太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，包括控制箱、安裝在控制箱上的太陽能電池板及與太陽能電池板連接的蓄電池，所述控制箱兩側(cè)設(shè)置電池板支撐裝置，所述控制箱內(nèi)側(cè)設(shè)置有驅(qū)動電池板支撐裝置擺動的動力裝置；所述太陽能電池板的一側(cè)安裝有控制板，控制板上太陽定位裝置。本實用新型可實時檢測太陽的位置，從而控制太陽能電池板的位置，使太陽能電池板始終與太陽光垂直，太陽能電池板可精確的跟蹤太陽，可使太陽能電池板接收效率大大提高，進而提高了太陽能裝置的太陽能利用率。
【專利說明】太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能路燈裝置，具體涉及一種太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在的路燈多是采用電網(wǎng)供電，少數(shù)是采用太陽能供電。采用太陽能供電的也都是采用電池板固定的方式。隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，能源需求日益劇增，傳統(tǒng)的化石能源存儲有限，而且現(xiàn)在環(huán)境污染越來越嚴重，開發(fā)綠色新能源成為了當務(wù)之急。太陽能在新能源中占有重要地位，儲量大，無污染，在未來的能源利用中一定會占有重要地位。固定式太陽能電池板對太陽能的利用率低，這是傳統(tǒng)太陽能發(fā)電的致命的缺點。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型針對上述固定式太陽能電池板對太陽能的利用率低的問題，提供一種太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，其可跟蹤太陽，使得太陽能電池板始終垂直于太陽光的方向，達到最大效率利用利用太陽能的目的。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案為:
[0005]一種太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，包括控制箱、安裝在控制箱上的太陽能電池板及與太陽能電池板連接的蓄電池，所述控制箱兩側(cè)設(shè)置有支撐座，支撐座上鉸鏈有一擺桿，所述太陽能電池板安裝在擺桿頂端，所述控制箱內(nèi)側(cè)安裝有蝸輪蝸桿電機，蝸輪蝸桿電機輸出軸上安裝有第一齒輪，蝸輪蝸桿電機輸出軸外端設(shè)置有接觸開關(guān)探頭，控制箱底板上安裝有與接觸開關(guān)探頭相對應的接觸開關(guān)，所述控制箱上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有與第一齒輪相嚙合的第二齒輪，轉(zhuǎn)軸兩端均設(shè)置有曲軸，曲軸上套有一轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸外端固定有直線軸承，直線軸承套在擺桿上；所述太陽能電池板的一側(cè)安裝有控制板，控制板上安裝有四個光敏電阻、藍牙模塊和單片機，其中兩個光敏電阻安裝在控制板的東西兩端，另外兩個光敏電阻安裝在控制板的南北兩端，四個光敏電阻上方設(shè)置有遮光板，遮光板的四個邊緣分別位于四個光敏電阻的軸線上，所述接觸開關(guān)、藍牙模塊、四個光敏電阻均與單片機連接，單片機與蝸輪蝸桿電機的控制開關(guān)連接，所述蓄電池與蝸輪蝸桿電機的控制開關(guān)及單片機連接。
[0006]所述太陽能電池板底面上安裝有固定板，固定板上設(shè)置有弧形滑槽，擺桿頂端設(shè)置有螺栓，螺栓安裝在弧形滑槽上。
[0007]所述曲軸與轉(zhuǎn)動軸之間套有銅套。
[0008]所述蝸輪蝸桿電機的控制開關(guān)為電磁繼電器開關(guān)。
