[发明专利]一种模块化双摆转太阳能自动跟踪装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种模块化双摆转太阳能自动跟踪装置，属于太阳能利用领域。 

背景技术

我国的能源结构以煤炭为主，约占70％，其次是石油，约占21％。而化石类燃料如煤炭，石油等，其储量都是一定的。《中国扩大内需与发展可再生能源》等资料称，到本世纪末，全球将面临无煤可烧的境地。在以太阳能，地热能，核能等为代表的新能源中，太阳能无疑是最清洁的可再生能源，并且有取之不尽，用之不竭的优点。我国幅员辽阔，太阳能资源丰富，充分利用太阳能资源，提高其利用效能，不失为解决能源危机的良策之一，响应了国家提出的建设资源节约型，环境友好型社会的宏伟蓝图。但由于太阳能本身的分散性、随机性和间歇性等特点，使得太阳能总量丰富与真下转化为生产生活所需能量较少的矛盾比较突出。如果能有一种装置使太阳光总能与太阳能接收装置保持垂直入射，则此矛盾可以得到缓解甚至解决。专利号为ZL200510023149.2的中国专利公开一种带环形导轨的球面三自由度并联姿态控制机构，该方案要点是：每个运动副的轴心线交于一个球心，其机构简单，突破一般三自由度并联机构运动空间不够大的束缚，但其对机构的制造、安装要求非常高，任何超出预定精度范围的制造，安装误差，均会使机构在运动过程中卡死。专利号为ZL200820057537.1的中国专利公丌一种六自由度并联机构天线座，其方案要点是：六根杆分别由六个电机驱动，杆与动静板间均用球铰(或虎克绞)连接。该方案机构刚度好，但是并联机构的反向求解异常繁琐，球铰及虎克绞均有运动角度范围的限制，该机构能否达到半球空间或是达到半球空间球铰(或虎克绞)是否有干涉未或可知。专利号ZL200620167990.9的中国专利公丌一种自动跟踪太阳装置，其方案要点是：通过控制一组棘轮机构的间歇运动和凸轮机构的运动来达到追踪要求，该方案追踪精度高，但是该方案的运动连接都是通过高副(点面)连接，棘爪及与凸轮配合的尖推杆极易磨损，固其精度保持性还有待提高。申请号为200810300158.5，申请号为200910310148.4等中国专利所公开的装置，其方案要点均可以归结为一个水平面内的圆周运动和一个竖直平面内的摆动，方案均较简单实用，但是其水平转动与竖直摆动的执行机构需要分别设计制造。本文所述方案是将两个运动副的运动都设计成摆转运动，两个摆动执行机构类似，实现模块化设计，成组制造，大大降低了重复设计、制造带来的劳动消耗，该方案最终工作空间可超半球空间。 

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化双摆转太阳能自动跟踪装置，简化运动形式，减少执行 机构零件种类，降低设计制造成本，能够实现在超半球空间内追踪太阳。 

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下： 

一种模块化双摆转太阳能自动跟踪装置，它至少由接收架、上摆转模块、下摆转模块、基座模块所组成。所述接收架至少由太阳能接收板1、接收板支撑架2等主要零部件组成。所述上摆转模块至少由上底座模块与上精密减速模块13组成。所述下摆转模块至少由下底座模块与下精密减速模块14组成。所述的上底座模块，上底座模块至少包括上摆支承座3、上摆支撑架5、上轴毂10、上传动轴11等主要零部件。所述的下底座模块，下底座模块至少包括下摆支承座9、下传动轴7、下轴毂8等主要零部件。所述的上精密减速模块13，上精密减速模块13外接电机17，电机17通过联轴器19与蜗杆21连接，蜗杆21与涡轮23啮合，与涡轮23轮毂相连轴的输出即为上精密减速模块13的输出。所述下精密减速模块14，下精密减速模块14外接电机18，电机18通过联轴器20与蜗杆22连接，蜗杆22与涡轮24啮合，与涡轮24轮毂相连轴的输出即为下精密减速模块14的输出。所述的上摆转模块与下摆转模块轴向正交安装，整个上摆转模块绕下摆转模块的下传动轴7摆动，接收架绕上摆转模块的上传动轴11摆动。所述上摆转模块及下摆转模块的运动形式均为摆转运动，上下摆转模块的主要执行零部件分别对应相似，即上摆支承座3、上传动轴11、上轴毂10和下摆支承座9、下传动轴7、下轴毂8对应相似，所述零件可以模块化设计并成组制造。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

1.本发明化两个运动同为摆转运动，运动形式相同使得运动执行机构相似，执行机构主要零部件实现模块化设计，便于成组制造； 

2.本发明追踪精度高，且追踪精度只与精密减速模块可达精度相关； 

3.本发明采用步进电机驱动，步进电机具有误差不累积的优良特性，使得该装置可重复追踪定位精度良好； 

4.本发明工作空间可超过半球空间。 

附图说明