專利名稱：定日鏡支架及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
定日鏡是一種可^^太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)^太陽(yáng)作用的設(shè)備。 一般情況下，其可用于整天將反射鏡指向太陽(yáng)，從而可沿持續(xù)方向使得將日光反射至採(cǎi)集點(diǎn)。如果足夠數(shù)量的定日離接到一起且都指向同一 目標(biāo)時(shí)，那么這些定日斷反射的太陽(yáng)光就等同于巨大的熱量。
定日fi一直用于太陽(yáng)能室內(nèi)照明、太陽(yáng)能觀察和太陽(yáng)能發(fā)電。為此，定日鏡由可鵬宗太陽(yáng)并將太陽(yáng)光反射到中央接收點(diǎn)的反射鏡組成。大多數(shù)定日鏡太陽(yáng)能動(dòng)力系統(tǒng)都是由一排判夂定日鏡組成。
最簡(jiǎn)單的定日鏡，使用一種時(shí)鐘機(jī)構(gòu)來旋轉(zhuǎn)反射鏡，與地球運(yùn)轉(zhuǎn)同步。比較
，的裝置需要補(bǔ)償旨太陽(yáng)年內(nèi)太陽(yáng)不斷改變的高度。甚至比較先進(jìn)的定日鏡可
通過全天調(diào)整其位置而直接足服宗太陽(yáng)。
如果定日鏡用來將太陽(yáng)反射到一個(gè)靜止點(diǎn)，那么，定日鏡實(shí)際上并不足服宗太陽(yáng)本身，而題艮蹤太陽(yáng)和靜止接收點(diǎn)之間的半天空中的一個(gè)點(diǎn)。
定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般使用一個(gè)連接到萬向軸管上的中央安裝式齒輪機(jī)構(gòu)二以便可以方位移動(dòng)和高低俯仰。這種齒輪機(jī)構(gòu)需要非常高的精度，相關(guān)費(fèi)用也很高。
為此，需要一種改進(jìn)的定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)固定底座；
一個(gè)中央關(guān)節(jié),'其固定到底座上并可固定到反射鏡框架上，以便反射鏡框架能夠相對(duì)于中央關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，而中央關(guān)節(jié)可相對(duì)于底座以至少兩個(gè)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)；至少兩個(gè)連接到底座上的支臂；
一個(gè)第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其連接到其中一個(gè)支臂上并可以相對(duì)于該支臂移動(dòng)，該第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶有一個(gè)固定到其上的反射鏡框架連接器，以便允許第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到反射鏡框架上，該第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以在^鏡框架連接器自該支臂移開的延伸位置和反射鏡框架連接器向該支臂收縮的縮回位置之間移動(dòng)；
一個(gè)第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其連接到另一個(gè)支臂上并可相對(duì)于該支臂移動(dòng)，所述第二
3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶有一個(gè)固定到其上的g鏡框架連接器，以便允許第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到g鏡框架上，該第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以在反射鏡框架連接器自該支臂移開的延伸位置和反射鏡框架連接器向該支臂收縮的-縮回位置之間移動(dòng)；
固定到每個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的反射鏡框架連接器是一種萬向接頭。
固定底座一般是一個(gè)桿，可以插裝到地下。
在一個(gè)具體實(shí)施方案中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為蝸輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。
圖1為定日鏡支架一個(gè)實(shí)施例的透視圖2為連接到反射鏡支撐框上的定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)透視圖，該圖示意了所
述反射鏡支撐框。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)Dl，定日鏡支架10包括固定底座12。這個(gè)底座通常插Ai也下，并支撐定
日鏡的移動(dòng)部分和反射鏡。
至少兩個(gè)支臂14連接到固定鵬12上。在所示實(shí)施例中，支臂14無法相對(duì)于固定底座12移動(dòng)。
在每個(gè)支臂的端部，設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支架34。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支架34能夠相對(duì)于其各自支臂14圍繞軸統(tǒng)'B"轉(zhuǎn)動(dòng)。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到至少兩個(gè)支臂14中其中一個(gè)上，以下稱之為第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18。
每個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通繼接器14a和14b連接到其中一個(gè)支臂14上，這些連接器構(gòu)成了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支架34的鄉(xiāng)賊部分，同時(shí)，它們可以相對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)支架的其余部分移動(dòng)，因?yàn)樗鼈兡軌驀@軸線"A"轉(zhuǎn)動(dòng)。
這就是說，圖2所示的第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18可以以兩個(gè)自由度相對(duì)于固定底座的支臂有效轉(zhuǎn)動(dòng)。
