一种自动跟踪太阳光的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能采集装置，具体涉及一种自动跟踪太阳光的装置。
【背景技术】
[0002]随着世界工业的快速发展，能源问题日趋严峻，由此，节能技术、新型能源的开发已成为人类可持续发展的重大工程。其中，风能、潮汐能、太阳能等技术已经得到了产业化发展，并获得了较好的节能成效。太阳能是分布最广、储量最丰富的可再生能源，但其也存在着光照强度随时间不断变化的问题。为了提高太阳光的利用效率，常利用太阳光跟踪装置收集太阳光。
[0003]目前太阳光跟踪方式分为被动式和主动式两种。被动式采光系统的太阳光聚光器固定不动，根据太阳的运动轨迹，需要安装多个聚光器来收集太阳光，因此存在采光效率低等弊端。主动式采光系统采用自动跟踪系统，通过电机驱动调整太阳光聚光器的角度，使得聚光器的光轴始终平行于太阳入射光线，达到高效采集太阳光的目的。常见的主动式自动跟踪系统主要采用以下几种技术方案:通过计算机程序控制跟踪太阳，跟踪精度高，但成本昂贵；时钟式结构跟踪，实现方式简单，但存在累计误差；利用GPS定位技术跟踪，跟踪精度高，但天气、建筑物遮挡、电磁干扰等因素会对其信号强度产生影响。而且现有的太阳光跟踪装置采用220V或380V交流电驱动电机运转，这种方法需要消耗电能，长期使用势必增加生产成本。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种自动跟踪太阳光的装置，可实现自动追踪太阳光，具有耗能下，追踪精度较高，结构简单、成本低廉的特点。
[0005]本方案如下:自动跟踪太阳光的装置，包括安装板和支架，其特征在于，所述支架包括旋转柱、蜗轮蜗杆、立柱、三角铁和底座，立柱通过三角铁固定在底座上，旋转柱与立柱通过蜗轮蜗杆连接，使旋转柱可水平旋转，安装板背面设有固定块，固定块与旋转柱顶部通过铰链连接，旋转柱上设有齿轮，齿轮与齿条配合，齿条为以固定块和旋转柱的铰链为圆心、铰链与齿轮的距离为半径的圆弧，齿条两端固定在安装板背面，安装板正面设置有太阳能电池板和光电传感装置，光电传感装置包括光电传感器和遮光板，遮光板设置在安装板上，光电传感器位于遮光板下面设置在安装板上，光电传感装置分为纵向光电传感装置和横向光电传感装置，纵向光电传感装置的纵向遮光板形成的通孔与横向光电传感装置的横向遮光板形成的通孔相互垂直。
[0006]本方案工作原理如下:当太阳光照射横向遮光板和纵向遮光板时，在安装板上会产生阴影，由于横向遮光板和纵向遮光板相互垂直，因此只有当横向光电传感器被横向遮光板完全遮住，纵向光电传感器被纵向遮光板的阴影完全遮住时，说明安装板正对太阳光。
[0007]如果纵向遮光板的阴影没有遮住纵向光电传感器，说明在俯仰方向上太阳光没有直射安装板，纵向光电传感器受到太阳光照射，向控制电路输出高电平，接通继电器，启动俯仰驱动电机；如果纵向遮光板的阴影完全遮住纵向光电传感器，纵向光电传感器失光，并向控制电路输出低电平，断开继电器，俯仰驱动电机停止转动，说明安装板在俯仰方向达到太阳直射。
[0008]如果横向遮光板的阴影没有遮横向住光电传感器，说明在水平方向上太阳光没有直射安装板，横向光电传感器受到太阳光照射，向控制电路输出高电平，接通继电器，启动水平驱动电机；如果横向遮光板的阴影完全遮住横向光电传感器，横向光电传感器失光，并向控制电路输出低电平，断开继电器，水平驱动电机停止转动，说明安装板在水平方向达到太阳直射。
[0009]进一步，齿条两端通过定位块固定在安装板的背面，可增加齿条与安装板结合的牢固性。
[0010]进一步，齿条两端分别设有行程开关，当安装板做俯仰运动时，齿轮在齿条上运动至行程开关处，电机自动停止转动，可用来判断太阳光跟踪模块的极限位置，防止电机过载损坏。
[0011]进一步，齿条旋转移动形成的平面与纵向遮光板通孔方向平行，使得安装板运动方向与遮光板通孔方向正交，可精确传感阳光方向。
[0012]进一步，遮光板为框架结构，方便遮光板的加工。
[0013]进一步，光电传感装置分布在安装板中间位置，可均衡的传感两边阳光与太阳能电池板的角度。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0015]图2为安装板正面结构示意图；
[0016]图3为齿轮和齿条啮合示意图；
[0017]图4为蜗轮蜗杆剖面图；
[0018]图5为齿轮处电机示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面通过【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明:
[0020]说明书附图中的附图标记包括:固定块1、安装板2、齿条3、齿轮4、旋转柱5、蜗轮蜗杆6、立柱7、三角铁8、底座9、横向遮光板10、横向光电传感器11、纵向遮光板12、纵向光电传感器13、太阳能电池板14、行程开关15、定位块16。
[0021]实施例如附图1?5所示:本实施例自动跟踪太阳光的装置包括安装板2和支架，支架包括旋转柱5、蜗轮蜗杆6、立柱7、三角铁8和底座9，立柱7通过三角铁8固定在底座9上，如图4，旋转柱5与立柱7通过蜗轮蜗杆6连接，使旋转柱5可水平旋转，安装板2背面设有固定块1，固定块I与旋转柱5顶部通过铰链连接，如图3，旋转柱5上设有齿轮4，齿轮4与齿条3配合，齿条3形状是以固定块I和旋转柱5的铰链为圆心、铰链与齿轮2的距离为半径的圆弧，齿条3两端固定在安装板2背面，实施中，齿条3两端通过定位块15固定在安装板2的背面，可增加齿条3与安装板2结合的牢固性。
