本發(fā)明涉及太陽(yáng)光自動(dòng)追蹤領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于向日葵向陽(yáng)原理的自動(dòng)追光系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的日光跟蹤系統(tǒng)，多為采用太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤控制或者光電跟蹤控制，其共同點(diǎn)都是反饋控制信號(hào)后利用控制程序進(jìn)行跟蹤，系統(tǒng)的復(fù)雜程度高，從而限制了其應(yīng)用范圍。申請(qǐng)?zhí)枮?01110136322.5所公布的“一種基于向日葵向陽(yáng)原理的仿生日光跟蹤系統(tǒng)”，提供了一種基于向日葵向陽(yáng)仿生原理的自動(dòng)日光跟蹤系統(tǒng)，通過(guò)感光元件和相關(guān)電路光電跟蹤控制，擺脫了復(fù)雜的邏輯電路結(jié)構(gòu)和控制程序。這一系統(tǒng)雖已降低復(fù)雜程度，但其伸縮單元仍需使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，方可將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的伸縮量，而使用電動(dòng)機(jī)難免帶來(lái)摩擦損耗和噪音，不夠節(jié)能環(huán)保；此外，該系統(tǒng)缺乏專用的重力支撐機(jī)構(gòu)，當(dāng)設(shè)備較重或規(guī)模較大時(shí)，該系統(tǒng)難以支撐或能耗太大。因此，有必要對(duì)現(xiàn)有跟蹤系統(tǒng)做進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是：如何更好地模仿向日葵的向陽(yáng)原理，構(gòu)建一種全新的自動(dòng)追光系統(tǒng)，使其能量利用率更高，系統(tǒng)復(fù)雜度更低，應(yīng)用范圍更廣。

本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是：

一種基于向日葵向陽(yáng)原理的自動(dòng)追光系統(tǒng)，主要包括追光板1、支撐柱2、伸縮管4和基座5，所述追光板1上設(shè)有一塊圓形的光電盤6，盤的外緣垂直圍立著一圈反光條9；所述光電盤6的底部鋪有圓形的光伏發(fā)電片7，光伏發(fā)電片7的邊緣部分按徑向均勻分隔出2n個(gè)感光塊8，n為自然數(shù)；所述支撐柱2立于基座5上，通過(guò)球頭桿端關(guān)節(jié)軸承3支撐在追光板1的重心點(diǎn)；所述伸縮管4以支撐柱2為軸向，平行于支撐柱2四周均勻?qū)ΨQ圍成一個(gè)圓形，伸縮管4兩端分別連接追光板1和基座5；伸縮管4的數(shù)目與感光塊8相同，每根伸縮管4與對(duì)應(yīng)位置的感光塊8通過(guò)控制電路一一對(duì)接，并根據(jù)感光塊8光照強(qiáng)度的不同由控制電路完成相應(yīng)伸縮，從而帶動(dòng)追光板轉(zhuǎn)動(dòng)角度；所述伸縮管4內(nèi)部由電磁膠囊12首尾串接而成，外壁為可縱向伸縮的軟管11；所述電磁膠囊12外覆可縱向伸縮的膠皮13，內(nèi)部首尾兩端各有一塊電磁鐵14，兩塊電磁鐵14之間夾著一根小彈簧15；每根伸縮管4中的電磁膠囊14首、尾兩端的電磁鐵線圈16分別并聯(lián)，其電流方向及強(qiáng)弱由控制電路控制，從而使電磁膠囊12內(nèi)首、尾兩端的電磁鐵14相斥或相吸，并在小彈簧15、膠皮13及軟管11的協(xié)同作用下實(shí)現(xiàn)伸縮管4的定量伸縮。

所述2n個(gè)感光塊8以光電盤6的圓心為對(duì)稱點(diǎn)，每2個(gè)相對(duì)稱的感光塊8組成一對(duì)；每對(duì)感光塊8中，若因日光垂直照射使兩者的光照強(qiáng)度相當(dāng)，產(chǎn)生的電壓相近，則只輸出電量；若因日光偏斜照射使其中一塊被反光條9遮擋，而與其對(duì)稱的另一塊不僅未被遮擋而且還被反光條9的反射光照射，從而使兩者產(chǎn)生的電壓差距明顯，則在輸出電量的同時(shí)，還將電信號(hào)輸入控制電路，控制相應(yīng)的那對(duì)伸縮管4做伸縮運(yùn)動(dòng)。

所述球頭桿端關(guān)節(jié)軸承3包括球形關(guān)節(jié)頭17、碗狀關(guān)節(jié)臼18以及填充于其中的膠狀粘液；所述球形關(guān)節(jié)頭17固定在追光板1的重心點(diǎn)下方；所述碗狀關(guān)節(jié)臼18設(shè)置在支撐柱2頂端；所述膠狀粘液具有潤(rùn)滑和阻滯作用，可調(diào)節(jié)球形關(guān)節(jié)頭17的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以便與光照角度轉(zhuǎn)換后感光塊8的感應(yīng)速度相合拍。

所述光電盤6可與所述追光板1分開設(shè)置，光電盤6須與追光板1平行。

所述基座5上設(shè)有升降固定裝置，可將整個(gè)系統(tǒng)傾斜安裝。

所述控制電路置于控制盒10內(nèi)，控制電路包括可充電電池；所述可充電電池用于存貯所述光伏發(fā)電片7及感光塊8產(chǎn)生的電量，并依據(jù)感光塊8輸出的電信號(hào)為伸縮管4供電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：一是就地取材，直接取用太陽(yáng)能及光電信號(hào)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能更為簡(jiǎn)潔明快；二是悄無(wú)聲息，直接利用電磁力驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)伸縮量，仿生度很高；三是設(shè)有專用的重力支撐機(jī)構(gòu)，便于擴(kuò)展應(yīng)用到大型光伏發(fā)電、自動(dòng)晾曬系統(tǒng)等不同領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明光電盤的俯視示意圖；

