专利名称：透镜大棚聚光光带跟踪装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能领域，具体的说是涉及一种太阳能收集装置的光跟踪
直O
背景技术：
太阳能是分布广泛、取之不尽、用之不竭的清洁环保能源。在能源匮乏问题日益突出的今天，太阳能开发利用巳成为实现能源可持续发展的重点，太阳能光热及太阳能光伏是近年来研究应用的热点，但是太阳能应用一直有一个困扰，这就是太阳能的能量密度太低，而且太阳还一刻不停地运行，难以实现大规模而又经济地收集太阳能。人们想了不少办法，有槽式聚光的、有定日镜聚光的、有碟式聚光的，如中国专利CN1004114093C、 CN1687669A、CN101368764A, CN1779381A、CN100460320C, CN101371369A、CN1143999C、 CN1677012A等，这三类装置都有一个共同的特点，都是通过转动反射镜来跟踪太阳，参与运动的部件体积庞大，能耗高，而且常年在室外运行，要承受风吹雨打，设备要求高， 造价高，而且维护量大。还有固定反射聚光镜移动光靶的，如中国专利CN101609853A、 CN201466042U、CN1263M1A等，都一定程度上解决了部分问题，但这些产品固定反射聚光镜移动光靶模式的耐候性低，清理维护不方便，而且结构复杂，成本较较高，不利于推广。河南恒太阳能源科技有限公司于2011年1月申请的“透镜大棚光靶联动太阳能收集装置”专利，
公开日是2011年7月20日，该专利包括大棚支架和框架，支架和框架构成大棚骨架，在框架上设置有棚顶，棚顶由长条型菲涅尔透镜拼接而成，在框架下面设置有光靶，菲涅尔透镜与光靶相对应，太阳光通过菲涅尔透镜形成聚光带聚在光靶上，光靶设置在联排支架上， 所述联排支架包括经向滑轨，光靶的两端固定在经向滑轨上，经向滑轨设置在固定框架上且与固定框架导轨副连接，在固定框架下面设置有纬向滑轨，纬向滑轨与固定框架是导轨副连接，阳光跟踪机构分别与棚顶、光靶和联排支架连接，联排支架在阳光跟踪机构的作用下做经向和纬向移动，使光靶能够跟踪菲涅尔透镜的聚光带，所述阳光跟踪机构包括导向杆，导向杆平行于通过菲涅尔透镜中心及其对应光靶中心的直线L，在导向杆的一端设置第一万向节，第一万向节通过第一连杆固定在径向滑轨的左边框，在导向杆的另一端设置避光式阳光跟踪传感器，避光式阳光跟踪传感器的避光板与导向杆垂直，在导向杆上还设置有第二万向节，第二万向节通过第二连杆与框架的左边框固定在一起，在光靶上径向设置有第一驱动装置，第一驱动装置与阳光跟踪传感器的方位角驱动电路连接，在光靶上横向设置有第二驱动装置，第二驱动装置与避光式阳光跟踪传感器的高度角驱动电路连接。其阳光跟踪机构和联动机构采用杠杆和万向节，结构复杂，加工精度要求高，并且实际跟踪精度难以保证。另一方面，该专利的阳光跟踪机构跟踪是设置在透镜大棚外部的机构，占用空间。发明内容本实用新型的目的就在于克服上述不足提供一种透镜大棚聚光光带跟踪装置。本实用新型的目的可通过以下措施来实现[0006]一种透镜大棚聚光光带跟踪装置，包括阳光跟踪机构和联动机构，阳光跟踪机构包括设置在透镜大棚光靶上的第一光电传感器第一光电传感器与单片机电连接，联动机构包括电机和设置在光靶底部的连杆，电机与单片机电连接，电机的输出轴与连杆固联且在同一直线上，光靶在电机的作用下作径向移动，使光靶能够跟踪菲涅尔透镜的聚光带。上述透镜大棚聚光光带跟踪装置，在透镜大棚径向滑轨的侧面还设置有第二光电传感器，第二光电传感器与单片机电连接。上述透镜大棚聚光光带跟踪装置，所述电机是普通电机，连杆是丝杠，电机输出轴与丝杠的一端固定，在光靶底部设置有滑套，丝杠与滑套螺纹配合。上述透镜大棚聚光光带跟踪装置，所述电机是直线伺服电机，连杆的一端固定在直线伺服电机的输出轴上，连杆的另一端固定在光靶的底部。采用上述技术方案，本实用新型有以下优点将本实用新型应用在透镜大棚上，当第一光电传感器上的三个电感元件检测到光不在同一个位置时，单片机会根据二者的位置判断光带与光靶的相对位置，给电机命令，从而引导光靶运动；第一光电传感器检测到一个以上见光时，即第一光电传感器，被聚光光带照到的输出高电平，如果第一传感器上的三个传感元件全部是高电平说明跟踪到位，将信号传给单片机，进行精确跟踪。本实用新型结构简单，不占用空间，安装在大棚骨架下面，便于安装和调试，同时减少了风吹雨打，延长了本实用新型的使用寿命。本实用新型通过单片机和光电传感器实现精确跟踪，光电传感器和单片机均是成熟的技术，方便制作。
