专利名称：一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳跟踪技术领域，公开一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统。
背景技术：
太阳光是一个相对不断运动变化的光能，在太阳能的利用领域里，太阳能的固定 接受与跟踪接受存在着高达30%的功效差，传统的光电跟踪及液压伺服驱动组成的太阳跟 踪系统，由于装备结构复杂，成本较高，是目前在太阳能接受设备上普及应用的重要障碍。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是公开一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，该 系统仿照多数植物趋光的原理，利用太阳光不同角度的光照差为能量，具有结构简单，无其 他动力，不需维护不失误，成本低寿命长的特点。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，包括太阳光方位跟踪检测系统、太阳能接 收板与液压传动伺服机构，所述的太阳光方位跟踪检测系统，具有全方位感知太阳光变化 角度的三排沿圆周均布的感温管，所述每排感温管内设置有会膨胀的膨胀液，通过角度温 差造成的感温仓内膨胀液膨胀体积比不同的变化，输出不同体积的膨胀液体，通过连接管 道与对应的三组沿圆周均布的液压传动伺服机构连通，所述每组的液压传动伺服机构与太 阳能接收板连接。所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，所述三排感温管分别在平面上为 120°均布，位于东北方向，位于正南方向，位于西北方向；所述每排感温管由真空管与感 温仓构成，所述感温仓为盲管结构，盲管结构的外部套置真空管，所述每排感温管至少为一 根，感温管的下部固定在法兰盘上。所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，所述膨胀液为-40° +200°的工 作环境，膨胀系数大、无腐蚀性能。所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，三组沿圆周均布的液压传动伺服机 构设置于太阳能接收板下方，用以推动太阳能接收板全方位对太阳光实时跟踪；，三组沿 圆周均布的液压传动伺服机构相位设置为分别与相连通的三排沿圆周均布的感温管相差 180°，即位于南方位感温管输出的膨胀液驱动北方位的液压传动伺服机构、位于东北方位 感温管输出的膨胀液驱动西南方位的液压传动伺服机构、位于西北方位感温管输出的膨胀 液驱动东南方位的液压传动伺服机构；每组液压传动伺服机构至少为一个。所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，所述液压传动伺服机构由驱动液压 仓、液压传动缸体、活塞杆和调整弹簧构成，所述的驱动液压仓位于液压传动缸体内；液压 传动缸体内设置的活塞杆上端通过调整弹簧、万向连接头与太阳能接收板连接，活塞杆下 端连接驱动液压仓，驱动液压仓通过管道与感温管连通；活塞杆与驱动液压仓之间设置有 活塞杆密封圈。
