CN111835274A - 一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光电技术领域，且公开了一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，包括安装箱，所述安装箱的内部固定连接有滑轨，所述滑轨的左右两侧分别设置有第一电磁铁与第二电磁铁，所述滑轨的轨道上分别滑动连接有第一金属滑块与第二金属滑块，所述第一金属滑块的上方固定连接有电机。该可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，通过阳光照射在不同光敏电阻上时，两个电磁铁磁性增强分别驱动第一齿轮或第二齿轮与齿盘啮合连接，自动改变齿盘转动方向，配合齿盘驱动锥齿轮转动从而驱动两侧的螺杆做方向相反的转动，则两侧的升降杆一升一降，使太阳能电池板发生偏转，从而达到了可自动调节电池板角度、提高光能转化与储电效率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及光电技术领域，具体为一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板。
背景技术
太阳能是我们人类取之不尽用之不竭的清洁能源，为了有效地利用这种能源，人类通过光电技术制造出太阳能电池，利用光电效应或光化学效应使光能转化为电能供我们使用。
太阳能电池板是太阳能电池最重要的组成部分，但现有的太阳能电池板大多为固定安装，由于地球的自转，一天中阳光的照射角度会随时间变化，这就导致阳光不能总是直射在太阳能电池板上，在上午和下午阳光倾斜照射时或在多云等阳光不够强烈的天气时，这类电池板对光能的转化不够充分，浪费了部分光能资源，转化和储存电能的效率低下。少数太阳能电池板具有角度调节功能，但调节不便且需要人工手动调节，增大了劳动量，费时费力，且在高处作业时会存在安全隐患。为解决上述问题，我们提出了一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，具备可自动调节电池板角度、提高光能转化与储电效率、节省大量人力物力的优点，解决了一般太阳能电池板调节不便、需人工调节角度、光电转化率低下的问题。
(二)技术方案
为实现上述可自动调节电池板角度、提高光能转化与储电效率、节省大量人力物力的目的，本发明提供如下技术方案：一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，包括安装箱，所述安装箱的内部固定连接有滑轨，所述滑轨的左右两侧分别设置有第一电磁铁与第二电磁铁，所述滑轨的轨道上分别滑动连接有第一金属滑块与第二金属滑块，所述第一金属滑块的上方固定连接有电机，所述电机的输出端固定连接有转杆，所述转杆的杆身上分别固定连接有第一齿轮与第二齿轮，所述转杆的上方设置有齿盘，所述齿盘的上端固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的上方齿缘处啮合连接有第二锥齿轮。
所述第二锥齿轮的尾部固定连接有传动杆，所述传动杆远离第二锥齿轮的一端固定连接有第三锥齿轮，所述第三锥齿轮的上方齿缘处啮合连接有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮的上端固定连接有螺杆，所述螺杆的杆身上螺纹连接有升降滑块，所述升降滑块的顶部固定连接有升降杆，所述升降杆的顶端铰接有太阳能电池板，所述太阳能电池板的上表面中心处固定连接有固定块，所述固定块的表面分别固定连接有第一光敏电阻与第二光敏电阻。
优选的，所述第一金属滑块靠近第二电磁铁的一端与第二金属滑块靠近第一电磁铁的一端均固定连接有复位弹簧，且复位弹簧的另一端均与滑轨固定连接，复位弹簧可在系统停止工作后驱动第一金属滑块以及第二金属滑块复位。
优选的，所述第一金属滑块与第二金属滑块靠近对方的一侧固定连接有连接杆，使两个滑块同步移动。
优选的，所述第一齿轮固定连接在转杆的中部，所述第二齿轮固定连接在转杆远离电机的一端。
优选的，所述第一齿轮与第二齿轮在运动到齿盘的边缘时，与齿盘啮合连接，且在系统不运作时，两者均不与齿盘接触。
