一种线聚焦太阳能装置的制作方法

本实用新型涉及一种太阳能装置，尤其涉及一种线聚焦太阳能装置。

背景技术：

太阳能是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。

太阳能作为一种取之不尽的清洁能源，正得到越来越广泛的开发和运用。现有太阳能开发技术不完善，无法对日光进行跟踪收集，而建设太阳能热电站造价昂贵、维护成本高、大面积的利用太阳能推广运动受到限制，对太阳的光和热利用率不高，因此亟需研发一种能够全天性跟踪日光，提高收集日光的效率、结构上简单牢固、便于制造和维护、制作成本低廉、聚光比高的线聚焦太阳能聚热装置。

技术实现要素：

(1)要解决的技术问题

本实用新型为了克服现有太阳能开发技术不完善，无法对日光进行跟踪收集，而建设太阳能热电站造价昂贵、维护成本高、大面积的利用太阳能推广运动受到限制，对太阳的光和热利用率不高的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够全天性跟踪日光，提高收集日光的效率、结构上简单牢固、便于制造和维护、制作成本低廉、聚光比高的线聚焦太阳能装置。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种线聚焦太阳能装置，包括有箱体、定时装置、第二电机、齿轮、齿条、连杆、滚轮、摆杆、固定板、第一支架、日光收集转换器、第二支架和正焦距透镜，箱体内底部设有第二电机和定时装置，第二电机位于定时装置的左方，定时装置包括有壳体、第一电机、固定杆、沙漏筒体、按钮、活塞板、张力弹簧和阀门，壳体的右侧壁与箱体右侧壁下部接触，并壳体和箱体连接处的中部开有调节窗口，壳体内左侧中部安装有第一电机，第一电机的输出轴上水平连接有固定杆，第一电机的右端连接有沙漏筒体，沙漏筒体内上下两侧中间对称设有按钮，按钮与第一电机和第二电机之间均有线路连接，沙漏筒体内上下两侧对称设有张力弹簧，张力弹簧位于按钮两侧，张力弹簧的另一端连接有活塞板，沙漏筒体的中部设有阀门，第二电机的输出轴上连接有齿轮，齿轮的上方设有齿条，齿条与齿轮啮合，齿轮和齿条均位于箱体的内部，箱体的顶部中间铰接连接有摆杆，摆杆的下部开有一字孔，摆杆的下部位于箱体内部，一字孔与齿条之间设有连杆，连杆的下端与齿条铰接连接，连杆的上端安装有滚轮，滚轮位于一字孔内，摆杆的上端连接有固定板，固定板的正上方设有日光收集转换器，固定板顶部与日光收集转换器的底部之间连接有第一支架，日光收集转换器的正上方设有正焦距透镜，正焦距透镜与日光收集转换器的顶部之间连接有第二支架。

优选地，还包括有软连接，摆杆与箱体铰接处的摆杆左右两侧均连接有软连接，软连接的另一侧均与箱体连接。

优选地，还包括有支撑杆，摆杆上部的左右两侧与固定板之间的夹角处均连接有支撑杆。

优选地，第一电机和第二电机均为伺服电机。

优选地，第一支架和第二支架为铁支架。

优选地，调节窗口的长为40cm，宽为40cm。

工作原理：初始时，此时为正午时分。最佳日照时间段内，太阳从东向西运动，从而带动正焦距透镜会逆时针作弧线运动。操作人员根据光学原理来计量出正焦距透镜的焦距，以此来调节正焦距透镜和日光收集转换器之间的距离，沙漏筒体中的流沙位于沙漏筒体的上部。操作人员打开阀门，使沙漏筒体上部的流沙流入下部，当流沙全部流入沙漏筒体的下部时，在流沙的自身重力下，带动下部活塞板向下运动，下部的张力弹簧被压缩，当下部活塞板与下部按钮接触时，启动第一电机转动180°，带动固定杆转动180°，从而将沙漏筒体翻转，使流沙继续流下；同时启动第二电机顺时针转动，带动齿轮顺时针转动时，从而带动齿条向右运动，连杆也随之向右运动，进而带动滚轮滚动，带动摆杆向右下方倾斜，从而带动固定板及其上部件逆时针作弧线运动，保证正焦距透镜跟随太阳的运行轨迹同步运动，太阳光照在正焦距透镜的入射面，进而能够使反射光都能聚焦到日光收集转换器上，日光收集转换器将太阳能进行转化所需要的能量，因为使用的是正焦距透镜，所以太阳光聚集在焦点处会产生大量的热量，因此获得高温。沙漏筒体翻转后，流沙向下流入原上部，当流沙全部流入沙漏筒体的原上部时，在流沙的自身重力下，带动原上部活塞板向下运动，原上部的张力弹簧被压缩，当原上部活塞板与原上部按钮接触时，再次启动第一电机转动180°，带动固定杆转动180°，从而将沙漏筒体翻转，使流沙继续流下，如此反复翻转，能够计算出流沙流尽所消耗的时间，并以此来计算出第二电机的转速以及摆杆的倾斜角度；当超过了最佳日照时间后，等上部沙漏筒体中的流沙全部流入下部时，操作人员关闭阀门，在流沙的自身重力作用下，带动下部活塞板向下运动，下部的张力弹簧被压缩，当下部活塞板与下部按钮接触时，再次启动第一电机转动180°，带动固定杆转动180°，沙漏筒体翻转，原下部的活塞板在自身重力和张力弹簧的作用下，活塞板会向下运动，张力弹簧被拉伸。然后操作人员启动第二电机逆时针转动，带动齿轮逆时针转动时，从而带动齿条向左运动，连杆也随之向左运动，进而带动滚轮滚动，带动摆杆向左下方倾斜，从而带动固定板及其上部件顺时针作弧线运动，使正焦距透镜朝向东方，操作人员关闭第二电机即可。

