简易太阳光跟踪装置的制作方法

文档序号:7443303阅读:223来源:国知局
专利名称:简易太阳光跟踪装置的制作方法
技术领域
本发明属于太阳光自动跟踪技术领域,尤其是涉及一种简易太阳光跟踪装置。
背景技术
传统的太阳光跟踪系统大多都采用光感应系统,并且传统太阳光跟踪系统一般采用单支柱式结构,也有部分采用园盘式结构的。实际使用过程中,光感应系统不仅精度低; 而且由于光感应系统在有云彩时会不停地寻找光源,因而造成用电量大的后果;同时云彩离开时,传统太阳光跟踪系统还需一定时间去调准跟踪,因而在影响发电量的同时,也增加了许多耗电量。综上,传统太阳光跟踪系统存在精度低、成本高、耗电量大、发电量较小等缺陷和不足。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种简易太阳光跟踪装置,其结构简单、设计合理、使用操作简便且工作成本低、性能可靠、操作精度高, 能有效解决现有光感应跟踪系统存在的跟踪精度低、运营成本高、耗电量大、发电量较小等缺陷和不足。为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是一种简易太阳光跟踪装置,其特征在于包括支架、太阳能光伏板、供太阳能光伏板安装且能绕其中心轴线进行180°旋转的主轴、对太阳能光伏板的俯仰角度进行控制调整的俯仰调整机构、对太阳能光伏板的方位角进行控制调整的水平调整机构和按照预先设置的控制模式对所述水平调整机构进行控制的控制器;所述俯仰调整机构包括固定安装在支架上的齿盘转轴、同轴安装在齿盘转轴上的齿盘、能绕齿盘转轴进行90°旋转且旋转同时能带动主轴进行同步旋转的主轴套和安装在主轴套与齿盘之间且对主轴进行锁紧固定的锁紧机构,所述齿盘上沿圆周方向设置有多个直齿且相邻两个直齿之间的夹角相同且齿盘为对主轴的俯仰角度进行计量的简易式俯仰角度计量装置,所述主轴套同轴套装在主轴上且主轴两端均自主轴套的左右两端部伸出,所述主轴套安装齿盘转轴上;所述水平调整机构包括带动主轴绕其中心轴线进行旋转的伺服电机,所述伺服电机的动力输出轴通过传动机构与主轴进行传动连接,所述伺服电机由控制器进行控制且其与控制器相接,所述主轴与主轴套之间通过轴承进行连接,所述太阳能光伏板安装在主轴的一端。上述简易太阳光跟踪装置,其特征是所述锁紧机构包括安装在主轴套上的荆爪转轴和能卡装在齿盘上所设置的直齿上并相应在俯仰方向上对主轴进行锁紧固定且能绕荆爪转轴进行90°旋转的荆爪,所述荆爪底部套装在荆爪转轴上,所述荆爪底部与荆爪转轴之间通过轴承进行连接。上述简易太阳光跟踪装置,其特征是所述主轴套与齿盘转轴之间通过轴承进行连接。上述简易太阳光跟踪装置,其特征是所述伺服电机与主轴之间还安装有变速机构。上述简易太阳光跟踪装置,其特征是所述太阳能光伏板安装在主轴的左端部且变速机构和伺服电机均安装在主轴的右端部。上述简易太阳光跟踪装置,其特征是所述支架包括支座和固定安装在所述支座上的立杆,所述齿盘转轴安装在所述立杆的中上部。本发明与现有技术相比具有以下优点1、结构简单、设计合理、拆装方便、成本低且使用操作简便。2、实用价值高,本发明按照事先计算出的太阳高度角数据,由伺服电机控制主轴自转,通过手动旋转主轴控制主轴俯仰,二者联合驱动太阳能光伏板正对太阳光入射光线。 通常使用过程中,伺服电机转动并通过变速机构带动主轴以一定角速度绕轴线自旋,由此控制太阳能光伏板在东西方向上的旋转角度。并且事先根据预先计算出的数据,拟定齿盘各齿间的角度并定制齿盘,实际使用时通过手动调整主轴俯仰到合适位置后,锁紧荆爪对跟踪系统的俯仰角进行调整,此时太阳能光伏板正对太阳光入射方向。随着太阳的东升西落,伺服电机联合主轴自旋,保证太阳能光伏板时刻跟踪太阳光入射方向。实际工作过程中,水平方向的旋转角度由伺服电机和变速机构共同保证,俯仰方向的角度按照预先计算的太阳高度角数据由手动调节主轴俯仰来实现。因而,本发明既保证了跟踪精度和系统的可靠性,又大大降低了运营成本,降低了耗电量。3、跟踪过程不受天气因素的影响,因而更进步提高了装置的跟踪精度和工作性能可靠性,且适用范围宽。