一种矢量驱动的折叠式太阳能跟踪发电设备的制作方法

本发明涉及光伏板角度调节，具体是一种矢量驱动的折叠式太阳能跟踪发电设备。

背景技术：

1、光伏储能最重要的器件就是储能光伏板，储能光伏板可以在白天将吸收太阳能转化为电能，储能设备会将这种电能储存起来，在晚上再将储存起来的电能转换成电网所需的交流电释放出来。这在一定程度上实现了光伏发电的自发自用，不仅提高了发电的效率，还能够利用太阳能转化成电能，大大降低了发电、用电的成本。

2、现有的储能光伏板通过固仰角安装固定在地面上，但是由于太阳的东升西落，固定角度的储能光伏板无法在整个白天一直正对太阳，导致太阳能的吸收效率会大大降低，进而降低发电量。于是为了解决这一技术问题，技术人员通常将光伏板安装在一个角度可随太阳运动轨迹进行调整的角度调节装置上。中国实用新型专利cn204442248u中，公开了光伏板角度调节装置，该装置包括双t支座，双t支座包括横板，横板上设置安装孔，安装孔设置为长条形的调节孔，安装孔的两端为圆弧过渡，横板上竖直设置两立板，两立板上对应设置固定孔，其中一固定孔外侧设置凹槽，两立板的固定孔之间安装齿形支座，齿形支座包括底部的套筒，套筒顶部为齿形板，齿形板连接支撑光伏板的齿形导轨。上述现有技术由于能够快速地调节光伏板的角度以吸收更多的太阳能，因而得到广泛的应用。但是在实际的使用过程中也出现了一些问题。

3、1、由于上述现有技术中光伏板绕其旁侧的转轴转动，构成了一个铰链门的结构；在无风环境下使用时，光伏板能够稳定转动；但当有风吹过时，转动过程中的光伏板会产生摆动；当风力较大时，转轴会受到较大的扭矩，使转轴失去原有的制动作用，进而使光伏板顺着风向快速摆动，导致光伏板因与其他结构发生碰撞而损坏。

4、上述现有技术中安装光伏发电板的支座根据所处地域光照情况将其固定安装在地面，安装后支座无法转动以调节光伏板的朝向。但是由于地球自转的原因，一天中不同时刻太阳所处的位置是不同的，而要使得光伏发电板太阳能利用率最高应确保发电板始终与光照方向垂直。但是现在由于支座固定不动，尽管光伏板的俯仰角可以调节，但是由于太阳的运动，导致光伏板的朝向与太阳光束的方向发生偏移，不能始终最大程度地接收光照，因此亟待解决。

技术实现思路

1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种矢量驱动的折叠式太阳能跟踪发电设备。本发明能够准确地调节光伏板的俯仰角和转角，进而使太阳光束长时间的垂直照射的光伏板上，提高太阳能的转化效率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种矢量驱动的折叠式太阳能跟踪发电设备，包括旋转台以及铅垂布置在旋转台上的第一转轴，所述第一转轴上倾斜布置有第二转轴；第二转轴的悬臂端安装有第三转轴，第三转轴上转动布置有扇形的光伏板；各组光伏板分别沿第三转轴轴向依次分布，且各组光伏板可依次转动以展开形成圆盘状的光接收面，所述光接收面与垂直第二转轴轴线的基准面彼此相交。

4、作为本发明再进一步的方案：所述光伏板包括转环以及安装在转环上的板体，所述转环的环面上开设有腰型孔，腰型孔的孔型长度方向沿着转环的周向分布；转环的上环面上安装有驱动销；各组光伏板均通过转环依次同轴套接在定位轴上，且相邻两光伏板上的驱动销和腰型孔彼此插接；位于定位轴两端最外侧的两组转环中的一组与定位轴固接，另一组与驱动电机的驱动轴同轴固接，该驱动轴构成第三转轴。

5、作为本发明再进一步的方案：沿着光伏板旋转展开的方向，驱动销安装在腰型孔的尾部，且各组光伏板全部展开后，各组驱动销沿绕定位轴轴向延伸的螺旋线依次均匀分布。

6、作为本发明再进一步的方案：所述定位轴为轴向铅垂布置的空心轴，驱动电机安装在该空心轴的空腔内；驱动轴由下而上延伸出空心轴，并与驱动盘同轴固接；驱动盘的下盘面与位于定位轴最顶端的转环彼此固接，位于定位轴最底端的转环固接在定位轴上。