[0009]所述單片機與蝸輪蝸桿電機的控制開關(guān)之間設(shè)置有三極管。
[0010]所述蓄電池與單片機之間設(shè)置有穩(wěn)壓器。
[0011]所述支撐座上設(shè)置有兩平行的連接板，兩連接板上設(shè)置有銷孔，銷孔內(nèi)安裝有銷，擺桿底端設(shè)置有與銷相對應的孔，擺桿通過孔和銷鉸連在兩連接板上。[0012]本實用新型在控制箱兩側(cè)設(shè)置有支撐座，支撐座上鉸鏈有一擺桿，太陽能電池板安裝在擺桿頂端，蝸輪蝸桿電機通過第一齒輪、第二齒輪、轉(zhuǎn)軸、曲軸、轉(zhuǎn)動軸和直線軸承帶動擺桿可沿東西方向來回轉(zhuǎn)動；太陽能電池板的一側(cè)安裝有控制板，控制板上安裝有四個光敏電阻、藍牙模塊和單片機，其中兩個光敏電阻安裝在控制板的東西兩端用于檢測太陽東西方向的位置，東西方向的兩光敏電阻將信號傳給單片機，單片機控制蝸輪蝸桿電機旋轉(zhuǎn)沿東西方向旋轉(zhuǎn)，直到太陽光與東西方向的兩光敏電阻垂直；另外兩個光敏電阻安裝在控制板的南北兩端，用于檢測太陽南北方向的位置，南北方向的兩光敏電阻將檢測的信息傳給單片機，單片機再通過藍牙模塊傳給手機藍牙，然后工作人員根據(jù)接收到的信息可以手動操作調(diào)整太陽能電池板南北方向的位置，因在南北方向上，太陽每天的高度角變化很少，所以可以根據(jù)需要每季度或每半年調(diào)整一次。本實用新型可實時檢測太陽的位置，從而控制太陽能電池板的位置，使太陽能電池板始終與太陽光垂直，太陽能電池板可精確的跟蹤太陽，可使太陽能電池板接收效率大大提高，進而提高了太陽能裝置的太陽能利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實用新型控制箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本實用新型工作原理示意圖。
[0016]圖4為本實用新型控制原理示意圖。
[0017]圖5為本實用新型遮光板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6為圖5的A向視圖。
[0019]圖7為本實用新型蓄電池連接電路示意圖。
[0020]圖8為本實用新型單片機連接電路示意圖。
[0021 ] 圖9為本實用新型位置反饋連接電路示意圖。
[0022]圖10為本實用新型光電檢測連接電路示意圖。
[0023]圖11為本實用新型掉電檢測連接電路示意圖。
[0024]圖12為本實用新型電機驅(qū)動正反轉(zhuǎn)連接電路示意圖。
[0025]附圖標識:1-控制箱，2-太陽能電池板，3-控制板，4-支撐座，5-擺桿，6_蝸輪蝸桿電機，7-第一齒輪，8-接觸開關(guān)探頭，9-接觸開關(guān)，10-轉(zhuǎn)軸，11-第二齒輪，12-轉(zhuǎn)動軸，13-直線軸承，14-第一光敏電阻，15-藍牙模塊，16-單片機，17-固定板，18-弧形滑槽，19-螺栓，20-銷，21-曲軸，22-抱箍，23-連接板，24-遮光板，25-第二光敏電阻，26-第三光敏電阻，27-第四光敏電阻。
【具體實施方式】
[0026]實施例1
[0027]下面結(jié)合幅圖，對本實用新型作進一步說明。
[0028]如圖1-圖12所示，一種太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，包括控制箱1、安裝在控制箱I上的太陽能電池板2及與太陽能電池板2連接的蓄電池，本實用新型的控制箱I上安裝于箱蓋，箱蓋避免雨水進入控制箱I內(nèi)，對控制箱I內(nèi)的設(shè)備起到了很好的保護作用，蓄電池可以安裝在燈桿底端；所述控制箱I兩側(cè)設(shè)置有支撐座4，支撐座4上鉸鏈有一擺桿5，所述太陽能電池板2安裝在擺桿5頂端，所述控制箱I內(nèi)側(cè)安裝有蝸輪蝸桿電機6，渦輪蝸桿電機具有自鎖功能，不用時能夠自鎖，安全可靠；蝸輪蝸桿電機6輸出軸上安裝有第一齒輪7，蝸輪蝸桿電機6輸出軸外端設(shè)置有接觸開關(guān