CN101131261A - 钟控式太阳自动跟踪装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种钟控式太阳自动跟踪装置，包括主体部分(由太阳能集热板/电池固定板、转动盘、支架及底座组成)、自动跟踪部分(由时钟、磁力计电器、电动插销、切换开关及外接电源组成)和复位部分(由电机、磁力计电器、卷扬机及离合器组成)。自动跟踪部分从早上五时半开始至下午五时半，每隔30分钟自动跟踪转动一次，并于次日早上五时十分由复位部分将太阳能集热板/电池固定板回复到早上五时半启动状态。本发明的装置结构简单、性能可靠、跟踪准确、成本低廉，适用于分体式太阳能热水器及太阳能电池。

Description

钟控式太阳自动跟踪装置
一、技术领域
本发明涉及一种太阳自动跟踪装置，特别是一种钟控式太阳自动跟踪装置，适用于分体式太阳能热水器及太阳能电池。
二、背景技术
目前，太阳能应用技术的研究及开发迅速发展，且取得了一定的成果。为了进一步提高太阳能的利用，太阳自动跟踪技术也正在日益深入。但现有的太阳自动跟踪装置尚存在着使用方法繁杂、跟踪不准确或生产成本较高等问题而难以广泛应用。
三、发明内容
为了提高太阳能热水器或太阳能电池的吸热量，本发明提供一种结构简单、性能可靠、跟踪准确、成本低廉的钟控式太阳自动跟踪装置。
本发明的钟控式太阳自动跟踪装置，由主体部分、自动跟踪部分及复位部分组成，其特征在于主体部分由支架及底座，固定在支架上端轴承上的太阳能集热板/电池固定板，固定在太阳能集热板/电池固定板长轴一侧面的转动盘组成，转动盘为以轴承为圆心的半圆，边缘为半圆环，上有两排交错排列的销孔，内排为正时销孔，外排为半时销孔，最后设一较大的空档销孔；自动跟踪部分由固定在支架上切换开关、时钟、正时磁力继电器、正时磁力继电器线间开关、正时电动插销、半时磁力继电器、半时磁力继电器线间开关、半时电动插销以及外接电源组成，通过导线连接，在时钟12点处和6点处各安装一碳接触点，在时钟5点10分到20分之间有一复位碳接触点，在时针和分针末端各安装一微型弹性小碳棒，电源一端通过切换开关连接时钟分针，另一端通过正时磁力继电器、半时磁力继电器、与时钟12点、6点处的碳接触点连接，正时磁力继电器、半时磁力继电器分别并接正时磁力继电器线间开关、半时磁力继电器线间开关后控制正时电动插销、半时电动插销；复位部分包括安装在支架上的电机与减速器、卷扬机离合器、电机开关、电机磁力继电器、卷扬机、钢丝绳、滑轮以及外接电源组成组成，通过导线连接，电源一端通过切换开关连接时钟时针，另一端通过电机磁力继电器与时钟复位碳接触点连接，电机磁力继电器通过电机开关控制电机，钢丝绳一端连接卷扬机，另一端连接太阳能集热板/电池固定板不对应转盘空档销孔端；在转动盘对应卷扬机处设置卷扬机离合器离(合)/切换开关操纵杆，在电机对应处设置电机开关操纵杆。
本发明的钟控式太阳自动跟踪装置主体部分支架底座用固定螺钉固定在地板上。集热板/电池固定板长轴方向东西放置，形成一跷跷板样，向西一头稍重，以此作为本装置的转动力。转动盘则固定在太阳能集热板/电池固定板下的北面一侧。转动盘的销孔从东向西开设，正时销孔分别为上午6点至下午5点每隔一小时一孔；半时销孔分别为上午5点半至下午5点半每隔一小时各一孔，内外销孔交错排列。销孔从上午8时至下午4时销孔的间隙为15°角，其余的销孔约3°角。下午5时半后设一较大的空档销孔，该销孔可同时插入正时销孔与半时销孔。
本发明的钟控式太阳自动跟踪装置自动跟踪部分采用220V外接电源，在时钟12点处和6点处各安装一碳接触点，在分针末端安装一微型弹性小碳棒，该棒既能与时钟12点及6点处的碳接触点接通，又不会因此而使时钟停走。当分针走至12点处或6点处时，该电接触点接通电源，通过磁力继电器控制正时和半时电动插销，交替锁住和打开，使太阳能集热跟踪固定板每隔半小时跟踪一次，从上午5时半开始，直至下午5时半停止跟踪。
