CN103459247A - 用于控制水上结构物的装置及方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提供一种水上结构物控制装置，其中，所述装置包括：水上结构物，其安装为能漂浮于水面上；柱子，其以贯穿上述水上结构物的中心的方式直立固定，以根据水位引导上述水上结构物的升降；水上结构物旋转机构，其设有一对第一和第二动力装置与一对第一和第二连接线，其中，上述成对第一和第二动力装置设置于地面上，上述成对第一和第二连接线的两端分别与上述第一和第二动力装置以及上述水上结构物以相互交叉的方式连接；连接线缠绕测量机构，其与上述第一连接线相对应地固定设置在地面上，用于测量缠绕量；以及控制机构，其与上述连接线缠绕测量机构相连接，并根据随各季节太阳轨道而不同的基准角正逆控制上述成对第一和第二动力装置的操作。由此，本发明可根据太阳的轨道，精确地控制水上结构物的旋转。

Description

用于控制水上结构物的装置及方法

技术领域

本发明涉及在漂浮于水面上的状态下跟踪太阳的位置，将入射光的太阳能转变成电能的太阳能发电设备的水上结构物的控制装置及控制方法。

背景技术

目前，设有太阳能发电设备的水上结构物（FLOATING STRUCTURE）能够漂浮的方式在贮水池、湖水等运用。

一般而言，太阳能发电是指基于太阳能电池将太阳能直接转换成电力的发电方法，该发电方法由半导体材料形成的太阳能电池接收太阳能之后直接转化成电能，不同于利用太阳辐射能产生热能再转换成能源的太阳热发电方法。

具体地，传统的太阳能发电设备包括：水上结构物，其能够漂浮于水；太阳能电池模块（Solar Cell Module），在上述水上结构物上相互连接有上述多个太阳能电池，将太阳辐射能转换成电能；水上结构物旋转机构，根据太阳的轨道对上述水上结构物进行旋转。

根据上述结构，上述太阳能电池模块的电生产效率根据太阳光的入射角决定，因此必需按照不同季节的不同时间，利用上述水上结构物旋转机构对上述水上结构物进行旋转。

但是，上述水上结构物旋转机构使用交叉一对连接线将设置于地面的一对动力机构与上述水上结构物的边缘两侧连接，通过退绕、缠绕连接线的方法对上述水上结构物进行旋转，但是无法对所述一对连接线的退绕量与缠绕量进行精确测量，因此存在无法对上述水上结构物旋转进行精确控制的问题。

并且，由于贮水池或湖水的水位受环境因素的影响发生变化，因此在水上结构物旋转机构的连接线上可形成张力，如果大于拉伸强度的张力作用于连接线，则发生连接线断线的情况。因此贮水池或者湖水的水位变化有可能威胁设置于其上的水上结构物的稳定性。

同时，曾经研究出这样的太阳能发电设备结构，其将柱子以直立的状态内插于水上结构物的中心，以最小化水上结构物受水上环境的影响发生晃动或者冲击的同时、引导水上结构物的上下运动，并且借助另一支撑机构牢固地支撑该柱子。

因此，水上结构物能以柱子为中心，随着太阳光按照一定轨道稳定地旋转。在上述水上结构物的旋转机构受波浪或者风的影响破损的情况下，防止旋转状态被解除，从而无法对太阳能电池模块的入射角进行调节以及无法实现太阳能发电的稳定运行。

发明内容

要解决的技术问题

本发明是用于解决上述问题而提出来的，其目的在于提供太阳能发电设备的水上结构物的控制装置以及控制方法，其能够对上述水上结构物的旋转进行精确的控制。

并且，本发明的另一目的在于，提供一种水上结构物的控制装置，其即使在贮水池或者湖水等发生水位变化的情况下也能够维持稳定性。

并且，本发明的又一目的在于，提供一种水上结构物的控制装置，其在用于旋转水上结构物的旋转机构破损的情况下，能够临时支撑水上结构物。

技术方案

用于实现上述目的的根据本发明一方面的一种用于控制太阳能发电设备的水上结构物的装置，包括：水上结构物，其能够漂浮于水上；柱子，其以贯穿上述水上结构物的中心的方式直立固定，并根据水位引导上述水上结构物的升降；水上结构物旋转机构，其设有一对第一和第二动力装置与一对第一和第二连接线，其中，上述成对第一和第二动力装置设置于地面上，上述成对第一和第二连接线的两端分别与上述第一和第二动力装置以及上述水上结构物以相互交叉的方式连接；连接线缠绕测量机构，其与上述第一连接线相对应地固定设置在地面上，并用于测量缠绕量；以及控制机构，其与上述连接线缠绕测量机构相连接，并根据各季节太阳轨道而不同的基准角正逆控制上述成对第一和第二动力装置的致动。

