专利名称：用于太阳能路灯的追日控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于太阳能路灯的追日控制系统。
背景技术：
社会和经济的快速发展、人民生活水平的不断提高的同时，能源和环境问题越来越尖锐，为此，联合国提出了可持续发展战略，指既满足当代人的需求，又不损害后代人满足其需求的能力，是科学发展观的基本要求之一。在可持续发展战略的指引下，节能减排思想得到不断推广，可再生能源的使用也越来越广泛。在可再生能源中，由于太阳能是一种清洁、高效、获取便捷且可持续的新能源，尤为被人们重视，应用也极其广泛，太阳能路灯就是其中一个意义重大的应用。现有的太阳能路灯的电池板多固定安装在支撑架上，不能随着太阳位置的变化实时调整电池板的位置，无法使太阳能电池板随时发挥其最大的发电效率，尤其是在上午与下午太阳斜射时，效果都不太理想。目前，市场上也出现了一批具有追日功能的太阳能发电组件，由于其对日角度可以随着太阳的位置变化而实时调整，时刻保证对太阳光的最大吸收，因此，其发电功率比传统固定式太阳能发电系统提高了 35%以上，而成本只提高了 5% 10%。然而，现有太阳能路灯的追日控制系统普遍存在结构复杂、制造成本高且稳固性差，抗风、抗雷雨的稳定性也较弱，使用寿命较短等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种智能化程度高、使用方便、结构简单、制造成本低、结构稳固性好，抗风、抗雷雨的稳定性强、使用寿命长的用于太阳能路灯的追日控制系统。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的用于太阳能路灯的追日控制系统，用于控制太阳能路灯的电池板在支撑杆的支撑下围绕电池板下方中心位置的万向接头随太阳光的照射位置旋转，它包括用于核心控制的控制器；用于初始化时测量电池板所处方位角、高度角的方位角测量装置和高度角测量装置；用于提供系统当前时间的计时器；用于实时调节电池板方位角、高度角的方位角调节机构和高度角调节机构；所述的方位角调节机构包括方位角调节伺服电机、齿轮a和链条a，方位角调节伺服电机的控制电路与控制器电连接，齿轮a固定安装在方位角调节伺服电机的转轴上，链条a的两端分别固定安装在电池板的两个宽边的中心位置，齿轮a与链条a啮合；所述的高度角调节机构包括高度角调节伺服电机、齿轮b和链条b，高度角调节伺服电机的控制电路与控制器电连接，齿轮b固定安装在高度角调节伺服电机的转轴上，链条b的两端分别固定安装在电池板的两个长边的中心位置，齿轮b与链条b啮合；方位角测量装置、高度角测量装置、计时器、方位角调节伺服电机和高度角调节伺服电机分别与控制器连接。本实用新型所述的方位角测量装置包括陀螺仪。本实用新型所述的高度角测量装置包括加速度传感器。本实用新型的有益效果是方位角测量装置和高度角测量装置配合使用可精确 测量电池板的水平及垂直倾角(姿态)，为电池板位置的精确调整提供了基础且不受环境影响、测量可靠性高；方位角、高度角调节机构虽然采用简单的齿轮结构，成本也很低，但在伺服电机的控制下，对于方位角和高度角的调节准确度很高；电池板与支撑杆的连接处设置万向接头，使得电池板的转动十分灵活，整体结构也十分稳固，增强了电池板的抗风性能；电池板及支撑杆上设置了避雷装置，提高了太阳能路灯在雷雨天气下的使用安全及其使用寿命；此外，本实用新型还具有智能化程度高、使用和维修方便等特点。
图I为本实用新型追日系统结构示意框图；图2为方位角为O时太阳能组件的结构示意图；图3为方位角为15°时太阳能组件的结构示意图；图4为图2的仰视图；图5为本实用新型支撑杆的结构示意图；图中，I-电池板，2-支撑杆，3-万向接头，4-齿轮a，5_链条a，6_齿轮b，7_链条b0
具体实施方式
