CN110518472A - 一种可自动追光的太阳能板展开机构及电力保障车 - Google Patents
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Abstract
一种可自动追光的太阳能板展开结构及电力保障车，包括车体（1）、太阳能电池板组（2）、电动推杆（3）、旋转底座（4）、车厢（5）、控制台（6）、蓄电池组（7）、电流逆变器（8）、铰接支架（9），其中太阳能板展开机构通过旋转底座（4）固定在车厢（5）上，由控制台（6）控制其展开与水平转动，从而实现其精准追光。太阳能电池板组（2）的输出端与蓄电池组（7）连接，本车辆配备了电流逆变器（8）。基于燃料应急发电车的局限，设计出一种可自动追光的太阳能板展开机构及电力保障车，利用天然能源，减少了燃料消耗，以解决燃料应急发电车在一些特殊极端恶劣条件下，无法满足需求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能领域与应急电源车领域，具体涉及一种可自动追光的太阳能板展开机构及电力保障车。
背景技术
目前，市面上的电力保障车大多属于应急发电车，在国内外以及野外应急领域得到广泛的应用。通过燃料发电，柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。具体实施方式为：在柴油机气缸内，柴油被点燃，混合气体燃烧体积迅速膨胀，作用在气缸上的推力带动发电机的转子，利用电测感应原理，发动机输出感应电动势，经过闭合回路的负载回路就能产生电流。而正是必须消耗燃料才能提供电力，因而在一些特殊野战部队或者是运输不便的应急山区等极端恶劣条件下，获取资源不便，燃料应急发电车无法满足需求。
发明内容
基于燃料应急发电车的局限，本发明设计出一种可自动追光的太阳能板展开机构及电力保障车，利用天然能源，减少了燃料消耗，以解决燃料应急发电车在一些特殊极端恶劣条件下，无法满足需求的问题。本发明通过控制台的控制芯片，设计单片机主程序去实现太阳能板展开机构的精确追光。
一种可自动追光的太阳能板展开机构及电力保障车，所述太阳能板展开机构包括太阳能电池板组、电动推杆、旋转底座、铰接支架；
所述太阳能电池板组的一端侧边通过铰链支架连接至旋转底座的一端侧边，所述旋转底座在靠近另一端侧边处设置支撑太阳能电池板组的电动推杆；
所述电力保障车包括所述太阳能板展开机构，和车体、车厢、控制台、蓄电池组和电流逆变器，所述控制台、蓄电池组和电流逆变器均设置在车厢内；
所述太阳能板展开机构通过旋转底座固定在车厢上，由控制台控制其电动推和旋转底座工作，以使太阳能电池板组精准追光；太阳能电池板组的输出端与蓄电池组连接，蓄电池组为直接连接的直流电器设备供电，并通过电流逆变器把直流电转化为交流电，为交流电器设备供电。
进一步地，所述旋转底座采用矩形箱体结构，外部由四块型材板通过螺钉连接组成箱体结构，旋转底座上方附有钢型盖板，底座的一侧附有铰接支架，与电动推杆的底部通过销轴连接，采用回转减速电机去控制太阳能板展开机构方位角追光。
进一步地，所述太阳能电池板组包括，两块固定板，两块移动板，四块太阳能电池板分别镶嵌在固定板和移动板上用于收集太阳能；
两块固定板位于箱体结构上方，两块移动板分别置于箱体内部两侧，在两侧滑槽内做伸展运动，滑槽两端与中间设有塑料垫片保证两块移动板得以平稳展开，四块太阳能电池板分别镶嵌在固定板和移动板上用于收集太阳能，箱体中间设置两根方管型材与接触面板进行螺钉连接，对箱体实施加固，两根方管型材之间用一短板型材进行螺钉连接，用于铰接电动推杆的一端。
进一步地，太阳能板展开机构的外侧板用螺钉与挡板连接，两个支架分别固定在旋转底座的同一侧，与挡板用一销轴连接，组成铰接支架。
进一步地，采用电动推杆来控制太阳能板展开机构的高度角追光，其一端铰接在短板型材上，另一端铰接在旋转底座的一侧。
