緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置的製作方法

2023-11-02 23:24:12 2

專利名稱：緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置的製作方法
技術領域：
緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置技術領域[0001]本實用新型涉及太陽能利用技術，尤其涉及一種緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置。
背景技術：
[0002]塔式太陽能熱發電技術通過定日鏡跟蹤接收並聚集反射太陽光進入位於接收塔頂部的集熱器內，將熱能轉換為電能。定日鏡是一種由鏡面(反射鏡)、鏡架(支撐結構)、 跟蹤傳動裝置及其控制系統組成的集光裝置。定日鏡跟蹤傳動裝置是一個二維運動機構， 分別對應太陽的方位角和高度角，通過調整自身的方位角和高度角，使安裝於其上的反射鏡反射太陽光至設定的目標點。[0003]塔式太陽能熱發電技術要求聚光準確，對定日鏡的跟蹤精度有較高要求。目前，定曰鏡的控制方式主要有傳感器控制、程序控制、程序控加視覺較正模式。傳感器控制跟蹤方式的優點是能夠實時測量太陽光的方向，經電路處理後控制機械機構運行，但是傳感器控制跟蹤方式一個難以克服的缺點是在多雲、陰雨天氣中找不到太陽的正確位置，需要人工幹預。程序控制方式是按照太陽運行規律計算聚光鏡的位置，控制機械機構運動，簡單經濟，但由於機械加工精度及傳動間隙等原因，很難達到所需精度。目前較成熟的是程序控加視覺較正模式，它綜合以上兩種控制方式以取長補短，但增加了裝置成本。[0004]為抵禦大風襲擊，定日鏡跟蹤傳動裝置必須具有剎車裝置或自鎖性能，由於裝剎車裝置需增加功耗、制動與裝置運轉相悖等不足，實際運用中多利用傳動副的自鎖性。目前用於定日鏡跟蹤傳動裝置的具有自鎖性的機構主要有電動推桿和蝸輪蝸杆副。電動推桿成本高，結構特性及使用方式決定其一般安裝方式為外露，不便於與外界多風砂的惡劣環境隔開，防水、防塵、防腐等都存在問題，影響使用壽命。而一般蝸輪蝸杆減速機傳動存在迴轉側隙，傳動精度難以保證。[0005]在塔式太陽能熱發電站中，各個定日鏡相對於集熱塔有著不同的朝向和距離，每個定日鏡的跟蹤傳動裝置都要進行單獨的各不相同的兩維控制，這就極大地增加了安裝調試特別是光學調整的難度。為了減小這種難度，人們將單個定日鏡的面積做的較大，一般都在20M2以上。大面積的定日鏡的整體性能難以保證，同時對大批量生產、運輸、安裝調試、 維護都帶來不便。實用新型內容[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，該裝置結構布局緊湊合理，性能可靠且大批量生產、運輸、安裝調試、維護都非常方便。[0007]為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案[0008]一種緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，包括有設置在箱體內的垂直軸、水平軸、 與所述垂直軸連接的垂直軸傳動組件、及與所述水平軸連接的水平軸傳動組件，所述垂直軸和所述水平軸的軸線在同一平面內正交，其交點位於所述水平軸的幾何中心。[0009]優選地，所述垂直軸和水平軸分別通過滾珠軸承固定在所述機箱上，並通過圓螺母與所述機箱軸向固定配合。優選地，所述垂直軸傳動組件和水平軸傳動組件均為減速器組件，每個減速器組件包括有依次連接的電機、蝸輪蝸杆副、以及齒輪副，所述齒輪副與所述垂直軸/水平軸固定連接。優選地，所述齒輪副包括有中心距可調的主動齒輪和從動齒輪，所述主動齒輪與所述蝸輪蝸杆副的輸出端相連，所述從動齒輪與所述主動齒輪嚙合並固定於所述垂直軸/ 水平軸上。優選地，每個減速器組件還包括有一減速器箱，所述蝸輪蝸杆副設置在所述減速器箱內，且所述減速器箱通過一安裝板固定在所述箱體上，所述電機通過剛性聯軸器連接到所述蝸輪蝸杆副的輸入端。優選地，所述箱體上設置有用於固定安裝板的安裝孔，所述安裝板可移動地固定在所述安裝孔內。優選地，所述蝸輪的兩端設置有滑動軸承，所述蝸杆的兩端設置有支撐軸承，且至少有一個支撐軸承的側面設置有徑向位移調整機構。優選地，所述水平軸的兩端分別設置有密封圈，且所述滾珠軸承為圓錐滾子軸承。優選地，所述箱體包括有上箱體和下箱體，所述水平軸和垂直軸分別安裝於所述上箱體和下箱體內。