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1、(10)申请公布号 CN 103914079 A (43)申请公布日 2014.07.09 C N 1 0 3 9 1 4 0 7 9 A (21)申请号 201310005386.0 (22)申请日 2013.01.08 G05D 3/00(2006.01) (71)申请人北京航空航天大学北海学院 地址 536000 广西壮族自治区北海市海城区 银滩大道88号 (72)发明人李成贵 刘振华 刘源恭 (74)专利代理机构北海市海城区佳旺专利代理 事务所(普通合伙) 45115 代理人林以坤 (54) 发明名称 槽式聚光型一维半太阳跟踪器 (57) 摘要 槽式聚光型一维半太阳跟踪器，方位角转盘、。
2、 聚光槽，其特征为：具有聚光槽高度手动调节机 构、聚光槽圆周运动驱动机构，所述的聚光槽高度 手动调节机构主要包括手轮螺杆、手轮螺母，所述 的聚光槽圆周运动驱动机构主要包括蜗轮蜗杆传 动构件、步进电机和步进电机控制器。本发明结构 比二维跟踪器简单，成本类似于一维跟踪器，性能 比二维跟踪器差一些，但比一维跟踪器强很多。本 发明克服了目前二维跟踪器机构复杂、造价高，而 一维跟踪机构虽然结构简单，造价低，但接收太阳 能的量较低的缺点。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (10)。
3、申请公布号 CN 103914079 A CN 103914079 A 1/1页 2 1.槽式聚光型一维半太阳跟踪器，包括带中心轴的方位角转盘（5）、设置在方位角转 盘（5）上并内置聚光镜（4）的聚光槽（3），其特征为：具有与聚光槽（3）和方位角转盘（5）相 连的聚光槽高度手动调节机构、驱动方位角转盘（5）作圆周运动的聚光槽圆周运动驱动机 构，所述的聚光槽高度手动调节机构主要包括顶点与聚光槽（3）相连的手轮螺杆（1）、与手 轮螺杆（1）相配合的手轮螺母（2），所述的聚光槽圆周运动驱动机构主要包括能驱动方位 角转盘（5）的蜗轮蜗杆传动构件（8）、驱动蜗轮蜗杆传动构件（8）转动的步进电机（7）和控。
4、 制步进电机（7）的步进电机控制器（6）。 2.根据权利要求1所述的太阳跟踪器，其特征为：方位角转盘（5）为矩形或圆形。 3.根据权利要求1所述的太阳跟踪器，其特征为：方位角转盘（5）底部固定有轴承套件 （9）。 4.根据权利要求1所述的太阳跟踪器，其特征为：方位角转盘（5）底部设置圆周轮 （10）。 权 利 要 求 书CN 103914079 A 1/2页 3 槽式聚光型一维半太阳跟踪器 技术领域 0001 本发明涉及一种槽式聚光型一维半太阳跟踪器，属于太阳能应用系统中的集光及 跟踪装置。 背景技术 0002 太阳跟踪器在太阳能应用系统中占据重要位置，其目的是使太阳能集光器随时对 准太阳光线。
5、，以达到更多接收太阳能的目的。 0003 本装置中涉及到两方面的技术： 第一，太阳能集光器。太阳能集光器的研究是太阳能应用的关键技术，有非聚光式和聚 光式两大类。每一类都有很多种形式。槽式聚光型集光器是当前研究的主要种类，受到各 方面的关注。 0004 第二，跟踪太阳的方式。以地平坐标系来看，太阳相对于地面的运动可以用方位角 和高度角综合表征。因此跟踪太阳也可以从这两方面着手。目前研究和应用比较普遍的是 采用二维跟踪器，亦所谓双轴跟踪器。二维跟踪器的特点是跟踪准确度高，但机构复杂、造 价高。随着槽式集光器的出现，现在研发一维跟踪也是热点。其原理是方位角方向采用不 跟踪，而只作高度角跟踪。亦就是。
6、说，槽式聚光在东西方向固定，即从早到晚不跟踪太阳，只 有中午12点时才可真正对准太阳；而在高度角方面采用自动跟踪。这种装置比二维跟踪结 构简单，造价低，但接收太阳能的量也会降低，其原因是早、晚时太阳相对于中午在方位角 方面倾斜较大，曲面反射损失较大。 0005 发明内容： 本发明的目的是设计制造槽式聚光型一维半太阳跟踪器，以克服目前二维跟踪器机构 复杂、造价高，而一维跟踪机构虽然结构简单，造价低，但接收太阳能的量较低的缺点。 0006 本发明的目的是这样实现的：槽式聚光型一维半太阳跟踪器，包括带中心轴的方 位角转盘5、设置在方位角转盘5上并内置聚光镜4的聚光槽3，其特征为：具有与聚光槽3 和方。
