一种独立的太阳能向阳平台的制作方法
【专利摘要】本实用新型所述的一种独立的太阳能向阳平台，属于太阳能发电领域，包括太阳能电池板、电池板支架、倾角传感器、横轴、X轴步进电机、电动推杆、Y轴步进电机、底座、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、风力传感器和向阳控制器，实现了用GPS定位系统计算出太阳的位置，并结合日期时间模块所提供的年月日时的信息，计算出精确的太阳位置信息，结合此太阳位置信息计算出太阳能向阳平台的X轴仰角和Y轴仰角，并控制步进电机动作来达到向阳的目的。
【专利说明】
一种独立的太阳能向阳平台
技术领域
[0001]本实用新型属于太阳能发电领域。
【背景技术】
[0002]目前，太阳能接收装置的机械结构大多采用固定式装置，这种装置简单，但只能朝向一个固定的方向，使太阳能的接收效率很低。为了提高太阳能利用效率，太阳能接收装置增加了追踪系统。而目前市场上具有向阳功能的太阳能太阳能接收装置多数都是采用光电追踪方法实现太阳能平台的向阳功能，该方式受天气、云朵和温度的影响大，需要人工根据实际地理位置进行调整，降低了追踪装置的实用性。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种独立的太阳能向阳平台，实现了用GPS定位系统计算出太阳的位置，并结合日期时间模块所提供的年月日时的信息，计算出精确的太阳位置信息，结合此太阳位置信息计算出太阳能向阳平台的X轴仰角和Y轴仰角，并控制步进电机动作来达到向阳的目的。
[0004]为实现上述目的，本使用新型采用以下技术方案:一种独立的太阳能向阳平台，包括太阳能电池板、电池板框架、倾角传感器、横轴、X轴步进电机、电动推杆、Y轴步进电机、底座、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、风力传感器和向阳控制器，太阳能电池板设于所述电池板框架上，电池板框架上设置有所述横轴和倾角传感器，所述横轴与电池板框架固定连接，电池板框架的顶部设有风力传感器;底座上设有所述向阳控制器、Y轴步进电机和电动推杆，电动推杆竖直设置，所述所述电动推杆的底端与底座转动连接，所述向阳控制器与底座为可拆卸连接，所述电动推杆的底端设有第三齿轮，所述Y轴步进电机的转动轴上设有第四齿轮，第三齿轮与第四齿轮啮合，所述电动推杆的顶部通过横轴与电池板框架铰接，所述电动推杆的顶部固定设置所述X轴步进电机，X轴步进电机的转动轴上设有第二齿轮，所述横轴上设有第一齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；
[0005]向阳控制器(I2)包括主控芯片、GPS模块、日期时间模块、步进电机驱动模块、CAN总线模块、倾角信号放大模块、风力信号放大模块，主控芯片设有日期模块控制接口、第一串口、第二串口、第一AD接口、第二AD接口和电机控制接口，步进电机驱动模块的输入端连接所述电机控制接口，GPS模块的输出端连接所述第一串口，CAN总线模块的输入端连接所述第二串口，倾角信号放大模块的输出端连接所述第一AD接口，倾角信号放大模块的输入端连接倾角传感器的输出端，风力信号放大模块的输出端连接所述第二AD接口，风力信号放大模块的输入端连接风力传感器的输出端，Y轴步进电机、X轴步进电机和电动推杆的控制输入端均与所述步进电机驱动模块电连接，日期时间模块的输出端连接所述日期模块控制接口。
[0006]所述风力传感器与所述电池板框架的顶部为可拆卸连接。
[0007]所述倾角传感器与所述电池板框架为可拆卸连接。