)探頭8，控制箱I底板上安裝有與接觸開關(guān)探頭8相對應的接觸開關(guān)9，所述控制箱I上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸10，轉(zhuǎn)軸10通過軸承安裝在控制箱I上，轉(zhuǎn)軸10上設(shè)置有與第一齒輪7相嚙合的第二齒輪11，轉(zhuǎn)軸10兩端均設(shè)置有曲軸21，曲軸21上套有一轉(zhuǎn)動軸12，轉(zhuǎn)動軸12外端固定有直線軸承13，直線軸承13套在擺桿5上；所述太陽能電池板2的一側(cè)安裝有控制板3，控制板3上安裝有四個光敏電阻、藍牙模塊15和單片機16，其中兩個光敏電阻安裝在控制板的東西兩端，分別記為第一電阻14和第二電阻25，另外兩個光敏電阻分別安裝在控制板的南北兩端，分別記為第三電阻26和第四電阻27，四個光敏電阻上方設(shè)置有遮光板24，遮光板24的四個邊緣分別位于四個光敏電阻的軸線上，即遮光板24分別蓋住四個光敏電阻14的一半；所述接觸開關(guān)9、藍牙模塊15、四個光敏電阻均與單片機16連接，單片機16與蝸輪蝸桿電機的控制開關(guān)連接，所述蓄電池與蝸輪蝸桿電機的控制開關(guān)及單片機16連接，當太陽光線與東西方向的第一電阻14和第二電阻25不垂直時，即太陽位于第一電阻14和第二電阻25的東邊或西邊，由于遮光板24的作用，其中一個光敏電阻接受的太陽光比較多，另一光敏電阻接受的太陽光比較少，兩光敏電阻接受的太陽光強度不一樣就會產(chǎn)生電壓差，第一電阻14和第二電阻25將信號傳給單片機，單片機處理信號然后控制渦輪蝸桿電機沿東西方向轉(zhuǎn)動，使得第一電阻14和第二電阻25接受太陽光一致，此時太陽光與第一電阻14和第二電阻25垂直，從而使得太陽能電池板2在東西方向上與太陽光垂直；同理，第三電阻26和第四電阻27也會產(chǎn)生電壓差，通過A/D轉(zhuǎn)換后，單片機可以將數(shù)值通過藍牙模塊傳送給手機客戶端，工作人員可以根據(jù)自己的需要，手動調(diào)整適當南北方向的位置。
[0029]本實用新型在太陽能電池板2底面上安裝有固定板17，固定板17上設(shè)置有弧形滑槽18，擺桿5頂端設(shè)置有螺栓19，螺栓19安裝在弧形滑槽18上，太陽能電池板2通過弧形滑槽18和螺栓19安裝在擺桿5頂端，可以手動調(diào)整螺栓19在弧形滑槽18內(nèi)的位置來調(diào)整太陽能電池板2南北方向的角度。
[0030]本實用新型在所述曲軸21與轉(zhuǎn)動軸12之間套有銅套，減少曲軸21與轉(zhuǎn)動軸12之間的摩擦力。
[0031]本實用新型的蝸輪蝸桿電機6的控制開關(guān)為電磁繼電器開關(guān)，便于控制電磁繼電器開關(guān)，使用安全。
[0032]本實用新型在單片機16與蝸輪蝸桿電機6的控制開關(guān)之間設(shè)置有三極管，因為驅(qū)動電磁繼電器開關(guān)需要很大的驅(qū)動能力，所以在單片機16與蝸輪蝸桿電機6的控制開關(guān)之間加設(shè)一個三極管來增加驅(qū)動能力，更容易啟動蝸輪蝸桿電機6的控制開關(guān)。
[0033]本實用新型在蓄電池與單片機16之間設(shè)置有穩(wěn)壓器，蓄電池在工作過程中有時電壓不穩(wěn)定，容易對單片機造成損壞，因此加設(shè)一個穩(wěn)壓器來保護單片機。
[0034]本實用新型在支撐座4上設(shè)置有兩平行的連接板23，兩連接板23上設(shè)置有銷孔，銷孔內(nèi)安裝有銷20，擺桿5底端設(shè)置有與銷20相對應的孔，擺桿5通過孔和銷20鉸連在兩連接板23上，擺桿5可以繞銷20轉(zhuǎn)動。
