CN114039535A - 一种多维度可调的太阳能追光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多维度可调的太阳能追光装置，包括太阳能板、支撑机构和追光驱动机构；所述支撑机构包括底座和四个支撑柱，所述支撑柱的顶部与太阳能板连接，该支撑柱的底部连接在底座的竖向滑动孔中；所述追光驱动机构包括记忆金属驱动组件和液压传动组件；所述记忆金属驱动组件包括设置在安装筒体中的记忆金属弹簧；所述液压传动组件包括液压管、主动活塞和从动活塞，所述液压管的一端与安装筒体连通，另一端与对立侧的竖向滑动孔连通；所述主动活塞设置在安装筒体中，该主动活塞的两侧为复位弹簧和记忆金属弹簧；所述从动活塞设置在竖向滑动孔中。本发明可根据光照方向自动调整太阳能板的倾斜方向，具有太阳能利用率高、无需损耗电能等优点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能追光装置，具体涉及一种多维度可调的太阳能追光装置。
背景技术
随着科技的进步，太阳能应用技术得到不断发展，主要是利用太阳能矩阵板吸收太阳能，从而转化成电能或热能进行利用。在安装太阳能矩阵板时，按照朝太阳面最大面积的原则进行固定安装。由于太阳东升西落，而且一年四季中具有不同的偏南角度，而现有的太阳能矩阵板使用时，主要采用固定式安装，角度固定，部分采用固定方向偏转的方式进行安装，无法使采光面始终对着太阳光照射的方向，对于太阳能的利用率有待提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种多维度可调的太阳能追光装置，该太阳能追光装置可实现太阳能板根据光照方向自动调整倾斜偏转方向，具有太阳能利用率高、无需损耗电能、绿色环保等优点。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种多维度可调的太阳能追光装置，包括太阳能板、支撑机构和追光驱动机构；
所述支撑机构包括底座和支撑柱，所述支撑柱设有四个，四个支撑柱平均分为两组，两组支撑柱分别分布在两个相互垂直的水平线上；所述支撑柱的顶部通过同一个调零滑动偏转结构与太阳能板连接，该支撑柱的底部通过竖向滑动孔连接在底座上；
所述调零滑动偏转结构包括连接盘和四个滑动球头套圈，四个滑动球头套圈分别连接在四个支撑柱的顶部；所述连接盘的下表面设有两个相互垂直的滑槽，该连接盘的上表面与太阳能板连接；所述滑动球头套圈的一端为球头套圈，另一端为滑块；所述球头套圈套设在支撑柱的顶部上，所述滑块配合在连接盘的滑槽中；
所述追光驱动机构设有四组，每组追光驱动机构均包括记忆金属驱动组件和液压传动组件；所述记忆金属驱动组件包括记忆金属弹簧，四个记忆金属弹簧平均分成两组，两组记忆金属弹簧分别分布所述两个相互垂直的水平线上；所述记忆金属弹簧设置在安装筒体中；
所述液压传动组件包括液压管和液压活塞，所述液压管的一端与安装筒体连通，另一端与对侧的竖向滑动孔连通，该对侧的竖向滑动孔为与该安装筒体设置在同一个水平线上但靠近另一侧的竖向滑动孔；所述液压活塞包括主动活塞和从动活塞，所述主动活塞设置在安装筒体中，该主动活塞靠近液压管的一侧设有复位弹簧，另一侧设置有所述记忆金属弹簧；所述安装筒体设有用于透过太阳光的窗口；所述从动活塞设置在竖向滑动孔中，且位于支撑柱的下方。
上述多维度可调的太阳能追光装置的工作原理为：
工作时，当太阳以某个方向进行照射时，相应方位中的记忆金属弹簧在吸热涂层的作用下温度升高，当温度达到马氏体相变温度时，双程记忆金属弹簧受热变长，从而驱动主动活塞进行移动。随着主动活塞的移动，推动液压管内的液体往从动活塞的方向移动，进而推动从动活塞往上移动，使得对应的支撑柱上移。其中，由于液压管的一端与安装筒体连通，另一端与该安装筒体设置在同一个水平线上但靠近另一侧的竖向滑动孔连通，且支撑柱的顶部通过同一个调零滑动偏转结构与太阳能板连接，这样当支撑柱上移时，支撑柱的顶部通过滑动球头套圈滑动地顶起连接盘，使得太阳能板往面向太阳的方向倾斜，从而获得最大的照射效果。
上述为其中一个方向的追光示例，本太阳能追光装置设有四个支撑柱和四组追光驱动机构，分别代表东南西北，可以从四个主要的方向将太阳光聚焦在对应的记忆金属弹簧上(当然，当太阳位于东南或西北方向时，对应的两个记忆金属弹簧也同时驱动支撑柱进行移动)，调节太阳能板正对着太阳，这样可以全方位全天候地保证太阳能板获得最大的照射效果，提高太阳能利用率高。