第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16和第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)18都帶有一個(gè)反射鏡框連接器20，從而使得傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可連接到反射鏡框28上，如圖2所示。所示實(shí)施方案中的連接器20為萬向關(guān)節(jié)，可在多個(gè)方向上移動(dòng)。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以在反射鏡框連接器20自該支臂移開的延伸位置和反射鏡框連接器20向該支臂收回的縮回位置之間移動(dòng)。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可與蟲移動(dòng)。這樣，兩個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就可以都延伸或縮回到同一位置，或者一個(gè)全部或部分延伸，與此同時(shí)，另一個(gè)貝,時(shí)，或部分縮回。采用這種方法，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就能夠單獨(dú)控制，使反射鏡框指向所要求的位置。
在所示實(shí)施方案中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為蝸輪傳動(dòng)形式。蝸輪由安M傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)會(huì),接收控制信號(hào)，按預(yù)定方向以預(yù)定移動(dòng)量來操纟廁輪移動(dòng)。中央關(guān)節(jié)22連接到固定支架底座12上，以便連接到支撐定曰鏡反射鏡部件的 框架28的中心。這從圖2中可以很清楚地看到，該圖示出了框架28的一部分，但 未示出固定到框架上的任何g鏡。
中央關(guān)節(jié)22可移動(dòng)式連接到固定底座12上，以便其可以圍繞固定支架底座12 轉(zhuǎn)動(dòng)。
此外，中央關(guān)節(jié)22包括一個(gè)水平軸向關(guān)節(jié)24，中央關(guān)節(jié)22可以圍繞該軸向關(guān) 節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。
為此，中央關(guān)節(jié)22固定到固定底座12上，并可以固定到反射鏡框28上，中央 關(guān)節(jié)可以以兩個(gè)自由度相對(duì)于固定底座運(yùn)動(dòng)。
按照這種方式，中央支架的端面26就可以垂直地指向天空中的任何點(diǎn)上。
反射鏡框28通過開口 36連接到中央關(guān)節(jié)上，并可以相對(duì)于中央關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)。
為此，反射鏡框28可以相對(duì)于底座以至少三個(gè)自由度活動(dòng)。
傳統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡都必須倉(cāng),對(duì)準(zhǔn)方位360°和高度90。上的半球內(nèi)的所有點(diǎn)。這一 理念已經(jīng)l細(xì)于定日鏡上。然而，定日鏡并不需要4頓如此大的移動(dòng)范圍，因?yàn)槎?日鏡可以相對(duì)于接收機(jī)而布置在一個(gè)固定位置，而接收機(jī)也是固定的。這樣，定日 鏡的最大需求活動(dòng)范圍是方位大約90°，高度大約45。。當(dāng)然，實(shí)際范圍取決于定日 鏡視野的相對(duì)位置和裝置設(shè)置的緯度。
這種所需活動(dòng)范圍的縮小使延伸支臂機(jī)構(gòu)替代現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用中的中央方位齒輪 成為可能。該系統(tǒng)從而帶有兩個(gè)延伸臂機(jī)構(gòu)，以確定支撐框架的方向。
延伸臂機(jī)構(gòu)被支撐在與底座的^S巨離處，以提供足夠的力矩，克服作用在定 曰鏡上的各種力和力矩。
在工作時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16和18的每個(gè)支臂30延伸或縮回一定的量，使得反射鏡 框架28相對(duì)于底座移動(dòng)，從而指向所要求的方向。
為了使得框架28能夠移動(dòng)以支撐定日鏡的反射鏡部件，與標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)類型相 比，需要^柳更多自由度。除了方位和高度自由度外，框架需會(huì)灘圍繞其中心活動(dòng)。
所示實(shí)施方案可以允許圍繞方位大約110。和圍繞垂直軸線大約90。進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。 根據(jù)定日鏡的特定要求，這個(gè)活動(dòng)范圍足夠。因?yàn)榉轿环秶∮?60。，定日鏡方位 指向?qū)Χㄈ甄R視野內(nèi)的其相對(duì)位置特別敏感，所使用的每個(gè)定日鏡都需單獨(dú)定向。
由于框架的位置是由兩個(gè)延伸臂來控審啲，從而就形成一種關(guān)系，測(cè)定相對(duì)于 延伸臂延伸的兩個(gè)距離的角度位置。根據(jù)相對(duì)于底座和反射鏡框架兩個(gè)延伸臂的布 置情況，這將形成方{狄高度范圍和延伸臂延伸距離之間的非線性關(guān)系。
為此，應(yīng)了解的是，該系統(tǒng)并沒有一個(gè)中央齒繊來帶動(dòng)蹄鏡框架圍繞方位 軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。由于反射鏡框架支撐在其中心處，所以不要求設(shè)任何萬向軸管來圍繞高 度軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。由于反射鏡框架不要求l柳倒可萬向軸管，所以，可大大增強(qiáng)這種結(jié) 構(gòu)的設(shè)計(jì)特性，這樣，減小了材料的使用數(shù)量，降低了重量，方便了安裝。
此外，滾 輪14和第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16與傳統(tǒng)使用的中央齒輪箱相比，角度位 移速度要快得多，這樣，根據(jù)設(shè)備要求，反射鏡從一個(gè)位置向另一個(gè)位置的移動(dòng)也 會(huì)大大加快。
另外，還應(yīng)了解的是，目前定日鏡技術(shù)中4頓的方位齒輪箱的齒輪比非常大，可樹共所需要的各種力和定位精度。盡管該項(xiàng)技術(shù)具有良好的可靠性，但從定日鏡
應(yīng)用的設(shè)計(jì)和維護(hù)方面來講，這是一個(gè)非常昂貴的部件。
M延伸臂機(jī)構(gòu)來替代該部件，諸如蝸輪，或，球,輪，可以大大斷氐與 定日鏡相關(guān)的初期資本和使用費(fèi)用。
