热发电技术是光伏发电技术之后的新兴太阳能利用技术。太阳能热发电是通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来，加热工质，产生高温高压的蒸汽，蒸汽驱动汽轮机发电。当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为(1)太阳能槽式发电；(2 )太阳能塔式热发电；(3 )太阳能蝶式热发电。塔式太阳能热发电是采用大量的定向反射镜(定日镜)将太阳光聚集到一个装在塔顶的中央热交换器(接收器)上。由于在一天之内太阳的方位在不停的变化，则相对应的， 定日镜也应跟着太阳方位的变化而变换方位和反射角度，这样才能使反射光线一直射向塔顶的中央热交换器而不发生光线的偏移，这就是定日镜的追日运动。一般而言，定日镜的追日运动是依靠定日镜追日装置的二维交叉旋转运动确定坐标定位的，即垂直于地面方向轴旋转运动(水平旋转)和水平方向轴旋转运动(仰俯角旋转)的双轴联合运动。当前，太阳能塔式热发电的定日镜追日装置已有不同的结构形式，如中国专利局公布的申请号为200510039114. 8、名称为一种定日镜装置，该装置包括平面镜组、方位角调整机构、高度角调整机构、定位传感器以及控制电路，其中，横轴和立轴的轴线位于同一平面且垂直相交，平面镜组的集合中心位于两轴线的交点，定位传感器的中心线与两轴线交点和投射目标中心点之间的连线重合。这种定日镜装置存在体积偏大，适合桁架式定日镜托架装置，而且存在旋转控制精度不高等缺点，不适合应用于小型定日镜的追日运动。中国专利局公布的申请号为200810007862. 1、名称为定日镜装置，其装置采用方位加仰角跟踪方式或自旋加仰角跟踪方式，它包括平面镜、尺寸小到可以一次成型的框架、 调整机构、安装在中心塔与定日镜装置之间的定位导向管、定位传感器以及控制系统。这种装置由于采用一次成型的小框架，所以定日镜的尺寸受到限制。采用仰角跟踪方式或自旋加仰角跟踪方式使得定日镜调节角度不能太大，灵活度不高，且定日镜活动范围受到限制， 不利定日镜的清洗维护。中国专利局公布的申请号为201010150049. 7、名称为一种太阳能定日镜传动装置，该装置包括传动箱体、传动箱底座，传动箱体同轴安装在传动箱底座上，传动箱体通过箱体联结轴和推力轴承安装在传动箱体底座上，传动箱底座上安装有方位传动体系，在传动箱体上有俯仰传动体系。该装置竖直旋转运动和水平旋转运动均采用俯仰锥蜗杆和俯仰锥蜗轮啮合传动，要实现高精度的传动，装置的加工制造的精度要很高，难于加工制造。从以上公开的太阳能热发电的定日镜追日装置来看，有些体积偏大，结构复杂，有些定日镜活动角过小，控制精度不高，有些加工制造难度高，均难于在实际工况下运行。寻找一种结构紧凑、活动灵活、传动稳定、加工制造成本低，能够实现批量生产，且维护成本低
4廉，能够在实际工程运用上的定日镜追日装置已成为必然趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种定日镜追日装置。主要解决目前现有定日镜机械传动定位精度不高，可靠性不强，加工装配复杂等工程问题。并提高定日镜聚光效率和减低研发制造成本。一种定日镜追日装置，包括联体箱体，所述联体箱体包括上箱体和下箱体，所述上箱体和下箱体连接成一体并呈T字型；所述上箱体包括俯仰角旋转机构，所述仰俯角旋转机构通过水平轴水平安装在所述上箱体内，所述俯仰角旋转机构包括第一减速机；所述下箱体包括水平旋转机构，所述水平旋转机构通过竖直轴安装在所述下箱体内，所述水平旋转机构包括第二减速机；所述第一减速机和第二减速机均采用蜗轮蜗杆啮合传动，所述减速机内包括一用于消除减速机传动间隙的消隙装置。