进一步地，太阳能板展开机构采用两条同步带来实现移动板的展开与收缩，用同步带夹板实现同步带与移动板的固定，电机的输出轴与同步带轮相连。当电机带动同步带转动时，移动板实现展开和伸缩。同时采用导轨滑块机构来实现移动板的轴向运动，采用两根导轨，四组滑块组，每组滑块组通过螺钉连接在移动板上。
进一步地，太阳能板展开机构上装有限位传感器，分别安装于箱体两侧与导轨中间的外侧板上，旋转底座上也装有限位传感器，通过限位传感器来控制移动板与电动推杆到达极限位置。
进一步地，所述控制台采用C52单片机控制芯片，为实现太阳能板展开机构的自动追光，控制主程序包括太阳能板展开模块，时间模块，LED显示模块，A/D转化模块，太阳高度角与方位角追光模块，控制台配备LED显示屏用来显示太阳高度角与方位角以及交互式界面，控制台内部装有步进电机驱动器用来驱动电机和回转减速电机。
本发明采取上述方案之后，将太阳能电池板组、电动推杆、旋转底座、车厢、控制台、蓄电池组、电流逆变器等设备相结合，在保障车上实现太阳能板的精确追光，太阳能收集，交流电转化等功能。此发明利用天然能源，减少了燃料消耗，同时又保证了发明的具体实用性。本发明与普通燃料应急发电车相比，集成性高，适应能力强，应用范围广，不仅可以作为商用移动电源车更能作为野战部队军用保障车，在运输不便的应急山区等极端恶劣条件下依然能发挥作用。最重要的是利用天然能源，无污染，减少了燃料消耗，解决了燃料应急发电车在一些特殊极端恶劣条件下，无法满足需求的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为太阳能板展开机构的结构示意图。
图3为旋转底座结构示意图。
图4为铰接支架三维爆炸图。
图5为太阳能板展开机构局部示意图。
图6为主程序设计流程图。
图中，1-车体、2-太阳能电池板组、3-电动推杆、4-旋转底座、5-车厢、6-控制台、7-蓄电池组、8-电流逆变器、9-铰接支架、213-太阳能固定板、214-太阳能固定板、211-太阳能移动板、212-太阳能移动板、91-挡板、93-支架、94-支架、92-销轴、223-短板型材、41-转减速电机、241-同步带、251-同步带轮、252-同步带轮、261-导轨、262-滑块组、263-滑块、264-导轨、23-电机、271-限位器、272限位板。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，一种可自动追光的太阳能板展开机构及电力保障车，包括车体1、太阳能电池板组2、电动推杆3、旋转底座4、车厢5、控制台6、蓄电池组7、电流逆变器8、铰接支架9。
太阳能板展开机构包括太阳能电池板组2、电动推杆3、旋转底座4、铰接支架9；太阳能电池板组2的一端侧边通过铰链支架9连接至旋转底座4的一端侧边，旋转底座4在靠近另一端侧边处设置支撑太阳能电池板组2的电动推杆3。
电力保障车包括太阳能板展开机构，和车体1、车厢5、控制台6、蓄电池组7和电流逆变器8，控制台6、蓄电池组7和电流逆变器8均设置在车厢内。
太阳能板展开机构通过旋转底座4固定在车厢5上，由控制台6控制其电动推和旋转底座工作，以使太阳能电池板组精准追光；太阳能电池板组2的输出端与蓄电池组7连接，蓄电池组7为直接连接的直流电器设备供电，并通过电流逆变器8把直流电转化为交流电，为交流电器设备供电。
旋转底座4采用矩形箱体结构，外部由四块型材板通过螺钉连接组成箱体结构，旋转底座4上方附有钢型盖板，底座的一侧附有铰接支架32，与电动推杆3的底部通过销轴92连接，采用回转减速电机41去控制太阳能板展开机构方位角追光，回转减速电机具有反向自锁的特点，与传统的回转类产品相比具有更高的稳定性，更大程度上节省了空间。
太阳能板展开机构上装有限位传感器，分别安装于箱体两侧与导轨中间的外侧板上，旋转底座上也装有限位传感器，通过限位传感器来控制移动板与电动推杆到达极限位置。
