CN108196591B - 一种太阳能向日跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能向日跟踪装置，包括固定设置于地面上的底座，所述底座内设置有传动腔，所述传动腔右侧上下内壁内可转动的设置有贯穿所述底座并伸入外部空间的第一转轴，所述第一转轴外表面动力连接设置有位于所述传动腔内的第三同步轮，所述第一转轴上侧外表面动力连接设置有位于外部空间的转动圆盘A，所述转动圆盘A左侧上端面固定设置有与所述转动圆盘A外边缘齐平且指向所述转动圆盘A中心的导向块，所述第一转轴内设置有贯穿所述第一转轴的轴腔，本发明装置结构简单，使用方便，此装置采用一系列结构实现了自动向日的跟踪功能，有效提高了太阳能的使用效率。

Description

一种太阳能向日跟踪装置

技术领域

本发明涉及太阳能领域，具体涉及一种太阳能向日跟踪装置。

背景技术

随着科技的发展，社会的进步，国家一直促进高科技的发展，新能源在生活中越来越多的替代传统的能源，在太阳能领域中，需要充分利用太阳的能源，传统的办法是采用直接将太阳能电池板铺设到地面上，此装置采用一系列结构实现了自动向日的跟踪功能，有效提高了太阳能的使用效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能向日跟踪装置，能够克服现有技术的上述缺陷。

根据本发明，本发明装置的一种太阳能向日跟踪装置，包括固定设置于地面上的底座，所述底座内设置有传动腔，所述传动腔右侧上下内壁内可转动的设置有贯穿所述底座并伸出外部空间的第一转轴，所述第一转轴外表面动力连接设置有位于所述传动腔内的第三同步轮，所述第一转轴上侧外表面动力连接设置有位于外部空间的转动圆盘A，所述转动圆盘A左侧上端面固定设置有与所述转动圆盘A外边缘齐平且指向所述转动圆盘A中心的导向块，所述第一转轴内设置有贯穿所述第一转轴的轴腔，所述轴腔内设置有与所述传动腔下端内壁固定配合连接的支撑杆，所述支撑杆上端设置有与所述支撑杆上端面固定配合连接的投影圆球，所述投影圆球上方设置有与L形撑杆固定配合连接的视觉识别装置，所述L形撑杆固定设置于所述底座右侧上端面，所述传动腔左侧上端壁内设置有贯穿所述传动腔且与所述传动腔左侧下端壁转动配合连接的转杆，所述转杆向上伸出外部空间且所述转杆外表面动力连接设置有位于所述传动腔内的第一同步轮，所述转杆上端面固定配合连接设置有转动圆盘B，所述转动圆盘B上端面左侧固定设置有第二电机，所述第二电机的输出轴前端外表面动力连接设置有第一摆杆，所述第一摆杆前端面上侧转动配合连接设置有第二摆杆，所述第二摆杆右侧后端面转动配合连接设置有摆动板，所述摆动板可转动的设置于两个铰链座之间，两个铰链座前后对称设置于所述圆盘B上端面右侧，所述摆动板右侧倾斜端面上固定设置有太阳能电池板，所述传动腔下端壁内固定设置有第一电机，所述第一电机的输出轴上端外表面动力连接设置有位于所述传动腔内的第二同步轮，所述第二同步轮外表面缠绕设置有与所述第一同步轮和第三同步轮动力连接的同步带，从而构成完整的太阳能向日跟踪装置，实现了由所述视觉识别装置识别所述投影圆球在所述转动圆盘A上端面的投影，使所述第一电机驱动所述转动圆盘A转动，使所述导向块与所述投影对正，则所述转动圆盘B也发生相同的转动；所述传动腔底壁中设置有散热系统，所述散热系统包括设置在传动腔底壁中且位于所述第一电机外周的环形槽以及设置在所述环形槽中的散热片，所述散热片与所述第一电机固定连接，所述环形槽底壁中设置有与外部相通的散热孔，从而所述第一电机运行时所产生的热量可通过所述散热片传导至环形槽中，再通过所述散热孔散发至外部，从而可避免所述第一电机上的热量堆积，可提高所述第一电机的使用寿命。