所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，所述的感温仓每排至少为一个，或 多个感温仓并联。所述仿生无动力全自动跟踪太阳的方法，步骤如下1)采用太阳光方位检测跟踪检测系统，通过三排沿圆周均布的感温管用以全方位 感知太阳光的变化角度，并由角度温差造成的感温仓内膨胀液膨胀比不同的变化，输出不 同体积的膨胀液体到三组液压传动伺服机构；2)三组液压传动伺服机构沿圆周均布，相位与三个感温仓相差180°，为南方 位感温管与北方位的液压传动伺服机构对应；东北方位感温管与西南方位的液压传动伺 服机构对应；西北方位感温管与东南方位的液压传动伺服机构对应；感温管采用的膨胀液 为-40° +200°工作环境的膨胀系数大、无腐蚀性能；3)三组液压传动伺服机构用以支撑驱动太阳能接收板，通过每组液压传动伺服机 构的膨胀液的膨胀，使接收设备全方位实时对太阳光跟踪；4)跟踪方法a当夏日太阳从东北方向升起时，位于东北方向的感温管受光，感温管内的温度升 高使液体感温仓内的膨胀液膨胀，膨胀出的液体通过太阳能接收板下方相差180°的西南 方向的液压传动伺服机构，使太阳能接收板朝东北方向倾斜达到跟踪的目的；b当阳光随时间变化，太阳光是一个角度缓慢变化的能量，圆柱型的太阳光方位跟 踪检测系统会输出不同角度的感温仓膨胀液膨胀能量，该能量使相应的液压传动伺服机构 驱动太阳能接收板平面同步倾斜跟踪变化；c当夜晚及阴天无阳光时，在感温仓积聚的热能在无光照时通过金属的连接部分 耗散；感温仓内液体冷缩回原体积，液压传动伺服机构在大气压的作用下使被驱动太阳能 接收板回复水平状态。由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，仿照多数植物趋光的原理，利用太阳光不 同角度的光照差为能量，全自动自力控制同步跟踪。具有结构简单，无其他动力，不需维护 不失误，成本低寿命长、全自动的特点。
图la. A-A\图lb. B-B是本发明中太阳光方位跟踪检测系统的结构示意图。图2a. C-C\图2b. I是本发明中单向输入液压传动伺服机构的结构示意图。图3是太阳光方位跟踪检测系统与液压传动伺服机构工作的顶视连接示意图.图中1、法兰盘，2、真空管，3、感温仓，4、膨胀液，5、真空管固定压帽，6、上盖板，7、 固定螺帽，8、固定螺杆，9、真空管保护垫，10、膨胀液输出口，11、膨胀液输入口，12、驱动液 压仓，13、活塞杆密封圈，14、液压传动缸体，15、活塞杆，16、万向连接头，17、太阳能接收板， 18、连接调整弹簧19、固定盘，20、液压连接管。
具体实施例方式结合附图和具体实施例对本发明加以说明实施方式一
如图1、2、3所示一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，包括太阳光方位跟踪检 测系统、太阳能接收板与液压传动伺服机构，所述的太阳光方位跟踪检测系统，具有全方位 感知太阳光变化角度的三排沿圆周均布的感温管，所述每排感温管内设置有会膨胀的膨胀 液4，通过角度温差造成的感温管内膨胀液膨胀体积比不同的变化，输出不同体积的膨胀液 体，通过连接管道20与对应的三组沿圆周均布的液压传动伺服机构连通，所述每组的液压 传动伺服机构通过调整弹簧18、万向连接头16与太阳能接收板17连接。所述三排感温管分别在平面上为120°均布，所述每排感温管分别设置位于东 北DB方向、位于正南N方向、位于西北XB方向；所述每排感温管至少为一根，所述感温管由 真空管与感温仓3构成，真空管内设置有多排感温仓3，所述每排感温仓管至少为一个，或 多个感温仓3并联。所述真空管下部的盲管结构通过真空管保护垫9固定在法兰盘1上， 在真空管2的上端分别套置真空管固定压帽5，并使真空管固定压帽5连接在上盖板6上； 在上盖板6与法兰盘1之间设置固定螺杆8，并通过固定螺帽7固定构成柱状结构的太阳光 方位检测跟踪检测系统。