一种太阳能追踪装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种太阳能追踪装置，包括外壳、底座以及外壳内底座上固定设置的四象限光电探测器（3），其特征在于，在四象限光电探测器（3）正上方平行固定设置一个与其大小、形状相同的挡板（8）。在太阳能追踪装置偏离平衡位置时，根据偏移情况，进行水平面旋转运动和/或俯仰运动；同时检测四象限光电探测器中设定的光电探测器的信号，如果信号变小则沿当前运动方向继续相应运动，直到信号为零，如果信号变大则沿当前运动方向的反方向继续相应运动，直到信号为零。本实用新型提供了一种追踪装置，不进行运算，即可实现对太阳能的追踪。
【专利说明】一种太阳能追踪装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能追踪装置。
【背景技术】
[0002]申请号为201120360996.9的中国专利文件《一种用于太阳能追踪支架的光电传感器》公开了一种用于太阳能追踪支架的光电传感器，即一种太阳能跟踪装置，如图1所示，包括外壳I和底座2，外壳内底座的中心位置设置有四象限光电探测器3 ;外壳I顶部开有与四象限光电探测器3正对的光孔4，光孔上设有防护玻璃6 ;外壳I外侧设置光强传感器5，安装于外壳上的凹槽7中。
[0003]整个装置能够进行水平旋转运动和俯仰运动，从光孔4透视的光线照射四象限光电探测器3，四象限光电探测器3与光线入射角度垂直时，四象限光电探测器3的四个象限的照射面积均衡；在太阳光入射角度改变时，四象限光电探测器3的四个象限的照射面积出现差异；该文件给出了一种计算方法，能够通过检测这种差异来判断光线入射角度，以确定追踪装置的运动轨迹，最终达到四象限光电探测器3与光线入射角度垂直，实现对太阳能的追踪。
[0004]这种追踪方法需要进行大量的运算，才能确定整个装置的运动趋势，较为复杂。实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种太阳能追踪装置，用以解决现有方法需要进行复杂运算的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的方案包括:
[0007]一种太阳能追踪装置，包括外壳、底座以及外壳内底座上固定设置的四象限光电探测器(3)，其特征在于，在四象限光电探测器(3)正上方平行固定设置一个与其大小、形状相同的挡板(8)。
[0008]所述外壳为锥形或者椭圆形。
[0009]所述外壳上与所述挡板对应位置设有透明玻璃。
[0010]所述外壳上设有光强传感器。
[0011]本实用新型提供了一种追踪装置，不进行运算，直接执行相关的运动形式(水平旋转或者俯仰)，并通过四象限光电探测器的反馈来判断运动趋势是否正确，若正确则继续该运动趋势，若不正确则按相反趋势运动；在经历水平旋转运动和俯仰两种运动形式之后，最终达到平衡位置(即光线垂直于四象限光电探测器入射的位置，也是追踪控制的目标位置)，实现对太阳能的追踪。
[0012]在装置上，本实用新型增加了一块挡板，对四象限光电探测器3进行遮挡，在平衡位置时，挡板完全遮挡四象限光电探测器，四个光电探测器的信号均为零。在判断运动趋势时，是判断光电探测器的信号是否减小，停止运动的判据是信号减小为零。之所以这样做，而不像【背景技术】的装置直接应用本实用新型的方法，是因为，如果不增加挡板，在判断运动趋势时，需要判断光电探测器的信号是否增大，停止运动的判据是信号达到最大，而信号达到最大不仅与入射角度有关，还与所处时间段(上午、中午、下午)有关，所以判断信号达到最大并不是一个稳定判据。所以采用本实用新型的方法能够有效对运动过程进行控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是现有技术的太阳能追踪装置；
[0014]图2是本实用新型的一种太阳能追踪装置；
[0015]图3是实施例的一种偏移情况在四象限光电探测器上的体现；
[0016]图4是图3情况经过水平旋转达到的状态；
[0017]图5是再次达到平衡位置。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。文中平衡位置是指追踪控制的目标位置(如实用新型内容部分所述)。
[0019]本实用新型的基本方案在于:对于追踪装置，在四象限光电探测器3正上方平行固定设置一个与其大小、形状相同的挡板8 ;其他部分与【背景技术】相同，不再赘述。对于方法，
[0020]整个追踪装置的形状可以是如图1的锥形或如图2的椭圆形。