上述连接线缠绕测量机构可包括：固定部件，其固定设置于地面上；延伸部件，其被支撑于上述固定部件的一侧，并沿着上述第一连接线的长度方向延伸；多个辊，其设置于上述延伸部件的一侧，以容许上述第一连接线按预定间隔缠绕，并能够随着上述第一连接线的缠绕而旋转；以及传感器部件，其固定于上述延伸部件的另一侧，用于检测所述多个辊中的一个的转数。

上述传感器部件可包括杆与传感器，上述杆延伸到所述多个辊中的所述一个的外侧并与以互锁方式旋转，上述传感器与上述杆相对应地设置于延伸部件的另一侧。

上述传感器与上述控制机构电连接。

根据本发明一方面，提供一种用于控制太阳能发电设备的水上结构物的方法，该方法包括如下步骤：第一步骤，正逆致动第一和第二动力装置；第三步骤，基于第一连接线的缠绕量，测量水上结构物的旋转角度；第四步骤，将测得的水上结构物的旋转角度与根据各季节太阳轨道而输入的基准角进行比较；以及第五步骤，通过停止致动第一和第二动力装置，固定水上结构物。

本发明还可包括第二步骤，当正逆致动第一和第二动力装置时，测量设有杆的辊的旋转时间。

根据本发明另一方面的水上结构物控制装置，还可包括水位测量单元，上述水位测量单元位于上述柱子的内部空间内，用于测量水位

上述柱子可形成有空气流入孔与水流入孔，其中，上述空气流入孔设于上述柱子的上部，以使空气流入内部空间内，上述水流入孔设于上述柱子的下部，以使水流入内部空间内。

上述水位测量单元可包括：浮力部件，其位于流入上述柱子的内部空间内的水的水面上；距离测量传感器，其安装于上述水上结构物的内部空间内，用于测量距离测量传感器与上述浮力部件之间的距离。

根据本发明又一方面的水上结构物控制装置，还可包括防旋转用连接线，上述防旋转用连接线的中心缠绕于上述柱子的顶端部和底端部中的一处，而且两端紧固于上述水上结构物的两侧处。

防旋转用连接线的两端部可以以不妨碍所述水上结构物的旋转的方式松散地安装。

在上述柱子上可设有连接线固定部件，上述连接线固定部件用于固定上述防旋转用连接线的缠绕位置。

有益效果

如上所述地，在根据本发明一实施例的用于控制太阳能发电设备的水上结构物的装置以及方法中，能够按照太阳轨道精确地对水上结构物的旋转进行控制。

并且，根据本发明另一实施例的用于控制太阳能发电设备的水上结构物的装置在贮水池或者湖水发生水位变化的情况下也能够维持稳定性。

并且，根据本发明又一实施例的用于控制太阳能发电设备的水上结构物的装置，即使当水上结构物受恶劣天气影响导致连接线断开而不可控制时，也能临时以安全方式支撑水上结构物，由此不仅能够防止太阳能发电设备的破损，还能够使修复运行部件的太阳能发电设备稳定地运行。

附图说明

图1是表示根据本发明一实施例的水上结构物控制装置的视图；

图2是放大显示图1的连接线缠绕测量机构的一侧面的视图；

图3是图2的连接线缠绕测量机构的另一侧面的侧视图；

图4是表示由根据本发明一实施例的水上结构物控制装置执行的控制方法的流程图；

图5是根据本发明的另一实施例的水上结构物的控制装置的侧面剖视图；

图6图示出图5的主要部件；

图7是表示图5的水上结构物的操作状态的视图；

图8是根据本发明又另一实施例的水上结构物的控制装置的侧面剖视图；

图9是表示图8的部分“A”的视图；

图10是表示图9的连接线固定部件的放大图；以及

图11是表示图8的水上结构物的控制装置的修改例的侧面剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图对根据本发明一实施例的水上结构物的控制装置进行详细说明。