所述三组沿圆周均布的液压传动伺服机构通过固定盘19固定在接收设备平面下 方的平行面上，用以推动太阳能接收板17全方位对太阳光实时跟踪；三组沿圆周均布的液 压传动伺服机构相位设置为分别与相连通的三排沿圆周均布的感温管相差180°，如位于 南方N位输出的膨胀液驱动北方B位的液压传动伺服机构、位于东北DB方位输出的膨胀液 驱动西南XN方位的液压传动伺服机构、位于西北XB方位输出的膨胀液驱动东南DN方位的 液压传动伺服机构；即位于南方N位的膨胀液输出口 10连接北方B位的膨胀液输入口 11、 位于东北DB方位的膨胀液输出口 10连接西南XN方位的膨胀液输入口 11、位于西北XB方 位的膨胀液输出口 10连接东南DN方位的膨胀液输入口 11，所述膨胀液4为适用于-40° +200°工作环境的膨胀系数大、无腐蚀性能的液体。此种连接方法适用于液压传动伺服机 构对太阳能接收设备下部支撑驱动，所述每组液压传动伺服机构至少为一个。所设置的三个液压传动伺服机构为沿圆周均布，感温仓的相位与所对应连通的液 压传动伺服机构的相位相差180° ；即位于南方位感温仓的膨胀液输出口 10连通位于北方 位的液压传动伺服机构的膨胀液输入口 11，位于东北方位感温仓的膨胀液输出口 10与位 于西南方位的液压传动伺服机构的膨胀液输入口 11连通，位于西北方位感温仓的膨胀液 输出口 10连通东南方位的液压传动伺服机构的膨胀液输入口 11，且适用于对太阳能接收 设备下部支撑驱动。所述液压传动伺服机构由驱动液压仓12、液压传动缸体14、活塞杆15和调整弹簧 18构成，所述的驱动液压仓12位于液压传动缸体内；液压传动缸体14内设置的活塞杆上 端通过调整弹簧18、万向连接头16与太阳能接收板17连接，活塞杆15下端连接驱动液压 仓，驱动液压仓12通过管道与感温管连通；活塞杆与驱动液压仓12之间设置有活塞杆密封 圈13。所述仿生无动力全自动跟踪太阳的方法，步骤如下1)采用太阳光方位检测跟踪检测系统，通过三排沿圆周均布的感温管用以全方位 感知太阳光的变化角度，并由角度温差造成的感温仓内膨胀液4膨胀比不同的变化，输出 不同体积的膨胀液体到三组液压传动伺服机构；2)三组液压传动伺服机构沿圆周均布，相位与三个感温管相差180°，为南方位感温管与北方位的液压传动伺服机构对应；东北方位感温管与西南方位的液压传动伺服 机构对应；西北方位感温管与东南方位的液压传动伺服机构对应；感温管采用的膨胀液4 为-40° +200°的工作环境膨胀系数大、无腐蚀性能；3)三组液压传动伺服机构用以支撑驱动太阳能接收板17，通过每组液压传动伺 服机构的膨胀液的膨胀，使接收设备全方位实时对太阳光跟踪；4)跟踪方法a当夏日太阳从东北方向升起时，位于东北方向的感温管受光，感温管内的温度升 高，使液体感温仓3内的膨胀液4膨胀，膨胀出的液体通过相差180°的西南方向的液压传 动伺服机构，使太阳能接收板17朝东北方向倾斜达到跟踪的目的，所述调整弹簧18用于克 服太阳能接收板17角度变化时产生的非垂直应力；b.当阳光随时间变化，太阳光是一个角度缓慢变化的能量，太阳光方位跟踪检测 系统会输出不同角度的感温仓膨胀液膨胀能量，该能量使相应的液压传动伺服机构驱动太 阳能接收板17平面与太阳的同步倾斜跟踪变化；c.当夜晚及阴天无阳光时，在感温管积聚的热能在无光照时通过金属的连接部分 耗散；感温管内感温仓液体冷缩回原体积，液压传动伺服机构在大气压的作用下使被驱动 太阳能接收板17恢复水平状态。由于是角度温差控制，在没有太阳光照射时，周围平均气 温的变化只会影响太阳能接受设备平均高度，而不影响跟踪效果。使用时，一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，采用三排柱状结构的太阳光方位 检测跟踪检测系统，即设置有三排沿圆周均布的感温管，该实施例中每排为一个，即设置有 三根沿圆周均布的感温管；所述感温管的下部固定在法兰盘1上；在盲管结构的感温仓3 的外部套置真空管2，在真空管2的上端套置真空管固定压帽5，并使真空管固定压帽5连 接在上盖板6上；在上盖板6与法兰盘1之间设置固定螺杆8，并通过固定螺帽7固定构成 柱状结构的太阳光方位检测跟踪检测系统。