專利名稱：垂直軸驅(qū)動的單電機(jī)雙軸隨動準(zhǔn)三維太陽能路燈跟蹤采光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池板跟蹤技術(shù)，特別是一種可用于太陽能電池板自動跟 蹤太陽的垂直軸驅(qū)動的單電機(jī)雙軸隨動準(zhǔn)三維太陽能路燈跟蹤采光裝置，該裝置可以帶動 太陽能路燈的電池板自動跟蹤太陽光。
背景技術(shù)：
太陽能是一種清潔能源，取之不盡、用之不竭，也不會造成環(huán)境污染，如今，無論在 沿海城市，還是在內(nèi)陸城市，太陽能產(chǎn)品正越來越多地進(jìn)入人們的視野，太陽能路燈、太陽 能草坪燈、太陽能庭院燈、太陽能樓道燈、公交站臺燈、交通信號燈等等。但這些太陽能產(chǎn)品 的太陽能接收元件大多以位置固定方式接收太陽光的，因不能全天與太陽光保持垂直，造 成太陽能利用率低下。因此太陽能接收元件在使用中能否始終對準(zhǔn)太陽，就成為人們利用 太陽能時最為關(guān)注的問題。近些年，國外在一些太陽能電站的光伏矩陣中實現(xiàn)了太陽光的自動跟蹤，國內(nèi)也 有類似的試驗裝置，但這些裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，難以在太陽能路燈、太陽能草坪燈等小 型戶用太陽能接收設(shè)備中使用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的跟蹤裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜體積龐大，且跟蹤裝置成本高，能耗大等 缺點。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種體積小、結(jié)構(gòu) 簡單可靠、成本低，跟蹤能耗小和抗風(fēng)能力強(qiáng)的太陽光跟蹤裝置、它可帶動太陽能電池板完 成水平和豎直兩個方向的跟蹤。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在強(qiáng)度很好的減速箱體內(nèi)安裝了由 一臺電機(jī)、一個連接板、兩個直齒輪、兩個齒形帶輪、一根齒形帶、一個蝸桿、一個蝸輪和一 個豎直主軸構(gòu)成的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，在減速箱體內(nèi)還安裝了由一個圓盤、兩個連接架、一個螺 母連桿、一個球體絲桿、兩個長連桿和一個水平主軸構(gòu)成的機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)，兩條主軸相互垂 直，在減速箱體下部安裝了一個支座，在減速箱體內(nèi)兩條相互垂直的主軸通過軸承及軸承 架被安裝在減速箱體上。在減速箱體內(nèi)蝸輪與蝸桿良好的相齒合，一直齒輪與電機(jī)的電機(jī)軸同心軸線相互 重合且牢固的固定在電機(jī)軸上，另一個直齒輪和一個齒形帶輪與一個連接軸同心軸線相互 重合且光滑的安裝在該連接軸上，該直齒輪和該齒形帶輪牢固的固定在一起，該連接軸和 電機(jī)牢固的固定在一個連接板上，連接板牢固的固定在減速箱體內(nèi)，兩個直齒輪良好的相 齒合。另一個齒形帶輪與蝸桿同心軸線相互重合且牢固的固定在蝸桿上，兩個齒形帶輪與 一根齒形帶良好的相齒合，蝸輪與上述兩條主軸中的一條主軸同心軸線相互重合且牢固的 固定在該主軸上，該主軸的一端從減速箱體內(nèi)伸出并且牢固的固定在支座上，一個圓盤與 蝸輪同心軸線相互重合且牢固的固定在蝸輪上，支座牢固的固定在相對地面靜止的物體上。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，通過電機(jī)軸和兩個直齒輪、兩個齒形帶輪、一根齒形帶帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)動時，因主軸和蝸輪固定在支座上靜止不動，所以蝸桿將帶動減速箱體繞該主 軸轉(zhuǎn)動，并通過另一主軸和減速箱體外兩個連接板帶動太陽能電池板水平轉(zhuǎn)動。