專利名稱：旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬生活用品，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器。
技術(shù)背景目前人們用太陽(yáng)能熱水器是用架固定在屋頂，集光板固定一個(gè)位置方向不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在日出到日落，太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，熱水器的集光板不能總保持與太陽(yáng)光垂直，也就影響集光板吸收熱能。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種集光板始終與太陽(yáng)光垂直的旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器機(jī)械部分主要由底座、軸承座、步進(jìn)電機(jī)架、聯(lián)軸器、置、集光板等組成，其特點(diǎn)是在底座上一端固定一個(gè)步進(jìn)電機(jī)架、電機(jī)架上固定一號(hào)步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)一號(hào)聯(lián)軸器連接一個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，蝸桿兩端用軸承座支撐，與水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿嚙合一個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪，蝸輪固定連接水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸，軸頂端固定焊接一個(gè)滑動(dòng)軸承座，軸承座中穿過(guò)一個(gè)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸，軸左端固定有集光板，集光板一角固定裝有二維PSD傳感器，軸右端固定裝一個(gè)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪，與蝸輪嚙合的蝸桿上、下兩端固定在軸承座中，軸承座固定在罩上、下面上，罩與滑動(dòng)軸承座固定焊接一起，垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿下端用二號(hào)聯(lián)軸器連接一個(gè)二號(hào)步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)和傳感器連接控制電路；旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器的自動(dòng)控制系統(tǒng)電路包括數(shù)據(jù)采集電路、電磁閥控制電路、水位指示電路、加熱管控制電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路、顯示電路、報(bào)警電路，其特點(diǎn)是這些電路均由中央處理器電路來(lái)控制；中央處理器電路包括單片機(jī)U5、非門(mén)U4、按鍵S2、電解電容C1、C2、電容C5、C6、C7、電阻R15、晶體振蕩器Y3；U5的1～6腳分別接水位指示電路中的發(fā)光二極管D1～D6的一端，7腳接電磁閥控制電路中同向驅(qū)動(dòng)器U1B的3腳，8腳接U1A的1腳，10、11、15、14腳分別接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中模數(shù)轉(zhuǎn)換器U14的18～15腳，12腳接U14的19腳，9腳接非門(mén)U4的1腳，U4的2腳接按鍵S2、R15的一端、C2的正極，R15另一端接C1正極、C5的一端，C1、C2的負(fù)極和C5的另一端接S2另一端；18、19腳分別接C6、C7的一端和Y3的兩端，C6、C7另一端接地，25腳接步進(jìn)電機(jī)控制電路中非門(mén)U13的2腳、環(huán)形分配器U16的1腳，24腳接U16的7腳，23腳接步進(jìn)電機(jī)控制電路中的非門(mén)U12的2腳、環(huán)形分配器U15的1腳，22腳接U15的7腳，21腳接報(bào)警電路中R16的一端，13腳接顯示電路中非門(mén)U6的1腳，17、16腳分別接顯示電路中顯示器鍵盤(pán)接口芯片U8的10、11腳，28腳接U8的22腳，32～39腳分別接U8的19～12腳、顯示電路中鎖存器U7的3、4、7、8、13、14、17、18腳，30腳接U7的11腳、U8的3腳。