4、各部分结构设计合理,主要包括太阳能光伏板、俯仰调整机构、水平调整机构和支架,其采用单极轴进行跟踪且具体是采用驱动电机驱动主轴自转实现方向角调整,手动调整主轴实现俯仰角调整,使此单极轴跟踪装置始终对准太阳。因而,本发明采用伺服电机调整水平角与手动调整俯仰角的方法进行跟踪,既降低了运营成本又保证了系统的可靠性,能有效解决传统光感应系统设备存在的耗电量大、运营成本高等问题。综上所述,本发明结构简单、设计合理、使用操作简便且工作成本低、性能可靠、操作精度高,通过简单电机驱动和手动调整的跟踪方法进行太阳光跟踪,在保证跟踪精度和设备可靠性的同时能大幅降低运营成本,且能有效解决现有光感应跟踪系统存在的跟踪精度低、运营成本高、耗电量大、发电量较小等缺陷和不足。下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。


图1为本发明的结构示意图,图2为图1的俯视图。附图标记说明I-太阳能光伏板4-荆爪;7-伺服电机;10-主轴套。
2-主轴; 5-荆爪转轴 8-齿盘;
3-齿盘转轴 6-变速机构 9-支架;
具体实施例方式如图1、图2所示,本发明包括支架9、太阳能光伏板1、供太阳能光伏板1安装且能绕其中心轴线进行180°旋转的主轴2、对太阳能光伏板1的俯仰角度进行控制调整的俯仰调整机构、对太阳能光伏板1的方位角进行控制调整的水平调整机构和按照预先设置的控制模式对所述水平调整机构进行控制的控制器。所述俯仰调整机构包括固定安装在支架9 上的齿盘转轴3、同轴安装在齿盘转轴3上的齿盘8、能绕齿盘转轴3进行90°旋转且旋转同时能带动主轴2进行同步旋转的主轴套10和安装在主轴套10与齿盘8之间且对主轴2 进行锁紧固定的锁紧机构,所述齿盘8上沿圆周方向设置有多个直齿且相邻两个直齿之间的夹角相同且齿盘8为对主轴2的俯仰角度进行计量的简易式俯仰角度计量装置,所述主轴套10同轴套装在主轴2上且主轴2两端均自主轴套10的左右两端部伸出,所述主轴套 10安装齿盘转轴3上。所述水平调整机构包括带动主轴2绕其中心轴线进行旋转的伺服电机7,所述伺服电机7的动力输出轴通过传动机构与主轴2进行传动连接,所述伺服电机7 由控制器进行控制且其与控制器相接,所述主轴2与主轴套10之间通过轴承进行连接,所述太阳能光伏板1安装在主轴2的一端。本实施例中,所述锁紧机构包括安装在主轴套10上的荆爪转轴5和能卡装在齿盘8上所设置的直齿上并相应在俯仰方向上对主轴2进行锁紧固定且能绕荆爪转轴5进行 90°旋转的荆爪4,所述荆爪4底部套装在荆爪转轴5上,所述荆爪4底部与荆爪转轴5之间通过轴承进行连接。实际进行安装时,所述主轴套10与齿盘转轴3之间通过轴承进行连接。所述伺服电机7与主轴2之间还安装有变速机构6。所述太阳能光伏板1安装在主轴2的左端部且变速机构6和伺服电机7均安装在主轴2的右端部。所述支架9包括支座和固定安装在所述支座上的立杆,所述齿盘转轴3安装在所述立杆的中上部。本发明的工作过程是首先根据预先计算得出的本发明所在地某月某日某时的太阳高度角数据,制成齿盘8 ;实际使用时,手动旋转主轴2,使主轴2沿齿盘8的外缘做圆周运动,根据齿盘8中各直齿之间的角度计算所需调整的角度范围,且当转动到预定俯仰角后锁紧荆爪4并对主轴2进行固定,进而实现太阳能光伏板1的俯仰角度调节;同时,通过合理选择伺服电机7,并设定变速机构6的变速比,由伺服电机7通过变速机构6将预定转速传至主轴2,从而实现主轴2带动太阳能光伏板1在要求时间段内不间断地进行勻速旋转,时刻保证太阳能光伏板1正对太阳入射光线。随着一天太阳的东升西落,俯仰调整机构和水平调整机构共同保证太阳能光伏板1时刻跟踪太阳光入射方向。综上,本发明主要包括太阳能光伏板1、俯仰调整机构、水平调整机构和支架9,太阳能光伏板1可以根据具体情况制作成矩形、圆形及椭圆等形状;俯仰调整机构包括齿盘6 和荆爪4 ;水平调整机构与主轴2相连,其包括伺服电机7和变速机构6,变速机构6由一系列齿轮系组成;齿盘8安装在支架9的立柱上;荆爪4安装在主轴套10上;支架9底部固定在大地上,上半部分立柱通过齿盘转轴3连接主轴2,承载整个系统。