专利名称：一种模拟太阳运行轨迹的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳运行轨迹的模拟技术，更具体地说是涉及一种模拟太阳运行轨迹的装置。
背景技术：
随着经济的发展，能源问题已成为制约人们发展的瓶颈，而太阳能作为ー种洁净的可再生能源，也越来越受到重视，所以，在各种场合不时的有人介绍不同的光伏发电系统。但是，由于地球上不同地点以及不同季节的太阳光照強度都不同，因此市场上缺少ー种能够根据需求实时反映地球上任何ー个地方在任何一个季节内太阳光照強度的数据展示以及模拟装置。
实用新型内容针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种模拟太阳运行轨迹的装置。为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案一种模拟太阳运行轨迹的装置，包括外壳、圆形板、弧形軌道、摆动机构、曳引机 构、太阳模拟机构、控制机构以及显示屏，所述外壳采用中空的半球形结构，所述圆形板的直径与外壳的直径相对应，所述圆形板水平设于外売上，并与外壳固定连接；所述弧形轨道设于圆形板上方，弧形轨道的两端穿过圆形板井伸入外壳内；所述摆动机构设于外壳内，摆动机构分别与弧形轨道的两端相连；所述曳引机构设于外壳内并分别与摆动机构以及弧形轨道相连；所述太阳模拟机构套设在弧形轨道外，太阳模拟机构通过设于弧形轨道内的钢丝与曳引机构相连；所述控制机构分别与摆动机构、曳引机构、太阳模拟机构以及显示屏相连。所述摆动机构包括底板、水平设置的摆动轴、摆动盘、电机以及配重盘，所述底板上设有轴承座，所述摆动轴穿过轴承座，摆动轴的外端与摆动盘固定连接，其中一摆动轴的内端通过联轴器与电机相连，另ー摆动轴的内端通过配重板与配重盘相连，所述摆动盘与弧形轨道连接固定。所述曳引机构包括支架、电机、滑轮以及曳引轮，所述弧形轨道的一端与滑轮连接固定，所述曳引轮设于弧形轨道另一端的下方；所述支架与摆动机构相连，所述电机设于支架上，电机通过转动轴与曳引轮相连。所述太阳模拟机构包括变频器、滑动小车以及照射灯，所述滑动小车套设在弧形轨道外，所述照射灯设于滑动小车上，所述变频器设于滑动小车的车座内，所述照射灯通过变频器与控制机构相连。所述控制机构包括服务器以及触控屏，所述触控屏与服务器相连。与现有技术相比，本实用新型的一种模拟太阳运行轨迹的装置，包括外壳、圆形板、弧形軌道、摆动机构、曳引机构、太阳模拟机构、控制机构以及显示屏，所述外壳采用中空的半球形结构，所述圆形板的直径与外壳的直径相对应，所述圆形板水平设于外売上，并与外壳固定连接；所述弧形轨道设于圆形板上方，弧形轨道的两端穿过圆形板井伸入外壳内；所述摆动机构设于外壳内，摆动机构分别与弧形轨道的两端相连；所述曳引机构设于外壳内并分别与摆动机构以及弧形轨道相连；所述太阳模拟机构套设在弧形轨道外，太阳模拟机构通过设于弧形轨道内的钢丝与曳引机构相连；所述控制机构分别与摆动机构、曳引机构、太阳模拟机构以及显示屏相连。其中，圆形板代表地平面，弧形轨道的弧度与每天太阳升落的运动轨迹相对应，太阳模拟机构代表太阳光的光照強度。操作者通过控制机构输入所要查询的地点、季节、时间以及天气等要素后，控制机构索引数据库得到所选地点的光照強度、光照角度等參数后，通过控制摆动机构带动弧形轨道的摆动，形成查询地点的太阳与地平面的光照角度，通过控制曳引机构带动太阳模拟机构沿弧形轨道的滑动，模拟出太阳每天的运动轨迹，通过控制太阳模拟机构的亮暗变化完成光照強度的模拟，同时显示屏来显示观众所要查询的地点、季节、时间以及天气等的图像场景及发电情况，图像场景针对所选城市的标志性建筑作为显不载体，使观众有身临其境的感受。总之，本实用新型的一种模拟太阳运行轨迹的装置通过采用在弧形轨道的两侧偏转以及太阳模拟机构沿弧形轨道的移动这两个曲面上运动轨迹的叠加完成了太阳照射角 度的模拟，由此实现在不同地区、不同季节、不同时间太阳所在位置及光照強度的模拟。同时，根据实际的工程要求进行研究，控制机构还可以实现经纬度和海抜高度综合影响太阳照射的程序算法，从数据库中索引ー些參数，然后插入索引值參加计算，提高了太阳角度及光照强度控制算法的精度。
图I是本实用新型的一种模拟太阳运行轨迹的装置的外观示意图；图2是本实用新型的外壳以及摆动机构的结构示意图；图3是图2中左侧的摆动机构的结构示意图；图4是图2中右侧的摆动机构的结构示意图；图5是图I中太阳模拟机构的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进ー步说明本实用新型的技术方案。请參阅图I、图2、图3、图4所示的一种模拟太阳运行轨迹的装置包括外壳11、圆形板12、弧形轨道13、摆动机构14、曳引机构15、太阳模拟机构16、控制机构(图中未示出)以及显示屏(图中未示出)，控制机构包括数据库服务器(图中未示出)以及触控屏(图中未示出)，触控屏与数据服务器相连。外壳11采用中空的半球形结构，圆形板12的直径与外壳11的直径相对应，圆形板12水平设于外壳11上，并与外壳11的开ロ固定连接，圆形板12周面的相对两端开有轨道槽21，作为弧形轨道13摆动的空间。