因为还包括有软连接，摆杆与箱体铰接处的摆杆左右两侧均连接有软连接，软连接的另一侧均与箱体连接，当摆杆向右下方倾斜时，左侧软连接上部被压缩，而左侧软连接下部被拉伸；右侧软连接上部被拉伸，而右侧软连接下部被压缩，能够对箱体和摆杆之间起连接和缓冲作用。

因为还包括有支撑杆，摆杆上部的左右两侧与固定板之间的夹角处均连接有支撑杆，支撑杆、摆杆和固定板之间构成三角形，三角形的稳定性好，能够起到固定作用，从而提高本实用新型的安全性。

因为第一电机和第二电机均为伺服电机，伺服电机能够更精准的控制其转速，使运行部平稳。

因为第一支架和第二支架为铁支架，铁支架不易变形，长时间使用，不易腐蚀，能够有效的延长第一支架和第二支架的使用寿命。

(3)有益效果

本实用新型根据光学原理和日光照射规律，通过对各部件运动速度和角度的精确计算，达到了能够全天性跟踪日光，提高收集日光的效率、结构上简单牢固、便于制造和维护、制作成本低廉、聚光比高的效果。

附图说明

图1为本实用新型的第一种主视结构示意图。

图2为本实用新型的定时装置的主视结构示意图。

图3为本实用新型的第二种主视结构示意图。

图4为本实用新型的第三种主视结构示意图。

附图中的标记为：1-箱体，2-定时装置，21-壳体，22-第一电机，23-固定杆，24-沙漏筒体，25-按钮，26-活塞板，27-张力弹簧，28-阀门，3-第二电机，4-齿轮，5-齿条，6-连杆，7-一字孔，8-滚轮，9-摆杆，10-固定板，11-第一支架，12-日光收集转换器，13-第二支架，14-正焦距透镜，15-调节窗口，16-软连接，17-支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

一种线聚焦太阳能装置，如图1-4所示，包括有箱体1、定时装置2、第二电机3、齿轮4、齿条5、连杆6、滚轮8、摆杆9、固定板10、第一支架11、日光收集转换器12、第二支架13和正焦距透镜14，箱体1内底部设有第二电机3和定时装置2，第二电机3位于定时装置2的左方，定时装置2包括有壳体21、第一电机22、固定杆23、沙漏筒体24、按钮25、活塞板26、张力弹簧27和阀门28，壳体21的右侧壁与箱体1右侧壁下部接触，并壳体21和箱体1连接处的中部开有调节窗口15，壳体21内左侧中部安装有第一电机22，第一电机22的输出轴上水平连接有固定杆23，第一电机22的右端连接有沙漏筒体24，沙漏筒体24内上下两侧中间对称设有按钮25，按钮25与第一电机22和第二电机3之间均有线路连接，沙漏筒体24内上下两侧对称设有张力弹簧27，张力弹簧27位于按钮25两侧，张力弹簧27的另一端连接有活塞板26，沙漏筒体24的中部设有阀门28，第二电机3的输出轴上连接有齿轮4，齿轮4的上方设有齿条5，齿条5与齿轮4啮合，齿轮4和齿条5均位于箱体1的内部，箱体1的顶部中间铰接连接有摆杆9，摆杆9的下部开有一字孔7，摆杆9的下部位于箱体1内部，一字孔7与齿条5之间设有连杆6，连杆6的下端与齿条5铰接连接，连杆6的上端安装有滚轮8，滚轮8位于一字孔7内，摆杆9的上端连接有固定板10，固定板10的正上方设有日光收集转换器12，固定板10顶部与日光收集转换器12的底部之间连接有第一支架11，日光收集转换器12的正上方设有正焦距透镜14，正焦距透镜14与日光收集转换器12的顶部之间连接有第二支架13。