较佳地，所述仰俯角旋转机构和水平旋转机构分别还包括电机、同步传动结构，电机和减速机之间通过同步传动结构相连；所述仰俯角旋转机构和水平旋转机构的内部组成结构相同；在所述旋转机构的电机输出轴处设置一用于固定电机和张紧同步传动结构的电机安装板，所述电机安装板上设置两开槽，所述开槽通过螺纹紧固件连接于减速机安装板上。较佳地，所述同步传动结构包括同步带和链条的其中一种。较佳地，所述消隙装置包括蜗杆、蜗轮，所述蜗杆和蜗轮啮合；所述蜗杆第一端设置为约束蜗杆轴向移动且可轴向转动的双向固定端，所述蜗杆的双向固定端通过第一轴承与所述减速机的外壳连接，所述第一轴承的外侧通过紧固件将第一轴承紧固；另一端设置为可以在减速机内游动的游动端，所述蜗杆的游动端上设置第二轴承，所述第二轴承设置在与之适配的轴承座上，所述轴承座独立于减速机的外壳，与箱体不接触，所述轴承座的下端通过一弹性体与减速机的外壳连接。较佳地，位于轴承座下端的减速机的外壳上设置一开孔，所述弹性体设置在此开孔内，所述弹性体下端设置一压紧块。较佳地，在所述双向固定端的紧固件外端设置挡片，在所述游动端设置挡环。较佳地，还包括位置复位装置，所述位置复位装置包括挡片和光电传感器，所述光电传感器设置在联体箱体的相应挡片的位置处；在所述挡片靠近所述光电传感器，定日镜的角度为零位置。较佳地，还包括位置复位装置，所述位置复位装置可以是霍尔元件、干簧管、位置开关或限位开关。一种减速机的消隙装置，包括一减速机和消隙装置，所述消隙装置设置在减速机内，所述减速机包括一滑槽，所述消隙装置包括蜗杆、蜗轮，所述蜗杆和蜗轮在此滑槽内啮合传动；所述蜗杆第一端设置为约束蜗杆轴向移动且可轴向转动的双向固定端，所述蜗杆的双向固定端通过第一轴承与所述减速机的外壳连接，所述第一轴承的外侧通过紧固件将第一轴承紧固；另一端设置为可以在减速机内游动的游动端，所述蜗杆的游动端上设置第二轴承，所述第二轴承设置在与之适配的轴承座上，所述轴承座独立于箱体，与减速机的外壳不接触，所述轴承座的下端通过一弹性体与减速机的外壳连接。
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较佳地，在所述双向固定端的紧固件外端设置挡片，在所述游动端设置挡环。较佳地，所述紧固件为圆螺母。较佳地，位于轴承座下端的减速机的外壳上设置一开孔，所述弹性体设置在此开孔内，所述弹性体下端设置一压紧块。较佳地，所述弹性体为弹簧。较佳地，所述压紧块为螺钉。与现有技术相比，本发明存在以下技术效果
第一，仰俯角旋转机构和水平旋转机构均采用同种传动方式，电机、同步带(或链)和减速机的传动方式，一方面是传动更加平稳，另一方面也大大减低了定日镜追日装置的加工成本和时间，有利于装置的批量生产和使用。为了消去或尽量减小旋转轴的旋转间隙，提高定日镜的定日精度，减速机安装有消隙装置，该消隙装置结构简单，调节方便，大幅度减低了零件的加工精度，节约了人力成本，提供生产效率，减低了使用和维护成本；
第二，在电机的固定和同步带(或链)的张紧问题上，采用了固定和张紧两用的电机安装板，简化了传动机构的复杂程度。
图1为本发明一种定日镜追日装置去掉外盖的平面结构示意图； 图2为本发明一种定日镜追日装置去掉外盖的平面结构俯视图3为本发明一种定日镜追日装置去掉外盖的立体结构示意图； 图4为本发明一种定日镜追日装置的联体箱体外观示意图； 图5为本发明一种定日镜追日装置的联体箱体俯视图； 图6为本发明一种定日镜追日装置的仰俯角旋转机构立体结构示意图； 图7为本发明一种定日镜追日装置的水平旋转机构立体结构示意图； 图8为本发明一种定日镜追日装置的减速机的剖视图； 图9为本发明一种定日镜追日装置的电机安装板示意图； 图10为本发明一种定日镜追日装置的减速机安装板示意图； 图11为本发明一种定日镜追日装置合上外盖的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图，对本发明做进一步详细的叙述。