柱状结构的太阳光方位检测跟踪检测系统用以全方位感知太阳光的变化角度，并 由角度温差造成感温管的感温仓3内膨胀液4膨胀比不同的变化，输出不同体积的膨胀液 体；所述的膨胀液4适用于-40° +200°的工作环境，膨胀系数大、无腐蚀性能；所述太 阳光方位检测跟踪系统通过位于感温管下端开口处的膨胀液输出口 10通过液压金属连接 管道20与膨胀液输入口 11相连通；所述的膨胀液输入口 11对应膨胀液输出口 10的连接 管道20设置为三根，所述的三个膨胀液输入口 11相连的液压传动伺服机构也沿圆周均布， 其相位分别与相连通的感温管相差180° ；如图3所示，即位于南方位感温仓的膨胀液输出 口 10连通位于北方位的液压传动伺服机构的膨胀液输入口 11，位于东北方位感温仓的膨 胀液输出口 10与位于西南方位的液压传动伺服机构的膨胀液输入口 11连通，位于西北方 位感温仓的膨胀液输出口 10连通东南方位的液压传动伺服机构的膨胀液输入口 11 ；所述 液压传动伺服机构通过固定盘19固定在接受设备平面下方的平行面上，用以推动太阳能 接受板17全方位平面跟踪太阳光。当夏日某地太阳从东北方向升起的时候，位于东北方向的真空管2受光，管内的 温差使液体感温仓3内的膨胀液4膨胀，膨胀出的液体通过连接管道20进入与太阳能接收 板17下方相差180°的西南方向膨胀液输入口 11通过驱动液压仓12、活塞杆15再推动再 推动连接调整弹簧18、万向连接头16使太阳能接收板17朝东北方向倾斜达到跟踪的目的，
图中调整弹簧18主要用于克服太阳能接收板17角度变化时产生的非垂直应力， 当阳光随时间变化，圆柱型的太阳光方位跟踪检测系统，会输出不同角度的感温仓膨胀液 膨胀能量，该能量使相应的液压传动伺服机构驱动太阳能接收板17平面同步倾斜跟踪变 化。太阳光是一个角度缓慢变化的能量，当夜晚及阴天无阳光时在感温仓积聚的热能在无 光照时通过金属的连接部分耗散；感温仓内液体冷缩回原体积，液压传动伺服机构在大气 压的作用下使被驱动太阳能接收板恢复水平状态。
权利要求
一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，其特征在于包括太阳光方位跟踪检测系统、太阳能接收板(17)与液压传动伺服机构，所述的太阳光方位跟踪检测系统，具有全方位感知太阳光变化角度的三排沿圆周均布的感温管，所述每排感温管内设置有会膨胀的膨胀液(4)，通过角度温差造成的感温管内膨胀液膨胀体积比不同的变化，输出不同体积的膨胀液体，通过连接管道与对应的三组沿圆周均布的液压传动伺服机构连通，所述每组的液压传动伺服机构与太阳能接收板连接。
2.根据权利要求1所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，其特征在于所述三 排感温管分别在平面上为120°均布，位于东北方向，位于正南方向，位于西北方向；所述 每排感温管由真空管(2)与感温仓(3)构成，所述感温仓(3)为盲管结构，盲管结构的外部 套置真空管，所述每排感温管至少为一根，感温管的下部固定在法兰盘(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，其特征在于所述膨 胀液(4)为-40° +200°的工作环境，膨胀系数大、无腐蚀性能。
4.根据权利要求1所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，其特征在于三组 沿圆周均布的液压传动伺服机构设置于太阳能接收板(17)下方，用以推动太阳能接收板 (17)全方位对太阳光实时跟踪；三组沿圆周均布的液压传动伺服机构相位设置为分别与 相连通的三排沿圆周均布的感温管相差180°，即位于南方位感温管输出的膨胀液(4)驱 动北方位的液压传动伺服机构、位于东北方位感温管输出的膨胀液(4)驱动西南方位的液 压传动伺服机构、位于西北方位感温管输出的膨胀液驱动东南方位的液压传动伺服机构；
