CN203643862U - 车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统，属于太阳能应用技术领域。结构有太阳能电池板、锁存器、译码器、单片机、方位和仰角驱动装置、环针式传感器（163）；环针式传感器获得的太阳光信息经锁存器，再经译码器选通输入给单片机，由单片机控制方位和仰角驱动装置，使太阳能电池板跟踪太阳光提供电能。环针式传感器是在平面板（101）上分别由光敏二极管围成大环（102）、小环（105），相邻光敏二极管间有隔板（104）；平面板正面和背面分别垂直安装端头有光敏二极管的长指针（115）和短指针（113）。本实用新型传感器质量轻、体积小、风阻小和结构简单；方位、仰角同步跟踪驱动，跟踪范围完全覆盖太阳的运行轨迹。

Description

车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统

技术领域

本实用新型属于太阳能发电应用的技术领域，特别涉及用于泊车时的车载太阳能电池的阳光跟踪驱动系统。 

背景技术

与本实用新型最接近的现有技术是，名称为“蜂窝式阳光跟随控制系统”的发明专利，专利号：ZL201010559618.3。蜂窝式阳光跟随控制系统由蜂窝式太阳光线方位和仰角定位部分、电子控制部分、电动方位机械部分和电动仰角机械部分组成。 

所述的蜂窝式太阳光线方位和仰角定位部分，由六棱锥形筒62排列构成1/4球面的形状，每个六棱锥形筒62里端各装有一个光敏二极管VD11，以及固定在外围壳体61内的方位和仰角定位线路板65构成。 

所述的电子控制部分，由多路数据选择器电路、AD转换器、单片机、方位和仰角跟踪电机电路、键盘电路、方位驱动电机和仰角驱动电机驱动电路组成。 

所述的电动方位机械部分，由方位驱动电机、减速器、半环齿条、方位底座、轴承支撑架、制动装置构成；当接收到方位和仰角电机驱动电路的方位偏转指令时，方位驱动电机80经减速器90减速，带动齿轮传动轴81，在半环齿条87上转动，使方位底座88在轴承89支撑下与基座75产生平稳转动，达到方位跟踪的效果。 

所述的电动仰角机械部分，由仰角驱动电机、减速器、大齿轮、大齿轮支架、制动装置构成；当接收到方位和仰角电机驱动电路的仰角偏转指令时，仰角驱动电机91经减速器73减速，带动齿轮传动轴74，齿轮传动轴74与仰角大齿轮77外圆上的轮齿76咬合，并带动仰角大齿轮77上固定的仰角传动杆71。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，野外科学考察和郊外旅游宿营时的泊车太阳能电池发电问题，从而，解决夜晚LED照明、电脑笔记本供电、手机和照相机的电池充电等需求；改变以往的柴油发电机或启动汽车发电所带来一次能源的消耗，解决给环境带来的噪音和大气污染等问题。 

为达到本实用新型的目的，采用如下技术方案。 

一种车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统，结构包括太阳能电池板、锁存器、译码器、单片机、方位和仰角驱动装置，所述的方位和仰角驱动装置，由与背景技术一样的方位驱动电机和仰角驱动电机驱动电路、电动方位机械部分、电动仰角机械部分构成；其特征是，结构还有环针式传感器163；由环针式传感器163获得的太阳光信息经锁存器，再经译码器选通输入给单片机，由单片机控制方位和仰角驱动装置，使太阳能电池板跟踪太阳光提供电能； 

所述的环针式传感器163，由大环传感器、小环传感器、长针传感器和短针传感器构成；在平面板101上用光敏二极管（VD101～VD172）围成一个大环102，各相邻光敏二极管之间用隔板104分开；在大环102内用光敏二极管（VD173～VD176）围成一个同心的小环105，各相邻光敏二极管之间用隔板104分开；在平面板101的正面大环102圆心处垂直固定有一个长指针115，长指针115外端头装有一个光敏二极管（VD177）；在平面板101的背面大环102圆心处垂直固定有一个短指针113，短指针113外端头装有一个光敏二极管（VD178）；通过连接件108将环针式传感器平面板101和太阳能电池板外壳131连接为一体，在平面板101背面装有信号电缆输出插座117，电缆输出插座117分别与光敏二极管电连接。 

