一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋装置的制作方法

1.本实用新型涉及新能源领域，具体为一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋装置。


背景技术：

2.太阳能，是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。
3.太阳能的利用率可以通过两方面进行提升，一是提高电池板的效率，二是调整太阳能板与太阳直射光方向夹角形成90
°
垂直，使其可以最大程度的收集太阳能。
4.而传统的太阳能板多采用朝南固定方向的安装方式，既无法及时根据太阳直射角度调整太阳能板方向，也无法自主确定南北方向，导致太阳能板不能在移动状态下实时判断太阳光直射方向，无法调整最佳的太阳能板角度，不适用于移动式载体上，太阳能利用率较差。为了解决上述存在的问题，本实用新型设计了一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决传统的太阳能板多采用朝南固定方向的安装方式，既无法及时根据太阳直射角度调整太阳能板方向，也无法自主确定南北方向，导致太阳能板不能在移动状态下实时判断太阳光直射方向，无法调整最佳的太阳能板角度，不适用于移动式载体上，太阳能利用率较差等缺点，而提出一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋装置。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋装置，其装置主要由太阳能板、太阳能板支架、支架环、万向球底座、底板、万向节、推杆电机、转动轴、挡圈、旋转板、步进电机、钣金件以及数字传感器组成，所述底板的左端顶部固定有万向球底座，所述万向球底座的内部通过万向球固定有太阳能板支架，所述太阳能板支架的顶部固定有太阳能板，所述太阳能板支架上嵌套有支架环，所述支架环通过万向节与推杆电机的推杆相对接，所述底板的右端底部固定有数字传感器，所述数字传感器的上方固定有钣金件，所述钣金件的底部固定有步进电机，所述钣金件的顶部设置有旋转板。
8.优选的，所述万向球底座通过螺钉与底板啮合固定。万向球底座主要用于太阳能板支架底部的支撑以及方向的调节。
9.优选的，所述万向球底座与万向球之间过盈配合，万向球与太阳能板支架之间焊接固定。太阳能板支架在万向球的作用下可调节其方向，其灵活性高。
10.优选的，所述太阳能板支架通过螺钉与太阳能板啮合固定。太阳能板主要用于接收太阳能并将太阳能转化为电能。
11.优选的，所述太阳能板支架与支架环间隙配合。支架环可沿太阳能板支架的方向
上下滑动。
12.优选的，所述推杆电机通过转动轴以及挡圈与旋转板相连接。步进电机运行时，通过其转轴可带动旋转板转动，进而带动推杆电机360
°
旋转，由于支架环嵌套于太阳能板支架上，并通过万向节与推杆电机的推杆相对接，推动太阳能板支架使得太阳能板可以上下摆动，推杆电机控制推杆伸缩长度，可实现上下摆动角度的控制，进而推杆推动太阳能板支架实现太阳能板360
°
旋转及角度控制。
13.优选的，所述数字传感器通过螺钉与底板啮合固定；其中，数字传感器可与控制设备电性连接。数字传感器主要用于接收并转换来自控制设备的指令。
14.优选的，所述钣金件的两端分别通过螺钉与底板啮合固定。钣金件主要用于承载步进电机以及旋转板。
15.优选的，所述步进电机通过螺钉与钣金件啮合固定；其中，步进电机的转轴与旋转板与焊接固定。步进电机主要用于带动旋转板的旋转。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、通过新颖、简单的结构设计，利用伸缩推杆和旋转圆台实现太阳能电池板在移动状态下的万向自旋精准调控。
18.2、无需增加角度传感器、热电偶温度传感器、光电传感器、感光片等辅助装置，在任意区域位置、任意时间、不同移动载体上，实时获取移动状态下的太阳能电池板当前所处时间、季节、南北向、位置等信息，通过自编程序的控制系统，可快速计算得到太阳能电池板自旋方向的精准调控指标，及时调整太阳能电池板方向，始终保持太阳能的最大化利用，成本低、方便实用。