[0008]本实用新型所述的一种独立的太阳能向阳平台，实现了用GPS定位系统计算出太阳的位置，并且内部独立设立有日期时间模块，可以自行精确的提供时间信息，避免了因为GPS联系不上而不能获取时间信息的问题;结合日期时间模块所提供的年月日时的信息，计算出精确的太阳位置信息，结合此太阳位置信息计算出太阳能向阳平台的X轴仰角和Y轴仰角，并控制步进电机动作来达到向阳的目的，并且在步进电机的闭环控制系统中加入了倾斜角传感器来检测太阳能电池板的斜度是否达到设定值，大大提高了追踪精度；因为加入了风力传感器来检测风力，当风力过大时可将太阳能板紧贴地面，最大限度的减少了因风力过大而对太阳能电池板造成的损坏。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构不意图；
[0010]图2是本实用新型的原理框图。
[0011 ]图中:太阳能电池板1、电池板框架2、倾角传感器3、横轴14、X轴步进电机4、电动推杆6、Y轴步进电机8、底座9、第一齿轮13、第二齿轮5、第三齿轮7、第四齿轮15、风力传感器
11、向阳控制器12。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示的一种独立的太阳能向阳平台，包括太阳能电池板1、电池板框架2、倾角传感器3、横轴14、Χ轴步进电机4、电动推杆6、Υ轴步进电机8、底座9、第一齿轮13、第二齿轮5、第三齿轮7、第四齿轮15、风力传感器11和向阳控制器12。
[0013]太阳能电池板I设于所述电池板框架2上，电池板框架2包括边框和设置在边框框口下侧的底板，太阳能电池板I设于边框的框口中以及底板的上侧。电池板框架2上设置有所述横轴14和倾角传感器3，并且横轴14间隔设于电池板框架2下侧，倾角传感器3设于电池板框架2的底板的背面，所述横轴14与电池板框架2通过连杆(连杆图中未示出)固定连接，电池板框架2的顶部设有风力传感器11;底座9上设有所述向阳控制器12、Υ轴步进电机8和电动推杆6，电动推杆6竖直设置，所述电动推杆6的底端与底座9转动连接，底座9设有一定深度的插孔，电动推杆6插入插孔中并可转动。所述向阳控制器12与底座9为可拆卸连接，所述Y轴步进电机8与所述底座9为固定连接，所述电动推杆6的底端设有第三齿轮7，所述Y轴步进电机8的转动轴上固定设有第四齿轮15，所述第三齿轮7与所述第四齿轮15啮合，所述电动推杆6的顶部通过横轴14与电池板框架2铰接，电动推杆6顶部设有轴孔，横轴插入轴孔中，所述电动推杆6的顶部固定设有X轴步进电机4，Χ轴步进电机4的转动轴上固定设有第二齿轮5，所述横轴14上固定设有第一齿轮13，所述第二齿轮5与所述第一齿轮13啮合。所述横轴14和X轴步进电机4的转动轴均为水平设置，Y轴步进电机8的转动轴为竖直设置。
[0014]如图2所示的向阳控制器12包括主控芯片、GPS模块、日期时间模块、步进电机驱动模块、CAN总线模块、倾角信号放大模块、风力信号放大模块，主控芯片设有日期模块控制接口、第一串口、第二串口、第一AD接口、第二AD接口和电机控制接口，步进电机驱动模块的输入端连接所述电机控制接口，GPS模块的输出端连接所述第一串口，CAN总线模块的输入端连接所述第二串口，倾角信号放大模块的输出端连接所述第一AD接口，倾角信号放大模块的输入端连接倾角传感器3的输出端，风力信号放大模块的输出端连接所述第二AD接口，风力信号放大模块的输入端连接风力传感器11的输出端，Y轴步进电机8、X轴步进电机4和电动推杆6的控制输入端均与所述步进电机驱动模块电连接，日期时间模块的输出端连接所述日期模块控制接口。
[0015]所述风力传感器11与所述电池板框架2的顶部为可拆卸连接。
[0016]所述倾角传感器3与所述电池板框架2为可拆卸连接。
