CN105999933B - 太阳能除雾霾装置 - Google Patents

Abstract

一种太阳能除雾霾装置，包括一壳体，所述壳体的上方设有太阳能电池板和雾霾探测器，所述太阳能电池板的背面连接一角度调节旋钮，所述壳体的外周设有导轨，所述导轨连接水雾喷头，所述壳体的下方设有储水箱，所述壳体的内部设有用于抽水的水泵及用于调节所述角度调节旋钮的太阳能电池板跟踪装置，所述太阳能电池板跟踪装置至少包括主轴、控制器、步进电机、齿轮组件，所述主轴与所述角度调节旋钮连接，所述控制器用于控制所述步进电机和所述水泵的工作，所述齿轮组件与所述主轴及所述步进电机连接，所述控制器设有水雾喷洒程式和步进电机控制程式。本发明能够使太阳能电池板实时自动的获取最大的日射量，喷洒范围较大，除雾霾效果更强。

Description

太阳能除雾霾装置

技术领域

本发明涉及环境技术领域，特别是涉及一种太阳能除雾霾装置。

背景技术

随着工业文明进程的加速，环境问题已日渐严峻，逐步威胁到人类生存环境，各种工业排放，汽车尾气排放，煤炭燃烧是是空气杂质剧增形成雾霾。治理雾霾，消除污染已成为人们的重中之重。雾霾的组成成分非常复杂，包括数百种大气颗粒物，其中危害人类健康的主要是直径小于10微米的气溶胶粒子，它不仅能直接进入并粘附在人体上下呼吸道和肺叶中，引起鼻炎、支气管炎等病症，严重的影响行人的出行安全，还能长时间的集聚在车流量较多的道路上，直接导致视距变短，交通事故频发，且不断排放的汽车尾气也进一步的增加了道路周边的雾霾浓度。

目前雾霾的消除方法主要依靠自然降雨和人工降雨来实现。其中自然降雨受天气制约，无法实现人工控制；人工降雨需要的设备复杂，操作不便，且对能源消耗较大，由于太阳能是一种环保的绿色能源，能够用于除雾霾装置，以改善雾霾天带来的种种不便。中国专利201520200780.4提出了一种全自动太阳能雾霾、扬尘消除装置，能够利用太阳能通过喷雾对雾霾进行消除，但由于太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化等问题，而该装置的太阳能电池板采用固定式安装，不跟随太阳位置的变化而移动，不能有效的保证电池板对太阳能的最佳接收，无法获取最大的日射量，严重影响光电转换效率，最终影响雾霾的清除效果，且该装置的喷洒范围较小，除雾霾效果不佳。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种太阳能除雾霾装置，解决现有技术太阳能电池板不能跟随太阳位置的变化而移动，无法获取最大的日射量，且喷洒范围较小，除雾霾效果不佳的问题。

一种太阳能除雾霾装置，包括一壳体，所述壳体的上方设有太阳能电池板和雾霾探测器，所述太阳能电池板的背面连接一角度调节旋钮，所述壳体的外周设有导轨，所述导轨连接水雾喷头，所述壳体的下方设有储水箱，所述壳体的内部设有用于抽水的水泵及用于调节所述角度调节旋钮的太阳能电池板跟踪装置，所述太阳能电池板跟踪装置至少包括主轴、控制器、步进电机、齿轮组件，所述主轴与所述角度调节旋钮连接，所述控制器用于控制所述步进电机和所述水泵的工作，所述齿轮组件与所述主轴及所述步进电机连接，所述控制器设有水雾喷洒程式和步进电机控制程式。

本发明提出的太阳能除雾霾装置结构简单，能够使太阳能电池板实时自动的获取最大的日射量，在雾霾导致环境污染严重的情况下通过喷洒水雾实现除雾霾，且通过多个水雾喷头旋转喷洒，喷洒范围较大，除雾霾效果更强，给人们带来健康的环境，并且节约能源，环保性好。

上述太阳能除雾霾装置，其中，所述齿轮组件包括第一齿轮及第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮连接，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径，所述第一齿轮通过一传动杆连接所述步进电机，所述主轴穿过所述第二齿轮，且所述第二齿轮带动所述主轴旋转。

