CN110138324B - 一种自动调节的防风太阳能板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动调节的防风太阳能板，所述调节箱的底部固定连接有多个支撑杆，所述太阳能板的底端面上铰接有底座，所述底座固定连接在调节箱的顶壁上，所述太阳能板的底面设有两个对称设置的齿条杆，通过齿条杆、转盘、和棘轮的组合，实现了自动调节太阳能板的角度，以适应太阳光照射角度的变化，实现最大光电转换率，通过转盘上的棘爪间隙性啮合棘轮转动，使齿条杆上升下降的速度与太阳方位转变的速度相同，受到风力刮动时，电磁铁会吸引铁块位于同一水平面上，使两个齿条杆水平，确保太阳能板水平放置，减小太阳能板所受的风力，确保了太阳能板的稳固性。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，具体为一种自动调节的防风太阳能板。
背景技术
随着绿色能源的发展，太阳能电池得到越来越多的应用，而太阳能板是太阳能发电系统中核心的部分，使将太阳能转化为电能的重要部件，需要太阳能板长期接收阳光的照射，但是现有的太阳能板通常固定放置，不能随着太阳方位的变化自动调整太阳能板的角度，确保最大面积的接收阳光照射，并且太阳能板通常都位于较高的地方，受风力影响较大，遇强风时难以调整为水平状态，容易被强风刮倒掉落。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动调节的防风太阳能板，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动调节的防风太阳能板，包括调节箱、太阳能板和齿条杆，所述调节箱的底部固定连接有多个支撑杆，所述太阳能板的底端面上铰接有底座，所述底座固定连接在调节箱的顶壁上，所述太阳能板的底面设有两个对称设置的齿条杆，所述齿条杆的底端活动贯穿调节箱的顶壁延伸至调节箱的内部，所述齿条杆的底端均固定连接有铁块，所述铁块的侧壁均滑动连接在调节箱内侧壁所开设的第一滑槽上，位于左侧的所述铁块通过多个第一弹簧与调节箱的内底壁相连接，位于右侧的所述铁块通过多个第二弹簧与调节箱的内顶壁相连接，所述调节箱的内腔后侧壁上固定连接有两个与铁块相对应的电磁铁，所述调节箱的内腔后侧壁上固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有第一转轴，所述第一转轴上固定套接有转盘，所述转盘的侧壁上固定连接有棘爪，所述转盘的侧边啮合有棘轮，所述棘轮转动连接在调节箱的内壁上，所述调节箱的内顶壁上固定连接有连接杆，所述连接杆的侧壁下部固定连接有挡板，所述挡板的下部设有转动连接在连接杆侧壁上的卡块，所述卡块与棘轮相接触，所述卡块的侧壁通过第六弹簧与连接杆侧壁相连接，所述棘轮上同轴固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮的上端啮合有第二齿轮，所述第二齿轮的中心固定插接有第二转轴，所述第二转轴上固定套接有主动轮，所述第二转轴远离主动轮的一端转动连接有撑杆，所述撑杆的上下端均滑动连接在调节箱内壁所开设的第二滑槽上，所述撑杆的侧壁通过第三弹簧与调节箱内侧壁相连接，所述撑杆远离第三弹簧的一侧侧壁下部垂直固定连接有L型杆一端，所述L型杆的另一端活动贯穿调节箱的侧壁延伸至调节箱的外部，所述第二齿轮的侧边与右侧的齿条杆相啮合，所述主动轮通过皮带连接有从动轮，所述从动轮转动连接在调节箱的