CN111365868A - 一种优化日照角度的光伏板固定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种优化日照角度的光伏板固定装置，其包括，倾斜调节单元，其上固定安装有光伏板，所述倾斜调节单元包括与旋转调节单元配合的传动组件，安装于传动组件一端的横杆，以及连接横杆与光伏板的伸缩连接杆；旋转调节单元，其与支座转动连接同时安装于支架上并带动所述支架转动，其包括固定安装于所述支座上的驱动机构，受所述驱动机构驱动的主动轮，以及与所述主动轮相互啮合且固定设置于所述支架上的第二从动轮；以及，支架，其与所述支座转动连接，所述光伏板转动安装于其上部。本发明根据一天中太阳的运动规律，通过倾斜调节单元和旋转调节单元共同配合工作，以实现光伏板朝向太阳直射的角度的自动调节。

Description

一种优化日照角度的光伏板固定装置
技术领域
本发明涉及新能源装置技术领域，特别是一种优化日照角度的光伏板固定装置。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
无论从世界还是从中国来看，常规能源都是很有限的，中国的一次性能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10％，太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。
现有的光伏发电装置往往按照平均照射倾角固定，这种固定方式获得的能源受四季、昼夜等气象条件的很大影响，不能充分获取太阳能源。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有的光伏板固定装置中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中的一个目的是提供一种优化日照角度的光伏板固定装置，通过倾斜调节单元与旋转调节单元配合完成一天中光伏板动态接收日照的角度调节。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种优化日照角度的光伏板固定装置，其包括，
倾斜调节单元，其上固定安装有光伏板，所述倾斜调节单元包括与旋转调节单元配合的传动组件，转动安装于传动组件一端的横杆，以及连接横杆与光伏板的伸缩连接杆，所述传动组件带动所述横杆水平位移；
旋转调节单元，其固定设置于支架上并带动所述支架转动，所述旋转调节单元包括固定安装于支座上的驱动机构，受所述驱动机构驱动的主动轮，以及与所述主动轮相互啮合且固定设置于所述支架上的第二从动轮，所述第二从动轮转动设置于所述支座的上部；以及，
支架，其转动套设于所述支座的上部，所述光伏板两侧与所述支架的上部转动连接。
作为本发明所述优化日照角度的光伏板固定装置的一种优选方案，其中：所述支架包括转动套设于所述支座外周的第一支杆，以及固定安装于所述第一支杆两端的第二支杆，其中，所述第二支杆的上端面转动连接所述光伏板，在所述第一支杆的上端面关于所述支座对称设置有两组第三支杆，两组所述第三支杆之间设置有安装所述传动组件的第四支杆、连接所述第二从动轮的第五支杆和支撑所述传动组件的第六支杆。
作为本发明所述优化日照角度的光伏板固定装置的一种优选方案，其中：所述传动组件包括与所述第二从动轮连接的斜齿轮组，与所述斜齿轮组中的第一斜齿轮同轴转动的第一从动轮，以及与所述第一从动轮啮合随着其做直线运动的推杆，所述推杆开设有导槽，所述推杆通过所述导槽滑动安装于所述第六支杆上，且所述推杆一端转动安装于所述横杆上，所述斜齿轮组包括相互啮合的第一斜齿轮和第二斜齿轮。
作为本发明所述优化日照角度的光伏板固定装置的一种优选方案，其中：所述第二斜齿轮为不完全齿轮，其分为有齿部(M)和无齿部(J)，所述有齿部(M)在所述第二斜齿轮上的占比小于所述无齿部(J)在所述第二斜齿轮上的占比，所述第一斜齿轮与所述第一从动轮之间安装有第二转轴，且所述第一斜齿轮关于所述第二斜齿轮的中心轴对称设置有两组，同样的，对称设置的所述第一斜齿轮连接有同轴转动的第一从动轮，对称设置的所述第一斜齿轮、所述第二转轴和所述第一从动轮均转动套设于所述第四支杆上。
