简易太阳跟踪器的制作方法

本简易太阳跟踪器系太阳能采集装置。

背景技术：

现有固定式太阳能采集装置不能随太阳位置移动而变动方向，因而太阳能采集利用率低。光电跟踪式太阳能采集装置因其成本高、结构复杂、故障维修难而难以推广到民间。

技术实现要素：

本简易太阳跟踪器采用平面分时盘、纬度调节板、节气调节板、竖面分时板相互配合的方式跟踪太阳，有效地采集太阳能。

本简易太阳跟踪器的结构包括底盘、平面分时盘、纬度调节板、节气调节板、竖面分时板、太阳能电池板。平面分时盘的中心轴孔套在底盘的立轴上并能绕立轴转动。平面分时盘上面竖有一对纬度调节板支撑壁，纬度调节板上的纬度调节板中心轴两端分别伸在纬度调节板支撑壁上的纬度调节板轴孔内并能旋转。纬度调节板上面设有节气调节板撑壁，节气调节板撑壁上的轴孔内设有与节气调节板固定的节气调节板轴。节气调节板的上面设有一对竖面分时板撑壁，与太阳能电池板固定的电池板框转轴之两端分别伸在两侧的竖面分时板撑壁的电池板框转轴孔内。

底盘中心设有立轴。底盘边沿上标有子午线，子午线上设有指北针。底盘上还设有步进电机齿轮。底盘上标有过立轴中心并平行于子午线的时间指示线。底盘下面设有支脚。

平面分时盘的中心轴孔套在底盘的立轴上。平面分时盘的圆周上等分标有1点至24点时刻。平面分时盘的下平面固定有与底盘上的步进电机齿轮啮合的控时齿轮圈。平面分时盘上标有一对平行于12点与24点连线的纬度调节板撑壁装配线。

纬度调节板的中心轴两端伸入在纬度调节板撑壁上的纬度调节板轴孔内，过纬度调节板轴孔中心且平行于纬度调节板撑壁底边的直线标示为回归线[纬度23度26分]。以纬度调节板轴孔为圆心从回归线向下旋转23度26分角度标示为纬度0度示线[赤道]；以纬度调节板轴孔中心为圆心从0度示线向上旋转60度角度，标示为纬度60度。在0度示线与60度示线之间等分标出各纬度线。从0度示线至60度示线之间开有纬度弧形槽孔用于固定纬度调节板两侧的纬度调节板固定件。纬度调节板上面标有节气调节板撑壁按装线。

节气调节板的节气调节板轴两端伸出在节气调节板撑壁上节气调节板轴孔，并且在其一端设有节气调节板轴轮。节气调节板轴轮上固定有节气指示针，过节气调节板轴孔的中心且与节气调节板撑壁底边平行的直线设为夏至示线，以节气调节板轴孔中心为圆心从夏至示线向上旋转46度52分角度设为冬至示线。在夏至示线与冬至示线之间的弧度线上画出12等分线分别从上向下依次标为小寒、大雪/大寒、小雪/立春、立冬/雨水、霜降/......等节气示线。在夏至示线及冬至示线处设限位换向开关。节气调节板撑壁设有步进电机轮，步进电机轮与节气调节板轴轮之间用中间轮啮合。节气调节板上面标有竖面分时板撑壁按装线。

设有太阳能电池板的电池板框转轴伸出竖面分时板撑壁上的电池板框轴孔。以电池板框轴孔中心为圆心的半圆上标有1点至24点的等分线其中11点线与13点线重合、10点线与14点线重合......1点线与23点线重合。电池板框转轴的一端固定有带指示针的电池板框转轴轮。电池板框转轴轮与步进电机轮经中间轮啮合。过电池板框轴孔中心并平行于竖面分时板撑壁端面底边且相交于竖面分时板撑壁前端面处设有限位换向开关。

