CN105138020A - 一种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置，包括底座和水平U形摇臂，底座上端面设有设备主控制板和凸台，水平U形摇臂底端设有带有横向滚动轮槽的圆形滚轮，圆形滚轮与底座之间通过金属带轴支架相连接，水平U形摇臂之间设有俯仰U形摇臂，凸台上方的俯仰U形摇臂顶部以及俯仰U形摇臂的底端平面上分别设有光敏传感器和光伏板组件，俯仰U形摇臂之间设有与光敏传感器相配合的透明聚焦球，水平U形摇臂右侧的凸台上以及水平U形摇臂下端面上均设有伺服电机，凸台处的伺服电机输出端与圆形滚轮之间以及水平U形摇臂下端面处的伺服电机输出端与俯仰U形摇臂外侧的转动轮之间均通过同步传送带相连接。

Description

一种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置

技术领域

本发明涉及车载太阳能充电领域，具体来说，涉及一种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置。

背景技术

随着新能源的大力发展，太阳能发电以环保、安全、易于维护等优点逐渐被人们所使用。但是，其转化效率低、不稳定和受地域性限制等不足之处也较为明显。目前，市场上出现了一些太阳能发电装置，但是它们在工作时无法根据太阳光的变化而进行工作角度的调节，因此这样对太阳光的利用并没有达到最大化，并且在运行时由于结构的问题会存在运动盲区。

所以，研制出一种使用时无运动盲区、能全自动运行、设备寿命长，同时还能对太阳光实现可靠的主动跟踪功能的太阳能接收装置，便成为业内人士亟需解决的问题。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置，使用时无运动盲区，并且能全自动运行、设备寿命长，同时还能对太阳光实现可靠的主动跟踪功能。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置，包括底座和水平U形摇臂，所述底座上端面设有设备主控制板和凸台，所述水平U形摇臂底端设有带有横向滚动轮槽的圆形滚轮，其中，所述圆形滚轮与所述底座之间通过金属带轴支架相连接，所述水平U形摇臂之间设有俯仰U形摇臂，所述凸台上方的所述俯仰U形摇臂顶部以及所述俯仰U形摇臂的底端平面上分别设有光敏传感器和光伏板组件，所述俯仰U形摇臂之间设有与所述光敏传感器相配合的透明聚焦球，所述俯仰U形摇臂左右两端均贯穿设有传动轴，其中，所述传动轴一端与所述透明聚焦球紧固连接，所述传动轴另一端均贯穿于所述水平U形摇臂，所述水平U形摇臂右侧的所述凸台上以及所述水平U形摇臂下端面上均设有伺服电机，所述凸台处的所述伺服电机输出端与所述圆形滚轮之间以及所述水平U形摇臂下端面处的所述伺服电机输出端与所述俯仰U形摇臂外侧的转动轮之间均通过同步传送带相连接，所述水平U形摇臂下方的所述凸台前后两侧均设有水平摇臂限位开关，所述光敏传感器前后两侧的所述水平U形摇臂上均设有俯仰摇臂限位开关，其中，所述光敏传感器、所述光伏板组件、所述伺服电机、所述水平摇臂限位开关和所述俯仰摇臂限位开关均通过导线与所述设备主控制板相连接。

进一步的，所述底座上端面设有与所述设备主控制板相连接的锂电池。

进一步的，所述凸台上以及所述水平U形摇臂下端面均设有与所述伺服电机相配合的固定架。

进一步的，所述水平U形摇臂沿所述金属带轴支架轴线方向旋转的最大角度为250度。

进一步的，所述俯仰U形摇臂沿所述传动轴延线方向旋转的最大角度为180度。

本发明的有益效果：通过俯仰U形摇臂、水平U形摇臂以及伺服电机的作用，使得所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置在运行时无运动盲区，同时还能全自动运行、设备寿命长，同时通过光敏传感器能对太阳光实现可靠的主动跟踪功能，进而使这种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置拥有更广阔的发展空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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它的附图。

图1是根据本发明实施例所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置的俯视图；

图3是根据本发明实施例所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置的左视图；

图4是根据本发明实施例所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置的后视图。

图中：

1、透明聚焦球；2、光敏传感器；3、俯仰U形摇臂；4、水平U形摇臂；5、底座；6、固定架；7、伺服电机；8、锂电池；9、同步传送带；10、水平摇臂限位开关；11、光伏板组件；12、设备主控制板；13、传动轴；14、凸台；15、圆形滚轮；16、俯仰摇臂限位开关；17、转动轮；18、金属带轴支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，根据本发明的实施例所述的一种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置，包括底座5和水平U形摇臂4，所述底座5上端面设有设备主控制板12和凸台14，所述水平U形摇臂4底端设有带有横向滚动轮槽的圆形滚轮15，其中，所述圆形滚轮15与所述底座5之间通过金属带轴支架18相连接，所述水平U形摇臂4之间设有俯仰U形摇臂3，所述凸台14上方的所述俯仰U形摇臂3顶部以及所述俯仰U形摇臂3的底端平面上分别设有光敏传感器2和光伏板组件11，所述俯仰U形摇臂3之间设有与所述光敏传感器2相配合的透明聚焦球1，所述俯仰U形摇臂3左右两端均贯穿设有传动轴13，其中，所述传动轴13一端与所述透明聚焦球1紧固连接，所述传动轴13另一端均贯穿于所述水平U形摇臂4，所述水平U形摇臂4右侧的所述凸台14上以及所述水平U形摇臂4下端面上均设有伺服电机7，所述凸台14处的所述伺服电机7输出端与所述圆形滚轮15之间以及所述水平U形摇臂4下端面处的所述伺服电机7输出端与所述俯仰U形摇臂3外侧的转动轮17之间均通过同步传送带9相连接，所述水平U形摇臂4下方的所述凸台14前后两侧均设有水平摇臂限位开关10，所述光敏传感器2前后两侧的所述水平U形摇臂4上均设有俯仰摇臂限位开关16，其中，所述光敏传感器2、所述光伏板组件11、所述伺服电机7、所述水平摇臂限位开关10和所述俯仰摇臂限位开关16均通过导线与所述设备主控制板12相连接。

