專利名稱：一種電動推桿的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為一種電動推桿，屬于機械領域和太陽能應用領域，作為原動件，本電動推 桿可用于太陽能集熱、采熱系統(tǒng)以及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)對太陽能的跟蹤采集，尤其是太 陽能高倍率聚光采集系統(tǒng)不可或缺的實時動態(tài)跟蹤設備的原動件。
背景技術：
在全球化石能源即將枯竭的今天，太陽能的深度開發(fā)應用已被人們所關注。但以 往人們僅在太陽能的低溫應用領域上開發(fā)了一些基礎產(chǎn)品，如太陽能熱水器、太陽能光伏 電池等對跟蹤要求不高或基本無需跟蹤的產(chǎn)品，并且，由于過去的太陽跟蹤設備造價高昂、 技術尚未成熟，所以跟蹤技術沒有得到廣泛應用。今天，人們已深入到太陽能中、高溫應用 領域和高倍率聚光光伏應用領域的研究和開發(fā)，人們發(fā)現(xiàn)，由于太陽能的能流密度較低，屬 于低品位的熱源，若要將其提升為中、高品位的熱源，使之產(chǎn)生高溫、高熱和高光強，就得設 法將太陽光進行高倍聚光，而一旦采用聚光手段，則離不開對太陽的高精度超廣角的適時 動態(tài)跟蹤，這就對跟蹤器提出了很高的要求。在現(xiàn)有技術中，太陽跟蹤器總是采用“旋轉中柱+圓弧齒輪”的有如常見的衛(wèi)星接 收天線式的“樞軸驅(qū)動”式結構，導致設備結構寵大、造價高、抗風差、需大動力驅(qū)動，使之無 法推廣使用，給太陽能的高溫應用造成了難以愈越的屏障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為聚光太陽能集熱系統(tǒng)以及光伏發(fā)電系統(tǒng)提供一種經(jīng)濟實 用、性能可靠、易于實現(xiàn)、功耗小、抗風能力強、適合于露天開式環(huán)境使用的太陽跟蹤器的電 動推桿裝置，以將傳統(tǒng)的“樞軸驅(qū)動”式的結構方案改變?yōu)樾滦偷摹斑吘夠?qū)動”式的結構方 案，以保證太陽能采集系統(tǒng)的可靠、高效工作。本發(fā)明的目的是通過以下方案實現(xiàn)的用一組滑動套1、一根帶齒條或齒孔的長桿2、一個帶齒的驅(qū)動輪3、一副蝸輪蝸桿 減速機4、一只電動機5，構成一套所述的電動推桿裝置；帶齒條或齒孔的長桿2套裝在滑動 套1內(nèi)，帶齒的驅(qū)動輪3安裝在滑套1的一側并與帶齒條或齒孔的長桿2上的齒條或齒孔 相嚙合，帶齒的驅(qū)動輪3由蝸輪蝸桿減速機4驅(qū)動，蝸輪蝸桿減速機4由電動機5帶動?；瑒犹?的周邊分兩行分布著數(shù)對滾子6，滾子6可在固定銷7內(nèi)自由滾動，帶齒 條或齒孔的長桿2可在數(shù)對滾子6所限制的內(nèi)側空間里作上下抽動?；瑒犹?的內(nèi)側面裝有減磨助滑組件8，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯或含石墨 的填充高分子材料制造，減磨助滑組件8與帶齒條或齒孔的長桿2的四個接觸面上有數(shù)條 與帶齒條或齒孔的長桿長度方向相平行的凸棱，使得二者在工作中保持線接觸，并使帶齒 條或齒孔的長桿2可在所述的凸棱所限制的內(nèi)側空間里作上下抽動?；瑒犹?的內(nèi)側面還可以是裝有減磨助滑組件9，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯 或含石墨的填充高分子材料制造，在減磨助滑組件9的四個平面上開有數(shù)列圓孔，孔內(nèi)裝
