一種自動跟蹤太陽光的驅(qū)動裝置制造方法
【專利摘要】一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，包括有底座，底座上設(shè)有轉(zhuǎn)盤；底座上設(shè)有灶體固定軸、灶體旋轉(zhuǎn)軸；灶體固定軸、灶體旋轉(zhuǎn)軸之間套有承重軸承；灶體旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有灶體安裝臺；灶體旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有傳動裝置；底座的尾部裝有扶手；支架固定軸套有支架旋轉(zhuǎn)軸，支架固定軸與支架旋轉(zhuǎn)軸之間套有承重軸承；定時支架設(shè)在支架旋轉(zhuǎn)軸上；定時水箱設(shè)在定時支架上；定時水箱內(nèi)設(shè)有擋板；繩索繞過定滑輪后與小水箱上端相連；側(cè)壁上設(shè)有閥門；小水箱與導(dǎo)水管相連通；向頂部第一個定時水箱注滿水，定時支架向第一定時水箱方向傾斜，定時支架帶動傳動裝置運動，到達(dá)限位塊位置后停止運動，調(diào)節(jié)水流量實現(xiàn)轉(zhuǎn)動角速度與太陽的角速度同步；結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，操作簡單。
【專利說明】—種自動跟蹤太陽光的驅(qū)動裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種自動跟蹤太陽光的驅(qū)動裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]聚光太陽灶的發(fā)明和使用解決了由于太陽能能量密度低而只能提供低溫加熱的問題，例如太陽能熱水器僅用于洗澡而不能飲用。因此，國家大力倡導(dǎo)在農(nóng)村使用太陽灶以到達(dá)節(jié)能減排的目的。但是聚光太陽灶在農(nóng)村的使用率和普及程度都較低，究其主要原因，是因為傳統(tǒng)的聚光太陽灶在使用時因為方向固定，所以只能利用幾乎很小區(qū)域的單一方向的陽光，使得太陽能利用率太低；而具有跟蹤太陽光功能的太陽灶，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價過高，而且消耗能源，操作不便，在農(nóng)村推廣困難很大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是針對太陽灶中的負(fù)載熱水壺或者鍋具有比較大的受熱面而不需要高精度自動跟蹤的特點以及作為使用者的農(nóng)民技術(shù)水平和實際要求，提供一種具有自動跟蹤太陽光功能的驅(qū)動裝置，以解決傳統(tǒng)太陽灶無法跟蹤太陽的缺點，具有結(jié)構(gòu)簡單，便于故障檢修，電路設(shè)計簡單，在幾乎不消耗能量的條件下，可以很方便的實現(xiàn)對太陽光的自動跟蹤。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，包括有底座，底座上設(shè)有轉(zhuǎn)盤；底座正中心設(shè)有灶體固定軸、灶體旋轉(zhuǎn)軸；灶體固定軸、灶體旋轉(zhuǎn)軸之間套有承重軸承；灶體旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有灶體安裝臺；灶體旋轉(zhuǎn)軸的上下兩端分別設(shè)有一傳動裝置；底座的尾部裝有扶手；扶手上設(shè)有支架固定軸，支架固定軸套有支架旋轉(zhuǎn)軸，支架固定軸與支架旋轉(zhuǎn)軸之間套有承重軸承；五個定時支架焊接在支架旋轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)動時以支架旋轉(zhuǎn)軸為軸心；五個定時支架上各安裝有一個定時水箱，定時水箱設(shè)在定時支架的末端；
所述的定時水箱底部設(shè)有出水口 ；出水口內(nèi)端設(shè)有擋板；擋板上的繩索繞過定時水箱側(cè)壁頂端的定滑輪后與小水箱上端相連；側(cè)壁上設(shè)有閥門；小水箱的進(jìn)水口與閥門相連通；小水箱的出水口與導(dǎo)水管相連通。