在描述本发明之前，说明不能以通常的词典意义限定或解释本说明书和权利要求使用的术语或词语，发明人为了详细介绍本发明，可适当定义术语的概念，应理解为具有符合本发明的技术思想的意义与概念的意义与概念。

因此，本说明书记载的实施例与附图结构只是本发明的优选实施例，不代表本发明的全部技术思想，应理解本发明的实施例会有多种等同物和修改例。

如图1所示，根据本发明一实施例的水上结构物控制装置包括水上结构物110、柱子120、水上结构物旋转机构130、连接线缠绕测量机构140以及控制机构150。

上述水上结构物110以能够漂浮于水（W）上的材料构成，可在水上结构物110的预定位置，优选地在中央处，形成有贯通孔110b。

只要上述水上结构物110具有浮力，就不限于任何特定形状。下面以水上结构物110以具有四角形态的板形成为例，举例说明水上结构物110。

该水上结构物110的顶面上可安装有太阳能发电设备115。上述太阳能发电设备115可包括太阳能电池模块、电力转换装置（未图示）以及蓄电池（未图示）等。

上述太阳能电池模块是由多个彼此连接成模块的太阳能电池构成的，借助于能够改变太阳能电池模块的角度的支撑杆117（参照图5），来控制太阳能电池模块，以调节太阳光沿垂直方向入射。

上述电力转换装置与太阳能电池模块相连接，将由太阳能电池模块产生的电压与电流不均的直流电转换成交流电。

并且，上述蓄电池与电力转换装置相连接来积累电。

同时，上述水上结构物110包括具有预定穿孔截面的槽孔110a，使得水面与上述太阳能电池模块的底部彼此接触。水面上的低温气体因对流现象被带至与上述太阳能电池模块的热底部相接触，由此对上述太阳能电池模块进行冷却。

上述柱子120设置为直立并且根据水位的高低引导上述水上结构物110的升降。

尤其，上述柱子120贯穿水上结构物110的贯通孔110b，并且一个端部固定于贮水池或者湖水底部，另一端部从上述水上结构物110向上突出。因此，上述柱子120的一部分位于水中，也就是位于水面下，而另一部分位于水体外部。

一方面，上述水上结构物的旋转机构130包括：一对第一动力装置131和第二动力装置132，其设置于地面上；一对第一连接线133和第二连接线134，第一连接线133和第二连接线134的两个相对端部分别设于第一和第二动力装置131和132处与上述水上结构物110的固定杆116，并且相互交叉。

上述成对第一动力装置131和第二动力装置132可包括：产生动力的马达（未图示）、减速器（未图示）、用于传递或断开马达产生的动力的离合器（未图示）、以及用于停止马达（未图示）的运转的制动器（未图示）。

上述第一动力装置131与第二动力装置132分别沿正向和逆向致动，由此实现水上结构物110的旋转。

一方面，如图2以及图3，上述连接线缠绕测量机构140在地面以与上述第一连接线133相对应的方式固定设置，并实时测量缠绕量。

这些连接线缠绕测量机构140包括：固定部件141，其固定设置于位于地面上的块结构B上；

延伸部件143，其被支撑于上述固定部件141的一侧，并沿着上述第一连接线133的长度方向延伸；

多个辊145，其设置于上述延伸部件143的一侧，以容许上述第一连接线133按恒定间隔缠绕，并能够随着上述第一连接线133的缠绕而旋转；

传感器部件147，其固定于上述延伸部件143的另一侧，用于检测所述多个辊145中的一个的转数。

上述固定部件141由

形状的支撑部141a与在上述支撑部141a以向上方式设置的直立部141b构成。

上述延伸部件143为具有一定长度的矩形形状，并固定地设置于上述直立部141b处。上述延伸部件143只要具有支撑上述多个辊145的形状即可，而不限于矩形形状，可有多种变形。

上述多个辊145以可旋转的方式支撑于在上述延伸部件143的顶面上设置的固定轴143a，并且沿纵向隔开设置，且以“Z”字形设置在不同高度处，由此使上述第一连接线133的缠绕状态更为牢固。

