CN109303395A - 一种能跟踪太阳的户外伞 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种能跟踪太阳的户外伞，包括支撑部、太阳能板、伞体部、电动驱动装置、电控装置以及光敏式太阳跟踪装置；所述支撑部包括底座和固定于底座上的支架，所述支撑部还包括活动联接在支架上的摆杆，所述摆杆中部具有铰接球，所述铰接球的上下两端分别连接上杆和下杆，所述铰接球与所述支架球铰接；所述太阳能板的底侧与所述上杆相对固定地设置；所述伞体部的顶部与所述下杆相对固定地设置；所述支架上设置用于驱动所述摆杆摆动的所述电动驱动装置，所述电动驱动装置电连接所述电控装置，所述太阳能板上安装所述光敏式太阳跟踪装置。本发明提供一种能跟踪太阳的户外伞，能够对太阳进行跟踪从而更好的遮挡太阳。

Description

一种能跟踪太阳的户外伞

技术领域

本发明涉及户外伞，尤其是一种能跟踪太阳的户外伞。

背景技术

户外伞用于在户外遮挡阳光和风雨，被广泛地应用在户外咖啡厅、沙滩、家庭花园等场合。一般的户外伞的伞体方向不能调节，不能很好的遮挡阳光。伞体即使能够进行调节，也是简单的手动调节，调节起来费时费力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种能跟踪太阳的户外伞，能够对太阳进行跟踪从而更好的遮挡太阳。

本发明采用如下的技术方案解决上述技术问题：

一种能跟踪太阳的户外伞，其包括支撑部、太阳能板、伞体部、电动驱动装置、电控装置以及光敏式太阳跟踪装置；所述支撑部包括底座和固定于底座上的支架，所述支撑部还包括活动联接在支架上的摆杆，所述摆杆中部具有铰接球，所述铰接球的上下两端分别连接上杆和下杆，所述铰接球与所述支架球铰接；所述太阳能板用于给所述电动驱动装置、电控装置以及光敏式太阳跟踪装置供电，所述太阳能板的底侧与所述上杆相对固定地设置；所述伞体部的顶部与所述下杆相对固定地设置；所述支架上设置用于驱动所述摆杆摆动的所述电动驱动装置，所述电动驱动装置与所述电控装置电连接，所述太阳能板上安装所述光敏式太阳跟踪装置；所述光敏式太阳跟踪装置用于感受太阳高度角变化并输出电信号到所述电控装置，所述电控装置根据所述光敏式太阳跟踪装置的输入电信号控制所述电动驱动装置去驱动摆杆摆动使得所述太阳能板随太阳高度角变化而动。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述光敏式太阳跟踪装置包括透光的罩体、安装座、设置在所述罩体内的电路板、焊接在所述电路板上的若干光敏元器件以及用于给所述光敏元器件遮挡阳光的挡光片，所述罩体和所述安装座固定连接，所述安装座与所述太阳能板固定连接，所述挡光片固定于所述罩体的顶部并位于所述光敏元器件的上方，所述光敏元器件与所述电控装置电连接，所述电路板与所述太阳能板平行设置，正对所述罩体的顶端看：所述光敏元器件绕着所述挡光片的中心分布、且所述挡光片不遮挡或仅部分遮挡所述光敏元器件；所述电控装置用于检测所述光敏元器件的电学性能变化并控制所述电动驱动装置驱动所述摆杆摆向所述光敏元器件均能被阳光照射的方向。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述光敏元器件包括第一光敏二极管，所述第一光敏二极管设置四个，四个所述第一光敏二极管呈平面十字分布且它们的正面朝向垂直所述太阳能板的向上方向，四个所述第一光敏二极管分为横向排布的横向组和纵向排布的纵向组，所述横向组和纵向组中均设置两所述第一光敏二极管，所述电动驱动装置包括用于推动所述摆杆摆动的第一电动推杆和第二电动推杆，所述第一电动推杆横向设置，所述第二电动推杆纵向设置，所述第一电动推杆和第二电动推杆与所述电控装置电连接。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述第一电动推杆和第二电动推杆分别均包括推杆和推杆本体，所述推杆本体中固定设置有推杆电机，所述推杆的末端和推杆本体的末端中的之一相对所述支架球铰接活动而另一与相对所述摆杆的上杆或下杆球铰接活动。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述横向组还包括与所述横向组内的两第一光敏二极管一一对应的第二光敏二极管，所述横向组的光敏二极管组成左阳光检测对和右阳光检测对，所述左阳光检测对和右阳光检测对分别均包含一个第一光敏二极管和一个第二光敏二极管；所述纵向组还包括与所述纵向组内的两第一光敏二极管一一对应的第二光敏二极管，所述纵向组的光敏二极管分别组成上阳光检测对和下阳光检测对，所述上阳光检测对和下阳光检测对分别均包含一个第一光敏二极管和一个第二光敏二极管；所述第二光敏二极管呈平面十字分布且均设置在对应的第一光敏二极管的旁边，所述第二光敏二极管均卧倒其正面朝向所述罩体的外侧；任意一对阳光检测对的第一光敏二极管和第二光敏二极管相互并联，它们的阳极相连并电连接至高电平，它们的阴极相连并电连接至所述电控装置。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述支架包括竖向伸展的竖向杆和横向伸展的横向杆，所述横向杆的末端具有L型部，所述L型部横向设置，所述摆杆的铰接球处于所述L型部的拐角处。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述下杆的下端具有连接壳，所述连接壳的下端固定连接所述伞体部的顶部；所述L型部包括横向部和纵向部，所述L型部的横向部和纵向部上分别设有向下伸出的第一球铰接座，所述连接壳对应两所述第一球铰接座的侧面处设置有第二球铰接座；所述第一电动推杆的推杆的末端处以及所述第一电动推杆的推杆本体的末端处分别设置有铰接球头，所述第一电动推杆的两所述铰接球头分别球铰接于所述L型部的横向部分的第一球铰接座和对应的所述第二球铰接座；所述第二电动推杆的推杆的末端处以及第二电动推杆的推杆本体的末端处分别设置有铰接球头，所述第二电动推杆的两所述铰接球头分别球铰接于所述L型部的纵向部分的第一球铰接座和对应的所述第二球铰接座。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述L型部的拐角处具有缺口部，所述缺口部的端面处伸出有第三球铰接座，所述第三球铰接座包括连接杆和球铰接座本体，所述连接杆的一端与所述支架相对固定设置而另一端连接所述球铰接座本体，所述球铰接座本体呈环形且与地面平行设置，所述球铰接座本体上具有向上和向下的开口，所述向上和向下的开口限制所述摆杆从垂直地面的位置开始摆动的角度范围为：大于等于0°且小于等于60°。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述横向部的末端套接有呈方形的杆座，所述杆座包括四个侧面和一个正面，所述纵向部为L型空心管，所述L型空心管包括短边和长边，所述L型空心管的短边固定连接于所述杆座的侧面且所述L型空心管的拐角越过所述杆座的正面而形成所述L型部的拐角处的所述缺口部，所述第三球铰接座的连接杆连接于所述杆座的正面处。