进一步的技术方案，所述视觉识别装置设置于所述投影圆球正上方，所述视觉识别装置可对所述转动圆盘A上端面进行全局扫描拍照，从而提高了装置的技术先进性。

进一步的技术方案，所述第二同步轮的高度大于所述第一同步轮和第三同步轮的高度，所述同步带可绕过所述第二同步轮外表面，较高的所述第二同步轮将更有力的带动所述第一同步轮和第三同步轮转动，从而使所述第二同步轮外表面张紧缠绕所述同步带，有效提高了传动效率。

进一步的技术方案，所述第一同步轮和第三同步轮的半径相同，所述第二同步轮的半径小于所述第一同步轮和第三同步轮的半径，从而使所述第二同步轮可同步带动所述第一同步轮和第三同步轮转动，且具有较大的扭矩，提高了设备的运行稳定性。

进一步的技术方案，所述导向块上端面设置有若干整齐划分的刻度线，所述投影圆球产生的投影可在所述刻度线上移动，从而使所述视觉识别装置可根据刻度与影子之间的距离关系向控制装置发出指令，使相应结构发生动作，提高设备的联动性。

本发明的有益效果是：

本发明设备在初始状态时，所述第二电机可驱动所述第一摆杆摆动，则通过所述第一摆杆、第二摆杆、铰链座和摆动板形成的连杆结构，使所述第二电机可间接驱动所述摆动板进行摆动，与所述传动腔右侧下端内壁固定配合连接且贯穿所述轴腔的支撑杆上端固定配合连接设置有投影圆球，所述投影圆球可在太阳光的照射下在所述转动圆盘A上端面形成投影，所述导向块可与所述投影进行对正重合，所述视觉识别装置可识别所述转动圆盘A上端面的所述投影的图像，使所述第一电机工作，将所述导向块与投影对正，从而构成一系列结构，实现了太阳能自动向日跟踪，有效提高了生产效率。

当设备运行时，太阳光透过所述投影圆球在所述转动圆盘A上形成投影，所述视觉识别装置将所述投影的图像识别，根据投影与所述导向块之间的位置角度差，向控制装置发出指令，所述控制装置控制所述第一电机工作，使所述转动圆盘A和转动圆盘B同步发生转动，待所述导向块与所述投影对正时，所述第一电机停止工作，从而实现了由投影圆球产生投影，使所述第一电机驱动所述转动圆盘B和转动圆盘A进行相应动作，使所述摆动板可以朝向太阳，有效提高了装置的稳定可靠性。

当太阳的高度发生变化时，所述视觉识别装置识别出所述投影圆球的投影与所述导向块上刻度点的距离关系，由控制装置中的程序解析出相应的动作信号，使所述第二电机工作，所述第二电机与所述第一摆杆动力连接，所述第一摆杆与所述第二摆杆左侧端转动配合连接，所述第二摆杆右侧端与所述摆动板前端转动配合连接，所述摆动板与固定设置于所述转动圆盘B右侧上端面的铰链座转动配合连接，则所述第二电机可通过上述结构使所述摆动板发生摆动，从而使所述视觉识别装置识别出所述投影圆球投影与所述导向块上刻度点的距离关系，控制所述第二电机工作使所述摆动板进行摆动，使所述太阳能电池板朝向太阳，有效提高了装置的机动性。

当所述第二同步轮转动时，缠绕于所述第二同步轮外圈的同步带，带动与所述同步带缠绕且动力配合连接的第一同步轮和第三同步轮转动，则实现所述转动圆盘B与转动圆盘A的同步转动，则使所述转动圆盘B可与所述转动圆盘A同步运动，从而实现了所述太阳能电池板与太阳正对的功能，有效提高了装置的协同工作性。

当所述第一转轴转动时，所述支撑杆向上延伸与所述投影圆球固定配合连接，所述支撑杆贯穿所述轴腔与所述底座固定配合连接，使所述第一转轴的转动不影响所述支撑杆的位置精度，从而提高了装置的精度。