7、作为本发明再进一步的方案：所述旋转台上布置有轴向铅垂的水平轴承，所述水平轴承的外圈固接在旋转台上，所述水平轴承的内圈构成所述第一转轴，且水平轴承的内圈上固接有旋转座；所述水平轴承的内圈上形成有水平齿圈，该内圈与安装有水平齿轮的水平电机传动连接；

8、所述旋转座上布置有倾斜轴承，所述倾斜轴承的外圈固接在旋转座上，所述倾斜轴承的内圈构成所述第二转轴；所述倾斜轴承的内圈上固接有楔形基座，定位轴布置在楔形基座上；所述倾斜轴承的内圈上形成有倾斜齿圈，该内圈与安装有倾斜齿轮的倾斜电机传动连接。

9、作为本发明再进一步的方案：所述旋转座上形成有斜面，所述楔形基座上形成有楔形面，所述斜面和楔形面彼此平行，且斜面与倾斜轴承的轴线彼此垂直；所述斜面上凹设有倾斜驱动腔，所述倾斜驱动腔内固接有与斜面平行设置的斜板，所述倾斜轴承的外圈固接在斜板上；所述倾斜电机通过倾斜固定杆固定安装在倾斜驱动腔的内部，且斜板上开设有供倾斜电机输出轴穿行的通孔。

10、作为本发明再进一步的方案：所述旋转台包括支撑杆以及同轴固接在支撑杆顶部的套管，所述水平轴承的外圈固接在套管的顶部，水平电机通过水平固定杆固定安装在套管的管腔内；

11、所述旋转台还包括底座，支撑杆的底部铰接在底座上，且底座上布置有驱动支撑杆转动的驱动件。

12、作为本发明再进一步的方案：所述旋转座的底部安装有水平板，所述水平轴承的内圈固接在水平板的下板面上。

13、作为本发明再进一步的方案：所述楔形基座为直角梯形块，所述直角梯形块的斜面构成所述楔形面，各组光伏板依次展开形成的接收面与所述直角梯形块的底面彼此平行。

14、作为本发明再进一步的方案：所述倾斜齿轮与倾斜齿圈彼此偏心布置，所述水平齿轮与水平齿圈彼此偏心布置。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、1、安装在支撑面上的旋转台为第一转轴提供了稳定运转的基础。转动安装在旋转台上的第一转轴能够调节光伏板的转向，使光伏板朝向太阳方向。第二转轴能够调节光伏板的俯仰角度，进而使太阳光束垂直照射在光接收面上，以提高太阳能的转化效率。在第一转轴和第二转轴的共同作用下，能够使太阳光束长时间的垂直照射在光接收面上，进而可以有效的提高太阳能的转化量。光接收面与第二转轴的轴线互不垂直，从而可以避免光接收面绕第二转轴转动做平面转动，以此可以通过第二转轴的转动调节光接收面的俯仰角度，进而满足最大接收效率的要求。第三转轴的设置，能够使各组光伏板进行展开和收紧，在需要使用时展开形成一个光接收面；在没有太阳光时，收紧在一起。光伏板依次重叠在一起，减少光伏板的外露面积，进而避免外界落下的物体对光伏板产生较大的损伤。

17、2、倾斜驱动组件和水平驱动组件的核心部件是轴承、齿圈和齿轮。采用轴承作为回转件，轴承的内圈和外圈彼此紧密配合，在转动的过程中不会产生径向和轴向的晃动，能够提高楔形基座和旋转座以及旋转座和旋转台之间配合的稳定性，避免在光伏板转动的过程中使旋转座或者楔形基座产生的振动与光伏板的振动形成共振现象，进而加大光伏板的振动，导致光伏板弯折损坏。

18、3、在齿轮与齿圈的配合过程中，两者之间不存在配合缓冲余量，传动比恒定且两者之间的配合误差极小，进而能够精准控制转动的角度，确保光伏板的转角和俯仰角准确无误。齿轮与齿圈在转动配合的过程中，由于恒定的传动比和极小的配合误差，使两者在转动的过程中配合稳定，产生的振动较小，提高整个装置运行的稳定性。

19、4、光伏支架形成的网状支撑面，能够在满足支撑强度的同时，又减轻整体质量，进而降低倾斜轴承和水平轴承的磨损，降低装置发生故障的概率。

20、5、本发明采用直角梯形块作为楔形基座，将直角梯形块的斜面用作楔形面，并将光伏板固定在直角梯形块的底面处，进而可以使光伏板与地平面保持平行，同时在转动的时候，也可以与地平面彼此垂直，扩大了光伏板的俯仰角变化范围，进而可以拓宽使用的地域范围。