一種消除離軸誤差的雙軸一體式日光追蹤驅動裝置的制作方法

本實用新型涉及一種消除離軸誤差的雙軸一體式日光追蹤驅動裝置，屬于定日境驅動技術領域。

背景技術：

定日鏡是塔式太陽能熱發電系統中能量轉化最初階段非常重要的設備。在塔式系統中通常采用成千上萬個定日鏡，通過各自獨立控制系統連續跟蹤太陽輻射能，并把能量聚焦到塔頂的吸熱器上，繼而以熱能的形式加以利用。因此，定日鏡的設計是塔式太陽能熱發電系統設計的重要環節之一，是降低發電成本，實現太陽能熱發電商業化的基礎。

定日鏡通常由支架、傳動系統、反光鏡及控制系統四部分組成。支架是整個定日鏡的支撐部分，將各個部件穩定的連接在一起。反光鏡固定在支架上，通過傳動系統的隨時調整，將太陽入射光反射到吸熱塔的吸熱器上，現在絕大部分廠家都采用超白玻璃鍍銀鏡。控制系統采用方位、俯仰雙軸驅動的方式控制定日鏡來自動跟蹤太陽。

目前塔式定日鏡主要有4種典型雙軸跟蹤方式： 1）固定軸指向目標位置的自旋-俯仰跟蹤方式；2）固定軸豎直向上的方位-俯仰跟蹤方式；3）固定軸水平放置的俯仰-傾斜跟蹤方式；4）虛擬固定軸沿東西向水平布置的極軸式跟蹤方式。上述四類經典的定日鏡追蹤方式中，自旋-俯仰、方位-俯仰、極軸式跟蹤三類方式對固定軸的指向具有限定性，分別為指向靶心、豎直向上、東西指向，而俯仰—傾斜方式的固定軸只要求與水平面平行，對其指向沒有相應限定。從而可以通過調整安裝方位，減小定日鏡傳動系統的追日行程及定日鏡的追日擺動范圍，有利于布置較為緊密的定日鏡場，提高鏡場的地面利用率及聚光效率，是一種應用前景很好的方式。

但是，相比最為常用的是傳統的方位—俯仰運動的定日鏡，目前采用的是俯仰-傾斜這一類雙軸跟蹤方式的定日鏡在實際中的應用卻相對較少，其中較有代表性的有SBP公司的Stellio定日鏡，以及澳大利亞的CSIRO定日鏡，上述兩種定日鏡的中心支座本質上是十字關節軸承，而若采用市面上成熟的通用的十字軸關節或借鑒其結構設計定日鏡中心支座，這類定日鏡在結構上存在一個難以解決的問題—兩轉軸之間的離軸距離過大，且雙軸尤其是主動軸（水平固定軸）與定日鏡重心之間距離過大。過大的離軸會造成追日控制算法上的非線性；過大的偏心距將增大傳動機構的載荷，提高其規格與成本，增大運動關節件的磨損且減小使用壽命，降低傳動精度并損失不必要的能耗，同時對于下方立柱也帶來了偏心受壓導致的抗彎問題，增加不必要的剛度要求和材料成本。上述種種也是造成當前此類定日鏡實際應用較少的一個關鍵原因。

因此，如何降低定日鏡驅動裝置的離軸和偏心距，是此類定日鏡設計的關鍵所在。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于：針對目前技術不能滿足現有的需要，提供一種消除離軸誤差的雙軸一體式日光追蹤驅動裝置，巧妙地將定日鏡的雙軸設計成共面相交，使得定日鏡的兩軸離心距離為零，且轉軸與定日鏡支架直接固定連接，大大減小了定日鏡的重心與兩傳動軸交點之間的距離，從而有效的降低了這類定日鏡重心與轉軸之間的偏心距，解決了此類定日鏡的結構難題。

本實用新型所采用的技術方案是：一種消除離軸誤差的雙軸一體式日光追蹤驅動裝置，包括傳動箱體和U形立柱支座，傳動箱體的兩端通過法蘭固定在U形立柱支座上，其中傳動箱體的一端與法蘭相連設有固定構件，傳動箱體的兩側設有轉軸，轉軸上設有傳動構件，轉軸的兩端均設有定日境支架，其中在傳動箱體內的傳動箱底板上設有驅動機構一和驅動機構二，所述的驅動機構一繞固定構件的運行，所述的驅動機構二驅動傳動構件的運行。