上述太阳能除雾霾装置，其中，所述控制器为单片机。

上述太阳能除雾霾装置，其中，所述控制器包括一实时时钟芯片。

上述太阳能除雾霾装置，其中，所述步进电机控制程式的工作步骤为：

1)、步进电机控制程式开机，初始化；

2)、读取所述实时时钟芯片的时间，包括年、月、日及实时时间；

3)、分析所述实时时钟芯片的时间；

4)、所述控制器根据实时时钟芯片的时间，通过控制所述主轴，调节所述角度调节旋钮的角度，以改变所述太阳能电池板的朝向。

上述太阳能除雾霾装置，其中，所述水雾喷洒程式的工作步骤为：

S1)、水雾喷洒程式开机，初始化；

S2)、读取所述雾霾探测器的空气污染值，若空气污染值低于预设值，执行步骤S3，若空气污染值高于或等于预设值，执行步骤S4；

S3)、水雾喷洒程式待机，所述雾霾探测器继续监测空气污染值；

S4)、所述控制器控制所述水泵抽水，并通过所述水雾喷头向周围喷洒水雾，所述水雾喷头通过所述导轨实现旋转喷洒。

上述太阳能除雾霾装置，其中，所述水雾喷洒程式和所述步进电机控制程式均采用C语音编写。

上述太阳能除雾霾装置，其中，所述水雾喷头的数量至少为两个。

上述太阳能除雾霾装置，其中，所述储水箱内设有水位感应器和报警器。

上述太阳能除雾霾装置，其中，所述壳体的内部进一步设有用于储电的蓄电池。

附图说明

图1为本发明第一实施例提出的太阳能除雾霾装置的结构示意图；

图2为图1中壳体的内部结构示意图；

图3为本发明第二实施例提出的太阳能除雾霾装置中壳体的内部结构示意图。

主要元件符号说明

壳体 101； 太阳能电池板 102

雾霾探测器 103； 角度调节旋钮 104

导轨 105； 水雾喷头 106

储水箱 107； 水泵 108，108a

导管 109，109a； 传动杆 111，111a

太阳能电池板跟踪装置 110，110a； 蓄电池 112a

水位感应器 1071； 报警器 1072

主轴 1101，1101a； 控制器 1102，1102a

步进电机 1103，1103a； 齿轮组件 1104，1104a

轴承 1105，1105a； 底座 1106，1106a

实时时钟芯片 11021，11021a 第一齿轮 11041，11041a

第二齿轮 11042，11042a；

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在一居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明第一实施例提出的太阳能除雾霾装置，其包括一壳体101，所述壳体101的上方设有太阳能电池板102和雾霾探测器103，所述太阳能电池板101的背面连接一角度调节旋钮104，所述壳体101的外周设有导轨105，所述导轨105连接水雾喷头106，具体可通过滚轮与水雾喷头106连接，保证水雾喷头106能沿着导轨105旋转，所述水雾喷头106的数量至少为两个，且均匀分布在壳体101的外周，所述壳体101的下方设有储水箱107，所述壳体101的内部设有用于抽水的水泵108、导管109及用于调节所述角度调节旋钮104的太阳能电池板跟踪装置110，所述导管109分别于所述储水箱107和所述水雾喷头106连接，所述太阳能电池板跟踪装置110包括主轴1101、控制器1102、步进电机1103、齿轮组件1104，轴承1105及底座1106，所述主轴1101与所述角度调节旋钮104连接，通过主轴1101的旋转控制角度调节旋钮104的角度，从而控制太阳能电池板102的朝向，所述控制器1102用于控制所述步进电机1103和所述水泵108的工作，所述控制器1102采用单片机，所述齿轮组件1104与所述主轴1101及所述步进电机1103连接，所述控制器1102设有水雾喷洒程式和步进电机控制程式。所述底座1106用于支撑所述控制器1102，所述雾霾探测器103、水雾喷头106、水泵108及太阳能电池板跟踪装置110均由太阳能电池板102提供电源。

所述齿轮组件1104包括第一齿轮11041及第二齿轮11042，所述第一齿轮11041与所述第二齿轮11042连接，所述第一齿轮11041的直径小于所述第二齿轮11042的直径，所述第一齿轮11041通过一传动杆111连接所述步进电机1103，所述主轴1101穿过所述第二齿轮11042，且所述第二齿轮11042带动所述主轴1101旋转，这样，通过步进电机1103的工作依次带动第一齿轮11041、第二齿轮11042转动，最终带动主轴1101转动，进而控制角度调节旋钮104的角度的变化，实现太阳能电池板102朝向的改变。

所述控制器1102还包括一实时时钟芯片11021，用于显示年、月、日及实时时间，年、月、日包括阳历和农历日期，所述实时时钟芯片11021采用DS12C887。

所述控制器1102中步进电机控制程式的工作步骤为：

1)、步进电机控制程式开机，初始化；

2)、读取所述实时时钟芯片11021的时间，包括年、月、日及实时时间；

3)、分析所述实时时钟芯片11021的时间；

4)、所述控制器1102根据实时时钟芯片11021的时间，通过控制所述主轴1101，调节所述角度调节旋钮104的角度，以改变所述太阳能电池板102的朝向。

上述步进电机控制程式的工作步骤，其中，分析所述实时时钟芯片的时间，分析依据地球绕太阳运行的规律，由于即使在同纬度的地方，在不同的季节，太阳的入射角也是不同的，为获得最大的日射量，采取下列运算公式：

夏季时节，即从春分到秋分，

冬季时节，即从秋分到春分，

其它季节，

式中，δ为太阳能电池板102的倾斜角度，为当地的地理纬度。

此外，还跟根据具体使用地白天的日照时长及角度，确定太阳能电池板102的倾斜角度δ，更可以手动调节角度调节旋钮104，以改变太阳能电池板102的倾斜角度δ，保证太阳能电池板102获得最大的日射量。

