CN203773361U - 一种双轴太阳能跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双轴太阳能跟踪装置，包括电机、安装板、基座和转轴，基座和安装板之间且位于电机输出轴的外侧设置电磁线圈，电机输出轴上套有中心轴，中心轴下端设置套筒，套筒内设置弹簧，套筒上套有与基座传动配合且能够与中心轴连接或分离的轴套，中心轴上安装第一锥齿轮，转轴上安装第二锥齿轮，基座上设置有与转轴左侧段转动连接的左支座和与转轴右侧段转动连接的右支座，转轴的左侧段安装有用于支撑太阳能电池板组件的左支架，转轴的右侧段安装有用于支撑太阳能电池板组件的右支架。该双轴太阳能跟踪装置只需要一个电机就可实现两个转动自由度的控制，从而使跟踪装置实现对太阳光的实时跟踪，最大限度地把太阳能转化为电能。

Description

一种双轴太阳能跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及一种跟踪装置，特别是涉及一种双轴太阳能跟踪装置。

背景技术

随着常规能源的日益枯竭及其造成的生态环境的日趋恶化，太阳能作为绿色环保的新能源之一，其利用效率的提高具有十分重要的意义。采用太阳能自动全方位跟踪技术，使电池板始终对准太阳采光，相比固定跟踪方式可以提高20%～40%的利用效率，是提高太阳能利用效率的重要途径。

按照跟踪装置的结构，太阳能自动全方位跟踪技术主要分为单轴跟踪和双轴跟踪两种。单轴跟踪装置只能实现单向俯仰运动，只适用于位置固定物体的跟踪，且跟踪精度不高。双轴跟踪装置具有两个方向的转动自由度，具有高的跟踪精度，尤其适合用于移动物体（如景观车、老年代步车等）的太阳能跟踪装置。目前的双轴太阳能跟踪装置，至少需要两个步进电机驱动，既不经济，也造成了系统结构非常复杂，控制难度增大，还降低了系统的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种双轴太阳能跟踪装置。该双轴太阳能跟踪装置只需要一个电机就可以实现两个转动自由度的控制，从而使跟踪装置实现对太阳光的实时跟踪，最大限度地把太阳能转化为电能，且其结构简单，实用性强，跟踪效率高，便于推广应用。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：包括电机、安装板、基座和转轴，所述基座设置在安装板的上方，所述电机设置在安装板下方且与安装板固定连接，所述安装板上开设有第一通孔，所述基座上开设有与所述第一通孔同轴布设的第二通孔，所述电机输出轴向上穿过所述第一通孔并伸入所述第二通孔，所述基座和安装板之间且位于所述电机输出轴的外侧设置有电磁线圈，所述电机输出轴上套有中心轴，所述中心轴的下端设置有套在电机输出轴上端且与电磁线圈磁力配合的套筒，所述套筒和电机输出轴传动配合且所述套筒能够沿所述电机输出轴轴向滑动，所述套筒内设置有弹簧，所述弹簧的一端与电机输出轴上端连接，所述弹簧的另一端与中心轴下端相连接，所述套筒上套有与基座传动配合且能够与中心轴连接或分离的轴套，所述中心轴上安装有水平布设置的第一锥齿轮，所述转轴上安装有与第一锥齿轮相配合的第二锥齿轮，所述基座上设置有与转轴左侧段转动连接的左支座和与转轴右侧段转动连接的右支座，所述转轴的左侧段安装有用于支撑太阳能电池板组件的左支架，所述转轴的右侧段安装有用于支撑太阳能电池板组件的右支架。

上述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述轴套的内侧壁设置有键，所述中心轴的下端设置有与所述键相配合的键孔。

上述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述安装板和基座之间设置有下推力球轴承，所述电磁线圈位于所述下推力球轴承的内侧，所述基座和第一锥齿轮之间设置有上推力球轴承。

上述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述中心轴的上端设置有用于限制中心轴下降位移的限位盖板。

上述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述中心轴的外侧壁上竖直设置有与第一锥齿轮传动配合的第一平面；所述套筒的内侧壁竖直设置有与电机输出轴传动配合的第二平面。

上述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述轴套的外侧壁上设置有与所述第二通孔的孔壁传动配合的第三平面。

上述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述电机为步进电机。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单，设计新颖合理。