本发明的钟控式太阳自动跟踪装置太阳能集热板/电池固定板复位部分包括电机(220V80W)与减速器、卷扬机离合器、电机开关、电机磁力继电器、卷扬机、钢丝绳、滑轮等，可与自动跟踪部分采用同一电源。装置在时钟5点10分到20分之间有一复位碳接触点，时针与分针一样，也安装一微弹性小碳棒，当早上5时10分，时针走至复位碳接触点接通电源，电机启动，通过卷扬机使太阳能跟踪固定板回复为早晨5点半钟处的启动状态。
本装置处于早上5点半启动位置时，半时电动插销插入5:30AM销孔，处于待转状态，同时卷扬机离(合)器/切换开关操纵杆将离(合)器分离，并将切换开关的转动电路合上，而复位电路断开。当时钟走到早上5点半时，分针末端微弹性小碳棒使该处碳接触点接通，半时磁力继电器工作，拉开半时电动插销，转动盘由于一侧较重的作用力而顺时针转动，太阳能集热板/电池固定板亦随之转动。当转到6点处时，(以电动插销为定点)，正时电动插销插入相应销孔，终止转盘转动。由于半时电动插销拉开插销后也同时将其线间开关关闭，因此磁力计电器仅工作一瞬间即关闭停止工作。当时钟走到6点处时，同理正时电动插销打开，转盘转动。如此交替运转，直至下午5时半后，正、半时两电动插销进入空档，停止转动而处于停止位。由于两电动插销进入空档时，固定在太阳能集热板/电池固定板下的卷扬机(离)合器/切换开关操纵杆推动离合器导杆，将(离)合器咬合以待复位，同时也将切换开关转换为转动电路离开，而复位电路合上。另一固定在太阳能集热板/电池固定板下的电机开关操作杆将电机开关关闭。但时针已走过位于5:10/PM处的碳接触点，必须到次日5:10/AM时针再次到达该处时，使复位碳接触点接通电路，电机开关磁力继电器开始工作，拉动电机开关，电机开始工作，经过减速器，缓慢带动已啮合的卷扬机通过钢丝绳逆时针将转动盘及太阳能集热板/电池固定板拉回启动位置，至此，完成一天的自动跟踪和复位的全过程。
本发明的装置采用造价较低廉的时钟控制器，每半小时顺太阳运行轨道转动一次(约15°角)，保持跟踪面与太阳直射始终保持接近90°角，保证较高的太阳能采集效能，一天的工作结束后能自动回复第二天的启动工作状态，以便连续工作。本发明的装置结构简单、性能可靠、跟踪准确、成本低廉，适用于分体式太阳能热水器及太阳能电池。
四、附图说明
图1是本发明钟控式太阳自动跟踪装置结构示意图，图2是本发明钟控式太阳自动跟踪装置电路示意图，图3是本发明钟控式太阳自动跟踪装置启动位及停止位示意图。图中1是太阳能集热板/电池固定板，2是支架及底座，3是转动盘，4是正时销孔，5是半时销孔，6是正时电动插销，7是是正时磁力继电器，8是半时电动插销，9是半时磁力继电器，10是切换开关，11是时钟正时接触点，12是时钟半时接触点，13是时钟复位接触点，14是电机开关，15是卷扬机(离)合器/切换开关操纵杆，16是电机开关操纵杆，17是卷扬机离(合)器/切换开关操作杆，18是电机磁力继电器，19是电机与减速器，20是卷扬机，21是卷扬机离合器，22是离合器导杆，23是卷扬机钢丝绳，24是滑轮，25是轴承，26是底座固定螺钉，27是正时磁力继电器线间开关，28是半时磁力继电器线间开关。
五、具体实施方式
参看附图，本发明的钟控式太阳自动跟踪装置，由主体部分、自动跟踪部分及复位部分组成。
主体部分包括支架及底座2、太阳能集热板/电池固定板1以及转动盘3。在支架顶端有轴承25，太阳能集热板/电池固定板1固定在轴承25上；转动盘3为以轴承25为圆心的半圆，边缘为半圆环，上有两排交错排列的销孔，内排为正时销孔4，外排为半时销孔5，最后设一较大的空档销孔。