具体操作：按当地天文时刻将平面分时盘圆周所标的相应时刻对准底盘上的时间指示线，将平面分时盘套底盘立轴上，使控时齿轮圈与步进电机轮啮合。到设定的时间接通步进电机电源。控时齿轮圈在步进电机带动下带着平面分时盘绕立轴每24小时转一圈。

将纬度调节板撑壁安装在平面分时盘上的纬度撑壁装配线。再按当地的纬度，使纬度调节板的厚度中心线对准纬度调节板撑壁上所示纬度线后，在纬度弧形槽孔上固定住纬度调节板两侧的纬度调节板固定件。

安装于南半球时，应将底盘边沿的子午线上标示的南北方向与指北针相反。

将节气调节板撑壁安装在纬度调节板上后，使节气调节板轴轮上固定的节气指示针对准节气调节板撑壁上的当时所处节气标线。然后将中间轮啮合在步进电机轮与节气调节板轴轮之间后，接通步进电机电源。

在节气调节板上安装好竖面分时板。按当地天文时将电池板框转轴轮上的指示针对准竖面分时板上所标示的相应时间后，安上中间轮啮合电池板框转轴轮与步进电机轮后接通步进电机电源。

附图说明

图1：简易太阳跟踪器总装示意图。

图2：简易太阳跟踪器底盘示意图。

图3：简易太阳跟踪器平面分时盘示意图。

图4：简易太阳跟踪器纬度调节板示意图。

图5：简易太阳跟踪器节气调节板示意图。

图6：简易太阳跟踪器竖面分时板示意图。

图中：1、底盘，2、立轴，3、步进电机，4、平面分时盘，5、平面分对盘中心轴孔，6、控时齿轮圈，7、纬度调节板撑壁装配线，8、纬度调节板撑壁，9、纬度弧形槽孔，10、回归线示线，11、纬度调节板轴孔，12、纬度调节板，13、纬度调节板中心轴，14、纬度调节板固定件，15、节气调节板撑壁按装线，16、节气调节板撑壁，17、节气调节板，18、节气调节板轴，19、节气调节板轴孔，20、节气调节板轴轮，21、变速中间轮，22、步进电机，23、节气示盘，24、太阳能电池板，25、限位换向开关，26、竖面分时板撑壁，27、电池板框转轴，28、电池板框转轴轮，29、中间轮。30、步进电机。31、限位换向开关，32、支脚，33、指北针，34、节气指示针，35、竖面分时板撑壁按装线，36、电池板框轴孔，37、子午线，38、时间指示线。

具体实施方式

图1是一种太阳跟踪器示意图，包括底盘(1)，平面分时盘(4)，纬度调节板(12)，节气调节板(17)，竖面分时板(26)，太阳能电池板(24)。

图2中底盘(1)中心设立轴(2)，底盘(1)边上标有子午线(37)，子午线(37)上设有指北针(33)，底盘(1)上还设有带齿轮的步进电机(3)，底盘(1)上标有过立轴(2)中心并平行于子午线(37)的时间指示线(38)，底盘(1)下面有支脚(32)。

图3中的平面分时盘(4)的中心轴孔(5)套在底盘(1)的立轴(2)上并能绕立轴(2)转动。平面分时盘(4)上面竖有一对纬度调节板支撑壁(8)，纬度调节板(12)的纬度调节板中心轴(13)两端分别伸在纬度调节板支撑壁(8)上的纬度调节板轴孔(11)内并能旋转。纬度调节板(12)上面设有节气调节板撑壁(16)，节气调节板撑壁(16)的轴孔(19)内设有与节气调节板(17)固定的节气调节板轴(18)。节气调节板(17)的上面设有一对竖面分时板撑壁(26)。与太阳能电池板(24)固定的电池板框转轴(27)两端分别伸在两侧的竖面分时板撑壁(26)的电池板框转轴孔(36)内。平面分时盘(4)的圆周上等分标有1点至24点时刻。平面分时盘(4)的下面固定有与底盘(1)上的步进电机齿轮(3)啮合的控时齿轮圈(6)。平面分时盘(4)上标有一对平行于12点与24点连线的纬度撑壁装配线(7)。