本发明的一个优选方案，其中，所述连接盘通过球头连接结构与太阳能板连接，这样可以灵活调节太阳能板的相对位置，从而适应不同的使用场合。
本发明的一个优选方案，其中，所述支撑柱与底座之间设有竖向导向结构，该竖向导向结构包括导向盘，该导向盘固定设置在底座上，该导向盘上设有导向孔；所述支撑柱穿过所述导向孔。
本发明的一个优选方案，其中，所述记忆金属弹簧竖向设置在安装筒体中，该记忆金属弹簧位于主动活塞的上方；所述复位弹簧位于主动活塞的下方。通过上述结构，当记忆金属弹簧受热变形后，推动主动活塞往下移动，从而驱动对应支撑柱上移；当光照消失时，记忆金属弹簧降温回到初始形态，同时在复位弹簧的作用下，主动活塞回归初始位置，相应的太阳能板也回归初始位置。
本发明的一个优选方案，其中，所述记忆金属弹簧为双程记忆合金。
本发明的一个优选方案，其中，所述窗口设置在安装筒体的侧壁上；所述记忆金属弹簧通过所述窗口直接与外界接触。
本发明的一个优选方案，其中，四个窗口平均分成两组，两组窗口分别分布所述两个相互垂直的水平线上。这样，每一窗口分别对应一组追光驱动机构，分别对应一个光照方位，从而能够实现多维度的追光。
本发明的一个优选方案，其中，所述液压管装载的液体为酒精、煤油、水、矿物油或相变液。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明的太阳能追光装置通过设置四个支撑柱和四组追光驱动机构，分别代表东南西北，可以从四个主要的方向将太阳光聚焦在对应的记忆金属弹簧上(当太阳位于东南或西北方向时，对应的两个记忆金属弹簧也同时驱动支撑柱进行移动)，调节太阳能板正对着太阳，这样可以全方位全天候地保证太阳能板获得最大的照射效果，提高太阳能利用率高。
2、本发明在相对应的四个方位上可独立运动，且互不干涉。
3、本发明的太阳能板追光装置的动力来源于太阳，无需损耗额外的能源，更加绿色环保。
附图说明
图1为本发明中的多维度可调的太阳能追光装置的侧视图。
图2-3为本发明中的多维度可调的太阳能追光装置的立体结构示意图。
图4为本发明中的多维度可调的太阳能追光装置的剖视图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
参见图1-4，本发明的多维度可调的太阳能追光装置，包括太阳能板1、支撑机构和追光驱动机构；所述支撑机构包括底座2和支撑柱3，所述支撑柱3 设有四个，四个支撑柱3平均分为两组，两组支撑柱3分别分布在两个相互垂直的水平线上；所述支撑柱3的顶部通过同一个调零滑动偏转结构与太阳能板1 连接，该支撑柱3的底部通过竖向滑动孔2-1连接在底座2上。
所述调零滑动偏转结构包括连接盘4和四个滑动球头套圈5，四个滑动球头套圈5分别连接在四个支撑柱3的顶部；所述连接盘4的下表面设有两个相互垂直的滑槽4-1，该连接盘4的上表面与太阳能板1连接；所述滑动球头套圈 5的一端为球头套圈，另一端为滑块；所述球头套圈套设在支撑柱3的顶部上，所述滑块配合在连接盘4的滑槽4-1中。
所述追光驱动机构设有四组，每组追光驱动机构均包括记忆金属驱动组件和液压传动组件；所述记忆金属驱动组件包括记忆金属弹簧6(所述记忆金属弹簧6为双程记忆合金)，四个记忆金属弹簧6平均分成两组，两组记忆金属弹簧6分别分布所述两个相互垂直的水平线上；所述记忆金属弹簧6设置在安装筒体7中。
所述液压传动组件包括液压管8和液压活塞，所述液压管8的一端与安装筒体7连通，另一端与该安装筒体7设置在同一个水平线上但靠近另一侧的竖向滑动孔2-1连通；其中，所述液压管8中装载的液体为酒精、煤油、水、矿物油或相变液。
所述液压活塞包括主动活塞9和从动活塞10，所述主动活塞9设置在安装筒体7中，该主动活塞9靠近液压管8的一侧设有复位弹簧11，另一侧设置有所述记忆金属弹簧6；所述安装筒体7设有用于透过太阳光的窗口7-1；所述从动活塞10设置在竖向滑动孔2-1中，且位于支撑柱3的下方。
参见图1-4，所述连接盘4通过球头连接结构与太阳能板1连接，这样可以灵活调节太阳能板1的相对位置，从而适应不同的使用场合。
参见图1-4，所述支撑柱3与底座2之间设有竖向导向结构，该竖向导向结构包括导向盘12，该导向盘12固定设置在底座2上，该导向盘12上设有导向孔；所述支撑柱3穿过所述导向孔。
参见图1-4，所述记忆金属弹簧6竖向设置在安装筒体7中，该记忆金属弹簧6位于主动活塞9的上方；所述复位弹簧11位于主动活塞9的下方。通过上述结构，当记忆金属弹簧6受热变形后，推动主动活塞9往下移动，从而驱动对应支撑柱3上移；当光照消失时，记忆金属弹簧6降温回到初始形态，同时在复位弹簧11的作用下，主动活塞9回归初始位置，相应的太阳能板1也回归初始位置。
