CN201233534Y - 精密太阳自动跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种精密太阳自动跟踪系统，把一个不透光的正长方体垂直安装在其底座上，在正长方体与底座相交的正方形外边底座的垂直和水平方向安装两个光电传感器与一个差分放大器相连，差分放大器与信号处理系统相连，信号处理系统与调整执行机构相连，日间晴天当正长方体能够指向太阳时，其投影使垂直和水平方向的两对光电传感器所接收的光强发生变化，使其输出强弱的相对变化的电信号，变化的信号经差分放大器放大，信号处理系统处理后传送给调整执行机构，对正长方体的指向在水平或垂直方向进行角度调整，使其准确指向太阳。

Description

精密太阳自动跟踪系统

所属领域：本实用新型涉及一种精密太阳自动跟踪系统，属自动化控制领域。

背景技术：目前已知的太阳自动跟踪系统有两种形式，一种是以实测数据作为控制依据来实现跟踪，严格的说由于太阳运行轨迹每日不同，所以只能近似跟踪：另一种是根据太阳运行轨迹公式进行自动化控制，由于影响太阳运行规律的因素太多，不便于自动化控制程序的编写，所以也只能是近似跟踪。这样，这两种跟踪系统就只能应用在对跟踪精度要求不高的设备或装置中。对要求跟踪精度更高一些的设备或装置，无法提供支持。

发明目的：为了解决现有太阳自动跟踪系统精度不高的问题，本实用新型提供一种精密太阳自动跟踪系统，可实现对太阳的精确跟踪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在一个由绝缘材料制成的底座上垂直其上表面安装一个由不透光材料制成的正长方体，在紧靠正长方体与底座相交的正方形的四个边处的底座上安装四个光电传感器，底座的上、下平面平行，将其安装在能够用步进电机调整其水平和垂直两个方向角度的调整机构的架体上，使其下表面与需要阳光垂直照射的物体表面平行，四个传感器两两相对，位于架体的水平和垂直调整的两个方向上。垂直方向的两个光电传感器与一个差分放大器连接水平方向的两个光电传感器与另一个差分放大器连接，并分别把两个差分放大器连接在信号处理系统上。信号处理系统和调整执行机构是相连的，当正长方体没有指向太阳时，其投影使每对光电传感器相应的输出强弱相对变化的电信号，这种强弱变化的电信号经差分放大器放大后传送给信号处理系统，信号处理系统将放大后相对强弱变化的电信号经计算转化为调整执行机构所需要的脉冲信号，脉冲信号传送给调整执行机构，对正长方体的角度进行垂直和水平方向的调整，直至垂直和水平两对光电传感器输出的信号平衡为止，使正长方体指向太阳，从而实现对太阳的跟踪。在信号处理系统中，对空间光强可做进一步的判断，并有时钟指示功能。如果光强低于正常强度，即阴雨天时，则启动内部太阳运行公式，系统自动按照公式运行，对太阳进行近似跟踪。晴天后，进行光强调整跟踪。夜晚则按照时钟指令停止运行。本实用新型的有益效果是能够更精确的实现自动跟踪太阳的目的。

附图说明：下面结合附图对本实用新型进一步说明

图一是本实用新型的机械原理图

图二是本实用新型光电传感器安装位置示意图

图三是本实用新型电路原理图

具体实施方式：在图1中不透光的正长方体(5)垂直安装在其底座(6)上，在紧靠正长方体(5)与底座(6)相交形成的正方形四边的底座(6)上安装四个光电传感器(1)、(2)、(3)、(4)如图二所示，四个传感器两两相对，该底座(6)上下表面平行，其下表面平行安装在需要阳光垂直照射的物体表面(7)上，并使两对光电传感器(1)、(2)、(3)、(4)位于架体(9)的水平和垂直角度调整的两个方向上。被照射物体(7)安装在由支撑轴(8)，架体(9)，传动机构(12)，架体底座(10)、步进电机(11)、(13)所组成的调整执行机构(15)的架体(9)上，调整执行机构(15)中的步进电机(11)可对物体(7)垂直方向的角度进行调整，步进电机(13)可通过传动机构(12)对架体(9)从而对物体(7)进行水平方向的角度调整。