19.3、便于整个体系实现自动化和一体化。
附图说明
20.图1为本实用新型的立体结构示意图。
21.图2为本实用新型的主视结构示意图。
22.图3为本实用新型的右视结构示意图。
23.图4为本实用新型的工作流程图。
24.图中：1、太阳能板；2、太阳能板支架；3、支架环；4、万向球底座；5、底板；6、万向节；7、推杆电机；8、转动轴；9、挡圈；10、旋转板；11、步进电机；12、钣金件；13、数字传感器。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.请参阅图1
‑
4，本实用新型提供一种技术方案：
27.一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋装置，其装置主要由太阳能板1、太阳能板支架2、支架环3、万向球底座4、底板5、万向节6、推杆电机7、转动轴8、挡圈9、旋转板10、步进电机11、钣金件12以及数字传感器13组成，所述底板5的左端顶部固定有万向球
底座4，所述万向球底座4的内部通过万向球固定有太阳能板支架2，所述太阳能板支架2的顶部固定有太阳能板1，所述太阳能板支架2上嵌套有支架环3，所述支架环3通过万向节6与推杆电机7的推杆相对接，所述底板5的右端底部固定有数字传感器13，所述数字传感器13的上方固定有钣金件12，所述钣金件12的底部固定有步进电机11，所述钣金件12的顶部设置有旋转板10。
28.所述万向球底座4通过螺钉与底板5啮合固定。万向球底座4主要用于太阳能板支架2底部的支撑以及方向的调节。
29.所述万向球底座4与万向球之间过盈配合，万向球与太阳能板支架2之间焊接固定。太阳能板支架2在万向球的作用下可调节其方向，其灵活性高。
30.所述太阳能板支架2通过螺钉与太阳能板1啮合固定。太阳能板1主要用于接收太阳能并将太阳能转化为电能。
31.所述太阳能板支架2与支架环3间隙配合。支架环3可沿太阳能板支架2的方向上下滑动。
32.所述推杆电机7通过转动轴8以及挡圈9与旋转板10相连接。步进电机11运行时，通过其转轴可带动旋转板10转动，进而带动推杆电机7进行360
°
旋转，由于支架环3嵌套于太阳能板支架2上，并通过万向节6与推杆电机7的推杆相对接，推动太阳能板支架2使得太阳能板1实现上下摆动，推杆电机7控制推杆伸缩长度，可实现上下摆动角度的控制，进而推杆推动太阳能板支架2实现太阳能板1进行360
°
旋转及角度控制。
33.所述数字传感器13通过螺钉与底板5啮合固定；其中，数字传感器13可与控制设备电性连接。数字传感器13主要用于接收并转换来自控制设备的指令。
34.所述钣金件12的两端分别通过螺钉与底板5啮合固定。钣金件12主要用于承载步进电机11以及旋转板10。
35.所述步进电机11通过螺钉与钣金件12啮合固定；其中，步进电机11的转轴与旋转板10与焊接固定。步进电机11主要用于带动旋转板的旋转。
36.本实用新型的工作流程为：
37.首先，通过控制设备中gps/北斗定位芯片获取当前方向、经纬度和时间信息，同时计算并得到当前的时间点、当前的经度、当前的纬度、当前的日序数、当前太阳直射角度的方位角以及当前太阳直射角度的高度角；
38.其次，将当前的时间点、当前的经度、当前的纬度、当前的日序数、当前太阳直射角度的方位角以及当前太阳直射角度的高度角的参数输入至控制设备中matlab程序中，再分别计算太阳能电池板万向自旋装置中推杆电机中推杆的上下摆动角度以及旋转板的旋转角度，即可得到太阳能电池板所需转动角度；
39.最后，通过控制设备将上述指令发给数字传感器，经数字传感器的转换，再将指令分别发给推杆电机7和步进电机11，通过推杆电机调节推杆伸缩长度，改变太阳能板1上下角度；通过步进电机11控制旋转板10的角度，改变太阳能板1的水平方位，从而实现太阳能板1始终垂直于太阳直射方向。
40.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新
型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。