一種電動推桿的製作方法
2023-09-16 07:23:25 2
專利名稱：一種電動推桿的製作方法
技術領域：
本發明為一種電動推桿，屬於機械領域和太陽能應用領域，作為原動件，本電動推 杆可用於太陽能集熱、採熱系統以及太陽能光伏發電系統對太陽能的跟蹤採集，尤其是太 陽能高倍率聚光採集系統不可或缺的實時動態跟蹤設備的原動件。
背景技術：
在全球化石能源即將枯竭的今天，太陽能的深度開發應用已被人們所關注。但以 往人們僅在太陽能的低溫應用領域上開發了一些基礎產品，如太陽能熱水器、太陽能光伏 電池等對跟蹤要求不高或基本無需跟蹤的產品，並且，由於過去的太陽跟蹤設備造價高昂、 技術尚未成熟，所以跟蹤技術沒有得到廣泛應用。今天，人們已深入到太陽能中、高溫應用 領域和高倍率聚光光伏應用領域的研究和開發，人們發現，由於太陽能的能流密度較低，屬 於低品位的熱源，若要將其提升為中、高品位的熱源，使之產生高溫、高熱和高光強，就得設 法將太陽光進行高倍聚光，而一旦採用聚光手段，則離不開對太陽的高精度超廣角的適時 動態跟蹤，這就對跟蹤器提出了很高的要求。在現有技術中，太陽跟蹤器總是採用「旋轉中柱+圓弧齒輪」的有如常見的衛星接 收天線式的「樞軸驅動」式結構，導致設備結構寵大、造價高、抗風差、需大動力驅動，使之無 法推廣使用，給太陽能的高溫應用造成了難以愈越的屏障。
發明內容
本發明的目的，就是為聚光太陽能集熱系統以及光伏發電系統提供一種經濟實 用、性能可靠、易於實現、功耗小、抗風能力強、適合於露天開式環境使用的太陽跟蹤器的電 動推桿裝置，以將傳統的「樞軸驅動」式的結構方案改變為新型的「邊緣驅動」式的結構方 案，以保證太陽能採集系統的可靠、高效工作。本發明的目的是通過以下方案實現的用一組滑動套1、一根帶齒條或齒孔的長杆2、一個帶齒的驅動輪3、一副蝸輪蝸杆 減速機4、一隻電動機5，構成一套所述的電動推桿裝置；帶齒條或齒孔的長杆2套裝在滑動 套1內，帶齒的驅動輪3安裝在滑套1的一側並與帶齒條或齒孔的長杆2上的齒條或齒孔 相嚙合，帶齒的驅動輪3由蝸輪蝸杆減速機4驅動，蝸輪蝸杆減速機4由電動機5帶動。滑動套1的周邊分兩行分布著數對滾子6，滾子6可在固定銷7內自由滾動，帶齒 條或齒孔的長杆2可在數對滾子6所限制的內側空間裡作上下抽動。滑動套1的內側面裝有減磨助滑組件8，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯或含石墨 的填充高分子材料製造，減磨助滑組件8與帶齒條或齒孔的長杆2的四個接觸面上有數條 與帶齒條或齒孔的長杆長度方向相平行的凸稜，使得二者在工作中保持線接觸，並使帶齒 條或齒孔的長杆2可在所述的凸稜所限制的內側空間裡作上下抽動。滑動套1的內側面還可以是裝有減磨助滑組件9，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯 或含石墨的填充高分子材料製造，在減磨助滑組件9的四個平面上開有數列圓孔，孔內裝
