定日镜支撑结构的制作方法

1.本发明涉及定日镜技术领域，尤其涉及定一种日镜支撑结构。


背景技术：

2.长久以来，人们从石油等化石燃料中获得能量，从而为现代工业和生活提供必备的能源供应。但是近年来，随着化石燃料的枯竭、因使用该化石燃料而排出的二氧化碳等温室气体的增多、以及用于购入化石燃料的成本(燃料费)上升，继续大量使用化石燃料逐渐成为一个问题。人类亟需发展各种绿色清洁能源来作为化石燃料的代替。其中，可再生且不需要燃料费的太阳光作为一种新的能量源而受到瞩目。
3.太阳能的应用有多种形式，其核心过程是将太阳能转化为电能，然后即可直接进行电力供应而使用其能量。而太阳能发电包括太阳能光发电和太阳能热发电两种方法，前者是利用单晶硅等具有光电转换能力的材料将太阳能直接转换为电能，后者则是通过水或者其他工质将太阳能转化为热能，再通过热机带动发电机发电，最终获得电能。其中，太阳能光发电的方式更为直接，无需额外的中转设备，但成本高昂，更适用于小规模单独使用；太阳能热发电需要经过热能转换，其能量利用率较低，而且需要较大空间才能满足供热需求，更适用于大规模集中发电。
4.定日镜是太阳能热发电站的重要组成部分，它是将太阳光反射后聚集到电站的接收塔上，然后将接收塔内部的流体工质加热至高温状态，最后驱动发电机发电。现有技术的定日镜设备，主要包括反射镜、驱动系统、控制系统和支撑装置。当前，在定日镜的支撑结构中，通常是利用铰接支架配合回转支承的旋转机构，对定日镜进行多方位的旋转支撑。例如中国专利cn2019104284397公开的一种用于定日镜的旋转机构，即使用第一横梁、第二横梁与水平套筒旋转铰接配合，起到转动功能。但是这种旋转支撑结构存在一个很明显的问题，即旋转轴本身需要起到固定承重的作用，在长时间使用时，长期承受高额扭力会使得旋转轴出现疲劳、磨损，因此出现转动失灵、支撑不稳的问题。因此需要一种新的定日镜支撑结构。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了定日镜支撑结构，其解决了现有技术中使用的铰接式支撑结构在长时间使用时，长期承受高额扭力会使得旋转轴出现疲劳、磨损，因此出现转动失灵、支撑不稳的问题。
6.根据本发明的实施例，定日镜支撑结构，包括从下至上设置的支柱、第一转动组件、第二转动组件和支板，所述第一转动组件包括竖直设置的转轴和水平安装在转轴顶端的连接平台，所述转轴底部驱动连接有电机，电机驱动转轴，使得连接平台在水平面左右转动；所述第二转动组件设置在连接平台上方，第二转动组件包括交叉设置的第一连接杆组和第二连接杆组，第一连接杆组和第二连接杆组的底端活动设置在连接平台上方、顶端活动设置在支板下方，其中第一连接杆组和第二连接杆组分别包括若干根并列设置的第一连
接杆和第二连接杆，第一连接杆的长度大于第二连接杆，每一对交叉共面的第一连接杆和第二连接杆在相交处转动连接，所述第一连接杆组或第二连接杆组上还设有驱动器。
7.因定日镜需要随时跟踪太阳方位，使得将反射光持续集中在接收塔上，而太阳的移动轨迹相对于定日镜的位置并不是始终处于固定的圆弧上，因此定日镜需要有水平和竖直两种旋转功能。其中水平旋转使用简单的轴台结构即可解决，而竖直旋转则大多使用水平设置的转轴去进行驱动。那么就存在上述技术背景中所述的旋转轴疲劳磨损问题。
8.本发明中则对于竖直方向的旋转结构做出了改进，完全抛弃了使用单一旋转轴同时作为转动和支撑结构的方式。而是采用剪式支撑结构，通过交叉设置的第一连接杆组和第二连接杆组形成交叉结构，而第一连接杆组和第二连接杆组的底端在同一水平面活动时，则驱动其顶端进行弧形运动，而第一连接杆组和第二连接杆组的长度不一致，那么第一连接杆组和第二连接杆的顶端则在移动过程中形成了不断变化的高度差，从而让同时连接两者顶端的支板改变了倾斜角度。
9.与此同时，本发明中支板由第一连接杆组和第二连接杆组两者形成的交叉结构进行支撑，不会有任何旋转结构需要承受旋转扭力，因此不会出现旋转轴因长期受力而疲劳损坏的情况。相应的，具有更好的使用寿命和使用稳定性。
