CN201187912Y - 一种可转式太阳能支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可转式太阳能支架，本实用新型包括托架、支架和支座，支架可转动的设置在支座上，托架可转动的设置在支架上。本实用新型能随太阳的相对于地球的方位的变化而转动，设计有控制两电机的光敏电阻开关组合，可准确追日，可使托架对准太阳出现的任意位置，大大提高太阳能的利用率(35％－45％)，易于制造，无需人工或电脑控制，完全由太阳光控制，制造成本低，可大面积推广。

Description

一种可转式太阳能支架

(一)技术领域

本实用新型涉及一种太阳能支架，特别是一种可转式太阳能支架。

(二)背景技术

现用大部分太阳能支架或托架(太阳能热水器或太阳能电池板等物的托架)都是固定不动的，静止面向南上方(在我国北方)，但太阳是东升西落的，如此以来太阳光的接受面积(即利用率)大大降低。即便是已有的可转式太阳能支架要么耗资太高，要么不能实现全自动准确追日，不能推广。

(三)发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种可转式太阳能支架，使其能随太阳的相对于地球的方位的变化而转动，使得其上的太阳能装置能充分的吸收太阳能。

为了解决上述技术问题，本实用新型包括托架、支架和支座，支架可转动的设置在支座上，托架可转动的设置在支架上。

为了实现托架、支架的自动转动，所述的托架和支架间设有驱动托架转动的电机II和传动装置II，所述的支架和支座间设驱动支架转动的电机I和传动装置I，所述两电机连接有控制装置。

为了保证支架的稳定性，使其不受外力影响，所述传动装置II包括套筒、螺母和丝杠，托架的底面上的一点与支架顶部上的一点铰接，套筒与支架顶部上的另一点铰接，螺母和所述的电机II固定在套筒上，丝杠与螺母螺纹配合，丝杠的一端与托架的底面上的另一点铰接，丝杠和电机II的输出轴之间设有传动的齿轮副。

为了使结构简单，所述支架包括竖杆、横杆和斜杆，横杆一端固定在竖杆的顶端，横杆的另一端和竖杆的中部通过斜杆连接，托架的底面中心点与竖杆的顶点连接。

为了保证支架的稳定性，使其不受外力影响，所述的传动装置I包括蜗轮蜗杆组，所述的电机I固定在支座上，蜗轮蜗杆组的蜗轮固定在支架上，蜗轮蜗杆组的蜗杆固定在电机I的输出轴上。

为了减少电机的启动次数，降低能耗，所述支座与电机I相对的一侧固定有发条盒，发条盒的发条转轴与蜗杆连接。

为了实现准确追日，所述的控制装置为设置在托架顶面上的光敏电阻开关组合，光敏电阻开关组合包括多个呈绽放式排列的光敏电阻开关，多个光敏电阻开关的受光孔排列成半球面，半球面的顶部背向托架，半球面按中间一个、东、南、西、北划成五个区，每个区内的光敏电阻开关相并联成一个光敏电阻开关束，电机II和电机I通过四组继电器控制电流方向的切换，东、南、西、北区光敏电阻开关束各控制一组继电器，中间一个的光敏电阻开关串联有一个行程开关后与东区光敏电阻开关束并联。

为了方便安装，所述的光敏电阻开关组合还包括有透明罩和固定座，光敏电阻开关设置在固定座上，透明罩罩在光敏电阻开关外。

为了提高光敏电阻开关的灵敏性，所述的光敏电阻开关包括光敏电阻、连接光敏电阻的导线和暗筒，光敏电阻处在暗筒底部内，导线端部露置暗筒外，受光孔设在暗筒的顶部。

为了提高追日的准确性，所述的两个相邻光敏电阻开关的夹角为5°-15°。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能随太阳的相对于地球的方位的变化而转动，设计有控制两电机的光敏电阻开关组合，可准确追日，可使托架对准太阳出现的任意位置，大大提高太阳能的利用率(35％-45％)，易于制造，无需人工或电脑控制，完全由太阳光控制，制造成本低，可大面积推广。

(四)附图说明

图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型电路图；图3为图1中的件1放大示意图；图4为图3中件15放大示意图；图5为图3中件15的分布图；

图中：1、光敏电阻开关组合，2、托架，3、丝杠，4、齿轮副，5、螺母，6、电机II，7、套筒，8、支架，9、发条盒，10、蜗轮蜗杆组，11、电机I，12、轴承，13、支座，14、透明罩，15、光敏电阻开关，16、固定座，17、暗筒，18、光敏电阻，19、导线。

