太阳能追日跟踪系统设计+CAD图纸(11)
在第三节中，则是对机械的传动方案进行论证，以机械传动机构进行分类说明，分别对单轴以及双轴进行解释。
4. 太阳能跟踪系统的机械设计
4.1 机械传动机构组成
能实现两轴运动的太阳能电池组件辐照追踪控制系统机械结构主要由3部分组成，分别是底座，圆盘，太阳能电池支架。
4.2 机械传动工作原理
本系统双轴追踪主要有光伏板的转动实现追踪装置的水平转动，支架的俯仰实现太阳能板的仰角摆动。
光伏板的转动,用三相同步电机经过减速器，带动圆盘转动。圆盘转动的范围在水平位置内180度转动，在最西边和最东边有限位开关，当触碰到最西限位角，装置立即回到初始位置，就是最东边垂直位置，当触碰到最东限位角装置就停止运动。当第二天太阳再次升起的时候装置重新启动，追踪太阳。
太阳能板仰角的摆动，用伺服电机经过减速器，通过同步带带动轴和轴上的太阳能外框以及太阳能板一起绕轴转动。俯仰角有两个限位开关，只允许太阳能电池板旋转90度，当太阳能电池板触碰到限位开关后，立即停止旋转。只等有回原点信号，停留在最高角度位置的太阳能电池板才会动作。
4.3 跟踪器机械执行部分比较选择
根据分析以前的跟踪器机械执行部分的问题，以及成本等各个方面考虑，有以下几种跟踪器。
立柱转动式跟踪器
图4.1 立柱转动式跟踪器
跟踪器的结构：大齿轮固定在底座上，主轴及其支撑轴承安装在底座上面(主轴相对于底座可以转动)，小齿轮与大齿轮啮合，小齿轮连接马达1的输出轴。马达1固定在转动架上，转动架以及支架固定安装在主轴上，接收器、马达2安装在支架上面(接收器相对于支架可以转动)，马达2的输出轴连接在接收器上。
跟踪器实现自动跟踪的原理：当太阳光线发生偏移的时候，控制部分发出控制信号驱动马达1带动小齿轮转动，由于大齿轮固定。使得小齿轮自转的同时围绕大齿轮转动，因此带动转动架以及固定在转动架上的主轴、支架以及接收器转动；同时控制信号驱动马达2带动接收器相对与支架转动，通过马达1、马达2的共同工作实现对太阳方位角和高度角的跟踪。系统特点：该跟踪机构结构简单，造价低。对于方位角的跟踪，利用齿轮副传动，能在使用功率较小的马达的同时传递足够大的动力，使用功率较小的马达降低了其能源成本和制造成本。整个跟踪器的结构紧凑，刚度较高。传动装置设置在转动架下。受到了较好的保护，提高了传动装置的寿命。
陀螺仪式跟踪器
图4.2 陀螺仪式跟踪器
跟踪器的结构：传动箱1固定安装在支架上，马达1安装在传动箱1上，传动箱1的内部是由蜗杆、蜗轮组成的运动副，马达1的输出轴连接蜗杆，环形支架安装在支架上面(环形支架相对于支架可以转动)，传动箱1的输出轴连接环形支架，传动箱2固定安装在环形支架上，马达2安装在传动箱2上，传动箱2内也是由蜗杆、蜗轮组成的运动副。马达2的输出轴连接蜗杆，接收器安装在环形支架上面(接收器相对于环形支架可以转动)，传动箱2的输出轴连接接收器。
该跟踪器可以选择不同朝向安装，当按照上图的朝向进行安装时，跟踪器跟踪的实现原理如下：当太阳光线发生偏移时，控制部分发出信号驱动马达2带动传动箱2中的蜗杆、蜗轮转动，再输出带动接收器相对于环形支架转动，跟踪太阳由东向西的运动；同时控制部分也发出信号驱动由马达1带动传动箱1中的蜗杆、蜗轮转动，再输出带动环形支架和接收器转动，跟踪太阳南北方向的运动，由此来实现对太阳的两个方向的跟踪。