一種自動跟蹤太陽光的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能采集裝置，具體涉及一種自動跟蹤太陽光的裝置。
【背景技術】
[0002]隨著世界工業(yè)的快速發(fā)展，能源問題日趨嚴峻，由此，節(jié)能技術、新型能源的開發(fā)已成為人類可持續(xù)發(fā)展的重大工程。其中，風能、潮汐能、太陽能等技術已經得到了產業(yè)化發(fā)展，并獲得了較好的節(jié)能成效。太陽能是分布最廣、儲量最豐富的可再生能源，但其也存在著光照強度隨時間不斷變化的問題。為了提高太陽光的利用效率，常利用太陽光跟蹤裝置收集太陽光。
[0003]目前太陽光跟蹤方式分為被動式和主動式兩種。被動式采光系統(tǒng)的太陽光聚光器固定不動，根據(jù)太陽的運動軌跡，需要安裝多個聚光器來收集太陽光，因此存在采光效率低等弊端。主動式采光系統(tǒng)采用自動跟蹤系統(tǒng)，通過電機驅動調整太陽光聚光器的角度，使得聚光器的光軸始終平行于太陽入射光線，達到高效采集太陽光的目的。常見的主動式自動跟蹤系統(tǒng)主要采用以下幾種技術方案:通過計算機程序控制跟蹤太陽，跟蹤精度高，但成本昂貴；時鐘式結構跟蹤，實現(xiàn)方式簡單，但存在累計誤差；利用GPS定位技術跟蹤，跟蹤精度高，但天氣、建筑物遮擋、電磁干擾等因素會對其信號強度產生影響。而且現(xiàn)有的太陽光跟蹤裝置采用220V或380V交流電驅動電機運轉，這種方法需要消耗電能，長期使用勢必增加生產成本。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供一種自動跟蹤太陽光的裝置，可實現(xiàn)自動追蹤太陽光，具有耗能下，追蹤精度較高，結構簡單、成本低廉的特點。
[0005]本方案如下:自動跟蹤太陽光的裝置，包括安裝板和支架，其特征在于，所述支架包括旋轉柱、蝸輪蝸桿、立柱、三角鐵和底座，立柱通過三角鐵固定在底座上，旋轉柱與立柱通過蝸輪蝸桿連接，使旋轉柱可水平旋轉，安裝板背面設有固定塊，固定塊與旋轉柱頂部通過鉸鏈連接，旋轉柱上設有齒輪，齒輪與齒條配合，齒條為以固定塊和旋轉柱的鉸鏈為圓心、鉸鏈與齒輪的距離為半徑的圓弧，齒條兩端固定在安裝板背面，安裝板正面設置有太陽能電池板和光電傳感裝置，光電傳感裝置包括光電傳感器和遮光板，遮光板設置在安裝板上，光電傳感器位于遮光板下面設置在安裝板上，光電傳感裝置分為縱向光電傳感裝置和橫向光電傳感裝置，縱向光電傳感裝置的縱向遮光板形成的通孔與橫向光電傳感裝置的橫向遮光板形成的通孔相互垂直。
[0006]本方案工作原理如下:當太陽光照射橫向遮光板和縱向遮光板時，在安裝板上會產生陰影，由于橫向遮光板和縱向遮光板相互垂直，因此只有當橫向光電傳感器被橫向遮光板完全遮住，縱向光電傳感器被縱向遮光板的陰影完全遮住時，說明安裝板正對太陽光。
[0007]如果縱向遮光板的陰影沒有遮住縱向光電傳感器，說明在俯仰方向上太陽光沒有直射安裝板，縱向光電傳感器受到太陽光照射，向控制電路輸出高電平，接通繼電器，啟動俯仰驅動電機；如果縱向遮光板的陰影完全遮住縱向光電傳感器，縱向光電傳感器失光，并向控制電路輸出低電平，斷開繼電器，俯仰驅動電機停止轉動，說明安裝板在俯仰方向達到太陽直射。
[0008]如果橫向遮光板的陰影沒有遮橫向住光電傳感器，說明在水平方向上太陽光沒有直射安裝板，橫向光電傳感器受到太陽光照射，向控制電路輸出高電平，接通繼電器，啟動水平驅動電機；如果橫向遮光板的陰影完全遮住橫向光電傳感器，橫向光電傳感器失光，并向控制電路輸出低電平，斷開繼電器，水平驅動電機停止轉動，說明安裝板在水平方向達到太陽直射。
[0009]進一步，齒條兩端通過定位塊固定在安裝板的背面，可增加齒條與安裝板結合的牢固性。