[0021]在太阳能追踪装置偏离平衡位置时，根据偏移情况，进行水平面旋转运动和/或俯仰运动；同时检测四象限光电探测器中设定的光电探测器的信号，如果信号变小则沿当前运动方向继续相应运动，直到信号为零，如果信号变大则沿当前运动方向的反方向继续相应运动，直到信号为零。
[0022]四象限光电探测器3包括由两条直线X、Y划分的四块探测器A、B、C、D，Y轴为俯仰旋转轴，X轴为水平面内直线。本实用新型的方法，通过检测有光线照射的探测器的数量和位置以决定运动方式，有光线照射的探测器即有信号的探测器。
[0023]分为两种情况，第一种情况是有两块探测器被照射，若这两块探测器相邻边是直线X，则仅进行俯仰运动；若这两块探测器的相邻边是直线Y，则仅进行水平面内旋转运动。如仅C、D被照射，则通过俯仰运动即可达到平衡位置。仅B、C被照射，则通过水平面内旋转运动即可达到平衡位置。
[0024]第二种情况是有三块探测器被照射，则需要先进行俯仰运动再进行水平面内旋转运动，或者先进行水平面内旋转运动在进行俯仰运动，次序可以选择。
[0025]第一种情况，被照射的探测器是两块，按一定方向进行俯仰或者水平面内旋转运动，检测其中任一个探测器的信号，若信号变大则改变运动方向，直到信号为零，若信号变小则继续该方向运动，直到信号为零。如仅C、D被照射，按顺时针方向进行俯仰运动，检测C或D的信号，若信号变大则改为逆时针俯仰，直到信号为零，若信号变小则继续顺时针俯仰。同理，仅B、C被照射，按顺时针方向进行水平面内旋转运动，检测B或C的信号，若信号变大则改为逆时针水平面内旋转运动，直到信号为零，若信号变小则继续顺时针水平面内旋转运动。
[0026]第二种情况，被照射的探测器是三块。则必有两块探测器的相邻边为直线X，两块探测器的相邻边是直线Y，两块是对角的位置关系。进行俯仰运动时，选取三块被照射探测器中，与一块被照射探测器处于对角位置关系，且能够与另一块被照射探测器共邻边直线X的探测器，检测其信号，若信号变大则改变运动方向，直到信号为零，若信号变小则继续该方向运动，直到信号为零。类似的，进行水平面内旋转运动时，选取三块被照射探测器中，与一块被照射探测器处于对角位置关系，且能够与另一块被照射探测器共邻边直线Y的探测器，检测其信号，若信号变大则改变运动方向，直到信号为零，若信号变小则继续该方向运动，直到信号为零。
[0027]举例来说，如图3所示，随着时间推移，太阳位置发生偏移，光线入射角度发生改变，挡板8不能完全遮挡住从光孔4所安装的玻璃透镜6射入的太阳光线，即偏离了平衡位置，光电探测器3中的其中三块探测器B、C、D局部接受到一部分太阳光线，从而产生电压信号。信号处理器辨别出来B、C、D光电探测器的电压，传给执行单元。这里先进行水平面内的旋转运动，按照上面的规则，B处于与D处于对角位置关系，且能够与C共邻边直线Y，所以应检测B的信号，若向某个方向旋转时，B的电压反而增大，则立刻反方向旋转，直到B的电压消失；若向某个方向旋转时，B的电压逐渐减小，则继续向此方向旋转，直至B的电压消失，如图4所示。当B的电压消失时，再驱动追踪装置沿Y轴方向俯仰运动，此时应检测D的信号，若向某个方向旋转，D的电压反而增大，则立刻反方向旋转，直至D的电压消失；若向某个方向旋转时，D的电压逐渐减小，则继续向此方向旋转，直至D的电压消失。此时，太阳光线与追踪装置垂直，光线均被挡板挡住，回到平衡位置，达到追踪目的，如图5所示。
[0028]以上给出了一种具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种太阳能追踪装置，包括外壳、底座以及外壳内底座上固定设置的四象限光电探测器(3)，外壳顶部开有与四象限光电探测器(3)正对的光孔(4)，四象限光电探测器(3)连接有信号处理器，信号处理器连接驱动太阳能追踪装置运动的执行单元，其特征在于，在四象限光电探测器(3)正上方平行固定设置一个与其大小、形状相同的挡板(8)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能追踪装置，其特征在于，所述外壳为锥形或者椭圆形。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能追踪装置，其特征在于，所述光孔(4)上设有玻璃透镜。
【文档编号】G05D3/12GK204229236SQ201420183042
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】张伏, 岳斌斌, 王俊, 邱兆美, 张亚坤, 王唯, 刘红梅 申请人:河南科技大学