内壁上，所述从动轮上同轴固定连接有第三齿轮，所述调节箱的内顶壁壁上转动连接有定滑轮，所述撑杆的侧壁上部固定连接有拉绳的一端，所述拉绳的另一端绕过定滑轮且固定连接有压块，所述撑杆远离拉绳的一侧固定连接有顶杆的一端，所述顶杆的另一端活动贯穿调节箱的侧壁，所述调节箱的两侧侧壁上均固定连接有两个固定杆，两个所述固定杆之间转动连接有第三转轴，所述第三转轴上固定套接有转盘，所述转盘的上端固定连接有转动板，所述转动板通过第四弹簧与调节箱的外侧壁相连接，所述转动板的侧壁上固定连接有第二铜触片，所述调节箱的内侧壁上固定连接有与第二铜触片相对应的第一铜触片，所述转盘的底端固定连接有转动杆，位于左侧的所述转动杆的侧壁与L型杆相接触，所述转动杆通过第五弹簧与调节箱的外侧壁相连接，所述转动杆的侧壁上固定连接有第三铜触片，所述调节箱的外侧壁上固定连接有与第三铜触片相对应的第四铜触片，所述调节箱的内底壁上固定连接有内置电源，所述第一铜触片、第二铜触片、电磁铁和内置电源通过导线组成一条串联电路，所述第三铜触片、第四铜触片、电机、电源开关和内置电源通过导线组成另一条串联电路。
优选的，所述拉绳位于皮带中部的正上方。
优选的，右侧的所述转动板的侧壁上部固定连接有第一橡胶块，所述顶杆远离撑杆的一端固定连接有与第一橡胶块相对应的第二橡胶块。
优选的，所述棘轮的外圈侧壁上固定连接有多个齿块，所述卡块活动插接在两个齿块之间，所述齿块远离棘轮的一侧与转盘的外圈之间的距离小于1cm。
优选的，所述第二滑槽的长度大于第二齿轮与右侧齿条杆之间的距离。
优选的，所述棘轮外圈齿块的侧边均为弧形结构，且相邻两个齿块之间的距离大于棘爪的宽度。
优选的，所述棘轮的直径为转盘直径的十倍。
优选的，两个所述齿条杆的顶端固定连接有第三橡胶块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过齿条杆、转盘、和棘轮的组合，实现了自动调节太阳能板的角度，以适应太阳光照射角度的变化，实现最大光电转换率，通过转盘上的棘爪间隙性啮合棘轮转动，使齿条杆上升下降的速度与太阳方位转变的速度相同，确保太阳能板最大角度的接收阳光照射，受到风力刮动时，电磁铁会吸引铁块位于同一水平面上，使两个齿条杆水平，确保太阳能板水平放置，减小太阳能板所受的风力，确保了太阳能板的稳固性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为转盘和棘轮组合图；
图3为B放大示意图。
图中：调节箱1、太阳能板2、齿条杆3、铁块4、电磁铁5、转盘6、棘爪61、第一齿轮7、棘轮8、第二齿轮9、从动轮10、第三齿轮11、拉绳12、主动轮13、压块14、撑杆15、L型杆16、定滑轮17、顶杆18、第一铜触片19、第二铜触片20、转动板21、转盘22、转动杆23、第三铜触片24、第四铜触片25、固定杆26、底座27、连接杆28、卡块29。
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。