图4所示纬度调节板(12)的中心轴(13)两端伸入在纬度调节板撑壁(8)上的纬度调节板轴孔(11)内。过纬度调节板轴孔(11)中心且平行于纬度调节板撑壁(8)底边的直线标为回归线示线【纬度23度26分】(10)。以纬度调节板轴孔(11)为圆心从回归线向下旋转23度26分标为纬度0度示线(赤道示线)。以纬度调节板轴孔(11)中心为圆心从0度线向上旋转60度标为纬度60度示线。在0度线与60度线之间等分标出各纬度示线。从0度至60度之间开有纬度弧形槽孔(9)，用于固定纬度调节板(12)两侧的纬度调节板固定件(14)。纬度调节板(12)上面标有节气调节板撑壁按装线(15)。

图5中节气调节板(17)的节气调节板轴(18)两端伸出在节气调节板撑壁(16)上的节气调节板轴孔(19)，并且在其一端设有节气调节板轴轮(20)，节气调节板轴轮(20)上固定有节气指示针(34)。过节气调节板轴孔(19)中心且与节气调节板撑壁(16)底边平行的直线设为夏至示线；以节气调节板轴孔(19)中心作圆心从夏至线向上旋转46度52分角度设为冬至示线。在冬至示线与夏至示线之间的弧度线上标示出12等分线，从上向下依次标示冬至/小寒、大雪/大寒、小雪/立春、立冬/雨水、霜降/惊蛰、寒露/春分、秋分/清明、白露/谷雨、处暑/立夏、立秋/小满、大暑/芒种、小暑/夏至组成节气示盘(23)。在夏至示线及冬至示线处各设置限位换向开关(25)。节气调节板撑壁(16)上设有步进电机轮(22)，并在步进电机轮(22)与节气调节板轴轮(20)之间用变速中间轮(21)啮合。节气调节板(17)上面标有竖面分时板(26)之按装线(35)。

图6所示的固定有太阳能电池板(24)的电池板框转轴(27)伸出竖面分时板(26)上的电池板框轴孔(36)。竖面分时板(26)上以电池板框轴孔(36)的中心为圆心并直径垂直于竖面分时板(26)底边的半圆上标有0点至12点的时点等分线，从上向下依次标示时点：12/13、11/14、10/15、9/16、8/17、7/18、6/19、5/20、4/21、3/22、2/23、1/0。电池板框转轴(27)的一端固定有带指示针的电池板框转轴轮(28)。电池板框转轴轮(28)与步进电机轮(30)经中间轮(29)啮合。过电池板框轴孔中心并平行于竖面分时板(26)端面底边且相交于竖面分时板(26)前端面处设有限位换向开关(31)。

本简易太阳跟踪器是以北回归线处夏至日中午12点钟太阳位置作基准而设定的太阳跟踪器。在配套的驱动步进电机动作的微机配合下，只要知道安装本装置处的经、纬度就能自行安装并使用分散在居民家的单只简易太阳跟踪器，也适用于统一工作的太阳采用集群。

本简易太阳跟踪器具体安装、使用方法如下：将底盘(1)边上的子午线(37)调整到与指北针(33)成一直线，并处于水平状态后将底盘(1)的支脚(32)固定在基础上。再将按当地天文时刻设定的时刻，将平面分时盘(4)圆周上所标的时刻对准底盘(1)上的时间指示线(38)并将平面分时盘(4)套在底盘(1)的立轴(2)上，使控时齿轮圈(6)与步进电机轮(3)啮合。到了设定的当地天文时刻，接通步进电机(3)驱动电源。控时齿轮圈(6)在步进电机轮(3)推动下带着平面分时盘(4)绕立轴(2)每24小时转一圈。[也可在平面分时盘（4）上6点及18点处各设置限位换向开关并将底盘(1)上的时间指示线(38)处竖立限位触碰杆，使平面分时盘(4)于24小时往返一次]。