3有能在其中自由滾動的鋼珠10，使得減磨助滑組件9成為鋼珠固定架，使得二者在工作中 保持多點滾動接觸，並使帶齒條或齒孔的長杆2可在減磨助滑組件9的滾動鋼珠所限制的 內側空間裡作上下滑動。帶齒條或齒孔的長杆2是一根帶有齒條或帶有一列至數列齒孔的杆件，其齒形可 以是漸開線圓柱齒、圓弧齒、矩形齒、滾子鏈齒。帶齒條或齒孔的長杆2的橫剖面形狀可以是矩形、帶定位凸稜或定位凹槽的圓 形、橢圓形。帶齒條或齒孔的長杆2可用空芯或實芯的金屬型材製造，也可以用經折制的金屬 板材與齒條或帶有已預衝出齒孔排的構件複合而成，其一端可以留一鉸支孔，用以與其它 構件相鉸接。與電機相聯接的減速機構可以由多級齒輪或鏈輪或皮帶輪級聯而成，但必須至少 有一級蝸輪蝸杆傳動副，以使機構能自鎖，無論滑動套運行在帶齒條或齒孔的長杆的任何 位置上，均能可靠自瑣，不致下滑。用一組所述的電動推桿裝置，通過一座標太陽跟蹤傳感器以及一套電器驅動系 統，可帶動太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對太陽作一坐標跟蹤，使受光面 始終基本朝向太陽；用二組所述的電動推桿裝置安裝在互為垂直鉸聯的二自由度二層剛性 支架上，並通過二座標太陽跟蹤傳感器以及電器驅動系統，可驅動太陽能光伏電池板、太陽 能光熱接收器、太陽蓬對太陽作全方位跟蹤，使之受光面始終朝向太陽。用所述的電動推桿裝置裝在一個水平電動旋轉平臺上，並通過二座標太陽跟蹤傳 感器以及電器驅動系統，可驅動太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對太陽作三 維跟蹤，使之受光面始終朝向太陽。
下面結合附圖對本發明進一步說明。
圖1是本發明的主視圖
圖2是本發明的左視圖
圖3是本發明的右視圖
圖4是本發明的剖視圖
圖5是本發明的實施例2的剖視圖
圖6是本發明的實施例2的減磨助滑組件8主視圖
圖7是本發明的實施例2的減磨助滑組件8的俯視圖
圖8是本發明的實施例3的減磨助滑組件9主視圖
圖9是本發明的實施例3的減磨助滑組件9的剖視圖
圖10是本發明的實施例4的帶齒條或齒孔的長杆上的齒條與齒輪的嚙合示意圖
圖11是本發明具體應用的工作檯平放狀態示意圖
圖12是本發明具體應用的工作檯傾斜狀態示意圖
上圖中1是滑動套，2是帶齒條或齒孔的長杆，3是帶齒的驅動輪，4是蝸輪蝸杆減
速機，5是電動機，6是滾子，7是固定銷，8是減磨助滑組件a，9是減磨助滑組件b，10是鋼 珠，11是齒輪，12是齒條，13是太陽能接收組件。
具體實施例方式本實施例一的結構如圖1、圖2、圖3、圖4所示，帶齒條或齒孔的長杆2套裝在滑套 1內，驅動輪3安裝在滑套1的一側並與帶齒條或齒孔的長杆2上的齒條或齒孔相嚙合，驅 動輪3由蝸輪蝸杆減速機4驅動，蝸輪蝸杆減速機4由電動機5帶動。本實施例的帶齒條 或齒孔的長杆2上衝有齒孔(或鏈孔)，當電動機5得電旋轉時，通過減速機4的減速，將低 速大轉矩傳遞給帶齒的驅動輪3，通過帶齒的驅動輪3與帶齒條或齒孔的長杆2上齒孔(或 鏈孔)的相互嚙合，推動滑套1在帶齒條或齒孔的長杆2上作上、下運動，並由固接於滑套 1一側的鉸支孔帶動太陽能接收器作垂直方向的俯仰運動。由於減速機4中至少有一級為蝸輪蝸杆副，具有自鎖功能，所以，無論滑套1處於 帶齒條或齒孔的長杆2上的任何位置，機構都能可靠自鎖，不會在外力(如太陽能接收器重 力)的作用下產生上、下滑動而移位。其中，為減少滑套1與帶齒條或齒孔的長杆2之間的摩擦力，在滑套1的兩側設置 了兩組滾子6，使得當滑套1在帶齒條或齒孔的長杆2上作上、下運動時，滾子6在帶齒條或 齒孔的長杆2的兩相對面上作滾動，減少了其磨擦力。