圖3是本發(fā)明光電盤的剖視示意圖；

圖4是本發(fā)明伸縮管的剖視示意圖；

圖5是本發(fā)明球頭桿端關(guān)節(jié)軸承的剖視示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)含義：

1.追光板，2.支撐柱，3.球頭桿端關(guān)節(jié)軸承，4.伸縮管，5.基座，6.光電盤，7.光伏發(fā)電片，8.感光塊，9.反光條，10.控制盒，11.軟管，12.電磁膠囊，13.膠皮，14.電磁鐵，15.小彈簧，16.線圈，17.球形關(guān)節(jié)頭，18.碗狀關(guān)節(jié)臼，19.膠狀粘液。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

當(dāng)陽(yáng)光傾斜照射該系統(tǒng)時(shí)，光電盤中總有一個(gè)感光塊離太陽(yáng)最近，而與其對(duì)稱的另一個(gè)感光塊則離太陽(yáng)最遠(yuǎn)。離太陽(yáng)最近的感光塊被反光條遮擋，而離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的感光塊不僅未被遮擋而且還被反光條的反射光照射，從而使兩者產(chǎn)生的電壓大小差距明顯，此時(shí)，系統(tǒng)輸出電信號(hào)，使離太陽(yáng)最近的伸縮管縮短、離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的伸縮管伸長(zhǎng)，從而帶動(dòng)追光板轉(zhuǎn)動(dòng)到與陽(yáng)光垂直的位置。

運(yùn)行過(guò)程中，隨著追光板位置的變化，當(dāng)成對(duì)的兩個(gè)感光塊的光照強(qiáng)度達(dá)到相同的瞬間，對(duì)與之相應(yīng)的伸縮管的控制電流值就維持在那一瞬間的大小不變，從而使伸縮管的保持那一瞬間的長(zhǎng)短不變。

下面結(jié)合附圖來(lái)闡述該系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程：

實(shí)施例之一：

伸縮管內(nèi)的所有電磁膠囊中電磁鐵線圈的繞組方向一致，均并聯(lián)在一起，其電流的方向及強(qiáng)弱均相同。通電時(shí)，電磁膠囊內(nèi)首、尾兩端的電磁鐵相互吸引，從而壓緊小彈簧，實(shí)現(xiàn)伸縮管的定量收縮。

為方便表述，以我國(guó)南方夏天的太陽(yáng)運(yùn)行情況為例，并將平放的光電盤中，最東邊的感光塊標(biāo)注為a，最西邊的感光塊標(biāo)注為b；與感光塊a、b相對(duì)應(yīng)的伸縮管分別標(biāo)注為a、b。

凌晨，當(dāng)天色漸亮?xí)r，光電盤在水平位置，所有感光塊均開始發(fā)電，a、b感光塊的光照強(qiáng)度相同，即a=b；此時(shí)對(duì)包括a、b在內(nèi)的所有伸縮管均不供電；則伸縮管均保持其原有的自然長(zhǎng)度，追光板保持水平。

早晨，旭日東升后，由于反光條的遮擋和反光作用，a感光塊的光照強(qiáng)度迅速減小，b感光塊的光照強(qiáng)度迅速變大；此時(shí)對(duì)a伸縮管開始供電且電流迅速增大，對(duì)b伸縮管仍不供電；則a伸縮管迅速縮短，b伸縮管被拉長(zhǎng)，追光板迅速向東偏斜，直到與陽(yáng)光垂直。

上午，太陽(yáng)繼續(xù)升起，光電盤原本向東偏斜，由于反光條的遮擋和反光作用，a感光塊的光照強(qiáng)度逐漸變大，b感光塊的光照強(qiáng)度逐漸變??；此時(shí)對(duì)a伸縮管的供電電流逐漸減小，對(duì)b伸縮管的供電電流逐漸增大；則a伸縮管逐漸伸長(zhǎng)，b伸縮管逐漸縮短，追光板逐漸回到水平位置。

正午，太陽(yáng)當(dāng)空直照時(shí)，光電盤上包括a、b在內(nèi)的所有感光塊的光照強(qiáng)度均達(dá)到最大，其發(fā)電量也達(dá)到最大；此時(shí)對(duì)a、b伸縮管的供電電流也達(dá)到某個(gè)恒定值；則a、b伸縮管的長(zhǎng)度達(dá)到相等，追光板回到水平位置。

下午，太陽(yáng)繼續(xù)偏西，光電盤原本在水平位置，由于反光條的遮擋和反光作用，a感光塊的光照強(qiáng)度逐漸變大，b感光塊的光照強(qiáng)度逐漸變?。淮藭r(shí)對(duì)a伸縮管的供電電流逐漸減小，對(duì)b伸縮管的供電電流逐漸增大；則a伸縮管逐漸伸長(zhǎng)，b伸縮管逐漸縮短，追光板逐漸向西傾斜。

黃昏，當(dāng)夕陽(yáng)西下后，天色漸暗，光電盤所有感光塊均停止發(fā)電，此時(shí)對(duì)伸縮管均停止供電，則伸縮管均恢復(fù)到其原有的自然長(zhǎng)度，追光板迅速回到水平位置。

詳見(jiàn)下表：

注：1、表中“↑、↓”表示迅速升降；“↗、↘”表示逐漸升降。

2、此處以我國(guó)南方的夏天為例，若在北方或冬天，則該系統(tǒng)全天候均偏南運(yùn)行，其向東、向西的運(yùn)行機(jī)制與上表一致。

以上述依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述說(shuō)明，工作人員可在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行各種變更和修改，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。