CN108933562B - 一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，包括机架，所述机架的前后两侧相互对称安装有支撑架，所述支撑架的顶部中段焊接有安装架，所述安装架的顶部安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与滑槽连杆式转动机构的输入端传动连接，通过驱动滑槽连杆式转动机构使得滑动杆能够在弧形导轨的内部滑动，进而使得整个方形框架能够改变位置，马达带动减速机转动，减速机带动光轴驱动旋转机构，使得减速机通过光轴带动第一锥形齿轮、第二锥形齿轮，相互转动，使得转轴能够带动活动板，进而改变光伏发电板的光照角度，因此当将光伏发电板安装在活动板上时光伏发电板即可自动跟随太阳光的角度旋转，实现了对太阳能最大效率地吸收。
Description
技术领域
本发明属于太阳能设备技术领域，具体涉及一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备。
背景技术
21世纪太阳能将成为全球主要能源之一，是最原始的能源，地球上几乎所有其他能源都直接或间接来自太阳能。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能具有资源充足、长寿，分布广泛、安全、清洁，技术可靠等优点。由于太阳能可以转换成多种其他形式的能量，因此应用范围非常广泛，在热利用方面有太阳能温室、物品干燥和太阳灶、太阳能热水器等。经过多年的开发，太阳能发电也得到了长足的发展。从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现，现有技术主要通过光伏发电进行太阳能转化。光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器组成，其中太阳能电池是光伏发电系统的关键部分，太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
太阳能设备多种多样，但是大部分太阳能设备都是固定安装的，无法灵活地跟随太阳移动而自动调整角度，对太阳能的吸收和转化不充分，而且现有的可自动调整角度的太阳能设备结构复杂，成本较高。为此，我们提出一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备来解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，包括机架，所述机架的前后两侧相互对称安装有支撑架，所述支撑架的顶部中段焊接有安装架，所述安装架的顶部安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴与滑槽连杆式转动机构的输入端传动连接，所述滑槽连杆式转动机构远离所述伺服电机的一端内部滑动连接有滑动杆，所述机架的上方设有弧形导轨，所述弧形导轨的一端与支撑架一端可拆式连接，所述弧形导轨的另一端通过支撑板与支撑架的另一端固定连接，所述滑动杆的底端贯穿于弧形导轨的内部，并且延伸至弧形导轨的底部平面与蓄电池的顶部固定连接，所述滑动杆的顶部焊接有方形框架，所述方形框架的顶部从左到右依次安装有马达、减速机和光轴驱动旋转机构，所述马达的输出轴与减速机的内部输入端传动连接，所述减速机的输出端与光轴驱动旋转机构的输入端传动连接，所述方形框架的内部设有活动板，所述方形框架的底端内部安装有轴承，所述活动板的外部表面安装有光伏发电板，所述活动板的上下两端相互对称安装有两组转轴，一组所述转轴的顶部输入端与光轴驱动旋转机构的底部输出端固定连接，另一组所述转轴的底部输出端与轴承的内圈固定连接。
优选的，所述支撑板的顶部中段固定安装有单片机，所述减速机的正面基体上安装有定日镜，所述定日镜为HIT-M3D6型智能监控系统。
优选的，所述马达和减速机的输入电压均为12V，所述伺服电机的型号为M5120-502摇摆电机。
优选的，所述机架的底部四角相互对称安装有四组托板，且托板的底部焊接有定向轮。
优选的，所述滑槽连杆式转动机构包括转轴、摆臂和滑槽，所述转轴的底部一端与伺服电机的输出轴传动连接，所述转轴焊接于所述摆臂的一端底部，所述摆臂的另一端与滑槽的一端固定连接。
优选的，所述滑槽连杆式转动机构的滑槽远离所述摆臂的一端上固定安装有位移传感器，所述位移传感器的型号为LK-G80Keyence，且位移传感器与单片机连接。
优选的，所述光轴驱动旋转机构包括壳体、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮和光轴，所述光轴的一端贯穿于壳体的一端与减速机的输出轴传动连接，所述光轴的另一端焊接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮与第一锥形齿轮垂直啮合连接，所述第一锥形齿轮的内部与转轴的一端固定连接。
优选的，所述蓄电池的型号为12v、7Ah型。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，与现有技术相比，通过定日镜可自动识别太阳光方向，并将角度数据发动给单片机，单片机对定日镜的角度数据进行分析计算，随后对伺服电机和马达进行驱动以控制活动板的位置和角度，伺服电机为M5120-502摇摆电机，通过驱动滑槽连杆式转动机构使得滑动杆能够在弧形导轨的内部滑动，进而使得整个方形框架能够改变位置，马达带动减速机转动，减速机带动光轴驱动旋转机构，使得减速机通过光轴带动第一锥形齿轮、第二锥形齿轮，相互转动，使得转轴能够带动活动板，进而改变光伏发电板的光照角度，因此当将光伏发电板安装在活动板上时光伏发电板即可自动跟随太阳光的角度旋转，实现了对太阳能最大效率地吸收。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明滑槽连杆式转动机构的结构示意图；
