專利名稱：繩索牽引式太陽跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬太陽跟蹤裝置，尤其是涉及一種繩索牽引式太陽跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)用于太陽光伏發(fā)電及太陽光熱發(fā)電的太陽光方向跟蹤裝置，其轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般采用齒輪機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)或電動(dòng)推桿機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)，其缺點(diǎn)是制造成本高，難以普及。因此設(shè)計(jì)一種成本較低，精度可接受的跟蹤裝置是普及太陽能發(fā)電的重要課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種繩索牽引式太陽跟蹤裝置，能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)足夠的驅(qū)動(dòng)力和可接受的跟蹤精度。本實(shí)用新型的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的:一種繩索牽引式太陽跟蹤裝置，該繩索牽引式太陽跟蹤裝置主要由立柱、卷軸一、繩索、太陽能板或反光鏡、鉸接軸二、聯(lián)接梁、滑輪、y形支架、卷軸支架、鉸接軸一、拉伸彈簧、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器、卷軸二、直流減速電機(jī)、法蘭、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器等組成。其特點(diǎn)是:立柱和y形支架為焊接件，立柱通過其下端的地腳法蘭固定在地基上；y形支架通過鉸接軸二與立柱相連，并可繞鉸接軸二在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩根聯(lián)接梁通過鉸接軸一與I形支架相連，并可繞鉸接軸一轉(zhuǎn)動(dòng)；太陽能板(或反光鏡)通過螺栓固定在兩根聯(lián)接梁上。在立柱中部設(shè)有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要包括直流減速電機(jī)、卷軸一、繩索、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器。其中直流減速電機(jī)通過螺栓固定在立柱上，卷軸一的一端與直流減速電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，另一端與固定在立柱上的法蘭的孔滑動(dòng)配合，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器通過緊定螺釘聯(lián)接在卷軸一的端頭；兩根繩索繞在卷軸一上，一端通過螺栓固定在卷軸一上。一根繩索在繞過I形支架上左邊的滑輪后，繩端固定在立柱的左側(cè)；另一根繩索在繞過I形支架右邊的滑輪后，繩端聯(lián)接到拉伸彈簧的一端，拉伸彈簧的另一端固定在立柱的右側(cè)上。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)卷軸一轉(zhuǎn)動(dòng)，卷軸一上的繩索通過滑輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)I形支架轉(zhuǎn)動(dòng)(俯仰轉(zhuǎn)動(dòng))，其中拉伸彈簧用于補(bǔ)償繩索牽引過程中長度的變化。在y形支架的右下方設(shè)有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要包括直流減速電機(jī)、卷軸二、卷軸支架、繩索、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器等。其中直流減速電機(jī)通過螺栓固定在其支架上，卷軸二的一端與直流減速電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，另一端與卷軸支架的孔滑動(dòng)配合，單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器通過緊定螺釘聯(lián)接在卷軸的端頭；兩根繩索繞在卷軸二上，一端通過螺栓固定在卷軸二上。一根繩索在繞過聯(lián)接梁上左邊的滑輪后，繩端固定在y形支架上；另一根繩索在繞過聯(lián)接梁上右邊的滑輪后，繩端聯(lián)接到拉伸彈簧的一端，拉伸彈簧的另一端固定在y形支架上。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)卷軸二轉(zhuǎn)動(dòng)，卷軸二上的繩索通過滑輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)聯(lián)接梁轉(zhuǎn)動(dòng)(方向轉(zhuǎn)動(dòng))，從而帶動(dòng)聯(lián)接在聯(lián)接梁上的太陽能板(或反光鏡)轉(zhuǎn)動(dòng)。其中拉伸彈簧用于補(bǔ)償繩索牽引過程中長度的變化。在y形支架上安裝有一個(gè)船形開關(guān)，在其按鈕上加裝了一個(gè)V形金屬條(羊角)，當(dāng)聯(lián)接梁轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)計(jì)的角度時(shí)，將碰到V形金屬條從而帶動(dòng)船型開關(guān)的按鈕轉(zhuǎn)動(dòng)，起到限位和切換電路的作用。在聯(lián)接梁與V形金屬條的接觸區(qū)域，安裝有二塊金屬片，當(dāng)聯(lián)接梁與V形金屬條接觸時(shí)，金屬片與V形金屬條成為一對(duì)觸點(diǎn)導(dǎo)通，用于控制電路判斷聯(lián)接梁與V形金屬條的接觸狀態(tài)。本繩索牽引式太陽跟蹤裝置采用單片機(jī)控制系統(tǒng)。編程者根據(jù)太陽的天文運(yùn)動(dòng)規(guī)律和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度，計(jì)算俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)和方向轉(zhuǎn)動(dòng)何時(shí)應(yīng)該到達(dá)第幾步，并編寫相應(yīng)的程序輸入單片機(jī)。本實(shí)用新型繩索牽引式太陽跟蹤裝置成本低廉，跟蹤精度較高，驅(qū)動(dòng)安全可靠，可廣泛用于太陽能發(fā)電及太陽跟蹤裝置。