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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种自动调节的防风太阳能板，包括调节箱1、太阳能板2和齿条杆3，调节箱1的底部固定连接有多个支撑杆，太阳能板2的底端面上铰接有底座27，底座27固定连接在调节箱1的顶壁上，太阳能板2的底面设有两个对称设置的齿条杆3，两个齿条杆3的顶端固定连接有第三橡胶块，便于齿条杆3更好的作用于太阳能板2，调整太阳能板2的角度，齿条杆3的底端活动贯穿调节箱1的顶壁延伸至调节箱1的内部，齿条杆3的底端均固定连接有铁块4，铁块4的侧壁均滑动连接在调节箱1内侧壁所开设的第一滑槽上，位于左侧的铁块4通过多个第一弹簧与调节箱1的内底壁相连接，位于右侧的铁块4通过多个第二弹簧与调节箱1的内顶壁相连接，调节箱1的内腔后侧壁上固定连接有两个与铁块4相对应的电磁铁5，调节箱1的内腔后侧壁上固定连接有电机，电机的输出端固定连接有第一转轴，第一转轴上固定套接有转盘6，转盘6的侧壁上固定连接有棘爪61，转盘6的侧边啮合有棘轮8，棘轮8的直径为转盘6直径的十倍，确保棘轮8的面积足够大，棘轮8的转动速度较慢，带动齿条杆3上升或下降的速度也较慢，棘轮8转动连接在调节箱1的内壁上，调节箱1的内顶壁上固定连接有连接杆28，连接杆28的侧壁下部固定连接有挡板，挡板的下部设有转动连接在连接杆28侧壁上的卡块29，卡块29与棘轮8相接触，卡块29的侧壁通过第六弹簧与连接杆28侧壁相连接，棘轮8的外圈侧壁上固定连接有多个齿块，卡块29活动插接在两个齿块之间，确保棘轮8只能逆时针转动，抵压卡块29转动，棘轮8顺时针转动时，卡块29会被挡板阻挡，确保棘轮8不能反向转动，齿块远离棘轮8的一侧与转盘6的外圈之间的距离小于1cm，确保棘轮8转动的速度较慢，也便于棘爪61与齿块啮合，棘轮8外圈齿块的侧边均为弧形结构，与转盘6的外圈弧度相对应，使转盘6转动时棘轮8不转动，且相邻两个齿块之间的距离大于棘爪61的宽度，便于棘爪61转动至相邻两个齿块之间，推动棘轮8转动，棘轮8上同轴固定连接有第一齿轮7，第一齿轮7的上端啮合有第二齿轮9，第二齿轮9的中心固定插接有第二转轴，第二转轴上固定套接有主动轮13，第二转轴远离主动轮13的一端转动连接有撑杆15，撑杆15的上下端均滑动连接在调节箱1内壁所开设的第二滑槽上，第二滑槽的长度大于第二齿轮9与右侧齿条杆3之间的距离，确保撑杆15左移后，第二齿轮9与右侧的齿条杆3不接触，便于齿条杆3下移，撑杆15的侧壁通过第三弹簧与调节箱1内侧壁相连接，撑杆15远离第三弹簧的一侧侧壁下部垂直固定连接有L型杆16一端，L型杆16的另一端活动贯穿调节箱1的侧壁延伸至调节箱1的外部，第二齿轮9的侧边与右侧的齿条杆3相啮合，主动轮13通过皮带连接有从动轮10，从动轮10转动连接在调节箱1的内壁上，从动轮10上同轴固定连接有第三齿轮11，调节箱1的内顶壁壁上转动连接有定滑轮17，撑杆15的侧壁上部固定连接有拉绳12的一端，拉绳12的另一端绕过定滑轮17且固定连接有压块14，拉绳12位于皮带中部的正上方，便于第二齿轮9右移后，皮带松弛，压块14随着拉绳12松动下移抵压皮带，防止皮带松脱，确保第二齿轮9复原后皮带依旧为绷紧状态，撑杆15远离拉绳12的一侧固定连接有顶杆18的一端，顶杆18的另一端活动贯穿调节箱1的侧壁，调节箱1的两侧侧壁上均固定连接有两个固定杆26，两个固定杆26之间转动连接有第三转轴，第三转轴上固定套接有转盘22，转盘22的上端固定连接有转动板21，转动板21通过第四弹簧与调节箱1的外侧壁相连接，右侧的转动板21的侧壁上部固定连接有第一橡胶块，顶杆18远离撑杆15的一端固定连接有与第一橡胶块相对应的第二橡胶块，使右侧的转动板21受风力作用能够转动抵压顶杆18时，不会发生滑移，增大了接触时的摩擦力，更好的推动顶杆18移动，转动板21的侧壁上固定连接有第二