专利名称：路灯用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，尤其是涉及一种路灯用太阳光跟踪装置。
背景技术：
现有太阳能路灯上所安装的太阳能光伏板大多都固定安装在电线杆上，因而实际使用过程中，太阳能光伏板不能始终正对太阳，其发电效率没有得到充分有效的利用。如果太阳能光伏板的受光面积能够随太阳的移动而移动，则同样太阳能光伏板的发电量将大大提高，据有关资料显示，其发电效率可以提高20 %到30 %。
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，提供一种路灯用太阳光跟踪装置，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，能有效解决现有路灯太阳能发电装置存在的太阳能利用效率低下、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路灯用太阳光跟踪装置，其特征在于包括安装在电线杆上且能绕其中心轴线进行180°旋转的主轴、固定安装在主轴左端部或右端部上且随主轴进行同步旋转的太阳能光伏板、对主轴进行驱动的驱动机构和根据预先计算得出的各个时段的太阳高度角数据对驱动机构进行相应控制以实现控制主轴进行间歇性旋转的控制器，所述主轴与驱动机构进行传动连接且驱动机构与控制器进行电连接，所述主轴、驱动机构和控制器组成在控制主轴旋转动作的同时相应对太阳能光伏板的方位角进行控制调整的水平调整机构；所述驱动机构包括脉冲发生器、由脉冲发生器所产生脉冲进行驱动控制的电磁阀、能进行上下往复运动且上下往复运动的同时能带动主轴进行同步旋转的齿条和由电磁阀控制进行360°旋转且旋转同时带动齿条进行上下往复运动的圆盘，所述脉冲发生器与电磁阀相接，圆盘安装在电磁阀上且圆盘与齿条之间通过传动机构进行传动连接，所述齿条与主轴之间进行传动连接，所述脉冲发生器由控制器进行控制且其与控制器相接。上述路灯用太阳光跟踪装置，其特征是所述太阳能光伏板安装在主轴的左端部上方且主轴由左至右插装入电线杆内部，所述电线杆上对应设置有供主轴安装的插装孔， 所述齿条呈竖直向布设且其布设在电线杆右侧，齿条的布设位置与主轴的布设位置相对且主轴的右端部与齿条直接接触。上述路灯用太阳光跟踪装置，其特征是所述圆盘布设在齿条下方。上述路灯用太阳光跟踪装置，其特征是所述传动机构为连杆，所述连杆的上下两端部分别安装在齿条和圆盘上，且连杆的上下两端部与齿条和圆盘之间均通过轴承进行连接。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，本发明根据事先计算出的太阳高度角数据且通过设置合适电磁阀驱动脉冲对太阳能光伏板主轴进行旋转控制，使太阳能光伏板的受光面积达到最大化，大大提高了太阳能路灯的发电效率。因而，本发明在保证系统跟踪精度和可靠性的前提下，能很好地解决传统太阳能路灯发电效率低下的问题。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、主轴和驱动机构，其中太阳能光伏板安装在主轴上；主轴通过轴承安装在电线杆上，且与驱动机构内的齿条相接触；驱动机构包括齿条、连杆、圆盘和电磁阀；实际使用时，通过设置合适的电磁阀驱动脉冲，使得驱动机构带动主轴按预定角度旋转，改变太阳能光伏板的方位角，并对太阳能光伏板的朝向进行间歇性调整，保证太阳能光伏板时刻跟踪太阳光。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，既保证了跟踪精度和系统的可靠性，又大大提高了太阳能光伏板的发电效率，能有效解决现有路灯太阳能发电装置存在的太阳能利用效率低下、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为本发明驱动机构的内部结构示意图。