图3为本发明光轴驱动旋转机构结构示意图；
图4为本发明方形框架内部结构的正视图。
图中：1、机架；2、支撑架；3、单片机；4、支撑板；5、安装架；6、托板；7、定向轮；8、伺服电机；9、滑槽连杆式转动机构；901、转轴；902、摆臂；903、滑槽；10、弧形导轨；11、滑动杆；12、蓄电池；13、位移传感器；14、方形框架；15、马达；16、定日镜；17、光轴驱动旋转机构；171、壳体；172、第一锥形齿轮；173、第二锥形齿轮；174、光轴；18、减速机；19、轴承；20、活动板；21、转轴；22、光伏发电板。
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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本发明提供了如图1-4所示的一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，包括机架1，所述机架1的前后两侧相互对称安装有支撑架2，所述支撑架2的顶部中段焊接有安装架5，所述安装架5的顶部安装有伺服电机8，所述伺服电机8的输出轴与滑槽连杆式转动机构9的输入端传动连接，所述滑槽连杆式转动机构9远离所述伺服电机8的一端内部滑动连接有滑动杆11，所述机架1的上方设有弧形导轨10，所述弧形导轨10的一端与支撑架2一端可拆式连接，所述弧形导轨10的另一端通过支撑板4与支撑架2的另一端固定连接，所述滑动杆11的底端贯穿于弧形导轨10的内部，并且延伸至弧形导轨10的底部平面与蓄电池12的顶部固定连接，所述滑动杆11的顶部焊接有方形框架14，所述方形框架14的顶部从左到右依次安装有马达15、减速机18和光轴驱动旋转机构17，所述马达15的输出轴与减速机18的内部输入端传动连接，所述减速机18的输出端与光轴驱动旋转机构17的输入端传动连接，所述方形框架14的内部设有活动板20，所述方形框架14的底端内部安装有轴承19，所述活动板20的外部表面安装有光伏发电板22，所述活动板20的上下两端相互对称安装有两组转轴21，一组所述转轴21的顶部输入端与光轴驱动旋转机构17的底部输出端固定连接，另一组所述转轴21的底部输出端与轴承19的内圈固定连接。
较佳地，所述支撑板4的顶部中段固定安装有单片机3，所述减速机18的正面基体上安装有定日镜16，，所述定日镜16为HIT-M3D6型智能监控系统。
通过采用上述技术方案，定日镜16时刻保持朝向太阳，定日镜16为HIT-M3D6型智能监控系统，此款定日镜可自动识别太阳光方向，并将角度数据发动给单片机3，单片机3对定日镜16的角度数据进行分析计算，随后对伺服电机8和马达15进行驱动以控制活动板20的位置和角度。
较佳地，所述马达15和减速机18的输入电压均为12V，所述伺服电机8的型号为M5120-502摇摆电机。
较佳地，所述机架1的底部四角相互对称安装有四组托板6，且托板6的底部焊接有定向轮7。
通过采用上述技术方案，所述机架1的底部四角相互对称安装有四组托板6，且托板6的底部焊接有定向轮7，设置定向轮7，便于设备的移动和搬运，定向轮7规格为：轮子直径71mm，轮面宽度30mm，轴承型号6001，内径12mm。
较佳地，所述滑槽连杆式转动机构9包括转轴901、摆臂902和滑槽903，所述转轴901的底部一端与伺服电机8的输出轴传动连接，所述转轴901焊接于所述摆臂902的一端底部，所述摆臂902的另一端与滑槽903的一端固定连接。
通过采用上述技术方案，所述滑槽连杆式转动机构9包括转轴901、摆臂902和滑槽903，所述转轴901的底部一端与伺服电机8的输出轴传动连接，所述转轴901焊接于所述摆臂902的一端底部，所述摆臂902的另一端与滑槽903的一端固定连接。使得滑动杆11能够在滑槽903的内部滑动。
较佳地，所述滑槽连杆式转动机构9的滑槽903远离所述摆臂902的一端上固定安装有位移传感器13，所述位移传感器13的型号为LK-G80Keyence，且位移传感器13与单片机3连接。
通过采用上述技术方案，所述滑槽连杆式转动机构9的滑槽903远离所述摆臂902的一端上固定安装有位移传感器13，所述位移传感器13的型号为LK-G80Keyence，且位移传感器13与单片机3连接，安装有位移传感器13，便于精确定位方形框架14的朝阳位置。
较佳地，所述光轴驱动旋转机构17包括壳体171、第一锥形齿轮172、第二锥形齿轮173和光轴174，所述光轴174的一端贯穿于壳体171的一端与减速机18的输出轴传动连接，所述光轴174的另一端焊接有第二锥形齿轮173，所述第二锥形齿轮173与第一锥形齿轮172垂直啮合连接，所述第一锥形齿轮172的内部与转轴21的一端固定连接。
通过采用上述技术方案，所述光轴驱动旋转机构17包括壳体171、第一锥形齿轮172、第二锥形齿轮173和光轴174，所述光轴174的一端贯穿于壳体171的一端与减速机18的输出轴传动连接，所述光轴174的另一端焊接有第二锥形齿轮173，所述第二锥形齿轮173与第一锥形齿轮172垂直啮合连接，所述第一锥形齿轮172的内部与转轴21的一端固定连接，减速机18通过光轴174带动第一锥形齿轮172、第二锥形齿轮173，相互转动，使得转轴21能够带动活动板20，进而改变光伏发电板22的光照角度。
