CN112491345A - 一种用于智慧农业的光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智慧农业光伏发电系统技术领域的一种用于智慧农业的光伏发电系统，所述转轴的外壁上固定套接装配有蜗杆，所述轴承支座上活动装配有和蜗杆啮合装配的蜗轮，所述螺杆的外壁上螺接装配有螺纹滑筒，所述螺纹滑筒的前侧壁上通过转动销轴铰接装配有支撑拉杆，且所述齿条和齿轮啮合装配，所述光能转化蓄电箱的前侧壁上固定有控制面板，所述第一电动推杆的底部固定有第二电动推杆，且所述第二电动推杆的输出端通过支架固定装配在齿轮上的转动销轴外壁上，能够独立且相辅完成对安装板的倾斜角度和水平角度调整，从而能够增加安装板上太阳能光伏组件的方位角，便于太阳能光伏组件更好的对太阳光进行吸收，增加光转换效率。

Description

一种用于智慧农业的光伏发电系统

技术领域

本发明涉及智慧农业光伏发电系统技术领域，具体为一种用于智慧农业的光伏发电系统。

背景技术

智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，使传统农业更具有"智慧"。除了精准感知、控制与决策管理外，从广泛意义上讲，智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。随着农业科技的发展，越来越多的高科技设备和机械用到了农业的生产中来，我国农业快速发展的同时也存在极为突出的问题，农业生产能耗居高不下，太阳能光伏发电作为太阳能利用的重要方式，发展前景非常广阔，但目前能源攫取方式过于单一且利用率较低，发电率较低，大规模的智慧农业大棚存在排风系统、控制湿度系统以及照明系统等，每天需要消耗大量的电能，而且还要修建从有电的地方到智慧农业大棚的供电设施，需要较大的经济投入，效益也就相对减少，如果将太阳能应用到农业大棚中，则能够减少这些开支，为此，我们提出一种用于智慧农业的光伏发电系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于智慧农业的光伏发电系统，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：一种用于智慧农业的光伏发电系统，包括第一保护箱，所述第一保护箱的底部四角处均固定设置有万向滚轮，所述第一保护箱的内腔右侧底部固定有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端固定装配有第一减速器，所述第一减速器的左方设置有固定在第一保护箱内腔底部左侧的固定架，所述第一减速器的输出端固定装配有活动装配在固定架上的转轴，所述转轴的外壁上固定套接装配有蜗杆，所述固定架之间设置有固定在第一保护箱内腔底部的轴承支座，所述轴承支座上活动装配有和蜗杆啮合装配的蜗轮，所述蜗轮的顶部同轴线固定装配有固定轴，所述固定轴的顶端延伸出第一保护箱顶部后装配有第二保护箱，所述第二保护箱的底端固定有和固定轴顶端固定装配的固定座，所述第二保护箱的底部四周均固定装配有支撑轮，所述第二保护箱的内腔底部右侧固定有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端固定装配有第二减速器，所述第二减速器的输出端固定装配有螺杆，所述螺杆的左端通过轴承活动装配在第二保护箱内腔左侧壁上，所述螺杆的外壁上螺接装配有螺纹滑筒，所述螺纹滑筒的前侧壁上通过转动销轴铰接装配有支撑拉杆，所述第二保护箱的顶部开设有和支撑拉杆相适配的导向通道，所述支撑拉杆顶端延伸出导向通道后通过转动销轴活动铰接装配有齿轮，所述第二保护箱的顶部右端固定有固定杆，所述固定杆的左侧壁顶端固定有铰接座，所述铰接座上通过转动销轴活动铰接装配有安装板，所述安装板顶部均布有太阳能光伏组件，所述安装板的底部左侧固定有滑座，所述安装板的底部右侧固定有第一电动推杆，所述第一电动推杆的输出端固定装配有滑动装配在滑座上的齿条，且所述齿条和齿轮啮合装配，所述第一保护箱的顶部右侧固定有和第一伺服电机、第二伺服电机、第一电动推杆、太阳能光伏组件和第二电动推杆均电性连接的光能转化蓄电箱，所述光能转化蓄电箱的前侧壁上固定有控制面板，所述第一电动推杆的底部固定有第二电动推杆，且所述第二电动推杆的输出端通过支架固定装配在齿轮上的转动销轴外壁上。

优选的，所述光能转化蓄电箱包括控制单片机，且所述太阳能光伏组件串联或并联后和控制单片机电性连接，所述控制单片机电性输出连接蓄电池组，所述控制单片机电性输出连接交流/直流逆变器，所述交流/直流逆变器分别电性输出连接交流负载和直流负载。