背景技术的方位和仰角驱动装置可以直接使用，本实用新型为扩大方位和仰角的跟踪和驱动范围，对方位制动装置83和仰角制动装置70做了如下改进： 

其中的电动方位机械部分的半环齿条87的弧度为340度； 

其中的电动方位机械部分的方位制动装置83，由方位起、止点传感器和制动挡片94构成；方位起点传感器由同轴相对安装发光二极管（TVD179）和光敏二极管（VD179）组成，发光二极管（TVD179）和光敏二极管（VD179）中间有狭缝；方位止点传感器由同轴相对安装发光二极管（TVD180）和光敏二极管（VD180）组成，发光二极管（TVD180）和光敏二极管（VD180）中间有狭缝；以电动方位机械部分中的半环齿条87的圆心为起点，沿仰角传动杆71的射线为0度角时，方位起、止点的制动传感器的起点和终点的位置分别在10度角和350度角的半环齿条87外侧；制动挡片94到达起点时，刚好到达发光二极管（TVD179）和光敏二极管（VD179）中间的狭缝，使发光二极管（TVD179）和 光敏二极管（VD179）之间的光电耦合中断；制动挡片94到达终点时，刚好到达发光二极管（TVD180）和光敏二极管（VD180）中间的狭缝，使发光二极管（TVD180）和光敏二极管（VD180）之间的光电耦合中断； 

其中的电动仰角机械部分的仰角制动装置70，由仰角制动挡板和仰角传动杆71组成；仰角制动挡板有两块，之间夹角125度，限制仰角传动杆71的行程在两仰角制动挡板中间；仰角传动杆71端头垂直装有方位和仰角驱动固定板72。 

平面板101上可以有72个光敏二极管（VD101～VD172）排列构成大环102，则太阳光线定位精度为5度，使单片机每20分钟发出一次采集的定位信息。 

长指针115和短指针113可以制作成细管状；长指针115端头的光敏二极管（VD177）和短指针113端头的光敏二极管（VD178）前端分别用半球形玻璃119封闭，使光接收角度均为180度。 

在方位和仰角驱动装置的外壳86上，安装有方位仰角驱动的电缆输入插座97、指南针99、手动方位蜗轮蜗杆57，在方位和仰角驱动装置下方的丝杠157上端安装基座75，在丝杠157与基座75间装有轴承滚珠56，操纵手动方位蜗轮蜗杆57能使基座75水平转动，用于方位跟踪范围的中间值180度的刻度点96定位指向正南。 

