CN106707457B

CN106707457B - 一种太阳能聚光碟片调光系统

Info

Publication number: CN106707457B
Application number: CN201710033234.XA
Authority: CN
Inventors: 蔡晓强; 柯尊辉; 许平; 许德林
Original assignee: Western International Green Energy Stirling Guizhou Intelligent Equipment Manufacturing Co ltd
Current assignee: Western International Green Energy Stirling Guizhou Intelligent Equipment Manufacturing Co ltd
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2037-01-18
Also published as: CN106707457A

Abstract

本发明公开了一种斯特林太阳能聚光碟片调光系统，包括碟架和安装在碟架上构成碟面的碟片，碟架上安装有调光手（100），调光手（100）前端连接碟片的碟片调整杆，后端连接调光控制器（200），碟面焦点处安装调光色板（400），远处安装望远镜（500），碟架、调光色板（400）和望远镜（500）在一条直线上，望远镜（500）旁边配置调光手柄（600），调光手柄（600）通过路由器（700）和调光控制器（200）连接。用望远镜进行人工观察调光色板投射在镜面上的投影，通过手柄调节调光手转动，控制碟片前后运动，实现调光的目的。

Description

一种太阳能聚光碟片调光系统

技术领域

本发明涉及一种用于调节太阳能聚光镜片的系统。

背景技术

对于碟式斯特林镜面调光来说，调焦技术还不够成熟，主要是采用人工进行调焦，每次调节至少需要两个人，一个人用人眼观察，另一个人爬到碟架上拧动调节杆进行调节，人工调光的难度大，效率低，并且聚焦效果不理想，从而造成斯特林发动机转换效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有的碟式斯特林镜面调焦困难的问题，提供了一种便于调光的系统。

本发明技术方案：

一种斯特林太阳能聚光碟片调光系统，包括碟架和安装在碟架上构成碟面的碟片，碟架上安装有调光手，调光手前端连接碟片的碟片调整杆，后端连接调光控制器，碟面焦点处安装调光色板，远处安装望远镜，碟架、调光色板和望远镜在一条直线上，望远镜旁边配置调光手柄，调光手柄通过路由器和调光控制器连接。

碟片的碟片调整杆安装在碟架上的安装点支座上；调光手包括外卡扣和外卡扣拨环，外卡扣安装在外筒套前端，外筒套后端连接电机，电机连接调整杆，调整杆位于外筒套的轴线上，调整杆前端安装内卡扣和内卡扣拨环，外卡扣和安装点支座配合连接，内卡扣和碟片调整杆配合连接。

电机后端接连后筒套，后筒套上安装有外卡扣拉闸和内卡扣拉闸，外卡扣拉闸和内卡扣拉闸分别通过拉杆连接外卡扣拨环和内卡扣拨环。

外卡扣后半段的内壁面有六角形的螺母配合槽。

电机后端接连后筒套，后筒套后端安装有锁紧把手。

外卡扣前端的内壁上安装有外弹珠，内卡扣前端的内壁上安装有内弹珠。

本发明的有益效果：

调光色板上不同区域的颜色与碟面每一片镜面一一对应，望远镜、调光色板和碟面中心点需要保在同一条直线上，用望远镜进行人工观察调光色板投射在镜面上的投影，通过手柄调节调光手转动，控制碟片前后运动，实现调光的目的。

特别设计的调光手，用接头连接碟片外固定卡位和内调节卡位,直线电机推拉内卡位实现碟片的前后调节，精确调节碟面的焦距，简单实用，安装便捷，能适用碟架较小空间工作，易于制造。

附图说明：

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明功能模块示意图。

图3为调光手结构示意图。

图4位调光手安装结构示意图。

具体实施方式：

实施例：

碟架上安装有调光手100，调光手100前端连接碟片的碟片调整杆，后端连接调光控制器200，碟面焦点处安装调光色板400，远处安装望远镜500，碟架、调光色板400和望远镜500在一条直线上，望远镜500旁边配置调光手柄600，调光手柄600通过路由器700和调光控制器200连接。本实施例中有两个调光手100，分别一号调光手和二号调光手。调光色板400上根据碟片的数量绘制有不同颜色的色块，从远处观察碟片镜面，调光色板400上的的色块就会映照在对应的碟片上，如果碟片的焦距不对，就映照出来的色块就会有误差。色板4要安装在焦距和聚光碟之间，1倍焦距之内。假设色板4安装位置到焦点的距离为L1，观察点距离碟面中心的距离为L2。先确定L1或者L2，然后根据成像规律，就可以计算出L2或者L1。实际操作中一般将L2设置为100米。

功能模块介绍

1.调光手柄600

1）MCU1最小系统

此次设计的调光手柄电路是基于STM32F103RCT6芯片进行开发的，采用外部8MHz晶振，通过配置锁相环（PLL）分频后可达72MHz。另外还接有1个32.768KHz的晶振，分频后作为RTC的时钟源。其次还备有一个3V的纽扣电源（BAT）。