铜触片20，调节箱1的内侧壁上固定连接有与第二铜触片20相对应的第一铜触片19，转盘22的底端固定连接有转动杆23，位于左侧的转动杆23的侧壁与L型杆16相接触，转动杆23通过第五弹簧与调节箱1的外侧壁相连接，转动杆23的侧壁上固定连接有第三铜触片24，调节箱1的外侧壁上固定连接有与第三铜触片24相对应的第四铜触片25，调节箱1的内底壁上固定连接有内置电源，第一铜触片19、第二铜触片20、电磁铁5和内置电源通过导线组成一条串联电路，第三铜触片24、第四铜触片25、电机、电源开关和内置电源通过导线组成另一条串联电路。
工作原理：开启电机，转盘6带动棘爪61啮合棘轮8间歇性转动，带动第二齿轮9啮合第三齿轮11转动，使左侧的齿条杆3逐步上移，卡块29会在棘爪61脱离棘轮8后确保棘轮8不能反向转动，防止齿条杆3移动，右侧的齿条杆3逐步下移使太阳能板2逐步放平，再顶动太阳能板2反向倾斜，由于转盘6转动一圈会推动棘轮8转动一个齿块，使齿条杆3移动的速度较慢，使太阳能板2的角度变化较慢，确保太阳能板2始终最大角度的接收阳光照射，受到风力刮动时，位于调节箱1两侧的风力会将转动板21抵压转动，使第一铜触片19与第二铜触片20相接触，电磁铁5通电，第三铜触片24与第四铜触片25分离，电机停止运行，当左侧的转动板21转动靠近调节箱1时，带动转动杆23顶动L型杆16左移，带动撑杆15和第二齿轮9向左移动，压块14下移抵压皮带，防止皮带松开，当右侧的转动板21转动靠近调节箱1时，会抵压顶杆18左移，推动撑杆15和第二齿轮9向左移动，使第二齿轮9脱离齿条杆3，电磁铁5会吸引铁块4位于同一水平面上，使两个齿条杆3水平，确保太阳能板2水平放置，减小太阳能板2所受的风力，确保太阳能板2的稳固性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种自动调节的防风太阳能板，包括调节箱(1)、太阳能板(2)和齿条杆(3)，其特征在于：所述调节箱(1)的底部固定连接有多个支撑杆，所述太阳能板(2)的底端面上铰接有底座(27)，所述底座(27)固定连接在调节箱(1)的顶壁上，所述太阳能板(2)的底面设有两个对称设置的齿条杆(3)，所述齿条杆(3)的底端活动贯穿调节箱(1)的顶壁延伸至调节箱(1)的内部，所述齿条杆(3)的底端均固定连接有铁块(4)，所述铁块(4)的侧壁均滑动连接在调节箱(1)内侧壁所开设的第一滑槽上，位于左侧的所述铁块(4)通过多个第一弹簧与调节箱(1)的内底壁相连接，位于右侧的所述铁块(4)通过多个第二弹簧与调节箱(1)的内顶壁相连接，所述调节箱(1)的内腔后侧壁上固定连接有两个与铁块(4)相对应的电磁铁(5)，所述调节箱(1)的内腔后侧壁上固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有第一转轴，所述第一转轴上固定套接有转盘(6)，所述转盘(6)的侧壁上固定连接有棘爪(61)，所述转盘(6)的侧边啮合有棘轮(8)，所述棘轮(8)转动连接在调节箱(1)的内壁上，所述调节箱(1)的内顶壁上固定连接有连接杆(28)，所述连接杆(28)的侧壁下部固定连接有挡板，所述挡板的下部设有转动连接在连接杆(28)侧壁上的卡块(29)，所述卡块(29)与棘轮(8)相接触，所述卡块(29)的侧壁通过第六弹簧与连接杆(28)侧壁相连接，所述棘轮(8)上同轴固定连接有第一齿轮(7)，所述第一齿轮(7)的上端啮合有第二齿轮(9)，所述第二齿轮(9)的中心固定插接