本发明装置结构简单，使用方便，此装置采用一系列结构实现了自动向日的跟踪功能，有效提高了太阳能的使用效率。

以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明的一种太阳能向日跟踪装置的整体结构示意图；

图2是图1中A-A方向的示意图；

图3是图1中B向的局部示意图；

图4是图1中C向的局部示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1-4所示，本发明的一种太阳能向日跟踪装置，包括固定设置于地面上的底座100，所述底座100内设置有传动腔102，所述传动腔102右侧上下内壁内可转动的设置有贯穿所述底座100并伸出外部空间的第一转轴105，所述第一转轴105外表面动力连接设置有位于所述传动腔102内的第三同步轮109，所述第一转轴105上侧外表面动力连接设置有位于外部空间的转动圆盘A120，所述转动圆盘A120左侧上端面固定设置有与所述转动圆盘A120外边缘齐平且指向所述转动圆盘A120中心的导向块119，所述第一转轴105内设置有贯穿所述第一转轴105的轴腔104，所述轴腔104内设置有与所述传动腔102下端内壁固定配合连接的支撑杆103，所述支撑杆103上端设置有与所述支撑杆103上端面固定配合连接的投影圆球110，所述投影圆球110上方设置有与L形撑杆111固定配合连接的视觉识别装置112，所述L形撑杆111固定设置于所述底座100右侧上端面，所述传动腔102左侧上端壁内设置有贯穿所述传动腔102且与所述传动腔102左侧下端壁转动配合连接的转杆121，所述转杆121向上伸出外部空间且所述转杆121外表面动力连接设置有位于所述传动腔102内的第一同步轮106，所述转杆121上端面固定配合连接设置有转动圆盘B122，所述转动圆盘B122上端面左侧固定设置有第二电机113，所述第二电机113的输出轴前端外表面动力连接设置有第一摆杆114，所述第一摆杆114前端面上侧转动配合连接设置有第二摆杆115，所述第二摆杆115右侧后端面转动配合连接设置有摆动板117，所述摆动板117可转动的设置于两个铰链座116之间，两个铰链座116前后对称设置于所述圆盘B122上端面右侧，所述摆动板117右侧倾斜端面上固定设置有太阳能电池板118，所述传动腔102下端壁内固定设置有第一电机101，所述第一电机101的输出轴上端外表面动力连接设置有位于所述传动腔102内的第二同步轮108，所述第二同步轮108外表面缠绕设置有与所述第一同步轮106和第三同步轮109动力连接的同步带107，从而构成完整的太阳能向日跟踪装置，实现了由所述视觉识别装置112识别所述投影圆球110在所述转动圆盘A120上端面的投影，使所述第一电机101驱动所述转动圆盘A120转动，使所述导向块119与所述投影对正，则所述转动圆盘B122也发生相同的转动；所述传动腔102底壁中设置有散热系统，所述散热系统包括设置在传动腔102底壁中且位于所述第一电机101外周的环形槽11以及设置在所述环形槽11中的散热片12，所述散热片12与所述第一电机101固定连接，所述环形槽11底壁中设置有与外部相通的散热孔13，从而所述第一电机101运行时所产生的热量可通过所述散热片12传导至环形槽11中，再通过所述散热孔13散发至外部，从而可避免所述第一电机101上的热量堆积，可提高所述第一电机101的使用寿命。

有益地，其中，所述视觉识别装置112设置于所述投影圆球110正上方，所述视觉识别装置112可对所述转动圆盘A120上端面进行全局扫描拍照，从而提高了装置的技术先进性。

有益地，其中，所述第二同步轮108的高度大于所述第一同步轮106和第三同步轮109的高度，所述同步带107可绕过所述第二同步轮108外表面，较高的所述第二同步轮108将更有力的带动所述第一同步轮106和第三同步轮109转动，从而使所述第二同步轮108外表面张紧缠绕所述同步带107，有效提高了传动效率。

有益地，其中，所述第一同步轮106和第三同步轮109的半径相同，所述第二同步轮108的半径小于所述第一同步轮106和第三同步轮109的半径，从而使所述第二同步轮108可同步带动所述第一同步轮106和第三同步轮109转动，且具有较大的扭矩，提高了设备的运行稳定性。

有益地，其中，所述导向块119上端面设置有若干整齐划分的刻度线，所述投影圆球110产生的投影可在所述刻度线上移动，从而使所述视觉识别装置112可根据刻度与影子之间的距离关系向控制装置发出指令，使相应结构发生动作，提高设备的联动性。

