本发明属于太阳自动跟踪结构设计领域，尤其涉及一种新型的基于太阳能板的太阳自动追踪装置，主要用于太阳能板对太阳的自动跟踪。
背景技术：
随着传统能源的不断消耗和环境问题的越来越严重，应对当前日益严重的能源危机和环境问题，太阳能作为一种无穷无尽的天然清洁能源，正逐渐取代煤、石油等化石能源成为新能源之一。太阳能光伏发电每年的装机容量在急剧上涨，光伏发电市场在逐渐加大，虽然这些光伏系统都利用太阳能，但是并不能最大化的利用太阳，因为太阳的光线方向在不断改变，且大部分的太阳能利用装置仍是以固定式为主。
太阳追踪装置主要以单轴跟踪为主，其执行机构的旋转轴只有一个，机构旋转轴线东西水平布置或南北水平布置，以控制南北方向的高度角或东西方向的方位角；此种形式仍然不能保证太阳光线始终垂直于太阳能板，相比较而言，光电转化效率较低；传统双轴式太阳追踪装置能够同时调节跟踪装置的方向角和高度角，实现全跟踪，但是其结构复杂，固定方式采用单点支撑，结构的稳定性和承载能力较低，追踪范围和精度也较低。
技术实现要素：
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提出一种太阳自动追踪装置，该装置具有追踪范围大、控制简单和追踪精度高的特点，并且机构简单，刚度强。
本发明采用的技术方案如下：
一种太阳自动追踪装置，包括支撑架以及位于支撑架顶端的太阳能光伏阵列；其特征在于：所述支撑架通过其底端的曲柄盘可滑动地定位在基座上；所述太阳能光伏阵列通过高度角调节组件可转动地定位在支撑架上，所述曲柄盘由一方位角调节组件驱动；
所述高度角调节组件包括可绕水平轴线转动地铰接在支撑架顶部的光伏阵列固定件、可转动地定位在支撑架上的竖直丝杠、与竖直丝杠配合且可滑动地嵌入支撑架上一字滑槽的螺母滑块、一端通过水平销轴铰接在光伏阵列固定件上而另一端通过水平销轴与所述螺母滑块铰接的连杆以及驱动丝杠的高度角电机；
所述方位角调节组件包括制作在基座上的t形滑槽、分别可滑动地嵌在t形滑槽中且分别通过竖直轴线铰接在曲柄盘底面上的主动滑块和被动滑块、可绕水平轴线转动地定位在基座上且通过相配合的螺母块与所述主动滑块连接的水平丝杆以及驱动水平丝杠的方位角电机。
所述水平丝杠通过轴承可转动地定位在基座上且位于t型滑槽的下方。
所述一字滑槽沿着支撑架的长度方向伸展，所述竖直丝杠与一字滑槽平行布置。
所述主动滑块和被动滑块的截面均呈上小下大的倒t形，较小部分的宽度与t形滑槽相适合且可滑动地嵌入所述的t形滑槽中，较大部分的宽度大于t形滑槽的宽度且突出在t形滑槽的底端槽边。
所述t形滑槽的槽壁部位布置安装有一电磁块，该电磁铁位于其中的竖向槽的顶端、横向槽的中部，以避免所述被动滑块在该部位出现死点现象。
本发明的有益效果是：本发明通过两个电机的调节实现太阳自动追踪，不仅结构简单、成本低、刚度高，而且还具有追踪范围大、控制简单和追踪精度高等优点，既可用于小型光伏组件安装，也可实现大型光伏阵列的安装，光伏市场的应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图(太阳能光伏阵列水平布置状态)。
图2是本发明的立体结构示意图。
图3是本发明另一角度的立体结构示意图。
图4是本发明的仰视结构示意图(工作状态)。
图5是本发明仰视结构示意图(初始状态)。
图中：1-基座，2-水平丝杠，3-螺母块，4-曲柄盘，5-支撑架，6-铰链连接件，7-光伏阵列固定件，8-太阳能光伏阵列，9-连杆，10-被动滑块，11-主动滑块，12方位角电机，13-竖直丝杠，14螺母滑块，15-高度角电机，16-电磁块。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例，对本发明作进一步说明。