作为本发明所述优化日照角度的光伏板固定装置的一种优选方案，其中：所述驱动机构通过连接板固定安装于所述支座上，所述连接板安装于所述第一支杆的上部，且其长度小于所述第三支杆的侧面至所述支座侧面的距离，所述主动轮通过第一转轴与所述驱动机构连接，所述第二从动轮转动安装于所述支座的上端面，且所述第二斜齿轮设置于所述第二从动轮的上部，两者之间通过第三转轴固定连接，且所述第二斜齿轮跟随所述第二从动轮同轴转动，所述第五支杆固定设置于所述第二斜齿轮与所述第二从动轮之间的所述第三转轴上。
作为本发明所述优化日照角度的光伏板固定装置的一种优选方案，其中：在两组所述第一从动轮的上部均设置有所述推杆，所述推杆的下端面开设有多组与所述第一从动轮相啮合的齿。
作为本发明所述优化日照角度的光伏板固定装置的一种优选方案，其中：所述横杆两端对称设置的所述伸缩连接杆包括，
第一导杆，所述第一导杆上开设有第一导轨，所述第一导杆一端固定安装于所述光伏板两侧，另一端与第二导杆滑动连接；以及，
第二导杆，其上开设有第二导轨，所述第二导杆另一端延伸入所述第一导轨内，所述第二导杆沿着所述第一导轨和所述第二导轨与所述第一导杆滑动连接，所述第二导杆的下端面固定安装于所述横杆的两端。
作为本发明所述优化日照角度的光伏板固定装置的一种优选方案，其中：所述横杆的中部的上端面设置有与所述光伏板的下端面连接的连接件，所述连接件包括固定于所述光伏板下端面的第一固定杆、延伸入所述第一固定杆开设的滑槽内的第二固定杆和连接两者的弹性件。
作为本发明所述优化日照角度的光伏板固定装置的一种优选方案，其中：所述支座的下端通过轴承能够与外接底座固定连接，所述支座与所述轴承之间固定安装。
作为本发明所述优化日照角度的光伏板固定装置的一种优选方案，其中：所述推杆与所述连接件垂直时，所述横杆与所述推杆倾斜设置，且倾斜角小于180度。
本发明的有益效果：
根据一天中太阳的运动规律，通过倾斜调节单元和旋转调节单元共同配合工作，以实现光伏板朝向太阳直射的角度的自动调节；通过传动组件内的结构配合，巧妙的将旋转运动转换为直线运动，以带动光伏板倾斜；通过有齿部与无齿部的设置，可实现推杆的往复直线运动，更便于光伏板的循环往复调节，实现周期性运动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的第二种实施例的局部结构示意图。
图3为本发明的第二种实施例中所述的传动组件的局部结构示意图。
图4为本发明中所述的支架的结构示意图。
图5为本发明中所述的伸缩连接杆的结构示意图。
图6为本发明的第二种实施例中所述的连接件的结构示意图。
图7为第二种实施例的第一个具体实施方式的整体示意图。
图8为第二种实施例的第一个具体实施方式的局部示意图。
图9为第二种实施例的第二个具体实施方式的整体示意图。
图10为第二种实施例的第二个具体实施方式的局部示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位，但现有的光伏发电装置往往按照平均照射倾角固定，这种固定方式获得的能源受四季、昼夜等气象条件的很大影响，不能充分获取太阳能源，如何提高太阳能利用率是至关重要的问题。
为便于后续的结构说明，本发明定义以光伏板相对该装置的位置为上方，在描述各组齿轮运动时，以俯视的角度来判断各齿轮运动的方向，其余垂直设置或其他形式设置的齿轮旋转方向均以相对于主动轮的运动方向为基准进行描述，即主动轮转动的方向为正向，由此判断，与主动轮转动方向相同的均为正向，与主动轮转动方向相反的均为反向。
实施例1
参照图1，为本发明的第一种实施例，该实施例提供了一种优化日照角度的光伏板固定装置，利用倾斜调节单元100和旋转调节单元200共同控制光伏板101朝向太阳直射的角度调节。
具体的，所述优化日照角度的光伏板固定装置包括倾斜调节单元100、旋转调节单元200以及支架300，光伏板101固定安装于倾斜调节单元100的上部，同时，其还转动安装于支架300的上部，支架300转动安装于支座301上，旋转调节单元200固定安装于支架300上并带动支架300绕着支座301转动，倾斜调节单元100内设置与旋转调节单元200配合运动的传动组件102，同时，传动组件102带动横杆103水平位移，基上所述，传动组件102为将旋转运动转换为倾斜调节单元100在支架300上的直线运动的运动机构，例如齿轮齿条组合机构。