还包括有软连接16，摆杆9与箱体1铰接处的摆杆9左右两侧均连接有软连接16，软连接16的另一侧均与箱体1连接。

还包括有支撑杆17，摆杆9上部的左右两侧与固定板10之间的夹角处均连接有支撑杆17。

第一电机22和第二电机3均为伺服电机。

第一支架11和第二支架13为铁支架。

调节窗口15的长为40cm，宽为40cm。

工作原理：初始时，此时为正午时分。最佳日照时间段内，太阳从东向西运动，从而带动正焦距透镜14会逆时针作弧线运动。操作人员根据光学原理来计量出正焦距透镜14的焦距，以此来调节正焦距透镜14和日光收集转换器12之间的距离，沙漏筒体24中的流沙位于沙漏筒体24的上部。操作人员打开阀门28，使沙漏筒体24上部的流沙流入下部，当流沙全部流入沙漏筒体24的下部时，在流沙的自身重力下，带动下部活塞板26向下运动，下部的张力弹簧27被压缩，当下部活塞板26与下部按钮25接触时，启动第一电机22转动180°，带动固定杆23转动180°，从而将沙漏筒体24翻转，使流沙继续流下；同时启动第二电机3顺时针转动，带动齿轮4顺时针转动时，从而带动齿条5向右运动，连杆6也随之向右运动，进而带动滚轮8滚动，带动摆杆9向右下方倾斜，从而带动固定板10及其上部件逆时针作弧线运动，保证正焦距透镜14跟随太阳的运行轨迹同步运动，太阳光照在正焦距透镜14的入射面，进而能够使反射光都能聚焦到日光收集转换器12上，日光收集转换器12将太阳能进行转化所需要的能量，因为使用的是正焦距透镜14，所以太阳光聚集在焦点处会产生大量的热量，因此获得高温。沙漏筒体24翻转后，流沙向下流入原上部，当流沙全部流入沙漏筒体24的原上部时，在流沙的自身重力下，带动原上部活塞板26向下运动，原上部的张力弹簧27被压缩，当原上部活塞板26与原上部按钮25接触时，再次启动第一电机22转动180°，带动固定杆23转动180°，从而将沙漏筒体24翻转，使流沙继续流下，如此反复翻转，能够计算出流沙流尽所消耗的时间，并以此来计算出第二电机3的转速以及摆杆9的倾斜角度；当超过了最佳日照时间后，等上部沙漏筒体24中的流沙全部流入下部时，操作人员关闭阀门28，在流沙的自身重力作用下，带动下部活塞板26向下运动，下部的张力弹簧27被压缩，当下部活塞板26与下部按钮25接触时，再次启动第一电机22转动180°，带动固定杆23转动180°，沙漏筒体24翻转，原下部的活塞板26在自身重力和张力弹簧27的作用下，活塞板26会向下运动，张力弹簧27被拉伸。然后操作人员启动第二电机3逆时针转动，带动齿轮4逆时针转动时，从而带动齿条5向左运动，连杆6也随之向左运动，进而带动滚轮8滚动，带动摆杆9向左下方倾斜，从而带动固定板10及其上部件顺时针作弧线运动，使正焦距透镜14朝向东方，操作人员关闭第二电机3即可。

因为还包括有软连接16，摆杆9与箱体1铰接处的摆杆9左右两侧均连接有软连接16，软连接16的另一侧均与箱体1连接，当摆杆9向右下方倾斜时，左侧软连接16上部被压缩，而左侧软连接16下部被拉伸；右侧软连接16上部被拉伸，而右侧软连接16下部被压缩，能够对箱体1和摆杆9之间起连接和缓冲作用。

因为还包括有支撑杆17，摆杆9上部的左右两侧与固定板10之间的夹角处均连接有支撑杆17，支撑杆17、摆杆9和固定板10之间构成三角形，三角形的稳定性好，能够起到固定作用，从而提高本实用新型的安全性。

因为第一电机22和第二电机3均为伺服电机，伺服电机能够更精准的控制其转速，使运行部平稳。

因为第一支架11和第二支架13为铁支架，铁支架不易变形，长时间使用，不易腐蚀，能够有效的延长第一支架11和第二支架13的使用寿命。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。