2、本实用新型通过单电机控制双轴跟踪装置，能够实现对太阳光的实时高效跟踪，把太阳能最大限度地转换为电能。

3、本实用新型通过设置电磁线圈、轴套、弹簧和中心轴，为运动自由度的转换提供了保障，使双轴跟踪装置能够稳定运行。

4、本实用新型通过设置第一锥齿轮和第二锥齿轮，实现了电机动力向太阳能电池板组件的精确传递，保证了太阳能电池板组件的俯仰动作可靠完成。

5、本实用新型的实现成本低，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，使用寿命长，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中心轴与轴套连接时的结构示意图。

图3为本实用新型中心轴与轴套分离时的结构示意图。

图4为本实用新型中心轴的结构示意图。

图5为本实用新型轴套的结构示意图。

附图标记说明:

1—太阳能电池板组件；  2—左支架；          3—左支座；

4—第二锥齿轮；        5—右支架；          6—转轴；

7—右支座；            8—第一锥齿轮；      9—基座；

10—安装板；           11—电机；           11-1—电机输出轴；

12—中心轴；           12-1—第一平面；     12-2—限位盖板；

12-3—套筒；           12-4—第二平面；     12-5—键孔；

13—弹簧；             14—轴套；           14-1—键；

14-2—第三平面；       15—电磁线圈；       16—下推力球轴承；

17—上推力球轴承。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示的一种双轴太阳能跟踪装置，包括电机11、安装板10、基座9和转轴6，所述基座9设置在安装板10的上方，所述电机11设置在安装板10下方且与安装板10固定连接，所述安装板10上开设有第一通孔，所述基座9上开设有与所述第一通孔同轴布设的第二通孔，所述电机输出轴11-1向上穿过所述第一通孔并伸入所述第二通孔，所述基座9和安装板10之间且位于所述电机输出轴11-1的外侧设置有电磁线圈15，所述电机输出轴11-1上套有中心轴12，所述中心轴12的下端设置有套在电机输出轴11-1上端且与电磁线圈15磁力配合的套筒12-3，所述套筒12-3和电机输出轴11-1传动配合且所述套筒12-3能够沿所述电机输出轴11-1轴向滑动，所述套筒12-3内设置有弹簧13，所述弹簧13的一端与电机输出轴11-1上端连接，所述弹簧13的另一端与中心轴12下端相连接，所述套筒12-3上套有与基座9传动配合且能够与中心轴12连接或分离的轴套14，所述中心轴12上安装有水平布设置的第一锥齿轮8，所述转轴6上安装有与第一锥齿轮8相配合的第二锥齿轮4，所述基座9上设置有与转轴6左侧段转动连接的左支座3和与转轴6右侧段转动连接的右支座7，所述转轴6的左侧段安装有用于支撑太阳能电池板组件1的左支架2，所述转轴6的右侧段安装有用于支撑太阳能电池板组件1的右支架5。本实施例中，优选的做法是，所述电机11为步进电机。

结合图4和图5，所述轴套14的内侧壁设置有键14-1，所述中心轴12的下端设置有与所述键14-1相配合的键孔12-5。

结合图1～图5，本实施例主要通过电磁线圈15、轴套14、弹簧13和中心轴12实现了电机11在控制对象之间的相互转换。使用时，当需要调整太阳能电池板组件1的俯仰角时，启动电机11工作，电机输出轴11-1会带动中心轴12转动，中心轴12带动第一锥齿轮8转动，第一锥齿轮8再带动第二锥齿轮4转动，第二锥齿轮4带动转轴6以及安装在转轴6上的左支架2和右支架5转动，实现太阳能电池板组件1的俯仰运动；此时在弹簧13的作用下，中心轴12和轴套14分离，轴套14不会转动，基座9也无法转动。当需要调整太阳能电池板组件1的横摆角时，给电磁线圈15通电，同时启动电机11，在电磁线圈15磁力的作用下，由于电磁线圈15对套筒12-3的磁力作用，中心轴12在随步电机输出轴11-1转动的同时会被吸引，克服弹簧13的弹簧力下移，此时中心轴12下端的键孔12-5会自动和轴套14上键14-1相啮合，从而带动轴套14转动，轴套14带动基座9转动，由于基座9此时的转动速度与第一锥齿轮8的转动速度相同，此时二者之间不存在相对运动，因此第二锥齿轮4也不会转动，故而不会引起太阳能电池板组件1的俯仰角的变化。当电磁线圈15磁力消失时，中心轴12又会在弹簧力的作用下上移，与轴套14分离。该跟踪装置能够通过电磁线圈15电流的通/断，实现步进电机11控制对象的转换，从而改变太阳能电池板组件1的运动自由度，保证太阳能电池板组件1能实时跟踪太阳，使电池板组件1得到最优发电效果。

