一種小型太陽能板自動跟蹤裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于太陽能自動跟蹤技術領域，具體涉及一種小型太陽能板自動跟蹤
目.O
【背景技術】
[0002]隨著世界工業的迅速發展，能源的利用量越來越大，太陽能作為一種新型的能源，具有很多的優點。因此充分的利用太陽能資源已經受到越來越多的關注。在接收太陽能方面，技術的發展也非常的迅速。為了充分接收太陽光線，采用小型太陽能板自動跟蹤裝置會在很大程度上滿足這一需求。采用自動跟蹤裝置就能實現隨著太陽位置的變化，接收太陽光線的裝置就會與太陽光線時刻垂直。如今我們面臨著能源緊缺和環境污染的重要課題，為了充分利用現有的能源，提高太陽能的利用率，本項目研究的小型太陽能板自動跟蹤裝置對于以上兩個課題都具有重要的意義。同時太陽能又是一種無污染的清潔能源，加強太陽能的開發，對節約能源、保護環境也有重大的意義。
[0003]在太陽能跟蹤技術方面，最初我們國家研究出了單軸跟蹤技術，首先將東西方向控制住了，太陽能的利用率提高了一大截，但是南北方向沒有控制，只能通過手動來調整。1998年美國加州成功的研究了ATM兩軸跟蹤器，從東西方向和南北方向來控制，這樣就能進一步的提尚了太陽能的利用效率，標志著太陽能跟蹤技術進一步提尚。2002年2月美國亞利桑那大學研究出了新型太陽能跟蹤裝置，采用步進電機來控制東西方向和南北方向。近年來在國內也有不少專家也相繼開展了這方面跟蹤技術的研究，1992年創造出了太陽灶自動跟蹤系統，1994年《太陽能》介紹的跟蹤器完成了單向跟蹤等等。
[0004]當前世界對于跟蹤太陽光線的跟蹤方式主要有三種：（I)根據太陽的運動軌跡跟蹤；（2)光電跟蹤；（3)前兩種方式的相結合。視日運動軌跡跟蹤：由于太陽運行的位置變化都是可以預測的，可利用數學上科學的計算出對太陽軌跡可完成對太陽的時刻跟蹤。太陽跟蹤裝置運用地平坐標系很直觀便利，操作性也比較強，但也存在軌跡坐標計算沒有具體公式的不利條件。參考目前世界通用的算法，涉及到赤瑋角和時角的大致有二種算法。第一種算法采用中國國家氣象局氣象輻射觀測方法。第二種采用世界氣象組織氣象和觀測方法。這兩種算法，過程都十分復雜，計算量的增大會增加整個控制系統的投入。光電跟蹤:光電跟蹤主要是采用傳感器的方式來實現，這種跟蹤方式，原理上主要由三大部件組成:位置檢測器、控制組件和跟蹤頭。位置檢測器主要由光敏傳感器組成。例如光敏電阻等。控制組件主要接受微弱信號，經放大后傳送到跟蹤頭上，跟蹤頭實際為跟蹤裝置的執行部分。視日運動軌跡跟蹤和光電跟蹤相結合:將兩者結合，各取其長處，也可以獲得較為理想的跟蹤結果。在前一種跟蹤方式的基礎上安裝兩個高精度角度傳感器，當跟蹤裝置開始運行時，用兩個高精度角度傳感器開始進行初始定位，在運行當中主要以程序控制為主，角度傳感器作為反饋，對程序進行累積誤差從而進行修正。這樣能在任何天氣條件下實現較為可靠地跟蹤。這種跟蹤方式跟蹤精度高，工作穩定可靠，已投入到許多大型太陽能發電裝置中。不足之處是計算過程較麻煩，高精度角度傳感器成本也比較高，對于需要降低成本的小型太陽能自動跟蹤裝置來說，這樣的跟蹤方式也不適用。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是針對現有的太陽能跟蹤裝置成本高、結構復雜的不足，提出了通過第一步進電機與第二步進電機共同工作，實現對太陽能板方位角和高度角的共同追蹤的一種小型太陽能板自動跟蹤裝置。
[0006]本實用新型具體采用如下技術方案：
[0007]一種小型太陽能板自動跟蹤裝置，包括底座和主軸，所述底座上設有第一步進電機，所述第一步進電機的輸出軸連接有小齒輪，所述小齒輪嚙合有大齒輪，所述大齒輪與主軸垂直連接，所述主軸的上端固定有托盤，所述托盤中設有第二步進電機，所述第二步進電機上連有凸緣聯軸器，所述凸緣聯軸器連有絲杠，所述絲杠上滑動連接有滑塊，所述滑塊中鉸接有支撐桿，所述托盤的一端鉸接有太陽能板，所述太陽能板與支撐桿相鉸接。
