專利名稱：一種自動追光太陽能路燈供電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種路燈供電電源，特別涉及一種自動追光太陽能路燈供電電源。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會，能源緊缺及環(huán)境污染是人類面臨的最嚴峻的問題。而綠色能源的開發(fā)和利用，不僅可以緩解能源緊缺問題，而且可以保護環(huán)境。太陽能儲量豐富，易于采集，是非常好的綠色能源。太陽能總量相當于現(xiàn)在人類所利用能源的一萬多倍，如果能合理地利用這個能量，不僅可以產(chǎn)生十分巨大的經(jīng)濟效益，而且對于保護環(huán)境也具有重大的意義。但是由于太陽能的能量密度低，而且它還因地而異、因時而變。實驗證明當太陽光垂直照射太陽能板時，效率最高，產(chǎn)生的電能最多。目前用于采集太陽能的太陽能板都是固定不變的，太陽每天從早到晚隨著時間的推移，其位置也在不斷地變化，所以現(xiàn)有的固定式太陽能板采集光照的效率較低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種自動追光太陽能路燈供電電源。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種自動追光太陽能路燈供電電源，包括支撐架12、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、傾斜機構(gòu)、太陽能板組件、位置采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊19 ；轉(zhuǎn)向機構(gòu)安裝在支撐架12上，轉(zhuǎn)向機構(gòu)是由一體式帶有減速器的驅(qū)動電機11、蝸輪3、蝸桿2、安裝架1、推力軸承18和套筒4組成，安裝架I安裝固定在支撐架12上，一體式帶有減速器的驅(qū)動電機11與蝸桿2同軸聯(lián)接，蝸桿2通過兩個軸承分別安裝在兩個管件14A和14B內(nèi)，兩個管件14A和14B安裝固定在安裝架I上，蝸輪3安裝固定在套筒4上，套筒4通過軸承13安裝在支撐架12的豎桿上，套筒4相對于支撐架12的豎桿可自由轉(zhuǎn)動，蝸輪3和安裝架之間安裝有推力軸承18，蝸桿2與蝸輪3相嚙合；太陽能板組件包括支撐桿8、架體9和太陽能板10，太陽能板10安裝固定在架體9上，架體9安裝固定在支撐桿8上；傾斜機構(gòu)是由一體式帶有減速器的驅(qū)動電機16、蝸輪7、蝸桿6和套筒5組成，一體式帶有減速器的驅(qū)動電機16與蝸桿6同軸聯(lián)接，蝸桿6通過兩個軸承15分別安裝在兩個管件17A和17B內(nèi)，兩個管件17A和17B安裝固定在套筒4上，套筒5安裝固定在套筒4上，支撐桿8通過軸承安裝在套筒5內(nèi)且可相對套筒5自由轉(zhuǎn)動，蝸輪7安裝固定在支撐桿8上，蝸輪7與蝸桿6相嚙合；位置采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊19均安裝在架體8上。位置采集模塊用于檢測太陽的方位角度以及相對地面的高度，并將檢測到的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)控制處理模塊，數(shù)據(jù)控制處理模塊進行數(shù)據(jù)處理，判斷太陽能板位置是否與太陽光照射方向成90度角的相對位置關(guān)系，然后將動作指令數(shù)據(jù)分別傳遞到轉(zhuǎn)向機構(gòu)和傾斜機構(gòu)，實現(xiàn)太陽能板的位置與光照方向始終成垂直關(guān)系。由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型提供的一種自動追光太陽能路燈供電電源，與現(xiàn)有技術(shù)相比其有益效果是:不僅可以自動追蹤太陽的位置，也可根據(jù)白天不同時間段或四季時間不同，太陽相對地面高度不同，能夠?qū)崟r協(xié)調(diào)太陽高度，使太陽能板始終能夠正對太陽，并與太陽光照射成90度角。通過檢測太陽照射位置是否與太陽能板垂直的數(shù)據(jù)信號，傳遞到數(shù)據(jù)控制處理模塊，數(shù)據(jù)控制處理模塊經(jīng)過處理判斷，發(fā)出調(diào)整太陽能板位置的指令信號，指令最終由電機執(zhí)行，電機根據(jù)指令轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度，最終達到最優(yōu)的角度位置。這樣提高了太陽能板的利用效率，與固定光伏系統(tǒng)比較，提高發(fā)電量大于40%，大大增加了總的發(fā)電量。