5.根据权利要求1所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，其特征在于每组液 压传动伺服机构至少为一个。
6.根据权利要求1所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，其特征在于所述液 压传动伺服机构由驱动液压仓(12)、液压传动缸体(14)、活塞杆(15)和调整弹簧(18)构 成，所述的驱动液压仓(12)位于液压传动缸体内；液压传动缸体(14)内设置的活塞杆上端 通过调整弹簧、万向连接头(16)与太阳能接收板(17)连接，活塞杆(15)下端连接驱动液 压仓，驱动液压仓通过管道与感温管连通；活塞杆与驱动液压仓(12)之间设置有活塞杆密 封圈(13)。
7.根据权利要求2所述的一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，其特征在于所述的 感温仓(3)每排至少为一个，或多个感温仓(3)并联。
8.根据权力要求1所述跟踪系统的一种仿生无动力全自动跟踪太阳的方法，其特征在 于其步骤如下1)采用太阳光方位检测跟踪检测系统，通过三排沿圆周均布的感温管用以全方位感知 太阳光的变化角度，并由角度温差造成的感温仓内膨胀液(4)膨胀比不同的变化，输出不 同体积的膨胀液体到三组液压传动伺服机构；2)三组液压传动伺服机构沿圆周均布，相位与三个感温管相差180°，为南方位感 温管与北方位的液压传动伺服机构对应；东北方位感温管与西南方位的液压传动伺服机 构对应；西北方位感温管与东南方位的液压传动伺服机构对应；感温管采用的膨胀液(4) 为-40° +200°的工作环境膨胀系数大、无腐蚀性能；3)三组液压传动伺服机构用以支撑驱动太阳能接收板(17)，通过每组液压传动伺服 机构的膨胀液(4)的膨胀，使接收设备全方位实时对太阳光跟踪；4)跟踪方法a当夏日太阳从东北方向升起时，位于东北方向的感温管受光，感温管内的温度升高， 使感温仓(3)内的膨胀液膨胀，膨胀出的液体通过相差180°的西南方向的液压传动伺服 机构，使太阳能接收板(17)朝东北方向倾斜达到跟踪的目的；b.当阳光随时间变化，太阳光是一个角度缓慢变化的能量，太阳光方位跟踪检测系统 会输出不同角度的感温仓膨胀液膨胀能量，该能量使相应的液压传动伺服机构驱动太阳能 接收板(17)平面与太阳的同步倾斜跟踪变化；c.当夜晚及阴天无阳光时，在感温管积聚的热能在无光照时通过金属的连接部分耗 散；感温管内感温仓(3)液体冷缩回原体积，液压传动伺服机构在大气压的作用下使被驱 动太阳能接收板(17)恢复水平状态。
全文摘要
本发明公开一种仿生无动力全自动太阳跟踪系统，包括太阳光方位跟踪检测系统、太阳能接收板(17)与液压传动伺服机构，所述的太阳光方位跟踪检测系统，具有全方位感知太阳光变化角度的三排沿圆周均布的感温管，所述每排感温管内设置有会膨胀的膨胀液(4)，通过角度温差造成的感温管内膨胀液膨胀体积比不同的变化，输出不同体积的膨胀液体，通过连接管道与对应的三组沿圆周均布的液压传动伺服机构连通，所述每组的液压传动伺服机构与太阳能接收板连接。本发明仿照多数植物趋光的原理，利用太阳光不同角度的光照差为能量，全自动自力控制同步跟踪。本发明具有结构简单、无其他动力、不需维护、全自动、成本低、寿命长。
文档编号G05D3/00GK101950179SQ201010292650
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者袁世俊, 袁昭 申请人:洛阳博联新能源科技开发有限公司