(五)具体实施方式

如图1所示的一种可转式太阳能支架，包括光敏电阻开关组合1、托架2、支架8和支座13，支架8通过轴承12设置在支座13上，使得支架8可轴向转动，支架8和支座13间设驱动支架8转动的驱动装置II，托架2可上下翻转的与支架8连接，托架2和支架8间设有驱动托架2转动的驱动装置I。托架2上设有光敏电阻开关组合1，光敏电阻开关组合1可控制两个驱动装置。

驱动装置I包括电机II 6、套筒7、螺母5和丝杠3，托架2的底面上的一点与支架8上的一点铰接，此处铰接点为图1中B点，套筒7与支架8上的另一点铰接，此处铰接点为图1中的C点，螺母5和电机II 6固定在套筒7上，丝杠3与螺母5螺纹配合，丝杠3的一端与托架2的底面上的另一点铰接，此铰接点为图1中B点，丝杠3和电机II 6的输出轴之间设有传动的齿轮副4。

驱动装置II包括电机I 11和蜗轮蜗杆组10，电机I 11固定在支座13上，蜗轮固定在支架8上，蜗杆固定在电机I 11的输出轴上。支座13与电机I 11相对的一侧固定有发条盒9，发条盒9的发条转轴与蜗杆连接。

如图3所示，光敏电阻开关组合1包括透明罩14、光敏电阻开关15和固定座16，光敏电阻开关15有多个，光敏电阻开关15设置在固定座16上，透明罩14罩在光敏电阻开关15外。

如图4所示，光敏电阻开关15包括光敏电阻18、连接光敏电阻18的导线19和暗筒17，光敏电阻18处在暗筒17中，导线19端部露置暗筒17外，暗筒17的顶部设有受光孔，光线能从受光孔射入暗筒17中，当光线直射时，就能射到光敏电阻18上，使电路导通。多个光敏电阻开关15的受光孔排列成半球面，半球面的顶部背向托架2，半球面按中间一个、东、南、西、北划成五个区，每个区内的光敏电阻开关15相并联成一个光敏电阻开关束，中间一个、东、南、西、北区光敏电阻开关束分别为sg1、sg2、sg3、sg4、sg5。各区内单排电阻从0°到90°隔15°设置在一个光敏电阻开关15，在竖直平面内呈绽放式排列，邻角15°保证太阳每偏过15°电动机转动一次，让支架整体转动15°，即1小时转15°(若各角设成7.5°，则半小时转一下)。

如图2所示，图中M1表示电机I 11，M2表示电机II 6，k1、k2的控制电路部分设在M1正转电路中，并处于M1的两侧，k1、k2控制电路部分与sg2相串联，k3、k4的控制电路部分设在电机I M1反转电路中，并处于M1的两侧，k3、k4控制电路部分与sg3相串联；k5、k6的控制电路部分设在M2正转电路中，并处于M2的两侧，k5、k6动力电路部分与sg4相串联，k7、k8的控制电路部分设在M2反转电路中，并处于M2的两侧，k7、k8控制电路部分与sg5相串联；sg1串联一个行程开关sx后与sg2并联。M1、M2正反向电路，四组继电器的动力电路相并联后与电源连接，电路中设有控制电源通断的闸刀开关QS。电源具实际应用情况选择自备电或太阳能发电。两电动机转速要小，保证通电即转，断电即停，惯性转动小。行程开关sx可设在支架8上的某一处。

ABC三点均为轴与轴承的配合。连接且处于同一竖直平面内，在A点不固定时，托架2可绕支架8的B点转动，只能在竖直面内轻松自由转动(由竖直到水平角度范围内)，同理，在不固定A点时，套筒7可绕C点在竖直平面内轻松转动。同理只固定A点，丝杠3可绕A点定于托架2上转动。长度 $\mathrm{LAB}=\mathrm{LBC}<\sqrt{2}\mathrm{LAC}.$ B点为托架2的重心点，托架2上放物体(电池板热水器等)时也要保证重心在B处，以便支架受力均衡。相对于水平面C点要低于B点，保证托架2可达到水平位置，在南北回归线内太阳直射其上。

工作过程：先托架2面向正南、水平，早上太阳出来，射在东区每一筒，sg2通则继电器k1、k2得电，动力线路中的开关k1、k2同时闭合，支架由南向东正转以便找到太阳，使阳光近似直射托架平面。太阳在近地平线时，南区最下面的电阻得光，托架向下转动，直到太阳正射中心，sg5得光导通，k7、k8得电，开关k7、k8闭合，M2正向转动(向下)。