本发明设备在初始状态时，所述第二电机113可驱动所述第一摆杆114摆动，则通过所述第一摆杆114、第二摆杆115、铰链座116和摆动板117形成的连杆结构，使所述第二电机113可间接驱动所述摆动板117进行摆动，与所述传动腔102右侧下端内壁固定配合连接且贯穿所述轴腔104的支撑杆103上端固定配合连接设置有投影圆球110，所述投影圆球110可在太阳光的照射下在所述转动圆盘A120上端面形成投影，所述导向块119可与所述投影进行对正重合，所述视觉识别装置112可识别所述转动圆盘A120上端面的所述投影的图像，使所述第一电机101工作，将所述导向块119与投影对正。

当设备运行时，太阳光透过所述投影圆球110在所述转动圆盘A120上形成投影，所述视觉识别装置112将所述投影的图像识别，根据投影与所述导向块119之间的位置角度差，向控制装置发出指令，所述控制装置控制所述第一电机101工作，使所述转动圆盘A120和转动圆盘B122同步发生转动，待所述导向块119与所述投影对正时，所述第一电机101停止工作。

当太阳的高度发生变化时，所述视觉识别装置112识别出所述投影圆球110的投影与所述导向块119上刻度点的距离关系，由控制装置中的程序解析出相应的动作信号，使所述第二电机113工作，所述第二电机113与所述第一摆杆114动力连接，所述第一摆杆114与所述第二摆杆115左侧端转动配合连接，所述第二摆杆115右侧端与所述摆动板117前端转动配合连接，所述摆动板117与固定设置于所述转动圆盘B122右侧上端面的铰链座116转动配合连接，则所述第二电机113可通过上述结构使所述摆动板117发生摆动。

当所述第二同步轮108转动时，缠绕于所述第二同步轮108外圈的同步带107，带动与所述同步带107缠绕且动力配合连接的第一同步轮106和第三同步轮109转动，则实现所述转动圆盘B122与转动圆盘A120的同步转动，则使所述转动圆盘B122可与所述转动圆盘A120同步运动。

当所述第一转轴105转动时，所述支撑杆103向上延伸与所述投影圆球110固定配合连接，所述支撑杆103贯穿所述轴腔104与所述底座100固定配合连接，使所述第一转轴105的转动不影响所述支撑杆103的位置精度。

本发明的有益效果是：本发明设备在初始状态时，所述第二电机可驱动所述第一摆杆摆动，则通过所述第一摆杆、第二摆杆、铰链座和摆动板形成的连杆结构，使所述第二电机可间接驱动所述摆动板进行摆动，与所述传动腔右侧下端内壁固定配合连接且贯穿所述轴腔的支撑杆上端固定配合连接设置有投影圆球，所述投影圆球可在太阳光的照射下在所述转动圆盘A上端面形成投影，所述导向块可与所述投影进行对正重合，所述视觉识别装置可识别所述转动圆盘A上端面的所述投影的图像，使所述第一电机工作，将所述导向块与投影对正，从而构成一系列结构，实现了太阳能自动向日跟踪，有效提高了生产效率。

当设备运行时，太阳光透过所述投影圆球在所述转动圆盘A上形成投影，所述视觉识别装置将所述投影的图像识别，根据投影与所述导向块之间的位置角度差，向控制装置发出指令，所述控制装置控制所述第一电机工作，使所述转动圆盘A和转动圆盘B同步发生转动，待所述导向块与所述投影对正时，所述第一电机停止工作，从而实现了由投影圆球产生投影，使所述第一电机驱动所述转动圆盘B和转动圆盘A进行相应动作，使所述摆动板可以朝向太阳，有效提高了装置的稳定可靠性。

当太阳的高度发生变化时，所述视觉识别装置识别出所述投影圆球的投影与所述导向块上刻度点的距离关系，由控制装置中的程序解析出相应的动作信号，使所述第二电机工作，所述第二电机与所述第一摆杆动力连接，所述第一摆杆与所述第二摆杆左侧端转动配合连接，所述第二摆杆右侧端与所述摆动板前端转动配合连接，所述摆动板与固定设置于所述转动圆盘B右侧上端面的铰链座转动配合连接，则所述第二电机可通过上述结构使所述摆动板发生摆动，从而使所述视觉识别装置识别出所述投影圆球投影与所述导向块上刻度点的距离关系，控制所述第二电机工作使所述摆动板进行摆动，使所述太阳能电池板朝向太阳，有效提高了装置的机动性。