本實(shí)用新型的有益效果是旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器的集光板能始終與太陽(yáng)光垂直，提高了太陽(yáng)能利用率，用戶可根據(jù)需要自己選擇適合的溫度，能直接明了的讀出熱水器的水位，當(dāng)水位過(guò)低或過(guò)高時(shí)系統(tǒng)能及時(shí)報(bào)警并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，用戶可手動(dòng)及自動(dòng)及時(shí)加水，保證熱水器的安全。
以下結(jié)合附圖以實(shí)施例具體說(shuō)明。


圖1示旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2示旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)中中央處理器電路、水位指示電路、數(shù)據(jù)采集電路、顯示電路、報(bào)警電路原理圖。
圖3示旋轉(zhuǎn)太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)中電磁閥控制電路、加熱管控制電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路原理圖。
圖中，1-集光板；2-垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸；3-二維PSD傳感器；4-滑動(dòng)軸承座；5-水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸；6-水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪；7-水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿；8-底座；9-步進(jìn)電機(jī)架；10-一號(hào)步進(jìn)電機(jī)；11-一號(hào)聯(lián)軸器；12-二號(hào)步進(jìn)電機(jī)；13-二號(hào)聯(lián)軸器；14-垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪；15-垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿；16、16-1-軸承座；17、17-1-罩；18-中央處理器電路原理圖；19-水位指示電路原理圖；20-電磁閥控制電路原理圖；21-加熱管控制電路原理圖；22-數(shù)據(jù)采集電路原理圖；23-步進(jìn)電機(jī)控制電路原理圖；24-顯示電路原理圖；25-報(bào)警電路原理圖；U5-單片機(jī)；U14-串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器；U7-鎖存器；U8-顯示器鍵盤(pán)接口芯片；U9、U10-三八譯碼器；U15、U16-環(huán)形分配器；U4、U6、U12、U13-非門(mén)；U1A、U1B、U1C、U1D、U1E、U1F、U2A、U2B、U2C、U2D-同向驅(qū)動(dòng)器；C-交流電磁閥；Q1、Q2-雙相晶閘管；Y1、Y2-光電隔離器；U11A、U11B-反向驅(qū)動(dòng)器；Y3-晶體振蕩器；S1-鍵盤(pán)；S2-按鍵；LS1-蜂鳴器；DS1、DS2-顯示器；Q3～Q15-三極管；D1～D12-發(fā)光二極管；D13～D18-二極管；C1、C2-電解電容；C3～C10-電容；R1～R46-電阻；具體實(shí)施方式
參照附
圖1，旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器機(jī)械部分是在底座8上右端固定一個(gè)一號(hào)步進(jìn)電機(jī)架9，架9上面固定裝有一號(hào)步進(jìn)電機(jī)10電機(jī)10連接一號(hào)聯(lián)軸器11一端，聯(lián)軸器11另一端連接水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿7右端并穿過(guò)軸承座16-1中軸承，水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿7另一端活動(dòng)裝在軸承座16-1中的軸承中，與蝸桿7嚙合的水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪6連接垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸5，水平傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均用罩17-1罩住。垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的頂端固定焊接一個(gè)滑動(dòng)軸承座4，滑動(dòng)軸承座4中裝有軸承和垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸2，垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸2左端用螺母固定裝一個(gè)集熱板1，右端連接垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪14，與蝸輪14嚙合的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿15上下端均用軸承座16固定在罩17上，罩17左面與滑動(dòng)軸承座4焊接在一起，蝸桿15下端用二號(hào)聯(lián)軸器13與二號(hào)步進(jìn)電機(jī)12連接，在集熱板1的右上角固定裝有二維PSD傳感器3。
旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器的控制系統(tǒng)主要是由中央處理器電路18、控制水位指示電路19、電磁閥控制電路20、集熱板控制電路21、數(shù)據(jù)采集電路22、步進(jìn)電機(jī)控制電路23、顯示電路24、報(bào)警電路25。
中央處理器電路原理
圖18(見(jiàn)附圖2)它包括單片機(jī)U5、非門(mén)U4、按鍵S2、電解電容C1、C2、電容C5、C6、C7、電阻R15、晶體振蕩器Y3；U5的1～6腳分別接水位指示電路中的發(fā)光二極管D1～D6的一端，7腳接電磁閥控制電路中同向驅(qū)動(dòng)器U1B的3腳，8腳接U1A的1腳，10、11、15、14腳分別接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中模數(shù)轉(zhuǎn)換器U14的18～15腳，12腳接U14的19腳，9腳接非門(mén)U4的1腳，U4的2腳接按鍵S2、R15的一端、C2的正極，R15另一端接C1正極、C5的一端，C1、C2的負(fù)極和C5的另一端接S2另一端；18、19腳分別接C6、C7的一端和Y3的兩端，C6、C7另一端接地，25腳接步進(jìn)電機(jī)控制電路中非門(mén)U13的2腳、環(huán)形分配器U16的1腳，24腳接U16的7腳，23腳接步進(jìn)電機(jī)控制電路中的非門(mén)U12的2腳、環(huán)形分配器U15的1腳，22腳接U15的7腳，21腳接報(bào)警電路中R16的一端，13腳接顯示電路中非門(mén)U6的1腳，17、16腳分別接顯示電路中顯示器鍵盤(pán)接口芯片U8的10、11腳，28腳接U8的22腳，32～39腳分別接U8的19～12腳、顯示電路中鎖存器U7的3、4、7、8、13、14、17、18腳，30腳接U7的11腳、U8的3腳。
水位指示電路原理
圖19(見(jiàn)附圖2)它包括發(fā)光二極管D1～D6、電阻R1～R6；D1～D6的另一端接電阻R1～R6的一端，R1～R6的另一端均接+5V電源。
電磁閥控制電路原理圖20(見(jiàn)附圖3)它包括光電隔離器Y2、同向驅(qū)動(dòng)器U1B、雙向晶閘管Q1、交流電磁閥C、電阻R7～R10、電容C3；U1B的4腳接Y2的2腳，Y2的1腳接R10的一端，R10的另一端接+5V電源Y2的3腳接R7的一端，4腳接R8一端和Q1的3腳，R7另一端接Q1的1腳、R9一端和交流220V電源，R8另一端接Q1的2腳、C3一端和電磁閥C的一端，C的另一端接交流220V電源，C3的另一端接R9另一端。
加熱管控制電路原理圖21(見(jiàn)附圖3)它包括同向驅(qū)動(dòng)器U1A、光電隔離器Y1、雙向晶閘管Q2、電阻R11～R14、電容C4、加熱管G。U1A的2腳接Y1的2腳，Y1的1腳接R11的一端，R11另一端接+5V電源，Y1的3腳接R12的一端，4腳接R14一端、Q2的3腳，R12另一端接Q2的1腳、R13的一端和交流220V電源，R14另一端接Q2的2腳、C4的一端和加熱管G的一端，G的另一端接交流220V電源，C4的另一端接R13的另一端。
數(shù)據(jù)采集控制電路原理圖22(見(jiàn)附圖3)它包括11通道12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器U14；U14的14、20腳接+5V電源，10、13腳接地，1腳接溫度傳感器，2腳接液位傳感器，3、4、5、6腳接二維PSD傳感器3。
步進(jìn)電機(jī)控制電路原理圖23(見(jiàn)附圖3)它包括環(huán)形分配器U15、U16、三極管Q4～Q15、非門(mén)U12、U13、發(fā)光二極管D7～D12、二極管D13～D18、電阻R27～R46、電容C9、C10。U15的2腳接U12的1腳，10腳接R27的一端，R27另一端接9腳、C9的一端，16腳接C9的另一端、6腳和+12V電源，11、12、13腳分別接Q4、Q8、Q12的基極，Q4、Q8、Q12發(fā)射極分別接Q6、Q10、Q14的發(fā)射極和地，集電極分別接Q6、Q10、Q14的基極和R28、R31、R34的一端，Q6、Q10、Q14的集電極分別接一號(hào)步進(jìn)電機(jī)A、B、C相一端、D13、D15、D17的一端、R30、R33、R36的一端，R28的另一端接R29一端、D13另一端、D7的一端和+24V電源，R29另一端接A相另一端，D7另一端接R30另一端；R31另一端接R32的一端、D15的另一端、D9的一端和+24V電源，R32另一端接B相另一端，D9另一端接R33另一端；R34另一端接R35的一端、D17的另一端、D11的一端和+24V電源，R35另一端接C相另一端，D11的另一端接R36的另一端。