请参考图11，一种定日镜追日装置，包括联体箱体1、仰俯角旋转机构2、水平旋转机构3和外盖4，联体箱体1包括上箱体14和下箱体11，上箱体14和下箱体11连接成一体并呈T字型；请参考图1和图3，仰俯角旋转机构2通过水平轴202水平安装在上箱体14 之内，仰俯角旋转机构2内设置一第一减速机201 ；水平旋转机构3通过竖直轴302竖直安装在下箱体11之内，水平旋转机构3包括第二减速机301 ；第一减速机201和第二减速机 301均采用蜗轮蜗杆啮合传动，第一减速机和第二减速机内各设置一用于消除减速机内传动间隙的消隙装置。仰俯角旋转机构2包括第一减速机201、水平轴202、第一减速机安装板203、第一电机安装板204、第一小带轮205、第一同步传动结构(同步传动结构可以是同步带，也可以是链条，本发明不做限制，在本实施例中，同步传动结构均以同步带为例加以说明，第一同步传动结构为第一同步带206)、第一大带轮207、第一电机211、左带座轴承208a、右带座轴承208b、第一挡片209、第一光电传感器210等部件组成。请参考图2、图4、图6和图9，第一电机211设置在第一电机安装板204上，第一减速机的蜗杆201-10的伸出面设置第一减速机安装板203 ；第一电机安装板204设有两道开槽2041，开槽通过螺纹紧固件连接于第一减速机安装板203上面。第一电机211的输出轴伸出第一电机安装板204的通孔204-2，并在输出端设置第一小带轮205，第一减速机201 的蜗杆伸出端设置第一大带轮207，第一电机211和第一减速机201之间由第一同步带206 相连。同步带的紧和松的调节通过第一电机安装板204的开槽2041来调节。仰俯角旋转机构2的水平轴202的两端靠内的位置202 和2022b分别设置左带座轴承208a和右带座轴承208b，左带座轴承208a和右带座轴承208b分别与联体箱体1的左肩孔15a和右肩孔15b配合连接。水平轴202两端靠外位置2023a和2023b连接于定日镜镜架。水平旋转机构3和仰俯角旋转机构2的零部件组成，除仰俯角旋转机构2通过水平轴与箱体连接、水平旋转机构3通过竖直轴302与箱体连接之外，其他的零部件组成基本一致。请参考图7，水平旋转机构3由第二减速机301、水平轴302、第二减速机安装板303、 第二电机安装板304、第二小带轮305、第二同步带606、第二大带轮307、第二电机311、上带座轴承308、第二挡片309、第二光电传感器310等部件组成。水平旋转机构3竖直设置在联体箱体1的下箱体11之内，竖直轴302的上端位置302-1设置带座轴承308，带座轴承308与联体箱体1的开口轴承孔16配合连接。竖直轴302的下端伸出联体箱体1的下通孔12，竖直轴302的下伸出端302-2连接于与地面固定的装置上。第一减速机201和第二减速机301结构相同，减速机内各设置一用于消除减速机内传动间隙的消隙装置。用来消除蜗轮和蜗杆之间的传动间隙。以下就以仰俯角旋转机构 2的第一减速机201为例进行描述
请参考图8，第一减速机201采用了蜗轮蜗杆啮合传动，第一减速机蜗杆20110转动带动第一减速机蜗轮2016转动，固定设置在第一减速机蜗轮2016中央的蜗轮轴2017即为仰俯角旋转机构2的水平轴202。减速机包括一滑槽，消隙装置包括蜗杆20110、蜗轮2016，蜗杆20110和蜗轮2016 在此滑槽内啮合传动；消隙装置还包括减速机第一轴承2018、减速机第二轴承2015、蜗杆轴承座2013、弹性体和压紧块，在本实施例中，弹性体为弹簧2012，压紧块为紧定螺钉 2011。