CN102878690B - 太阳能炊具及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能炊具，属于太阳能技术领域。该太阳能炊具包括底座、太阳灶、水平调节系统、俯仰调节系统及控制系统；水平调节系统包括旋转轴及驱动机构；俯仰调节系统包括杆体及俯仰驱动件，且杆体连接于太阳灶；控制系统包括光敏传感器及控制器，光敏传感器包括水平排列的第一组光敏传感器及垂直排列的第二组光敏传感器；光敏传感器电连接控制器，控制器电连接驱动机构及杆体。本发明的太阳能炊具通过光敏传感器来感测太阳光，并通过控制器发出信号，来控制水平调节系统或俯仰调节系统的运作情况，以控制太阳灶的位置，保证太阳光均正对太阳灶入射，提高太阳灶接受的阳光能量，减少烹饪食物所需时间；且以控制器自动完成，精度高。

Description

太阳能炊具及控制方法

技术领域

本发明涉及太阳能领域，特别涉及一种太阳能炊具及该种太阳能炊具的控制方法。

背景技术

随着人类社会的发展和进步，人们对生活品质及环境的要求越来越高。太阳能作为一种最为清洁，最为普及的能源备受人们的喜爱。在户外活动中，越来越多的人喜欢选择太阳能烹饪美食。然而，不同时刻，太阳所处的位置不同，这样太阳光照射在太阳能炊具上的角度也随之发生改变。一般来说，太阳光直射的时候太阳能炊具所吸收的热能最多。因此，太阳能炊具上都会设有一个太阳跟踪系统，通过跟踪的太阳的位置来调节太阳能炊具的位置。然而，现阶段的太阳能炊具的跟踪系统的跟踪精度不够，且不能手动跟踪、自动跟踪自由切换。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种太阳能炊具及该太阳能炊具的控制方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种太阳能炊具，其包括底座及枢转地安装于底座的太阳灶，太阳能炊具还包括水平调节系统、俯仰调节系统及控制系统；水平调节系统包括与太阳灶连接的旋转轴及驱动旋转轴转动的驱动机构；俯仰调节系统包括自由伸缩的杆体及驱动杆体伸缩的俯仰驱动件，且杆体连接于太阳灶；控制系统包括光敏传感器及控制器，光敏传感器安装于太阳灶，且光敏传感器包括水平排列的第一组光敏传感器及垂直排列的第二组光敏传感器；其中光敏传感器电连接控制器，控制器电连接驱动机构及俯仰驱动件。

进一步的，控制器包括单片机、第一组继电器及第二组继电器，且第一及第二组继电器均与单片机电连接，光敏传感器电连接单片机，第一组继电器电连接驱动机构；第二组继电器电连接俯仰驱动件。

进一步的，控制系统还包括电连接单片机的选择控制器，选择控制器包括水平调节模块及俯仰调节模块；且水平调节模块及俯仰调节模块均设有手动模式、自动模式、调节方向选项及停止选项。

进一步的，太阳能炊具还包括与手动模式对应的遥控器。

进一步的，旋转轴的第一端固定有联轴器，联轴器上设有齿轮，驱动机构设有电机及与电机的输出轴连接的蜗轮蜗杆，且齿轮与蜗轮蜗杆的蜗轮配合啮合。

进一步的，电机的输出轴通过减速机连接于蜗轮蜗杆的蜗杆，减速机包括依次连接一级减速机、二级减速机及三级减速机；一级减速机连接电机；三级减速机连接蜗轮蜗杆的蜗杆。

进一步的，旋转轴的第二端固定有固定块；太阳灶包括支架，支架枢转地固定于固定块，光敏传感器固定于支架。

本发明的另一个方面，本发明提供了一种上述太阳能炊具的控制方法，其包括如下步骤，接受输入信号；根据输入的信号控制驱动机构驱动旋转轴旋转或控制驱动机构驱动杆体伸缩。

进一步的，当选定手动模式时，控制器的单片机不接受光敏传感器发送的信号，且单片机只接受遥控器或选择控制器的调节方向选项输送的信息。

进一步的，当选定自动模式时，光敏传感器的每一组光敏传感器均向控制器的单片机输送模拟信号，当这些模拟信号之间的信号差不等于单片机设定值时，单片机向第一组或第二组继电器发送控制信号，第一组或第二组继电器根据控制信号分别控制旋转轴或杆体运动。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的太阳能炊具通过光敏传感器来感测水平或者垂直方向上太阳光的强弱，并通过控制器的单片机进行对比后觉得是否要发出水平调节或俯仰调节的信号，再通过控制器的单片机的输出的信号，来控制水平调节系统或俯仰调节系统的运作情况，从而控制太阳灶的位置，以保证任何时候太阳光均正对太阳灶入射，可以最大限度的提高太阳灶接受的阳光能量，大大减少烹饪食物所需时间。且上述调节过程，均以单片机自动完成，精度高。此外，本发明的太阳能炊具的选择控制器可以选择手动模式或自动模式，可以随意的选择自动或者手动切换控制系统，方便调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明施例提供的太阳能炊具的主视示意图；