本實施例二的結構如圖1、圖2、圖5、圖6、圖7所示，其中工作原理與實施例一基 本相同，不同之處在於在滑動套1的內側面裝有減磨助滑組件8，此組件可用尼龍或聚四 氟乙烯或含石墨的填充高分子材料製造，減磨助滑組件8與帶齒條或齒孔的長杆2的四個 接觸面上有數條與帶齒條或齒孔的長杆長度方向相平行的凸稜，使得二者在工作中保持線 接觸，並使帶齒條或齒孔的長杆2可在所述的凸稜所限制的內側空間裡作有固體潤滑的上 下抽動。本實施例三的結構如圖1、圖2、圖5、圖8、圖9所示，其中工作原理與實施例一基 本相同，不同之處在於滑動套1的內側面裝有減磨助滑組件9，此組件可用尼龍或聚四氟 乙烯或含石墨的填充高分子材料製造，在減磨助滑組件9的四個平面上開有數列圓孔，孔 內裝有能在其中自由滾動的鋼珠10，使得減磨助滑組件9成為鋼珠固定架，二者得以在工 作中保持多點滾動接觸，並使帶齒條或齒孔的長杆2可在減磨助滑組件9的滾動鋼珠所限 制的內側空間裡作有固體潤滑和滾動的上下滑動。本實施例四的結構如圖10所示，本圖中帶齒條或齒孔的長杆2為帶齒的杆件，與 之相嚙合的驅動輪3也為相應的齒形。圖11、圖12是本發明的具體應用示意圖，用一組本發明的電動推桿裝置，再配之 太陽跟蹤傳感器及其驅動系統，可帶動太陽能接收組件13對太陽作一坐標跟蹤，使受光面 始終基本朝向太陽。用一組本發明的電動推桿裝置，安裝在電動旋轉平臺上，可帶動太陽能 接收組件13對太陽作二坐標的精確跟蹤，使受光面始終朝向太陽。用二組本發明的電動推 杆裝置，安裝在互為垂直鉸聯的二自由度二層剛性支架上，並通過二座標太陽跟蹤傳感器 以及電器驅動系統，可驅動太陽能接收組件13對太陽作二座標精確跟蹤，使之受光面始終 朝向太陽。用二組本發明的電動推桿裝置，安裝在電動旋轉平臺上，並通過二座標太陽跟蹤 傳感器以及電器驅動系統，可驅動太陽能接收組件13對太陽作二座標精確跟蹤，使之受光 面始終朝向太陽。
權利要求
一種電動推桿，其特徵在於包含一組滑動套1、一根帶齒條或齒孔的長杆2、一個帶齒的驅動輪3、一副蝸輪蝸杆減速機4、一隻電動機5，構成一套所述的電動推桿裝置；帶齒條或齒孔的長杆2套裝在滑動套1內，帶齒的驅動輪3安裝在滑套1的一側並與帶齒條或齒孔的長杆2上的齒條或齒孔相嚙合，帶齒的驅動輪3由蝸輪蝸杆減速機4驅動，蝸輪蝸杆減速機4由電動機5帶動。
2.根據權利要求1所述的電動推桿裝置，其特徵在於滑動套1的周邊分兩行分布著 數對滾子6，滾子6可在固定銷7內自由滾動，帶齒條或齒孔的長杆2可在數對滾子6所限 制的內側空間裡作上下抽動。
3.根據權利要求1所述的電動推桿裝置，其特徵在於滑動套1的內側面四周均裝有 減磨助滑組件8，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯或含石墨的填充高分子材料製造，減磨助滑 組件8與帶齒條或齒孔的長杆2的四個接觸面上有數條與帶齒條或齒孔的長杆長度方向相 平行的凸稜，使得二者在工作中保持線接觸，並使帶齒條或齒孔的長杆2可在所述的凸稜 所限制的內側空間裡作上下抽動。