当所述第二同步轮转动时，缠绕于所述第二同步轮外圈的同步带，带动与所述同步带缠绕且动力配合连接的第一同步轮和第三同步轮转动，则实现所述转动圆盘B与转动圆盘A的同步转动，则使所述转动圆盘B可与所述转动圆盘A同步运动，从而实现了所述太阳能电池板与太阳正对的功能，有效提高了装置的协同工作性。

当所述第一转轴转动时，所述支撑杆向上延伸与所述投影圆球固定配合连接，所述支撑杆贯穿所述轴腔与所述底座固定配合连接，使所述第一转轴的转动不影响所述支撑杆的位置精度，从而提高了装置的精度。

本发明装置结构简单，使用方便，此装置采用一系列结构实现了自动向日的跟踪功能，有效提高了太阳能的使用效率。

以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种太阳能向日跟踪装置，包括固定设置于地面上的底座，所述底座内设置有传动腔，所述传动腔右侧上下内壁内可转动的设置有贯穿所述底座并伸出外部空间的第一转轴，所述第一转轴外表面动力连接设置有位于所述传动腔内的第三同步轮，所述第一转轴上侧外表面动力连接设置有位于外部空间的转动圆盘A，所述转动圆盘A左侧上端面固定设置有与所述转动圆盘A外边缘齐平且指向所述转动圆盘A中心的导向块，所述第一转轴内设置有贯穿所述第一转轴的轴腔，所述轴腔内设置有与所述传动腔下端内壁固定配合连接的支撑杆，所述支撑杆上端设置有与所述支撑杆上端面固定配合连接的投影圆球，所述投影圆球上方设置有与L形撑杆固定配合连接的视觉识别装置，所述L形撑杆固定设置于所述底座右侧上端面，所述传动腔左侧上端壁内设置有贯穿所述传动腔且与所述传动腔左侧下端壁转动配合连接的转杆，所述转杆向上伸出外部空间且所述转杆外表面动力连接设置有位于所述传动腔内的第一同步轮，所述转杆上端面固定配合连接设置有转动圆盘B，所述转动圆盘B上端面左侧固定设置有第二电机，所述第二电机的输出轴前端外表面动力连接设置有第一摆杆，所述第一摆杆前端面上侧转动配合连接设置有第二摆杆，所述第二摆杆右侧后端面转动配合连接设置有摆动板，所述摆动板可转动的设置于两个铰链座之间，两个铰链座前后对称设置于所述圆盘B上端面右侧，所述摆动板右侧倾斜端面上固定设置有太阳能电池板，所述传动腔下端壁内固定设置有第一电机，所述第一电机的输出轴上端外表面动力连接设置有位于所述传动腔内的第二同步轮，所述第二同步轮外表面缠绕设置有与所述第一同步轮和第三同步轮动力连接的同步带；所述传动腔底壁中设置有散热系统，所述散热系统包括设置在传动腔底壁中且位于所述第一电机外周的环形槽以及设置在所述环形槽中的散热片，所述散热片与所述第一电机固定连接，所述环形槽底壁中设置有与外部相通的散热孔，从而所述第一电机运行时所产生的热量可通过所述散热片传导至环形槽中，再通过所述散热孔散发至外部，从而可避免所述第一电机上的热量堆积，可提高所述第一电机的使用寿命。

2.如权利要求1所述的一种太阳能向日跟踪装置，其特征在于：所述视觉识别装置设置于所述投影圆球正上方，所述视觉识别装置对所述转动圆盘A上端面进行全局扫描拍照。

3.如权利要求1所述的一种太阳能向日跟踪装置，其特征在于：所述第二同步轮的高度大于所述第一同步轮和第三同步轮的高度，所述同步带绕过所述第二同步轮外表面，较高的所述第二同步轮将更有力的带动所述第一同步轮和第三同步轮转动。

4.如权利要求1所述的一种太阳能向日跟踪装置，其特征在于：所述第一同步轮和第三同步轮的半径相同，所述第二同步轮的半径小于所述第一同步轮和第三同步轮的半径。

5.如权利要求1所述的一种太阳能向日跟踪装置，其特征在于：所述导向块上端面设置有若干整齐划分的刻度线，所述投影圆球产生的投影在所述刻度线上移动。