专利名称：立体可折叠太阳能接收器安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种折叠太阳能接收器安装装置，适用于需要在有限空间内使用以及
运输太阳能接收器的场合。
背景技术：
太阳能是21世纪广泛使用的绿色能源，太阳能接收器是将太阳能转化为电能等 人类常用能源的必要装置，被广泛用于航天、工程及民用领域。目前在航天领域，太阳能成 为主要能源，人造卫星、宇宙飞船等航天器上一般都装有太阳能接收器，由于发射、运行过 程的特殊要求，通常太阳能接收器都安装在可折叠底架，在发射时处于折叠状态、进入太空 后展开。工程及民用领域太阳能接收器大多安装于固定架，并放置在向阳时间较长的固定 方位上。 固定安装装置制造简单，但由于需要考虑能加长太阳光线直射的时间，一般需要 与地面呈一定倾斜角度，因此体积较大，不利于运输及储存。航天用可折叠太阳能接收器安 装底架，虽然可以折叠，节省运输储存空间，但通常只是由捆束状态到平面展开状态，调整 朝向一般需要利用航天器的飞行姿态改变。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种立体可折叠太阳能接收器安装装置，实现太阳能 接收器的安装及可折叠两种功能。本装置利用闭环并联机构的过约束性质，设计了一种能 够实现单动力输入，可以折叠的闭环并联机构，用于太阳能接收器的安装。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是 —种立体可折叠太阳能接收器安装装置，其特征在于该太阳能接收器安装装置 包括折叠机构、移动平台组件； 折叠机构包括第一"山"形杆组件、第二"山"形杆组件、第一斜杆组件、第二斜杆 组件、第一直杆组件、第二直杆组件、第三直杆组件、第四直杆组件及第一至第八螺口帽；
第一 "山"形杆组件"山"形的左杆与第一直杆组件的一端用第一螺口帽连接，形 成转动副；第一"山"形杆组件"山"形的右杆与第四直杆组件的一端用第七螺口帽连接，形 成转动副； 第二 "山"形杆组件"山"形的左杆与第二直杆组件的一端用第三螺口帽连接，形 成转动副；第二"山"形杆组件"山"形的右杆与第三直杆组件的一端用第五螺口帽连接，形 成转动副； 第一直杆组件的另一端与第一斜杆组件的一端用第二螺口帽连接，形成转动副； 第二直杆组件的另一端与第一斜杆组件的另一端用第四螺口帽连接，形成转动
副；
第三直杆组件的另一端与第二斜杆组件的一端用第六螺口帽连接，形成转动副； 第四直杆组件的另一端与第二斜杆组件的另一端用第八螺口帽连接，形成转动副； 第一"山"形杆组件的中间杆与导轨架通过螺钉固定连接；
第二"山"形杆组件的中间杆与滑块通过螺钉固定连接。 电机的转动通过联轴器带动螺旋杆转动，使得滑块在导轨架上水平移动，实现对 折叠机构的运动输入；当滑块相对于导轨架做水平移运动时，第一"山"形杆组件与第二 "山"形杆组件之间形成移动副。 太阳能接收器可以根据需要安装在折叠机构的第一直杆组件、第二直杆组件、第 三直杆组件及第四直杆组件上。 本发明所具有的有益效果利用闭环并联机构的过约束性质，提供了一种可以实 现单动力输入的立体可折叠太阳能接收器安装装置。该安装装置不但可以在运输及储存过 程中节省空间，而且可以利用折叠、展开过程中安装杆的不同姿态，接收不同方向的阳光， 提高了太阳能的接收效率。利用螺旋导轨传递动力，将电机的回转运动转换成为滑块相对 于导轨架的平移运动，为可折叠太阳能安装装置的折叠展开运动提供动力。本装置兼顾方 便运输、储存以及工作状态中根据阳光方向变化转换姿态两种功能，是一种新型绿色能源 配套机械。
图