作为优选实施方式，进一步限定为：所述电控装置包括控制器，任意一对阳光检测对的第一光敏二极管和第二光敏二极管的阴极与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器的信号输出端电连接电机驱动电路，所述电机驱动电路电连接所述第一电动推杆和第二电动推杆的推杆电机。

相对于现有技术，本发明的优点是：

1、本发明的户外伞中，摆杆的上杆与太阳能板相对固定，下杆与伞体部相对固定，摆杆中部球铰接于支架，当太阳能板随太阳高度角变化而动时，伞体部也能跟着同步而动，这样既能使得太阳能板能一直迎着太阳从而获取最大能量的同时也能使得伞体部能一直遮挡太阳保证用户体验，上述结构简单，实用性强。

2、作为本发明的户外伞的进一步改进，所述光敏式太阳跟踪装置利用挡光片产生投影在光敏元器件之间的阴影，通过检测光敏元器件的电学性能的变化从而获知阴影移动位置，上述结构简单，易于实施。

3、作为本发明的户外伞的进一步改进，所述光敏元器件包括第一光敏二极管，所述第一光敏二极管呈平面十字分布并分为横向组和纵向组，横向组对应第一电动推杆，纵向组对应第二电动推杆，通过第一电动推杆和第二电动推杆的伸缩变化复合推动摆杆摆动，上述设计结构简单，易于实现摆杆的摆动，成本较低。由于采用光敏二极管，光敏二极管有导通的阈值，电动驱动装置要等到光敏二极管切换导通和截止的状态才会动作，其不会一直通电工作，这样节省了电能。