具体的，旋转调节单元200包括固定安装于支座301上的驱动机构201，受驱动机构201驱动的主动轮202，以及与主动轮202相互啮合且固定设置于支架300上的第二从动轮203，驱动机构201为发动机，驱动机构201驱动主动轮202工作，带动与其啮合的第二从动轮203绕着支座301转动，与第二从动轮203固定连接的支架300跟随转动。
基上所述，驱动机构201的转速需适配至第二从动轮203匀速转动一圈的耗时为24小时，即当第二从动轮203带动安装于支座301上的光伏板101绕着支座301转动一圈时，为24小时，以跟随着太阳以地球为基准的水平运动轨迹进行运动。
具体的，倾斜调节单元100还包括安装于传动组件102一端的横杆103，以及连接横杆103与光伏板101的伸缩连接杆104，传动组件102一端通过转轴转动安装于横杆103上，传动组件102在做直线运动时，推动或拉动横杆103进行运动，同时连接光伏板101与横杆103两侧的伸缩连接杆104做伸缩运动，以在光伏板101发生倾斜角度变化时，适应其至横杆103之间的距离变化。
需要注意的是，传动组件102为将旋转运动转换为直线运动的运动机构，例如曲柄滑块机构、齿轮齿条机构、凸轮机构等，也可以是单独设置设置有驱动机构的可直线运动的机构，例如丝杆机构、滑杆导槽机构、伸缩杆机构等推动横杆103运动，从而使固定安装于横杆103上的光伏板101发生倾斜。
基上所述，利用倾斜调节单元100调整光伏板101接受太阳光照的垂直方向的角度变化，传动组件102带动横杆103上安装的光伏板101来回一周的耗时应也为24小时，以跟随太阳东升西落的运动轨迹。
其工作原理为：旋转调节单元200的驱动机构201工作，驱动的主动轮202转动以带动与其啮合的第二从动轮203以支座301为中心转动，同样的，与第二从动轮203固定的支架300也绕着支座301转动，在旋转调节单元200工作的同时，与旋转调节单元200配合运动的传动组件102将旋转运动转换为倾斜调节单元100的直线运动，传动组件102推动横杆103，横杆103两端安装的伸缩连接杆104带动固定安装的光伏板101运动发生倾斜，在此过程中，伸缩连接杆104做伸缩运动，以在光伏板101发生倾斜角度变化时，适应其至横杆103之间的距离变化，以上工作可以实现光伏板在一天中始终朝向太阳直射的角度。
实施例2
参照图2～10，为本发明的第二种实施例，与上一个实施例不同的是，该实施例根据太阳一天中的运动规律，通过传动组件102内的结构可实现光伏板101自动跟随太阳照射角度进行运转。
具体的，所述优化日照角度的光伏板固定装置包括倾斜调节单元100、旋转调节单元200以及支架300，光伏板101固定安装于倾斜调节单元100的上部，同时，其还转动安装于支架300的上部，支架300转动安装于支座301上，旋转调节单元200固定安装于支架300上并带动支架300绕着支座301转动，倾斜调节单元100内设置与旋转调节单元200配合运动的传动组件102，同时，传动组件102带动横杆103水平位移，基上所述，传动组件102为将旋转运动转换为倾斜调节单元100在支架300上的直线运动的运动机构，例如齿轮齿条组合机构。
具体的，旋转调节单元200包括固定安装于支座301上的驱动机构201，受驱动机构201驱动的主动轮202，以及与主动轮202相互啮合且固定设置于支架300上的第二从动轮203，驱动机构201为发动机，驱动机构201驱动主动轮202工作，带动与其啮合的第二从动轮203绕着支座301转动，与第二从动轮203固定连接的支架300跟随转动。
基上所述，驱动机构201的转速需适配至第二从动轮203匀速转动一圈的耗时为24小时，即当第二从动轮203带动安装于支座301上的光伏板101绕着支座301转动一圈时，为24小时，以跟随着太阳以地球为基准的水平运动轨迹进行运动。
具体的，倾斜调节单元100还包括安装于传动组件102一端的横杆103，以及连接横杆103与光伏板101的伸缩连接杆104，传动组件102一端通过转轴转动安装于横杆103上，传动组件102在做直线运动时，推动或拉动横杆103进行运动，同时连接光伏板101与横杆103两侧的伸缩连接杆104做伸缩运动，以在光伏板101发生倾斜角度变化时，适应其至横杆103之间的距离变化。