[0017]工作时，向阳控制器12通过GPS模块定位所述独立的太阳能向阳平台的所在位置的玮度和经度信息，并且每天校准一次，再由独立的日期时间模块来提供年、月、日、时信息;根据玮度，经度、年、月、日和时信息来计算出当地太阳的位置信息，并将太阳位置的信息计算成X轴与Y轴的仰角数据，再通过X轴步进电机和Y轴步进电机来实现太阳能向阳平台的倾斜动作，并通过倾斜传感器3所采集的倾角数据来修正太阳能向阳平台的倾斜角度，以达到向阳的目的。
[0018]当风力传感器11检测到风力大到一定级别时，向阳控制器12首先控制X步进电机轴和Y轴步进电机将太阳能向阳平台运动至与地面平行，然后在控制电动推杆6降下，将电池板框架2与地面的距离降成最小，确保太阳能电池板不会因风大而损坏；当风力传感器11检测到风力恢复正常时，向阳控制器12首先控制电动推杆6将电池板框架2升起，然后控制控制X轴步进电机和Y轴步进电机动作，使太阳能电池板继续朝向太阳。
[0019]向阳控制器12通过CAN总线将太阳能向阳平台的倾角信息、时间信息、风力信息和电压信息发送给服务器，方便用户监控。
【主权项】
1.一种独立的太阳能向阳平台，其特征在于:包括太阳能电池板(I)、电池板框架(2)、倾角传感器(3)、横轴(14)、X轴步进电机(4)、电动推杆(6)、Y轴步进电机(8)、底座(9)、第一齿轮(13)、第二齿轮(5)、第三齿轮(7)、第四齿轮(15)、风力传感器(11)和向阳控制器(12)，太阳能电池板(I)设于所述电池板框架(2)上，电池板框架(2)上设置有所述横轴(14)和倾角传感器(3)，所述横轴(14)与电池板框架(2)固定连接，电池板框架(2)的顶部设有风力传感器(11);底座(9)上设有所述向阳控制器(12)、Υ轴步进电机(8)和电动推杆(6)，电动推杆(6)竖直设置，所述电动推杆(6)的底端与底座(9)转动连接，所述向阳控制器(12)与底座(9)为可拆卸连接，所述电动推杆(6)的底端设有第三齿轮(7)，所述Y轴步进电机(8)的转动轴上设有第四齿轮(15)，第三齿轮(7)与第四齿轮(15)啮合，所述电动推杆(6)的顶部通过横轴(14)与电池板框架(2)铰接，所述电动推杆(6)的顶部固定设置所述X轴步进电机(4)，Χ轴步进电机(4)的转动轴上设有第二齿轮(5)，所述横轴(14)上设有第一齿轮(13)，所述第二齿轮(5)与所述第一齿轮(13)嗤合； 向阳控制器(12)包括主控芯片、GPS模块、日期时间模块、步进电机驱动模块、CAN总线模块、倾角信号放大模块、风力信号放大模块，主控芯片设有日期模块控制接口、第一串口、第二串口、第一AD接口、第二AD接口和电机控制接口，步进电机驱动模块的输入端连接所述电机控制接口，GPS模块的输出端连接所述第一串口，CAN总线模块的输入端连接所述第二串口，倾角信号放大模块的输出端连接所述第一AD接口，倾角信号放大模块的输入端连接倾角传感器(3)的输出端，风力信号放大模块的输出端连接所述第二 AD接口，风力信号放大模块的输入端连接风力传感器(11)的输出端，Y轴步进电机(8)、X轴步进电机(4)和电动推杆(6)的控制输入端均与所述步进电机驱动模块电连接，日期时间模块的输出端连接所述日期模块控制接口。2.如权利要求1所述的一种独立的太阳能向阳平台，其特征在于:所述风力传感器(11)与所述电池板框架(2)的顶部为可拆卸连接。3.如权利要求1所述的一种独立的太阳能向阳平台，其特征在于:所述倾角传感器(3)与所述电池板框架(2)为可拆卸连接。
【文档编号】G05D3/12GK205485637SQ201620032219
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月6日
【发明人】董恩来
【申请人】渤海大学