所述俯仰调整机构调整主轴2的俯仰角,并相应改变太阳能光伏板1的俯仰角;水平调整机构驱动主轴2自旋, 并相应改变太阳能光伏板1的方位角;根据预先计算好的太阳方位角数据,合理选择伺服电机7并设定变速机构6的变速比,通过驱动电机7驱动主轴2自旋对太阳能光伏板1的方位角进行自动调整,并且手动旋转主轴2以对太阳能光伏板1的俯仰角进行调整,保证太阳能光伏板1时刻跟踪太阳光。 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种简易太阳光跟踪装置,其特征在于包括支架(9)、太阳能光伏板(1)、供太阳能光伏板(1)安装且能绕其中心轴线进行180°旋转的主轴O)、对太阳能光伏板(1)的俯仰角度进行控制调整的俯仰调整机构、对太阳能光伏板(1)的方位角进行控制调整的水平调整机构和按照预先设置的控制模式对所述水平调整机构进行控制的控制器;所述俯仰调整机构包括固定安装在支架(9)上的齿盘转轴(3)、同轴安装在齿盘转轴( 上的齿盘 (8)、能绕齿盘转轴( 进行90°旋转且旋转同时能带动主轴( 进行同步旋转的主轴套 (10)和安装在主轴套(10)与齿盘(8)之间且对主轴( 进行锁紧固定的锁紧机构,所述齿盘(8)上沿圆周方向设置有多个直齿且相邻两个直齿之间的夹角相同且齿盘(8)为对主轴(2)的俯仰角度进行计量的简易式俯仰角度计量装置,所述主轴套(10)同轴套装在主轴(2)上且主轴( 两端均自主轴套(10)的左右两端部伸出,所述主轴套(10)安装齿盘转轴(3)上;所述水平调整机构包括带动主轴(2)绕其中心轴线进行旋转的伺服电机(7),所述伺服电机⑵的动力输出轴通过传动机构与主轴(2)进行传动连接,所述伺服电机(7)由控制器进行控制且其与控制器相接,所述主轴( 与主轴套(10)之间通过轴承进行连接, 所述太阳能光伏板(1)安装在主轴O)的一端。
2.按照权利要求1所述的简易太阳光跟踪装置,其特征在于所述锁紧机构包括安装在主轴套(10)上的荆爪转轴( 和能卡装在齿盘(8)上所设置的直齿上并相应在俯仰方向上对主轴( 进行锁紧固定且能绕荆爪转轴( 进行90°旋转的荆爪G),所述荆爪(4) 底部套装在荆爪转轴( 上,所述荆爪(4)底部与荆爪转轴( 之间通过轴承进行连接。
3.按照权利要求1或2所述的简易太阳光跟踪装置,其特征在于所述主轴套(10)与齿盘转轴( 之间通过轴承进行连接。
4.按照权利要求1或2所述的简易太阳光跟踪装置,其特征在于所述伺服电机(7)与主轴(2)之间还安装有变速机构(6)。
5.按照权利要求4所述的简易太阳光跟踪装置,其特征在于所述太阳能光伏板(1) 安装在主轴O)的左端部且变速机构(6)和伺服电机(7)均安装在主轴O)的右端部。
6.按照权利要求1或2所述的简易太阳光跟踪装置,其特征在于所述支架(9)包括支座和固定安装在所述支座上的立杆,所述齿盘转轴C3)安装在所述立杆的中上部。
全文摘要
本发明公开了一种简易太阳光跟踪装置,包括支架、太阳能光伏板、供太阳能光伏板安装且能绕其中心轴线进行180°旋转的主轴、俯仰调整机构、水平调整机构和按照预先设置的控制模式对水平调整机构进行控制的控制器;俯仰调整机构包括齿盘转轴、齿盘、绕齿盘转轴进行90°旋转且旋转同时带动主轴进行同步旋转的主轴套和对主轴进行锁紧固定的锁紧机构;水平调整机构包括带动主轴绕其中心轴线进行旋转的伺服电机,伺服电机由控制器进行控制。本发明结构简单、设计合理、使用操作简便且工作成本低、性能可靠、操作精度高,能有效解决现有光感应跟踪系统存在的跟踪精度低、运营成本高、耗电量大、发电量较小等缺陷和不足。
文档编号H02N6/00GK102545695SQ201010581508
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者张超, 胡剑峰 申请人:西安大昱光电科技有限公司
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