专利名称：液压杆传动多点支撑链接驱动群同步跟踪采光太阳能家用电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳光自动跟踪技术，特别是一种可用于多个太阳能电池板或多
个其他太阳能接收设备同步自动跟踪太阳光的液压杆传动多点支撑链接驱动群同步跟踪 采光太阳能家用电源，该太阳能家用电源可固定在外墙面上并可以带动多个太阳能电池板 同步自动跟踪太阳光，完成太阳能的自动跟踪采集。
背景技术：
太阳能是一种清洁能源，取之不尽、用之不竭，也不会造成环境污染，如今，无论在 沿海城市，还是在内陆城市，太阳能产品正越来越多地进入人们的视野，太阳能路灯、太阳 能草坪灯、太阳能庭院灯、太阳能楼道灯、公交站台灯、交通信号灯等等，但这些太阳能产品 的太阳能接收元件大多以位置固定方式接收太阳光的，因不能全天与太阳光保持垂直，造 成太阳能利用率低下。近年来国外在一些太阳能电站的光伏矩阵中实现了太阳光的自动跟 踪，在全国各地也有一些小型、中型的太阳能电站投入运行，他们的接收元件有些是以位置 固定方式接收太阳光的，有些实现了太阳光的自动跟踪，但这些跟踪装置的水平跟踪转动 轴垂直于地平面，竖直跟踪转动轴与地平面平行，水平和竖直两个方向必须实时跟踪才能 实现太阳能电池板接收平面与太阳光保持垂直，使得这些跟踪装置结构复杂、体积庞大、造 价高、能耗大，难以推广应用。
发明内容
为了克服现有的跟踪装置机械结构复杂、体积庞大、成本高、能耗大等缺点，本发 明针对现有技术存在的不足对现有技术进行了改进，把三维跟踪分解为轨道跟踪和轨道俯 角跟踪，并以此为依据提出了一种结构简单可靠、成本低，跟踪能耗小、抗风能力强的太阳 能家用电源。该太阳能家用电源的每个太阳能电池板的连接轴的轴线与地球绕太阳运行轨 道的轴线平行，太阳能电池板可在控制系统的驱动下绕该连接轴的轴线转动，从而使太阳 能电池板平面实时保持与太阳光垂直，实现太阳能家用电源的轨道跟踪。另一个连接轴与 每个太阳能电池板的连接轴的轴线垂直，该太阳能家用电源的所有太阳能电池板可在控制 系统的驱动下同时同步的绕该连接轴转动，可调整每个太阳能电池板的连接轴的轴线与地 球绕太阳运行轨道的轴线保持平行，实现太阳能家用电源的轨道俯角跟踪。因地球绕太阳 运行一年，连接轴的轴线相对于地球绕太阳运行轨道的轴线变化很缓慢，所以该方向的调 整可一天或几天进行一次，可大大降低太阳能家用电源的跟踪能耗。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是每一个太阳能电池板都通过一组轴 线相互重合的连接轴牢固的串接在一起，并且每个太阳能电池板的重量均匀分布在该太阳 能电池板的连接轴的轴线两侧，各太阳能电池板的上表面相互平行，每个太阳能电池板的 各连接轴都通过轴承和轴承架被安装在同一组相互平行的支撑梁上，各支撑梁牢固的固定 在同一组相互平行的支撑架上，各支撑梁和各支撑架相互垂直，使得每个太阳能电池板可
4绕该太阳能电池板的连接轴的轴线光滑的转动，各太阳能电池板的连接轴的轴线相互平行 并且各太阳能电池板的连接轴的轴线与地球绕太阳运行轨道的轴线平行，使得太阳光线与 各太阳能电池板的连接轴的轴线垂直。 上述各支撑架通过一组轴线相互重合的连接轴与一组三角架光滑的相连接，各三
角架都牢固的固定在外墙面上，并且该组连接轴的轴线与各太阳能电池板的连接轴的轴线
相互垂直且该组连接轴的轴线与地表面平行，上述各支撑架可绕该组连接轴的轴线光滑的