附图说明

图1为实施例1的立体图一；

图2为图1的A处的放大示意图；

图3为实施例1的立体图二；

图4为图3的B处的放大示意图；

图5为实施例1的零部件爆炸图；

图6为图5的C处的放大示意图；

图7为实施例1的摆杆摆动后使得所述太阳能板朝向斜向左侧的示意图；

图8为图7的D处的放大示意图；

图9为实施例1移除透光罩后的俯视图；

图10为图9的E处的放大示意图；

图11为图10的F处的放大示意图；

图12为实施例1的电路结构示意图；

图13为实施例1的光敏式太阳跟踪装置的电路原理图；

图14为实施例1的电控装置和电动驱动装置的电路原理图；

图15为实施例2的伞面支撑杆打开后的立体图；

图16为实施例2的伞体部的零部件爆炸示意图；

图17为实施例2的伞面支撑杆打开后的竖向半剖视图；

图18为图17的G处的放大示意图；

图19为图17的F处的放大示意图；

图20为实施例2的伞体部移除了伞面且伞面支撑杆打开后的结构示意图；

图21为实施例2的移除了伞面且伞面支撑杆收拢后的结构示意图；

图22为实施例2的电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图1至22对本发明作进一步描述：

实施例1：

见图1至图14：

一种能跟踪太阳的户外伞，包括支撑部1、太阳能板2、伞体部3、电动驱动装置4、电控装置5以及光敏式太阳跟踪装置6；所述支撑部1包括底座11和固定于底座11上的支架12，所述支撑部1还包括活动联接在支架12上的摆杆13，所述摆杆13中部具有铰接球130，所述铰接球130的上下两端分别连接上杆131和下杆132，所述铰接球130与所述支架12球铰接；所述太阳能板2用于给所述电动驱动装置4、电控装置5以及光敏式太阳跟踪装置6供电，所述太阳能板2的底侧与所述上杆131相对固定地设置；所述伞体部3的顶部与所述下杆132相对固定地设置；所述支架12上设置用于驱动所述摆杆13摆动的所述电动驱动装置4，所述电动驱动装置4与所述电控装置5电连接，所述太阳能板2上安装所述光敏式太阳跟踪装置6；所述光敏式太阳跟踪装置6用于感受太阳高度角变化并输出电信号到所述电控装置5，所述电控装置5根据所述光敏式太阳跟踪装置6的输入电信号控制所述电动驱动装置4去驱动摆杆13摆动使得所述太阳能板2随太阳高度角变化而动。所述摆杆13的上杆131与太阳能板2相对固定地设置，当太阳高度角变化时，电控装置5根据光敏式太阳跟踪装置6的信号输出控制所述电动驱动装置4去驱动摆杆13摆动使的所述太阳能板2能一直迎着太阳。由于所述摆杆13的下杆132与所述伞体部3相对固定的设置，在太阳能板2摆动后，伞体部3也跟着摆动从而更好的遮挡太阳。太阳能板2产生的电能用于供户外伞所用，使得本发明可以摆脱电源线的限制。

进一步的，所述光敏式太阳跟踪装置6包括透光的罩体61、安装座62、设置在所述罩体61内的电路板63、焊接在所述电路板63上的若干光敏元器件64以及用于给所述光敏元器件64遮挡阳光的挡光片65，所述罩体61和所述安装座62固定连接，所述安装座62与所述太阳能板2固定连接，所述挡光片65固定于所述罩体61的顶部并位于所述光敏元器件64的上方，所述光敏元器件64与所述电控装置5电连接，所述电路板63与所述太阳能板2平行设置，正对所述罩体61的顶端看：所述光敏元器件64绕着所述挡光片65的中心分布、且所述挡光片65不遮挡或仅部分遮挡所述光敏元器件64；所述电控装置5用于检测所述光敏元器件64的电学性能变化并控制所述电动驱动装置4驱动所述摆杆13摆向所述光敏元器件64均能被阳光照射的方向。太阳光正对所述挡光片65时，挡光片65的阴影投影位于所述光敏元器件64之间，当太阳光倾斜时，该阴影会向一个方向移动，从而遮挡或进一步遮挡光敏元器件64。由于光敏元器件64在不同光照强度下其电学性能会改变，通过电控装置5检测所述光敏元器件64的电学性能的改变就能检测到阴影往哪个方向移动，然后电控装置5控制电动驱动装置4驱动所述摆杆13往阴影移动的反向摆动，使得所有所述光敏元器件64均能被阳光照射，此时电控装置5控制所述电动驱动装置4停止。通过上述设置实现太阳能板2跟踪太阳高度角变化的功能，使得太阳能板2能根据太阳高度角调整自身位置从而一直迎着太阳光。

在本实施例中，所述光敏元器件64包括第一光敏二极管641，所述第一光敏二极管641设置四个，四个所述第一光敏二极管641呈平面十字分布且它们的正面朝向垂直所述太阳能板2的向上方向，四个所述第一光敏二极管641分为横向排布的横向组6001和纵向排布的纵向组6002，所述横向组6001和纵向组6002中均设置两所述第一光敏二极管641，所述电动驱动装置4包括用于推动所述摆杆13摆动的第一电动推杆41和第二电动推杆42，所述第一电动推杆41横向设置，所述第二电动推杆42纵向设置，所述第一电动推杆41和第二电动推杆42与所述电控装置5电连接。所述第一电动推杆41与所述横向组6001对应，主要产生横向的位移量；所述第二电动推杆42与所述纵向组6002对应，主要产生纵向的位移量。纵向和横向的位移量叠加使得所述摆杆13能多角度的摆动，从而全方位的跟踪太阳的位置。

进一步的，所述第一电动推杆41和第二电动推杆42分别均包括推杆401和推杆本体402，所述推杆本体402中固定设置有推杆电机403，所述推杆401的末端和推杆本体402的末端中的之一相对所述支架12球铰接活动而另一与相对所述摆杆13的上杆131或下杆132球铰接活动。