以下结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。如图I所示，用于太阳能路灯的追日控制系统，用于控制太阳能路灯的电池板I在支撑杆2的支撑下围绕电池板I下方中心位置的万向接头3随太阳光的照射位置旋转，它包括用于核心控制的控制器；用于初始化时测量电池板I所处方位角、高度角的陀螺仪和加速度传感器；用于提供系统当前时间的计时器；用于实时调节电池板I方位角、高度角的方位角调节机构和高度角调节机构；方位角测量装置、高度角测量装置、计时器、方位角调节伺服电机和高度角调节伺服电机分别与控制器连接。如图2、图3和图4所示，方位角调节机构包括方位角调节伺服电机、齿轮a4和链条a5，方位角调节伺服电机的控制电路与控制器电连接，齿轮a4固定安装在方位角调节伺服电机的转轴上，链条a5的两端分别固定安装在电池板I的两个宽边的中心位置，齿轮a4与链条a5啮合；高度角调节机构包括高度角调节伺服电机、齿轮b6和链条b7，高度角调节伺服电机的控制电路与控制器电连接，齿轮b6固定安装在高度角调节伺服电机的转轴上，链条b7的两端分别固定安装在电池板I的两个长边的中心位置，齿轮b6与链条b7啮合。如图5所示，齿轮a4和齿轮b6分别设置在中空的支撑杆2的中心部位，支撑杆2上位于上方的通孔用于安装齿轮b6，位于下方的通孔用于安装齿轮a4。用于太阳能路灯的追日控制系统的使用原理，它包括以下步骤SI :对计时器设置当前时间，并将当地的地理位置信息输入至控制器，地理位置信息包括经纬度信息；S2:控制器根据计时器提供的当前时间和输入的当地地理位置信息，计算出当前 太阳所处的相对位置，进而得到电池板I应该保持的方位角和高度角；S3 :通过陀螺仪和加速度传感器测量出电池板I当前实际所处姿态信息，包括电池板I的方位角和高度角；S4 :控制器分别控制方位角调节机构和高度角调节机构调节电池板I的方位角及高度角大小，使其与步骤S2计算所得的方位角及高度角大小相等；S5 :时延后循环步骤S2 S4。控制器控制方位角调节机构调节电池板I的方位角大小的步骤包括以下步骤al :控制器输出控制信号至方位角调节伺服电机的控制电路；a2 :控制电路控制转轴转动；a3 :转轴的转动带动固定在转轴上的齿轮a4转动；a4 :链条a5牵引电池板I的两个宽边上下移动，达到调节电池板I方位角大小的目的。控制器控制高度角调节机构调节电池板I的高度角大小的步骤包括以下步骤al :控制器输出控制信号至高度角调节伺服电机的控制电路；a2 :控制电路控制转轴转动；a3 :转轴的转动带动固定在转轴上的齿轮b6转动；a4 :链条b7牵引电池板I的两个长边上下移动，达到调节电池板I高度角大小的目的。
权利要求1.用于太阳能路灯的追日控制系统，用于控制太阳能路灯的电池板(I)在支撑杆(2)的支撑下围绕电池板(I)下方中心位置的万向接头(3)随太阳光的照射位置旋转，其特征在于它包括 用于核心控制的控制器； 用于初始化时测量电池板(I)所处方位角、高度角的方位角测量装置和高度角测量装置； 用于提供系统当前时间的计时器； 用于实时调节电池板(I)方位角、高度角的方位角调节机构和高度角调节机构；所述的方位角调节机构包括方位角调节伺服电机、齿轮a (4)和链条a (5)，方位角调节伺服电机的控制电路与控制器电连接，齿轮a (4)固定安装在方位角调节伺服电机的转轴上，链条a (5)的两端分别固定安装在电池板(I)的两个宽边的中心位置，齿轮a (4)与链条a (5)啮合； 所述的高度角调节机构包括高度角调节伺服电机、齿轮b (6)和链条b (7)，高度角调节伺服电机的控制电路与控制器电连接，齿轮b (6)固定安装在高度角调节伺服电机的转轴上，链条b (7)的两端分别固定安装在电池板(I)的两个长边的中心位置，齿轮b (6)与链条b (7)啮合； 方位角测量装置、高度角测量装置、计时器、方位角调节伺服电机和高度角调节伺服电机分别与控制器连接。
2.根据权利要求I所述的用于太阳能路灯的追日控制系统，其特征在于所述的方位角测量装置包括陀螺仪。
3.根据权利要求I所述的用于太阳能路灯的追日控制系统，其特征在于所述的高度角测量装置包括加速度传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种用于太阳能路灯的追日控制系统，它包括控制器、方位角测量装置、高度角测量装置、计时器、方位角调节机构和高度角调节机构；方位角测量装置、高度角测量装置、计时器、方位角调节机构和高度角调节机构分别与控制器连接。本实用新型结构简单，成本低，调节准确度高；电池板的转动灵活、结构稳固，增强了电池板的抗风性能；电池板及支撑杆上设置了避雷装置，提高了太阳能路灯在雷雨天气下的使用安全及寿命；此外，本实用新型还具有智能化程度高、使用和维修方便等特点。
文档编号G05D3/12GK202771269SQ20122033887
公开日2013年3月6日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者王金凡, 宋志明 申请人:四川金翔环保科技有限公司