在此，能够估计上述辊145每旋转一次时的上述第一连接线133的缠绕量。

上述传感器部件147包括：杆147a，其一体地延伸到上述多个辊145的所述一个的外侧，并以互锁方式旋转；以及传感器147b，其支撑于设于上述延伸部件143的另一侧的托架143b，并且与上述杆147a相对应。

这时，上述传感器147b可包括接近传感器、或光传感器等已知传感器中的某一传感器，并且借助于电缆C与上述控制机构150电连接。例如，在上述传感器147b利用接近传感器的情况下，优选地，上述杆147a由金属材料制成。

上述控制机构150与上述连接线缠绕测量机构140以及第一动力装置131和第二动力装置132相连接，并通过设有上述杆147a的所述多个辊145中的一个的转数，估计上述水上结构物110的旋转角度。另外，依据根据季节以及不同时间的太阳轨道预编程的基准角，控制机构150以数秒（second）或数分钟（minute）为单位，对上述成对第一动力装置131和第二动力装置132的正逆致动进行控制。

进一步地，在第一动力装置131和第二动力装置132正逆致动时，上述控制机构150检查设有上述杆147a的所述多个辊145中的一个的旋转状态，由此安全地控制上述水上结构物旋转机构130。

也即，将基准时间输入上述控制机构150，可将上述基准时间与设有上述杆147a的所述多个辊145中的所述一个的旋转时间比较。如果旋转时间超过基准时间，则判定设有上述杆147a的所述多个辊145中的所述一个未正常旋转，并且强制停止上述第一动力装置131和第二动力装置132的致动，由此防止上述水上结构物110的过度旋转（over-rotation）。

在此，上述控制机构150可控制第一动力装置131被施加大于第二动力装置132的扭矩的扭矩，使得第二连接线134在张力作用下通过缠绕的第一连接线133退绕。

另外，本发明的水上结构物110还可包括在上述水上结构物110的贯通孔110b与上述柱子120的圆周面之间以可旋转的方式支撑上述水上结构物110的轴承125。

本发明的一实施例限定轴承125，但是只要能使上述水上结构物110相对于上述柱子120平稳旋转，任何元件都可使用。

也即，上述水上结构物110包括在水上结构物110的外周面上形成的齿轮齿（未图示）、与上述齿轮齿啮合的互锁齿轮（未图示）、以及与互锁齿轮啮合的驱动齿轮（未图示），以通过调节齿轮比增大旋转扭矩，从而能够容易地旋转上述水上结构物110。

下面，参照附图对上述的根据本发明一实施例的水上结构物的控制方法进行详细说明。

如图4所示，根据本发明一实施方式的水上结构物的控制方法包括如下步骤：

第一步骤S10，以预定时间单位正逆致动第一动力装置131和第二动力装置132；

第二步骤S20，当正逆致动第一动力装置131和第二动力装置132时，测量设置有杆147a的辊145的旋转时间；

第三步骤S30，基于第一连接线133的缠绕量，测量水上结构物110的旋转角度；

第四步骤S40，将测得的水上结构物110的旋转角度与根据季节性太阳轨道输入的基准角进行比较；以及

第五步骤S50，通过使第一动力装置131、第二动力装置132停止致动，固定水上结构物110。

在上述第一步骤S10中，第一动力装置131和第二动力装置132的马达正逆致动一预定时段，即以数秒（second）或数分钟（minute）为单位计，使得太阳能发电设备115随着太阳的轨迹移动，由此旋转水上结构物110。

也即，为了使水上结构物110按照图1的顺时针方向（太阳轨迹）旋转，通过驱动上述第一动力装置131的马达来缠绕第一连接线133，相反，通过驱动第二动力装置132的马达来退绕第二连接线134。

在上述第二步骤S20中，当第一动力装置131和第二动力装置132正逆致动时，利用传感器147b测量设有杆147a的所述多个辊145中的一个的旋转时间，且将所述旋转时间与输入控制机构150的基准时间相比较，由此判定设有杆147a的所述多个辊145中的所述一个的旋转是否正常。

如果设有杆147a的所述多个辊145中的所述一个的旋转时间超过控制机构150的基准时间，则判定设有上述杆147a的所述多个辊145中的一个未正常旋转。因此，强制停止上述第一动力装置131和第二动力装置132的致动，检查以及修理上述连接线缠绕测量机构140，以及过程回到第一步骤S10。