如图1、图2和图3所示，所述安装板10和基座9之间设置有下推力球轴承16，所述电磁线圈15位于所述下推力球轴承16的内侧，所述基座9和第一锥齿轮8之间设置有上推力球轴承17。

如图4所示，所述中心轴12的上端设置有用于限制中心轴12下降位移的限位盖板12-2。

如图4所示，所述中心轴12的外侧壁上竖直设置有与第一锥齿轮8传动配合的第一平面12-1，使用时，利用第一平面12-1和第一锥齿轮8安装孔上相对应的平面，限制中心轴12相对第一锥齿轮8产生转动，进而实现了中心轴12带动第一锥齿轮8转动的目的，同时又保证了中心轴12可以沿第一锥齿轮8的安装孔轴向移动；所述套筒12-3的内侧壁竖直设置有与电机输出轴11-1传动配合的第二平面12-4，使用时，利用第二平面12-4和电机输出轴11-1侧壁上相对应的平面，限制套筒12-3相对电机输出轴11-1产生转动，进而实现了电机输出轴11-1带动套筒12-3转动的目的，同时又保证了套筒12-3可以沿电机输出轴11-1轴向移动。

如图5所示，所述轴套14的外侧壁上设置有与所述第二通孔的孔壁传动配合的第三平面14-2。使用时，利用第三平面14-2与所述第二通孔孔壁上相对应的平面，限制轴套14相对于基座9产生转动。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：包括电机（11）、安装板（10）、基座（9）和转轴（6），所述基座（9）设置在安装板（10）的上方，所述电机（11）设置在安装板（10）下方且与安装板（10）固定连接，所述安装板（10）上开设有第一通孔，所述基座（9）上开设有与所述第一通孔同轴布设的第二通孔，所述电机输出轴（11-1）向上穿过所述第一通孔并伸入所述第二通孔，所述基座（9）和安装板（10）之间且位于所述电机输出轴（11-1）的外侧设置有电磁线圈（15），所述电机输出轴（11-1）上套有中心轴（12），所述中心轴（12）的下端设置有套在电机输出轴（11-1）上端且与电磁线圈（15）磁力配合的套筒（12-3），所述套筒（12-3）和电机输出轴（11-1）传动配合且所述套筒（12-3）能够沿所述电机输出轴（11-1）轴向滑动，所述套筒（12-3）内设置有弹簧（13），所述弹簧（13）的一端与电机输出轴（11-1）上端连接，所述弹簧（13）的另一端与中心轴（12）下端相连接，所述套筒（12-3）上套有与基座（9）传动配合且能够与中心轴（12）连接或分离的轴套（14），所述中心轴（12）上安装有水平布设置的第一锥齿轮（8），所述转轴（6）上安装有与第一锥齿轮（8）相配合的第二锥齿轮（4），所述基座（9）上设置有与转轴（6）左侧段转动连接的左支座（3）和与转轴（6）右侧段转动连接的右支座（7），所述转轴（6）的左侧段安装有用于支撑太阳能电池板组件（1）的左支架（2），所述转轴（6）的右侧段安装有用于支撑太阳能电池板组件（1）的右支架（5）。

2.根据权利要求1所述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述轴套（14）的内侧壁设置有键（14-1），所述中心轴（12）的下端设置有与所述键（14-1）相配合的键孔（12-5）。

3.根据权利要求1所述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述安装板（10）和基座（9）之间设置有下推力球轴承（16），所述电磁线圈（15）位于所述下推力球轴承（16）的内侧，所述基座（9）和第一锥齿轮（8）之间设置有上推力球轴承（17）。

4.根据权利要求1所述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述中心轴（12）的上端设置有用于限制中心轴（12）下降位移的限位盖板（12-2）。

5.根据权利要求1所述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述中心轴（12）的外侧壁上竖直设置有与第一锥齿轮（8）传动配合的第一平面（12-1）；所述套筒（12-3）的内侧壁竖直设置有与电机输出轴（11-1）传动配合的第二平面（12-4）。

6.根据权利要求1所述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述轴套（14）的外侧壁上设置有与所述第二通孔的孔壁传动配合的第三平面（14-2）。

7.根据权利要求1所述的一种双轴太阳能跟踪装置，其特征在于：所述电机（11）为步进电机。