3有能在其中自由滾動的鋼珠10，使得減磨助滑組件9成為鋼珠固定架，使得二者在工作中 保持多點滾動接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在減磨助滑組件9的滾動鋼珠所限制的 內(nèi)側空間里作上下滑動。帶齒條或齒孔的長桿2是一根帶有齒條或帶有一列至數(shù)列齒孔的桿件，其齒形可 以是漸開線圓柱齒、圓弧齒、矩形齒、滾子鏈齒。帶齒條或齒孔的長桿2的橫剖面形狀可以是矩形、帶定位凸棱或定位凹槽的圓 形、橢圓形。帶齒條或齒孔的長桿2可用空芯或?qū)嵭镜慕饘傩筒闹圃欤部梢杂媒?jīng)折制的金屬 板材與齒條或帶有已預沖出齒孔排的構件復合而成，其一端可以留一鉸支孔，用以與其它 構件相鉸接。與電機相聯(lián)接的減速機構可以由多級齒輪或鏈輪或皮帶輪級聯(lián)而成，但必須至少 有一級蝸輪蝸桿傳動副，以使機構能自鎖，無論滑動套運行在帶齒條或齒孔的長桿的任何 位置上，均能可靠自瑣，不致下滑。用一組所述的電動推桿裝置，通過一座標太陽跟蹤傳感器以及一套電器驅(qū)動系 統(tǒng)，可帶動太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對太陽作一坐標跟蹤，使受光面 始終基本朝向太陽；用二組所述的電動推桿裝置安裝在互為垂直鉸聯(lián)的二自由度二層剛性 支架上，并通過二座標太陽跟蹤傳感器以及電器驅(qū)動系統(tǒng)，可驅(qū)動太陽能光伏電池板、太陽 能光熱接收器、太陽蓬對太陽作全方位跟蹤，使之受光面始終朝向太陽。用所述的電動推桿裝置裝在一個水平電動旋轉平臺上，并通過二座標太陽跟蹤傳 感器以及電器驅(qū)動系統(tǒng)，可驅(qū)動太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對太陽作三 維跟蹤，使之受光面始終朝向太陽。


下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明的主視圖
圖2是本發(fā)明的左視圖
圖3是本發(fā)明的右視圖
圖4是本發(fā)明的剖視圖
圖5是本發(fā)明的實施例2的剖視圖
圖6是本發(fā)明的實施例2的減磨助滑組件8主視圖
圖7是本發(fā)明的實施例2的減磨助滑組件8的俯視圖
圖8是本發(fā)明的實施例3的減磨助滑組件9主視圖
圖9是本發(fā)明的實施例3的減磨助滑組件9的剖視圖
圖10是本發(fā)明的實施例4的帶齒條或齒孔的長桿上的齒條與齒輪的嚙合示意圖
圖11是本發(fā)明具體應用的工作臺平放狀態(tài)示意圖
圖12是本發(fā)明具體應用的工作臺傾斜狀態(tài)示意圖
上圖中1是滑動套，2是帶齒條或齒孔的長桿，3是帶齒的驅(qū)動輪，4是蝸輪蝸桿減
速機，5是電動機，6是滾子，7是固定銷，8是減磨助滑組件a，9是減磨助滑組件b，10是鋼 珠，11是齒輪，12是齒條，13是太陽能接收組件。
具體實施例方式本實施例一的結構如圖1、圖2、圖3、圖4所示，帶齒條或齒孔的長桿2套裝在滑套 1內(nèi)，驅(qū)動輪3安裝在滑套1的一側并與帶齒條或齒孔的長桿2上的齒條或齒孔相嚙合，驅(qū) 動輪3由蝸輪蝸桿減速機4驅(qū)動，蝸輪蝸桿減速機4由電動機5帶動。本實施例的帶齒條 或齒孔的長桿2上沖有齒孔(或鏈孔)，當電動機5得電旋轉時，通過減速機4的減速，將低 速大轉矩傳遞給帶齒的驅(qū)動輪3，通過帶齒的驅(qū)動輪3與帶齒條或齒孔的長桿2上齒孔(或 鏈孔)的相互嚙合，推動滑套1在帶齒條或齒孔的長桿2上作上、下運動，并由固接于滑套 1一側的鉸支孔帶動太陽能接收器作垂直方向的俯仰運動。由于減速機4中至少有一級為蝸輪蝸桿副，具有自鎖功能，所以，無論滑套1處于 帶齒條或齒孔的長桿2上的任何位置，機構都能可靠自鎖，不會在外力(如太陽能接收器重 力)的作用下產(chǎn)生上、下滑動而移位。