图3为图2的右视图。
附图标记说明
1-太阳能光伏板；2-主轴；3-电线杆；
4-驱动机构； 5-齿条；6-连杆；
7-圆盘； 8-电磁阀。
具体实施例方式
如图1、图2及图3所示，本发明包括安装在电线杆3上且能绕其中心轴线进行 180°旋转的主轴2、固定安装在主轴2左端部或右端部上且随主轴2进行同步旋转的太阳能光伏板1、对主轴2进行驱动的驱动机构4和根据预先计算得出的各个时段的太阳高度角数据对驱动机构4进行相应控制以实现控制主轴2进行间歇性旋转的控制器，所述主轴2 与驱动机构4进行传动连接且驱动机构4与控制器进行电连接，所述主轴2、驱动机构4和控制器组成在控制主轴2旋转动作的同时相应对太阳能光伏板1的方位角进行控制调整的水平调整机构。所述驱动机构4包括脉冲发生器、由脉冲发生器所产生脉冲进行驱动控制的电磁阀8、能进行上下往复运动且上下往复运动的同时能带动主轴2进行同步旋转的齿条5和由电磁阀8控制进行360°旋转且旋转同时带动齿条5进行上下往复运动的圆盘7， 所述脉冲发生器与电磁阀8相接，圆盘7安装在电磁阀8上且圆盘7与齿条5之间通过传动机构进行传动连接，所述齿条5与主轴2之间进行传动连接，所述脉冲发生器由控制器进行控制且其与控制器相接。
本实施例中，所述太阳能光伏板1安装在主轴2的左端部上方且主轴2由左至右插装入电线杆3内部，所述电线杆3上对应设置有供主轴2安装的插装孔，所述齿条5呈竖直向布设且其布设在电线杆3右侧，齿条5的布设位置与主轴2的布设位置相对且主轴2 的右端部与齿条5直接接触。实际进行布设安装时，所述圆盘7布设在齿条5下方。所述传动机构为连杆6，所述连杆6的上下两端部分别安装在齿条5和圆盘7上，且连杆6的上下两端部与齿条5和圆盘7之间均通过轴承进行连接。由于太阳高度角实际上相当于太阳光线(假设太阳光线为平行光)通过当地的圆面切线(即地平线)之间的夹角；太阳直射光线是垂直于地球表面的，那么直射光线必然垂直地平线，并且太阳直射光线的延长线必过地心。通常用h来表示太阳高度角，它在数值上等于太阳在天球地平坐标系中的地平高度。太阳高度角随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬以δ表示，观测地地理纬度用Φ表示，地方时(时角)以t表示，有太阳高度角的计算公式sinh = sin Φ sin δ+sin φ cos δ cost。日升日落，同一地点一天内太阳高度角是不断变化的。日出日落时角度都为零度，正午时太阳高度角最大。因为正午时候的地方时t = 0，所以正午时候的太阳高度角可以用下列公式计算对于北半球而言，h = 90° _(Φ-δ)；对于南半球而方，h = 90° _(δ-φ)。夏至日，太阳直射北回归线，g卩北纬 23. 5度；冬至日太阳直射南回归线，即南纬23. 5度。中间相隔47个纬度，半年是365. 26/2 =182. 63天。从夏至冬至，太阳直射点从北纬23. 5度起向南移，每天移动47/182. 63 = 0. 2574个纬度，半年后即冬至日移到南纬23. 5度，然后又向北摆，同样以每天0. 2574个纬度的速度，经过182. 63天，即夏至日回到北纬23. 5度。因而事先对各个时段太阳高度角数据进行计算时，按照上述计算方法即可很精确地查到每天太阳直射点的纬度，即太阳赤纬 δ。本发明的工作过程是根据实现计算得出的各个时段的太阳高度角数据，通过合理设置驱动脉冲对电磁阀8进行驱动，并相应通过电磁阀8控制圆盘7转动，转动的圆盘7 通过连杆6带动齿条5进行上下往复运动，最后通过齿条5控制主轴2进行旋转，达到调整太阳能光伏板1方位角的目标。