U16的2腳接U13的1腳，10腳接R40的一端，R40另一端接9腳、C10一端，C10另一端接16腳、6腳和+12V電源，11、12、13腳分別接Q5、Q9、Q13基極，Q5、Q9、Q13的發(fā)射極分別接Q7、Q11、Q15的發(fā)射極和地，Q5、Q9、Q13的集電極分別接Q7、Q11、Q15的基極和R37、R41、R44的一端，集電極分別接二號(hào)步進(jìn)電機(jī)A、B、C相的一端、D14、D16、D18、R39、R43、R46的一端，R37的另一端接R38、D8的一端，D14的另一端和+24V電源，R38另一端接A相另一端，D8另一端接R39另一端，R41另一端接R42、D10一端、D16另一端和+24V電源，R42另一端接B相另一端，D10另一端接R43另一端，R44另一端接R45、D12一端、D18另一端和+24V電源，R45另一端接C相另一端，D12另一端接R46另一端。
顯示電路原理圖24(見(jiàn)附圖2)它包括非門(mén)U6、鎖存器U7、顯示器鍵盤(pán)接口芯片U8、三八譯碼器U9、U10、反向驅(qū)動(dòng)器U11A、U11B、共陰極顯示器DS1、DS2、鍵盤(pán)S1、同向驅(qū)動(dòng)器U2A、U1C、U1D、U1F、U1F、U2B、U2C、U2D、電阻R18～R26、電容C8。U8的21腳接U7的19腳，U8的4腳接U6的2腳，9腳接C8、R18的一端，C8另一端接+5V電源，R18另一端接地，37腳接36腳和地，24腳～31腳分別接U20的9腳、U2C的5腳、U2B的3腳、U1F的13腳、U1E的11腳、U1D的9腳、U1C的5腳、U2A的1腳，U2D的8腳、U2C的6腳、U2B的4腳、U1F的12腳、U1E的10腳、U1D的8腳、U1C的6腳、U2A的2腳分別接DS1、DS2的1～8腳和R26～R19的一端，R26～R19的另一端均接+5V電源，U8的23腳接U10的6腳，34～32腳分別接U10、U9的3～1腳，38腳接S1的9～16腳；U9的6腳接+5V電源，4、5腳接地，7～15腳分別接S1的8～1腳，U10的4、5腳接地，14腳接U11B的3腳，U11B的4腳接DS1的9腳，U10的15腳接U11A的1腳，U11A的2腳接DS2的9腳。
報(bào)警電路原理圖25中包括三極管Q3、蜂鳴器LS1、R16、R17；Q3的基極接R16的另一端、R17的一端，R17另一端接Q3的發(fā)射極和地，Q3的集電極接LS1的1腳，LS1的2腳接+5V電源。
旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器的自動(dòng)功能是這樣實(shí)現(xiàn)的，太陽(yáng)光透過(guò)二維PSD傳感器3的透光孔到達(dá)傳感器3的受光面后，受光面的四個(gè)電極就產(chǎn)生電流，這些信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器U14轉(zhuǎn)換成數(shù)字后保持到單片機(jī)U5的寄存器中，若受光射位置在受光面中心，則受光面各個(gè)電極電流均相等，此時(shí)入射光線與集光板1面垂直，若射光點(diǎn)不在中心，則通過(guò)確定入射點(diǎn)光與受光面中心的相對(duì)位置，計(jì)算出入射光線與集光板1的法線夾角，計(jì)算出控制水平轉(zhuǎn)動(dòng)的一號(hào)步進(jìn)電機(jī)10和控制垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的二號(hào)步進(jìn)電機(jī)12的旋轉(zhuǎn)角度，使入射光線與固定的集光板1法線之間的夾角角為0度，使集光板1始終與陽(yáng)光保持垂直。溫度設(shè)定、顯示電路和手動(dòng)加水、加熱按鍵由K1～K8執(zhí)行，用戶可按下相應(yīng)的溫度鍵K1～K6選擇想要的溫度，當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，按FK7、加熱管通電加熱，當(dāng)水位過(guò)低時(shí)按下K8電磁閥C打開(kāi)自動(dòng)加水。