[0022]如图2，安装板2正面设置有太阳能电池板14和光电传感装置，光电传感装置包括光电传感器和遮光板，分布在安装板中间位置，可均衡的传感两边阳光与太阳能电池板的角度。遮光板设置在安装板上，具体实施中可将遮光板设置为框架结构，光电传感器位于遮光板下面设置在安装板上，光电传感装置分为纵向光电传感装置和横向光电传感装置，纵向光电传感装置的纵向遮光板12形成的通孔与横向光电传感装置的横向遮光板10形成的通孔相互垂直，齿条3旋转移动形成的平面与纵向遮光板12通孔方向平行。齿条3旋转运动形成的平面与纵向遮光板12通孔方向平行，使得安装板2运动方向与遮光板2通孔方向正交，可精确传感阳光方向。
[0023]当太阳光照射横向遮光板10和纵向遮光板12时，在安装板2上会产生阴影，由于横向遮光板10和纵向遮光板12相互垂直，因此只有当横向光电传感器11被横向遮光板10完全遮住、纵向光电传感器13被纵向遮光板12的阴影完全遮住时，说明太阳能电池板14正对太阳光。
[0024]如果纵向遮光板12的阴影没有遮住纵向光电传感器13，说明在俯仰方向上太阳光没有直射太阳能电池板14，纵向光电传感器13受到太阳光照射，向控制电路输出高电平，接通继电器，如图5，启动俯仰驱动电机，实施中在齿条两端分别安装有行程开关15，当安装板2做俯仰运动时，齿轮4在齿条3上运动至行程开关处，电机自动停止转动，可用来判断太阳光跟踪模块的极限位置，防止电机过载损坏。如果纵向遮光板12的阴影完全遮住纵向光电传感器13，纵向光电传感器13失光，并向控制电路输出低电平，断开继电器，俯仰驱动电机停止转动，说明太阳能电池板14在俯仰方向达到太阳直射。
[0025]如果横向遮光板10的阴影没有遮横向遮光电传感器11，说明在水平方向上太阳光没有直射安装板2，横向光电传感器11受到太阳光照射，向控制电路输出高电平，接通继电器，如图4，启动水平驱动电机；如果横向遮光板10的阴影完全遮住横向光电传感器11，横向光电传感器11失光，并向控制电路输出低电平，断开继电器，水平驱动电机停止转动，说明太阳能电池板14在水平方向达到太阳直射。
[0026]实施中遮光板为框架结构，方便遮光板的加工。
[0027]以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的【具体实施方式】等记载可以用于解释权利要求的内容。
【主权项】
1.一种自动跟踪太阳光的装置，包括安装板(2)和支架，其特征在于，所述支架包括旋转柱(5)、蜗轮蜗杆(6)、立柱(7)、三角铁(8)和底座(9)，所述立柱(7)通过三角铁(8)固定在底座(9)上，所述旋转柱(5)与立柱(7)通过蜗轮蜗杆(6)连接，使旋转柱(5)可水平旋转，所述安装板(2 )背面设有固定块(I)，固定块(I)与旋转柱(5 )顶部通过铰链连接，所述旋转柱(5 )上设有齿轮(4 )，齿轮(4 )与齿条(3 )配合，所述齿条(3 )为以固定块(I)和旋转柱(5)的铰链为圆心、铰链与齿轮(4)的距离为半径的圆弧形状，齿条(3)两端固定在安装板(2)背面，所述安装板(2)正面设置有太阳能电池板(14)和光电传感装置，所述光电传感装置包括光电传感器和遮光板，所述遮光板设置在安装板上，所述光电传感器位于遮光板下面并设置在安装板上，所述光电传感装置分为纵向光电传感装置和横向光电传感装置，纵向光电传感装置的纵向遮光板(12)形成的通孔与横向光电传感装置的横向遮光板(10)形成的通孔相互垂直。
2.根据权利要求1所述的自动跟踪太阳光的装置，其特征在于，所述齿条(3)两端通过定位块(16)固定在安装板(2)的背面。
3.根据权利要求2所述的自动跟踪太阳光的装置，其特征在于，所述齿条(3)两端分别设有行程开关(15)。
4.根据权利要求1所述的自动跟踪太阳光的装置，其特征在于，所述齿条(3)旋转移动形成的平面与纵向遮光板(12 )通孔方向平行。
5.根据权利要求1所述的自动跟踪太阳光的装置，其特征在于，所述遮光板为框架结构。
6.根据权利要求1所述的自动跟踪太阳光的装置，其特征在于，所述光电传感装置分布在安装板中间位置。
【专利摘要】本实用新型涉及一种自动跟踪太阳光的装置，涉及太阳能采集装置，包括安装板和支架，其特征在于，支架包括旋转柱、蜗轮蜗杆、立柱、三角铁和底座，旋转柱与立柱通过蜗轮蜗杆连接，旋转柱与安装板背面的固定块通过铰链链接，旋转柱上设有齿轮，齿轮与齿条配合，齿条两端固定在安装板背面，安装板正面设置有光电传感装置，光电传感装置包括光电传感器和遮光板，遮光板设置在安装板上，光电传感器位于遮光板下面设置在安装板上，光电传感装置的纵向遮光板形成的通孔与横向遮光板形成的通孔相互垂直。可实现自动追踪太阳光，具有耗能下，追踪精度较高，结构简单、成本低廉的特点。
【IPC分类】H02S20-32, G05D3-14
【公开号】CN204290840
【申请号】CN201420810064
【发明人】金星
【申请人】遵义师范学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月20日