转动并通过上述各支撑梁带动各太阳能电池板绕该组连接轴的轴线同时同步同向的转动。 每一个太阳能电池板的连接轴的上端都牢固的安装了一个同轴双链轮，各同轴双
链轮与各连接轴同心轴线相互重合，各同轴双链轮上的两个链轮的轴线相互重合且各项尺
寸对应相等，各太阳能电池板的连接轴上的同轴双链轮的各项尺寸对应相等，每一个太阳
能电池板连接轴上的同轴双链轮都分别与两根链条良好的相齿合，其中一根链条和该太阳
能电池板一侧相邻的一个太阳能电池板连接轴上的同轴双链轮良好的相齿合，另一根链条
和该太阳能电池板另一侧相邻的另一个太阳能电池板连接轴上的同轴双链轮良好的相齿合。 在上述相互平行的支撑梁中的一个支撑梁上牢固的固定了一个减速箱体、连接架 一和连接架二，在减速箱体内安装了由电机、蜗杆、蜗轮、小直齿轮一、大直齿轮一和驱动轴 构成的减速驱动机构，电机牢固的固定在减速箱体内，在减速箱体内小直齿轮一与电机的 电机轴同心轴线相互重合且小直齿轮一牢固的固定在电机的电机轴上，大直齿轮一与蜗杆 同心轴线相互重合且大直齿轮一牢固的固定在蜗杆上，蜗杆通过轴承和轴承架被安装在减 速箱体上，驱动轴通过轴承和轴承架被安装在减速箱体上，蜗轮与驱动轴同心轴线相互重 合且蜗轮牢固的固定在驱动轴上，小直齿轮一和大直齿轮一 良好的相齿合，蜗杆与蜗轮良 好的相齿合。驱动轴的一端从减速箱体内伸出并和减速箱体外的小直齿轮三相连接，小直 齿轮三与驱动轴同心轴线相互重合且小直齿轮三牢固的固定在驱动轴上，大直齿轮三和一 个太阳能电池板的连接轴同心轴线相互重合且大直齿轮三牢固的固定在该连接轴上，小直 齿轮三和大直齿轮三良好的相齿合，大直齿轮三可通过该连接轴带动该太阳能电池板绕该 组连接轴的轴线光滑的转动，并通过该太阳能电池板连接轴上的同轴双链轮和链条带动各 太阳能电池板绕各连接轴的轴线同时同步同向光滑的转动。 当太阳光线与各太阳能电池板的上表面偏离垂直位子时由控制系统驱动电机转
动，电机通过小直齿轮一、大直齿轮一、小直齿轮三、大直齿轮三、蜗杆、蜗轮、同轴双链轮和
链条带动各太阳能电池板同时同步同向绕各太阳能电池板的连接轴的轴线转动，使得各太
阳能电池板同时恢复到与太阳光线垂直位子上，实现太阳能家用电源的轨道跟踪。 在减速箱体外还安装了由活塞杆一和活塞缸体一构成的液压杆一、活塞杆二和活
塞缸体二构成的液压杆二、连接架一、连接架二、辅支撑杆一和辅支撑杆二构成的支撑连动机构。 在减速箱体外由活塞杆一和活塞缸体一构成的液压杆一位于连接架一的下端，连 接架一的下端通过销轴一与活塞杆一的上端光滑的相连接，活塞杆一的下端光滑的伸入活 塞缸体一内，活塞缸体一的下端通过销轴三与辅支撑杆一的上端光滑的相连接，辅支撑杆 一的下端通过连接板牢固的固定在外墙面上。 在减速箱体外由活塞杆二和活塞缸体二构成的液压杆二位于连接架二的下端，连接架二的下端通过销轴二与活塞杆二的上端光滑的相连接，活塞杆二的下端光滑的伸入活 塞缸体二内，活塞缸体二的下端通过销轴四与辅支撑杆二的上端光滑的相连接，辅支撑杆 二的下端通过连接板牢固的固定在外墙面上。 当各太阳能电池板的连接轴的轴线与地球绕太阳运行轨道的轴线偏离平行位子 时，通过同时对液压杆一和液压杆二的上油腔加压注油下油腔放油或对上油腔放油下油腔 加压注油带动活塞杆一沿液压杆一的轴线上下运动，同时带动活塞杆二沿液压杆二的轴线 上下运动，并通过液压杆一、液压杆二、连接架一和连接架二带动各太阳能电池板同时、同 步、同向的绕连接支撑架和三角架的连接轴的轴线转动，使得各太阳能电池板的连接轴的 轴线同时恢复到与地球绕太阳运行轨道的轴线平行位子上。 当电机不加电转动时，因蜗杆、蜗轮和长丝杠传动的单向性和不可逆性，太阳能电