圆形板12上设有模拟建筑物22，用来模拟地平面上接受太阳光进行发电的建筑。弧形轨道13设于圆形板12上方，弧形轨道13的两端穿过圆形板12上的轨道槽21井伸入外壳11内。摆动机构14设于外壳11内，摆动机构14分别与弧形轨道13的两端相连。曳引机构15设于外壳11内并分别与摆动机构14以及弧形轨道13相连，太阳模拟机构16套设在弧形轨道13外，太阳模拟机构16通过设于弧形轨道13内的钢丝23与曳引机构15相连。控制机构分别与摆动机构14、曳引机构15、太阳模拟机构16以及显示屏相连。再请參阅图3、图4所示的摆动机构14包括底板141、水平设置的摆动轴142、摆动盘143、电机144以及配重盘145，底板141上设有轴承座146，摆动轴142穿过轴承座146，摆动轴142的外端与摆动盘143固定连接，其中一摆动轴142的内端通过联轴器147与电机144相连，另ー摆动轴142的内端通过配重板148与配重盘145相连，摆动盘143与弧形轨道13的一端连接固定。电机144通过联轴器147带动摆动轴142的转动，摆动轴142与摆动盘143通过圆锥销连接，带动摆动盘143的摆动，摆动盘143通过螺栓与弧形轨道13连接，从而带动弧形轨道13的摆动。配重盘145用来平衡当弧形轨道13摆动时整个装置的重心，配重盘145与配重板148通过螺栓连接，配重盘数量根据运行情况增減。曳引机构15包括支架151、电机152、滑轮153以及曳引轮154，弧形轨道13的一端与滑轮153通过螺栓连接固定，滑轮153用于钢丝的来回滑动。曳引轮154设于弧形轨 道13另ー端的下方，支架151与摆动机构14中的配重板148通过螺栓连接，电机152固定设于支架151上，电机152通过水平设置的转动轴155与曳引轮154相连。电机152的转动带动曳引轮154的转动，曳引轮154带动钢丝23在弧形轨道13内的滑动。再请參阅图5所示的太阳模拟机构16包括变频器(图中未示出)、滑动小车161以及照射灯162，滑动小车161套设在弧形轨道13タト，照射灯162设于滑动小车161上，照射灯162直射模拟建筑物22。变频器设于滑动小车的车座163内，照射灯162通过变频器与控制机构相连。控制机构控制变频器来控制照射灯162的亮度，达到模拟太阳光強度的目的。钢丝23在弧形轨道13内并分别绕过滑轮153以及曳引轮154后，与车座163的两端通过螺钉相接，这样就形成了一个封闭的控制环，从而实现滑动小车161在弧形轨道13上的滑动。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
权利要求1.一种模拟太阳运行轨迹的装置，其特征在干 包括外壳、圆形板、弧形軌道、摆动机构、曳引机构、太阳模拟机构、控制机构以及显示屏，所述外壳采用中空的半球形结构，所述圆形板的直径与外壳的直径相对应，所述圆形板水平设于外売上，并与外壳固定连接；所述弧形轨道设于圆形板上方，弧形轨道的两端穿过圆形板井伸入外壳内；所述摆动机构设于外壳内，摆动机构分别与弧形轨道的两端相连；所述曳引机构设于外壳内并分别与摆动机构以及弧形轨道相连；所述太阳模拟机构套设在弧形轨道外，太阳模拟机构通过设于弧形轨道内的钢丝与曳引机构相连；所述控制机构分别与摆动机构、曳引机构、太阳模拟机构以及显示屏相连。
2.根据权利要求I所述的模拟太阳运行轨迹的装置， 其特征在于 所述摆动机构包括底板、水平设置的摆动轴、摆动盘、电机以及配重盘，所述底板上设有轴承座，所述摆动轴穿过轴承座，摆动轴的外端与摆动盘固定连接，其中一摆动轴的内端通过联轴器与电机相连，另ー摆动轴的内端通过配重板与配重盘相连，所述摆动盘与弧形轨道连接固定。
3.根据权利要求I所述的模拟太阳运行轨迹的装置，其特征在于 所述曳引机构包括支架、电机、滑轮以及曳引轮，所述弧形轨道的一端与滑轮连接固定，所述曳引轮设于弧形轨道另一端的下方；所述支架与摆动机构相连，所述电机设于支架上，电机通过转动轴与曳引轮相连。
4.根据权利要求I所述的模拟太阳运行轨迹的装置，其特征在于 所述太阳模拟机构包括变频器、滑动小车以及照射灯，所述滑动小车套设在弧形轨道夕卜，所述照射灯设于滑动小车上，所述变频器设于滑动小车的车座内，所述照射灯通过变频器与控制机构相连。
5.根据权利要求I所述的模拟太阳运行轨迹的装置，其特征在于 所述控制机构包括服务器以及触控屏，所述触控屏与服务器相连。
专利摘要本实用新型公开了一种模拟太阳运行轨迹的装置，包括中空的半球形结构的外壳、圆形板、弧形轨道、摆动机构、曳引机构、太阳模拟机构、控制机构以及显示屏，本实用新型的模拟太阳运行轨迹的装置通过弧形轨道的偏转以及太阳模拟机构沿弧形轨道的移动这两个曲面上运动轨迹的叠加完成了太阳照射角度的模拟，由此实现在不同地区、不同季节、不同时间太阳所在位置及光照强度的模拟。
文档编号G05D3/00GK202486624SQ20122006129
公开日2012年10月10日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者孙安波, 季长芹, 杜宝江, 郭京敏, 魏雄 申请人:上海理工大学