;可折叠太阳能接收器安装装置总装配示意图； ;可折叠太阳能接收器安装装置折叠90度示意;可折叠太阳能接收器安装装置折叠45度示意图； ;可折叠太阳能接收器安装装置全折叠状态示意图 ;可折叠太阳能接收器安装装置工作状态示意t机构示意t机构的C-C剖面:第一 "山"形杆组件1、第一 "山"形杆组件的第一孔2、第一 "山"形杆组件 的第二孔3、第二"山"形杆组件4、第二"山"形杆组件的第一孔5、第二"山"形杆组件的第 二孔6、第一斜杆组件7、第二斜杆组件8、第一直杆组件9、第二直杆组件10、第三直杆组件 11、第四直杆组件12、第一螺口帽13、第二螺口帽14、第三螺口帽15、第四螺口帽16、第五螺 口帽17、第六螺口帽18、第七螺口帽19、第八螺口帽20、电机21、联轴器22、导轨架23、导轨 架的第一螺纹孔24、导轨架的第二螺纹孔25、前端轴承26、第一定位杆27、第二定位杆28、螺旋杆29、导轨后端头30、后端轴承31、滑块32、滑块的第一螺纹孔33、滑块的第二螺纹孔 34、弹簧挡圈35。
具体实施例方式
结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的技术方案 立体可折叠太阳能接收器安装装置，该太阳能接收器安装装置包括折叠机构、移 动平台组件，如图l所示。 折叠机构如图6所示，包括第一"山"形杆组件1、第二"山"形杆组件4、第一斜 杆组件7、第二斜杆组件8、第一直杆组件9、第二直杆组件10、第三直杆组件11、第四直杆组 件12及第一至第八螺口帽间的连接 第一"山"形杆组件1 "山"形的左杆与第一直杆组件9的一端用第一螺口帽13连 接，形成转动副；第一"山"形杆组件1 "山"形的右杆与第四直杆组件12的一端用第七螺 口帽19连接，形成转动副； 第二"山"形杆组件4 "山"形的左杆与第二直杆组件10的一端用第三螺口帽15 连接，形成转动副；第二"山"形杆组件4 "山"形的右杆与第三直杆组件11的一端用第五 螺口帽17连接，形成转动副； 第一直杆组件9的另一端与第一斜杆组件7的一端用第二螺口帽14连接，形成转 动副； 第二直杆组件10的另一端与第一斜杆组件7的另一端用第四螺口帽16连接，形 成转动副； 第三直杆组件11的另一端与第二斜杆组件8的一端用第六螺口帽18连接，形成 转动副； 第四直杆组件12的另一端与第二斜杆组件8的另一端用第八螺口帽20连接，形 成转动副； 第一 "山"形杆组件的第一孔2与导轨架的第一螺纹孔24通过螺钉固定连接；第 一"山"形杆组件的第二孔3与导轨架的第二螺纹孔25通过螺钉固定连接；
第二 "山"形杆组件的第一孔5与滑块的第一螺纹孔33通过螺钉固定连接；第二 "山"形杆组件的第二孔6与滑块的第二螺纹孔34通过螺钉固定连接。
电机21的转动通过联轴器22带动螺旋杆29转动，使得滑块32在导轨架23上水 平移动，实现对折叠机构的运动输入；当滑块32相对于导轨架23做水平移动时，第一"山" 形杆组件1与第二"山"形杆组件4之间形成移动副。 折叠运动过程采用右手螺旋法则描述，首先设定转动副轴线正方向，对于"山"形 杆组件与直杆组件形成的四个转动副，右手拇指由"山"形杆组件指向螺口帽，则拇指的指 向为转动轴线的正方向；对于斜杆组件与直杆组件形成的四个转动副，右手拇指由斜杆组 件指向螺口帽，则拇指的指向为转动轴线的正方向； 当第二 "山"形杆组件4相对于第一 "山"形杆组件1做水平移动时，第一直杆组 件9和第四直杆组件12相对于第一"山"形杆组件1逆时针转动；第二直杆组件10和第三 直杆组件11相对于第二"山"形杆组件4逆时针转动；第一直杆组件9和第二直杆组件10相对于第一斜杆组件7顺时针转动，第三直杆组件11和第四直杆组件12相对于第二斜杆 组件8顺时针转动； 第一斜杆组件7和第二斜杆组件8之间沿螺旋杆29轴线方向距离不变，水平方向 上第一斜杆组件7由螺旋杆29正上方向第二 "山"形杆组件4 一侧平移；第二斜杆组件8 由螺旋杆29正上方向第一"山"形杆组件1 一侧平移；竖直方向上，第一斜杆组件7和第二 斜杆组件8逐渐向螺旋杆29靠近； 完全折叠时，第一"山"形杆组件1 、第二"山"形杆组件4、第一斜杆组件7、第二斜 杆组件8、以及第一至第四直杆组件全部重合于滑块32上方的平面上。