圖1是本實(shí)用新型所提出的繩索牽引式太陽跟蹤裝置主視圖。圖2是主視圖的A-A剖視示意圖。圖3是主視圖的B-B剖視示意圖。圖4是圖2中E區(qū)域的局部放大圖。圖5是單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器的電路原理圖。圖1-圖5中:1、立柱；2、卷軸一；3、繩索；4、太陽能板或反光鏡；5、鉸接軸二 ；6、聯(lián)接梁；7、滑輪；8、金屬片；9、加羊角船形開關(guān)； 10、y形支架；11、卷軸支架；12、鉸接軸一 ；13、拉伸彈簧；14、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器；15、卷軸二 ；16、直流減速電機(jī)；17、緊定螺釘；18、螺栓；19、轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器中的電路板；20、法蘭；21、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器；22、二極管；23、水銀開關(guān)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型繩索牽引式太陽跟蹤裝置主要由立柱1、卷軸一 2、繩索3、太陽能板或反光鏡4、鉸接軸二 5、聯(lián)接梁6、滑輪7、金屬片8、加羊角船形開關(guān)9、y形支架10、卷軸支架
11、鉸接軸一 12、拉伸彈簧13、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器14、卷軸二 15、直流減速電機(jī)16、緊定螺釘
17、螺栓18、法蘭20、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21組成。立柱I和J形支架10為焊接件，立柱I通過其下端的地腳法蘭固定在地基上形支架10通過鉸接軸一 12與立柱I相連，并可繞鉸接軸一 12在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩根聯(lián)接梁6通過鉸接軸二 5與y形支架10相連，并可繞鉸接軸二 5轉(zhuǎn)動(dòng)；太陽能板(或反光鏡)4通過螺栓18固定在兩根聯(lián)接梁上。在立柱I中部裝有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)主要包括直流減速電機(jī)16、卷軸一 2、繩索3、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21。其中直流減速電機(jī)16通過螺栓固定在立柱上，卷軸一的一端與直流減速電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，另一端與固定在立柱上的法蘭的孔滑動(dòng)配合，雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21通過緊定螺釘17聯(lián)接在卷軸一的端頭；兩根繩索以圖4所示的方向繞在卷軸一上，一端通過螺栓固定在卷軸一上。圖1中左邊的繩索在繞過y形支架上左邊的滑輪后，繩端固定在立柱的左側(cè)；右邊的繩索在繞過I形支架右邊的滑輪后，繩端聯(lián)接到拉伸彈簧的一端，拉伸彈簧的另一端固定在立柱的右側(cè)上。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)卷軸一轉(zhuǎn)動(dòng)，卷軸一上的繩索通過滑輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)y形支架轉(zhuǎn)動(dòng)(俯仰轉(zhuǎn)動(dòng))，其中拉伸彈簧用于補(bǔ)償繩索牽引過程中長度的變化。在y形支架10的右下方裝有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)與立柱中部的相似，主要包括直流減速電機(jī)16、卷軸二 15、卷軸支架11、繩索3、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器14。其中直流減速電機(jī)通過螺栓固定在其支架上，卷軸二的一端與直流減速電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，另一端與卷軸支架的孔滑動(dòng)配合，單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器14通過緊定螺釘聯(lián)接在卷軸的端頭；兩根繩索以圖4所示的方向繞在卷軸二上，一端通過螺栓固定在卷軸二上。圖3中左邊的繩索在繞過聯(lián)接梁上左邊的滑輪后，繩端固定在I形支架上；右邊的繩索在繞過聯(lián)接梁上右邊的滑輪后，繩端聯(lián)接到拉伸彈簧的一端，拉伸彈簧的另一端固定在I形支架上。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)卷軸二轉(zhuǎn)動(dòng)，卷軸二上的繩索通過滑輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)聯(lián)接梁轉(zhuǎn)動(dòng)(方向轉(zhuǎn)動(dòng))，從而帶動(dòng)聯(lián)接在聯(lián)接梁上的太陽能板(或反光鏡)轉(zhuǎn)動(dòng)。