蜗杆20110 —端设置为在轴向和径向都固定的双向固定端，双向固定端通过减速机第一轴承2018连接在第一减速机201的壳体20112上，另一端设置为可以游动的游动端， 蜗杆20110的游动端上设置减速机第二轴承2015，减速机第二轴承2015配合设置一独立于第一减速机201的壳体20112可以滑动的蜗杆轴承座2013 ；蜗杆轴承座2013下端通过一弹簧2012和螺钉2011与第一减速机201连接。蜗杆20110的双向固定端上设置一紧固件，紧固件设置在减速机第一轴承2018的外侧，在本实施例中，紧固件为螺母2019。在双向固定端最外处设置挡片20111，游动端设置挡环2014，从而限制了蜗杆20110的轴向移动。 蜗杆轴承座2013下端的第一减速机201的壳体20112内壁上设置一开孔，弹簧2012和紧定螺钉2011设置在此开孔内，紧定螺钉2011设置在弹簧2012的下端。通过位置尺寸配合和紧定螺钉2011的调节，使得弹簧2012预紧压缩，从而给蜗杆轴承座2013 —个指向蜗轮 20110的推力，同时，蜗杆20110受到来自蜗轮2016的指向蜗杆20110的反力，使得了蜗轮蜗杆之间的紧凑，达到了消除间隙的目的，保证了蜗轮蜗杆的传动精度。请参考图2、图4和图5，仰俯角旋转机构2的水平轴202和水平旋转机构3的竖直轴302上分别安装有第一挡片209和第二挡片309，并在联体箱体1的相应位置17和18 分别安装有第一光电传感器210和第二光电传感器310，第一挡片209(或第二挡片309)和第一光电传感器210 (或309)组合成为定日镜的位置回零装置。当挡片209 (或309)靠近光电传感器210 (或第二光电传感器310)时，即为定日镜的角度为零的位置，从这个位置开始，根据电机转动的角度，就可以确定定日镜的转动角度和方位。请参考图4，此外，在联体箱体1的前面，上箱体14和下箱体11的连接处，两边分别设置固定两个三角块13，并在三角块13上设置螺纹孔，联体箱体1的后面设置两个螺纹孔，用于外盖4与联体箱体1合上，拧紧螺丝，使联体箱体1密封。以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
权利要求
1.一种定日镜追日装置，包括联体箱体，其特征在于，所述联体箱体包括上箱体和下箱体，所述上箱体和下箱体连接成一体并呈T字型；所述上箱体包括俯仰角旋转机构，所述仰俯角旋转机构通过水平轴水平安装在所述上箱体内，所述俯仰角旋转机构包括第一减速机；所述下箱体包括水平旋转机构，所述水平旋转机构通过竖直轴安装在所述下箱体内，所述水平旋转机构包括第二减速机；所述第一减速机和第二减速机均采用蜗轮蜗杆啮合传动，所述减速机内包括一用于消除减速机传动间隙的消隙装置。
2.如权利要求1所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，所述仰俯角旋转机构和水平旋转机构分别还包括电机、同步传动结构，电机和减速机之间通过同步传动结构相连；所述仰俯角旋转机构和水平旋转机构的内部组成结构相同；在所述旋转机构的电机输出轴处设置一用于固定电机和张紧同步传动结构的电机安装板，所述电机安装板上设置两开槽， 所述开槽通过螺纹紧固件连接于减速机安装板上。
3.如权利要求2所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，所述同步传动结构包括同步带和链条的其中一种。
4.如权利要求1所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，所述消隙装置包括蜗杆、蜗轮，所述蜗杆和蜗轮啮合；所述蜗杆第一端设置为约束蜗杆轴向移动且可轴向转动的双向固定端，所述蜗杆的双向固定端通过第一轴承与所述减速机的外壳连接，所述第一轴承的外侧通过紧固件将第一轴承紧固；另一端设置为可以在减速机内游动的游动端，所述蜗杆的游动端上设置第二轴承，所述第二轴承设置在与之适配的轴承座上，所述轴承座独立于减速机的外壳，与箱体不接触，所述轴承座的下端通过一弹性体与减速机的外壳连接。