[0035]本裝置安裝在燈桿上時，可以利用抱箍22安裝在燈桿上，采用抱箍式安裝簡單可靠，成本低。[0036]本實用新型具體使用時，將控制箱I沿著南北方向安裝在燈桿上，使得擺桿5可以繞銷20沿東西方向轉(zhuǎn)動，第一電阻14和第二電阻25分別安裝在控制板的東西兩端，第三電阻26和第四電阻分別安裝在控制板的南北兩端。安裝好后首先通過手機藍牙控制藍牙模塊，藍牙模塊將指令傳給單片機，單片機控制蝸輪蝸桿電機6調(diào)整太陽能電池板2到零位置，即太陽能電池板2與水平面平行，此時接觸開關(guān)探頭8豎直向下，接觸開關(guān)探頭8與接觸開關(guān)9的距離最近。白天有太陽時，第一電阻14和第二電阻25接受太陽光線，當太陽光線與第一電阻14和第二電阻25的夾角不一樣時，由于遮光板的作用，第一電阻14和第二電阻25接受的太陽光不一樣就會產(chǎn)生電壓差，然后第一電阻14和第二電阻25將采集到的信號傳給單片機，單片機經(jīng)過數(shù)據(jù)處理控制蝸輪蝸桿電機6的控制開關(guān)，控制蝸輪蝸桿電機6正傳或反轉(zhuǎn)，進而使得擺桿5向東轉(zhuǎn)或向西轉(zhuǎn)，直到第一電阻14和第二電阻25接受的太陽光一致，此時太陽光線與第一電阻14和第二電阻25垂直，即太陽能電池板2與太陽光線東西方向垂直，太陽能電池板2接受太陽光的效率比較大；同理，第三電阻26和第四電阻27也會產(chǎn)生電壓差，通過A/D轉(zhuǎn)換后，單片機可以將數(shù)值通過藍牙模塊傳送給手機客戶端，工作人員可以根據(jù)自己的需要，手動調(diào)整適當南北方向的位置。
[0037]太陽能電池板2將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池內(nèi)，蓄電池將電能在輸入給路燈，同時蓄電池為單片機、蝸輪蝸桿電機提供電能。當太陽西落后，光敏電阻檢測不到太陽光線，然后單片機控制蝸輪蝸桿電機6反轉(zhuǎn)，當接觸開關(guān)探頭8與接觸開關(guān)9的距離最近時，蝸輪蝸桿電機6停止，此時太陽能電池板2與水平面平行，當?shù)诙焯枏臇|方升起時，第一電阻14和第二電阻25檢測到太陽光線，然后，第一電阻14和第二電阻25將檢測到的信號傳給單片機，單片機控制蝸輪蝸桿電機轉(zhuǎn)動，驅(qū)動擺桿5向東轉(zhuǎn)帶動太陽能電池板2向東轉(zhuǎn)，當太陽光線與兩光敏電阻垂直時，單片機控制蝸輪蝸桿電機停止轉(zhuǎn)動，此時太陽光線與太陽能電池板2垂直，第一電阻14和第二電阻25實時監(jiān)測太陽的東西方向的位置，并將信號傳給單片機，單片機控制制蝸輪蝸桿電機轉(zhuǎn)動使得太陽能電池板2隨著太陽運動，南北方向的位置可以手動調(diào)節(jié)，從而使得太陽光利用率最大。
[0038]當暴風雨天氣時，光敏電阻監(jiān)測不到太陽光，然后光敏電阻將信號傳給單片機，單片機控制太陽能電池板2與水平面平行，使得太陽能電池板2受到的風力最小，減少風力對太陽能電池板2的傷害。
[0039]實施例2
[0040]實驗驗證
[0041]實驗目的:比較在相同的條件下，單軸跟蹤和最佳角度固定安裝發(fā)電量的差別。
[0042]實驗步驟:
[0043]步驟一、調(diào)整好整個機構(gòu)，并接好電路，將控制系統(tǒng)與機械機構(gòu)相結(jié)合，反復調(diào)試，直到能穩(wěn)定長時間正常工作。通過3W的燈泡，將蓄電池里的電量慢慢放完；
[0044]步驟二、早上八點，將太陽能跟蹤裝置搬至樓頂，調(diào)整位置，使該機構(gòu)達到最佳角度，給該機構(gòu)的電機斷電，使該機構(gòu)不跟蹤太陽；
[0045]步驟三、晚上六點，將該機構(gòu)搬回實驗室，用兩個3W的燈泡進行放電，每隔半個小時，查看燈泡放電的狀態(tài)，直到放電結(jié)束，記錄一共放電所用的時間，并計算出該天，這種最佳角度固定安裝的發(fā)電量；
[0046]步驟四、在同樣的天氣下，早上八點，將太陽能跟蹤裝置搬至樓頂，給控制板上的各個部件和電機通電，使其自動檢測太陽光線，跟蹤太陽，給蓄電池充電。每隔半個小時，查看跟蹤狀態(tài)，防止蓄電池電量充滿；