在減速箱體內(nèi)一個連接架與一個連接軸同心軸線相互重合且光滑的安裝在該連 接軸上，該連接軸牢固的豎直固定在圓盤的邊緣上，該連接架可繞該連接軸光滑的水平轉(zhuǎn) 動，一個螺母連桿的一端通過一個水平連接軸與該連接架光滑的相連接，該螺母連桿可繞 該連接軸光滑的豎直轉(zhuǎn)動，一個球體絲桿的螺絲桿一端光滑的從螺母連桿另一端的螺紋孔 旋入該螺母連桿，球體絲桿的另一端的球體與另一個連接架的一端光滑的相連接，該球體 可在該連接架內(nèi)光滑的轉(zhuǎn)動，該連接架的另一端通過一個水平連接軸與兩個長連桿的一端 光滑的相連接，兩個長連桿的另一端牢固的固定在上述兩條主軸中的另一條主軸上，該主 軸的兩端從減速箱體內(nèi)伸出并與兩個連接板相連接，兩個連接板牢固的固定在該主軸的兩 端，兩個連接板的上端牢固的固定在太陽能電池板上。當(dāng)蝸桿帶動減速箱體繞蝸輪轉(zhuǎn)動時，因兩個長連桿通過上述兩個連接架、螺母連 桿、球體絲桿和圓盤與蝸輪相連接，所以兩個長連桿可拉動與兩個長連桿另一端相連接的 該主軸水平轉(zhuǎn)動并通過減速箱體外固定在該主軸上的兩個連接板帶動太陽能電池板繞該 主軸的軸線豎直轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)單電機(jī)三維跟蹤。當(dāng)電機(jī)不加電轉(zhuǎn)動時，因蝸桿、蝸輪傳動的單向性和不可逆性，太陽能電池板不會 在風(fēng)力、以及其他外力作用下運動，因此該裝置具有良好的抗風(fēng)性能。本發(fā)明的有益效果是由蝸桿、蝸輪傳動的單向性和不可逆性，可實現(xiàn)良好的抗風(fēng) 性能，跟蹤能耗小、成本低，結(jié)構(gòu)簡單、可靠。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的整體原理圖。圖2是箱體的A-A剖視圖。圖3是箱體的B-B剖視圖。圖4是箱體的C-C剖視圖。圖5是聯(lián)動機(jī)構(gòu)剖視圖的放大圖。圖1、圖2、圖3和圖4中1.太陽能電池板，2-1.主軸，2-2.主軸，2-3.連接軸， 2-4.連接軸，2-5.連接軸，2-6.連接軸，3.支座，4-1.連接板，4-2.連接板，5-1.電機(jī)，6-1. 連接板，7.減速箱體，8-1.直齒輪，8-2.直齒輪，8-3.齒形帶輪，8-4.齒形帶輪，8-5.齒形 帶，9-1.蝸桿，10-1.蝸輪，11.圓盤，12-1.連接架、12-4.連接架、12-2.螺母連桿、12-3.球 體絲桿、12-5.長連桿，12-6.長連桿。
具體實施例方式圖1、圖2、圖3和圖4中在強(qiáng)度很好的減速箱體(7)內(nèi)安裝了由電機(jī)(5_1)、連 接板(6-1)、直齒輪(8-1)、直齒輪(8-2)、鏈輪(8-3)、鏈輪(8_4)、鏈條(8_5)、蝸桿(9-1), 蝸輪(10-1)和豎直主軸(2-1)構(gòu)成的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，在減速箱體(7)內(nèi)還安裝了由圓盤(11)、連接架(12-1)、連接架(12-4)、螺母連桿(12-2)、球體絲桿(12-3)、長連桿(12-5)、長 連桿(12-6)和水平主軸(2-2)構(gòu)成的機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)，在減速箱體下部安裝了一個支座(3)， 在減速箱體內(nèi)主軸(2-1)和主軸(2-2)通過軸承及軸承架被安裝在減速箱體(7)上，主軸 (2-1)和主軸(2-2)相互垂直。圖1、圖2、圖3和圖4中電機(jī)(5-1)良好的固定在減速箱體(7)上，與電機(jī)(5_1) 的電機(jī)軸同心軸線相互重合且牢固的固定在電機(jī)(5-1)的電機(jī)軸上，直齒輪(8-2)和齒形 帶輪(8-3)與連接軸(2-3)同心軸線相互重合且光滑的安裝在連接軸(2-3)上，直齒輪 (8-2)和齒形帶輪(8-3)牢固的固定在一起，連接軸(2-3)和電機(jī)(5-1)牢固的固定在連接 板(6-1)上，連接板(6-1)牢固的固定在減速箱體(7)內(nèi)，直齒輪(8-1)與直齒輪(8-2)良 好的相齒合。