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是轉(zhuǎn)向機構(gòu)和傾斜機構(gòu)示意圖； 圖3是轉(zhuǎn)向機構(gòu)和傾斜機構(gòu)安裝示意圖； 圖4是轉(zhuǎn)向機構(gòu)和傾斜機構(gòu)放大示意圖圖5是蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是太陽能板安裝示意圖；圖7是本實用新型實施例單片機控制電路圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述: 如圖1所示，一種自動追光太陽能路燈供電電源，包括支撐架、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、傾斜機 構(gòu)、太陽能板組件、位置采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊； 轉(zhuǎn)向機構(gòu)和傾斜機構(gòu)為電機、減速機和蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)，其作用是為太陽能板 旋轉(zhuǎn)和調(diào)整角度時提供動力，完成空間內(nèi)的兩個旋轉(zhuǎn)自由度。 為調(diào)整太陽能板跟隨太陽自東向西偏轉(zhuǎn)的蝸輪蝸桿。蝸輪繞著垂直于地面的豎直 桿旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，轉(zhuǎn)向機構(gòu)安裝在支撐架上，轉(zhuǎn)向機構(gòu)是由一體式帶有減速器的驅(qū)動電機、蝸輪、蝸桿、安裝架、推力軸承18和套筒組成，安裝架I安裝固定在支撐架12上，一體式帶有減速器的驅(qū)動 電機11與蝸桿2同軸聯(lián)接，蝸桿2通過兩個滾動軸承分別安裝在兩個管件14A和14B內(nèi)，兩個管件14A和14B安裝固定在安裝架I上，蝸輪3安裝固定在套筒4上，套筒4內(nèi)安裝有滾動軸承13，滾動軸承內(nèi)圈安裝固定在支撐架12的豎桿上，使套筒4相對于支撐架12的豎桿能夠自由轉(zhuǎn)動，蝸輪3和安裝架之間安裝有推力軸承18，蝸桿2與蝸輪3相嚙合；因此，當蝸桿2轉(zhuǎn)動時，帶動焊接在套筒上的蝸輪3轉(zhuǎn)動，使得整個太陽能板支架轉(zhuǎn)動。渦輪3的參數(shù)是:模數(shù)為2 ;內(nèi)孔:40mm ;外直徑:68mm 厚度:20mm ；蝸桿2的參數(shù)是:模數(shù)為2，總長:240mm ;齒的外徑:28mm ;軸的直徑:21mm ;齒的長度:30mm。一體式帶有減速器的驅(qū)動電機功率小，耗能低，當一體式帶有減速器的驅(qū)動電機在接受中央控制處理器傳遞的命令時，一體式帶有減速器的驅(qū)動電機動作，將動力傳遞到減速機，減速機將扭矩增大，然后通過蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)驅(qū)動整個太陽能板支架作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)動。蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)的特性之一是具有自鎖性，當蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角時，機構(gòu)具有自鎖性，可實現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿，其反向自鎖性可起安全保護作用。如圖6所示，太陽能板組件包括支撐桿、架體和太陽能板，太陽能板安裝固定在架體上，架體安裝固定在支撐桿上；如圖3—圖5所示，傾斜機構(gòu)是由一體式帶有減速器的驅(qū)動電機16、蝸輪7、蝸桿6和套筒5組成，一體式帶有減速器的驅(qū)動電機16與蝸桿6同軸聯(lián)接，蝸桿6通過兩個滾動軸承15分別安裝在兩個管件17A和17B內(nèi)，兩個管件17A和17B安裝固定在套筒4上，套筒5安裝固定在套筒4上，套筒5內(nèi)安裝有滾動軸承，滾動軸承內(nèi)圈安裝固定在支撐桿8上，使支撐桿6可相對套筒5自由轉(zhuǎn)動，蝸輪7安裝固定在支撐桿8上，蝸輪7與蝸桿6相嚙合；當蝸桿旋轉(zhuǎn)時，可帶動焊接在太陽能板支架橫桿上的蝸輪，最終使得太陽能板能夠調(diào)整與地面的夾角。渦輪7的參數(shù)是:模數(shù)為2 ;內(nèi)孔:25mm ;外直徑:55mm 厚度:20mm ；蝸桿6的參數(shù)是:模數(shù)為2，總長:200mm ;齒的外徑:28mm ;軸的直徑:21mm ;齒的長度:36mm。如圖1所示，位置采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊19均安裝在架體8上。檢測裝置必須露在外邊，可檢測到光照。位置采集模塊是由四個光敏傳感器和信號指示燈組成，光敏傳感器按東、西、南、北四個方向分布排列。光敏傳感器選用GL5616光敏電阻，這是因為它屬半導(dǎo)體光敏器件，除具靈敏度高，反應(yīng)速度快，功耗低，光譜特性及r值一致性好等特點外，在高溫、多濕的惡劣環(huán)境下，還能保持高度的穩(wěn)定性和可靠性，完全可以用來應(yīng)用于監(jiān)測太陽光輻射角度。太陽處于不同的方位和不同的位置高度時，由對應(yīng)的光敏傳感器接收太陽光。光敏傳感器主要的作用是識別光源位置，將光信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。