其中拉伸彈簧用于補(bǔ)償繩索牽引過程中長度的變化。由圖3觀之，在y形支架上安裝有一個(gè)船形開關(guān)9，在其按鈕上加裝了一個(gè)V形金屬條(羊角)，當(dāng)聯(lián)接梁轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)計(jì)的角度時(shí)，將碰到V形金屬條從而帶動(dòng)船型開關(guān)的按鈕轉(zhuǎn)動(dòng)，起到限位和切換電路的作用。在聯(lián)接梁與V形金屬條的接觸區(qū)域，安裝有二塊金屬片8，當(dāng)聯(lián)接梁與V形金屬條接觸時(shí)，金屬片8與V形金屬條成為一對(duì)觸點(diǎn)導(dǎo)通，用于控制電路判斷聯(lián)接梁與V形金屬條的接觸狀態(tài)。單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器14由圖5所示的電路構(gòu)成，其中三個(gè)水銀開關(guān)23呈三角形排列在電路板上19，電路板19平面垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在傳感器內(nèi)。當(dāng)C端接火線D端接零線時(shí)，二極管22處于正向?qū)顟B(tài)，三個(gè)水銀開關(guān)23總有一個(gè)接通，所以無論電路板19在非水平面內(nèi)如何旋轉(zhuǎn)，電路都處于接通狀態(tài)，傳感器不計(jì)數(shù)；當(dāng)0端接火線C端接零線時(shí)，二極管22處于反向截止?fàn)顟B(tài)，三個(gè)水銀開關(guān)23中上面二個(gè)都始終不能接通，所以如果電路板19在非水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一圈中，半圈電路接通，半圈電路不通，傳感器計(jì)數(shù)?？刂齐娐房梢源擞?jì)算一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器用在方向轉(zhuǎn)動(dòng)的控制上，當(dāng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)從東向西時(shí)，通過單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器計(jì)數(shù)，傳感器每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，方向角轉(zhuǎn)動(dòng)一步，對(duì)應(yīng)一個(gè)方向角；當(dāng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)從西向東時(shí)，單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器不計(jì)數(shù)，直接轉(zhuǎn)到船形開關(guān)定位的起點(diǎn)。雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器21的電路只有一個(gè)水銀開關(guān)23構(gòu)成，無論電路板在非水平面內(nèi)如何旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一圈中，半圈電路接通，半圈電路不通?？刂齐娐房梢源擞?jì)算正反兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器用在俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)的控制上，傳感器每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，俯仰角轉(zhuǎn)動(dòng)一步，對(duì)應(yīng)一個(gè)俯仰角。本繩索牽引式太陽跟蹤裝置采用單片機(jī)控制系統(tǒng)。編程者根據(jù)太陽的天文運(yùn)動(dòng)規(guī)律和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)緯度，計(jì)算俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)和方向轉(zhuǎn)動(dòng)何時(shí)應(yīng)該到達(dá)第幾步，并編寫相應(yīng)的程序輸入單片機(jī)。本繩索牽引式太陽跟蹤裝置的工作過程是:1.通過立柱下端的地腳法蘭把本裝置安裝在地基上，y形支架置于南北向。太陽能板(或反光鏡)平面置于水平。加羊角船形開關(guān)的F端與金屬片的接觸位置大致設(shè)在春分7點(diǎn)時(shí)方向角的理論位置，加羊角船形開關(guān)的G端與金屬片的接觸位置大致設(shè)在春分17點(diǎn)時(shí)方向角的理論位置。2.夜里O點(diǎn)，單片機(jī)根據(jù)程序計(jì)算的步數(shù)，控制卷軸I把I形支架轉(zhuǎn)動(dòng)到7點(diǎn)的俯仰角度；控制卷軸2把聯(lián)接梁向西轉(zhuǎn)動(dòng)，使得金屬片與加羊角船形開關(guān)的G端接觸并繼續(xù)下壓若干步使得羊角在開關(guān)內(nèi)彈簧的作用下主動(dòng)脫離，這時(shí)加羊角船形開關(guān)切換電路使得直流減速電機(jī)的接線反相，電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)聯(lián)接梁向東轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)加羊角船形開關(guān)的F端與金屬片接觸后，聯(lián)接梁繼續(xù)下壓若干步，使得羊角在開關(guān)內(nèi)彈簧的作用下主動(dòng)脫離，這時(shí)加羊角船形開關(guān)切換電路使得直流減速電機(jī)的接線反相，電機(jī)轉(zhuǎn)為正向轉(zhuǎn)動(dòng)。在單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器的作用下，電機(jī)斷電，等待日出后繼續(xù)工作。