一種太陽光自動跟蹤太陽能熱水器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能應用技術領域，特別涉及到一種能夠自動跟蹤太陽高度和方向變化的太陽能熱水器。
【背景技術】
[0002]太陽能是一種取之不盡用之不竭的可再生資源，世界各國都投入了大量的人力、物力及財力爭相發展太陽能技術。近年來，我國也在多方面開展了對太陽能的研宄和應用，并在技術、經驗上日趨完善成熟。民用方面利用大陽能生產熱水，不僅可供浴室、理發館、機關、醫院、住宅使用，而且還可以為工農業提供生產用低溫熱水，深受廣大群眾歡迎。
[0003]太陽能作為一種新型能源，它與常規能源相比具有以下特點:
(O能的總能量巨大，并且能夠長期不間斷的釋放，可以說是取之不盡，用之不竭；
(2)可就地開發利用，沒有運輸成本問題，尤其對于能源稀少和交通欠發達地區更有利用價值；
(3)太陽能是一種清潔能源，在開發和利用的同時，不會產生廢棄物以及噪音，是實現可持續發展的理想能源；
(4)太陽能雖然儲備的總能量大，但是能流密度較低，太陽能設備通常需要較大的采光面才能滿足集熱需求；
(5)受季節、光照等條件的影響很大，太陽能設備在多雨霧的地區使用效率會有所降低。
[0004]總結來說，隨著能源短缺以及環境惡化等問題的日益嚴峻，太陽能的開發和利用具有十分重要的意義。但太陽每時每刻都在運動，在白天太陽東升西落，既有高度的變化也有自東向西方向的變化，目前市場上的太陽能熱水器，產熱量低、受季節、地區的影響比較大。太陽能熱水器只有隨動于太陽，使太陽光直射太陽能電池板，才能最大程度的利用太陽能。太陽光自動跟蹤系統實時追蹤太陽高度和方向的變化，有利于充分利用好豐富的太陽能資源，并且盡量將太陽能的分散性以及低效問題降到最低。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種太陽光自動跟蹤的太陽能熱水器，能夠自動跟蹤太陽高度和方向的變化，使太陽光直射太陽能熱水器，提高太陽光的利用效率。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種能夠自動跟蹤太陽高度和方向變化的太陽能熱水器，主要包括太陽能熱水器、太陽光追蹤器、鉸鏈連接座、鉸鏈連接軸、連接桿、支撐桿、支撐板、步進電機推桿、電機支架、聯軸器、傳動軸、轉動步進電機、蝸桿渦輪減速器、基座，其中太陽光追蹤器包括光敏電阻和光敏電阻盒。太陽光追蹤器安裝在太陽能熱水器的正中央，太陽光追蹤器包括光敏電阻盒和5個光敏電阻，光敏電阻盒中間為一透光圓孔，I個電阻放在圓孔的正中央，4個光敏電阻在光敏電阻盒沿圓周方向相隔90°排列安裝；連接桿的一端通過連接軸與太陽能熱水器頂端的連接座相連，另一端步進電機推桿鉸接；支撐桿的一端與支撐板鉸接，另一端與鉸步進電機推桿鉸接；電機支架焊接在支撐板上，步進電機推桿與支架鉸接；轉動電機通過螺栓和蝸桿渦輪減速器固定在一起；蝸桿渦輪減速器通過螺栓和螺母固定在基座上；傳動軸與聯軸器固定連接；聯軸器與支撐板通過螺栓和螺母固定連接。
[0007]太陽光自動跟蹤太陽能熱水器可以在區分夜晚和白天的情況下實現太陽能熱水器的自動轉動和俯仰。在白天，當太陽位置改變時，通過不同的光敏電阻控制電路來調整太陽能熱水器的轉動和俯仰，以實現對光線的追蹤，使太陽能熱水器始終與太陽光線相垂直，達到最大限度的接收太陽光。在夜晚，太陽能熱水器不動作。轉動步進電機通過蝸桿渦輪減速器帶動傳動軸，傳動軸帶動基座，實現太陽能熱水器的轉動；步進電機推桿通過伸縮，帶動連接桿和支撐桿轉動，使太陽能熱水器和電機支架運動，實現電池板的俯仰調整。
[0008]本發明的有益效果是，太陽光自動跟蹤太陽能熱水器能夠自動跟蹤太陽光，使陽光始終直射太陽能熱水器，提高太陽光的利用效率，結構簡單、緊湊，成本低。
【附圖說明】
[0009]圖1為太陽光自動跟蹤太陽能熱水器結構示意圖。
[0010]圖2為太陽光追蹤器原理圖。
[0011]圖中:1.太陽能熱水器；2.太陽光追蹤器；3.連接座；4.連接軸；5.連接桿；
6.支撐桿；7.支撐板；8.步進電機推桿；9.電機支架；10.聯軸器；11.傳動軸；12.轉動步進電機；13.蝸桿渦輪減速器；14.基座；15.光敏電阻；16.光敏電阻盒。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和實例對本發明進一步說明:
參照附圖1至附圖2，一種能夠自動跟蹤太陽高度和方向變化的太陽能熱水器，主要包括I個太陽能熱水器、I個太陽光追蹤器、3個連接座、3個連接軸、I個連接桿、I個支撐桿、I個支撐板、I個步進電機推桿、I個電機支架、I個聯軸器、I個傳動軸、I個轉動步進電機、I個基座、I個蝸桿渦輪減速器；其中太陽光追蹤器包括5個光敏電阻和I個光敏電阻盒。太陽光追蹤器(2)安裝在太陽能熱水器(I)的正中央，太陽光追蹤器包括光敏電阻盒和5個光敏電阻，光敏電阻盒中間為一透光圓孔，I個電阻放在圓孔的正中央，4個光敏電阻在光敏電阻盒沿圓周方向相隔90°排列安裝；連接桿(5)的一端通過連接軸(4)與太陽能熱水器
(I)頂端的連接座(3)相連，另一端步進電機推桿(8)鉸接；支撐桿(6)的一端與支撐板(7)鉸接，另一端與步進電機推桿(8 )鉸接；電機支架(9 )焊接在支撐板上，步進電機推桿(8 )與電機支架(9)鉸接；轉動步進電機(12)通過螺栓和蝸桿渦輪減速器(13)固定在一起；蝸桿渦輪減速器(13)通過螺栓和螺母固定在基座(14)上；傳動軸(11)與聯軸器(10)固定連接；聯軸器(10)與支撐板(7)通過螺栓和螺母固定連接。
[0013]本發明的工作原理和工作過程為:
太陽白天的運動軌跡可以分解為從東向西的運動和由低升高再降低的運動。太陽的光線從太陽光追蹤器(2)中的光敏電阻盒(16)上的小孔照射到5個光敏電阻(15)上，引起光敏電阻(15)阻值的變化，但照射到5個光敏電阻(19)上的光照強度不同時，引起光敏電阻
(15)阻值的變化也不同。根據中心光敏電阻(15)阻值的變化，通過控制單元判斷是白天或者夜晚，控制整個太陽能熱水器系統動作或者停止；根據左右光敏電阻(15)阻值變化的不同，通過控制單元判斷后輸出信號控制轉動步進電機(12)正轉或反轉，通過蝸桿渦輪減速器(14)、傳動軸(11)、聯軸器(10)帶動支撐板(7)轉動，進而帶動太陽能熱水器(I)轉動調整以跟隨太陽光。根據上下光敏電阻(15)阻值變化的不同，通過控制單元判斷后輸出信號控制步進電機推桿(8 )正轉或反轉，進而通過支撐桿(6 )、連接桿(5 )和連接座(3 )帶動太陽能熱水器(I)俯仰調整以跟隨太陽光。通過太陽能熱水器(I)的轉動和俯仰調整實現對太陽光線的追蹤，使太陽能熱水器(I)與太陽光線始終垂直，達到最大限度的接收太陽光。
【主權項】
1.一種能夠自動跟蹤太陽高度和方向變化的太陽能熱水器，主要包括太陽能熱水器、太陽光追蹤器、鉸鏈連接座、鉸鏈連接軸、連接桿、支撐桿、支撐板、步進電機推桿、電機支架、聯軸器、傳動軸、轉動步進電機、蝸桿渦輪減速器、基座，其中太陽光追蹤器包括光敏電阻和光敏電阻盒；其特征在于:太陽光追蹤器(2)安裝在太陽能熱水器(I)的正中央，太陽光追蹤器包括光敏電阻盒和5個光敏電阻，光敏電阻盒中間為一透光圓孔，I個電阻放在圓孔的正中央，4個光敏電阻在光敏電阻盒沿圓周方向相隔90°排列安裝；連接桿(5)的一端通過鉸鏈連接軸(4)與太陽能熱水器(I)頂端的鉸鏈連接座(3)相連，另一端步進電機推桿(8)鉸接；支撐桿(6)的一端與支撐板(7)鉸接，另一端與步進電機推桿(8)鉸接；電機支架(9 )焊接在支撐板上，步進電機推桿(8 )與電機支架(9 )鉸接；轉動步進電機(12 )通過螺栓和蝸桿渦輪減速器(13)固定在一起；蝸桿渦輪減速器(13)通過螺栓和螺母固定在基座(14)上；傳動軸(11)與聯軸器(10)固定連接；聯軸器(10)與支撐板(7)通過螺栓和螺母固定連接。
2.根據權利要求1所述的一種太陽光自動跟蹤太陽能熱水器，其特征在于:太陽光追蹤器(2)包括5個光敏電阻(15)和光敏電阻盒(16)，光敏電阻盒(16)中間為一透光圓孔，I個光敏電阻在光敏電阻盒(16)的正中央，4個光敏電阻(15)在光敏電阻盒(16)沿圓周方向相隔90°排列安裝。
【專利摘要】本發明公開了一種自動跟蹤太陽光的太陽能熱水器，主要包括太陽能熱水器、太陽光追蹤器、鉸鏈連接座、鉸鏈連接軸、連接桿、支撐桿、支撐板、第一電機、電機支架、聯軸器、傳動軸、第二電機、蝸桿渦輪減速器、基座；太陽光追蹤器包括光敏電阻和光敏電阻盒。太陽的光線從太陽光追蹤器中的光敏電阻盒上小孔照射到5個光敏電阻上，引起光敏電阻阻值的變化。根據中心光敏電阻阻值的變化判斷是白天或者夜晚，控制整個太陽能熱水器系統動作或停止；根據左右光敏電阻阻值變化的不同帶動太陽能熱水器跟隨太陽光轉動調整；根據上下光敏電阻阻值變化的不同，帶動太陽能熱水器俯仰調整，實現對光線的追蹤。
【IPC分類】G05D3-12
【公開號】CN104635754
【申請號】CN201410688700
【發明人】陳京邦, 牟新鵬
【申請人】山東科技大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月26日