池板不会在风力、以及其他外力作用下运动，因此该装置具有良好的抗风性能。 本发明的有益效果是由蜗杆、蜗轮和长丝杠传动的单向性和不可逆性，可实现良
好的抗风性能，跟踪能耗小、成本低，结构简单可靠。
下面以五个太阳能电池板为实施例结合附图对本发明进一步说明。图l是本发明的整体原理图。图2是本发明的A-A剖视图。图3是本发明的B-B剖视图。图4是本发明的C-C剖视图。图5是本发明的减速箱的放大剖视图。图1、图2、图3、图4和图5中，太阳能电池板一 1-1-1，太阳能电池板
阳能电池板三l-3-l，太阳能电池板四l-4-l，太阳能电池板五1-5-1，活塞杆一 2-1-1，活 塞杆二 2-1-2，活塞缸体一 2-2-1，活塞缸体二 2-2-2，上油腔一 2-3-1，上油腔二 2-3-2，下 油腔一 2-4-1，下油腔二 2-4-2，三角架一 3-1，三角架二 3-2，辅支撑杆一 3_3，辅支撑杆二 3-4，连接板3-5，支撑架一 4-1-1，支撑架二 4-1-2，支撑梁一 4_2_1，支撑梁二 4_2_2，连接 轴一 5-1-1 ，连接轴二 5-1-2，销轴一 5-2-1，销轴二 5-2-2，销轴三5-3-1 ，销轴四5-3-2，连 接架一 6-1-1 ，连接架二 6-1-2，减速箱体盖7-l，减速箱体7-2，链条一 8-l，链条二 8_2，链 条三8-3，链条四8-4，下连接轴一 9-1-1，上连接轴一 9-1-2，下连接轴二 9_2_1，上连接轴 二 9-2-2，下连接轴三9-3-1，上连接轴三9-3-2，下连接轴四9-4-1 ，上连接轴四9_4_2，下 连接轴五9-5-1，上连接轴五9-5-2，同轴双链轮一 10-1，同轴双链轮二 10-2，同轴双链轮 三10-3，同轴双链轮四10-4，同轴双链轮五10-5，电机12-1，小直齿轮一 14-1，大直齿轮一 14-2，蜗杆15-1 ，蜗轮16-1 ，驱动轴17-l，控制系统电路板18，小直齿轮三19，大直齿轮三 20。
具体实施例方式
在图1图2和图3中，太阳能电池板一 l-l-l、太阳能电池板二 l-2-l、太阳能电池 板三l-3-l、太阳能电池板四1-4-1和太阳能电池板五1-5-1的上表面相互平行。连接轴也 被分成五组，下连接轴一 9-1-1和上连接轴一 9-1-2为第一组，下连接轴二 9-2-1和上连接轴二 9-2-2为第二组，下连接轴三9-3-1和上连接轴三9-3-2为第三组，下连接轴四9_4_1 和上连接轴四9-4-2为第四组，下连接轴五9-5-1和上连接轴五9-5-2为第五组。支撑梁 一 4-2-1和支撑梁二 4-2-2被牢固的固定在支撑架一 4-1-1和支撑架二 4-1-2上，支撑梁 一 4-2-1和支撑梁二 4-2-2相互平行。支撑梁一 4-2-1 、支撑梁二 4_2_2和支撑架一 4_1_1、 支撑架二 4-1-2相互垂直，支撑架一 4-1-1通过连接轴一 5-1-1与三角架一 3-1的上端光 滑的相连接，支撑架二 4-1-2通过连接轴二 5-1-2与三角架二 3-2的上端光滑的相连接，三 角架一 3-1和三角架二 3-2的牢固的固定在外墙面上，连接轴一 5-1-1和连接轴二 5-1-2 同心轴线相互重合，支撑架一 4-1-1和支撑架二 4-1-2可带动支撑梁一 4-2-1和支撑梁二 4-2-2绕连接轴一 5-1-1和连接轴二 5-1-2光滑的转动。让i分别取一、二、三、四、五。第 i个太阳能电池板通过第i组连接轴牢固的串接在一起，第i组的各个连接轴同心且各个连 接轴的轴线相互重合，第i个太阳能电池板的重量均匀分布在第i组连接轴的轴线两侧，第 i组的上连接轴通过轴承及轴承架被安装在支撑梁4-2-2上，第i组的下连接轴通过轴承及 轴承架被安装在支撑梁4-2-1上，第i个太阳能电池板可绕第i组连接轴的轴线光滑的转 动。各组连接轴的轴线相互平行且各组连接轴的轴线与地球绕太阳运行轨道的轴线平行。