[0008]優選地，所述底座的中心處設有第一滾動軸承，所述主軸與第一滾動軸承卡接，主軸與底座實現活動連接。
[0009]優選地，所述絲杠的兩端設有第二滾動軸承。
[0010]本實用新型具有的有益效果是:該小型太陽能板自動跟蹤裝置結構簡單，操作方便，僅通過第一步進電機與第二步進電機共同工作，通過滑塊在絲杠中的運動，實現對太陽能板高度角的調整;通過主軸的轉動，實現太陽能板方位角的調整，從而實現對太陽能板方位角和高度角的共同追蹤的。
【附圖說明】
[0011]圖I為一種小型太陽能板自動跟蹤裝置。
[0012]其中，I為第一步進電機，2為第二步進電機，3為小齒輪，4為大齒輪，5為凸緣聯軸器，6為滑塊，7為絲杠，8為第二滾動軸承，9為第一滾動軸承，10為主軸，11為托盤，12為太陽能板，13為支撐桿，14為底座。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型的【具體實施方式】做進一步說明：
[0014]如圖I所示，一種小型太陽能板自動跟蹤裝置，包括底座14和主軸10，底座14的中心處設有第一滾動軸承9，主軸10與第一滾動軸承9卡接，與底座14實現活動連接。底座14上設有第一步進電機I，第一步進電機I的輸出軸連接有小齒輪3，小齒輪3嚙合有大齒輪4，大齒輪4與主軸10垂直連接，主軸10的上端固定有托盤11，托盤11中設有第二步進電機2，第二步進電機2上連有凸緣聯軸器5，凸緣聯軸器5連有絲杠7，絲杠7的兩端設有第二滾動軸承8，絲杠7上滑動連接有滑塊6，滑塊6中鉸接有支撐桿13，托盤11的一端鉸接有太陽能板12，太陽能板12與支撐桿13相鉸接。
[0015]該小型太陽能板自動跟蹤裝置的工作原理為:太陽光線有偏移量時，控制單元就會發出控制信號來驅動第一步進電機I，第一步進電機I就會帶動小齒輪3轉動，從而小齒輪3帶動大齒輪4與主軸10轉動。與此同時控制信號驅動第二步進電機2帶動絲杠7轉動，通過滑塊6的左右移動來調整太陽板12的高度，從而通過第一步進電機I與第二步進電機2的共同工作實現對太陽方位角與高度角兩個方位的時刻跟蹤。
[0016]當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種小型太陽能板自動跟蹤裝置，包括底座和主軸，其特征在于，所述底座上設有第一步進電機，所述第一步進電機的輸出軸連接有小齒輪，所述小齒輪嚙合有大齒輪，所述大齒輪與主軸垂直連接，所述主軸的上端固定有托盤，所述托盤中設有第二步進電機，所述第二步進電機上連有凸緣聯軸器，所述凸緣聯軸器連有絲杠，所述絲杠上滑動連接有滑塊，所述滑塊中鉸接有支撐桿，所述托盤的一端鉸接有太陽能板，所述太陽能板與支撐桿相鉸接。2.如權利要求I所述的一種小型太陽能板自動跟蹤裝置，其特征在于，所述底座的中心處設有第一滾動軸承，所述主軸與滾動軸承卡接，所述主軸與底座活動連接。3.如權利要求I所述的一種小型太陽能板自動跟蹤裝置，其特征在于，所述絲杠的兩端設有第二滾動軸承。
【專利摘要】本實用新型公開了一種小型太陽能板自動跟蹤裝置，具體涉及太陽能自動跟蹤技術領域。它解決了現有的太陽能跟蹤裝置成本高、結構復雜的不足。該小型太陽能板自動跟蹤裝置，包括底座和主軸，底座上設有第一步進電機，第一步進電機的輸出軸連接有小齒輪，小齒輪嚙合有大齒輪，大齒輪與主軸垂直連接，主軸的上端固定有托盤，托盤中設有第二步進電機，第二步進電機上連有凸緣聯軸器，凸緣聯軸器連有絲杠，絲杠上滑動連接有滑塊，滑塊中鉸接有支撐桿，托盤的一端鉸接有太陽能板，太陽能板與支撐桿相鉸接，底座的中心處設有第一滾動軸承，主軸與滾動軸承卡接，主軸與底座活動連接。
【IPC分類】G05D3/12
【公開號】CN205158148
【申請號】CN201521001689
【發明人】王太征
【申請人】山東科技大學
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月4日