2）JTAG接口

JTAG接口用来连接J-LINK下载程序到MCU1，同时也是程序调试接口。

3）TFT_LCD接口

TFT_LCD接口连接TFT_LCD触摸屏，用来显示调光运行中调光枪的运行画面和参数。

4）3个LED

LED1为电源指示灯。

LED2点亮为开始调光，熄灭为暂停调光。

LED3点亮为调光完成。

5）7个按键

按键1为芯片复位按键。

按键2为开始/暂停按键。

按键3为调光完成按键。

按键4为调光手1正转按键。

按键5为调光手1反转按键。

按键6为调光手2正转按键。

按键7为调光手2反转按键。

6）WIFI

通过WIFI连接调光控制器。

7）RS485总线接口

可以通过RS485总线与调光控制器进行有线连接。

8）电源

电源采用外部12V电源供电，通过内部将12V电源经开关电源芯片降压成5V稳压电源，再将5V电源经3.3V降压芯片转化成3.3V的稳压电源，给芯片供电。

2.望远镜

用望远镜进行人工观察调光色板投射在镜面上的投影，通过调光手柄对镜面进行调节。

3. 调光控制器200

1） MCU2最小系统

此次设计的调光控制器是基于STM32F407ZET6芯片进行开发的，采用8MHz外部晶振，通过配置锁相环（PLL）倍频后最高可达168MHz。另外还接有1个32.768KHz的外部晶振，分频后作为RTC的时钟源。其次还备有一个3V的纽扣电源（BAT）。

2）以太网

通过以太网连接路由器，路由器与调光手柄通过WIFI连接。

3） WIFI

通过WIFI连接调光手柄。

4） SRAM

增加SRAM进行内存扩展。

5） EEPROM

增加EEPROM用来存储重要参数，防止掉电数据丢失。

6）5个LED

LED1点亮为调光准备好，熄灭为终止调光。

LED2 点亮为调光开始，熄灭为暂停调光。

LED3常亮为调光完成。

LED4点亮为错误预警。

LED5为电源指示灯。

7）蜂鸣器

蜂鸣器用来作为错误预警信号。

8）TFT_LCD接口

TFT_LCD接口连接TFT_LCD触摸屏，用来显示调光运行中的画面和参数，同时可以通过触摸屏设置或调整参数。

9）6个按键

按键1为调光准备好按键，当设备准备就绪时，按下该按键，LED1指示灯点亮。

按键2为手动控制调光手1正转按键。

按键3为手动控制调光手1反转按键。

按键4为手动控制调光手2正转按键。

按键5为手动控制调光手2反转按键。

按键6为芯片复位按键。

（备注：按键2到5主要是调光时用来检查调光手是否正常运转。）

10）CAN总线接口

这里用来作为功能扩展备用接口，如当选用了带CAN总线的摄像头时可以通过CAN总线进行数据传输。

11）JTAG接口

JTAG接口用来连接J-LINK下载程序到MCU2，同时也是程序调试接口。

12）I/O接口

这里将MCU2多余的I/O口引出，可以用来进行功能扩展。

13）RS485总线接口

RS485总线接口用来连接带有RS485接口的摄像头。

14）RS232接口

RS232用来连接电脑，通过上位机对参数进行调试。

15）电源

16）PWM信号1

PWM信号1是通过将MCU2产生的PWM信号，经过光耦隔离成5V的PWM信号，给步进电机驱动器1提供PWM信号。

17）PWM信号2

PWM信号2是通过将MCU2产生的PWM信号，经过光耦隔离成5V的PWM信号，给步进电机驱动器2提供PWM信号。

18）步进电机驱动器接口1

步进电机驱动器接口1连接1号调光手，驱动1号调光手上的步进电机进行正反转。

19）步进电机驱动器接口2

步进电机驱动器接口2连接2号调光手，驱动2号调光手上的步进电机进行正反转。

调光过程中，需要正确连接调光设备，当安装完成后，通过按下调光控制器200上的按键2到按键5，观察2个调光手是否正常转动，在确保2个调光手正常转动后，按下调光控制器上的按键1（调光准备好按键），调光控制器上的LED1（调光准备好指示灯）点亮，调光手柄600上的LCD屏会显示准备就绪的信息，接下来可以进行调光。调光手柄600上的LCD显示屏能实时显示摄像头传回来的调光手的运转状况，方便调光工程师做出正确的判断。开始调光时，按下调光手柄上的按键2（开始/暂停按钮），当调光手柄600上的LED2指示灯点亮，才可以通过调光手柄600上的4个调光按键控制调光手转动。当需要暂停调光时，再次按下调光手柄600上的按键2（开始/暂停按钮），调光手柄600上的LED2指示灯熄灭，调光暂停。当调光完成后，按下调光手柄600上的按键3（调光完成按键），调光手柄600上的LED3（调光完成指示灯）点亮，同时调光控制器200接收到调光完成信号，调光控制器200上的LED3（调光完成指示灯）点亮，此时调光完成。调光控制器200上的LED1（调光准备好指示灯）点亮才能进行整个调光过程，否则不能进行调光。