在图1、图2、图3，图4和图5中，减速箱体7_2、连接架一 6_1_1和连接架二 6_1_2 牢固的固定在支撑梁二 4-2-2上，控制系统电路板18被安装在减速箱体7-2内，在减速箱 体7-2内安装了由电机12-1、蜗杆15-1、蜗轮16-1、小直齿轮一 14-1、大直齿轮一 14-2和 驱动轴17-1构成的减速驱动机构，电机12-1良好的固定在减速箱体7-2上，小直齿轮一 14-1与电机12-1的电机轴同心轴线相互重合且小直齿轮一 14-1牢固的固定在电机12-1 的电机轴上，大直齿轮一 14-2与蜗杆15-1同心轴线相互重合且大直齿轮一 14-2牢固的固 定在蜗杆15-1上，蜗轮16-1与驱动轴17-1同心轴线相互重合且蜗轮16-1牢固的固定在 驱动轴17-1上，蜗杆15-1通过轴承和轴承架安装在减速箱体7-2上，驱动轴17-1通过轴 承和轴承架安装在减速箱体7-2上，小直齿轮一 14-1和大直齿轮一 14-2良好的相齿合，蜗 杆15-1与蜗轮16-1良好的相齿合，驱动轴17-1的一端从减速箱体7-2内伸出并和小直齿 轮三19相连接，小直齿轮三19与驱动轴17-1同心轴线相互重合且小直齿轮三19牢固的 固定在驱动轴17-1上。 同轴双链论一 10-1与上连接轴一 9-1-2同心轴线相互重合且同轴双链论一 10-1 牢固的固定在上连接轴一 9-1-2上，同轴双链论二 10-2与上连接轴二 9-2-2同心轴线相互 重合且同轴双链论二 10-2牢固的固定在上连接轴二 9-2-2上，同轴双链论三10-3与上连 接轴三9-3-2同心轴线相互重合且同轴双链论三10-3牢固的固定在上连接轴三9-3-2上， 大直齿轮三20与上连接轴三9-3-2同心轴线相互重合且大直齿轮三20牢固的固定在上连 接轴三9-3-2上，小直齿轮三19与大直齿轮三20良好的相齿合，同轴双链论四10-4与上 连接轴四9-4-2同心轴线相互重合且同轴双链论四10-4牢固的固定在上连接轴四9-4-2 上，同轴双链论五10-5与上连接轴五9-5-2同心轴线相互重合且同轴双链论五10-5牢固 的固定在上连接轴五9-5-2上。 链条一8-l与同轴双链论一 10-l和同轴双链论二 10-2良好的相齿合，链条二8-2 与同轴双链论二 10-2和同轴双链论三10-3良好的相齿合，链条三8-3与同轴双链论三 10-3和同轴双链论四10-4良好的相齿合，链条四8-4与同轴双链论四10-4和同轴双链论 五10-5良好的相齿合，同轴双链论一 10-1、同轴双链论二 10-2同轴双链论三10-3、同轴双链论四10-4和同轴双链论五10-5的各项尺寸对应相等。 当电机12-1转动时，电机12-1通过小直齿轮一 14-1、大直齿轮一 14-2、蜗杆 15-1、蜗轮16-1、驱动轴17-1和小直齿轮三19带动大直齿轮三20转动，大直齿轮三20通 过同轴双链论一 10-1、同轴双链论二 10-2、同轴双链论三10-3、同轴双链论四10-4、同轴双 链论五10-5、链条一 8-l、链条二 8-2、链条三8-3和链条四8-4带动各太阳能电池板绕各太 阳能电池板的连接轴的轴线同时、同步、同向跟随太阳光转动，实现太阳能家用电源的轨道