图2是图1的左视示意图；

图3是图1的太阳能炊具的水平调节系统的结构示意图；

图4是图1的太阳能炊具的控制系统的模块示意图；

图5是图4中的选择控制器的模块示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参照图1和图2，本发明施例提供的太阳能炊具包括底座1、枢转地安装于底座1的太阳灶3、用于调节太阳灶3水平方向转动的水平调节系统5、用于调节太阳灶3的俯仰角度的俯仰调节系统7及控制系统9(见图4)。控制系统9根据需要，发送信号给水平调节系统5或俯仰调节系统7，以将太阳灶3调节到正对着太阳，保证太阳光正对太阳灶3入射。

太阳灶3包括支架31及安装在支架31上的光伏电池33。支架31包括支撑架311及固定在支撑架311的两侧的固定板313。光伏电池33固定在固定板313上。通过太阳灶3反射聚焦太阳光的热量直接加热固定于支架31上的锅体(图未示)内的食物。

请结合参照图3，水平调节系统5包括连接太阳灶3的旋转轴50及驱动旋转轴50转动的驱动机构51。这样，通过驱动机构51驱动旋转轴50带动太阳灶3转动，以调节太阳灶3的水平方向的位置。具体地，在本实施方式中，水平调节系统5还包括联轴器52、安装在联轴器52上的齿轮53、套在旋转轴50外的支撑套筒54、轴套56及固定板58。

固定板58套接在联轴器52的第一端，且固定板58通过若干锁紧螺栓2固定于底座1。联轴器52的第二端固定连接旋转轴50的第一端。轴套56套接在联轴器52的第二端，且邻近旋转轴50。在本实施方式中，在轴套56和联轴器52之间还设有一对轴承4，用于支撑联轴器52。旋转轴50的第二端固定有一个随着旋转轴50一起旋转的固定块511，该太阳灶3枢转地固定在该固定块511上。在本实施方式中，该固定块511包括一个球状的固定于旋转轴50的第二端的连接块512及一个与连接块512过盈配合连接的安装块513，该太阳灶3枢转地固定在安装块513上。支撑套筒54套在旋转轴50的外周，且支撑套筒54的第一端固定在轴套56上，且固定块511可转动的容置在支撑套筒54的第二端。

驱动机构51固定设置在支撑套筒54的外周面上，且驱动机构51包括与齿轮53啮合的蜗轮蜗杆55、与蜗轮蜗杆55的蜗杆连接的减速机57、及连接减速机57的电机59。电机59经过减速机57减速之后，通过蜗轮蜗杆55和齿轮53的配合，以带动旋转轴50转动，从而带动固定于旋转轴50上的太阳灶3转动，以此来调节太阳灶3在水平方向追踪太阳，保证太阳光正对太阳灶3入射。在本实施方式中，减速机57包括依次连接的一级减速机571、二级减速机573及三级减速机575。其中，一级减速机571连接电机59；三级减速机575连接蜗轮蜗杆55的蜗杆。优选地，在其它实施方式中，不用设置分开单独设置减速机57和蜗轮蜗杆55，而是直接用蜗轮蜗杆减速机代替。

俯仰调节系统7包括缸体71、由缸体71内自动伸缩的杆体73及驱动杆体73伸缩的俯仰驱动件75。其中，缸体71固定于支撑套筒54的外周面，杆体73固定于支架31。俯仰驱动件75可以是液体缸、气缸或电机，优选的，在本实施方式中，该俯仰驱动件75为电机。通过杆体73的伸缩，以调节太阳灶3的俯仰角度，保证太阳光正对太阳灶3入射。