在一个实施例中，所述底座5上端面设有与所述设备主控制板12相连接的锂电池8。

在一个实施例中，所述凸台14上以及所述水平U形摇臂4下端面均设有与所述伺服电机7相配合的固定架6。

在一个实施例中，所述水平U形摇臂4沿所述金属带轴支架18轴线方向旋转的最大角度为250度。

在一个实施例中，所述俯仰U形摇臂3沿所述传动轴13延线方向旋转的最大角度为180度。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，光线通过所述透明聚焦球1产生光斑，所述光敏传感器2感知所述透明聚焦球1所在位置的光线变化情况，收集光线数据信息，通过导线传递给所述设备主控制板12，所述设备主控制板12分析得到的数据信息，所述伺服电机7作出转动或不转动回应，带动所述水平U形摇臂4和所述俯仰U形摇臂3转动或不转动，调整所述俯仰U形摇臂3上的所述光伏板组件11在空间上的位置，让经过所述透明聚焦球1形成的光斑精准的落在所述光伏板组件11的中心位置，所述光伏板组件11接收到聚焦后的光斑会产生电流，产生的电流通过与所述设备主控制板12连接的导线进入所述设备主控制板12内的相关电路模块进行处理，再经导线接入所述锂电池8进行蓄电，所述锂电池8内储存的电量经导线连接再次接入所述设备主控制板12处理，可输出稳定的电流，供外接设备使用，两个所述俯仰摇臂限位开关16控制所述俯仰U形摇臂3沿所述传动轴13延线方向旋转的最大角度，最大角度是180度，两个所述水平摇臂限位开关10控制所述水平U形摇臂4沿所述金属带轴支架18轴线方向旋转的最大角度，最大角度是250度。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过俯仰U形摇臂3、水平U形摇臂4以及伺服电机7的作用，使得所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置在运行时无运动盲区，同时还能全自动运行、设备寿命长，同时通过光敏传感器2能对太阳光实现可靠的主动跟踪功能，进而使这种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置拥有更广阔的发展空间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (5)

1.一种基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置，包括底座（5）和水平U形摇臂（4），所述底座（5）上端面设有设备主控制板（12）和凸台（14），其特征在于，所述水平U形摇臂（4）底端设有带有横向滚动轮槽的圆形滚轮（15），其中，所述圆形滚轮（15）与所述底座（5）之间通过金属带轴支架（18）相连接，所述水平U形摇臂（4）之间设有俯仰U形摇臂（3），所述凸台（14）上方的所述俯仰U形摇臂（3）顶部以及所述俯仰U形摇臂（3）的底端平面上分别设有光敏传感器（2）和光伏板组件（11），所述俯仰U形摇臂（3）之间设有与所述光敏传感器（2）相配合的透明聚焦球（1），所述俯仰U形摇臂（3）左右两端均设有传动轴（13），其中，所述传动轴（13）一端与所述透明聚焦球（1）紧固连接，所述传动轴（13）另一端均贯穿于所述水平U形摇臂（4），所述水平U形摇臂（4）右侧的所述凸台（14）上以及所述水平U形摇臂（4）下端面上均设有伺服电机（7），所述凸台（14）处的所述伺服电机（7）输出端与所述圆形滚轮（15）之间以及所述水平U形摇臂（4）下端面处的所述伺服电机（7）输出端与所述俯仰U形摇臂（3）外侧的转动轮（17）之间均通过同步传送带（9）相连接，所述水平U形摇臂（4）下方的所述凸台（14）前后两侧均设有水平摇臂限位开关（10），所述光敏传感器（2）前后两侧的所述水平U形摇臂（4）上均设有俯仰摇臂限位开关（16），其中，所述光敏传感器（2）、所述光伏板组件（11）、所述伺服电机（7）、所述水平摇臂限位开关（10）和所述俯仰摇臂限位开关（16）均通过导线与所述设备主控制板（12）相连接。

2.根据权利要求1所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置，其特征在于，所述底座（5）上端面设有与所述设备主控制板（12）相连接的锂电池（8）。

3.根据权利要求1所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置，其特征在于，所述凸台（14）上以及所述水平U形摇臂（4）下端面均设有与所述伺服电机（7）相配合的固定架（6）。

4.根据权利要求1所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置，其特征在于，所述水平U形摇臂（4）沿所述金属带轴支架（18）轴线方向旋转的最大角度为250度。

5.根据权利要求1所述的基于地平坐标系的双轴跟踪式聚光太阳能接收装置，其特征在于，所述俯仰U形摇臂（3）沿所述传动轴（13）延线方向旋转的最大角度为180度。