足艮S宗。 在减速箱体7-2外还安装了由活塞杆一 2-1-1和活塞缸体一 2-2-1构成的液压 杆一、活塞杆二 2-1-2和活塞缸体二 2-2-2构成的液压杆二、连接架一 6-l-l、连接架二 6-l-2、辅支撑杆一 3-3和辅支撑杆二 3-4构成的支撑连动机构。 由活塞杆一 2-1-1和活塞缸体一 2-2-1构构成的液压杆一位于连接架一 6-1-1的 下端，连接架一 6-1-1的下端通过销轴一 5-2-1与活塞杆一 2-1-1的上端光滑的相连接，活 塞杆一 2-1-1的下端光滑的伸入活塞缸体一 2-2-1内，活塞缸体一 2-2-1的下端通过销轴 三5-3-1与辅支撑杆一 3-3的上端光滑的相连接，辅支撑杆一 3-3的下端通过连接板3-5 牢固的固定在外墙面上。 由活塞杆二 2-l-2、活塞缸体二 2-2-2构成的液压杆二位于连接架二 6-1-2的下 端，连接架二 6-1-2的下端通过销轴二 5-2-2与活塞杆二 2-1-2的上端光滑的相连接，活塞 杆二 2-1-2的下端光滑的伸入活塞缸体二 2-2-2内，活塞缸体二 2-2-2的下端通过销轴四 5-3-2与辅支撑杆二 3-4的上端光滑的相连接，辅支撑杆二 3-4的下端通过连接板3_5牢固 的固定在外墙面上。 当各太阳能电池板的连接轴的轴线与地球绕太阳运行轨道的轴线偏离平行位子 时，通过同时对液压杆一和液压杆二的上油腔2-3-1和上油腔2-3-2加压注油下油腔2-4-1 和下油腔2-4-2放油或对上油腔2-3-1和上油腔2-3-2放油下油腔2_4_1和下油腔2_4_2 加压注油带动活塞杆一 2-1-1沿液压杆一的轴线上下运动，同时带动活塞杆二 2-1-2沿液 压杆二的轴线上下运动，并通过液压杆一、液压杆二、连接架一 6-1-1和连接架二 6-1-2带 动各太阳能电池板同时、同步、同向的绕连接支撑架一4-l-l、支撑架一 4-1-2和三角架一 3-l、三角架二 3-2的连接轴的轴线转动，使得各太阳能电池板的连接轴的轴线同时恢复到 与地球绕太阳运行轨道的轴线平行位子上。实现太阳能家用电源的轨道俯角跟踪。
控制系统电路板18被安装在减速箱体7-2内，控制系统电路板18可实时监测太 阳的位子和太阳运行轨道的俯角变化，并驱动电机一 12-1和电机二 12-2完成太阳能家用 电源的轨道跟踪和轨道俯角跟踪。
权利要求
一个由连接架一、连接架二、三角架、连接板、辅支撑杆一、辅支撑杆二、支撑架、支撑梁、由活塞杆一和活塞缸体一构成的液压杆一、由活塞杆二和活塞缸体二构成的液压杆二、销轴、电机、蜗杆、蜗轮、驱动轴、小直齿轮一、大直齿轮一、小直齿轮三、大直齿轮三、控制系统电路板、链条、连接轴、同轴双链轮、太阳能电池板和减速箱体构成的液压杆传动多点支撑链接驱动群同步跟踪采光太阳能家用电源，其特征是每一个太阳能电池板都通过一组轴线相互重合的连接轴牢固的串接在一起，并且每个太阳能电池板的重量均匀分布在该太阳能电池极的连接轴的轴线两侧，且各太阳能电池板的上表面相互平行，每个太阳能电池板的各个连接轴都通过轴承和轴承架被安装在同一组相互平行的支撑梁上，各支撑梁牢固的固定在同一组相互平行的支撑架上，各支撑梁和各支撑架相互垂直，各太阳能电池板的连接轴的轴线相互平行并且各太阳能电池板的连接轴的轴线与地球绕太阳运行轨道的轴线平行，上述各支撑架通过一组轴线相互