7、位角转盘5相连的聚光槽高度手动调节机构、驱动方位角转盘5作圆周运动的聚光槽 圆周运动驱动机构，所述的聚光槽高度手动调节机构主要包括顶点与聚光槽3相连的手轮 螺杆1、与手轮螺杆1相配合的手轮螺母2，所述的聚光槽圆周运动驱动机构主要包括能驱 动方位角转盘5的蜗轮蜗杆传动构件8、驱动蜗轮蜗杆传动构件8转动的步进电机7和控制 步进电机7的步进电机控制器6。 0007 方位角转盘5为矩形或圆形。 0008 方位角转盘5底部固定有轴承套件9。 0009 方位角转盘5底部设置圆周轮10。 0010 采取以上措施的本发明，结构比二维跟踪器简单，成本类似于一维跟踪器，性能比 二维跟踪器差一些，但比一维跟踪器强很。
8、多。本发明克服了目前二维跟踪器机构复杂、造价 高，而一维跟踪机构虽然结构简单，造价低，但接收太阳能的量较低的缺点。 0011 以下再结合附图和实施例对本发明作进一步的详述。 说 明 书CN 103914079 A 2/2页 4 0012 附图说明： 附图1为本发明（实施例）的结构示意图； 附图标记说明：手轮螺杆1、手轮螺母2、聚光槽3、聚光镜4、方位角转盘5、步进电机控 制器6、步进电机7、蜗轮蜗杆传动构件8、轴承套件9、圆周轮10。 0013 具体实施方式： 本发明主要包括带中心轴的方位角转盘5、设置在方位角转盘5上的聚光槽3、与聚光 槽3和方位角转盘5相连的聚光槽高度手动调节机构、驱动方位。
9、角转盘5作圆周运动的聚 光槽圆周运动驱动机构，聚光槽高度手动调节机构主要包括顶点与聚光槽3相连的手轮螺 杆1、与手轮螺杆1相配合的手轮螺母2，聚光槽圆周运动驱动机构主要包括能驱动方位角 转盘5的蜗轮蜗杆传动构件8、驱动蜗轮蜗杆传动构件8转动的步进电机7和控制步进电机 7的步进电机控制器6。方位角转盘5为矩形或圆形。方位角转盘5底部固定有轴承套件 9。方位角转盘5底部设置圆周轮10。聚光镜4安装在聚光槽3内。 0014 附图1给出了本发明实施例的具体结构。带中心轴的方形方位角转盘5，插入轴承 套件9的内圈，轴承内圈转动，外圈固定。方位角转盘5四角安装圆周轮10在地面滚动。聚 光槽圆周运动驱动机构。
10、驱动原理为：步进电机控制器6按一定的算法，自动控制步进电机7 转动，通过齿轮啮合、蜗轮蜗杆传动构件8，带动方位角转盘5按照每小时15度的速度转动， 实现太阳方位角的自动跟踪。其转台平面则为聚光槽高度手动调节机构的底座，聚光槽3 安装在高度角支架上。转动手轮螺杆1在手轮螺母2中旋转即可调节聚光槽3的高度，即 是聚光槽3与方位角转盘5之间的角度。 0015 实施例的方位角转盘5由角钢和四只圆周轮10组成，角钢支架和圆周轮10固联， 可以在地面上进行水平转动。以方位角转盘5中心为基准，在地面铺设水平水泥墩台面，设 置容下圆周轮10的导向槽，用来对圆周轮10进行导向，使方位角转盘5稳定地作圆周运 动。。
11、 0016 方位角转盘5和聚光槽3用角钢及螺栓螺母刚性联接起来，方位角转盘5在电机 带动下，以方位角规律转动时聚光槽3也同步转动。 0017 本发明应用曲面反射原理及槽式抛物线聚光原理。太阳光近似为一种平行光。平 行光遇到平面时，在入射光与平面法线组成的平面内进行反射，入射角等于反射角。太阳光 投向曲面也具有相同的性质，即入射光和曲面的法线组成一个平面，反射光在此平面内与 入射光相对于曲面法线对称。 0018 本发明应用的蜗轮蜗杆传动构件8、步进电机7和控制步进电机7的步进电机控制 器6都有现成商品，聚光镜4为现时常用的各种聚光曲面，因此实施本发明并不困难。 说 明 书CN 103914079 A 1/1页 5 图1 说 明 书 附 图CN 103914079 A 。