優選地，所述垂直軸傳動機構水平安裝於所述下箱體上、位於上箱體內，所述水平軸傳動機構豎直安裝於所述上箱體內且其電機端伸入所述下箱體內，而所述下箱體內設置有驅動電路板。本實用新型的有益效果是本實用新型的實施例採用垂直軸的軸線與水平軸的軸線在同一平面內正交的結構設置，從而達到了結構布局緊湊合理，性能可靠且大批量生產、運輸、安裝調試、維護都帶來非常方便的效果。本實用新型不僅適用於塔式太陽能熱發電，還適用於太陽能光伏發電、 太陽能熱水器等一切需要收集太陽能的設施與場合。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。

圖1是本實用新型的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置一個實施例的剖視圖。圖2是本實用新型的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置一個實施例中減速器組件的蝸杆軸向結構示意圖。圖3是本實用新型的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置一個實施例中減速器組件的蝸輪軸向結構示意圖。圖4是本實用新型的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置一個實施例中箱體結構的爆炸圖。
具體實施方式
下面參考圖1-圖4詳細描述本實用新型的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置的一個實施例；如圖所示，本實施例主要包括有[0026]設置在箱體內的垂直軸1、水平軸2、與垂直軸1連接的垂直軸傳動組件3、及與水平軸2連接的水平軸傳動組件4，所述垂直軸1和所述水平軸2的軸線在同一平面內正交， 其交點位水平軸2的幾何中心。水平軸2在水平軸傳動機構3的驅動下繞水平軸線旋轉， 實現仰角調整；垂直軸1在垂直軸傳動機構4的驅動下繞垂直於地面軸線旋轉，實現方位角調整。[0027]具體實現時，垂直軸1和水平軸2的兩端分別通過滾珠軸承11固定在機箱4上， 並通過圓螺母12與機箱4軸向固定配合。圓螺母12的主要作用在於對垂直軸1/水平軸 2進行軸向固定並消除滾珠軸承11的遊隙，從而消除整個裝置因輸出軸軸承支撐遊隙而產生的輸出誤差。作為本實施例的一個實現方式，滾珠軸承11可採用圓錐滾子軸承。[0028]具體實現時，所述垂直軸傳動組件3和水平軸傳動組件4均為減速器組件，每個減速器組件包括有依次連接的電機31、蝸輪蝸杆副32、以及齒輪副33，所述齒輪副33與所述垂直軸1/水平軸2固定連接。通過採用具有自鎖性能的蝸輪蝸杆副和加工精度容易實現的齒輪副配合，實現了減速器組件的二級傳動結構。[0029]進一步地，齒輪副33具體包括有中心距可調的主動齒輪331和從動齒輪332，所述主動齒輪331與所述蝸輪蝸杆副32的輸出端相連，所述從動齒輪332與所述主動齒輪331 嚙合並固定於所述垂直軸1/水平軸2上。[0030]另外，每個減速器組件3 (4)還包括有一減速器箱34，所述蝸輪蝸杆副32設置在所述減速器箱34內，且所述減速器箱34通過一安裝板35固定在所述箱體上，所述電機31通過剛性聯軸器36連接到蝸輪蝸杆副32的輸入端。[0031]箱體4上設置有用於固定安裝板35的安裝孔40，而安裝板35可移動地固定在安裝孔內40，安裝孔40允許所述減速機組件3、4作微量的位置調整，實現調整主動齒輪331 和從動齒輪332的中心距，保證齒輪副33無側隙嚙合。安裝板35可以具有多種結構形式， 以實現減速器組件3、4的不同安裝形式。[0032]所述蝸輪321的兩端設置有滑動軸承323，滑動軸承323的加工精度比滾動軸承更容易保證，遊隙更小；所述蝸杆322的兩端設置有支撐軸承324，且每個支撐軸承324的至少一個側面設置有徑向位移調整機構325，徑向位移調整機構325的作用是調整支撐軸承 324 一個方向的徑向位移，即調整蝸輪321和輪蝸杆322之間的中心距，從而實現蝸輪321 與蝸杆322零側隙隙嚙合。[0033]通過上述兩級傳動無隙嚙合，保證了減速器組件傳動的高精度。[0034]具體實現時，所述箱體4可採用鈑金結構，並分成有上箱體41和下箱體42兩部分。其中，水平軸2和垂直軸1分別安裝於所述上箱體41和下箱體42內，垂直軸傳動機構 3水平安裝於下箱體42上、位於上箱體41內，水平軸傳動機構4豎直安裝於上箱體41內且其電機31端伸入下箱體42內，而下箱體42內設置有驅動電路板(圖中未示出)，採用上下分離的獨立式箱體結構，可使整體產品內部布置結構緊湊，外形尺寸得到有效減小。