下一步，在第三步骤S30中，基于设有杆147a的所述多个辊145中的所述一个的转数，连接线缠绕测量机构140估计第一连接线133的缠绕量，由此实时地测量水上结构物110的旋转角度。

另外，在第四步骤S40中，控制机构150接收所述多个辊145中的所述一个的转数，并比较按照不同季节以及不同时间的不同太阳轨道设定的基准角，以控制第一动力装置131和第二动力装置132的马达被连续致动，直至水上结构物110的旋转角度到达预定角度。

也即，如果已设定的基准角为4°，则可基于设有杆147a的所述多个辊145中的所述一个的转数，对水上结构物110的旋转角进行控制。

如果水上结构物110的旋转角为所述多个辊145中的所述一个的每一转2°，则第一动力装置131和第二动力装置132的马达被连续致动，直到设有杆147a的所述多个辊145中的所述一个旋转2回。

之后，如果所述多个辊145中的所述一个的转数为2时，则立即使用制动器停止第一动力装置131和第二动力装置132的各马达的致动，由此固定水上结构物110。

在日落之前以数秒至数分钟为单位重复进行上述过程（第四步骤以及第五步骤），由此能够按照太阳的轨道对水上结构物110的旋转进行精确的控制。

日落后，以与上述致动方式相反的致动方式正向或逆向致动第一动力装置131和第二动力装置132的马达，由此使水上结构物110恢复到早上的开始位置。

另一方面，如图5图示，根据本发明另一实施例的水上结构物控制装置还包括水位测量单元160。

在此，上述柱子120形成有内部空间122，并形成为具有与贯通孔110b对应的侧面横断面的支柱状，以贯穿水上结构物110的贯通孔110b。

上述柱子120还包括空气流入孔124以及水流入孔126。

上述空气流入孔124在柱子120的上部形成。即，上述空气流入孔124位于贮水池或者湖水的水体外部，以使存在于水体外部的空气向内部空间122流入。

上述水流入孔126位于柱子120的下部。即，上述水流入孔126位于水中，使水向内部空间122流入。

因此，上述柱子120的内部空间122的水位的高度可与贮水池或者湖水的水位的高度相同。

参照图6，上述水位测量单元160位于柱子120的内部空间122内，来测量贮水池或者湖水的水位。

更详细地，上述水位测量单元160还可包括浮力部件162以及距离测量传感器164。

上述浮力部件162由具有浮力的材料构成，位于流入柱子120的内部空间122的水的表面上。上述浮力部件162只要大小能够位于内部空间122的内部，就可采用任何形状。

上述距离测量传感器164安装于柱子120的内部空间122内，通过检测浮力部件162来测量从浮力部件162到距离测量传感器的距离。

更详细地，上述距离测量传感器164安装于柱子120的内部空间122内，具体地安装于浮力部件162的上部。即，上述距离测量传感器164在离贮水池或者湖水的底面一定高度的位置安装，来测量距离测量传感器164和浮力部件162之间的距离，以及计算上述距离之差，由此能够测量贮水池或者湖水的水位。

并且，如果上述距离测量传感器164能够在水中工作，则它具有防水功能，且在浮力部件162的下部安装，即安装在水中，由此通过测量上述距离测量传感器和浮力部件之间的距离而测量水位。

如此，由于上述浮力部件162以及距离测量传感器164位于柱子120的内部空间122内，因此即使贮水池或者湖水的水面起波浪也不影响流入内部空间122的水的表面。

即，即使起波浪，上述浮力部件162也不做上下运动，因此距离测量传感器164能够更为精确地测量离浮力部件162的距离，进而能够精确地测量贮水池或者湖水的水位。

下面，参照附图对根据本发明的设有水位测量单元160的水上结构物控制装置的控制方法进行说明。

如图7所示，控制机构150判断基于水位测量单元160测量的值，并致动第一动力装置131和第二动力装置132来调节第一连接线133和第二连接线134的长度。

即，上述控制机构150设于贮水池或者湖水边缘，与距离测量传感器164相连接，判断从距离测量传感器164接收到的测量值，并且根据判断结果控制第一动力装置131和第二动力装置132的致动。上述控制机构150与距离测量传感器164可在线连接。