优选的，所述太阳能光伏组件包括固定在安装板顶部的支杆，所述支杆的顶端固定装配有托架，所述托架顶部设置有保温吸音泡沫板，所述保温吸音泡沫板的顶部固定装配有太阳能电池芯片层，所述太阳能电池芯片层的顶部喷涂有二氧化钛薄膜层，所述太阳能电池芯片层的输入端和输出端均电性连接有电极引线。

优选的，所述导向通道沿着第二保护箱的长度方向设置，且所述导向通道和螺杆相对应，且所述导向通道的长度和螺杆的长度相适配，所述导向通道的宽度和支撑拉杆的尺寸相适配。

优选的，所述滑座的底部开设有横向贯通的T型滑槽，且所述齿条的顶部固定有和T型滑槽相适配的倒T型滑块，且所述滑座的长度和螺杆的长度相适配，且所述滑座和导向通道相对应。

优选的，所述第一保护箱的顶部开设有和固定轴相适配的安装孔，且安装孔内固定装配有轴封，且所述第一保护箱的顶部开设有和支撑轮相适配的滑道。

优选的，所述第二电动推杆的输出端固定装配有支架，且支架通过转动销轴活动套接装配在支撑拉杆的外侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明结构设计合理，太阳能光伏组件能够实现对太阳能的吸收，二氧化钛薄膜层有很好的亲水性，能够有效吸附空气中的水分，具有较好的自清洁效果，增强反射效果，这样使得入射的光再反射回太阳能电池芯片层，从而提高了太阳能电池的受光强度，提高了光的利用率，进而提高太阳能电池的光电转换效率，若干组太阳能光伏组件通过电极引线并联或者串联在一起后电性连接到光能转化蓄电箱，若干组太阳能光伏组件并联或串联后电连接到控制单片机，控制单片机与蓄电池组电性连接，这样便于控制单片机直接通过交流/直流逆变器为交流负载和直流负载供电；

2.本发明通过控制面板控制第一伺服电机工作时，通过第一减速器的减速作用能够带动转轴缓慢转动，从而带动蜗杆转动，这样通过蜗杆和蜗轮的啮合装配作用带动蜗轮在轴承支座上转动，继而通过固定轴带动第二保护箱转动，支撑轮随着第二保护箱的转动而在第一保护箱顶部转动，能够为第二保护箱转动时提供支撑，这样在第二保护箱转动时能够间接带动太阳能光伏组件实现转动，能够对太阳能光伏组件的水平角度进行调整，便于调节太阳能光伏组件和太阳的直射对应角度；

3.本发明在固定轴带动第二保护箱转动的基础上可以通过控制面板启动第二伺服电机，通过第二减速器的减速作用带动螺杆转动，通过螺杆和螺纹滑筒的螺接装配作用带动螺纹滑筒沿着螺杆的长度方向移动，由于齿轮和齿条啮合装配，且齿条移动的动力源和齿轮移动的动力源分别为第一电动推杆和第二电动推杆，因此在支撑拉杆底端移动过程中齿轮不会在齿条上啮合移动，即齿轮相对于齿条固定不动，这样安装板可以绕着铰接座转动，能够对安装板上的太阳能光伏组件进行角度调整；

4.本发明中由于支撑拉杆长度固定，因此在螺杆带动螺纹滑筒移动时支撑拉杆的移动行程有限，这就导致安装板绕着铰接座的转动角度有限，因此当第二电动推杆外伸时能够推动齿轮在在齿条上移动，这样支撑拉杆能够相对螺纹滑筒进行转动，继而促使安装板绕着铰接座反向转动，能够调整齿轮在齿条上的位置，从而对安装板的转动角度进行调整，同时第一电动推杆外伸时能够带动齿条在滑座上移动，这样能够增加齿轮的移动行程，便于齿轮在齿条上移动，完成对安装板的倾斜角度调整，从而能够增加安装板上太阳能光伏组件的方位角，便于太阳能光伏组件更好的对太阳光进行吸收，增加光转换效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体剖视结构示意图；

图3为本发明太阳能光伏组件结构示意图；

图4为本发明光能转化蓄电箱工作原理示意图。

图中：1、第一保护箱；2、万向滚轮；3、第一伺服电机；4、第一减速器；5、固定架；6、转轴；7、蜗杆；8、蜗轮；9、轴承支座；10、固定轴；11、第二保护箱；12、固定座；13、支撑轮；14、第二伺服电机；15、第二减速器；16、螺杆；17、螺纹滑筒；18、转动销轴；19、支撑拉杆；20、导向通道；21、齿轮；22、固定杆；23、铰接座；24、安装板；25、太阳能光伏组件；251、支杆；252、托架；253、保温吸音泡沫板；254、太阳能电池芯片层；255、二氧化钛薄膜层；256、电极引线；26、滑座；27、第一电动推杆；28、齿条；29、光能转化蓄电箱；291、控制单片机；292、蓄电池组；293、交流/直流逆变器；294、交流负载；295、直流负载；30、控制面板；31、第二电动推杆。