而为了更好地检测来自所述罩体侧边的太阳光线，更好地全面检测太阳光线，进一步优选的：所述横向组6001还包括与所述横向组6001内的两第一光敏二极管641一一对应的第二光敏二极管642，所述横向组6001的光敏二极管组成左阳光检测对601和右阳光检测对602，所述左阳光检测对601和右阳光检测对602分别均包含一个第一光敏二极管641和一个第二光敏二极管642；所述纵向组6002还包括与所述纵向组6002内的两第一光敏二极管641一一对应的第二光敏二极管642，所述纵向组6002的光敏二极管分别组成上阳光检测对603和下阳光检测对604，所述上阳光检测对603和下阳光检测对604分别均包含一个第一光敏二极管641和一个第二光敏二极管642；所述第二光敏二极管642呈平面十字分布且均设置在对应的第一光敏二极管641的旁边，所述第二光敏二极管642均卧倒其正面朝向所述罩体61的外侧；任意一对阳光检测对的第一光敏二极管641和第二光敏二极管642相互并联，它们的阳极相连并电连接至高电平，它们的阴极相连并电连接至所述电控装置5。

进一步的，所述挡光片65的正向投影的轮廓呈正方型，所述挡光片65平行太阳能板2设置，所述第一光敏二极管641分别位于挡光片65的四个边缘的下方。

优选的，所述罩体61为半透光的罩体。

在本实施例中，所述支架12包括竖向伸展的竖向杆121和横向伸展的横向杆122，所述横向杆122的末端具有L型部123，所述L型部123横向设置，所述摆杆13的铰接球130处于所述L型部123的拐角处。

进一步的，所述下杆132的下端具有连接壳133，所述连接壳133的下端固定连接所述伞体部3的顶部。

进一步的，所述L型部123包括横向部1231和纵向部1232，所述L型部123的横向部1231和纵向部1232上分别设有向下伸出的第一球铰接座124，所述连接壳133对应两所述第一球铰接座124的侧面处设置有第二球铰接座1331；所述第一电动推杆41的推杆401的末端处以及所述第一电动推杆41的推杆本体402的末端处分别设置有铰接球头404，所述第一电动推杆41的两所述铰接球头404分别球铰接于所述L型部123的横向部分的第一球铰接座124和对应的所述第二球铰接座1331；所述第二电动推杆42的推杆401的末端处以及第二电动推杆42的推杆本体402的末端处分别设置有铰接球头404，所述第二电动推杆42的两所述铰接球头404分别球铰接于所述L型部123的纵向部分的第一球铰接座124和对应的所述第二球铰接座1331。

优选的，所述L型部123的拐角处具有缺口部，所述缺口部的端面处伸出有第三球铰接座126，所述第三球铰接座126包括连接杆1261和球铰接座本体1262，所述连接杆1261的一端与所述支架12相对固定设置而另一端连接所述球铰接座本体1262，所述球铰接座本体1262呈环形且与地面平行设置，所述球铰接座本体1262上具有向上和向下的开口，所述向上和向下的开口限制所述摆杆13从垂直地面的位置开始摆动的角度范围为：大于等于0°且小于等于60°。进一步优选的，所述角度范围为：大于等于0°小于等于40°。进一步优选的，所述角度范围为：大于等于0°小于等于30°。在早上和傍晚，太阳高度角比较小，如果本发明的户外伞继续跟踪这个时候的阳光，整个伞体部会倒下，非常影响交通，而且，这种时候的太阳光强度不高，不需要遮挡。优选将摆杆的摆动限制在一定范围，主要针对太阳在顶部或接近顶部时候进行太阳跟踪，这样既不会过于影响交通，又能在太阳最猛烈的时候进行遮挡。

进一步的，所述横向部1231的末端套接有呈方形的杆座125，所述杆座125包括四个侧面和一个正面，所述纵向部1232为L型空心管，所述L型空心管包括短边和长边，所述L型空心管的短边固定连接于所述杆座125的侧面且所述L型空心管的拐角越过所述杆座125的正面而形成所述L型部123的拐角处的所述缺口部，所述第三球铰接座126的连接杆1261连接于所述杆座125的正面处。

在本实施例中，所述电控装置5包括控制器51，任意一对阳光检测对的第一光敏二极管641和第二光敏二极管642的阴极与所述控制器51的信号输入端电连接，所述控制器51的信号输出端电连接电机驱动电路40，所述电机驱动电路40电连接所述第一电动推杆41和第二电动推杆42的推杆电机403。

具体的，所述第一光敏二极管641和第二光敏二极管642的具体型号为鑫永诚光电的XYC-PT5A850DC-A1；所述控制器51包括第一单片机U1和第二单片机U2，具体的单片机型号为STC12C5202AD；所述横向组6001的左阳光检测对601的第一光敏二极管641和与之对应的第二光敏二极管642的阴极相连后串联电阻R1形成RS端与所述第一单片机U1的一个信号输入口电连接；所述横向组6001的右阳光检测对602的第一光敏二极管641和与之对应的第二光敏二极管642的阴极相连后串联电阻R2后形成LS端与所述第一单片机U1的另一个信号输入口电连接；所述纵向组6002的上阳光检测对603的第一光敏二极管641和与之对应的第二光敏二极管642的阴极相连后串联电阻R3形成US端与所述第二单片机U2的一个信号输入口相连；所述纵向组6002的下阳光检测对604的第一光敏二极管641和与之对应的第二光敏二极管642的阴极相连后串联电阻R4形成DS端与所述第二单片机U2的另一个信号输入口相连；VCC1端用于供应稳压电路U3的输入电压，稳压电路U3的电压输出端电连接所有光敏二极管的阳极；所述稳压电路U3的电压输出端接RC并联电路后接地，所述RC并联电路包括并联在一起的C1和R5。