自动跟踪部分由固定在支架上的切换开关10、时钟、正时磁力继电器7、正时磁力继电器线间开关27、正时电动插销6、半时磁力继电器9、半时磁力继电器线间开关28、半时电动插销8以及外接电源组成，通过导线连接。在时钟12点处和6点处各安装一碳接触点，在时钟5点10分到20分之间有一复位碳接触点，在时针和分针末端各安装一微型弹性小碳棒，电源一端通过切换开关10连接时钟分针，另一端通过正时磁力继电器7、半时磁力继电器9、与时钟12点、6点处的碳接触点连接，正时磁力继电器7、半时磁力继电器9分别并接正时磁力继电器线间开关27、半时磁力继电器线间28开关后控制正时电动插销6、半时电动插销8，正时电动插销6、半时电动插销8分别对应转动盘3开设的正时销孔4、半时销孔5。
复位部分包括安装在支架上的电机与减速器19、卷扬机离合器21、电机开关14、电机磁力继电器18、卷扬机20、钢丝绳23、滑轮24以及外接电源组成，通过导线连接。为了简化电路，复位部分可与自动跟踪部分采用同一外接电源。电源一端通过切换开关10连接时钟时针，另一端通过电机磁力继电器18与时钟复位碳接触点连接，电机磁力继电器18通过电机开关14控制电机与减速器19，钢丝绳23一端连接卷扬机20，另一端连接太阳能集热板/电池固定板1不对应转盘动3空档销孔端；在转动盘3对应卷扬机20处设置卷扬机离合器离(合)/切换开关操纵杆17、15，在电机与减速器19对应处设置电机开关操纵杆16。
为了布局整齐，便于操作，实施例支架分层设置：时钟悬挂在最上面，卷扬机20、滑轮24等置于上层，电机与减速器19、电机磁力继电器18、电机开关14、切换开关10等置于中间，正时磁力继电器7、半时磁力继电器9、正时磁力继电器线间开关27、半时磁力继电器线间28、正时电动插销6、半时电动插销8等置于下层。
按上述方法安装调整，本装置即可投入使用。

Claims (1)

1.一种钟控式太阳自动跟踪装置，由主体部分、自动跟踪部分及复位部分组成，其特征在于主体部分由支架及底座(2)，固定在支架上端轴承(25)上的太阳能集热板/电池固定板(1)，固定在太阳能集热板/电池固定板(1)长轴一侧面的转动盘(3)组成，转动盘(3)为以轴承(25)为圆心的半圆，边缘为半圆环，上有两排交错排列的销孔，内排为正时销孔(4)，外排为半时销孔(5)，最后设一较大的空档销孔；自动跟踪部分由固定在支架上的切换开关(10)、时钟、正时磁力继电器(7)、正时磁力继电器线间开关(27)、正时电动插销(6)、半时磁力继电器(9)、半时磁力继电器线间开关(28)、半时电动插销(8)以及外接电源组成，通过导线连接，在时钟12点处和6点处各安装一碳接触点(11)、(12)，在时钟5点10分到20分之间有一复位碳接触点(13)，在时针和分针末端各安装一微型弹性小碳棒，电源一端通过切换开关(10)连接时钟分针，另一端通过正时磁力继电器(7)、半时磁力继电器(9)、与时钟12点、6点处的碳接触点连接，正时磁力继电器(7)、半时磁力继电器(9)分别并接正时磁力继电器线间开关(27)、半时磁力继电器线间开关(28)后控制正时电动插销(6)、半时电动插销(8)；复位部分包括安装在支架上的电机与减速器(19)、卷扬机离合器(21)、电机开关(24)、电机磁力继电器(18)、卷扬机(20)、钢丝绳(23)、滑轮(24)以及外接电源组成组成，通过导线连接，电源一端通过切换开关(10)连接时钟时针，另一端通过电机磁力继电器(18)与时钟复位碳接触点(13)连接，电机磁力继电器(18)通过电机开关控制电机，钢丝绳(23)一端连接卷扬机(20)，另一端连接太阳能集热板/电池固定板(1)不对应转盘空档销孔端；在转动盘(3)对应卷扬机处设置卷扬机离合器离(合)/切换开关操纵杆(17)、(15)，在电机对应处设置电机开关操纵杆(16)。
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