专利名称：定日镜支架及传动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种定日镜支架和传动机构。
背景技术：
定日镜是一种可^^太阳运动^太阳作用的设备。 一般情况下，其可用于整天将反射镜指向太阳，从而可沿持续方向使得将日光反射至採集点。如果足够数量的定日離接到一起且都指向同一 目标时，那么这些定日斷反射的太阳光就等同于巨大的热量。
定日fi一直用于太阳能室内照明、太阳能观察和太阳能发电。为此，定日镜由可鹏宗太阳并将太阳光反射到中央接收点的反射镜组成。大多数定日镜太阳能动力系统都是由一排判夂定日镜组成。
最简单的定日镜，使用一种时钟机构来旋转反射镜，与地球运转同步。比较
，的装置需要补偿旨太阳年内太阳不断改变的高度。甚至比较先进的定日镜可
通过全天调整其位置而直接足服宗太阳。
如果定日镜用来将太阳反射到一个静止点，那么，定日镜实际上并不足服宗太阳本身，而题艮踪太阳和静止接收点之间的半天空中的一个点。
定日镜支架和传动机构一般使用一个连接到万向轴管上的中央安装式齿轮机构二以便可以方位移动和高低俯仰。这种齿轮机构需要非常高的精度，相关费用也很高。
为此，需要一种改进的定日镜支架和传动机构。
发明内容
在一个具体的实施方案中，定日镜支架和传动机构包括一个固定底座；
一个中央关节,'其固定到底座上并可固定到反射镜框架上，以便反射镜框架能够相对于中央关节转动，而中央关节可相对于底座以至少两个自由度转动；至少两个连接到底座上的支臂；
一个第一传动机构，其连接到其中一个支臂上并可以相对于该支臂移动，该第一传动机构带有一个固定到其上的反射镜框架连接器，以便允许第一传动机构连接到反射镜框架上，该第一传动机构可以在^镜框架连接器自该支臂移开的延伸位置和反射镜框架连接器向该支臂收縮的縮回位置之间移动；
一个第二传动机构，其连接到另一个支臂上并可相对于该支臂移动，所述第二
3传动机构带有一个固定到其上的g镜框架连接器，以便允许第二传动机构连接到g镜框架上，该第二传动机构可以在反射镜框架连接器自该支臂移开的延伸位置和反射镜框架连接器向该支臂收縮的-缩回位置之间移动；
固定到每个传动机构上的反射镜框架连接器是一种万向接头。
固定底座一般是一个杆，可以插装到地下。
在一个具体实施方案中，传动机构为蜗轮传动结构。
图1为定日镜支架一个实施例的透视图2为连接到反射镜支撑框上的定日镜支架和传动机构透视图，该图示意了所
述反射镜支撑框。
具体实施例方式
参照图l，定日镜支架10包括固定底座12。这个底座通常插Ai也下，并支撑定
日镜的移动部分和反射镜。
至少两个支臂14连接到固定鹏12上。在所示实施例中，支臂14无法相对于固定底座12移动。
在每个支臂的端部，设有传动机构支架34。该传动机构支架34能够相对于其各自支臂14围绕轴统'B"转动。
传动机构连接到至少两个支臂14中其中一个上，以下称之为第一传动机构16和第二传动机构18。
每个传动机构通继接器14a和14b连接到其中一个支臂14上，这些连接器构成了传动机构支架34的乡賊部分，同时，它们可以相对于传动机构支架的其余部分移动，因为它们能够围绕轴线"A"转动。
这就是说，图2所示的第一传动机构16和第二传动机构18可以以两个自由度相对于固定底座的支臂有效转动。
第一传动机构16和第二传动机构18都带有一个反射镜框连接器20，从而使得传动机构可连接到反射镜框28上，如图2所示。所示实施方案中的连接器20为万向关节，可在多个方向上移动。
传动机构可以在反射镜框连接器20自该支臂移开的延伸位置和反射镜框连接器20向该支臂收回的縮回位置之间移动。
传动机构可與虫移动。这样，两个传动机构就可以都延伸或縮回到同一位置，或者一个全部或部分延伸，与此同时，另一个贝,时，或部分縮回。采用这种方法，传动机构就能够单独控制，使反射镜框指向所要求的位置。
在所示实施方案中，传动机构为蜗轮传动形式。蜗轮由安M传动机构内的电动机驱动。电动机會,接收控制信号，按预定方向以预定移动量来操纟厕轮移动。中央关节22连接到固定支架底座12上，以便连接到支撑定曰镜反射镜部件的 框架28的中心。这从图2中可以很清楚地看到，该图示出了框架28的一部分，但 未示出固定到框架上的任何g镜。
中央关节22可移动式连接到固定底座12上，以便其可以围绕固定支架底座12 转动。
此外，中央关节22包括一个水平轴向关节24，中央关节22可以围绕该轴向关 节转动。
为此，中央关节22固定到固定底座12上，并可以固定到反射镜框28上，中央 关节可以以两个自由度相对于固定底座运动。
按照这种方式，中央支架的端面26就可以垂直地指向天空中的任何点上。
反射镜框28通过开口 36连接到中央关节上，并可以相对于中央关节旋转。
为此，反射镜框28可以相对于底座以至少三个自由度活动。
传统的望远镜都必须倉,对准方位360°和高度90。上的半球内的所有点。这一 理念已经l細于定日镜上。然而，定日镜并不需要4顿如此大的移动范围，因为定 日镜可以相对于接收机而布置在一个固定位置，而接收机也是固定的。这样，定日 镜的最大需求活动范围是方位大约90°，高度大约45。。当然，实际范围取决于定日 镜视野的相对位置和装置设置的纬度。