其中，為減少滑套1與帶齒條或齒孔的長桿2之間的摩擦力，在滑套1的兩側設置 了兩組滾子6，使得當滑套1在帶齒條或齒孔的長桿2上作上、下運動時，滾子6在帶齒條或 齒孔的長桿2的兩相對面上作滾動，減少了其磨擦力。本實施例二的結構如圖1、圖2、圖5、圖6、圖7所示，其中工作原理與實施例一基 本相同，不同之處在于在滑動套1的內(nèi)側面裝有減磨助滑組件8，此組件可用尼龍或聚四 氟乙烯或含石墨的填充高分子材料制造，減磨助滑組件8與帶齒條或齒孔的長桿2的四個 接觸面上有數(shù)條與帶齒條或齒孔的長桿長度方向相平行的凸棱，使得二者在工作中保持線 接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在所述的凸棱所限制的內(nèi)側空間里作有固體潤滑的上 下抽動。本實施例三的結構如圖1、圖2、圖5、圖8、圖9所示，其中工作原理與實施例一基 本相同，不同之處在于滑動套1的內(nèi)側面裝有減磨助滑組件9，此組件可用尼龍或聚四氟 乙烯或含石墨的填充高分子材料制造，在減磨助滑組件9的四個平面上開有數(shù)列圓孔，孔 內(nèi)裝有能在其中自由滾動的鋼珠10，使得減磨助滑組件9成為鋼珠固定架，二者得以在工 作中保持多點滾動接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在減磨助滑組件9的滾動鋼珠所限 制的內(nèi)側空間里作有固體潤滑和滾動的上下滑動。本實施例四的結構如圖10所示，本圖中帶齒條或齒孔的長桿2為帶齒的桿件，與 之相嚙合的驅(qū)動輪3也為相應的齒形。圖11、圖12是本發(fā)明的具體應用示意圖，用一組本發(fā)明的電動推桿裝置，再配之 太陽跟蹤傳感器及其驅(qū)動系統(tǒng)，可帶動太陽能接收組件13對太陽作一坐標跟蹤，使受光面 始終基本朝向太陽。用一組本發(fā)明的電動推桿裝置，安裝在電動旋轉平臺上，可帶動太陽能 接收組件13對太陽作二坐標的精確跟蹤，使受光面始終朝向太陽。用二組本發(fā)明的電動推 桿裝置，安裝在互為垂直鉸聯(lián)的二自由度二層剛性支架上，并通過二座標太陽跟蹤傳感器 以及電器驅(qū)動系統(tǒng)，可驅(qū)動太陽能接收組件13對太陽作二座標精確跟蹤，使之受光面始終 朝向太陽。用二組本發(fā)明的電動推桿裝置，安裝在電動旋轉平臺上，并通過二座標太陽跟蹤 傳感器以及電器驅(qū)動系統(tǒng)，可驅(qū)動太陽能接收組件13對太陽作二座標精確跟蹤，使之受光 面始終朝向太陽。
權利要求
一種電動推桿，其特征在于包含一組滑動套1、一根帶齒條或齒孔的長桿2、一個帶齒的驅(qū)動輪3、一副蝸輪蝸桿減速機4、一只電動機5，構成一套所述的電動推桿裝置；帶齒條或齒孔的長桿2套裝在滑動套1內(nèi)，帶齒的驅(qū)動輪3安裝在滑套1的一側并與帶齒條或齒孔的長桿2上的齒條或齒孔相嚙合，帶齒的驅(qū)動輪3由蝸輪蝸桿減速機4驅(qū)動，蝸輪蝸桿減速機4由電動機5帶動。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動推桿裝置，其特征在于滑動套1的周邊分兩行分布著 數(shù)對滾子6，滾子6可在固定銷7內(nèi)自由滾動，帶齒條或齒孔的長桿2可在數(shù)對滾子6所限 制的內(nèi)側空間里作上下抽動。
3.根據(jù)權利要求1所述的電動推桿裝置，其特征在于滑動套1的內(nèi)側面四周均裝有 減磨助滑組件8，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯或含石墨的填充高分子材料制造，減磨助滑 組件8與帶齒條或齒孔的長桿2的四個接觸面上有數(shù)條與帶齒條或齒孔的長桿長度方向相 平行的凸棱，使得二者在工作中保持線接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在所述的凸棱 所限制的內(nèi)側空間里作上下抽動。