在平面分时盘(4)上的纬度撑壁装配线(7)上固定好纬度调节板撑壁(8)。将纬度调节板(12)的中心轴(13)两端分别伸入到一对纬度调节板撑壁(8)上的纬度调节板轴孔(11)内。再使纬度调节板(12)的厚度中心线对准纬度调节板撑壁(8)上所示纬度线后，在纬度弧形槽孔(9)上固定纬度调节板(12)两侧的纬度调节板固定件(14)。本简易太阳跟踪器安装于南半球时，将底盘(1)上的子午线方向改成与指北针(33)反方向即可。

在纬度调节板(12)的节气调节板撑壁按装线(15)处固定节气调节板撑壁(16)。将节气调节板(17)的节气调节板轴(18)两端伸出节气调节板撑壁(16)上的节气调节板轴孔(19)。并在节气调节板(17)面向上且呈水平时，将节气调节板轴(18)的一端固定住带有节气指示针(34)的节气调节板轴轮(20)并使节气指示针(34)指向节气示盘(23)上的相应节气。运转本装置节气在夏至日后就按一下夏至示线处的限位换向开关(25)，[如运转本装置节气在冬至日后就按一下冬至示线处的限位换向开关(25)]。再用变速中间轮(21)啮合节气调节板轴轮(20)与步进电机(22)齿轮。此时，接通步进电机(22)的驱动电源。节气调节板(12)就在步进电机轮(3)推动下带着节气调节板(17)按微机设定的速度，每一天文年(365天+6小时)在节气示盘(23)间均速往返一次。

竖面分时板撑壁(26)安装在节气调节板(17)上的竖面分时板撑壁安装线(35)。固定有太阳能电池板(24)的电池板框转轴(27)两端分别伸出竖面分时板撑壁(26)上的电池板框转轴孔(36)。竖面分时板撑壁(26)上以电池板框轴孔(36)的中心为圆心并直径垂直于竖面分时板(26)底边的半圆上标有0点至12点的时点等分线，从上向下依次标示时点：12/13、11/14、10/15、9/16、8/17、7/18、6/19、5/20、4/21、3/22、2/23、1/0。电池板框转轴(27)一端固定有带指针的电池板框转轴轮(28)，固定在电池板框转轴轮(28)上的指针与太阳能电池板(24)面垂直。将电池板框转轴轮(28)的指针按当地天文时刻对准竖面分时板撑壁(26)上时点等分线中相应钟点线。此时，将电池板框转轴轮(28)与步进电机轮(30)经中间轮(29)啮合，并接通步进电机(30)的微机驱动电源。在过电池板框轴孔中心并平行于竖面分时板撑壁(26)端面底边，且相交于竖面分时板撑壁(26)前端面处设有限位换向开关(31)。如运转本装置时间在12点以前，就按一下限位换向开关(31)上面的触点，[如运转本装置时间在12点以后，就按一下限位换向开关(31)下面的触点]。步进电机(30)带动太阳能电池板(24)以每小时15度角速度转动。到中午12点，太阳能电池板(24)上边缘触到限位换向开关(31)的下触点后，步进电机(30)的微机驱动电源就控制步进电机(30)反向转动带动太阳能电池板(24)以每小时15度角速度反向转动。到子夜0点，太阳能电池板(24)下边缘触到限位换向开关(31)的上触点后，步进电机(30)的微机驱动电源就控制步进电机(30)再变向转动带动太阳能电池板(24)反向转动.......。如此，24小时循环重复。

本简易太阳跟踪器24小时运转，适应不同时节，不同地区的日出、日落时间变化。

如因搬迁等等原因而停止运转后，在异地重新安装、启动运转也简捷、方便。尤其适宜缺乏专业技术人员的地区居民及流动工作人员使用。

本简易太阳跟踪器更适用于集群式太阳能发电站的微机统一控制供电。