具体的，传动组件102包括与第二从动轮203连接的斜齿轮组102a，与斜齿轮组102a中的第一斜齿轮102a-1同轴转动的第一从动轮102b，以及与第一从动轮102b啮合随着其做直线运动的推杆102c，推杆102c上开设有导槽102c-1，推杆通过导槽102c-1滑动安装于所述第六支杆309上，且推杆102c一端转动安装于横杆103上，斜齿轮组102a包括相互啮合的第一斜齿轮102a-1和第二斜齿轮102a-2，利用斜齿轮组102a将第二从动轮203的水平旋转运动通过第二斜齿轮102a-2的旋转转化为第一斜齿轮102a-1垂直方向的旋转运动，与第一斜齿轮102a-1同轴转动的第一从动轮102b跟随转动，带动与第一从动轮102b啮合的推杆102c做水平直线运动。
进一步的，第二斜齿轮102a-2为不完全齿轮，其分为有齿部M和无齿部J，有齿部M在第二斜齿轮102a-2上的占比小于无齿部J在第二斜齿轮102a-2上的占比，第一斜齿轮102a-1与第一从动轮102b之间安装有第二转轴105，且第一斜齿轮102a-1关于第二斜齿轮102a-2的中心轴对称设置有两组，同样的，对称设置的第一斜齿轮102a-1连接有同轴转动的第一从动轮102b，对称设置的第一斜齿轮102a-1、第二转轴105和第一从动轮102b均转动套设于第四支杆305上。
进一步的，支架300包括转动套设于支座301外周的第一支杆302，以及固定安装于第一支杆302两端的第二支杆303，其中，第二支杆303的上端面转动连接光伏板101，在第一支杆302的上端面关于支座301对称设置有两组第三支杆304，两组第三支杆304之间设置有安装传动组件102的第四支杆305、连接第二从动轮203的第五支杆306和支撑传动组件102的第六支杆，传动组件102的第一斜齿轮102a-1和第一从动轮102b套设于第四支杆305外部，第四支杆305固定安装于两组第三支杆304之间，第二从动轮203非齿轮部位与第五支杆306固定，以便于第二从动轮203转动时，带动支架300绕着支座301转动，第六支杆309穿过导槽102c-1连接推杆102c，使推杆102c在水平移动式不会产生其他方向的位移，已达到稳定的效果。
基上所述，支座301的下端通过轴承307能够与外接底座固定连接，支座301与轴承307之间固定安装，以便于该装置安装于其他需要安装光伏板的位置，例如安装于路灯顶部的太阳能板。
进一步的，驱动机构201通过连接板308固定安装于支座301上，连接板308安装于第一支杆302的上部，且其长度小于第三支杆304的侧面至支座301侧面的距离，当旋转调节单元200工作时，支架300其他结构相对于支座301及通过连接板308固定于其上的驱动机构201为旋转的状态，如此设置，需要保证驱动机构201不会影响支架300其他结构转动，因此驱动机构201与连接板308整体结构的大小应当小于第三支杆304、支座301、第一支杆302与第五支杆306之间围成的空间的大小，以便于支架300其他结构转动时，方便驱动机构201通过。
基上所述，主动轮202通过第一转轴204与驱动机构201连接，第二从动轮203转动安装于支座301的上端面，且第二斜齿轮102a-2设置于第二从动轮203的上部，两者之间通过第三转轴106固定连接，且第二斜齿轮102a-2跟随第二从动轮203同轴转动，第五支杆306固定设置于第二斜齿轮102a-2与第二从动轮203之间的第三转轴106上，以在第二从动轮203转动时，同时带动第二斜齿轮102a-2及支架300绕着支座301转动。
进一步的，在两组第一从动轮102b的上部均设置有推杆102c，推杆102c的下端面开设有多组与第一从动轮102b相啮合的齿102c-2，以使推杆102c通过齿102c-2与第一从动轮102b啮合跟随运动。
具体的，横杆103两端对称设置的伸缩连接杆104包括第一导杆104a和第二导杆104b，第一导杆104a一端固定安装于光伏板101两侧，另一端与第二导杆104b滑动连接，第二导杆104b的下端面固定安装于横杆103的两端，第一导杆104a上开设有第一导轨104a-1，第二导杆104b上开设有第二导轨104b-1，第二导杆104b另一端延伸入第一导轨104a-1内，第二导杆104b沿着第一导轨104a-1和第二导轨104b-1与第一导杆104a滑动连接，第一导轨104a-1与第二导轨104b-1可为互相配合的滑槽滑块组合，例如T型滑动导槽、凹凸滑动导槽等滑槽滑块组合。第一导杆104a和第二导杆104b相互作用调节光伏板101与横杆103之间的垂直距离。