参见图1-4，所述窗口7-1设置在安装筒体7的侧壁上；所述记忆金属弹簧 6通过所述窗口7-1直接与外界接触。
进一步，四个窗口7-1平均分成两组，两组窗口7-1分别分布所述两个相互垂直的水平线上。这样，每一窗口7-1分别对应一组追光驱动机构，分别对应一个光照方位，从而能够实现多维度的追光。
参见图1-4，本实施例中的多维度可调的太阳能追光装置的工作原理为：
工作时，当太阳以某个方向进行照射时，相应方位中的记忆金属弹簧6在吸热涂层的作用下温度升高，当温度达到马氏体相变温度时，双程记忆金属弹簧6受热变长，从而驱动主动活塞9进行移动。随着主动活塞9的移动，推动液压管8内的液体往从动活塞10的方向移动，进而推动从动活塞10往上移动，使得对应的支撑柱3上移。其中，由于液压管8的一端与安装筒体7连通，另一端与该安装筒体7设置在同一个水平线上但靠近另一侧的竖向滑动孔2-1连通，且支撑柱3的顶部通过同一个调零滑动偏转结构与太阳能板1连接，这样当支撑柱3上移时，支撑柱3的顶部通过滑动球头套圈5滑动地顶起连接盘4，使得太阳能板1往面向太阳的方向倾斜，从而获得最大的照射效果。
上述为其中一个方向的追光示例，本太阳能追光装置设有四个支撑柱3和四组追光驱动机构，分别代表东南西北，可以从四个主要的方向将太阳光聚焦在对应的记忆金属弹簧6上(当然，当太阳位于东南或西北方向时，对应的两个记忆金属弹簧6也同时驱动支撑柱3进行移动)，调节太阳能板1正对着太阳，这样可以全方位全天候地保证太阳能板1获得最大的照射效果，提高太阳能利用率高。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多维度可调的太阳能追光装置，其特征在于，包括太阳能板、支撑机构和追光驱动机构；
所述支撑机构包括底座和支撑柱，所述支撑柱设有四个，四个支撑柱平均分为两组，两组支撑柱分别分布在两个相互垂直的水平线上；所述支撑柱的顶部通过同一个调零滑动偏转结构与太阳能板连接，该支撑柱的底部通过竖向滑动孔连接在底座上；
所述调零滑动偏转结构包括连接盘和四个滑动球头套圈，四个滑动球头套圈分别连接在四个支撑柱的顶部；所述连接盘的下表面设有两个相互垂直的滑槽，该连接盘的上表面与太阳能板连接；所述滑动球头套圈的一端为球头套圈，另一端为滑块；所述球头套圈套设在支撑柱的顶部上，所述滑块配合在连接盘的滑槽中；
所述追光驱动机构设有四组，每组追光驱动机构均包括记忆金属驱动组件和液压传动组件；所述记忆金属驱动组件包括记忆金属弹簧，四个记忆金属弹簧平均分成两组，两组记忆金属弹簧分别分布所述两个相互垂直的水平线上；所述记忆金属弹簧设置在安装筒体中；
所述液压传动组件包括液压管和液压活塞，所述液压管的一端与安装筒体连通，另一端与对侧的竖向滑动孔连通，该对侧的竖向滑动孔为与该安装筒体设置在同一个水平线上但靠近另一侧的竖向滑动孔；所述液压活塞包括主动活塞和从动活塞，所述主动活塞设置在安装筒体中，该主动活塞靠近液压管的一侧设有复位弹簧，另一侧设置有所述记忆金属弹簧；所述安装筒体设有用于透过太阳光的窗口；所述从动活塞设置在竖向滑动孔中，且位于支撑柱的下方。
2.根据权利要求1所述的多维度可调的太阳能追光装置，其特征在于，所述连接盘通过球头连接结构与太阳能板连接。
3.根据权利要求1所述的多维度可调的太阳能追光装置，其特征在于，所述支撑柱与底座之间设有竖向导向结构，该竖向导向结构包括导向盘，该导向盘固定设置在底座上，该导向盘上设有导向孔；所述支撑柱穿过所述导向孔。
4.根据权利要求1所述的多维度可调的太阳能追光装置，其特征在于，所述记忆金属弹簧竖向设置在安装筒体中，该记忆金属弹簧位于主动活塞的上方；所述复位弹簧位于主动活塞的下方。
5.根据权利要求1所述的多维度可调的太阳能追光装置，其特征在于，所述记忆金属弹簧为双程记忆合金。
6.根据权利要求1所述的多维度可调的太阳能追光装置，其特征在于，所述窗口设置在安装筒体的侧壁上；所述记忆金属弹簧通过所述窗口直接与外界接触。
7.根据权利要求1或6所述的多维度可调的太阳能追光装置，其特征在于，四个窗口平均分成两组，两组窗口分别分布所述两个相互垂直的水平线上。
8.根据权利要求1所述的多维度可调的太阳能追光装置，其特征在于，所述液压管装载的液体为酒精、煤油、水、矿物油或相变液。
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