这种所需活动范围的縮小使延伸支臂机构替代现有技术应用中的中央方位齿轮 成为可能。该系统从而带有两个延伸臂机构，以确定支撑框架的方向。
延伸臂机构被支撑在与底座的^S巨离处，以提供足够的力矩，克服作用在定 曰镜上的各种力和力矩。
在工作时，传动机构16和18的每个支臂30延伸或縮回一定的量，使得反射镜 框架28相对于底座移动，从而指向所要求的方向。
为了使得框架28能够移动以支撑定日镜的反射镜部件，与标准的设计类型相 比，需要^柳更多自由度。除了方位和高度自由度外，框架需會滩围绕其中心活动。
所示实施方案可以允许围绕方位大约110。和围绕垂直轴线大约90。进行转动。 根据定日镜的特定要求，这个活动范围足够。因为方位范围小于360。，定日镜方位 指向对定日镜视野内的其相对位置特别敏感，所使用的每个定日镜都需单独定向。
由于框架的位置是由两个延伸臂来控审啲，从而就形成一种关系，测定相对于 延伸臂延伸的两个距离的角度位置。根据相对于底座和反射镜框架两个延伸臂的布 置情况，这将形成方{狄高度范围和延伸臂延伸距离之间的非线性关系。
为此，应了解的是，该系统并没有一个中央齿繊来带动蹄镜框架围绕方位 轴线转动。由于反射镜框架支撑在其中心处，所以不要求设任何万向轴管来围绕高 度轴线转动。由于反射镜框架不要求l柳倒可万向轴管，所以，可大大增强这种结 构的设计特性，这样，减小了材料的使用数量，降低了重量，方便了安装。
此外，滚 轮14和第一传动机构16与传统使用的中央齿轮箱相比，角度位 移速度要快得多，这样，根据设备要求，反射镜从一个位置向另一个位置的移动也 会大大加快。
另外，还应了解的是，目前定日镜技术中4顿的方位齿轮箱的齿轮比非常大，可樹共所需要的各种力和定位精度。尽管该项技术具有良好的可靠性，但从定日镜
应用的设计和维护方面来讲，这是一个非常昂贵的部件。
M延伸臂机构来替代该部件，诸如蜗轮，或，球,轮，可以大大斷氐与 定日镜相关的初期资本和使用费用。
上述支架和传动机构可以有多种不同形式。应用的基础是，使用两个延伸臂来 确定反射镜框架的所需方向，反射镜框支架带有用于对准的所需自由度。所示实施 方案带有延伸臂传动机构，彼此相互垂直布置。相对角度可以调整，而且可以满足 所要求的工作条件。
另外，原型lfLhia行的负荷曲线评估说明，哪磐由线必须优化。为此，可以改 变结构的几何微(轴线指向和延伸臂长度)，以便优化材料和其他设计因素。负荷 曲线系指该机构置于野外时结构所承受的各种力。
传动机构也可以从滚珠螺杆改为另一种线性传动机构，诸如液压执行机构。 应了解的是，所示实施方案中的各个关节可以改用其他类型的关节，只要可提 供相同或更多的自由度即可。例如，滚柱轴承可以用其它机构来代替，诸如球形关
此外，还可以进行如下改装，但都没有背离定向理念原则 旋转轴线的重新定位；
改变两个传动机构的对称性，即它们不必为同一对称； 反射镜框架不必位于中心位置； 每个传动机构固定到反射镜框架上的位置； 每个传动机构固定到其在延伸臂上的固定参考点的位置。
权利要求
1.一种定日镜支架和传动机构，其包括一个固定底座；一个中央关节，其固定到底座上并可固定到反射镜框架上，以便反射镜框架能够相对于中央关节转动，而中央关节可以相对于底座以至少两个自由度转动；至少两个连接到底座上的支臂；一个第一传动机构，其连接到其中一个支臂上并可以相对于该支臂移动，该第一传动机构带有一个固定到其上的反射镜框架连接器，以便允许第一传动机构连接到反射镜框架上，该第一传动机构可以在反射镜框架连接器自该支臂移开的延伸位置和反射镜框架连接器向该支臂缩回的收回位置之间移动；一个第二传动机构，其连接到另一个支臂上并可相对于该支臂移动，所述第二传动机构带有一个固定到其上的反射镜框架连接器，以便允许第二传动机构连接到反射镜框架上，该第二传动机构可以在反射镜框架连接器自该支臂移开的延伸位置和反射镜框架连接器向该支臂缩回的收回位置之间移动。
2. —个根据权禾腰求1戶脱的定日镜支架和传动机构，其特征在于，固定到每个传 动机构上的反射镜框架连接器是一种万向接头。
3. —种根据前面^M权利要求所述的定日镜支架和传动机构，其特征在于，固定底 座是一个杆，可以插装到地下。
4. 一种根据前面任何权利要求所述的定日镜支架和传动机构，其特征在于，传动机 构为蜗轮传动机构。
全文摘要
一种定日镜支架和传动机构(10)，其包括一个固定底座，一个固定到底座(12)上的中央关节，中央关节可固定到反射镜框架(28)上，中央关节(22)可以使反射镜框架(20)连接到底座(12)上，并可以相对于底座(12)以至少两个自由度转动，至少两个连接到底座(12)上的支臂(14)，第一(16)和第二(18)传动机构，连接到支臂(14)上并可以相对于该支臂(14)移动，这些传动机构(16，18)带有一个固定到其上的反射镜框架连接器(20)，以便允许这些传动机构(16，18)连接到反射镜框架(18)上，这些传动机构(16，18)可以在延伸位置和收回位置之间移动。
文档编号F24J2/54GK101553698SQ200680055913
公开日2009年10月7日 申请日期2006年9月22日 优先权日2006年9月22日
发明者大卫·格劳弗·范德西哈森 申请人:爱斯科姆控股有限公司