[0010]進一步，齒條兩端分別設有行程開關，當安裝板做俯仰運動時，齒輪在齒條上運動至行程開關處，電機自動停止轉動，可用來判斷太陽光跟蹤模塊的極限位置，防止電機過載損壞。
[0011]進一步，齒條旋轉移動形成的平面與縱向遮光板通孔方向平行，使得安裝板運動方向與遮光板通孔方向正交，可精確傳感陽光方向。
[0012]進一步，遮光板為框架結構，方便遮光板的加工。
[0013]進一步，光電傳感裝置分布在安裝板中間位置，可均衡的傳感兩邊陽光與太陽能電池板的角度。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖；
[0015]圖2為安裝板正面結構示意圖；
[0016]圖3為齒輪和齒條嚙合示意圖；
[0017]圖4為蝸輪蝸桿剖面圖；
[0018]圖5為齒輪處電機示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面通過【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明:
[0020]說明書附圖中的附圖標記包括:固定塊1、安裝板2、齒條3、齒輪4、旋轉柱5、蝸輪蝸桿6、立柱7、三角鐵8、底座9、橫向遮光板10、橫向光電傳感器11、縱向遮光板12、縱向光電傳感器13、太陽能電池板14、行程開關15、定位塊16。
[0021]實施例如附圖1?5所示:本實施例自動跟蹤太陽光的裝置包括安裝板2和支架，支架包括旋轉柱5、蝸輪蝸桿6、立柱7、三角鐵8和底座9，立柱7通過三角鐵8固定在底座9上，如圖4，旋轉柱5與立柱7通過蝸輪蝸桿6連接，使旋轉柱5可水平旋轉，安裝板2背面設有固定塊1，固定塊I與旋轉柱5頂部通過鉸鏈連接，如圖3，旋轉柱5上設有齒輪4，齒輪4與齒條3配合，齒條3形狀是以固定塊I和旋轉柱5的鉸鏈為圓心、鉸鏈與齒輪2的距離為半徑的圓弧，齒條3兩端固定在安裝板2背面，實施中，齒條3兩端通過定位塊15固定在安裝板2的背面，可增加齒條3與安裝板2結合的牢固性。
[0022]如圖2，安裝板2正面設置有太陽能電池板14和光電傳感裝置，光電傳感裝置包括光電傳感器和遮光板，分布在安裝板中間位置，可均衡的傳感兩邊陽光與太陽能電池板的角度。遮光板設置在安裝板上，具體實施中可將遮光板設置為框架結構，光電傳感器位于遮光板下面設置在安裝板上，光電傳感裝置分為縱向光電傳感裝置和橫向光電傳感裝置，縱向光電傳感裝置的縱向遮光板12形成的通孔與橫向光電傳感裝置的橫向遮光板10形成的通孔相互垂直，齒條3旋轉移動形成的平面與縱向遮光板12通孔方向平行。齒條3旋轉運動形成的平面與縱向遮光板12通孔方向平行，使得安裝板2運動方向與遮光板2通孔方向正交，可精確傳感陽光方向。
[0023]當太陽光照射橫向遮光板10和縱向遮光板12時，在安裝板2上會產生陰影，由于橫向遮光板10和縱向遮光板12相互垂直，因此只有當橫向光電傳感器11被橫向遮光板10完全遮住、縱向光電傳感器13被縱向遮光板12的陰影完全遮住時，說明太陽能電池板14正對太陽光。
[0024]如果縱向遮光板12的陰影沒有遮住縱向光電傳感器13，說明在俯仰方向上太陽光沒有直射太陽能電池板14，縱向光電傳感器13受到太陽光照射，向控制電路輸出高電平，接通繼電器，如圖5，啟動俯仰驅動電機，實施中在齒條兩端分別安裝有行程開關15，當安裝板2做俯仰運動時，齒輪4在齒條3上運動至行程開關處，電機自動停止轉動，可用來判斷太陽光跟蹤模塊的極限位置，防止電機過載損壞。如果縱向遮光板12的陰影完全遮住縱向光電傳感器13，縱向光電傳感器13失光，并向控制電路輸出低電平，斷開繼電器，俯仰驅動電機停止轉動，說明太陽能電池板14在俯仰方向達到太陽直射。