太阳能接收器可以根据需要安装在折叠机构的第一直杆组件9、第二直杆组件 10、第三直杆组件11及第四直杆组件12上，如图5。 滑块32的左上角纵向设两个螺纹孔，分别为滑块的第一孔33和滑块的第二孔34， 用于与第二"山"形杆组件4的连接； 导轨架23前端的上端面上纵向设两个螺纹孔，分别为导轨架的第一孔24和导轨 架的第二孔25，用于与第一"山"形杆组件1的连接。"山"形杆组件，如图7和图8所示，第一 "山"形杆组件1和第二 "山"形杆组件4 的结构和尺寸完全相同，其"山"形杆组件的左杆和右杆的有圆台的一端分别以夹角135° 焊接于底边杆的两端，且左杆、右杆和底边杆的轴线在一个平面上；"山"形杆组件的中间杆 没有孔的一端焊接在底边杆的中间；左杆和右杆结构和尺寸完全相同，一端有圆台，另一端 是一段螺纹；中间杆的另一端设两个通孔。 斜杆组件，如图9所示，第一斜杆组件7和第二斜杆组件8结构和尺寸完全相同； 斜杆组件的左杆和右杆有圆台的一端分别以夹角135°焊接于斜杆的两端，且左杆、右杆和 斜杆的轴线在一个平面上； 直杆组件，如图10所示，第一直杆组件9、第二直杆组件10、第三直杆组件11和第 四直杆组件12结构和尺寸完全相同；直杆的两端分别焊接在两个套筒的中间，两个套筒的 轴线相互平行与直杆的轴线垂直，三条轴线在一个平面上。 移动平台组件，如图11-16所示，包括电机21和定位平台，其中定位平台包括联 轴器22、导轨架23、前端轴承26、第一定位杆27、第二定位杆28、螺旋杆29、导轨后端头30、 后端轴承31、滑块32、弹簧挡圈35 ; 电机21上的四个连接孔分别与导轨架23上的四个孔通过螺钉固联；电机轴嵌入
联轴器22的前端，通过在联轴器22的螺纹孔中旋入顶丝与其固联； 导轨后端头30两侧的四个孔与导轨架23上后端的四个孔通过螺钉固联； 前端轴承26与导轨架23的轴承座孔过盈配合；后端轴承31与导轨后端头30上
的轴承座孔过盈配合； 第一定位杆27的前端和第二定位杆28的前端分别嵌入导轨架23上两孔中，第一 定位杆27的后端和第二定位杆28的后端分别嵌入导轨后端头30上的两孔中，则两定位杆 与导轨架23固联；第一定位杆27和第二定位杆28分别穿入滑块32的两个通孔中；
螺旋杆29与滑块32通过螺旋副连接，螺旋杆29的前端的后部与前端轴承26的 内孔过盈配合，前端嵌入联轴器22的后端，通过在联轴器22的螺孔中旋入顶丝与其固联， 螺旋杆29的后端与后端轴承31的内孔过盈配合，弹簧挡圈35卡在螺旋杆29上的凹槽内，用于轴向固定后端轴承31，螺旋杆29可以相对于导轨架23做自由周转运动，滑块32则可 相对于导轨架23做平移运动。 移动平台组件通过给出参数向厂家定制，其中电机参数包括输出扭矩、额定转 速、额定电压、定位尺寸等，厂家为北京阿沃德自动化设备有限责任公司等；定位平台参数 包括平台宽度、最大行程、最大负载、电机安装法兰尺寸等，厂家为北京京平达机械科技有 限公司等。
权利要求
一种立体可折叠太阳能接收器安装装置，其特征在于该太阳能接收器安装装置包括折叠机构、移动平台组件；折叠机构包括第一“山”形杆组件(1)、第二“山”形杆组件(4)、第一斜杆组件(7)、第二斜杆组件(8)、第一直杆组件(9)、第二直杆组件(10)第三直杆组件(11)、第四直杆组件(12)及第一至第八螺口帽；第一“山”形杆组件(1)“山”形的左杆与第一直杆组件(9)的一端用第一螺口帽(13)连接，形成转动副；第一“山”形杆组件(1)“山”形的右杆与第四直杆组件(12)的一端用第七螺口帽(19)连接，形成转动副；第二“山”形杆组件(4)“山”形的左杆与第二直杆组件(10)的一端用第三螺口帽(15)连接，形成转动副；第二“山”形杆组件(4)“山”形的右杆与第三直杆组件(11)的一端用第五螺口帽(17)连接，形成转动副；第一直杆组件(9)的另一端与第一斜杆组件(7)的一端用第二螺口帽(14)连接，形成转动副；第二直杆组件(10)的另一端与第一斜杆组件(7)的另一端用第四螺口帽(16)连接，形成转动副；第三直杆组件(11)的另一端与第二斜杆组件(8)的一端用第六螺口帽(18)连接，形成转动副；第四直杆组件(12)的另一端与第二斜杆组件(8)的另一端用第八螺口帽(20)连接，形成转动副；第一“山”形杆组件(1)的中间杆与导轨架(23)通过螺钉固定连接；第二“山”