图1所示的太阳自动追踪装置，包括支撑架5以及位于支撑架顶端的太阳能光伏阵列8；这是常规的太阳能光伏板装置结构。
本发明的改进是：
所述支撑架5通过其底端固定的曲柄盘4可滑动地定位在基座1的顶端平面，曲柄盘由一方位角调节组件驱动。所述太阳能光伏阵列通过高度角调节组件可转动地定位在支撑架上，该高度角调节组件为一曲柄滑块机构。曲柄滑块机构中：光伏阵列固定件7通过一水平布置的铰接轴可绕水平轴线转动地铰接在支撑架的顶部；竖直丝杠13可转动地定位(优选通过轴承定位)在支撑架上，螺母滑块14与竖直丝杠配合的同时又可滑动地嵌入支撑架上的一字滑槽中(一字滑槽沿着支撑架的长度方向伸展，竖直丝杠与一字滑槽平行布置)；连杆9的一端通过水平销轴铰接在光伏阵列固定件上而另一端通过水平销轴与所述螺母滑块铰接；竖直丝杠由高度角电机15驱动。
所述方位角调节组件为双联动式曲柄滑块机构；双联动式曲柄滑块机构中：基座1的顶端平面上制作有t形滑槽(由横向槽18与竖向槽19组成)；主动滑块11和被动滑块10分别可滑动地嵌在t形滑槽中(主动滑块嵌于横向槽中、被动滑块嵌于竖向槽中)，并且分别通过竖直销轴(轴线竖直布置)铰接在曲柄盘底面上；水平丝杆2可绕水平轴线转动地定位(优选通过轴承定位)在基座上，并且通过与其相配合的螺母块3与所述主动滑块固接；水平丝杠由方位角电机12驱动。
进一步的，所述t形滑槽的槽壁部位布置安装有一电磁块16，该电磁铁位于其中的竖向槽的顶端、横向槽的中部，以避免所述被动滑块在该部位出现死点现象。
所述主动滑块、被动滑块的截面呈上小下大的倒t形，较小部分的宽度与t形滑槽相适合且可滑动地嵌入所述的t形滑槽中，较大部分的宽度大于t形滑槽的宽度且突出在t形滑槽底端的两侧槽边，以保证所铰接的曲柄盘始终与基座顶端平面接触而不致脱离。
本发明的使用方法是：太阳从东方升起时，机构处于初始位置，主动滑11块处在横向槽的左端，被动滑块10上升竖向槽的顶部(参见图5)，而螺母滑块14处于一字滑槽的最低端。当太阳在天空中的高度角发生变化时，高度角电机启动，带动竖直丝杠，竖直丝杠又带动螺母滑块沿着支撑架上的滑槽上下滑动，通过与螺母滑块铰接的连杆带动光伏阵列固定件旋转，从而实现固定在光伏固定件上的光伏阵列高度角的调节；当太阳在天空中的方位角发生变化时，方位角电机启动并带动水平丝杠，螺母块由水平丝杠带动着沿着丝杠方向移动，与螺母块固接的主动滑块就沿着t型滑槽中的横向槽滑动，并且通过曲柄盘在基座顶端平面的滑动和转动，带动被动滑块沿着t型滑槽中的竖向槽滑动，从而实现曲柄盘上的光伏阵列旋转，以此调节光伏阵列的方位角。当主动滑块沿着滑动至横向槽右端(或左端)时，被动滑块相应位置处在横向槽与竖向槽的t型交接处附近；此时电磁块16通电，产生的磁力对被动滑块产生拉力，使其到达竖向槽的最高点；主动滑块11在横向槽端点反向运动时，电磁块16(通电电流换向)产生与被动滑块10相斥的磁力，此时被动滑块受到推力而往下运动，从而便于联动双曲柄机构消除死点现象，有利于增加整个机构运动的动力。方位角调节组件和高度角调节组件的相互配合，使得太阳光线始终和光伏阵列表面相互垂直，最大化接收太阳照射，直到太阳从西方落下；光伏阵列沿着椭圆轨迹运动的同时自身旋转接近180°，实现一天中对太阳的追踪，当到晚上时，高度角电机驱动水平丝杠，带动主动滑块快速回到初始位置，则光伏阵列相应复位。
上述竖直电机和高度角电机的运行状态，可通过编码器或单片机进行控制。
本发明可以应用在基于光伏板上的太阳追踪，也可以应用到太阳集热器，太阳能塔式热电、定日镜、光热领域的抛物面跟踪、卫星定位等方面。