所述控制器1102中所述水雾喷洒程式的工作步骤为：

S1)、水雾喷洒程式开机，初始化；

S2)、读取所述雾霾探测器103的空气污染值，若空气污染值低于预设值，执行步骤S3，若空气污染值高于或等于预设值，执行步骤S4；

S3)、水雾喷洒程式待机，所述雾霾探测器103继续监测空气污染值；

S4)、所述控制器1102控制所述水泵108抽水，并通过所述水雾喷头106向周围喷洒水雾，所述水雾喷头106通过所述导轨105实现旋转喷洒。

上述水雾喷洒程式的工作步骤，其中，所述储水箱107内设有水位感应器1071和报警器1072，在所述水雾喷洒程式初始化之前，所述水位感应器1071首先检测储水箱107内的水量，若储水箱107内的水量不能满足喷洒需要时，所述报警器1072发出报警提醒操作者加水，所述水雾喷洒程式不执行初始化；所述储水箱107内的水量能够满足喷洒需要时，所述水位感应器1071向所述控制器1102发送信号，此时所述水雾喷洒程式开始初始化。

本实施例中，所述水雾喷洒程式和所述步进电机控制程式均采用C语音编写。

请参阅图3，本发明第二实施例提出的太阳能除雾霾装置，本实施例与第一实施例大抵相同，不同之处在于本实施例中的太阳能除雾霾装置在第一实施例的基础上，壳体101a的内部进一步设有用于储电的蓄电池112a，所述蓄电池112a与太阳能电池板102a连接，所述太阳能电池板102a的电能能够储存在壳体101a中，在阴天或太阳光照不足的情况下，由蓄电池112a进行供电。

本发明提出的太阳能除雾霾装置结构简单，能够使太阳能电池板实时自动的获取最大的日射量，在雾霾导致环境污染严重的情况下通过喷洒水雾实现除雾霾，且通过多个水雾喷头旋转喷洒，喷洒范围较大，除雾霾效果更强，给人们带来健康的环境，并且节约能源，环保性好。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种太阳能除雾霾装置，包括一壳体，所述壳体的上方设有太阳能电池板和雾霾探测器，其特征在于，所述太阳能电池板的背面连接一角度调节旋钮，所述壳体的外周设有导轨，所述导轨连接水雾喷头，所述壳体的下方设有储水箱，所述壳体的内部设有用于抽水的水泵及用于调节所述角度调节旋钮的太阳能电池板跟踪装置，所述太阳能电池板跟踪装置至少包括主轴、控制器、步进电机、齿轮组件，所述主轴与所述角度调节旋钮连接，所述控制器用于控制所述步进电机和所述水泵的工作，所述齿轮组件与所述主轴及所述步进电机连接，所述控制器设有水雾喷洒程式和步进电机控制程式，所述控制器包括一实时时钟芯片，所述步进电机控制程式的工作步骤为：

1)、步进电机控制程式开机，初始化；

2)、读取所述实时时钟芯片的时间，包括年、月、日及实时时间；

3)、分析所述实时时钟芯片的时间；

4)、所述控制器根据实时时钟芯片的时间，通过控制所述主轴，调节所述角度调节旋钮的角度，以改变所述太阳能电池板的朝向，其中，所述控制器为单片机，所述步进电机控制程式中采取下列运算公式计算所述太阳能电池板的倾斜角度，

夏季时节，即从春分到秋分，

冬季时节，即从秋分到春分，

其它季节，

式中，δ为太阳能电池板( 102) 的倾斜角度，为当地的地理纬度。

2.根据权利要求1所述的太阳能除雾霾装置，其特征在于，所述齿轮组件包括第一齿轮及第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮连接，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径，所述第一齿轮通过一传动杆连接所述步进电机，所述主轴穿过所述第二齿轮，且所述第二齿轮带动所述主轴旋转。

3.根据权利要求1所述的太阳能除雾霾装置，其特征在于，所述水雾喷洒程式的工作步骤为：

S1)、水雾喷洒程式开机，初始化；

S2)、读取所述雾霾探测器的空气污染值，若空气污染值低于预设值，执行步骤S3，若空气污染值高于或等于预设值，执行步骤S4；

S3)、水雾喷洒程式待机，所述雾霾探测器继续监测空气污染值；

S4)、所述控制器控制所述水泵抽水，并通过所述水雾喷头向周围喷洒水雾，所述水雾喷头通过所述导轨实现旋转喷洒。

4.根据权利要求3所述的太阳能除雾霾装置，其特征在于，所述水雾喷洒程式和所述步进电机控制程式均采用C语音编写。

5.根据权利要求1所述的太阳能除雾霾装置，其特征在于，所述水雾喷头的数量至少为两个。

6.根据权利要求5所述的太阳能除雾霾装置，其特征在于，所述储水箱内设有水位感应器和报警器。

7.根据权利要求6所述的太阳能除雾霾装置，其特征在于，所述壳体的内部进一步设有用于储电的蓄电池。