3.每天7點(diǎn)，當(dāng)太陽的計(jì)算俯仰角和方位角超過太陽能板(或反光鏡)的朝向角度后，太陽每轉(zhuǎn)動(dòng)一步的角度，單片機(jī)就分別控制卷軸I和卷軸二帶動(dòng)I形支架和聯(lián)結(jié)梁轉(zhuǎn)動(dòng)一步，直到17點(diǎn)。4.每天O點(diǎn)，再次重復(fù)過程2的動(dòng)作。按此每天循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種繩索牽引式太陽跟蹤裝置，該繩索牽引式太陽跟蹤裝置主要由立柱、卷軸一、繩索、太陽能板或反光鏡、鉸接軸二、聯(lián)接梁、滑輪、y形支架、卷軸支架、鉸接軸一、拉伸彈簧、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器、卷軸二、直流減速電機(jī)、法蘭、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器組成，其特征是:立柱和I形支架為焊接件，立柱通過地腳法蘭固定在地基上形支架通過鉸接軸一與立柱相連，并可繞鉸接軸一在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩根聯(lián)接梁通過鉸接軸二與I形支架相連，并可繞鉸接軸二轉(zhuǎn)動(dòng)；太陽能板或反光鏡通過螺栓固定在兩根聯(lián)接梁上； 在立柱中部設(shè)有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括直流減速電機(jī)、卷軸一、繩索、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器，其中直流減速電機(jī)通過螺栓固定在立柱上，卷軸一的一端與直流減速電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，另一端與固定在立柱上的法蘭的孔滑動(dòng)配合，轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器通過緊定螺釘聯(lián)接在卷軸一的端頭；兩根繩索繞在卷軸一上，一端通過螺栓固定在卷軸一上，一根繩索在繞過y形支架上左邊的滑輪后，繩端固定在立柱的左側(cè)；另一根繩索在繞過y形支架右邊的滑輪后，繩端聯(lián)接到拉伸彈簧的一端，拉伸彈簧的另一端固定在立柱的右側(cè)上， 在I形支架的右下方設(shè)有一套驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括直流減速電機(jī)、卷軸二、卷軸支架、繩索、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器，其中直流減速電機(jī)通過螺栓固定在其支架上，卷軸二的一端與直流減速電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，另一端與卷軸支架的孔滑動(dòng)配合，單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器通過緊定螺釘聯(lián)接在卷軸的端頭；兩根繩索繞在卷軸二上，一端通過螺栓固定在卷軸二上；一根繩索在繞過聯(lián)接梁上左邊的滑輪后，繩端固定在y形支架上；另一根繩索在繞過聯(lián)接梁上右邊的滑輪后，繩端聯(lián)接到拉伸彈簧的一端，拉伸彈簧的另一端固定在I形支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索牽引式太陽跟蹤裝置，其特征是在I形支架上安裝有一個(gè)船形開關(guān)，在其按鈕上加裝了一個(gè)V形金屬條，當(dāng)聯(lián)接梁轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)計(jì)的角度時(shí)，將碰到V形金屬條從而帶動(dòng)船形開關(guān)的按鈕轉(zhuǎn)動(dòng)，起到限位和切換電路的作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索牽引式太陽跟蹤裝置，其特征是在聯(lián)接梁與V形金屬條的接觸區(qū)域，安裝有二塊金屬片，當(dāng)聯(lián)接梁與V形金屬條接觸時(shí)，金屬片與V形金屬條成為一對(duì)觸點(diǎn)導(dǎo)通，用于控制電路判斷聯(lián)接梁與V形金屬條的接觸狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩索牽引式太陽跟蹤裝置，其特征是所述繩索牽引式太陽跟蹤裝置采用單片機(jī)控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種繩索牽引式太陽跟蹤裝置，該繩索牽引式太陽跟蹤裝置主要由立柱、卷軸一、繩索、太陽能板或反光鏡、鉸接軸二、聯(lián)接梁、滑輪、y形支架、卷軸支架、鉸接軸一、拉伸彈簧、單向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器、卷軸二、直流減速電機(jī)、法蘭、雙向轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器等組成。其特點(diǎn)是立柱和y形支架為焊接件，立柱通過地腳法蘭固定在地基上；y形支架通過鉸接軸一與立柱相連，并可繞鉸接軸一在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩根聯(lián)接梁通過鉸接軸二與y形支架相連，并可繞鉸接軸二轉(zhuǎn)動(dòng)；太陽能板通過螺栓固定在兩根聯(lián)接梁上。該太陽跟蹤裝置成本低廉，跟蹤精度較高，驅(qū)動(dòng)安全可靠，可廣泛用于太陽能發(fā)電裝置。
文檔編號(hào)H02N6/00GK202975823SQ201220411419
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者王晶慧, 王亨雷 申請(qǐng)人:王晶慧