电机驱动电路部分：所述第一单片机U1和第二单片机U2的信号输出端分别接第一电机驱动电路43和第二电机驱动电路44，所述第一电机驱动电路43的输出端OUT1和OUT2电连接所述第一电动推杆41的推杆电机403的正负极，所述第二电机驱动电路44的输出端OUT3和OUT4电连接所述第二电动推杆42的推杆电机403的正负极，第一电机驱动电路43和第二电机驱动电路44的BT端用于对电机驱动电路进行供电输入。本实施例提供的第一电机驱动电路43和第二电机驱动电路44的具体电路原理图见图14：第一单片机U1的输出信号先通过八同相三态缓冲器(型号为：STC12C5202AD)而后输入到电机驱动芯片U4和U5，电机驱动芯片U4和U5的输出端OUT1和OUT2电连接第一电动推杆41的推杆电机403的正负极；第二单片机的输出信号先通过八同相三态缓冲器(型号为：STC12C5202AD)，而后输入到电机驱动芯片U6和U7，电机驱动芯片U6和U7的输出端OUT3和OUT4电连接第二电动推杆42的推杆电机403的正负极；所述电机驱动芯片型号为BTS7970B。单片机通过电机驱动电路驱动电机进行正反转是常规的技术手段，上面提供的电机驱动电路可使用其他现有技术中的电机驱动电路进行等效替换。

在本实施例中，所述太阳能板的电压输出端电连接太阳能充电保护电路7，所述太阳能充电保护电路电连接电池8，所述电池8用于电路的供电其电连接不同降压稳压电路后为各个电路进行供电，具体是为控制器51、第一电机驱动电路43、第二电机驱动电路44、以及光敏二极管进行供电。本实施例也可以将电池8通过另外的充电保护电路接通220V市电进行充电。充电保护电路是本领域常见的电路设计，这里不再提供详细的电路设计。

本实施例的工作原理：当太阳正对所述挡光片65时，横向组6001和纵向组6002的第一光敏二极管641均被照射而进入导通状态，左阳光检测对601、右阳光检测对602、上阳光检测对603以及下阳光检测对604的光敏二极管对所述第一单片机U1和第二单片机U2均输入电流使得单片机获得高电平，此时所述控制器51不控制所述第一电动推杆41和第二电动推杆42工作。当太阳光斜向照射后，当所述挡光片65产生的阴影完全遮挡阳光检测对的两光敏二极管时，被遮挡的两光敏二极管均进入截止状态，阳光检测对对所述单片机的信号输入端不输入电流，使单片机获得低电平。单片机根据阳光检测对输入电信号变化便可检测到哪个阳光检测对的光敏二极管被遮挡，然后控制器51控制电动推杆的推杆电机403正转或反转从而使电动推杆整体长度伸长或缩短，使所述摆杆13摆动改变位置，使所述挡光片65产生的阴影重新移动至不遮挡光敏二极管的位置，最终使得所有光敏二极管均被照射，如此实现太阳能板2持续迎着太阳的功能。

具体的过程如下：当横向组6001的右阳光检测对602的光敏二极管均被阴影遮挡而进入截止，说明阳光处于左侧，右阳光检测对602的光敏二极管无电流进入到第一单片机U1的输入端，第一单片机U1于是控制第一电动推杆41的推杆401伸出，从而第一电动推杆41的整体长度加长，最终将所述摆杆13摆向左侧而使得太阳能板2迎着左侧的太阳，这时挡光片65产生的阴影也回到阳光检测对的中间位置而不遮挡光敏二极管。当横向组6001的左阳光检测对601的光敏二极管均被阴影遮挡而进入截止，说明阳光处于右侧，第二单片机U2控制第一电动推杆41的推杆401收入推杆本体402，使得第一电动推杆41的整体长度变短，最终使得所述摆杆13摆向右侧，使得太阳能板迎向右侧的太阳。纵向组6002的情况与上述论述类似。另外，当所述挡光片65产生的阴影是斜向运动时，如果同时挡住了横向组6001的右阳光检测对602的光敏二极管和纵向组6002的下阳光检测对604的光敏二极管，说明太阳在斜向上的左侧，第一单片机U1控制第一电动推杆41变长、第二单片机U2控制第二电动推杆42变短使得太阳能板迎着斜向左侧的太阳，如图7、8所示。

当本实施例跟踪完一天的太阳后，通过设置时钟电路获知当前时间以及在电动推杆上设置用于记录推杆401的原始位置摆杆直立于底面时推杆401伸出的长度的行程开关或电位器或绝对值编码器，当进入晚上一般19：00以后，单片机控制第一电动推杆41和第二电动推杆42的推杆401回到原始位置，使得摆杆13垂直地面伞体回正，以便下一天的使用。一天刚开始使用时，太阳高度角较小，主要起作用的是第二光敏二极管642，没有被阳光照射到的阳光检测对的第一光敏二极管641和第二光敏二极管642均进入截止，控制器51控制电动推杆动作使得所述摆杆13的上杆131摆向有第二光敏二极管642导通的那个阳光检测对的方向从而使得太阳能板2最终迎着太阳。