优选的，所述第二金属滑块通过固定杆与转杆固定连接，且位于第一齿轮与第二齿轮之间，第二金属滑块通过固定杆驱动转杆移动。
优选的，所述第二锥齿轮有两个，且关于第一锥齿轮的轴心对称设置，故传动杆、第三锥齿轮、第四锥齿轮以及螺杆、升降滑块、升降杆均有两个。
优选的，所述太阳能电池板的底部中心处铰接有支杆，所述支杆与安装箱固定连接，太阳能电池板以与支杆的铰接点为基点进行旋转。
优选的，所述固定块为半球状，且第一光敏电阻设置在固定块的东侧，第二光敏电阻设置在固定块的西侧，方便感应阳光的照射。
优选的，所述第一光敏电阻与电源、第一电磁铁以及电机电连接，所述第二光敏电阻与电源、第二电磁铁以及电机电连接。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，具备以下有益效果：
1、该可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，通过阳光照射在第一光敏电阻上时，电机运作并驱动齿轮转动，第一电磁铁磁性增强，吸引第二金属滑块驱动第二齿轮与齿盘啮合连接，从而驱动齿盘正转，配合阳光照射在第二光敏电阻上时，电机运作并驱动齿轮转动，第二电磁铁磁性增强，吸引第一金属滑块驱动第一齿轮与齿盘啮合连接，从而驱动齿盘反转，阳光照射方向不同，驱动装置的转动方向也不同，从而达到了根据阳光不同照射方向自动改变驱动装置转向的效果。
2、该可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，通过齿盘驱动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮驱动两个第二锥齿轮做方向相反的转动，从而驱动两个螺杆做方向相反的转动，螺杆驱动两个升降滑块滑动，则与滑块固定连接的升降杆一升一降，使与之铰接的太阳能电池板发生偏转，从而达到了自动调节太阳能板角度的效果。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明图1中结构运动状态示意图；
图3为本发明图1中A区域结构放大示意图；
图4为本发明图1中B区域结构放大示意图；
图5为本发明图2中C区域结构放大示意图；
图6为本发明驱动装置结构示意图；
图7为本发明图6中D区域结构放大示意图；
图8为本发明齿盘齿轮结构示意图；
图9为本发明太阳能电池板结构示意图。
图中：1、安装箱；2、滑轨；3、第一电磁铁；4、第二电磁铁；5、第一金属滑块；6、第二金属滑块；7、电机；8、转杆；9、第一齿轮；10、第二齿轮；11、齿盘；12、第一锥齿轮；13、第二锥齿轮；14、传动杆；15、第三锥齿轮；16、第四锥齿轮；17、螺杆；18、升降滑块；19、升降杆；20、太阳能电池板；21、固定块；22、第一光敏电阻；23、第二光敏电阻；24、复位弹簧；25、连接杆；26、支杆。
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1-9，一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，包括安装箱1，安装箱1的内部固定连接有滑轨2，滑轨2的左右两侧分别设置有第一电磁铁3与第二电磁铁4，滑轨2的轨道上分别滑动连接有第一金属滑块5与第二金属滑块6，第一金属滑块5与第二金属滑块6靠近对方的一侧固定连接有连接杆25，使两个滑块同步移动；第一金属滑块5靠近第二电磁铁4的一端与第二金属滑块6靠近第一电磁铁3的一端均固定连接有复位弹簧24，且复位弹簧24的另一端均与滑轨2固定连接，复位弹簧24可在系统停止工作后驱动第一金属滑块5以及第二金属滑块6复位；第一金属滑块5的上方固定连接有电机7，电机7的输出端固定连接有转杆8，转杆8的杆身上分别固定连接有第一齿轮9与第二齿轮10，第一齿轮9固定连接在转杆8的中部，第二齿轮10固定连接在转杆8远离电机7的一端，第二金属滑块6通过固定杆与转杆8固定连接，且位于第一齿轮9与第二齿轮10之间，第二金属滑块6通过固定杆驱动转杆8移动；转杆8的上方设置有齿盘11，第一齿轮9与第二齿轮10在运动到齿盘11的边缘时，与齿盘11啮合连接，且在系统不运作时，两者均不与齿盘11接触。