进一步的，横杆103的中部的上端面还设置有与光伏板101的下端面连接的连接件107，连接件107包括固定于光伏板101下端面的第一固定杆107a、延伸入第一固定杆107a开设的滑槽107b内的第二固定杆107c和连接两者的弹性件107d，弹性件107d可为弹簧，弹性件107d一端安装于第一固定杆107a上的滑槽107b的槽底面，另一端安装于延伸入滑槽107b内的第二固定杆107c的一端面上，在伸缩连接杆104工作时，连接件107配合伸缩，弹性件107d提供柔性缓冲压力，使伸缩连接杆104工作更加流畅。
基上所述，为了更加便于推杆102c带动横杆103工作，当推杆102c与连接件107垂直时，将横杆103与推杆102c倾斜设置，且两者倾斜角度需小于180度、
具体实施方式一：
参照图7、8，以24小时为周期的第一个6个小时内，即00:00～06:00之间该装置的工作过程为：在00:00时，光伏板101处于水平倾角最小，且推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离最远，同时此时光伏板101朝向北方，参照图8(a)，旋转调节单元200的驱动机构201工作，驱动的主动轮202正向转动以带动与其啮合的第二从动轮203以支座301为中心反向转动，同样的，通过第五支杆306将与第二从动轮203固定的第三支杆304带动一起转动，支架300也绕着支座301反向转动，因此，光伏板101反向转动，在旋转调节单元200工作的同时，与旋转调节单元200配合运动的倾斜调节单元100也开始工作，与第二从动轮203固定的第二斜齿轮102a-2跟随同轴反向转动，此时有齿部M带动一侧的第一斜齿轮102a-1转动，该侧的第一斜齿轮102a-1在转动时，需利用同轴转动的第一从动轮102b将推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离逐渐变小，而另一侧的第一斜齿轮102a-1由于处于无齿部J，不受第二斜齿轮102a-2的控制，但受推杆102c带动，使两侧的第一斜齿轮102a-1同向转动，此时，推杆102c拉动横杆103，横杆103两端安装的伸缩连接杆104工作，第二导杆104b沿着第一导轨104a-1和第二导轨104b-1与第一导杆104a滑动，缩短光伏板101与横杆103之间的垂直距离，带动固定安装的光伏板101运动，使水平倾角逐渐变大，在光伏板101能达到的水平倾角最大时，有齿部M运动至另一侧的第一斜齿轮102a-1，此时为06:00，即进入第二个6个小时内。
在第二个6个小时内，即06:00～12:00之间该装置的工作过程为：在06:00时，光伏板101处于水平倾角最大，且推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离最短，同时此时光伏板101朝向东方，参照图8(b)，旋转调节单元200与上一个6个小时内的工作状态相同，在此不再赘述，继续带动光伏板101正向转动，但此时有齿部M带动另一侧的第一斜齿轮102a-1转动，该侧的第一斜齿轮102a-1在转动时，需利用同侧同轴转动的第一从动轮102b将推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离逐渐变大，推杆102c推动横杆103，横杆103两端安装的伸缩连接杆104工作，第二导杆104b沿着第一导轨104a-1和第二导轨104b-1与第一导杆104a滑动，增大光伏板101与横杆103之间的垂直距离，其余结构工作过程与上一个6个小时内的工作状态相同，在此不再赘述，使光伏板的水平倾角逐渐变小，在光伏板101能达到的水平倾角最小时，此时为12:00，进入第三个6个小时内。