较佳地，所述蓄电池12的型号为12v、7Ah型。
通过采用上述技术方案，所述蓄电池12的型号为12v、7Ah型，设置蓄电池12，便于对该设备进行供电，同时便于光伏发电板22对蓄电池12进行存储电能。
工作原理：通过定向轮7将该设备移动到阳光照射的区域，通过定日镜16时刻保持朝向太阳，定日镜16为HIT-M3D6型智能监控系统，此款定日镜16可自动识别太阳光方向，并将角度数据发动给单片机3，单片机3对定日镜16的角度数据进行分析计算，随后对伺服电机8和马达15进行驱动以控制活动板20的位置和角度，伺服电机8为M5120-502摇摆电机，通过驱动滑槽连杆式转动机构9使得滑动杆11能够在弧形导轨10的内部滑动，进而使得整个方形框架14能够改变位置，马达15带动减速机18转动，减速机18带动光轴驱动旋转机构17，使得减速机18通过光轴174带动第一锥形齿轮172、第二锥形齿轮173，相互转动，使得转轴21能够带动活动板20，进而改变光伏发电板22的光照角度，因此当将光伏发电板22安装在活动板20上时光伏发电板22即可自动跟随太阳光的角度旋转，实现了对太阳能最大效率地吸收。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)
1.一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，包括机架(1)，其特征在于：所述机架(1)的前后两侧相互对称安装有支撑架(2)，所述支撑架(2)的顶部中段焊接有安装架(5)，所述安装架(5)的顶部安装有伺服电机(8)，所述伺服电机(8)的输出轴与滑槽连杆式转动机构(9)的输入端传动连接，所述滑槽连杆式转动机构(9)远离所述伺服电机(8)的一端内部滑动连接有滑动杆(11)，所述机架(1)的上方设有弧形导轨(10)，所述弧形导轨(10)的一端与支撑架(2)一端可拆式连接，所述弧形导轨(10)的另一端通过支撑板(4)与支撑架(2)的另一端固定连接，所述滑动杆(11)的底端贯穿于弧形导轨(10)的内部，并且延伸至弧形导轨(10)的底部平面与蓄电池(12)的顶部固定连接，所述滑动杆(11)的顶部焊接有方形框架(14)，所述方形框架(14)的顶部从左到右依次安装有马达(15)、减速机(18)和光轴驱动旋转机构(17)，所述马达(15)的输出轴与减速机(18)的内部输入端传动连接，所述减速机(18)的输出端与光轴驱动旋转机构(17)的输入端传动连接，所述方形框架(14)的内部设有活动板(20)，所述方形框架(14)的底端内部安装有轴承(19)，所述活动板(20)的外部表面安装有光伏发电板(22)，所述活动板(20)的上下两端相互对称安装有两组转轴(21)，一组所述转轴(21)的顶部输入端与光轴驱动旋转机构(17)的底部输出端固定连接，另一组所述转轴(21)的底部输出端与轴承(19)的内圈固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，其特征在于：所述支撑板(4)的顶部中段固定安装有单片机(3)，所述减速机(18)的正面基体上安装有定日镜(16)，所述定日镜(16)为HIT-M3D6型智能监控系统。
3.根据权利要求1所述的一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，其特征在于：所述马达(15)和减速机(18)的输入电压均为12V，所述伺服电机(8)的型号为M5120-502摇摆电机。
4.根据权利要求1所述的一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，其特征在于：所述机架(1)的底部四角相互对称安装有四组托板(6)，且托板(6)的底部焊接有定向轮(7)。
5.根据权利要求1所述的一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，其特征在于：所述滑槽连杆式转动机构(9)包括转轴(901)、摆臂(902)和滑槽(903)，所述转轴(901)的底部一端与伺服电机(8)的输出轴传动连接，所述转轴(901)焊接于所述摆臂(902)的一端底部，所述摆臂(902)的另一端与滑槽(903)的一端固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，其特征在于：所述滑槽连杆式转动机构(9)的滑槽(903)远离所述摆臂(902)的一端上固定安装有位移传感器(13)，所述位移传感器(13)的型号为LK-G80Keyence，且位移传感器(13)与单片机(3)连接。
7.根据权利要求1所述的一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，其特征在于：所述光轴驱动旋转机构(17)包括壳体(171)、第一锥形齿轮(172)、第二锥形齿轮(173)和光轴(174)，所述光轴(174)的一端贯穿于壳体(171)的一端与减速机(18)的输出轴传动连接，所述光轴(174)的另一端焊接有第二锥形齿轮(173)，所述第二锥形齿轮(173)与第一锥形齿轮(172)垂直啮合连接，所述第一锥形齿轮(172)的内部与转轴(21)的一端固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种可自动通过导轨调节光照角度的太阳能设备，其特征在于：所述蓄电池(12)的型号为12v、7Ah型。
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