重合的连接轴与一组三角架光滑的相连接，并且该组连接轴的轴线与各太阳能电池板的连接轴的轴线相互垂直且该组连接轴的轴线与地表面平行，每一个太阳能电池板的连接轴的上端都牢固的安装了一个同轴双链轮，并且各连接轴上的同轴双链轮与各连接轴同心轴线相互重合，各同轴双链轮上的两个链轮的轴线相互重合且两个链轮的各项尺寸对应相等，各太阳能电池板的连接轴上的同轴双链轮的各项尺寸对应相等，每一个太阳能电池板连接轴上的同轴双链轮都分别与两根链条良好的相齿合，其中一根链条与该太阳能电池板一侧相邻的一个太阳能电池板连接轴上的同轴双链轮良好的相齿合，另一根链条与该太阳能电池板另一侧相邻的另一个太阳能电池板连接轴上的同轴双链轮良好的相齿合，在上述相互平行的支撑梁中的一个支撑梁上牢固的固定了一个减速箱体、连接架一和连接架二，在减速箱体内安装了由电机、蜗杆、蜗轮、小直齿轮一、大直齿轮一和驱动轴构成的减速驱动机构，电机牢固的固定在减速箱体内，蜗杆通过轴承和轴承架被安装在减速箱体上，驱动轴通过轴承和轴承架被安装在减速箱体上，在减速箱体内小直齿轮一与电机的电机轴同心轴线相互重合且小直齿轮一牢固的固定在电机的电机轴上，大直齿轮一与蜗杆同心轴线相互重合且大直齿轮一牢固的固定在蜗杆上，蜗轮与驱动轴同心轴线相互重合且蜗轮牢固的固定在驱动轴上，小直齿轮一和大直齿轮一良好的相齿合，蜗杆与蜗轮良好的相齿合，驱动轴的一端从减速箱体内伸出并和减速箱体外的小直齿轮三相连接，小直齿轮三与驱动轴同心轴线相互重合且小直齿轮三牢固的固定在驱动轴上，大直齿轮三和一个太阳能电池板的连接轴同心轴线相互重合且大直齿轮三牢固的固定在该连接轴上，小直齿轮三和大直齿轮三良好的相齿合，在减速箱体外还安装了由活塞杆一和活塞缸体一构成的液压杆一、活塞杆二和活塞缸体二构成的液压杆二、连接架一、连接架二、连接板、辅支撑杆一和辅支撑杆二构成的支撑连动机构，在减速箱体外由活塞杆一和活塞缸体一构成的液压杆一位于连接架一的下端，连接架一的下端通过销轴一与活塞杆一的上端光滑的相连接，活塞杆一的下端光滑的伸入活塞缸体一内，活塞缸体一的下端通过销轴三与辅支撑杆一的上端光滑的相连接，辅支撑杆一的下端通过连接板牢固的固定在外墙面上，在减速箱体外由活塞杆二和活塞缸体二构成的液压杆二位于连接架二的下端，连接架二的下端通过销轴二与活塞杆二的上端光滑的相连接，活塞杆二的下端光滑的伸入活塞缸体二内，活塞缸体二的下端通过销轴四与辅支撑杆二的上端光滑的相连接，辅支撑杆二的下端通过连接板牢固的固定在外墙面上。
2. 根据权利要求1所述的液压杆传动多点支撑链接驱动群同步跟踪采光太阳能家用 电源，其特征是安装在各太阳能电池板的连接轴上的同轴双链轮的各项尺寸对应相等。
3. 根据权利要求1所述的液压杆传动多点支撑链接驱动群同步跟踪采光太阳能家用 电源，其特征是由活塞杆一和活塞缸体一构成的液压杆一和由活塞杆二和活塞缸体二构 成的液压杆二的各项尺寸对应相等。
全文摘要
一种可由电机和液压杆驱动，可实现太阳光采集自动跟踪的液压杆传动多点支撑链接驱动群同步跟踪采光太阳能家用电源，它可由两个液压杆、电机、同轴双链轮、链条、蜗杆和蜗轮等组成的机械传动机构带动多个太阳能电池板完成同步自动跟踪太阳光运动，可用来带动多个太阳能电池板实现太阳光采集的群同步自动跟踪。
文档编号H02N6/00GK101789721SQ201010128460
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者张立君 申请人:北京印刷学院