在第三个6个小时内，即12:00～18:00之间该装置的工作过程为：在12:00时，光伏板101处于水平倾角最小，且推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离最远，同时此时光伏板101朝向南方，旋转调节单元200与前两个6个小时内的工作状态相同，在此不再赘述，继续带动光伏板101正向转动，倾斜调节单元100与第一个6个小时内的工作过程相同，带动固定安装的光伏板101运动，使水平倾角逐渐变大，在光伏板101能达到的水平倾角最大时，此时为18:00，即进入第四个6个小时内。
在第四个6个小时内，即18:00～24:00之间该装置的工作过程为：在18:00时，光伏板101处于水平倾角最大，且推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离最短，同时此时光伏板101朝向西方，旋转调节单元200与前三个6个小时内的工作状态相同，在此不再赘述，继续带动光伏板101正向转动，倾斜调节单元100与第二个6个小时内的工作过程相同，带动固定安装的光伏板101运动，使水平倾角逐渐变小，在光伏板101能达到的水平倾角最小时，此时为24:00，完成一个周期，进入下一个周期循环往复工作，以上周期性的工作可以实现光伏板在一天中始终朝向太阳直射的角度的自动调节。
具体实施方式二：
参照图9、10，基于第一种实施方式中的旋转调节单元200与倾斜调节单元100的运动规律，本实施方式取“在00:00时，光伏板101处于水平倾角最小，推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离最短，同时此时光伏板101朝向北方”的起始状态作为第二个实施方式。
以24小时为周期的第一个6个小时内，即00:00～06:00之间该装置的工作过程为：在00:00时，光伏板101处于水平倾角最小，且推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离最短，同时此时光伏板101朝向北方，参照图10(a)，旋转调节单元200的驱动机构201工作，驱动的主动轮202正向转动以带动与其啮合的第二从动轮203以支座301为中心反向转动，同样的，通过第五支杆306将与第二从动轮203固定的第三支杆304带动一起转动，支架300也绕着支座301反向转动，因此，光伏板101反向转动，在旋转调节单元200工作的同时，与旋转调节单元200配合运动的倾斜调节单元100也开始工作，与第二从动轮203固定的第二斜齿轮102a-2跟随同轴反向转动，此时有齿部M带动一侧的第一斜齿轮102a-1转动，该侧的第一斜齿轮102a-1在转动时，需利用同轴转动的第一从动轮102b将推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离逐渐变大，而另一侧的第一斜齿轮102a-1由于处于无齿部J，不受第二斜齿轮102a-2的控制，但受推杆102c带动，使两侧的第一斜齿轮102a-1同向转动，此时，推杆102c推动横杆103，横杆103两端安装的伸缩连接杆104工作，第二导杆104b沿着第一导轨104a-1和第二导轨104b-1与第一导杆104a滑动，增大光伏板101与横杆103之间的垂直距离，带动固定安装的光伏板101运动，使水平倾角逐渐变大，在光伏板101能达到的水平倾角最大时，有齿部M运动至另一侧的第一斜齿轮102a-1，此时为06:00，即进入第二个6个小时内。
在第二个6个小时内，即06:00～12:00之间该装置的工作过程为：在06:00时，光伏板101处于水平倾角最大，且推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离最短，同时此时光伏板101朝向东方，参照图10(b)，旋转调节单元200与上一个6个小时内的工作状态相同，在此不再赘述，继续带动光伏板101正向转动，但此时有齿部M带动另一侧的第一斜齿轮102a-1转动，该侧的第一斜齿轮102a-1在转动时，需利用同侧同轴转动的第一从动轮102b将推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离逐渐变小，推杆102c拉动横杆103，横杆103两端安装的伸缩连接杆104工作，第二导杆104b沿着第一导轨104a-1和第二导轨104b-1与第一导杆104a滑动，减小光伏板101与横杆103之间的垂直距离，其余结构工作过程与上一个6个小时内的工作状态相同，在此不再赘述，使光伏板的水平倾角逐渐变小，在光伏板101能达到的水平倾角最小时，此时为12:00，进入第三个6个小时内。