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和图2，本发明提供一种技术方案：一种用于智慧农业的光伏发电系统，包括第一保护箱1，第一保护箱1的底部四角处均固定设置有万向滚轮2，第一保护箱1的内腔右侧底部固定有第一伺服电机3，第一伺服电机3的输出端固定装配有第一减速器4，第一减速器4的左方设置有固定在第一保护箱1内腔底部左侧的固定架5，第一减速器4的输出端固定装配有活动装配在固定架5上的转轴6，转轴6的外壁上固定套接装配有蜗杆7，固定架5之间设置有固定在第一保护箱1内腔底部的轴承支座9，轴承支座9上活动装配有和蜗杆7啮合装配的蜗轮8，蜗轮8的顶部同轴线固定装配有固定轴10，固定轴10的顶端延伸出第一保护箱1顶部后装配有第二保护箱11，第二保护箱11的底端固定有和固定轴10顶端固定装配的固定座12，第二保护箱11的底部四周均固定装配有支撑轮13，第二保护箱11的内腔底部右侧固定有第二伺服电机14，第二伺服电机14的输出端固定装配有第二减速器15，第二减速器15的输出端固定装配有螺杆16，螺杆16的左端通过轴承活动装配在第二保护箱11内腔左侧壁上，螺杆16的外壁上螺接装配有螺纹滑筒17，螺纹滑筒17的前侧壁上通过转动销轴18铰接装配有支撑拉杆19，第二保护箱11的顶部开设有和支撑拉杆19相适配的导向通道20，支撑拉杆19顶端延伸出导向通道20后通过转动销轴18活动铰接装配有齿轮21，第二保护箱11的顶部右端固定有固定杆22，固定杆22的左侧壁顶端固定有铰接座23，铰接座23上通过转动销轴18活动铰接装配有安装板24，安装板24顶部均布有太阳能光伏组件25，安装板24的底部左侧固定有滑座26，安装板24的底部右侧固定有第一电动推杆27，第一电动推杆27的输出端固定装配有滑动装配在滑座26上的齿条28，且齿条28和齿轮21啮合装配，第一保护箱1的顶部右侧固定有和第一伺服电机3、第二伺服电机14、第一电动推杆27、太阳能光伏组件25和第二电动推杆31均电性连接的光能转化蓄电箱29，光能转化蓄电箱29的前侧壁上固定有控制面板30，第一电动推杆27的底部固定有第二电动推杆31，且第二电动推杆31的输出端通过支架固定装配在齿轮21上的转动销轴18外壁上。

请参阅图4，光能转化蓄电箱29包括控制单片机291，且太阳能光伏组件25串联或并联后和控制单片机291电性连接，控制单片机291电性输出连接蓄电池组292，控制单片机291电性输出连接交流/直流逆变器293，交流/直流逆变器293分别电性输出连接交流负载294和直流负载295；

请参阅图3，太阳能光伏组件25包括固定在安装板24顶部的支杆251，支杆251的顶端固定装配有托架252，托架252顶部设置有保温吸音泡沫板253，保温吸音泡沫板253的顶部固定装配有太阳能电池芯片层254，太阳能电池芯片层254的顶部喷涂有二氧化钛薄膜层255，太阳能电池芯片层254的输入端和输出端均电性连接有电极引线256，太阳能光伏组件25能够实现对太阳能的吸收，二氧化钛薄膜层255有很好的亲水性，能够有效吸附空气中的水分，具有较好的自清洁效果，增强反射效果，这样使得入射的光再反射回太阳能电池芯片层254，从而提高了太阳能电池的受光强度，提高了光的利用率，进而提高太阳能电池的光电转换效率，若干组太阳能光伏组件25通过电极引线256并联或者串联在一起后电性连接到光能转化蓄电箱29；

请参阅图2，导向通道20沿着第二保护箱11的长度方向设置，且导向通道20和螺杆16相对应，且导向通道20的长度和螺杆16的长度相适配，导向通道20的宽度和支撑拉杆19的尺寸相适配，这样在螺杆16和螺纹滑筒17螺接装配时通过支撑拉杆19对螺纹滑筒17具有前后方向的限位作用，同时保证螺纹滑筒17不会随着螺杆16发生转动，即可带动螺纹滑筒17沿着螺杆的长度方向移动；