[0005]所述的底座底部設(shè)有三個帶有鎖死裝置的輪子；底座上設(shè)有防止定時支架傾倒的限位塊。
[0006]所述的五個定時水箱之間依次通過導(dǎo)水管連通。
[0007]所述的支架固定軸與支架旋轉(zhuǎn)軸有傾角。
[0008]所述的兩個相鄰的定時支架上的定時水箱相錯位設(shè)置。
[0009]所述的傳動裝置與灶體旋轉(zhuǎn)軸之間通過齒輪連接。
[0010]在最底部的定時水箱下方放置一收水桶。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在分析研究了太陽灶在農(nóng)村沒有大范圍普及的原因后，發(fā)現(xiàn)并解決了以下幾個突出問題，一是農(nóng)村用戶使用太陽灶的時間不固定，每次使用都需要重新調(diào)整太陽灶的朝向，導(dǎo)致使用很不方便；二是每次使用都只能短時間使用，若要長時間使用，中途必須手動調(diào)整幾次太陽灶位置和方向；三是若使用有自動跟蹤太陽功能的太陽灶，成本過高，使用繁瑣，而且消耗能量和維修不便。針對上述問題，本發(fā)明結(jié)合太陽灶自身結(jié)構(gòu)，在完全避免使用電子跟蹤系統(tǒng)和電力驅(qū)動的情況下，設(shè)計出一種可以自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置。本發(fā)明的驅(qū)動裝置利用杠桿原理和“豐”字結(jié)構(gòu)支架，將處于高位的水的重力勢能通過流動轉(zhuǎn)變成不同時刻對應(yīng)方位驅(qū)動灶體轉(zhuǎn)動的力矩；再通過調(diào)整定時水箱的閥門大小可以控制定時支架的擺動周期，使其轉(zhuǎn)動的平均角速度與地球相對于太陽自轉(zhuǎn)的角速度大體同步(15°/h)，從而達(dá)到自動跟蹤太陽光的目的。而這種每天早上農(nóng)民出工前將收水桶中的水提起來倒入第一個定時水箱的操作(所做的功轉(zhuǎn)換成水的勢能)提供一天太陽灶自動跟蹤的動力，對于農(nóng)民來說，確實是舉手之勞。而且這種非高精度的自動跟蹤完全能夠滿足太陽灶的實際使用要求。該太陽灶不僅結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，而且操作簡單，便于維修，相對于普通的自動跟蹤系統(tǒng)來說節(jié)省了能源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的自動跟蹤太陽的太陽灶的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的定時支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的定時水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1為底座；2為轉(zhuǎn)盤；3為灶體固定軸；4為灶體旋轉(zhuǎn)軸；5為灶體安裝臺；6為定時支架；7為定時水箱；8為導(dǎo)水管；9為支架固定軸；10為支架旋轉(zhuǎn)軸；11為限位塊；12為傳動裝置；13為扶手；14為輪子；15為出水口 I ;16為擋板；17為定滑輪；18為小水箱；19為閥門。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳說明。
[0018]參見圖1，一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，包括有底座I，底座I上設(shè)有轉(zhuǎn)盤2 ;底座I正中心設(shè)有灶體固定軸3、灶體旋轉(zhuǎn)軸4 ;灶體固定軸3、灶體旋轉(zhuǎn)軸4之間套有承重軸承；灶體旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有灶體安裝臺5，可以對灶體安裝臺的俯仰角進(jìn)行微調(diào)；灶體旋轉(zhuǎn)軸4的上下兩端分別設(shè)有一傳動裝置12 ;底座I的尾部裝有扶手13 ;扶手13上設(shè)有支架固定軸9，支架固定軸9套有支架旋轉(zhuǎn)軸10，支架固定軸9與支架旋轉(zhuǎn)軸10之間套有承重軸承；五個定時支架6焊接在支架旋轉(zhuǎn)軸10上，并且轉(zhuǎn)動時以支架旋轉(zhuǎn)軸為軸心；五個定時支架