10.进一步的，所述支柱为伸缩结构，支柱底端与地面固定连接，顶端与第一转动组件固定连接。
11.进一步的，所述转轴与支柱同轴设置，所述电机同轴埋设在支柱内部，并与转轴同轴驱动连接。
12.进一步的，所述第一连接杆底端与连接平台转动设置，顶端设置有滑轮，所述第二连接杆顶端与支板转动设置，底端设置有滑轮；所述连接平台上表面和支板下表面分别设置有平行于第一连接杆组和第二连接杆组转动面的滑槽，所述滑轮依次对应滑动设置在滑槽内部。
13.进一步的，所述驱动器包括若干根对应第一连接杆或第二连接杆设置的伸缩杆，所述伸缩杆一端转动设置在连接平台上，另一端与第一连接杆或第二连接杆转动连接。
14.进一步的，所述转轴与连接平台之间还设置有水平调节组件，所述水平调节组件底部与转轴固定连接，顶部与连接平台固定连接，并通过自身位移驱动连接平台在水平面移动，移动方向平行于第一连接杆组或第二连接杆组的转动面。
15.进一步的，所述水平调节组件包括水平设置的垫板和设置在垫板上方的滑轨，所述滑轨上滑动设置有滑块，滑块的滑动方向与第一连接杆和第二连接杆的转动面平行，所述连接平台固定设置于滑块上方，使得连接平台、第二转动组件以及支板随滑块共同在水平方向移动。
16.相比于现有技术，本发明还具有如下有益效果：
17.首先是在支柱上使用了伸缩结构，因此在山地、丘陵等地面不够平整的地区，可以适应性的调节高度，使得全部的定日镜高度可以保持一致性；另外在部分定日镜阵列中，需要将高度设置为从内之外增加的形式，避免位于外环的定日镜镜面被前方的镜面遮挡，伸缩结构的支柱也便于进行高度设置；
18.其次是本发明中对于交叉设置的剪式支撑结构采用了伸缩杆作为驱动器，从而将实际的重量支撑分别分配至第一连接杆组、第二连接杆组和支撑杆的轴向上，用这些硬杆
整体作为承重组件，具有优良的承载能力，不仅不容易损坏，还具有更大的载重量，可以设置更大面积的反射镜结构；
19.最后需要说明的是，本发明中虽然使用剪式支撑结构解决了单轴旋转承重的问题，但是本发明中这种结构在旋转支板的过程中，支板自身的转轴是不断改变的，尤其是转轴会出现水平方向的改变，使得水平转轴和竖直转轴的相对位置变化，进而影响控制系统计算反射镜位置，导致对太阳的追踪不准确；因此本发明中额外设置了水平调节组件，通过滑轨和滑块的配合，让第二转动组件和支板整体可在水平方向移动，让支板在转动时配合水平方向的位置，最终使其转动轴在水平方向保持静止，以便实现对太阳的精确追踪。
附图说明
20.图1为本发明实施例的结构示意图。
21.图2为本发明实施例中支板位于其中一个倾斜角度的正视图。
22.图3为本发明实施例中支板位于另一个倾斜角度的正视图。
23.上述附图中：1、支柱；2、垫板；3、滑轨；4、滑块；5、第一连接杆；6、第二连接杆；7、支板；8、伸缩杆；9、滑槽；11、转轴。
具体实施方式
24.下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
25.如图1-3所示，本发明实施例提出了一种定日镜支撑结构，整体结构上来说，本发明包括从下至上设置的支柱1、第一转动组件、第二转动组件和支板7。其中支柱1底端与地面接触并固定，可采用埋设浇筑桩头的方式，也可以采用螺钉固定的方式；支板7则配合所需装配的反射镜尺寸，通过螺钉固定、粘接、边缘卡设固定等多种方式与反射镜固定连接。
26.本实施例中优选的，所述支柱1为伸缩结构，优选的采用液压伸缩的方式，具有更强的稳定性。支柱1底端与地面固定连接，顶端与第一转动组件固定连接。所述第一转动组件包括竖直设置的转轴11和水平安装在转轴11顶端的连接平台，所述转轴11底部驱动连接有电机，电机驱动转轴11，使得连接平台在水平面左右转动。为了使设备整体显得简洁，本实施例中转轴11与支柱1同轴设置，所述电机同轴埋设在支柱1内部，并与转轴11同轴驱动连接，另外，转轴11和电机之间设有齿轮组来调节齿轮比，从而让高速转动的电机驱动转轴11缓慢旋转而跟踪太阳的移动。