滑座26的底部开设有横向贯通的T型滑槽，且齿条28的顶部固定有和T型滑槽相适配的倒T型滑块，且滑座26的长度和螺杆16的长度相适配，且滑座26和导向通道20相对应，保证齿条28可以在滑座26底部移动，同时保证齿条28不会从滑座26上掉落下来；

第一保护箱1的顶部开设有和固定轴10相适配的安装孔，且安装孔内固定装配有轴封，且第一保护箱1的顶部开设有和支撑轮13相适配的滑道；

第二电动推杆31的输出端固定装配有支架，且支架通过转动销轴18活动套接装配在支撑拉杆19的外侧。

工作原理：太阳能光伏组件25能够实现对太阳能的吸收，二氧化钛薄膜层255有很好的亲水性，能够有效吸附空气中的水分，具有较好的自清洁效果，增强反射效果，这样使得入射的光再反射回太阳能电池芯片层254，从而提高了太阳能电池的受光强度，提高了光的利用率，进而提高太阳能电池的光电转换效率，若干组太阳能光伏组件25通过电极引线256并联或者串联在一起后电性连接到光能转化蓄电箱29，若干组太阳能光伏组件25并联或串联后电连接到控制单片机291，控制单片机291与蓄电池组292电性连接，这样便于控制单片机291直接通过交流/直流逆变器293为交流负载294和直流负载295供电，通过控制面板30控制第一伺服电机3工作时，通过第一减速器4的减速作用能够带动转轴6缓慢转动，从而带动蜗杆7转动，这样通过蜗杆7和蜗轮8的啮合装配作用带动蜗轮8在轴承支座9上转动，继而通过固定轴10带动第二保护箱11转动，支撑轮13随着第二保护箱11的转动而在第一保护箱1顶部转动，能够为第二保护箱11转动时提供支撑，这样在第二保护箱11转动时能够间接带动太阳能光伏组件25实现转动，能够对太阳能光伏组件25的水平角度进行调整，便于调节太阳能光伏组件25和太阳的直射对应角度，在固定轴10带动第二保护箱11转动的基础上可以通过控制面板30启动第二伺服电机14，通过第二减速器15的减速作用带动螺杆16转动，通过螺杆16和螺纹滑筒17的螺接装配作用带动螺纹滑筒17沿着螺杆16的长度方向移动，由于齿轮21和齿条28啮合装配，且齿条28移动的动力源和齿轮21移动的动力源分别为第一电动推杆27和第二电动推杆31，因此在支撑拉杆19底端移动过程中齿轮21不会在齿条28上啮合移动，即齿轮21相对于齿条28固定不动，这样安装板24可以绕着铰接座23转动，能够对安装板24上的太阳能光伏组件25进行角度调整，由于支撑拉杆19长度固定，因此在螺杆16带动螺纹滑筒17移动时支撑拉杆19的移动行程有限，这就导致安装板24绕着铰接座23的转动角度有限，因此当第二电动推杆31外伸时能够推动齿轮21在在齿条28上移动，这样支撑拉杆19能够相对螺纹滑筒17进行转动，继而促使安装板24绕着铰接座23反向转动，能够调整齿轮21在齿条28上的位置，从而对安装板24的转动角度进行调整，同时第一电动推杆27外伸时能够带动齿条28在滑座26上移动，这样能够增加齿轮21的移动行程，便于齿轮21在齿条28上移动，完成对安装板24的倾斜角度调整，从而能够增加安装板24上太阳能光伏组件25的方位角，便于太阳能光伏组件25更好的对太阳光进行吸收，增加光转换效率。

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 (7)