更详细地，上述水上结构物110根据贮水池或者湖水的水位变化做上下运动。在此，与上述水上结构物110相连接的第一连接线133和第二连接线134延伸而产生张力(T)，如果所产生的张力超过第一连接线133和第二连接线134的拉伸强度，则第一连接线133和第二连接线134可能断开。

因此，上述控制机构150在线接收由水位测量单元160测量的数据，并将上述数据与输入控制机构150的值做比较以进行判断。并且，上述控制机构150致动第一动力装置131和第二动力装置132，来退饶缠绕于马达装置174的第一连接线133和第二连接线134，使张力低于第一连接线133和第二连接线134的拉伸强度，由此防止第一连接线133和第二连接线134的断线的情况。并且，上述控制机构150可通过能够传递电信号等的配线（未图示）等，与第一动力装置131和第二动力装置132相连接。

因此，水上结构物110不受贮水池或者湖水上形成的波浪的影响，能够精确地测量水位，并基于测得的水位，根据贮水池或者湖水的水位变化对第一连接线133和第二连接线134的长度进行控制，由此来维持水上结构物的稳定性。

另一方面，如图8所示，本发明的另一实施例的水上结构物控制装置还包括防旋转用连接线170。

上述防旋转用连接线170缠绕于上述柱子120的顶端部和底端部中的一处（本实施例中缠绕于下端部），两端分别紧固于上述水上结构物110的连接部件175。

优选地，上述防旋转用连接线170以不妨碍上述水上结构物110的旋转的方式松散地安装。

在此，如图9所示，在上述柱子120还可固定设置至少一个连接线固定部件176，以固定上述防旋转用连接线170的中心的缠绕位置。

如图10所示，该连接线固定部件176形成为

字断面形状，在连接线固定部件176的两端固定的情况下，在连接线固定部件176内形成空间。

因此，上述防旋转用连接线170穿过该连接线固定部件176的空间，并放置为能够实现安全地维持固定于上述水上结构物110某一处的防旋转用连接线的中心缠绕部分。

在此，可通过如下方式实现相同的防旋转效果，即一对连接线固定部件176以未图示的连接环的形态固定地设置于柱子120上，在该连接环上分别连接一对防旋转用连接线170的一端，将上述防旋转用连接线170的另一端相互交叉地紧固于上述水上结构物110的连接部件175。

另外，如图11所示，也可通过如下方式实现相同的防旋转效果，即代替上述连接线固定部件176或者上述连接环，在水深的底部处单独设置一对接地固定部件177，在每个接地固定部件分别连接一对防旋转用连接线170的一端，且将上述防旋转用连接线170的另一端相互交叉地紧固于上述水上结构物110的连接部件175。

在这种情况下，上述防旋转用连接线170的两端可以不妨碍上述水上结构物110的旋转的方式设置。尤其，优选地，柱子120与一对接地固定部件177配置成一直线。

这里，即使当上述接地固定部件177的两个端部不在水深底部处设置，而在地面上松散地安装以与柱子120位于相同直线上，使得不妨碍上述水上结构物110的旋转，也可期待相同的效果。

下面，参照附图，对根据本发明还包括防旋转用连接线170的水上结构物控制装置的控制方法进行详细说明。

当水上环境恶化而起大浪或者大风的情况下，水上结构物旋转机构130的第一连接线133和第二连接线134有可能断线。

在这样的情况下，可解除水上结构物110被第一连接线133和第二连接线134约束的状态。结果，无法对太阳能电池模块的入射角进行调节以及不能稳定地操作太阳能发电，有可能导致主要设施破损。

在这种情况下，水上结构物110受风浪的影响沿某一方向不可控制地旋转。在此，两端松散地安装于水上结构物110的两侧处的防旋转用连接线170成为紧绷的状态，来约束水上结构物110的旋转，由此在水上结构物旋转机构130的第一连接线133和第二连接线134断开的紧急情况下起到临时支撑水上结构物110的作用。

因此，即使在恶劣天气的情况下，因第一连接线133、第二连接线134断开而使水上结构物110变得不可控制时，水上结构物110也能够以安全方式临时支撑，由此能够防止太阳能发电设别的破损，并且修理致动部件后能够稳定地运行太阳能发电设备。