有第二转轴，所述第二转轴上固定套接有主动轮(13)，所述第二转轴远离主动轮(13)的一端转动连接有撑杆(15)，所述撑杆(15)的上下端均滑动连接在调节箱(1)内壁所开设的第二滑槽上，所述撑杆(15)的侧壁通过第三弹簧与调节箱(1)内侧壁相连接，所述撑杆(15)远离第三弹簧的一侧侧壁下部垂直固定连接有L型杆(16)一端，所述L型杆(16)的另一端活动贯穿调节箱(1)的侧壁延伸至调节箱(1)的外部，所述第二齿轮(9)的侧边与右侧的齿条杆(3)相啮合，所述主动轮(13)通过皮带连接有从动轮(10)，所述从动轮(10)转动连接在调节箱(1)的内壁上，所述从动轮(10)上同轴固定连接有第三齿轮(11)，所述调节箱(1)的内顶壁壁上转动连接有定滑轮(17)，所述撑杆(15)的侧壁上部固定连接有拉绳(12)的一端，所述拉绳(12)的另一端绕过定滑轮(17)且固定连接有压块(14)，所述撑杆(15)远离拉绳(12)的一侧固定连接有顶杆(18)的一端，所述顶杆(18)的另一端活动贯穿调节箱(1)的侧壁，所述调节箱(1)的两侧侧壁上均固定连接有两个固定杆(26)，两个所述固定杆(26)之间转动连接有第三转轴，所述第三转轴上固定套接有转盘(22)，所述转盘(22)的上端固定连接有转动板(21)，所述转动板(21)通过第四弹簧与调节箱(1)的外侧壁相连接，所述转动板(21)的侧壁上固定连接有第二铜触片(20)，所述调节箱(1)的内侧壁上固定连接有与第二铜触片(20)相对应的第一铜触片(19)，所述转盘(22)的底端固定连接有转动杆(23)，位于左侧的所述转动杆(23)的侧壁与L型杆(26)相接触，所述转动杆(23)通过第五弹簧与调节箱(1)的外侧壁相连接，所述转动杆(23)的侧壁上固定连接有第三铜触片(24)，所述调节箱(1)的外侧壁上固定连接有与第三铜触片(24)相对应的第四铜触片(25)，所述调节箱(1)的内底壁上固定连接有内置电源，所述第一铜触片(19)、第二铜触片(20)、电磁铁(5)和内置电源通过导线组成一条串联电路，所述第三铜触片(24)、第四铜触片(25)、电机、电源开关和内置电源通过导线组成另一条串联电路。
2.根据权利要求1所述的一种自动调节的防风太阳能板，其特征在于：所述拉绳(12)位于皮带中部的正上方。
3.根据权利要求1所述的一种自动调节的防风太阳能板，其特征在于：右侧的所述转动板(21)的侧壁上部固定连接有第一橡胶块，所述顶杆(18)远离撑杆(15)的一端固定连接有与第一橡胶块相对应的第二橡胶块。
4.根据权利要求1所述的一种自动调节的防风太阳能板，其特征在于：所述棘轮(8)的外圈侧壁上固定连接有多个齿块，所述卡块(29)活动插接在两个齿块之间，所述齿块远离棘轮(8)的一侧与转盘(6)的外圈之间的距离小于1cm。
5.根据权利要求1所述的一种自动调节的防风太阳能板，其特征在于：所述第二滑槽的长度大于第二齿轮(9)与右侧齿条杆(3)之间的距离。
6.根据权利要求4所述的一种自动调节的防风太阳能板，其特征在于：所述棘轮(8)外圈齿块的侧边均为弧形结构，且相邻两个齿块之间的距离大于棘爪(61)的宽度。
7.根据权利要求1所述的一种自动调节的防风太阳能板，其特征在于：所述棘轮(8)的直径为转盘(6)直径的十倍。
8.根据权利要求1所述的一种自动调节的防风太阳能板，其特征在于：两个所述齿条杆(3)的顶端固定连接有第三橡胶块。
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