实施例2

见图15至图22：

在实施例1的基础上，实施例2增加了电动控制开伞和收伞的功能，实施例2完整地包含有上述实施例1的内容。实施例2的内容不影响实施例1的独立实施。

所述伞体部3包括伞面31、中心支撑架32、若干伞面支撑杆33，所述伞面支撑杆33的一端与所述中心支撑架32铰接而能相对所述中心支撑架32在竖向平面内转动，所述伞面支撑杆33围绕所述中心支撑架32均匀的分布，所述伞体部3还包括控制所述伞面支撑杆33打开或收拢的电动控制装置，所述电动控制装置包括与所述伞面支撑杆33一一对应联接的铰接连杆34，所述铰接连杆34的一端铰接于所述伞面支撑杆33而能相对所述伞面支撑杆33在竖向平面内转动，所述电动控制装置还包括处于所述中心支撑架32下方的的升降盘35，所有所述铰接连杆34的另一端铰接于所述升降盘35，所述升降盘35连接有拉绳36，所述电动控制装置还包括用于收卷或释放所述拉绳36从而使得所述升降盘35相对所述中心支撑架32上升或下降的开收伞电机37。当需要打开户外伞时，使开收伞电机37转动而收卷所述拉绳36，所述升降盘35被拉绳36拉动而相对所述中心支撑架32上升时，所述升降盘35通过所述铰接连杆34撑开所述伞面支撑杆33从而使得户外伞打开。当需要收拢户外伞时，通过所述开收伞电机37释放所述拉绳36，所述升降盘35受电机控制而下降，使得伞面支撑杆33电动受控地收拢。

在本实施例中，所述中心支撑架32的侧面设置有当所述伞面支撑杆33收拢后用于与所述伞面支撑杆33碰触配合的第一行程开关301，所述伞面支撑杆33的下端设置有当所述伞面支撑杆33打开后用于与所述升降盘35碰触配合的第二行程开关302，所述第一行程开关301用于控制所述开收伞电机37停止释放所述拉绳36，所述第二行程开关302用于控制所述开收伞电机37停止收卷所述拉绳36。当所述伞面支撑杆33打开后、所述升降盘35上升后触碰到所述第二行程开关302，所述第二行程开关302控制所述开收伞电机37停止，从而避免拉断所述拉绳36或开收伞电机37过流而烧毁；当所述伞面支撑杆33收拢后，所述伞面支撑杆33碰触到所述第一行程开关301，第一行程开关302控制所述开收伞电机37停止，从而避免所述拉绳36因过分释放而纠缠在一起。

在本实施例中，所述电动控制装置还包括当所述伞面支撑杆33打开后、所述升降盘35碰触所述第二行程开关302时，锁定所述升降盘35位置的电动锁定装置。

具体的，所述电动锁定装置包括固定于所述中心支撑架32上的电磁推杆38，所述中心支撑架32上具有第一锁定通孔324，所述升降盘35的上端面处凸出有伸出部351，当所述升降盘35上升后所述伸出部351插入所述中心支撑架32内，所述伸出部351上具有第二锁定通孔352，在所述升降盘35碰触所述第二行程开关302时所述第一锁定通孔324和第二锁定通孔352相对且所述电磁推杆38的推杆横向插入所述第一锁定通孔324和第二锁定通孔352中使得所述升降盘35相对所述中心支撑架32的上下位置固定。

在本实施例中，还包括第三单片机U3，第三单片机U3的信号输入端电连接有给所述第三单片机U3输入控制电平的收开伞控制信号输入模块303。具体的，所述收开伞控制信号输入模块303包括与所述第三单片机U3电连接的给所述第三单片机U3输入控制电平的开伞按键3031和收伞按键3032。控制电平指高电平或低电平。

所述第一行程开关301和第二行程开关302电连接第三单片机U3的输入口而向所述第三单片机U3输入控制电平，所述第三单片机U3的输出口电连接第三电机驱动电路304，所述第三电机驱动电路304电连接所述开收伞电机37，所述电磁推杆38与所述第三单片机U3的输出口电连接。

在本实施例中，所述中心支撑架32的上端固定于所述连接壳133，所述开收伞电机37固定于所述连接壳133，所述开收伞电机37的输出轴横向伸入所述连接壳133内，所述开收伞电机37的输出轴上周向联动有卷筒371，所述拉绳36一端卷在所述卷筒371上而另一端从所述中心支撑架32内部穿过并从所述中心支撑架32的下端露出后与所述升降盘35连接。

在本实施例中，所述中心支撑架32包括空心竖筒321和连接在所述空心竖筒321上端的凸缘322，所述凸缘322上设置有绕所述空心竖筒321的中心轴均布的、与所述伞面支撑杆33一一对应的缺口，所述伞面支撑杆33的一端处于所述缺口中并与所述凸缘铰接。