齒形帶輪(8-4)與蝸桿(9-1)同心軸線相互重合且牢固的固定在蝸桿(9-1) 上，齒形帶輪(8-3)和齒形帶輪(8-4)與齒形帶(8-5)良好的相齒合，蝸輪(10-1)與主軸 (2-1)同心軸線相互重合且牢固的固定在主軸(2-1)上，主軸(2-1)的一端從減速箱體(7) 內(nèi)伸出并且牢固的固定在支座(3)上，圓盤(11)與蝸輪(10-1)同心軸線相互重合且牢固 的固定在蝸輪(10-1)上，支座(3)牢固的固定在相對地面靜止的物體上。當(dāng)電機(jī)(5-1)轉(zhuǎn)動時，通過直齒輪(8-1)、直齒輪(8-2)、齒形帶輪(8_3)、齒形帶輪 (8-4)和齒形帶(8-5)帶動蝸桿(9-1)轉(zhuǎn)動，因主軸(2-1)和蝸輪(10_1)固定在支座(3) 上靜止不動，所以蝸桿(9-1)將帶動減速箱體(7)繞主軸(2-1)轉(zhuǎn)動，并通過主軸(2-2)、連 接板(4-1)和連接板(4-2)帶動太陽能電池板水平轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)太陽能路燈電池板對太陽的 水平跟蹤。在減速箱體(7)內(nèi)連接架(12-1)與連接軸(2-4)同心軸線相互重合且光滑的安 裝在連接軸(2-4)上，連接軸(2-4)牢固的豎直固定在圓盤(11)的邊緣上，連接架(12-1) 可繞連接軸(2-4)光滑的水平轉(zhuǎn)動，螺母連桿(12-2)的一端通過連接軸(2-5)與連接 架(12-1)光滑的相連接，螺母連桿(12-2)可繞連接軸(2-5)光滑的豎直轉(zhuǎn)動，球體絲桿 (12-3)的螺絲桿一端光滑的從螺母連桿(12-2)另一端的螺紋孔旋入螺母連桿(12-2)，球 體絲桿(12-3)的球體一端與連接架(12-4)的一端光滑的相連接，球體絲桿(12-3)上的球 體可在連接架(12-4)內(nèi)光滑的轉(zhuǎn)動，連接架(12-4)的另一端通過連接軸(2-6)與長連桿 (12-5)和長連桿(12-6)的一端光滑的相連接，長連桿(12-5)和長連桿(12_6)的另一端牢 固的固定在主軸(2-2)上，主軸(2-2)的兩端從減速箱體(7)內(nèi)伸出并與連接板(4-1)和 連接板(4-2)相連接，連接板(4-1)和連接板(4-2)牢固的固定在主軸(2-2)的兩端，連接 板(4-1)和連接板(4-2)的上端牢固的固定在太陽能電池板(1)上。當(dāng)蝸桿(9-1)帶動減速箱體(7)繞蝸輪(10-1)轉(zhuǎn)動時，因長連桿(12_5)和長連桿 (12-6)通過連接架(12-1)、連接架(12-4)、螺母連桿(12-2)、球體絲桿(12-3)和圓盤(11) 與蝸輪(10-1)相連接，圓盤(11)、蝸輪(10-1)和主軸(2-1)固定在支座(3)上靜止不動， 所以長連桿(12-5)和長連桿(12-6)可拉動主軸(2-2)水平轉(zhuǎn)動并通過連接板(4_1)和連 接板(4-2)帶動太陽能電池板⑴繞主軸(2-2)的軸線豎直轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)單電機(jī)三維跟蹤。
權(quán)利要求
一個由減速箱體(7)、支座(3)、主軸(2-1)、主軸(2-2)、電機(jī)(5-1)、連接板(6-1)、直齒輪(8-1)、直齒輪(8-2)、齒形帶輪(8-3)、齒形帶輪(8-4)、齒形帶(8-5)、蝸桿(9-1)、蝸輪(10-1)、圓盤(11)、連接架(12-1)、連接架(12-4)、螺母連桿(12-2)、球體絲桿(12-3)、長連桿(12-5)和長連桿(12-6)構(gòu)成的垂直軸驅(qū)動的單電機(jī)雙軸隨動準(zhǔn)三維太陽能路燈跟蹤采光裝置，其特征是在減速箱體(7)內(nèi)安裝了由電機(jī)(5-1)、連接板(6-1)、直齒輪(8-1)、直齒輪(8-2)、齒形帶輪(8-3)、齒形帶輪(8-4)、齒形帶(8-5)、蝸桿(9-1)、蝸輪(10-1)和豎直主軸(2-1)構(gòu)成的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，在減速箱體(7)內(nèi)還安裝了由圓盤(11)、連接架(12-1)、連接架(12-4)、螺母連桿(12-2)、球體絲桿(12-3)、長連桿(12-5)、長連桿(12-6)和水平主軸(2-2)構(gòu)成的機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)，并且蝸桿(9-1)與蝸輪(10-1)良好的相齒合，直齒輪(8-1)與直齒輪(8-2)良好的相齒合