在本實用新型中：所述傳動箱體兩端的法蘭之間的連線即虛軸與轉軸共面正交。

在本實用新型中：所述的驅動機構一和驅動機構二均由減速機、主動輪支座和主動輪組成，主動輪安裝在主動輪支座上，并通過減速機進行驅動。

在本實用新型中：所述的固定構件為固定輪，驅動機構通過圍繞固定輪運行，實現傳動箱體繞傳動箱體兩端的法蘭之間的連線即虛軸運動，實現定日境支架的俯仰。

在本實用新型中：所述的傳動構件為齒輪傳動機構或連桿傳動機構或鏈式傳動機構或帶式傳動機構，驅動機構通過驅動齒輪傳動機構或連桿傳動機構或鏈式傳動機構或帶式傳動機構，實現定日鏡支架隨轉軸旋轉而傾斜。

本實用新型的有益效果：

1. 本實用新型結構簡單、設計合理，將定日鏡的雙軸即虛軸和轉軸設計成共面相交，使得定日鏡兩軸的離心距離為零，且轉軸與定日鏡支架直接固定連接，大大減小了定日鏡的重心與兩傳動軸交點之間的距離，從而有效的降低了這類定日鏡重心與轉軸之間的偏心距；

2. 傳動箱體通過虛軸懸掛在U形立柱支座上，定日鏡支架通過轉軸即實軸懸掛在傳動箱體上，實現了實軸虛軸共面相交；

3. 通過固定在傳動箱體中的減速機一帶動傳動箱體繞虛軸上的固定輪旋轉實現定日鏡的俯仰；通過固定在傳動箱體中的減速機二驅動定日鏡支架隨轉軸即實軸旋轉實現定日鏡的傾斜；

4. 本實用新型中的轉軸即實軸直接貫通驅動裝置，且與兩側的定日鏡支架相連，與常見的力矩管式定日鏡支架結構匹配，定日鏡重心靠近實軸和虛軸的交點，有利于降低驅動裝置的負荷，減少定日鏡運行耗電。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型另一結構示意圖；

圖3是本實用新型中的U形立柱支座示意圖；

圖4是本實用新型使用狀態參考示意圖。

圖中：1.傳動箱體；2.轉軸；3.定日境支架；4.齒輪傳動機構；5.主動輪一；6.主動輪二；7.減速機一；8.減速機二；9.固定輪；10.U形立柱支座；11.虛軸；12.法蘭；13.傳動箱底板；14.主動輪支座一；15.主動輪支座二；16.立柱。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1-4所示，一種消除離軸誤差的雙軸一體式日光追蹤驅動裝置，包括傳動箱體1和U形立柱支座10，U形立柱支座10固定在立柱16上，傳動箱體1的兩端通過法蘭12固定在U形立柱支座10上，其中傳動箱體1的一端與法蘭12相連設有固定構件，該固定構件在本實施例中為固定輪9，傳動箱體1相對應的兩側面設有轉軸2連通，轉軸2通過兩側面上的軸承可以進行滾動，此處的轉軸2可以理解為實軸，

轉軸2上設有傳動構件，此實施例中的傳動構件為齒輪傳動機構4，轉軸2的兩端均設有定日境支架3，其中在傳動箱體1內的傳動箱底板13上設有驅動機構一和驅動機構二，驅動機構一包括減速機一7、主動輪支座一14和主動輪一5，主動輪一5安裝在主動輪支座一14上，并通過減速機一7進行驅動；驅動機構二包括減速機二8、主動輪支座二15和主動輪二6，主動輪二6安裝在主動輪支座二15上，并通過減速機二8進行驅動。其中主動輪一5繞固定輪9的運行，實現傳動箱體1繞傳動箱體1兩端的法蘭12之間的連線即虛軸11運動，實現定日境支架的俯仰。其中傳動箱體1兩端的法蘭12之間的連線即虛軸11與轉軸即實軸共面正交。所述的齒輪傳動機構4通過主動輪二6的帶動，實現定日鏡支架3隨轉軸即實軸旋轉而傾斜。

在實施例中，固定構件不僅僅可以設為固定輪9，只要能實現本實用新型中所描述的技術效果的固件構件都屬于本實用新型的保護范疇。

在本實施中，傳動構件可以為齒輪傳動機構4，也可以為連桿傳動機構或鏈式傳動機構或帶式傳動機構，只要能實現本實用新型中所描述的技術效果的傳動構件都屬于本實用新型的保護范疇。

以上對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但本實用新型并不限于以上描述。對于本領域的技術人員而言，任何對本技術方案的同等修改和替代都是在本實用新型的范圍之中。因此，在不脫離本實用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本實用新型的范圍內。