在仰角大齿轮77上，与仰角传动杆71的承重对称位置安装配重块98。 

本实用新型解决了如下的技术问题，也就取得了如下有益效果： 

1、传感器跟踪方位和仰角的范围扩大的问题，使方位、仰角跟踪范围完全覆盖太阳的运行轨迹。 

2、解决传感器质量轻，体积小、风阻小和结构简单等问题。 

3、增大方位和仰角的驱动的行程。 

4、解决方位驱动时所有电缆连线的缠绕问题，即方位制动传感器。 

5、减小仰角驱动电机负载问题，即增加配重装置。 

6、在日出时，解决前一天晚上太阳能板方位大角度转动，跟踪和驱动问题。 

7、当传感器处在特殊的天气时：日出1小时后，突然天气阴天下雨，在下午17点晴天日出，传感器还停留在日出1小时的方向时，传感器所存在的跟踪问题。 

8、解决方位和仰角同步驱动问题。达到方位和仰角同步完成驱动的目的。 

附图说明

图1是本实用新型的环针式传感器的主视图。 

图2是图1的A-A剖面图。 

图3是本实用新型的环针式传感器的后视图。 

图4是本实用新型的整体结构框图。 

图5是本实用新型的环针式传感器、方位起、止点传感器与锁存器的连接电路图。 

图6是图5的局部（右下角）放大图。 

图7是本实用新型的单片机87C51FB与译码器74HC154、方位和仰角驱动装置电连接的控制与驱动电路的电路图。 

图8是本实用新型的方位和仰角驱动装置的主视图。 

图9是本实用新型的方位和仰角驱动装置的俯视图。 

图10是图8的A-A剖面图。 

图11是本实用新型的方位和仰角驱动装置外观主视图。 

图12是本实用新型的方位和仰角驱动装置外观俯视图。 

图13是本实用新型的太阳能电池板主视图。 

图14是本实用新型的太阳能电池板后视图。 

图15是本实用新型的太阳能电池箱的主视图。 

图16是本实用新型的太阳能电池板支架示意图。 

图17是本实用新型的一种在停车时（开启后备箱）的太阳能电池工作状态示意图。 

图18是本实用新型的另一种在停车时（关闭后备箱）的太阳能电池工作状态示意图。 

图19是本实用新型在行车时的放置状态示意图。 

具体实施方式

实施例1环针式传感器及控制电路 

环针式传感器如图1、2、3所示，在平面板101上用光敏二极管VD101～VD172围成一个大环102，每个光敏二极管之间用隔板104分开；在大环102的内侧用光敏二极管VD173～VD176围成一个与大环102同心的小环105；每个光敏二极 管之间也用隔板104分开；在小环105的圆心处装有一个长指针115，长指针115的中心为空的，即为细管状，方便导线的穿过。长指针115在平面板101上，在平面板101背面有比较短的短指针113。短指针113的中心为空的，即为细管状，方便导线的穿过。在平面板101前面的长指针115端口装有一个光敏二极管VD177。在平面板101背面的短指针113端口装有一个光敏二极管VD178。长指针115和短指针113可以用密封胶116垂直于平面板101固定在平面板101上。光敏二极管VD177和VD178的光接收角度均为180度。通过连接件108将环针式传感器平面板101和太阳能电池板外壳131连接为一体，可以用螺丝109固定，在方位和仰角驱动和跟踪时，环针式传感器平面板101与太阳能电池板外壳131为同步跟踪驱动。在环针式传感器平面板101背面装有环针式传感器的防水信号电缆输出插座117，并用螺丝118固定。光敏二极管VD101～VD176的前面都用钢化玻璃114封闭。光敏二极管VD177和VD178的前端均用半球形玻璃119封闭，保证光接收角度为180度。 

大环102的作用为高精度的太阳光线定位。太阳的方位一天是360度/24小时=15度/小时，15度/60分钟=0.25度/分钟。当单片机每20分钟发出一次采集定位信息时，则太阳光线定位精度为5度，360度/5度=72，所以大环102可以镶嵌72个光敏二极管（VD101～VD172）。在大环102里镶嵌的72个光敏二极管中，每个光敏二极管所在的位置都包含着它固有的方位和仰角位置信息，将它们固有的方位和仰角位置信息预先输入到单片机。当大环102里镶嵌的72个光敏二极管中，某个光敏二极管被长指针115的阳光阴影遮盖，这个光敏二极管处在高电平，将定位信号（方位和仰角的比值）传到单片机，单片机再同时向方位驱动电机80和仰角驱动电机91发出驱动指令。方位驱动电机80和仰角驱动电机91按方位和仰角各自驱动距离的比值，调整各自的驱动速率，达到同步完成驱动的目的。小环105里镶嵌4个光敏二极管（VD173～VD176），当4个光敏二极管都处在低电平时，即4个光敏二极管都没有被长指针115的阳光阴影遮盖。小环将停止驱动信号传到单片机，单片机向方位驱动电机和仰角驱动电机发出停止驱动指令。 

环针式传感器及控制电路工作原理，参见图4、5、6、7。大环传感器（由VD101-VD172构成）、小环传感器（由VD173-VD176构成）、长、短针传感器 （由VD177、VD178构成）和方位起、止点传感器（由VD179、TVD179：VD180、TVD180构成）的信号都输入到锁存器74HC573中，单片机87C51FB控制译码器74HC154将十个锁存器74HC573的信号分组选通输入到单片机87C51FB内，单片机87C51FB同时向方位驱动电机80和仰角驱动电机91发出驱动指令。图5给出环针式传感器、方位（起、止点）传感器与锁存器的连接电路图。图6是图5的局部（右下角）放大图。图7给出单片机87C51FB与译码器、方位和仰角驱动装置电连接的控制与驱动电路的电路图。 

该环针式传感器163在各种天气环境下的工作原理，具体如下： 

（1）当环针式传感器163处在晴天时：在大环102里镶嵌的光敏二极管VD101～VD172中，某个光敏二极管被长指针115的阳光阴影遮盖，这个光敏二极管处在高电平，大环102其它光敏二极管都处于低电平。同时，长指针115端口的光敏二极管VD177处于低电平，短指针113端口的光敏二极管VD178处于高电平。单片机87C51FB向方位驱动电机80和仰角驱动电机91发出同步驱动指令，参见图9。 

（2）当环针式传感器163处在阴天或下雨时：即大环102里镶嵌每个光敏二极管VD101～VD172都处在高电平。同时，长指针115端口的光敏二极管VD177和短指针113端口的光敏二极管VD178也都处于高电平。单片机87C51FB停止向方位驱动电机80和仰角驱动电机91发出同步驱动指令。 