在第三个6个小时内，即12:00～18:00之间该装置的工作过程为：在12:00时，光伏板101处于水平倾角最小，且推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离最短，同时此时光伏板101朝向南方，旋转调节单元200与前两个6个小时内的工作状态相同，在此不再赘述，继续带动光伏板101正向转动，倾斜调节单元100与第一个6个小时内的工作过程相同，带动固定安装的光伏板101运动，使水平倾角逐渐变大，在光伏板101能达到的水平倾角最大时，此时为18:00，即进入第四个6个小时内。
在第四个6个小时内，即18:00～24:00之间该装置的工作过程为：在18:00时，光伏板101处于水平倾角最大，且推杆102c至第一从动轮102b接触位置距离最大，同时此时光伏板101朝向西方，旋转调节单元200与前三个6个小时内的工作状态相同，在此不再赘述，继续带动光伏板101正向转动，倾斜调节单元100与第二个6个小时内的工作过程相同，带动固定安装的光伏板101运动，使水平倾角逐渐变小，在光伏板101能达到的水平倾角最小时，此时为24:00，完成一个周期，进入下一个周期循环往复工作，
综上所述，根据一天中太阳的运动规律，通过倾斜调节单元100和旋转调节单元200共同配合工作，以实现光伏板101朝向太阳直射的角度的自动调节；通过传动组件102内的结构配合，巧妙的将旋转运动转换为直线运动，以带动光伏板101倾斜；通过有齿部M与无齿部J的设置，可实现推杆102c的往复直线运动，更便于光伏板101的循环往复调节，实现周期性运动。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：包括，
倾斜调节单元(100)，其上固定安装有光伏板(101)，所述倾斜调节单元(100)包括与旋转调节单元(200)配合的传动组件(102)，转动安装于传动组件(102)一端的横杆(103)，以及连接横杆(103)与光伏板(101)的伸缩连接杆(104)，所述传动组件(102)带动所述横杆(103)水平位移；
旋转调节单元(200)，其固定设置于支架(300)上并带动所述支架(300)转动，所述旋转调节单元(200)包括固定安装于支座(301)上的驱动机构(201)，受所述驱动机构(201)驱动的主动轮(202)，以及与所述主动轮(202)相互啮合且固定设置于所述支架(300)上的第二从动轮(203)，所述第二从动轮(203)转动设置于所述支座(301)的上部；以及，
支架(300)，其转动套设于所述支座(301)的上部，所述光伏板(101)两侧与所述支架(300)的上部转动连接。
2.如权利要求1所述的优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：所述支架(300)包括转动套设于所述支座(301)外周的第一支杆(302)，以及固定安装于所述第一支杆(302)两端的第二支杆(303)，其中，所述第二支杆(303)的上端面转动连接所述光伏板(101)，在所述第一支杆(302)的上端面关于所述支座(301)对称设置有两组第三支杆(304)，两组所述第三支杆(304)之间设置有安装所述传动组件(102)的第四支杆(305)、连接所述第二从动轮(203)的第五支杆(306)和支撑所述传动组件(102)的第六支杆(309)。
3.如权利要求2所述的优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：所述传动组件(102)包括与所述第二从动轮(203)连接的斜齿轮组(102a)，与所述斜齿轮组(102a)中的第一斜齿轮(102a-1)同轴转动的第一从动轮(102b)，以及与所述第一从动轮(102b)啮合随着其做直线运动的推杆(102c)，所述推杆(102c)开设有导槽(102c-1)，所述推杆(102c)通过所述导槽(102c-1)滑动安装于所述第六支杆(309)上，且所述推杆(102c)一端转动安装于所述横杆(103)上，所述斜齿轮组(102a)包括相互啮合的第一斜齿轮(102a-1)和第二斜齿轮(102a-2)。