，齒形帶輪(8-3)和齒形帶輪(8-4)與齒形帶(8-5)良好的相齒合，蝸輪(10-1)與主軸(2-1)同心軸線相互重合且牢固的固定在主軸(2-1)上，主軸(2-1)的一端從減速箱體(7)內(nèi)伸出并牢固的固定在支座(3)上，支座(3)牢固的固定在相對地面靜止的物體上，圓盤(11)與蝸輪(10-1)同心軸線相互重合且牢固的固定在蝸輪(10-1)上，連接架(12-1)與連接軸(2-4)同心軸線相互重合且光滑的安裝在連接軸(2-4)上，連接軸(2-4)牢固的豎直固定在圓盤(11)的邊緣上，螺母連桿(12-2)的一端通過連接軸(2-5)與連接架(12-1)光滑的相連接，球體絲桿(12-3)的螺絲桿一端光滑的從螺母連桿(12-2)另一端的螺紋孔旋入螺母連桿(12-2)，球體絲桿(12-3)的球體一端與連接架(12-4)的一端光滑的相連接，球體絲桿(12-3)上的球體可在連接架(12-4)內(nèi)光滑的轉(zhuǎn)動，連接架(12-4)的另一端通過連接軸(2-6)與長連桿(12-5)和長連桿(12-6)的一端光滑的相連接，長連桿(12-5)和長連桿(12-6)的另一端牢固的固定在上述主軸(2-2)上，主軸(2-2)的兩端從減速箱體(7)內(nèi)伸出并與連接板(4-1)和連接板(4-2)相連接，連接板(4-1)和連接板(4-2)牢固的固定在主軸(2-2)的兩端，連接板(4-1)和連接板(4-2)的上端牢固的固定在太陽能電池板(1)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸驅(qū)動的單電機(jī)雙軸隨動準(zhǔn)三維太陽能路燈跟蹤采光 裝置，其特征是電機(jī)(5-1)可通過直齒輪(8-1)、直齒輪(8-2)、齒形帶輪(8-3)、齒形帶輪 (8-4)和齒形帶(8-5)帶動蝸桿(9-1)繞蝸輪(10-1)轉(zhuǎn)動并通過蝸桿(9-1)、減速箱體(7)、 主軸(2-2)、連接板(4-1)和連接板(4-2)帶動太陽能電池板(1)繞主軸(2-1)水平轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸驅(qū)動的單電機(jī)雙軸隨動準(zhǔn)三維太陽能路燈跟蹤采光 裝置，其特征是直齒輪(8-1)與電機(jī)(5-1)的電機(jī)軸同心軸線相互重合且牢固的固定在電 機(jī)(5-1)的電機(jī)軸上，齒形帶輪(8-4)與蝸桿(9-1)同心軸線相互重合且牢固的固定在蝸 桿(9-1)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸驅(qū)動的單電機(jī)雙軸隨動準(zhǔn)三維太陽能路燈跟蹤采光 裝置，其特征是直齒輪(8-2)與齒形帶輪(8-3)同心軸線相互重合且牢固的固定在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸驅(qū)動的單電機(jī)雙軸隨動準(zhǔn)三維太陽能路燈跟蹤采光 裝置，其特征是電機(jī)(5-1)可通過直齒輪(8-1)、直齒輪(8-2)、齒形帶輪(8-3)、齒形帶輪 (8-4)和齒形帶(8-5)帶動蝸桿(9-1)繞蝸輪(10-1)轉(zhuǎn)動并可同時通過連接架(12-1)、連 接架(12-4)、螺母連桿(12-2)、球體絲桿(12-3)、長連桿(12-5)和長連桿(12_6)帶動主軸 (2-2)水平轉(zhuǎn)動，并通過連接板(4-1)和連接板(4-2)帶動太陽能電池板(1)繞主軸(2-2) 豎直轉(zhuǎn)動。
全文摘要
一種可由單電機(jī)驅(qū)動，實現(xiàn)太陽光采集自動跟蹤的垂直軸驅(qū)動的單電機(jī)雙軸隨動準(zhǔn)三維太陽能路燈跟蹤采光裝置，它可由一臺電機(jī)通過由兩條相互垂直的主軸、直齒輪、齒形帶輪、齒形帶、蝸輪、蝸桿、連接架、螺母連桿、球體絲桿和長連桿等組成的連動機(jī)構(gòu)，帶動太陽能電池板完成沿水平和豎直兩個方向的跟蹤太陽光運動，可用來帶動太陽能路燈的太陽能電池板實現(xiàn)太陽光采集的自動跟蹤。
文檔編號H05B37/02GK101835304SQ20101011530
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月1日
發(fā)明者張立君 申請人:北京印刷學(xué)院