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器，機(jī)械部分主要由底座(8)、軸承座(16)、(16-1)、步進(jìn)電機(jī)架(9)、聯(lián)軸器(11)、(13)、罩(17)、(17-1)和集光板(1)組成，自動(dòng)控制系統(tǒng)電路包括數(shù)據(jù)采集電路、電磁閥控制電路、水位指示電路、加熱管控制電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路、顯示電路、報(bào)警電路組成，其特征在于a、一號(hào)步進(jìn)電機(jī)(10)通過(guò)一號(hào)聯(lián)軸器(11)連接一個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿(7)，水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿(7)嚙合一個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪(6)，蝸輪(6)固定連接水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5)，軸(5)頂端固定焊接一個(gè)滑動(dòng)軸承座(4)，軸承座(4)中穿過(guò)一個(gè)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸(2)，軸(2)左端固定裝一個(gè)集光板(1)，集光板(1)一角固定裝一個(gè)二維PSD傳感器(3)，軸(2)右端固定裝一個(gè)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪(14)，與蝸輪(14)嚙合一個(gè)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿(15)，蝸桿(15)兩端軸承座(16)固定在罩(17)上下面上，罩(17)與滑動(dòng)軸承座(4)固定焊接在一起，垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿(15)下端用二號(hào)聯(lián)軸器(13)連接一個(gè)二號(hào)步進(jìn)電機(jī)(12)。b、控制電路均由中央處理器電路(18)控制，中央處理器電路(18)包括單片機(jī)U5、非門(mén)U4、按鍵S2、電解電容C1、C2、電容C5、C6、C7、電阻R15、晶體振蕩器Y3；U5的1～6腳分別接水位指示電路中的發(fā)光二極管D1～D6的一端，7腳接電磁閥控制電路(20)中同向驅(qū)動(dòng)器U1B的3腳，8腳接U1A的1腳，10、11、15、14腳分別接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中模數(shù)轉(zhuǎn)換器U14的18～15腳，12腳接U14的19腳，9腳接非門(mén)U4的1腳，U4的2腳接按鍵S2、R15的一端、C2的正極，R15另一端接C1正極、C5的一端，C1、C2的負(fù)極和C5的另一端接S2另一端；18、19腳分別接C6、C7的一端和Y3的兩端，C6、C7另一端接地，25腳接步進(jìn)電機(jī)控制電路(23)中非門(mén)U13的2腳、環(huán)形分配器U16的1腳，24腳接U16的7腳，23腳接步進(jìn)電機(jī)控制電路(23)中的非門(mén)U12的2腳、環(huán)形分配器U15的1腳，22腳接U15的7腳，21腳接報(bào)警電路(25)中R16的一端，13腳接顯示電路(24)中非門(mén)U6的1腳，17、16腳分別接顯示電路(24)中顯示器鍵盤(pán)接口芯片U8的10、11腳，28腳接U8的22腳，32～39腳分別接U8的19～12腳、顯示電路(24)中鎖存器U7的3、4、7、8、13、14、17、18腳，30腳接U7的11腳、U8的3腳。
專利摘要本實(shí)用新型屬生活用品，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器，機(jī)械部分主要由底座(8)、集光板(1)、步進(jìn)電機(jī)(9)、水平轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪、蝸桿(6)、(7)、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪、蝸桿(14)、(15)和滑動(dòng)軸承座(4)等組成，自動(dòng)控制系統(tǒng)包括由中央處理器電路(18)控制的水位指示電路(19)，電磁閥控制電路(20)、加熱管控制電路(21)、數(shù)據(jù)采集電路(22)、步進(jìn)電機(jī)控制電路(23)、顯示控制電路(24)、顯示控制電路(24)、報(bào)警控制電路(25)，旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能熱水器提高了太陽(yáng)能利用率，用戶可根據(jù)需要自己選擇適合的溫度，當(dāng)水位過(guò)低或過(guò)高時(shí)系統(tǒng)能及時(shí)報(bào)警并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，用戶可手動(dòng)及自動(dòng)及時(shí)加水，保證熱水器的安全。
文檔編號(hào)F24J2/52GK2802382SQ20052009014
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者付華, 尹麗娜 申請(qǐng)人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)