4.根據(jù)權利要求1所述的電動推桿裝置，其特征在于滑動套1的內(nèi)側面裝有減磨助 滑組件9，此組件可用尼龍或聚四氟乙烯或含石墨的填充高分子材料制造，在減磨助滑組件 9的四個平面上開有數(shù)列圓孔，孔內(nèi)裝有能在其中自由滾動的鋼珠10，使得減磨助滑組件9 成為鋼珠固定架，二者得以在工作中保持多點滾動接觸，并使帶齒條或齒孔的長桿2可在 減磨助滑組件9的滾動鋼珠10所限制的內(nèi)側空間里作上下滑動。
5.根據(jù)權利要求1所述的電動推桿裝置，其特征在于帶齒條或齒孔的長桿2是一根 帶有齒條或帶有一列至數(shù)列齒孔的桿件，其齒形可以是漸開線圓柱齒、圓弧齒、矩形齒、滾 子鏈齒。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的電動推桿裝置，其特征在于帶齒條或齒孔的長桿2的 橫剖面形狀可以是矩形、帶定位凸棱或定位凹槽的圓形、橢圓形。
7.根據(jù)權利要求1或5或6所述的電動推桿裝置，其特征在于帶齒條或齒孔的長桿2 可用空芯或?qū)嵭镜慕饘傩筒闹圃?，也可以用?jīng)折制的金屬板材與齒條或帶有已預沖出齒孔 排的構件復合而成，其一端可以留一鉸支孔，用以與其它構件相鉸接。
8.根據(jù)權利要求1所述的電動推桿裝置，其特征在于與電機相聯(lián)接的減速機構可以 由多級齒輪或鏈輪或皮帶輪級聯(lián)而成，但至少有一級蝸輪蝸桿傳動副，以使機構能自鎖。
9.根據(jù)權利要求1至8所述的電動推桿裝置，其特征在于用一組所述的電動推桿裝 置，通過一座標太陽跟蹤傳感器以及一套電器驅(qū)動系統(tǒng)，可帶動太陽能光伏電池板、太陽能 光熱接收器、太陽蓬對太陽作一坐標跟蹤，使受光面始終基本朝向太陽；用二組所述的電動 推桿裝置安裝在互為垂直鉸聯(lián)的二自由度二層剛性支架上，并通過二座標太陽跟蹤傳感器 以及電器驅(qū)動系統(tǒng)，可驅(qū)動太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對太陽作全方位 跟蹤，使之受光面始終朝向太陽。
10.根據(jù)權利要求1至8所述的電動推桿裝置，其特征在于用所述的電動推桿裝置 裝在一個水平電動旋轉平臺上，并通過二座標太陽跟蹤傳感器以及電器驅(qū)動系統(tǒng)，可驅(qū)動 太陽能光伏電池板、太陽能光熱接收器、太陽蓬對太陽作三維跟蹤，使之受光面始終朝向太 陽。
全文摘要
一種電動推桿，屬于太陽能應用領域，用于太陽能集熱、采熱系統(tǒng)以及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽方位的實時動態(tài)跟蹤設備的原動件，在傳動方式上，一改傳統(tǒng)的“樞軸式”驅(qū)動為高效、穩(wěn)定的“邊緣式”驅(qū)動，減少了設備的自重和功耗，降低成本，提高了抗風能力。其特征為包含一組滑動套1、一根帶齒條或齒孔的長桿2、一個帶齒的驅(qū)動輪3、一副蝸輪蝸桿減速機4、一只電動機5，構成一套所述的電動推桿裝置；長桿2套裝在滑動套1內(nèi)，驅(qū)動輪3安裝在滑動套1的一側并與長桿2上的齒條或齒孔相嚙合，驅(qū)動輪3由蝸輪蝸桿減速機4驅(qū)動，蝸輪蝸桿減速機4由電動機5帶動。用一套所述的電動推桿可組成一維太陽跟蹤系統(tǒng)，用二套所述的電動推桿在平面上互成90°安裝，即可組成二維的太陽跟蹤系統(tǒng)。
文檔編號H02N6/00GK101924419SQ200910111999
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權日2009年6月16日
發(fā)明者陳鼎凌 申請人:陳鼎凌