在本实施例中，所述升降盘35上设置有绕其中心轴线均布的、与所述铰接连杆34一一对应的缺口，所述铰接连杆34的另一端处于所述升降盘35的缺口中而与所述升降盘35铰接。

在本实施例中，所述中心支撑架32还包括固定连接于所述凸缘322的上侧的连接筒323，所述伞面31中心处具有套接筒311，所述套接筒311套接于所述连接筒323外并与之相对固定连接。

具体的，所述套接筒311和连接筒323的侧面上具有横向贯穿整个套接筒311和连接筒323的穿孔，所述套接筒311和连接筒323的侧面上的穿孔相互对准，一螺栓穿过所述穿孔后拧上紧固螺母使得所述套接筒311和连接筒323相对固定连接。

本实施例需要打开伞体部3时，按下开伞按键3031，所述开伞按键3031输入控制电平给所述第三单片机U3，所述第三单片机U3通过所述第三电机驱动电路304驱动所述开收伞电机37转动而收卷所述拉绳36，所述升降盘35相对所述中心支撑架32上升，所述升降盘35上升过程中将所述伞面支撑杆33撑开，当所述升降盘35碰触到所述第二行程开关302时，所述第二行程开关302向所述第三单片机U3输入控制电平，所述第三单片机U3控制所述开收伞电机37停止转动，同时所述第三单片机U3控制所述电磁推杆38的推杆插入所述第一锁定通孔324和第二锁定通孔352内而使得所述升降盘35相对所述中心支撑架32的上下位置固定，这时候伞体部3处于稳定的打开状态；当需要收拢伞体部3时，按下收伞按键3032，所述收伞按键3032输入控制电平给所述第三单片机U3，第三单片机U3控制所述电磁推杆38的推杆从所述第一锁定通孔324和第二锁定通孔352中退出，所述第三单片机U3控制所述开收伞电机37反向均匀转速地转动从而均匀地释放所述拉绳36，所述升降盘35受控地下降，伞面支撑杆33在自重下完成收拢，最终完成收拢伞体部3的过程。

Claims (10)

1.一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于包括支撑部(1)、太阳能板(2)、伞体部(3)、电动驱动装置(4)、电控装置(5)以及光敏式太阳跟踪装置(6)；所述支撑部(1)包括底座(11)和固定于底座(11)上的支架(12)，所述支撑部(1)还包括活动联接在支架(12)上的摆杆(13)，所述摆杆(13)中部具有铰接球(130)，所述铰接球(130)的上下两端分别连接上杆(131)和下杆(132)，所述铰接球(130)与所述支架(12)球铰接；所述太阳能板(2)用于给所述电动驱动装置(4)、电控装置(5)以及光敏式太阳跟踪装置(6)供电，所述太阳能板(2)的底侧与所述上杆(131)相对固定地设置；所述伞体部(3)的顶部与所述下杆(132)相对固定地设置；所述支架(12)上设置用于驱动所述摆杆(13)摆动的所述电动驱动装置(4)，所述电动驱动装置(4)与所述电控装置(5)电连接，所述太阳能板(2)上安装所述光敏式太阳跟踪装置(6)；所述光敏式太阳跟踪装置(6)用于感受太阳高度角变化并输出电信号到所述电控装置(5)，所述电控装置(5)根据所述光敏式太阳跟踪装置(6)的输入电信号控制所述电动驱动装置(4)去驱动摆杆(13)摆动使得所述太阳能板(2)随太阳高度角变化而动。

2.根据权利要求1所述的一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于所述光敏式太阳跟踪装置(6)包括透光的罩体(61)、安装座(62)、设置在所述罩体(61)内的电路板(63)、焊接在所述电路板(63)上的若干光敏元器件(64)以及用于给所述光敏元器件(64)遮挡阳光的挡光片(65)，所述罩体(61)和所述安装座(62)固定连接，所述安装座(62)与所述太阳能板(2)固定连接，所述挡光片(65)固定于所述罩体(61)的顶部并位于所述光敏元器件(64)的上方，所述光敏元器件(64)与所述电控装置(5)电连接，所述电路板(63)与所述太阳能板(2)平行设置，正对所述罩体(61)的顶端看：所述光敏元器件(64)绕着所述挡光片(65)的中心分布、且所述挡光片(65)不遮挡或仅部分遮挡所述光敏元器件(64)；所述电控装置(5)用于检测所述光敏元器件(64)的电学性能变化并控制所述电动驱动装置(4)驱动所述摆杆(13)摆向所述光敏元器件(64)均能被阳光照射的方向。