4.根據權利要求1所述的電動推桿裝置，其特徵在於滑動套1的內側面裝有減磨助 滑組件9，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯或含石墨的填充高分子材料製造，在減磨助滑組件 9的四個平面上開有數列圓孔，孔內裝有能在其中自由滾動的鋼珠10，使得減磨助滑組件9 成為鋼珠固定架，二者得以在工作中保持多點滾動接觸，並使帶齒條或齒孔的長杆2可在 減磨助滑組件9的滾動鋼珠10所限制的內側空間裡作上下滑動。
5.根據權利要求1所述的電動推桿裝置，其特徵在於帶齒條或齒孔的長杆2是一根 帶有齒條或帶有一列至數列齒孔的杆件，其齒形可以是漸開線圓柱齒、圓弧齒、矩形齒、滾 子鏈齒。
6.根據權利要求1或5所述的電動推桿裝置，其特徵在於帶齒條或齒孔的長杆2的 橫剖面形狀可以是矩形、帶定位凸稜或定位凹槽的圓形、橢圓形。
7.根據權利要求1或5或6所述的電動推桿裝置，其特徵在於帶齒條或齒孔的長杆2 可用空芯或實芯的金屬型材製造，也可以用經折制的金屬板材與齒條或帶有已預衝出齒孔 排的構件複合而成，其一端可以留一鉸支孔，用以與其它構件相鉸接。
8.根據權利要求1所述的電動推桿裝置，其特徵在於與電機相聯接的減速機構可以 由多級齒輪或鏈輪或皮帶輪級聯而成，但至少有一級蝸輪蝸杆傳動副，以使機構能自鎖。
9.根據權利要求1至8所述的電動推桿裝置，其特徵在於用一組所述的電動推桿裝 置，通過一座標太陽跟蹤傳感器以及一套電器驅動系統，可帶動太陽能光伏電池板、太陽能 光熱接收器、太陽蓬對太陽作一坐標跟蹤，使受光面始終基本朝向太陽；用二組所述的電動 推桿裝置安裝在互為垂直鉸聯的二自由度二層剛性支架上，並通過二座標太陽跟蹤傳感器 以及電器驅動系統，可驅動太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對太陽作全方位 跟蹤，使之受光面始終朝向太陽。
10.根據權利要求1至8所述的電動推桿裝置，其特徵在於用所述的電動推桿裝置 裝在一個水平電動旋轉平臺上，並通過二座標太陽跟蹤傳感器以及電器驅動系統，可驅動 太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對太陽作三維跟蹤，使之受光面始終朝向太 陽。
全文摘要
一種電動推桿，屬於太陽能應用領域，用於太陽能集熱、採熱系統以及太陽能光伏發電系統的太陽方位的實時動態跟蹤設備的原動件，在傳動方式上，一改傳統的「樞軸式」驅動為高效、穩定的「邊緣式」驅動，減少了設備的自重和功耗，降低成本，提高了抗風能力。其特徵為包含一組滑動套1、一根帶齒條或齒孔的長杆2、一個帶齒的驅動輪3、一副蝸輪蝸杆減速機4、一隻電動機5，構成一套所述的電動推桿裝置；長杆2套裝在滑動套1內，驅動輪3安裝在滑動套1的一側並與長杆2上的齒條或齒孔相嚙合，驅動輪3由蝸輪蝸杆減速機4驅動，蝸輪蝸杆減速機4由電動機5帶動。用一套所述的電動推桿可組成一維太陽跟蹤系統，用二套所述的電動推桿在平面上互成90°安裝，即可組成二維的太陽跟蹤系統。
文檔編號H02N6/00GK101924419SQ200910111999
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月16日 優先權日2009年6月16日
發明者陳鼎凌 申請人:陳鼎凌