[0047]步驟五、晚上六點，將該機構(gòu)搬回實驗室，用兩個3W的燈泡進行放電，每隔半個小時，查看燈泡放電的狀態(tài)，直到放電結(jié)束，記錄一共放電所用的時間，并計算出該天這種單軸跟蹤安裝的發(fā)電量。
[0048]實驗數(shù)據(jù)如表:
[0049]最佳角度固定安裝和單軸跟蹤安裝發(fā)電量比較
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，包括控制箱(I)、安裝在控制箱(I)上的太陽能電池板(2)及與太陽能電池板(2)連接的蓄電池，其特征在于:所述控制箱(I)兩側(cè)設(shè)置有支撐座(4)，支撐座(4)上鉸鏈有一擺桿(5)，所述太陽能電池板(2)安裝在擺桿(5)頂端，所述控制箱(I)內(nèi)側(cè)安裝有蝸輪蝸桿電機(6 )，蝸輪蝸桿電機(6 )輸出軸上安裝有第一齒輪(7),蝸輪蝸桿電機(6)輸出軸外端設(shè)置有接觸開關(guān)探頭(8)，控制箱(I)底板上安裝有與接觸開關(guān)探頭(8)相對應的接觸開關(guān)(9)，所述控制箱(I)上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸(10)，轉(zhuǎn)軸(10)上設(shè)置有與第一齒輪(7 )相嚙合的第二齒輪(11 )，轉(zhuǎn)軸(IO )兩端均設(shè)置有曲軸(21 )，曲軸(21)上套有一轉(zhuǎn)動軸(12 )，轉(zhuǎn)動軸(12 )外端固定有直線軸承(13 )，直線軸承(13 )套在擺桿(5 )上；所述太陽能電池板(2)的一側(cè)安裝有控制板(3)，控制板(3)上安裝有四個光敏電阻、藍牙模塊(15)和單片機(16)，其中兩個光敏電阻安裝在控制板的東西兩端，另外兩個光敏電阻安裝在控制板的南北兩端，四個光敏電阻上方設(shè)置有遮光板(24)，遮光板(24)的四個邊緣分別位于四個光敏電阻的軸線上，所述接觸開關(guān)(9)、藍牙模塊(15)、四個光敏電阻均與單片機(16)連接，單片機(16)與蝸輪蝸桿電機的控制開關(guān)連接，所述蓄電池與蝸輪蝸桿電機的控制開關(guān)及單片機(16)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能電池板(2)底面上安裝有固定板(17)，固定板(17)上設(shè)置有弧形滑槽(18)，擺桿(5)頂端設(shè)置有螺栓(19)，螺栓(19)安裝在弧形滑槽(18)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述曲軸(21)與轉(zhuǎn)動軸(12 )之間套有銅套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述蝸輪蝸桿電機(6)的控制開關(guān)為電磁繼電器開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(16)與蝸輪蝸桿電機(6)的控制開關(guān)之間設(shè)置有三極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄電池與單片機(16)之間設(shè)置有穩(wěn)壓器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能路燈的電池板跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述支撐座上設(shè)置有兩平行的連接板(23)，兩連接板(23)上設(shè)置有銷孔，銷孔內(nèi)安裝有銷(20)，擺桿(5)底端設(shè)置有與銷(20)相對應的孔，擺桿(5)通過孔和銷(20)鉸連在兩連接板(23)上。
【文檔編號】G05D3/12GK203773363SQ201320773256
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】任天平, 郭芳慧, 魏小龍, 劉日平 申請人:劉日平