随着一天太阳的东升西落，通过控制器对脉冲产生器进行控制并相应对电磁阀8进行间歇性驱动，调整太阳能光伏板1的朝向，保证太阳能光伏板1 的受光面积最大化。实际使用时，根据预先计算出的太阳高度角数据设定脉冲控制电磁阀， 便可以对太阳能光伏板的旋转角度与旋转时间进行调整。实际使用过程中，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；主轴2通过轴承安装在电线杆3上，且与驱动机构4内的齿条5相接触；驱动机构4 包括齿条5、连杆6、圆盘7和电磁阀8，通过设置合适的电磁阀驱动脉冲，使主轴2按预定角度旋转，改变太阳能光伏板的方位角。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
1.一种路灯用太阳光跟踪装置，其特征在于包括安装在电线杆(3)上且能绕其中心轴线进行180°旋转的主轴O)、固定安装在主轴( 左端部或右端部上且随主轴( 进行同步旋转的太阳能光伏板(1)、对主轴( 进行驱动的驱动机构(4)和根据预先计算得出的各个时段的太阳高度角数据对驱动机构(4)进行相应控制以实现控制主轴( 进行间歇性旋转的控制器，所述主轴( 与驱动机构(4)进行传动连接且驱动机构(4)与控制器进行电连接，所述主轴O)、驱动机构(4)和控制器组成在控制主轴( 旋转动作的同时相应对太阳能光伏板(1)的方位角进行控制调整的水平调整机构；所述驱动机构(4)包括脉冲发生器、由脉冲发生器所产生脉冲进行驱动控制的电磁阀(8)、能进行上下往复运动且上下往复运动的同时能带动主轴( 进行同步旋转的齿条( 和由电磁阀(8)控制进行360° 旋转且旋转同时带动齿条( 进行上下往复运动的圆盘(7)，所述脉冲发生器与电磁阀(8) 相接，圆盘(7)安装在电磁阀(8)上且圆盘(7)与齿条( 之间通过传动机构进行传动连接，所述齿条(5)与主轴( 之间进行传动连接，所述脉冲发生器由控制器进行控制且其与控制器相接。
2.按照权利要求1所述的路灯用太阳光跟踪装置，其特征在于所述太阳能光伏板(1) 安装在主轴(2)的左端部上方且主轴(2)由左至右插装入电线杆(3)内部，所述电线杆(3) 上对应设置有供主轴( 安装的插装孔，所述齿条( 呈竖直向布设且其布设在电线杆(3) 右侧，齿条(5)的布设位置与主轴O)的布设位置相对且主轴O)的右端部与齿条(5)直接接触。
3.按照权利要求2所述的路灯用太阳光跟踪装置，其特征在于所述圆盘(7)布设在齿条(5)下方。
4.按照权利要求3所述的路灯用太阳光跟踪装置，其特征在于所述传动机构为连杆 (6)，所述连杆(6)的上下两端部分别安装在齿条(5)和圆盘(7)上，且连杆(6)的上下两端部与齿条( 和圆盘(7)之间均通过轴承进行连接。
全文摘要
本发明公开了一种路灯用太阳光跟踪装置，包括安装在电线杆上且能绕其中心轴线进行180°旋转的主轴、太阳能光伏板、对主轴进行驱动的驱动机构和根据预先计算得出的各个时段的太阳高度角数据对驱动机构进行相应控制以实现控制主轴进行间歇性旋转的控制器；驱动机构包括脉冲发生器、由脉冲发生器所产生脉冲进行驱动控制的电磁阀、能进行上下往复运动且上下往复运动的同时能带动主轴进行同步旋转的齿条和由电磁阀控制进行360°旋转且旋转同时带动齿条进行上下往复运动的圆盘。本发明结构简单、设计合理、操作简便且工作成本低、性能可靠、操作精度高，能有效解决现有路灯太阳能发电装置存在的太阳能利用效率低下、发电量较小等缺陷。
文档编号G05D3/10GK102566585SQ20101058128
公开日2012年7月11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