5.如权利要求1或4所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，位于轴承座下端的减速机的外壳上设置一开孔，所述弹性体设置在此开孔内，所述弹性体下端设置一压紧块。
6.如权利要求1或4所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，在所述双向固定端的紧固件外端设置挡片，在所述游动端设置挡环。
7.如权利要求1所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，还包括位置复位装置，所述位置复位装置包括挡片和光电传感器，所述光电传感器设置在联体箱体的相应挡片的位置处；在所述挡片靠近所述光电传感器，定日镜的角度为零位置。
8.如权利要求1所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，还包括位置复位装置，所述位置复位装置可以是霍尔元件、干簧管、位置开关或限位开关。
9.一种减速机消隙装置，包括减速机和消隙装置，所述消隙装置设置在减速机内，其特征在于，所述减速机包括一滑槽，所述消隙装置包括蜗杆、蜗轮，所述蜗杆和蜗轮在此滑槽内啮合传动；所述蜗杆第一端设置为约束蜗杆轴向移动且可轴向转动的双向固定端，所述蜗杆的双向固定端通过第一轴承与所述减速机的外壳连接，所述第一轴承的外侧通过紧固件将第一轴承紧固；另一端设置为可以在减速机内游动的游动端，所述蜗杆的游动端上设置第二轴承，所述第二轴承设置在与之适配的轴承座上，所述轴承座独立于箱体，与减速机的外壳不接触，所述轴承座的下端通过一弹性体与减速机的外壳连接。
10.如权利要求9所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，在所述双向固定端的紧固件外端设置挡片，在所述游动端设置挡环。
11.如权利要求9所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，所述紧固件为圆螺母。
12.如权利要求8所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，位于轴承座下端的减速机的外壳上设置一开孔，所述弹性体设置在此开孔内，所述弹性体下端设置一压紧块。
13.如权利要求8所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，所述弹性体为弹簧。
14.如权利要求8所述的一种定日镜追日装置，其特征在于，所述压紧块为螺钉。
全文摘要
本发明涉及一种定日镜追日装置，包括联体箱体，联体箱体包括上箱体和下箱体，上箱体和下箱体连接成一体并呈T字型；上箱体包括俯仰角旋转机构，仰俯角旋转机构通过水平轴水平安装在上箱体内，俯仰角旋转机构包括第一减速机；下箱体包括水平旋转机构，水平旋转机构通过竖直轴安装在所述下箱体内，水平旋转机构包括第二减速机；第一减速机和第二减速机均采用蜗轮蜗杆啮合传动，减速机内包括一用于消除减速机传动间隙的消隙装置。本发明结构紧凑、活动灵活、传动稳定、加工制造成本低，能够实现批量生产，且维护成本低廉，能够在实际工程运用上的技术效果。
文档编号G05D3/00GK102183964SQ20111010203
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者吴强洪, 林垂真, 江远财, 黄文君 申请人:浙江中控太阳能技术有限公司