请结合参照图4，控制系统9包括光敏传感器91、控制器93及选择控制器95。光敏传感器91安装于太阳灶3的固定板313，且该光敏传感器91包括水平排列的第一组光敏传感器及垂直排列的第二组光敏传感器。控制器93包括单片机931、第一组继电器933及第二组继电器935，且第一及第二组继电器933、935均与单片机931电连接。单片机931与光敏传感器91电气连接。控制器93电连接光伏电池33，以保证控制器93使用时需要的电源。优选地，在本实施方式中，还设有一个电连接单片机931的蓄电池8，且蓄电池8通过一个控制器81与光伏电池33电连接。通过光伏电池33即可将太阳能转化成电能，转化后的电能通过控制器81给蓄电池8充电，蓄电池8为水平调节系统5、俯仰调节系统7及控制系统9中的电器元件供电。控制器81可以控制光伏电池33给蓄电池8充电，可以有效保护蓄电池8，防止光伏电池33对蓄电池8过充电。

请结合参照图5，选择控制器95固定于太阳灶3的支架31，且电连接于单片机931。选择控制器95包括水平调节模块951及俯仰调节模块953。且水平调节模块951及俯仰调节模块953均设有手动模式957、自动模式955、调节方向选项959及停止选项958。

在本实施方式中，本发明的太阳能炊具还包括一个与所述手动模式957对应的遥控器，当选择控制器95选择手动模式957时，使用者可以通过该遥控器或选择控制器95的调节方向选项959来控制太阳灶3水平或者俯仰的位置。且选择控制器95选择手动模式957时，单片机931不再接受光敏传感器91发送的信号，只接受选择控制器95的调节方向选项959、停止选项958或遥控器输入的信号。

当使用本发明的太阳能炊具时，通过选择控制器95中的手动模式957的调节方向选项959或遥控器遥控调节太阳灶3的方向，使太阳灶3与水平线平行；放入食物后，再次通过选择控制器95中的手动模式957的调节方向选项959或遥控器调节太阳灶3的方向，使太阳光正对太阳灶3入射。然后将选择控制器95中水平调节模块951和俯仰调节模块953均设为自动模式955，使其自动跟踪太阳。当太阳灶3内食物烤熟时，再次通过选择控制器95中的手动模式957的调节方向选项959或遥控器遥控调节太阳灶3的方向，使太阳灶3与水平线平行，取出食物。

在上述太阳灶3自动跟踪的过程中，当光敏传感器91中的第一组光敏传感器(水平排列的光敏传感器)接受的太阳光的光照强度不一样时，该第一组光敏传感器向控制器93的单片机931输入的模拟信号不同。当这些模拟信号之间的信号差值大于或者小于单片机931的设定值时，单片机931输出信号到第一组继电器933，以控制该第一组继电器933一开一闭。根据该第一组继电器933开闭的两种不同的组合形式，以带动电机59正转或者反转。此时，电机59的输出轴经过减速机57减速后带动旋转轴50旋转，以带动太阳灶3的水平转动，进而控制太阳灶3在水平方向上跟踪太阳。当这些模拟信号之间的信号差值等于单片机931的给定值时，单片机931无信号输出，该第一组继电器933同时闭合，电机59停转，以此保持太阳光正对太阳灶3入射。

当光敏传感器91中的第二组光敏传感器(垂直排列的光敏传感器)接受的太阳光的光照强度不一样时，该第二组光敏传感器向控制器93的单片机931输入的模拟信号不同。当这些模拟信号之间的信号差值大于或者小于单片机931的设定值时，单片机931输出信号到第二组继电器935，以控制该第二组继电器935一开一闭。根据该第二组继电器935开闭的两种不同的组合形式，以带动俯仰调节系统7的杆体73的伸缩，以调节太阳灶3的俯仰角度，进而控制太阳灶3在俯仰方向上跟踪太阳。当这些模拟信号之间的信号差值等于单片机931的给定值时，单片机931无信号输出，该第二组继电器935同时闭合，杆体73停止伸缩，以此保持太阳光正对太阳灶3入射。

在上述跟踪过程中，可以随时通过选择控制器95自由切换手动模式957或自动模式955，方便使用者调节。在大风天气时，可以通过选择控制器95中的手动模式957的调节方向选项959或遥控器遥控调节太阳灶3的方向，使太阳灶3与水平线平行，减少风载；在大雨天气时，可以通过选择控制器95中的手动模式957的调节方向选项959或遥控器遥控调节太阳灶3的方向，使太阳灶3与水平线成70°夹角，减少雨水的冲击力及起到清洗太阳灶3的作用。