参照图2，太阳能电池板组包括，两块固定板213、214，两块移动板211、212，四块太阳能电池板分别镶嵌在固定板和移动板上用于收集太阳能；两块固定板213、214位于箱体结构上方，两块移动板211、212分别置于箱体内部两侧，在两侧滑槽内做伸展运动，滑槽两端与中间设有塑料垫片保证两块移动板得以平稳展开，四块太阳能电池板分别镶嵌在固定板和移动板上用于收集太阳能，箱体中间设置两根方管型材221、222与接触面板进行螺钉连接，对箱体实施加固，两根方管型材之间用一短板型材223进行螺钉连接，用于铰接电动推杆的一端。
采用电动推杆3来控制太阳能板展开机构的高度角追光，其一端铰接在短板型材223上，另一端铰接在旋转底座4的一侧。
如图2所示，太阳能板展开机构采用两条同步带241来实现移动板的展开与收缩，用同步带夹板实现同步带与移动板的固定，电机23的输出轴与同步带轮相连。当电机带动同步带转动时，移动板实现展开和伸缩。同时采用导轨261滑块机构来实现移动板的轴向运动，采用两根导轨，四组滑块组262，每组滑块组通过螺钉连接在移动板上。
如图3所示，旋转底座4优选采用矩形箱体结构，外部由四块型材板通过螺钉连接组成箱体结构。旋转底座上方附有钢型盖板，底座的一侧附有铰接支架32，与电动推杆3底部通过销轴连接。优选地采用回转减速电机41去控制太阳能板展开机构方位角追光。
如图4所示，挡板91与太阳能板展开机构的外侧板用螺钉连接，两个支架9394分别固定在旋转底座4的同一侧，与挡板91用一销轴92连接，组成铰接支架9。
如图5所示，太阳能板展开机构上装有限位传感器，分别安装于箱体两侧与导轨中间的外侧板上，旋转底座上也装有限位传感器。通过限位传感器来控制移动板与电动推杆到达极限位置。
控制台采用C52单片机控制芯片，为实现太阳能板展开机构的自动追光，控制主程序包括太阳能板展开模块，时间模块，LED显示模块，A/D转化模块，太阳高度角与方位角追光模块，控制台6配备LED显示屏用来显示太阳高度角与方位角以及交互式界面，控制台6内部装有步进电机驱动器用来驱动电机23和回转减速电机41。
下面结合图1-5的优选实施例与图6的主程序设计，详细来说明本发明的实施方式：本实施例在实施时，按下控制台复位键，即系统电源键，单片机上电复位，进入主程序，紧接着系统检测昼夜，若是黑夜系统启动中断程序，继续保持待机状态，15min后从头检测，若是白昼，此时电机驱动器接受脉冲信号移动太阳能板展开，当展开到限位器271检测到限位板272时停止。
紧接着系统获取时钟模块的时间进而计算出太阳高度角与方位角，系统进入太阳高度角与方位角追光模式进行粗调，电机驱动器接受脉冲信号回转减速电机41带动太阳能板展开机构水平转动到大约与太阳入射角垂直的角度。随后系统进行阴晴判断，若是阴天系统进入待机，15min 后继续从头进行检测，若是晴天，系统切换至四象限探测器追光模式，调整完之后，系统延时 15min重复以上的步骤，最后当系统关闭时，系统进行复位，折叠装置收回去，追光系统复原。收集到的太阳能转化为电能储存在蓄电池组7，蓄电池组可直接连接直流电器设备，也可通过电流逆变器8把直流电转化为交流电，满足一些特殊野战部队或者是运输不便的应急山区等极端恶劣条件下使用交流电器设备。
本发明与普通燃料应急发电车相比，集成性高，适应能力强，应用范围广，不仅可以作为商用移动电源车更能作为野战部队军用保障车，在运输不便的应急山区等极端恶劣条件下依然能发挥作用。最重要的是利用天然能源，无污染，减少了燃料消耗，解决了燃料应急发电车在一些特殊极端恶劣条件下，无法满足需求的问题。
以上仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (8)
1.一种可自动追光的太阳能板展开机构及电力保障车，其特征在于：