（3）当环针式传感器163处在夜晚时：大环102里镶嵌的每个光敏二极管VD101～VD172都处在高电平。同时，长指针115端口的光敏二极管VD177和短指针113端口的光敏二极管VD178都处于高电平。单片机87C51FB停止向方位驱动电机80和仰角驱动电机91发出同步驱动指令。 

（4）当环针式传感器163处在阴天或夜晚打雷闪电时：在大环102里镶嵌每个光敏二极管VD101～VD172中，由于闪电产生的长指针115闪电阴影遮盖了某个光敏二极管，这个光敏二极管处在高电平时，大环102的其它光敏二极管处在低电平。同时，长指针115端口的光敏二极管VD177和短指针113端口的光敏二极管VD178分别处于一个低电平和一个高电平。但是，由于采集时间在5秒内多次测量，排除闪电等偶然因素的干扰，因此跟踪定位信号在采集时间内无法稳定，则单片机87C51FB停止向方位驱动电机80和仰角驱动电机91发出同步 驱动指令。 

（5）当环针式传感器163处在日出时：环针式传感器163还停留在昨天日落时的方位。即大环102里镶嵌每个光敏二极管VD101～VD172都处在高电平，长指针115端口的光敏二极管VD177处于高电平；短指针113端口的光敏二极管VD178处于低电平时。单片机87C51FB向方位驱动电机80发出逆时针转180度角的指令。指令完成后。再根据大环102里镶嵌的光敏二极管VD101～VD172中。某个光敏二极管被长指针115的阳光阴影遮盖，这个光敏二极管处在高电平时，将跟踪定位信号传到单片机87C51FB，单片机87C51FB再向方位驱动电机80和仰角驱动电机91发出同步驱动指令。此时，整体系统开始一天的太阳方位和仰角跟踪，每隔20分钟自动采集跟踪和驱动一次。 

（6）当环针式传感器163处在特殊的天气时：例如日出1小时后，突然天气阴天下雨，但是，在下午17点时晴天日出，环针式传感器163还停留在日出1小时的方位上。即大环102里镶嵌每个光敏二极管VD101～VD172都处在高电平。同样，长指针115端口的光敏二极管VD177处于高电平，短指针113端口的光敏二极管VD178处于低电平时。单片机87C51FB向方位驱动电机80发出逆时针驱动转180度角的指令。很快方位驱动就到达驱动范围的起点，即方位驱动到达10度点，这时制动挡片94进入到方位起点制动装置83的光电耦合传感器的狭缝内，使VD179和TVD179之间的光电耦合中断，单片机87C51FB发出驱动立即停止指令，并沿顺时针方向驱动方位转260度角，此时方位指向正西（即此点方位为270度）。下一步再根据大环102环针式传感器163提供的跟踪方位和仰角信息，进行高精度的太阳跟踪和驱动。 

实施例2方位和仰角的跟踪和驱动 

根据我国所处的北半球地理位置，特别是每年5至8月份日照时间最长，也是太阳能发电的黄金季节。在高纬度地区，日照时间每天远大于12个小时，也就是太阳的运行轨迹的方位是远大于180度；在北回归线以南的低纬度地区，仰角运行轨迹超过90度；在高山上，仰角低于零度（水平面为零度）。背景技术方位和仰角驱动的技术指标都不能同时达到高纬度、低纬度和高山地区的需求。 

如图8、9、10所示，方位驱动电机80的驱动范围由背景技术的180度，本实用新型扩大为340度（在电动方位机械部分中将背景技术的180度弧的半环齿 条87改为340度弧的半环齿条87）；并对方位制动装置83（图4中的方位起、止点传感器是方位制动装置83的主要部件，方位起、止点传感器就是下述的由发光二极管和光敏二极管组成。如图5所示，即起点传感器由TVD179和VD179组成的光电耦合传感器；止点传感器由TVD180和VD180组成的光电耦合传感器）的安装位置进行了扩行程的变动，方位制动装置83与基座75相连接，并用螺栓100固定。仰角驱动电机91驱动范围（以水平面为0度角）由背景技术的0～90度，本实用新型扩大为-5～+120度。并对仰角制动装置70的安装位置进行了扩行程的变动；完全达到我国各地区不同纬度的需求。 

如图10、11、12所示，在方位和仰角驱动装置的外壳的水平面上，安装有方位和仰角驱动的防水电缆输入插座97和一个指南针99；增加手动方位蜗轮蜗杆57装置，其中56为轴承滚珠，用于方位跟踪范围的中间值180度刻度点96的定位指向正南方。在到达新的驻地安装本实用新型的太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统时，首先，根据驱动装置外壳上的指南针99，转动手动方位蜗轮蜗杆57，将方位驱动范围的中间值180度刻度点96对准正南方。 