调光手100的结构如图3和图4，外卡扣1安装在外筒套4前端，外筒套4后端连接电机9，电机9连接调整杆，调整杆位于外筒套4的轴线上，外筒套4两侧开有槽孔。调整杆前端安装内卡扣13和内卡扣拨环5。电机9后端接连后筒套10，后筒套10上安装有外卡扣拉闸16和内卡扣拉闸12，外卡扣拉闸16和内卡扣拉闸12分别通过拉杆连接外卡扣拨环2和内卡扣拨环5，外卡扣拨环2和外弹簧3套在外卡扣1上，内卡扣拨环5和内弹簧6套在内卡扣13上。外卡扣1前端的内壁上安装有外弹珠15，内卡扣5前端的内壁上安装有内弹珠14。外卡扣1后半段的内壁面有六角形的螺母配合槽。后筒套10后端安装有锁紧把手11。本实施例中的电机9为步进电机。

调光手安装方法：

如图3，碟片安装在碟架的调节点支座上，调节点支座后端是可以开合的螺纹套筒，松开锁紧螺母可以调节碟片的前后位置。使用时先通过压下外卡扣拉闸16向后拉动外卡扣拨环2，然后将外卡扣1套在调节支点座的卡位处后再松开压下的外卡扣拉闸16，外卡扣1前端的内壁上的外弹珠15和调节支点座的卡位配合，外卡扣1的六角形螺母配合槽和锁紧螺母配合。然后通过压下内卡扣拉闸12向后拉动内卡扣拨环5，然后将内卡扣13套在碟片调节杆的卡位处后再松开压下的外卡扣拉闸12，内卡扣13前端的内壁上的内弹珠14和碟片调节杆上的卡位配合。

安装好后开始调节：先握住锁紧把手11转动外套筒4带动外卡扣1松开锁紧螺母。电机9通过正反转驱动内卡扣13和碟片调节杆前进与后退，从而调节碟片与调节点支座间的距离，从而使碟片正确对焦。调节好碟片位置后握住锁紧把手11转动外套筒4带动外卡扣1旋紧锁紧螺母。之后同时压下外卡扣拉闸16和内卡扣拉闸12取下调光手100。

Claims

1.一种斯特林太阳能聚光碟片调光系统，包括碟架和安装在碟架上构成碟面的碟片，其特征在于：碟架上安装有调光手（100），调光手（100）前端连接碟片的碟片调整杆，后端连接调光控制器（200），碟面焦点处安装调光色板（400），远处安装望远镜（500），碟架、调光色板（400）和望远镜（500）在一条直线上，望远镜（500）旁边配置调光手柄（600），调光手柄（600）通过路由器（700）和调光控制器（200）连接；

碟片的碟片调整杆安装在碟架上的安装点支座上；调光手（100）包括外卡扣（1）和外卡扣拨环（2），外卡扣（1）安装在外筒套（4）前端，外筒套（4）后端连接电机（9），电机（9）连接调整杆，调整杆位于外筒套（4）的轴线上，调整杆前端安装内卡扣（13）和内卡扣拨环（5），外卡扣（1）和安装点支座配合连接，内卡扣（13）和碟片调整杆配合连接；

电机（9）后端接连后筒套（10），后筒套（10）上安装有外卡扣拉闸（16）和内卡扣拉闸（12），外卡扣拉闸（16）和内卡扣拉闸（12）分别通过拉杆连接外卡扣拨环（2）和内卡扣拨环（5）；

外卡扣（1）前端的内壁上安装有外弹珠（15），内卡扣（13）前端的内壁上安装有内弹珠（14）；

使用时，先通过压下外卡扣拉闸（16）向后拉动外卡扣拨环（2），然后将外卡扣（1）套在调节支点座的卡位处后再松开压下的外卡扣拉闸（16），外卡扣（1）前端的内壁上的外弹珠（15）和调节支点座的卡位配合，外卡扣（1）的六角形螺母配合槽和锁紧螺母配合；然后通过压下内卡扣拉闸（12）向后拉动内卡扣拨环（5），然后将内卡扣（13）套在碟片调节杆的卡位处后再松开压下的内卡扣拉闸（12），内卡扣（13）前端的内壁上的内弹珠（14）和碟片调节杆上的卡位配合；

调节时，转动外筒套（4）带动外卡扣（1）松开锁紧螺母；电机（9）通过正反转驱动内卡扣（13）和碟片调节杆前进与后退，从而调节碟片与调节点支座间的距离，从而使碟片正确对焦；调节好碟片位置后，转动外筒套（4）带动外卡扣（1）旋紧锁紧螺母。

2.根据权利要求1所述的太阳能聚光碟片调光系统，其特征在于：外卡扣（1）后半段的内壁面有六角形的螺母配合槽。

3.根据权利要求2所述的太阳能聚光碟片调光系统，其特征在于：电机（9）后端接连后筒套（10），后筒套（10）后端安装有锁紧把手（11）。