[0025]如果橫向遮光板10的陰影沒有遮橫向遮光電傳感器11，說明在水平方向上太陽光沒有直射安裝板2，橫向光電傳感器11受到太陽光照射，向控制電路輸出高電平，接通繼電器，如圖4，啟動水平驅動電機；如果橫向遮光板10的陰影完全遮住橫向光電傳感器11，橫向光電傳感器11失光，并向控制電路輸出低電平，斷開繼電器，水平驅動電機停止轉動，說明太陽能電池板14在水平方向達到太陽直射。
[0026]實施中遮光板為框架結構，方便遮光板的加工。
[0027]以上所述的僅是本實用新型的實施例，方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本實用新型的保護范圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的【具體實施方式】等記載可以用于解釋權利要求的內容。
【主權項】
1.一種自動跟蹤太陽光的裝置，包括安裝板(2)和支架，其特征在于，所述支架包括旋轉柱(5)、蝸輪蝸桿(6)、立柱(7)、三角鐵(8)和底座(9)，所述立柱(7)通過三角鐵(8)固定在底座(9)上，所述旋轉柱(5)與立柱(7)通過蝸輪蝸桿(6)連接，使旋轉柱(5)可水平旋轉，所述安裝板(2 )背面設有固定塊(I)，固定塊(I)與旋轉柱(5 )頂部通過鉸鏈連接，所述旋轉柱(5 )上設有齒輪(4 )，齒輪(4 )與齒條(3 )配合，所述齒條(3 )為以固定塊(I)和旋轉柱(5)的鉸鏈為圓心、鉸鏈與齒輪(4)的距離為半徑的圓弧形狀，齒條(3)兩端固定在安裝板(2)背面，所述安裝板(2)正面設置有太陽能電池板(14)和光電傳感裝置，所述光電傳感裝置包括光電傳感器和遮光板，所述遮光板設置在安裝板上，所述光電傳感器位于遮光板下面并設置在安裝板上，所述光電傳感裝置分為縱向光電傳感裝置和橫向光電傳感裝置，縱向光電傳感裝置的縱向遮光板(12)形成的通孔與橫向光電傳感裝置的橫向遮光板(10)形成的通孔相互垂直。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動跟蹤太陽光的裝置，其特征在于，所述齒條(3)兩端通過定位塊(16)固定在安裝板(2)的背面。
3.根據(jù)權利要求2所述的自動跟蹤太陽光的裝置，其特征在于，所述齒條(3)兩端分別設有行程開關(15)。
4.根據(jù)權利要求1所述的自動跟蹤太陽光的裝置，其特征在于，所述齒條(3)旋轉移動形成的平面與縱向遮光板(12 )通孔方向平行。
5.根據(jù)權利要求1所述的自動跟蹤太陽光的裝置，其特征在于，所述遮光板為框架結構。
6.根據(jù)權利要求1所述的自動跟蹤太陽光的裝置，其特征在于，所述光電傳感裝置分布在安裝板中間位置。
【專利摘要】本實用新型涉及一種自動跟蹤太陽光的裝置，涉及太陽能采集裝置，包括安裝板和支架，其特征在于，支架包括旋轉柱、蝸輪蝸桿、立柱、三角鐵和底座，旋轉柱與立柱通過蝸輪蝸桿連接，旋轉柱與安裝板背面的固定塊通過鉸鏈鏈接，旋轉柱上設有齒輪，齒輪與齒條配合，齒條兩端固定在安裝板背面，安裝板正面設置有光電傳感裝置，光電傳感裝置包括光電傳感器和遮光板，遮光板設置在安裝板上，光電傳感器位于遮光板下面設置在安裝板上，光電傳感裝置的縱向遮光板形成的通孔與橫向遮光板形成的通孔相互垂直?？蓪崿F(xiàn)自動追蹤太陽光，具有耗能下，追蹤精度較高，結構簡單、成本低廉的特點。
【IPC分類】H02S20-32, G05D3-14
【公開號】CN204290840
【申請?zhí)枴緾N201420810064
【發(fā)明人】金星
【申請人】遵義師范學院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月20日