[发明专利]一种单电机二自由度追光式太阳能热收集器及其集热方法

权利要求书

1.一种单电机二自由度追光式太阳能热收集器，包括底座（1）、俯仰传动组件和太阳能集热板（4）；其特征在于：还包括周转盘（2）和中心转轴（6）；所述周转盘（2）安装在底座（1）上，且与通过单向锁止机构底座（1）构成单向转动的转动副；中心转轴（6）与周转盘（2）之间通过单向锁止机构构成单向转动的转动副；周转盘（2）相对于底座（1）允许转动的方向与中心转轴（6）相对于周转盘（2）允许转动的方向相反；中心转轴（6）由驱动电机（1-1）驱动旋转；太阳能集热板（4）的一侧边缘与周转盘（2）铰接；太阳能集热板（4）与中心转轴（6）通过俯仰传动组件连接；俯仰传动组件将中心转轴（6）相对于周转盘（2）的单向转动转换为太阳能集热板（4）的往复翻转运动；

所述的周转盘（2）与底座（1）之间的单向锁止机构为第一棘轮棘爪机构（3）；所述的中心转轴（6）与周转盘（2）之间的单向锁止机构为第二棘轮棘爪机构（5）；

所述的第一棘轮棘爪机构（3）包括第一棘爪（3-1）、复位板簧（3-2）和第一棘轮（3-3）；第一棘轮（3-3）采用端面棘轮；多个第一棘爪（3-1）沿着周转盘（2）的周向均匀分布；各第一棘爪（3-1）的内端均与底座（1）铰接，外端抵住第一棘轮（3-3）上的棘齿圈；各第一棘爪（3-1）的下侧均设置有复位板簧（3-2），所述的复位板簧（3-2）呈片状弧形，提供第一棘爪（3-1）抵住第一棘轮（3-3）棘齿圈的弹力；

所述的第二棘轮棘爪机构（5）包括轴套（5-1）、第二棘轮（5-2）、第二棘爪（5-3）和弹簧（5-4）；轴套（5-1）与中心转轴（6）固定；第二棘轮（5-2）固定在周转盘（2）的中心孔内；第二棘轮（5-2）采用内棘轮；多个第二棘爪（5-3）沿着轴套（5-1）外侧面的周向均布；各第二棘爪（5-3）的内端均与轴套（5-1）铰接，外端均抵住第二棘轮（5-2）内侧的棘齿圈；各第二棘爪（5-3）与轴套（5-1）之间均安装有弹簧（5-4）。

2.根据权利要求1所述的一种单电机二自由度追光式太阳能热收集器，其特征在于：所述的周转盘（2）与底座（1）之间允许相对转动的方向，根据太阳在一天中相对于底座（1）的方位角变化情况来确定，使得周转盘（2）相对于底座（1）允许转动的方向与太阳在一天中方位角变化的方向一致。

3.根据权利要求1或2所述的一种单电机二自由度追光式太阳能热收集器，其特征在于：所述的周转盘（2）、底座（1）之间的单向锁止机构，以及中心转轴（6）与周转盘（2）之间的单向锁止机构均采用单向轴承。

4.根据权利要求1或2所述的一种单电机二自由度追光式太阳能热收集器，其特征在于：所述的俯仰传动组件包括锥齿轮机构（7）、连接杆（8）和曲轴（9）；曲轴（9）支承在周转盘（2）的顶部；曲轴（9）的转动轴线与太阳能集热板（4）、周转盘（2）之间的铰接轴线平行；锥齿轮机构（7）包括第一锥齿轮和第二锥齿轮；第一锥齿轮、第二锥齿轮与中心转轴（6）的顶端、曲轴（9）的中部分别固定；第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合；曲轴（9）上设置有一个或多个作为曲柄的曲轴轴颈（9-1）；连接杆（8）的一端与曲轴（9）上的曲轴轴颈（9-1）构成转动副；连接杆（8）的另一端均与太阳能集热板（4）的背面构成转动副。

5.根据权利要求1或2所述的一种单电机二自由度追光式太阳能热收集器，其特征在于：所述的俯仰传动组件包括凸轮轴、凸轮、锥齿轮机构（7）；凸轮轴支承在周转盘（2）上；凸轮固定在凸轮轴上；凸轮的工作轮廓抵住太阳能集热板的背面。