27.所述第二转动组件设置在连接平台上方，第二转动组件包括交叉设置的第一连接杆组和第二连接杆组，第一连接杆组和第二连接杆组的底端活动设置在连接平台上方、顶端活动设置在支板7下方，其中第一连接杆组和第二连接杆组分别包括若干根并列设置的第一连接杆5和第二连接杆6，第一连接杆5的长度大于第二连接杆6，每一对交叉共面的第一连接杆5和第二连接杆6在相交处转动连接，所述第一连接杆组或第二连接杆组上还设有驱动器。本实施例中第一连接杆组和第二连接杆组各自包括两根并列设置的第一连接杆5和第二连接杆6，每两根对应的第一连接杆5和第二连接杆6各自组成一个交叉结构，两组交叉结构所在平面均竖直并相互平行。第一连接杆组和第二连接杆组的底端在同一水平面活动时，则驱动其顶端进行弧形运动，而第一连接杆组和第二连接杆组的长度不一致，那么第一连接杆组和第二连接杆6的顶端则在移动过程中形成了不断变化的高度差，从而让同时
连接两者顶端的支板7改变了倾斜角度，最终实现对反射镜的角度调整。
28.本实施例中，所述第一连接杆5底端与连接平台转动设置，顶端设置有滑轮，所述第二连接杆6顶端与支板7转动设置，底端设置有滑轮；所述连接平台上表面和支板7下表面分别设置有平行于第一连接杆组和第二连接杆组转动面的滑槽9，所述滑轮依次对应滑动设置在滑槽9内部。即第一连接杆5和第二连接杆6位于同一侧分别靠近上下位置的一端均转动连接，另一侧则滑动连接；第一连接杆5和第二连接杆6转动连接的一端位置保持固定，仅有角度变化，而滑动连接的一端则同时进行位置和角度的改变。而滑槽9的长度则控制了第一连接杆5和第二连接杆6的移动距离，最终控制了支板7的运动角度，在设计时根据支板7在跟踪太阳时所需要变化的角度范围来设定滑槽9长度即可。
29.具体的，所述驱动器包括若干根对应第一连接杆5或第二连接杆6设置的伸缩杆8，所述伸缩杆8一端转动设置在连接平台上，另一端与第一连接杆5或第二连接杆6转动连接。本实施例中则对应设置有两根并列的伸缩杆8，本实施例中因反射镜本身质量不会特别大，故采用电动伸缩杆8，以便节约空间和成本；也可以根据需要采用液压伸缩杆8。本实施例中伸缩杆8底端靠近第一连接杆5底端附近设置，顶端则与第二连接杆6转动连接，需要说明的是，伸缩杆8与第二连接杆6的连接点高于第一连接杆5和第二连接杆6的转动连接点，从而使得伸缩杆8与第二连接杆6具有更大的夹角，通过杠杆原理可知，这样能获得更大的推力，也有利于伸缩杆8承受支板7对第一连接杆5和第二连接杆6的压力。
30.本实施进一步的方案中，所述转轴11与连接平台之间还设置有水平调节组件，所述水平调节组件包括水平设置的垫板2和设置在垫板2上方的滑轨3，其中垫板2与转轴11固定连接。所述滑轨3上滑动设置有滑块4，本实施例中设有两条并列的滑轨3，以便平衡受力，每一滑轨3上又分别设有两个滑块4，使得连接平台更好的被支撑在滑块4上。本实施例中，滑轨3和滑块4的具体结构采用滚珠丝杆导轨，即滑轨3上方平行设置有一根贯穿滑块4的丝杆，滑轨3一端端部设有驱动电机与丝杆转动连接，通过丝杆的旋转驱动滑块4的移动。滑块4的滑动方向与第一连接杆5和第二连接杆6的转动面平行，所述连接平台固定设置于滑块4上方，使得连接平台、第二转动组件以及支板7随滑块4共同在水平方向移动。本发明中使用剪式交叉结构旋转支板7的过程中，支板7自身的转轴11是不断改变的，尤其是转轴11会出现水平方向的改变，使得水平转轴11和竖直转轴11的相对位置变化，进而影响控制系统计算反射镜位置，导致对太阳的追踪不准确；因此本发明中额外设置了水平调节组件，通过滑轨3和滑块4的配合，让第二转动组件和支板7整体可在水平方向移动，让支板7在转动时配合水平方向的位置，最终使其转动轴在水平方向保持静止，以便实现对太阳的精确追踪。
31.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。