虽然上文详细说明了本发明的示例性实施例，但是本发明不限于此，应该理解，对本发明所属技术领域的普通技术人员显见的本文上述的基本发明性概念的很多变化和修改，将落入所附权利要求书限定的本发明的主旨和范围内。

Claims (12)

1.一种用于控制水上结构物的装置，所述装置包括：

水上结构物（110），所述水上结构物（110）安装为能够漂浮于水（W）上；

柱子（120），所述柱子（120）以贯穿所述水上结构物（110）的中心的方式直立固定，并根据水位引导所述水上结构物（110）的升降；

水上结构物旋转机构（130），所述水上结构物旋转机构（130）设有一对第一动力装置（131）和第二动力装置（132）与一对第一连接线（133）和第二连接线（134），其中，所述成对第一动力装置（131）和第二动力装置（132）设置于地面上，所述成对第一连接线（133）和第二连接线（134）的两端分别与所述第一动力装置（131）和所述第二动力装置（132）以及所述水上结构物（110）以相互交叉的方式连接；

连接线缠绕测量机构（140），所述连接线缠绕测量机构（140）与所述第一连接线（133）相对应地固定设置在地面上，并用于测量缠绕量；以及

控制机构（150），所述控制机构（150）与所述连接线缠绕测量机构（140）相连接，并根据各季节太阳轨道而不同的基准角正逆控制所述成对第一动力装置（131）和第二动力装置（132）的致动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述连接线缠绕测量机构（140）包括：

固定部件（141），所述固定部件（141）固定地设置于地面上；

延伸部件（143），所述延伸部件（143）被支撑于所述固定部件（141）的一侧，并沿着所述第一连接线（133）的长度方向延伸；

多个辊（145），所述多个辊（145）设置于所述延伸部件（143）的一侧，以容许所述第一连接线（133）按预定间隔缠绕，并能够随着所述第一连接线（133）的缠绕而旋转；以及

传感器部件（147），所述传感器部件（147）固定于所述延伸部件（143）的另一侧，用于检测所述多个辊（145）中的一个的转数。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述传感器部件（147）包括杆（147a）和传感器（147b），所述杆（147a）延伸到所述多个辊（145）中的所述一个的外侧并以互锁方式旋转，所述传感器（147b）与所述杆（147a）相对应地设置于延伸部件（143）的另一侧。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述传感器（147b）与所述控制机构（150）电连接。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括水位测量单元（160），所述水位测量单元（160）位于所述柱子（120）的内部空间（122）内，用于测量水位。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述柱子（120）形成有空气流入孔（124）与水流入孔（126），其中，所述空气流入孔（124）设于所述柱子（120）的上部，以使空气流入所述内部空间（122）内，所述水流入孔（126）设于所述柱子（120）的下部，以使水流入所述内部空间（122）内。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述水位测量单元（160）包括：

浮力部件（162），所述浮力部件（162）位于流入所述柱子（120）的内部空间（122）内的水的水面上；以及

距离测量传感器（164），所述距离测量传感器（164）安装于所述水上结构物（110）的内部空间内，用于测量所述距离测量传感器与所述浮力部件（162）之间的距离。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括防旋转用连接线（170），所述防旋转用连接线（170）的中心缠绕于所述柱子（120）的顶端部和底端部中的一处，而且两端紧固于所述水上结构物（110）的两侧处。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述防旋转用连接线（170）的两端部以不妨碍所述水上结构物（110）的旋转的方式松散地安装。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，在所述柱子（120）上设有连接线固定部件（176），所述连接线固定部件（176）用于固定所述防旋转用连接线（170）的缠绕位置。

11.一种用于控制水上结构物的方法，所述方法包括：

第一步骤（S10），正逆致动第一动力装置（131）和第二动力装置（132）；

第三步骤（S30），基于第一连接线（133）的缠绕量，测量所述水上结构物（110）的旋转角度；

第四步骤（S40），将测得的所述水上结构物（110）的旋转角度与根据各季节太阳轨道而输入的基准角进行比较；以及

第五步骤（S50），通过停止致动所述第一动力装置（131）和所述第二动力装置（132），固定所述水上结构物（110）。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括第二步骤（S20），当正逆致动所述第一动力装置（131）和所述第二动力装置（132）时，测量设有杆（147a）的辊（145）的旋转时间。

Images