所述太阳能板展开机构包括太阳能电池板组（2）、电动推杆（3）、旋转底座（4）、铰接支架（9）；所述太阳能电池板组（2）的一端侧边通过铰链支架（9）连接至旋转底座（4）的一端侧边，所述旋转底座（4）在靠近另一端侧边处设置支撑太阳能电池板组（2）的电动推杆（3）；所述电力保障车包括所述太阳能板展开机构，和车体（1）、车厢（5）、控制台（6）、蓄电池组（7）和电流逆变器（8），所述控制台（6）、蓄电池组（7）和电流逆变器（8）均设置在车厢内；所述太阳能板展开机构通过旋转底座（4）固定在车厢（5）上，由控制台（6）控制其电动推和旋转底座工作，以使太阳能电池板组精准追光；太阳能电池板组（2）的输出端与蓄电池组（7）连接，蓄电池组（7）为直接连接的直流电器设备供电，并通过电流逆变器（8）把直流电转化为交流电，为交流电器设备供电。
2. 根据权利要求 1 所述的一种可自动追光的太阳能板展开机构，其特征是在于：所述旋转底座（4）采用矩形箱体结构，外部由四块型材板通过螺钉连接组成箱体结构，旋转底座（4）上方附有钢型盖板，底座的一侧附有铰接支架（32），与电动推杆（3）的底部通过销轴（92）连接，采用回转减速电机（41）去控制太阳能板展开机构方位角追光。
3.根据权利要求 2 所述的一种可自动追光的太阳能板展开机构，其特征是在于：所述太阳能电池板组包括，两块固定板（213）（214），两块移动板（211）（212），四块太阳能电池板分别镶嵌在固定板和移动板上用于收集太阳能；两块固定板（213）（214）位于箱体结构上方，两块移动板（211）（212）分别置于箱体内部两侧，在两侧滑槽内做伸展运动，滑槽两端与中间设有塑料垫片保证两块移动板得以平稳展开，四块太阳能电池板分别镶嵌在固定板和移动板上用于收集太阳能，箱体中间设置两根方管型材（221）（222）与接触面板进行螺钉连接，对箱体实施加固，两根方管型材之间用一短板型材（223）进行螺钉连接，用于铰接电动推杆的一端。
4.根据权利要求 2 所述的一种可自动追光的太阳能板展开机构，其特征是在于：太阳能板展开机构的外侧板用螺钉与挡板（91）连接，两个支架（93）（94）分别固定在旋转底座（4）的同一侧，与挡板（91）用一销轴（92）连接，组成铰接支架（9）。
5.根据权利要求 2 所述的一种可自动追光的太阳能板展开机构，其特征是在于：采用电动推杆（3）来控制太阳能板展开机构的高度角追光，其一端铰接在短板型材（223）上，另一端铰接在旋转底座（4）的一侧。
6.根据权利要求 2 所述的一种可自动追光的太阳能板展开机构，其特征是在于：太阳能板展开机构采用两条同步带（241）来实现移动板的展开与收缩，用同步带夹板实现同步带与移动板的固定，电机（23）的输出轴与同步带轮相连，当电机带动同步带转动时，移动板实现展开和伸缩，同时采用导轨（261）滑块机构来实现移动板的轴向运动，采用两根导轨，四组滑块组（262），每组滑块组通过螺钉连接在移动板上。
7.根据权利要求 2 所述的一种可自动追光的太阳能板展开机构，其特征是在于：太阳能板展开机构上装有限位传感器，分别安装于箱体两侧与导轨中间的外侧板上，旋转底座上也装有限位传感器，通过限位传感器来控制移动板与电动推杆到达极限位置。
8.根据权利要求 1 所述的一种可自动追光的太阳能板展开机构及电力保障车，其特征是在于：所述控制台采用C52单片机控制芯片，为实现太阳能板展开机构的自动追光，控制主程序包括太阳能板展开模块，时间模块，LED显示模块，A/D转化模块，太阳高度角与方位角追光模块，控制台（6）配备LED显示屏用来显示太阳高度角与方位角以及交互式界面，控制台（6）内部装有步进电机驱动器用来驱动电机（23）和回转减速电机（41）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191129 |