齿盘11的上端固定连接有第一锥齿轮12，第一锥齿轮12的上方齿缘处啮合连接有第二锥齿轮13，第二锥齿轮13的尾部固定连接有传动杆14，传动杆14远离第二锥齿轮13的一端固定连接有第三锥齿轮15，第三锥齿轮15的上方齿缘处啮合连接有第四锥齿轮16，第四锥齿轮16的上端固定连接有螺杆17，螺杆17的杆身上螺纹连接有升降滑块18，升降滑块18的顶部固定连接有升降杆19，第二锥齿轮13有两个，且关于第一锥齿轮12的轴心对称设置，故传动杆14、第三锥齿轮15、第四锥齿轮16以及螺杆17、升降滑块18、升降杆19均有两个；升降杆19的顶端铰接有太阳能电池板20，太阳能电池板20的底部中心处铰接有支杆26，支杆26与安装箱1固定连接，太阳能电池板20以与支杆26的铰接点为基点进行旋转；太阳能电池板20的上表面中心处固定连接有固定块21，固定块21的表面分别固定连接有第一光敏电阻22与第二光敏电阻23，固定块21为半球状，且第一光敏电阻22设置在固定块21的东侧，第二光敏电阻23设置在固定块21的西侧，方便感应阳光的照射；第一光敏电阻22与电源、第一电磁铁3以及电机7电连接，第二光敏电阻23与电源、第二电磁铁4以及电机7电连接。
工作过程和原理：第一工作过程——当早上太阳从东边升起时，阳光照射在位于固定块21东侧的第一光敏电阻22上，第一光敏电阻22的阻值迅速减小，电路中电流增大，电机7开始运作并驱动转杆8转动，转杆8驱动与之固定连接的第一齿轮9和第二齿轮10转动，且与第一光敏电阻22电连接的第一电磁铁3的磁性增强，第一电磁铁3吸引第二金属滑块6，第二金属滑块6驱动与之固定连接的转杆8向靠近第一电磁铁3的方向移动，靠近第一电磁铁3的复位弹簧24被压缩，此时与转杆8固定连接的第二齿轮10与齿盘11啮合连接，第二齿轮10驱动齿盘11转动，齿盘11驱动与之固定连接的第一锥齿轮12转动，第一锥齿轮12驱动与之啮合连第二锥齿轮13转动，第二锥齿轮13通过传动杆14驱动第三锥齿轮15转动，第三锥齿轮15驱动与之啮合连接的第四锥齿轮16转动，第四锥齿轮16驱动与之固定连接的螺杆17转动，螺杆17驱动与之螺纹连接的升降滑块18在竖直方向移动，从而驱动与之固定连接的升降杆19在竖直方向移动，由于第二锥齿轮13有两个且关于第一锥齿轮12的轴心对称设置，且第三锥齿轮15、第四锥齿轮16、螺杆17、升降滑块18以及升降杆19均有两个，故它们的运动方向始终相反，所以此时位于东侧的升降杆19向下移动，位于西侧的升降杆19向上移动，从而驱动与之铰接的太阳能电池板20做东侧降低、西侧升高的偏转，则与太阳能电池板20固定连接的固定块21随之偏转，直至阳光垂直照射到固定块21的顶部，此时两个光敏电阻均不受光照，则第一光敏电阻22的阻值迅速增大，电路中几乎不通电流，系统停止工作，第一电磁铁3的磁性减小，第二齿轮10与第一齿轮9在第二金属滑块6与复位弹簧24的作用下复位。
第二工作过程——当阳光照射在位于固定块21西侧的第二光敏电阻23上时，第二光敏电阻23的阻值迅速减小，电路中电流增大，电机7开始运作并驱动转杆8转动，转杆8驱动与之固定连接的第一齿轮9和第二齿轮10转动，且与第二光敏电阻23电连接的第二电磁铁4的磁性增强，第二电磁铁4吸引第一金属滑块5，第一金属滑块5驱动与之固定连接的电机7以及通过连接杆25固定连接的第一金属滑块5向靠近第二电磁铁4的方向移动，靠近第二电磁铁4的复位弹簧24被压缩，此时与转杆8固定连接的第一齿轮9与齿盘11啮合连接，第一齿轮9驱动齿盘11转动，齿盘11的转动与第一工作过程中的转动方向相反，则所有锥齿轮和两个传动杆14、两个螺杆17、两个升降滑块18以及两个升降杆19的运动方向均与第一工作过程相反，则太阳能电池板20做东侧升高、西侧降低的偏转，则与太阳能电池板20固定连接的固定块21随之偏转，直至阳光垂直照射到固定块21的顶部，此时两个光敏电阻均不受光照，则第二光敏电阻23的阻值迅速增大，电路中几乎不通电流，系统停止工作，第二电磁铁4的磁性减小，第一齿轮9与第二齿轮10在第一金属滑块5与复位弹簧24的作用下复位。
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 (10)