在图三中垂直方向的两个光电传感器(1)、(3)与差分放大器(16)连接，水平方向的两个光电传感器(2)、(4)与差分放大器(14)连接，差分放大器(14)、(16)与信号处理系统(17)连接，信号处理系统(17)与调整执行机构(15)连接。

当太阳偏离长正方体(5)的指向时正长方体在其底座(6)上的投影使光电传感器(1)、(3)或(2)、(4)相应输出强弱相对变化的信号，例如：当正长方体(5)的指向左侧偏离太阳时，其投影造成光电传感器(2)接收的光强低于光电传感器(4)所接收的光强、光电传感器(2)所输出的电信号弱于光电传感器(4)所输出的电信号，光电传感器(2)、(4)所输出的强弱相对变化的电信号经差分放大器(14)放大后传送给信号处理系统(17)，信号处理系统(17)把放大后的相对强弱变化的电信号经计算转化为调整执行机构(15)所需的脉冲信号，该脉冲信号在传送到调整执行机构(15)中的步进电机(13)，其通过传动机构(12)使支架(9)在水平方向上转动，对物体(7)及正长方体(6)进行水平方向的角度调整，直至正长方体在水平方向指向太阳。

同理，垂直方向的角度调整可通过光电传感器(1)、(3)，差分放大器(16)信号处理系统(17)调整执行机构(15)中的步进电机(11)来完成。当正长方体准确指向太阳时，光电传感器(1)、(3)、(2)、(4)所接收的光强信号相等，不再输出相对变化的电信号，调整执行机构(15)不工作，这样就可以使正长方体始终准确指向太阳。实现了精确跟踪太阳的目的。

阴雨天各光电传感器(1)、(2)、(3)、(4)均接受较弱的光强信号，信号处理系统(17)判断空间光强低于运行值，启动太阳运行公式，调整执行机构(15)按照太阳运行公式运行，实现对太阳的近似跟踪。

夜晚，精密太阳自动跟踪系统按照内部时钟指令停止运行。

Claims (3)

1、一种精密太阳自动跟踪系统，其特征是把一个不透光的正长方体(6)垂直安装在一个上、下表面平行的底座(5)上，并在其与底座相交所形成的正长方形的四条边外靠近四条边的底座(5)上安装两对四个光电传感器(1)、(3)、(2)、(4)，底座(5)固定在能够用步进电机(11)，(13)调整垂直和水平角度的调整执行机构(15)上，并使底座(5)下表面与需要阳光正向照射的物体表面平行，使光电传感器(1)、(3)位于垂直方向，(2)、(4)位于水平方向，每对光电传感器(1)、(3)和(2)、(4)分别与一个差分放大器(16)、(14)相连，差分放大器(16)、(14)与信号处理系统(17)相连，信号处理系统(17)与调整执行机构(15)相连。

2、根据权利要求1所述的精密太阳自动跟踪系统，其特征是用每对光电传感器(1)和(3)、(2)和(4)所接收的相对强弱变化的光强信号通过差分放大器(14)、(16)放大，信号处理系统(17)计算，调整执行机构(15)执行来实现正长方体(6)在水平和垂直方向角度的调整，使其始终指向太阳。

3、根据权利要求1所述的精密太阳自动跟踪系统，其特征是每对光电传感器(1)和(3)，(2)和(4)接收光强相等的信号时，差分放大器(16)、(14)传给信号处理系统(17)相对平衡的信号，信号处理系统(17)启动记忆功能使调整执行机构(15)按上一次对应时间跟踪太阳的轨迹运行。

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