形杆组件(4)的中间杆与滑块(32)通过螺钉固定连接；电机(21)的转动通过联轴器(22)带动螺旋杆(29)转动，使得滑块(32)在导轨架(23)上水平移动，实现对折叠机构的运动输入；当滑块(32)相对于导轨架(23)做水平移动时，第一“山”形杆组件(1)与第二“山”形杆组件(4)之间形成移动副；折叠运动过程采用右手螺旋法则描述，首先设定转动副轴线正方向，对于“山”形杆组件与直杆组件形成的四个转动副，右手拇指由“山”形杆组件指向螺口帽，则拇指的指向为转动轴线的正方向；对于斜杆组件与直杆组件形成的四个转动副，右手拇指由斜杆组件指向螺口帽，则拇指的指向为转动轴线的正方向；当第二“山”形杆组件(4)相对于第一“山”形杆组件(1)做水平移动时，第一直杆组件(9)和第四直杆组件(12)相对于第一“山”形杆组件(1)逆时针转动；第二直杆组件(10)和第三直杆组件(11)相对于第二“山”形杆组件(4)逆时针转动；第一直杆组件(9)和第二直杆组件(10)相对于第一斜杆组件(7)顺时针转动，第三直杆组件(11)和第四直杆组件(12)相对于第二斜杆组件(8)顺时针转动；第一斜杆组件(7)和第二斜杆组件(8)之间沿螺旋杆(29)轴线方向距离不变，水平方向上第一斜杆组件(7)由螺旋杆(29)正上方向第二“山”形杆组件(4)一侧平移；第二斜杆组件(8)由螺旋杆(29)正上方向第一“山”形杆组件(1)一侧平移；竖直方向上，第一斜杆组件(7)和第二斜杆组件(8)逐渐向螺旋杆(29)靠近；完全折叠时，第一“山”形杆组件(1)、第二“山”形杆组件(4)、第一斜杆组件(7)、第二斜杆组件(8)、以及第一至第四直杆组件全部重合于滑块(32)上方的平面上。
2. 根据权利要求1所述的一种立体可折叠太阳能接收器安装装置，其特征在于滑块(32)的左上角纵向设两个螺纹孔，用于与第二"山"形杆组件(4)的连接；导轨架(23)前端的上端面上纵向设两个螺纹孔，用于与第一"山"形杆组件(1)的连接。
3. 根据权利要求1所述的一种立体可折叠太阳能接收器安装装置，其特征在于第一"山"形杆组件(1)和第二"山"形杆组件(4)的结构和尺寸完全相同，其"山"形杆组件的 左杆和右杆的有圆台的一端分别以夹角135°焊接于底边杆的两端，且左杆、右杆和底边杆 的轴线在一个平面上；"山"形杆组件的中间杆没有孔的一端焊接在底边杆的中间；左杆和 右杆结构和尺寸完全相同，一端有圆台，另一端是一段螺纹；中间杆的另一端设两个通孔。
4. 根据权利要求1所述的一种立体可折叠太阳能接收器安装装置，其特征在于第一 斜杆组件(7)和第二斜杆组件(8)结构和尺寸完全相同；斜杆组件的左杆和右杆有圆台的 一端分别以夹角135°焊接于斜杆的两端，且左杆、右杆和斜杆的轴线在一个平面上。
5. 根据权利要求1所述的一种立体可折叠太阳能接收器安装装置，其特征在于第一 直杆组件(9)、第二直杆组件(10)、第三直杆组件(11)和第四直杆组件(12)结构和尺寸完 全相同；直杆的两端分别焊接在两个套筒的中间，两个套筒的轴线相互平行，且与直杆的轴 线垂直，三条轴线在一个平面上。
全文摘要
一种立体可折叠太阳能接收器安装装置，用于有限空间内使用及运输太阳能接收器的场合。第一“山”形杆组件(1)两端分别与第一直杆组件(9)、第四直杆组件(12)通过螺口帽连接形成转动副；第二“山”形杆组件(4)两端分别与第二直杆组件(10)、第三直杆组件(11)通过螺口帽连接形成转动副；第一斜杆组件(7)和第二斜杆组件(8)与第一至第四直杆组件通过螺口帽连接形成转动副；第一“山”形杆组件(1)的中间杆与导轨架(23)通过螺钉固定连接；第二“山”形杆组件(4)的中间杆与滑块(32)通过螺钉固定连接；太阳能接收器安装在折叠机构的第一至第四直杆组件上。方便运输、储存以及工作状态随阳光方向变化转换姿态功能。
文档编号H02N6/00GK101699750SQ20091023802
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者方跃法, 曲海波, 王乃玥, 郭盛 申请人:北京交通大学