上述支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以有多種不同形式。應(yīng)用的基礎(chǔ)是，使用兩個(gè)延伸臂來 確定反射鏡框架的所需方向，反射鏡框支架帶有用于對(duì)準(zhǔn)的所需自由度。所示實(shí)施 方案帶有延伸臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，彼此相互垂直布置。相對(duì)角度可以調(diào)整，而且可以滿足 所要求的工作條件。
另外，原型lfLhia行的負(fù)荷曲線評(píng)估說明，哪磐由線必須優(yōu)化。為此，可以改 變結(jié)構(gòu)的幾何微(軸線指向和延伸臂長(zhǎng)度)，以便優(yōu)化材料和其他設(shè)計(jì)因素。負(fù)荷 曲線系指該機(jī)構(gòu)置于野外時(shí)結(jié)構(gòu)所承受的各種力。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以從滾珠螺桿改為另一種線性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，諸如液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 應(yīng)了解的是，所示實(shí)施方案中的各個(gè)關(guān)節(jié)可以改用其他類型的關(guān)節(jié)，只要可提 供相同或更多的自由度即可。例如，滾柱軸承可以用其它機(jī)構(gòu)來代替，諸如球形關(guān)
此外，還可以進(jìn)行如下改裝，但都沒有背離定向理念原則 旋轉(zhuǎn)軸線的重新定位；
改變兩個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的對(duì)稱性，即它們不必為同一對(duì)稱； 反射鏡框架不必位于中心位置； 每個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固定到反射鏡框架上的位置； 每個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)固定到其在延伸臂上的固定參考點(diǎn)的位置。
權(quán)利要求
1.一種定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括一個(gè)固定底座；一個(gè)中央關(guān)節(jié)，其固定到底座上并可固定到反射鏡框架上，以便反射鏡框架能夠相對(duì)于中央關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，而中央關(guān)節(jié)可以相對(duì)于底座以至少兩個(gè)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)；至少兩個(gè)連接到底座上的支臂；一個(gè)第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其連接到其中一個(gè)支臂上并可以相對(duì)于該支臂移動(dòng)，該第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶有一個(gè)固定到其上的反射鏡框架連接器，以便允許第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到反射鏡框架上，該第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以在反射鏡框架連接器自該支臂移開的延伸位置和反射鏡框架連接器向該支臂縮回的收回位置之間移動(dòng)；一個(gè)第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其連接到另一個(gè)支臂上并可相對(duì)于該支臂移動(dòng)，所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶有一個(gè)固定到其上的反射鏡框架連接器，以便允許第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到反射鏡框架上，該第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以在反射鏡框架連接器自該支臂移開的延伸位置和反射鏡框架連接器向該支臂縮回的收回位置之間移動(dòng)。
2. —個(gè)根據(jù)權(quán)禾腰求1戶脫的定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，固定到每個(gè)傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)上的反射鏡框架連接器是一種萬向接頭。
3. —種根據(jù)前面^M權(quán)利要求所述的定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，固定底 座是一個(gè)桿，可以插裝到地下。
4. 一種根據(jù)前面任何權(quán)利要求所述的定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)為蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種定日鏡支架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)，其包括一個(gè)固定底座，一個(gè)固定到底座(12)上的中央關(guān)節(jié)，中央關(guān)節(jié)可固定到反射鏡框架(28)上，中央關(guān)節(jié)(22)可以使反射鏡框架(20)連接到底座(12)上，并可以相對(duì)于底座(12)以至少兩個(gè)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)，至少兩個(gè)連接到底座(12)上的支臂(14)，第一(16)和第二(18)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，連接到支臂(14)上并可以相對(duì)于該支臂(14)移動(dòng)，這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(16，18)帶有一個(gè)固定到其上的反射鏡框架連接器(20)，以便允許這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(16，18)連接到反射鏡框架(18)上，這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(16，18)可以在延伸位置和收回位置之間移動(dòng)。
文檔編號(hào)F24J2/54GK101553698SQ200680055913
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者大衛(wèi)·格勞弗·范德西哈森 申請(qǐng)人:愛斯科姆控股有限公司