3.根据权利要求2所述的一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于所述光敏元器件(64)包括第一光敏二极管(641)，所述第一光敏二极管(641)设置四个，四个所述第一光敏二极管(641)呈平面十字分布且它们的正面朝向垂直所述太阳能板(2)的向上方向，四个所述第一光敏二极管(641)分为横向排布的横向组(6001)和纵向排布的纵向组(6002)，所述横向组(6001)和纵向组(6002)中均设置两所述第一光敏二极管(641)，所述电动驱动装置(4)包括用于推动所述摆杆(13)摆动的第一电动推杆(41)和第二电动推杆(42)，所述第一电动推杆(41)横向设置，所述第二电动推杆(42)纵向设置，所述第一电动推杆(41)和第二电动推杆(42)与所述电控装置(5)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于所述第一电动推杆(41)和第二电动推杆(42)分别均包括推杆(401)和推杆本体(402)，所述推杆本体(402)中固定设置有推杆电机(403)，所述推杆(401)的末端和推杆本体(402)的末端中的之一相对所述支架(12)球铰接活动而另一与相对所述摆杆(13)的上杆(131)或下杆(132)球铰接活动。

5.根据权利要求3所述的一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于所述横向组(6001)还包括与所述横向组(6001)内的两第一光敏二极管(641)一一对应的第二光敏二极管(642)，所述横向组(6001)的光敏二极管组成左阳光检测对(601)和右阳光检测对(602)，所述左阳光检测对(601)和右阳光检测对(602)分别均包含一个第一光敏二极管(641)和一个第二光敏二极管(642)；所述纵向组(6002)还包括与所述纵向组(6002)内的两第一光敏二极管(641)一一对应的第二光敏二极管(642)，所述纵向组(6002)的光敏二极管分别组成上阳光检测对(603)和下阳光检测对(604)，所述上阳光检测对(603)和下阳光检测对(604)分别均包含一个第一光敏二极管(641)和一个第二光敏二极管(642)；所述第二光敏二极管(642)呈平面十字分布且均设置在对应的第一光敏二极管(641)的旁边，所述第二光敏二极管(642)均卧倒其正面朝向所述罩体(61)的外侧；任意一对阳光检测对的第一光敏二极管(641)和第二光敏二极管(642)相互并联，它们的阳极相连并电连接至高电平，它们的阴极相连并电连接至所述电控装置(5)。

6.根据权利要求3所述的一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于所述支架(12)包括竖向伸展的竖向杆(121)和横向伸展的横向杆(122)，所述横向杆(122)的末端具有L型部(123)，所述L型部(123)横向设置，所述摆杆(13)的铰接球(130)处于所述L型部(123)的拐角处。

7.根据权利要求6所述的一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于所述下杆(132)的下端具有连接壳(133)，所述连接壳(133)的下端固定连接所述伞体部(3)的顶部；所述L型部(123)包括横向部(1231)和纵向部(1232)，所述L型部(123)的横向部(1231)和纵向部(1232)上分别设有向下伸出的第一球铰接座(124)，所述连接壳(133)对应两所述第一球铰接座(124)的侧面处设置有第二球铰接座(1331)；所述第一电动推杆(41)的推杆(401)的末端处以及所述第一电动推杆(41)的推杆本体(402)的末端处分别设置有铰接球头(404)，所述第一电动推杆(41)的两所述铰接球头(404)分别球铰接于所述L型部(123)的横向部分的第一球铰接座(124)和对应的所述第二球铰接座(1331)；所述第二电动推杆(42)的推杆(401)的末端处以及第二电动推杆(42)的推杆本体(402)的末端处分别设置有铰接球头(404)，所述第二电动推杆(42)的两所述铰接球头(404)分别球铰接于所述L型部(123)的纵向部分的第一球铰接座(124)和对应的所述第二球铰接座(1331)。

8.根据权利要求6所述的一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于所述L型部(123)的拐角处具有缺口部，所述缺口部的端面处伸出有第三球铰接座(126)，所述第三球铰接座(126)包括连接杆(1261)和球铰接座本体(1262)，所述连接杆(1261)的一端与所述支架(12)相对固定设置而另一端连接所述球铰接座本体(1262)，所述球铰接座本体(1262)呈环形且与地面平行设置，所述球铰接座本体(1262)上具有向上和向下的开口，所述向上和向下的开口限制所述摆杆(13)从垂直地面的位置开始摆动的角度范围为：大于等于0°且小于等于60°。

9.根据权利要求8所述的一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于所述横向部(1231)的末端套接有呈方形的杆座(125)，所述杆座(125)包括四个侧面和一个正面，所述纵向部(1232)为L型空心管，所述L型空心管包括短边和长边，所述L型空心管的短边固定连接于所述杆座(125)的侧面且所述L型空心管的拐角越过所述杆座(125)的正面而形成所述L型部(123)的拐角处的所述缺口部，所述第三球铰接座(126)的连接杆(1261)连接于所述杆座(125)的正面处。

10.根据权利要求5所述的一种能跟踪太阳的户外伞，其特征在于所述电控装置(5)包括控制器(51)，任意一对阳光检测对的第一光敏二极管(641)和第二光敏二极管(642)的阴极与所述控制器(51)的信号输入端电连接，所述控制器(51)的信号输出端电连接电机驱动电路(40)，所述电机驱动电路(40)电连接所述第一电动推杆(41)和第二电动推杆(42)的推杆电机(403)。