如圖7所示，數(shù)據(jù)控制處理模塊采用單片機控制電路，它主要對光敏傳感器的檢測數(shù)據(jù)進行處理和判斷，是整個太陽能板智能跟蹤系統(tǒng)的控制中心。當單片機控制電路接收到檢測數(shù)據(jù)后，進行判斷，當太陽的位置偏轉(zhuǎn)時，它將發(fā)出控制命令，太陽能板自動跟蹤太陽光照，調(diào)整太陽能板與地面之間的角度，使太陽能板始終正對著太陽，這樣可以提高太陽能板接受太陽光照的效率，使得太陽能板產(chǎn)生更多的電能。當太陽位置高度采集模塊中的光敏傳感器檢測到太陽的方位角度以及相對地面的高度時，將數(shù)據(jù)傳送到中央控制處理器，中央處理器進行數(shù)據(jù)處理，判斷太陽能板位置是否與太陽光照射方向成90度垂直的相對位置關(guān)系，然后將判斷后的數(shù)據(jù)傳遞到旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和傾斜機構(gòu)的驅(qū)動電機，以此控制兩個驅(qū)動電機的動作，驅(qū)動電機輸出的動力通過減速器將扭矩放大，然后再將扭矩傳遞給蝸輪蝸桿機械傳動機構(gòu)，蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度，最終實現(xiàn)太陽能板的位置與光照方向始終成相對垂直。當位置采集模塊中的光敏傳感器檢測到太陽的方位角度以及相對地面的高度時，將數(shù)據(jù)傳送到中央控制處理器，中央處理器進行數(shù)據(jù)處理，判斷太陽能板位置是否與太陽光照射方向成90度垂直的相對位置關(guān)系，然后將判斷后的數(shù)據(jù)傳遞到電動機，以此控制電動機動作，電機輸出的動力通過減速器將扭矩放大，然后再將扭矩傳遞給蝸輪蝸桿機械傳動機構(gòu)，蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度，最終實現(xiàn)太陽能板的位置與光照方向始終成相對垂直。
權(quán)利要求1.一種自動追光太陽能路燈供電電源，包括支撐架(12)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、傾斜機構(gòu)、太陽能板組件、位置采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊(19)，其特征在于: 轉(zhuǎn)向機構(gòu)安裝在支撐架(12 )上，轉(zhuǎn)向機構(gòu)是由一體式帶有減速器的驅(qū)動電機(11)、蝸輪(3)、蝸桿(2)、安裝架(I)、推力軸承(18)和套筒(4)組成，安裝架(I)安裝固定在支撐架(12)上，一體式帶有減速器的驅(qū)動電機(11)與蝸桿(2)同軸聯(lián)接，蝸桿(2)通過兩個軸承分別安裝在兩個管件(14A)和(14B)內(nèi)，兩個管件(14A)和(14B)安裝固定在安裝架⑴上，蝸輪(3)安裝固定在套筒(4)上，套筒(4)通過軸承(13)安裝在支撐架(12)的豎桿上，套筒(4)相對于支撐架(12)的豎桿可自由轉(zhuǎn)動，蝸輪(3)和安裝架之間安裝有推力軸承(18)，蝸桿⑵與蝸輪⑶相嚙合； 太陽能板組件包括支撐桿⑶、架體(9)和太陽能板(10)，太陽能板(10)安裝固定在架體(9)上，架體(9)安裝固定在支撐桿⑶上； 傾斜機構(gòu)是由一體式帶有減速器的驅(qū)動電機(16)、蝸輪(7)、蝸桿(6)和套筒(5)組成，一體式帶有減速器的驅(qū)動電機(16)與蝸桿￠)同軸聯(lián)接，蝸桿(6)通過兩個軸承(15)分別安裝在兩個管件(17A)和(17B)內(nèi)，兩個管件(17A)和(17B)安裝固定在套筒⑷上，套筒(5)安裝固定在套筒⑷上，支撐桿⑶通過軸承安裝在套筒(5)內(nèi)且可相對套筒(5)自由轉(zhuǎn)動，蝸輪(7)安裝固定在支撐桿⑶上，蝸輪(7)與蝸桿(6)相嚙合； 位置采集模塊和數(shù)據(jù)處 理模塊(19)均安裝在架體(8)上。
專利摘要本實用新型公開了一種自動追光太陽能路燈供電電源，旨在提供一種可以自動追蹤太陽的位置，提高了太陽能板的利用效率，與固定光伏系統(tǒng)比較,提高發(fā)電量40%左右，大大增加了總的發(fā)電量。其技術(shù)方案的要點包括支撐架、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、傾斜機構(gòu)、太陽能板組件、位置采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊,轉(zhuǎn)向機構(gòu)安裝在支撐架(12)上，轉(zhuǎn)向機構(gòu)是由一體式帶有減速器的驅(qū)動電機(11)、蝸輪(3)、蝸桿(2)、安裝架(1)、推力軸承(18)和套筒(4)組成，安裝架(1)安裝固定在支撐架(12)上，一體式帶有減速器的驅(qū)動電機(11)與蝸桿(2)同軸聯(lián)接。
文檔編號G05D3/12GK202978759SQ20122057717
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者陳興文, 劉燕 申請人:大連民族學(xué)院