1.一种用于智慧农业的光伏发电系统，包括第一保护箱（1），所述第一保护箱（1）的底部四角处均固定设置有万向滚轮（2），其特征在于：所述第一保护箱（1）的内腔右侧底部固定有第一伺服电机（3），所述第一伺服电机（3）的输出端固定装配有第一减速器（4），所述第一减速器（4）的左方设置有固定在第一保护箱（1）内腔底部左侧的固定架（5），所述第一减速器（4）的输出端固定装配有活动装配在固定架（5）上的转轴（6），所述转轴（6）的外壁上固定套接装配有蜗杆（7），所述固定架（5）之间设置有固定在第一保护箱（1）内腔底部的轴承支座（9），所述轴承支座（9）上活动装配有和蜗杆（7）啮合装配的蜗轮（8），所述蜗轮（8）的顶部同轴线固定装配有固定轴（10），所述固定轴（10）的顶端延伸出第一保护箱（1）顶部后装配有第二保护箱（11），所述第二保护箱（11）的底端固定有和固定轴（10）顶端固定装配的固定座（12），所述第二保护箱（11）的底部四周均固定装配有支撑轮（13），所述第二保护箱（11）的内腔底部右侧固定有第二伺服电机（14），所述第二伺服电机（14）的输出端固定装配有第二减速器（15），所述第二减速器（15）的输出端固定装配有螺杆（16），所述螺杆（16）的左端通过轴承活动装配在第二保护箱（11）内腔左侧壁上，所述螺杆（16）的外壁上螺接装配有螺纹滑筒（17），所述螺纹滑筒（17）的前侧壁上通过转动销轴（18）铰接装配有支撑拉杆（19），所述第二保护箱（11）的顶部开设有和支撑拉杆（19）相适配的导向通道（20），所述支撑拉杆（19）顶端延伸出导向通道（20）后通过转动销轴（18）活动铰接装配有齿轮（21），所述第二保护箱（11）的顶部右端固定有固定杆（22），所述固定杆（22）的左侧壁顶端固定有铰接座（23），所述铰接座（23）上通过转动销轴（18）活动铰接装配有安装板（24），所述安装板（24）顶部均布有太阳能光伏组件（25），所述安装板（24）的底部左侧固定有滑座（26），所述安装板（24）的底部右侧固定有第一电动推杆（27），所述第一电动推杆（27）的输出端固定装配有滑动装配在滑座（26）上的齿条（28），且所述齿条（28）和齿轮（21）啮合装配，所述第一保护箱（1）的顶部右侧固定有和第一伺服电机（3）、第二伺服电机（14）、第一电动推杆（27）、太阳能光伏组件（25）和第二电动推杆（31）均电性连接的光能转化蓄电箱（29），所述光能转化蓄电箱（29）的前侧壁上固定有控制面板（30），所述第一电动推杆（27）的底部固定有第二电动推杆（31），且所述第二电动推杆（31）的输出端通过支架固定装配在齿轮（21）上的转动销轴（18）外壁上。

2.根据权利要求1所述的一种用于智慧农业的光伏发电系统，其特征在于：所述光能转化蓄电箱（29）包括控制单片机（291），且所述太阳能光伏组件（25）串联或并联后和控制单片机（291）电性连接，所述控制单片机（291）电性输出连接蓄电池组（292），所述控制单片机（291）电性输出连接交流/直流逆变器（293），所述交流/直流逆变器（293）分别电性输出连接交流负载（294）和直流负载（295）。

3.根据权利要求2所述的一种用于智慧农业的光伏发电系统，其特征在于：所述太阳能光伏组件（25）包括固定在安装板（24）顶部的支杆（251），所述支杆（251）的顶端固定装配有托架（252），所述托架（252）顶部设置有保温吸音泡沫板（253），所述保温吸音泡沫板（253）的顶部固定装配有太阳能电池芯片层（254），所述太阳能电池芯片层（254）的顶部喷涂有二氧化钛薄膜层（255），所述太阳能电池芯片层（254）的输入端和输出端均电性连接有电极引线（256）。

4.根据权利要求1所述的一种用于智慧农业的光伏发电系统，其特征在于：所述导向通道（20）沿着第二保护箱（11）的长度方向设置，且所述导向通道（20）和螺杆（16）相对应，且所述导向通道（20）的长度和螺杆（16）的长度相适配，所述导向通道（20）的宽度和支撑拉杆（19）的尺寸相适配。

5.根据权利要求4所述的一种用于智慧农业的光伏发电系统，其特征在于：所述滑座（26）的底部开设有横向贯通的T型滑槽，且所述齿条（28）的顶部固定有和T型滑槽相适配的倒T型滑块，且所述滑座（26）的长度和螺杆（16）的长度相适配，且所述滑座（26）和导向通道（20）相对应。

6.根据权利要求1所述的一种用于智慧农业的光伏发电系统，其特征在于：所述第一保护箱（1）的顶部开设有和固定轴（10）相适配的安装孔，且安装孔内固定装配有轴封，且所述第一保护箱（1）的顶部开设有和支撑轮（13）相适配的滑道。

7.根据权利要求1所述的一种用于智慧农业的光伏发电系统，其特征在于：所述第二电动推杆（31）的输出端固定装配有支架，且支架通过转动销轴（18）活动套接装配在支撑拉杆（19）的外侧。

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