由上述可知：本发明的太阳能炊具通过光敏传感器91来感测水平或者垂直方向上太阳光的强弱，并通过控制器93的单片机931进行对比后觉得是否要发出水平调节或俯仰调节的信号，再通过单片机931的输出的信号，来控制水平调节系统5或俯仰调节系统7的运作情况，从而控制太阳灶3的位置，以保证任何时候太阳光均正对太阳灶3入射，可以最大限度的提高太阳灶3接受的阳光能量，大大减少烹饪食物所需时间。且上述调节过程，均以单片机931自动完成，精度高。此外，本发明的太阳能炊具的选择控制器95可以选择手动模式957或自动模式955，可以随意的选择自动或者手动切换控制系统9，方便调节。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能炊具，其包括底座(1)及枢转地安装于所述底座(1)的太阳灶(3)，其特征在于，所述太阳能炊具还包括水平调节系统(5)、俯仰调节系统(7)及控制系统(9)；

所述水平调节系统(5)包括与所述太阳灶(3)连接的旋转轴(50)及驱动所述旋转轴(50)转动的驱动机构(51)；

所述俯仰调节系统(7)包括自由伸缩的杆体(73)及驱动所述杆体(73)伸缩的俯仰驱动件(75)，且所述杆体(73)连接于所述太阳灶(3)；

所述控制系统(9)包括光敏传感器(91)及控制器(93)，所述光敏传感器(91)安装于所述太阳灶(3)，且所述光敏传感器(91)包括水平排列的第一组光敏传感器及垂直排列的第二组光敏传感器；其中

所述光敏传感器(91)电连接所述控制器(93)，所述控制器电连接所述驱动机构(51)及所述俯仰驱动件(75)；

所述旋转轴(50)的第一端固定有联轴器(52)，所述联轴器(52)上设有齿轮(53)，所述驱动机构(51)设有电机(59)及与电机(59)的输出轴连接的蜗轮蜗杆(55)，且所述齿轮(53)与所述蜗轮蜗杆(55)的蜗轮配合啮合；

所述旋转轴(50)的第二端固定有固定块(511)；所述太阳灶(3)包括支架(31)，所述支架(31)枢转地固定于所述固定块(511)，所述光敏传感器(91)固定于所述支架(31)；

所述固定块(511)包括连接块(512)和安装块(513)，所述连接块(512)设置在所述旋转轴(50)的第二端，所述安装块(513)与所述连接块(512)连接，且所述安装块(513)与所述连接块(512)的连接方式为过盈配合。

2.根据权利要求1所述的太阳能炊具，其特征在于，所述控制器(93)包括单片机(931)、第一组继电器(933)及第二组继电器(935)，且所述第一及第二组继电器(933、935)均与所述单片机(931)电连接，所述光敏传感器(91)电连接所述单片机(931)，所述第一组继电器(933)电连接所述驱动机构(51)；所述第二组继电器(935)电连接所述俯仰驱动件(75)。

3.根据权利要求2所述的太阳能炊具，其特征在于，所述控制系统(9)还包括电连接所述单片机(931)的选择控制器(95)，所述选择控制器(95)包括水平调节模块(951)及俯仰调节模块(953)；且所述水平调节模块(951)及所述俯仰调节模块(953)均设有手动模式(957)、自动模式(955)、调节方向选项(959)及停止选项(958)。

4.根据权利要求3所述的太阳能炊具，其特征在于，所述太阳能炊具还包括与所述手动模式(957)对应的遥控器。

5.根据权利要求1所述的太阳能炊具，其特征在于，所述电机(59)的输出轴通过减速机(57)连接于所述蜗轮蜗杆(55)的蜗杆，所述减速机(57)包括依次连接一级减速机(571)、二级减速机(573)及三级减速机(575)；所述一级减速机(571)连接所述电机(59)；所述三级减速机(575)连接所述蜗轮蜗杆(55)的蜗杆。

6.一种太阳能炊具的控制方法，其用于控制所述权利要求1至5项中任意一项所述的太阳能炊具，其特征在于，包括如下步骤，

接收输入信号；

根据输入的信号控制所述驱动机构(51)驱动所述旋转轴(50)旋转或控制所述驱动机构(51)驱动所述杆体(73)伸缩。

7.根据权利要求6所述的太阳能炊具的控制方法，其特征在于，当选定手动模式(957)时，所述控制器(93)的单片机(931)不接受所述光敏传感器(91)发送的信号，且所述单片机(931)只接受遥控器或选择控制器(95)的调节方向选项(959)输送的信息。

8.根据权利要求6所述的太阳能炊具的控制方法，其特征在于，当选定自动模式(955)时，所述光敏传感器(91)的每一组光敏传感器均向所述控制器(93)的单片机(931)输送模拟信号，当这些模拟信号之间的信号差不等于所述单片机(931)设定值时，所述单片机(931)向第一组或第二组继电器(933、935)发送控制信号，所述第一组或第二组继电器(933、935)根据控制信号分别控制所述旋转轴(50)或所述杆体(73)运动。