4.如权利要求3所述的优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：所述第二斜齿轮(102a-2)为不完全齿轮，其分为有齿部(M)和无齿部(J)，所述有齿部(M)在所述第二斜齿轮(102a-2)上的占比小于所述无齿部(J)在所述第二斜齿轮(102a-2)上的占比，所述第一斜齿轮(102a-1)与所述第一从动轮(102b)之间安装有第二转轴(105)，且所述第一斜齿轮(102a-1)关于所述第二斜齿轮(102a-2)的中心轴对称设置有两组，同样的，对称设置的所述第一斜齿轮(102a-1)连接有同轴转动的第一从动轮(102b)，对称设置的所述第一斜齿轮(102a-1)、所述第二转轴(105)和所述第一从动轮(102b)均转动套设于所述第四支杆(305)上。
5.如权利要求4所述的优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：所述驱动机构(201)通过连接板(308)固定安装于所述支座(301)上，所述连接板(308)安装于所述第一支杆(302)的上部，且其长度小于所述第三支杆(304)的侧面至所述支座(301)侧面的距离，所述主动轮(202)通过第一转轴(204)与所述驱动机构(201)连接，所述第二从动轮(203)转动安装于所述支座(301)的上端面，且所述第二斜齿轮(102a-2)设置于所述第二从动轮(203)的上部，两者之间通过第三转轴(106)固定连接，且所述第二斜齿轮(102a-2)跟随所述第二从动轮(203)同轴转动，所述第五支杆(306)固定设置于所述第二斜齿轮(102a-2)与所述第二从动轮(203)之间的所述第三转轴(106)上。
6.如权利要求4所述的优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：在两组所述第一从动轮(102b)的上部均设置有所述推杆(102c)，所述推杆(102c)的下端面开设有多组与所述第一从动轮(102b)相啮合的齿(102c-2)。
7.如权利要求3所述的优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：所述横杆(103)两端对称设置的所述伸缩连接杆(104)包括，
第一导杆(104a)，所述第一导杆(104a)上开设有第一导轨(104a-1)，所述第一导杆(104a)一端固定安装于所述光伏板(101)两侧，另一端与第二导杆(104b)滑动连接；以及，
第二导杆(104b)，其上开设有第二导轨(104b-1)，所述第二导杆(104b)另一端延伸入所述第一导轨(104a-1)内，所述第二导杆(104b)沿着所述第一导轨(104a-1)和所述第二导轨(104b-1)与所述第一导杆(104a)滑动连接，所述第二导杆(104b)的下端面固定安装于所述横杆(103)的两端。
8.如权利要求7所述的优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：所述横杆(103)的中部的上端面设置有与所述光伏板(101)的下端面连接的连接件(107)，所述连接件(107)包括固定于所述光伏板(101)下端面的第一固定杆(107a)、延伸入所述第一固定杆(107a)开设的滑槽(107b)内的第二固定杆(107c)和连接两者的弹性件(107d)。
9.如权利要求5所述的优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：所述支座(301)的下端通过轴承(307)能够与外接底座固定连接，所述支座(301)与所述轴承(307)之间固定安装。
10.如权利要求8所述的优化日照角度的光伏板固定装置，其特征在于：所述推杆(102c)与所述连接件(107)垂直时，所述横杆(103)与所述推杆(102c)倾斜设置，且倾斜角小于180度。
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