6上各安裝有一個定時水箱7，定時水箱7設(shè)在定時支架6的末端。
[0019]所述的傳動裝置與灶體旋轉(zhuǎn)軸之間通過齒輪連接。
[0020]所述的底座I為整個太陽灶的支撐部分，尾部裝有扶手13，便于使用者根據(jù)需要移動該太陽灶。
[0021]所述的底座I底部設(shè)有三個帶有鎖死裝置的輪子14，輪子14使太陽灶的移動與固定更加便捷；限位塊11也固定在底座上，用來防止定時支架6傾倒。
[0022]所述的承重軸承的目的是便于灶體固定軸轉(zhuǎn)動。
[0023]所述的扶手13上設(shè)有支架固定軸9，支架固定軸9焊接在扶手上，支架固定軸9套有支架旋轉(zhuǎn)軸10，支架固定軸9與支架旋轉(zhuǎn)軸10之間套有承重軸承；五個定時支架6焊接在支架旋轉(zhuǎn)軸10上，并且轉(zhuǎn)動時以支架旋轉(zhuǎn)軸為軸心，支架固定軸9與支架旋轉(zhuǎn)軸10有傾角；定時支架的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。五個定時支架6上各安裝有一個定時水箱7，定時水箱7設(shè)在定時支架6的末端，兩個相鄰的定時支架6上的定時水箱7相錯位設(shè)置；定時水箱之間通過導(dǎo)水管8連通。在最底部的定時水箱下方放置一收水桶，實現(xiàn)水的循環(huán)利用的目的。
[0024]所述的定時水箱7底部設(shè)有出水口 15 ;出水口 15內(nèi)端設(shè)有擋板16 ;擋板上的繩索繞過定時水箱側(cè)壁頂端的定滑輪17后與小水箱18上端相連；側(cè)壁上設(shè)有閥門19 ;小水箱的進(jìn)水口與閥門19相連通；小水箱的出水口與導(dǎo)水管8相連通。
[0025]所述的定時水箱的結(jié)構(gòu)原理如圖3所示:在無水狀態(tài)下，擋板16會在重力的作用下閉合；當(dāng)注水量達(dá)到滿值時，水位線已超過閥門19的高度，自出水口開始向小水箱18注水；小水箱18中的水量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時，會向下運動，并通過定滑輪17將擋板打開；定時水箱中的水會通過出水口和導(dǎo)水管8流入下一個定時水箱；通過控制閥門的進(jìn)水量大小，可以控制開啟擋板的時間間隔；小水箱中的水通過小水箱底部的出水口流出；控制閥門的出水量大小，可以保證在定時水箱的水流盡之前，擋板不會關(guān)閉。
[0026]定時支架的工作原理如圖2所示:開始使用之前，定時支架整體向右傾斜，當(dāng)向頂部的定時水箱注水后，定時支架開始向定時水箱的方向傾斜；由于限位塊的存在，定時支架不會發(fā)生傾倒現(xiàn)象；當(dāng)定時水箱中注滿水后，由于水箱閥門的作用，定時水箱中的水在一小時后開始流入下一個定時水箱；這時，定時支架整體開始向下一個定時水箱的方向傾斜；此后，定時支架重復(fù)上述動作，直到定時水箱中的水全部流入收水桶。
[0027]定時支架在運動過程中，會帶動傳動裝置一起運動，傳動裝置的工作原理如圖4所示:當(dāng)定時支架順時針轉(zhuǎn)動時，定時支架上半部分會推動上傳送帶向右運動，而支架下半部分不會帶動下傳送帶運動；當(dāng)定時支架逆時針轉(zhuǎn)動時，支架下半部分會推動下傳送帶向右運動，而支架上半部分不會帶動上傳送帶運動；這樣的設(shè)計方式避免了灶體的逆向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)灶體對太陽光方向的自動追蹤。
[0028]本發(fā)明的工作原理是:
早晨，使用者向頂部第一定時水箱注滿水，在重力的作用下，定時支架會向第一定時水箱方向傾斜，在發(fā)生傾斜過程中的定時支架帶動傳動裝置運動，由于傳動裝置通過齒輪與灶體旋轉(zhuǎn)軸連接，所以定時支架的轉(zhuǎn)動會使灶體旋轉(zhuǎn)軸和灶體發(fā)生轉(zhuǎn)動，直到定時支架到達(dá)限位塊位置后停止運動，而通過調(diào)節(jié)水流量來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動角速度與太陽的角速度基本同步，即可達(dá)到跟蹤太陽光的目的。