[0035]作為本實施例的一個實現方式，上箱體41和下箱體42在安裝軸承座的位置處都採用局部機加工，保證必要的精度要求。另外，箱體4還設有箱蓋43、44，便於維護操作。上箱體41、下箱體42及箱蓋43、44組裝到一起後形成一個「日」字形封閉內腔，並在箱體較弱部位設有加強筋，以增強整體強度和剛性。[0036]另外，在水平軸2的兩端還設有密封圈13，箱蓋44的安裝面還設有密封墊，從而保證良好的密封性，起到防蟲防塵防腐作用。本實用新型不僅適用於塔式太陽能熱發電，還適用於太陽能光伏發電、太陽能熱水器等一切需要收集太陽能的設施與場合。以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，包括有設置在箱體內的垂直軸、水平軸、與所述垂直軸連接的垂直軸傳動組件、及與所述水平軸連接的水平軸傳動組件，其特徵在於 所述垂直軸和所述水平軸的軸線在同一平面內正交，其交點位於所述水平軸的幾何中心。
2.如權利要求1所述的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，其特徵在於所述垂直軸和水平軸分別通過滾珠軸承固定在所述機箱上，並通過圓螺母與所述機箱軸向固定配合。
3.如權利要求1或2所述的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，其特徵在於所述垂直軸傳動組件和水平軸傳動組件均為減速器組件，每個減速器組件包括有依次連接的電機、蝸輪蝸杆副、以及齒輪副，所述齒輪副與所述垂直軸/水平軸固定連接。
4.如權利要求3所述的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，其特徵在於所述齒輪副包括有中心距可調的主動齒輪和從動齒輪，所述主動齒輪與所述蝸輪蝸杆副的輸出端相連，所述從動齒輪與所述主動齒輪嚙合並固定於所述垂直軸/水平軸上。
5.如權利要求4所述的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，其特徵在於每個減速器組件還包括有一減速器箱，所述蝸輪蝸杆副設置在所述減速器箱內，且所述減速器箱通過一安裝板固定在所述箱體上，所述電機通過剛性聯軸器連接到所述蝸輪蝸杆副的輸入端。
6.如權利要求5所述的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，其特徵在於所述箱體上設置有用於固定安裝板的安裝孔，所述安裝板可移動地固定在所述安裝孔內。
7.如權利要求6所述的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，其特徵在於，所述蝸輪的兩端設置有滑動軸承，所述蝸杆的兩端設置有支撐軸承，且至少有一個支撐軸承的側面設置有徑向位移調整機構。
8.如權利要求7所述的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，其特徵在於所述水平軸的兩端分別設置有密封圈，且所述滾珠軸承為圓錐滾子軸承。
9.如權利要求8所述的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，其特徵在於所述箱體包括上箱體和下箱體，所述水平軸和垂直軸分別安裝於所述上箱體和下箱體內。
10.如權利要求9所述的緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，其特徵在於所述垂直軸傳動機構水平安裝於所述下箱體上、位於上箱體內，所述水平軸傳動機構豎直安裝於所述上箱體內且其電機端伸入所述下箱體內，而所述下箱體內設置有驅動電路板。
專利摘要本實用新型公開一種緊湊型高精度定日鏡跟蹤傳動裝置，包括有設置在箱體內的垂直軸、水平軸、與所述垂直軸連接的垂直軸傳動組件、及與所述水平軸連接的水平軸傳動組件，所述垂直軸和所述水平軸的軸線在同一平面內正交，其交點位於所述水平軸的幾何中心。本實用新型結構布局緊湊合理，性能可靠且大批量生產、運輸、安裝調試、維護都非常方便。
文檔編號G05D3/12GK202327006SQ20112047306
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者任寶平, 李小龍, 楊巖松, 王金 申請人:深圳市中興新地通信器材有限公司