当太阳直射中心，随日偏和日高的增加，西区和北区通电，电动机1反转向西偏15°，M2反转托架上仰一定角度。以此类推达到追日。白日行程开关sx断开，当日偏西，天黑，支架某处撞击行程开关，此时闭合，第二天天亮，中心光敏电阻通路，M1正转向东，偏过正东，撞开行程开关sx，sg1失去作用。各区电阻准备新一天的追日工作。

在工作过程中，发条盒也启到一定作用：一天的开始时，行程开关已闭合，中心光敏电阻导通，sg1通路，M1正转，支架8由西转到东。此过程中M1通过蜗杆给发条“上弦“供能，当所有光敏开关不工作时，发条会缓慢放松，同时带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，整个支架8缓慢由东向西转，力求达到每小时15°，当出现偏差时，各光敏电阻会工作，自动校正。安装发条盒的目的是减少M1通电次数，节省能量。

Claims (10)

1.一种可转式太阳能支架，其特征在于：包括托架(2)、支架(8)和支座(13)，支架(8)可转动的设置在支座(13)上，托架(2)可转动的设置在支架(8)上。

2.根据权利要求1所述的可转式太阳能支架，其特征在于：所述的托架(2)和支架(8)间设有驱动托架(2)转动的电机II(6)和传动装置II，所述的支架(8)和支座(13)间设驱动支架(8)转动的电机I(11)和传动装置I，所述两电机连接有控制装置。

3.根据权利要求2所述的可转式太阳能支架，其特征在于：所述传动装置II包括套筒(7)、螺母(5)和丝杠(3)，托架(2)的底面上的一点与支架(8)顶部上的一点铰接，套筒(7)与支架(8)顶部上的另一点铰接，螺母(5)和所述的电机II(6)固定在套筒(7)上，丝杠(3)与螺母(5)螺纹配合，丝杠(3)的一端与托架(2)的底面上的另一点铰接，丝杠(3)和电机II(6)的输出轴之间设有传动的齿轮副(4)。

4.根据权利要求3所述的可转式太阳能支架，其特征在于：所述支架(8)包括竖杆、横杆和斜杆，横杆一端固定在竖杆的顶端，横杆的另一端和竖杆的中部通过斜杆连接，托架的底面中心点与竖杆的顶点连接。

5.根据权利要求2所述的可转式太阳能支架，其特征在于：所述的传动装置I包括蜗轮蜗杆组(10)，所述的电机I(11)固定在支座(13)上，蜗轮蜗杆组(10)的蜗轮固定在支架(8)上，蜗轮蜗杆组(10)的蜗杆固定在电机I(11)的输出轴上。

6.根据权利要求5所述的可转式太阳能支架，其特征在于：所述支座(13)与电机I(11)相对的一侧固定有发条盒(9)，发条盒(9)的发条转轴与蜗杆连接。

7.根据权利要求2-6中任何一项所述的可转式太阳能支架，其特征在于：所述的控制装置为设置在托架(2)顶面上的光敏电阻开关组合(1)，光敏电阻开关组合(1)包括多个呈绽放式排列的光敏电阻开关(15)，多个光敏电阻开关(15)的受光孔排列成半球面，半球面的顶部背向托架(2)，半球面按中间一个、东、南、西、北划成五个区，每个区内的光敏电阻开关(15)相并联成一个光敏电阻开关束，电机II(6)和电机I(11)通过四组继电器控制电流方向的切换，东、南、西、北区光敏电阻开关束各控制一组继电器，中间一个的光敏电阻开关串联有一个行程开关后与东区光敏电阻开关束并联。

8.根据权利要求7所述的可转式太阳能支架，其特征在于：所述的光敏电阻开关组合(1)还包括有透明罩(14)和固定座(16)，光敏电阻开关(15)设置在固定座(16)上，透明罩(14)罩在光敏电阻开关(15)外。

9.根据权利要求7所述的可转式太阳能支架，其特征在于：所述的光敏电阻开关(15)包括光敏电阻(18)、连接光敏电阻(18)的导线(19)和暗筒(17)，光敏电阻(18)处在暗筒(17)底部内，导线(19)端部露置暗筒(17)外，受光孔设在暗筒(17)的顶部。

10.根据权利要求7所述的可转式太阳能支架，其特征在于：所述的两个相邻光敏电阻开关(15)的夹角为5°-15°。

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