[0029]當(dāng)?shù)谝欢〞r水箱(定時水箱自上而下分別為:第一定時水箱、第二定時水箱、第三定時水箱、第四定時水箱、第五定時水箱)中的水會在設(shè)定時間內(nèi)通過導(dǎo)水管流入第二定時水箱內(nèi)，這時，定時支架會向第二定時水箱方向傾斜，直到定時支架到達(dá)限位塊后停止，定時支架的運動同樣會帶動灶體旋轉(zhuǎn)軸和灶體安裝臺發(fā)生轉(zhuǎn)動，同樣達(dá)到跟蹤太陽光的目的。
[0030]隨著定時水箱中的水依次流入下面的定時水箱，直到流入最下方發(fā)收水桶，一天自動跟蹤太陽光任務(wù)完成。在此過程中，由于水的流動引起定時支架產(chǎn)生重心不斷的變化，同時帶動灶體旋轉(zhuǎn)軸和灶體安裝臺轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)跟蹤太陽光的目的。
[0031]本發(fā)明是針對農(nóng)村使用太陽灶中存在的具體問題以及實際條件下進(jìn)行設(shè)計的。
[0032]本發(fā)明僅以反射式太陽灶作為負(fù)載來進(jìn)行說明其工作原理的，實際上還可以推廣應(yīng)用于跟蹤精度要求不高的光伏發(fā)電系統(tǒng)中作為光伏電池板的自動跟蹤太陽光驅(qū)動系統(tǒng)坐寸ο
【權(quán)利要求】
1.一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，包括有底座(I)，其特征在于，底座(I)上設(shè)有轉(zhuǎn)盤(2 );底座(I)正中心設(shè)有灶體固定軸(3 )、灶體旋轉(zhuǎn)軸(4 );灶體固定軸(3 )、灶體旋轉(zhuǎn)軸(4 )之間套有承重軸承；灶體旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有灶體安裝臺(5);灶體旋轉(zhuǎn)軸(4)的上下兩端分別設(shè)有一傳動裝置(12 );底座(I)的尾部裝有扶手(13 );扶手(13 )上設(shè)有支架固定軸(9 )，支架固定軸(9)套有支架旋轉(zhuǎn)軸(10)，支架固定軸(9)與支架旋轉(zhuǎn)軸(10)之間套有承重軸承；五個定時支架(6 )焊接在支架旋轉(zhuǎn)軸(10 )上，轉(zhuǎn)動時以支架旋轉(zhuǎn)軸為軸心；定時支架(6 )上各安裝有一個定時水箱(7)，定時水箱(7)設(shè)在定時支架(6)的末端； 所述的定時水箱(7)底部設(shè)有出水口(15);出水口(15)內(nèi)端設(shè)有擋板(16);擋板上的繩索繞過定時水箱側(cè)壁頂端的定滑輪(17)后與小水箱(18)上端相連；側(cè)壁上設(shè)有閥門(19);小水箱的進(jìn)水口與閥門(19)相連通；小水箱的出水口與導(dǎo)水管⑶相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述的底座(I)底部設(shè)有三個帶有鎖死裝置的輪子(14);底座上設(shè)有防止定時支架(6)傾倒的限位塊(II)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述的五個定時水箱之間依次通過導(dǎo)水管(8)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述的支架固定軸(9 )與支架旋轉(zhuǎn)軸(10 )有傾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述的兩個相鄰的定時支架(6)上的定時水箱(7)相錯位設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述的傳動裝置與灶體旋轉(zhuǎn)軸之間通過齒輪連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽的驅(qū)動裝置，其特征在于，在最底部的定時水箱下方放置一收水桶。
【文檔編號】F24J2/38GK104236144SQ201410535134
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】寧鐸, 鄧力愷, 王進(jìn)軍, 韓雨航, 吳艷銳 申請人:陜西科技大學(xué)