1.一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，包括安装箱(1)，其特征在于：所述安装箱(1)的内部固定连接有滑轨(2)，所述滑轨(2)的左右两侧分别设置有第一电磁铁(3)与第二电磁铁(4)，所述滑轨(2)的轨道上分别滑动连接有第一金属滑块(5)与第二金属滑块(6)，所述第一金属滑块(5)的上方固定连接有电机(7)，所述电机(7)的输出端固定连接有转杆(8)，所述转杆(8)的杆身上分别固定连接有第一齿轮(9)与第二齿轮(10)，所述转杆(8)的上方设置有齿盘(11)，所述齿盘(11)的上端固定连接有第一锥齿轮(12)，所述第一锥齿轮(12)的上方齿缘处啮合连接有第二锥齿轮(13)；
所述第二锥齿轮(13)的尾部固定连接有传动杆(14)，所述传动杆(14)远离第二锥齿轮(13)的一端固定连接有第三锥齿轮(15)，所述第三锥齿轮(15)的上方齿缘处啮合连接有第四锥齿轮(16)，所述第四锥齿轮(16)的上端固定连接有螺杆(17)，所述螺杆(17)的杆身上螺纹连接有升降滑块(18)，所述升降滑块(18)的顶部固定连接有升降杆(19)，所述升降杆(19)的顶端铰接有太阳能电池板(20)，所述太阳能电池板(20)的上表面中心处固定连接有固定块(21)，所述固定块(21)的表面分别固定连接有第一光敏电阻(22)与第二光敏电阻(23)。
2.根据权利要求1所述的一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，其特征在于：所述第一金属滑块(5)靠近第二电磁铁(4)的一端与第二金属滑块(6)靠近第一电磁铁(3)的一端均固定连接有复位弹簧(24)，且复位弹簧(24)的另一端均与滑轨(2)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，其特征在于：所述第一金属滑块(5)与第二金属滑块(6)靠近对方的一侧固定连接有连接杆(25)。
4.根据权利要求1所述的一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，其特征在于：所述第一齿轮(9)固定连接在转杆(8)的中部，所述第二齿轮(10)固定连接在转杆(8)远离电机(7)的一端。
5.根据权利要求1所述的一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，其特征在于：所述第一齿轮(9)与第二齿轮(10)在运动到齿盘(11)的边缘时，与齿盘(11)啮合连接，且在系统不运作时，两者均不与齿盘(11)接触。
6.根据权利要求1所述的一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，其特征在于：所述第二金属滑块(6)通过固定杆与转杆(8)固定连接，且位于第一齿轮(9)与第二齿轮(10)之间。
7.根据权利要求1所述的一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，其特征在于：所述第二锥齿轮(13)有两个，且关于第一锥齿轮(12)的轴心对称设置。
8.根据权利要求1所述的一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，其特征在于：所述太阳能电池板(20)的底部中心处铰接有支杆(26)，所述支杆(26)与安装箱(1)固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，其特征在于：所述固定块(21)为半球状，且第一光敏电阻(22)设置在固定块(21)的东侧，第二光敏电阻(23)设置在固定块(21)的西侧。
10.根据权利要求1所述的一种可跟随太阳自动调节角度的太阳能电池板，其特征在于：所述第一光敏电阻(22)与电源、第一电磁铁(3)以及电机(7)电连接，所述第二光敏电阻(23)与电源、第二电磁铁(4)以及电机(7)电连接。
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