图1是本实用新型的结构示意图。如图1所示的一种透镜大棚聚光光带跟踪装置，包括阳光跟踪机构和联动机构， 该装置与透镜大棚配套使用，透镜大棚包括大棚支架1和框架2，支架1和框架2构成大棚骨架，在框架2上设置有棚顶，棚顶由菲涅尔透镜3拼接而成，菲涅尔透镜3是线聚焦菲涅尔透镜，菲涅尔透镜与菲涅尔透镜之间的缝隙加有压条和密封胶用于固定和防渗雨，在框架下面设置有光靶4，相邻光靶之间通过加强筋固定，这样光靶构成一固定框，菲涅尔透镜与光靶相对应，光靶4设在菲涅尔透镜0. 5倍 1倍焦距之间的任一位置，太阳光通过菲涅尔透镜聚在光靶上形成聚光带，如图4所示每一块菲涅尔透镜将太阳光聚在光靶上形成一片聚光带，这样太阳光透过所有的菲涅尔透镜在光靶上形成不连续聚光带，光靶4设置在联排支架5上，所述联排支架5包括经向滑轨7，光靶的两端固定在经向滑轨7上，经向滑轨 7设置在固定框架6上且与固定框架6导轨副连接，在固定框架6下面设置有纬向滑轨8， 纬向滑轨8与固定框架6是导轨副连接，阳光跟踪机构包括设置在光靶4上的第一光电传感器9，第一光电传感器9与单片机电连接，联动机构包括电机11和设置在光靶底部的连杆12，电机与单片机电连接，电机的输出轴与连杆12固联且在同一直线上，在的径向滑轨7 的侧面还设置有第二光电传感器，第二光电传感器与单片机电连接，所述电机11是普通电机，连杆12是丝杠，电机输出轴与丝杠的一端固定，在光靶底部设置有滑套13，丝杠与滑套 13螺纹配合，光靶在电机的作用下作径向移动，使光靶能够跟踪菲涅尔透镜的聚光带。本实用新型的电机11还可以是直线伺服电机，连杆12的一端固定在直线伺服电机的输出轴上，连杆12的另一端固定在光靶4的底部。[0014]工作过程1、二级跟踪引导，由聚光光带位置传感器(即第一光电传感器)和光靶位置传感器 (即第二光电传感器)将光靶引导到大致的聚光光带区域，然后由光靶上的光电传感器进行精确跟踪。2、聚光光带位置传感器(即第一光电传感器)的工作原理是，用光敏原件按一定的间隔排列成一条传感器带，每个光电原件都与一个电阻串联，中心点连接到电压比较器的正端，与负端由电位器选取一个合适的基准电压进行比较，被聚光光带照的该组电路就会输出高电平，否则就输出低电平，将整组的输出参数送给单片机，单片机就可以确定聚光光带的位置。而光靶位置传感器的工作原理与前者相似，只是正好反过来，光靶在什么位置， 该位置的光电原件就被挡光，被挡光的那组电路就会与其他的各组电路输出的电平不同， 从而也可由单片机直接确定光靶的当前位置；还有一种替代方案，不用光电传感原件，直接用干簧管组成光靶位置传感器带，在光靶上装一块磁铁，光靶所在位置的干簧管被吸合，单片机也可确定光靶位置。光带位置和光靶位置都确定了，单片机就可据此驱动电机，使光靶走到聚光光带的位置上，从而实现第一级的粗略跟踪。3、光靶上装有3个光电传感原件，当其中的至少一个被聚光光带照到时，就进入精确跟踪程序，单片机会引导光靶运动使得3个光电传感器同时被聚光光带照到，此时光靶就精确跟踪到聚光光带了。本实用新型的工作原理当第一光电传感器上的三个电感元件检测到光不在同一个位置时，单片机会根据二者的位置判断光带与光靶的相对位置，给电机命令，从而引导光靶运动；第一光电传感器检测到一个以上见光时，即第一光电传感器，被聚光光带照到的输出高电平，如果第一传感器上的三个传感元件全部是高电平说明跟踪到位，将信号传给单片机，进行精确跟踪。
权利要求1.一种透镜大棚聚光光带跟踪装置，其特征在于在透镜大棚上还设置有阳光跟踪机构和联动机构，阳光跟踪机构包括设置在透镜大棚光靶(4)上的第一光电传感器(9)，第一光电传感器(9)与单片机电连接，联动机构包括电机(11)和设置在光靶底部的连杆(12)， 电机与单片机电连接，电机的输出轴与连杆(12)固联且在同一直线上，光靶在电机的作用下作径向移动，使光靶能够跟踪菲涅尔透镜的聚光带。
2.根据权利要求1所述的透镜大棚聚光光带跟踪装置，其特征在于在透镜大棚的径向滑轨(7)的侧面还设置有第二光电传感器，第二光电传感器与单片机电连接。
3.根据权利要求1或2所述的透镜大棚聚光光带跟踪装置，其特征在于所述电机 (11)是普通电机，连杆(12)是丝杠，电机输出轴与丝杠的一端固定，在光靶底部设置有滑套 (13 )，丝杠与滑套(13 )螺纹配合。
4.根据权利要求1或2所述的透镜大棚聚光光带跟踪装置，其特征在于所述电机 (11)是直线伺服电机，连杆(12)的一端固定在直线伺服电机的输出轴上，连杆(12)的另一端固定在光靶(4)的底部。
专利摘要一种透镜大棚聚光光带跟踪装置，包括阳光跟踪机构和联动机构，阳光跟踪机构包括设置在透镜大棚光靶上的第一光电传感器第一光电传感器与单片机电连接，联动机构包括电机和设置在光靶底部的连杆，电机与单片机电连接，电机的输出轴与连杆固联且在同一直线上，光靶在电机的作用下作径向移动，使光靶能够跟踪菲涅尔透镜的聚光带。将本实用新型应用在透镜大棚上，当第一光电传感器上的三个电感元件检测到光不在同一个位置时，单片机会根据二者的位置判断光带与光靶的相对位置，给电机命令，从而引导光靶运动；本实用新型通过单片机和光电传感器实现精确跟踪，光电传感器和单片机均是成熟的技术，方便制作。
文档编号A01G9/14GK202197616SQ2011202763
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月1日 优先权日2011年8月1日
发明者丁文思, 马健, 马君捷, 高永红 申请人:马健