如图9所示，本实用新型方位跟踪范围在10～350度。以电动方位机械部分中的半环齿条87的圆心为起点，沿仰角传动杆71的射线为0度角时，方位起、止点制动传感器的起点和止点的位置分别在10度角和350度角的半环齿条87外侧。在方位跟踪范围的起、止点位置分别设计安装了光敏二极管VD179和VD180，与之对应的发光二极管TVD179和TVD180，形成光电耦合传感器，安装发光二极管TVD179和光敏二极管VD179，两个二极管同轴相对安装，在两个二极管中间有一条狭缝，制动挡片94可进入其狭缝内。起、止点的设立能够防止太阳能电池板输出电缆、传感器信号电缆和方位、仰角驱动电缆在方位转动范围超过10度或350度时出现的电缆缠绕及拉断问题。当制动挡片94进入到TVD179和VD179的狭缝内时，发光二极管TVD179和光敏二极管VD179之间的耦合光线被制动挡片94挡住，此时光敏二极管VD179为截止状态，光敏二极管VD179内阻无穷大，于是光敏二极管VD179和电阻R79中间端的电压为高电平，高电平状态输入到锁存器的输入端7D，单片机发出驱动立即停止指令，并沿顺时针方向驱动电动方位机械部分转260度角，此时方位指向正西（即此点方位为270度）。下一步再根据大环传感器提供的方位和仰角跟踪信息，进行高精 度的太阳跟踪。将跟踪定位信号传到单片机，单片机再向方位驱动电机80和仰角驱动电机91发出同步驱动指令。止点上安装一个发光二极管TVD180和一个光敏二极管VD180，两个二极管同轴相对安装，在两个二极管中间有一个狭缝，制动挡片可进入其狭缝内。当制动挡片进入到发光二极管TVD180和光敏二极管VD180之间的狭缝内时，发光二极管TVD180和光敏二极管VD180之间被制动挡片94挡住，此时光敏二极管VD180为截止状态，光敏二极管VD180内阻无穷大，于是光敏二极管VD180和电阻R80的中间端电压为高电平，高电平状态输入到锁存器的输入端8D，单片机发出驱动立即停止指令，并沿逆时针方向驱动电动方位机械部分转260度角，此时方位指向正东（即此点方位为90度）。下一步再根据大环传感器提供的方位和仰角跟踪信息，进行高精度的太阳跟踪。将跟踪定位信号传到单片机，单片机再向方位驱动电机80和仰角驱动电机91发出驱动指令。 

电动仰角机械部分的仰角制动装置70，由仰角制动挡板和仰角传动杆71组成；仰角制动挡板有两块，之间夹角125度，限制仰角传动杆71的行程在两仰角制动挡板中间；仰角传动杆71端头垂直装有方位和仰角驱动固定板72。仰角跟踪驱动范围是在-5～+120度（以水平面为0度角）。环针式传感器的阳光跟踪和驱动控制工作时间可达到18个小时，但背景技术中，蜂窝式传感器的阳光跟踪和驱动控制工作时间只能在12个小时之内。本实用新型方位、仰角跟踪和驱动范围完全覆盖太阳的运行轨迹，并具有重量轻、体积小、受风阻力小和结构简单等特点。 

为减轻仰角驱动电机91的负载，本实用新型在仰角大齿轮77上的仰角传动杆71的对称处增加了配重块98的安装，见图8、9。因此，方位驱动电机80和仰角驱动电机91的安装布局都进行了变动，如图9所示。 

其它的实施方案与背景技术相同，在此省略。 

实施例3太阳能电池板及支架 

如图13、14、15、16所示，太阳能电池板121具有以下特征：太阳能电池板121设计成折叠箱132式，便于携带及安装。折叠箱132的外壳131为铝合金材料，具有质量轻和强度高的特点。在太阳能电池板121的外壳131安装有连接插件128，连接插件128用铆钉129与外壳131固定，便于和支架145的连接及 固定，参见图14、图16。在太阳能电池板121的外框124上镶嵌橡胶条123，使折叠箱132在汽车运输途中，能有效防止太阳能电池板121的震动和破碎。并在折叠箱132的外壳131上，每块太阳能电池板121的背面安装四个比较硬的橡胶圆柱130。防止连接插件128及太阳能电池板121的外壳131损坏。在每块太阳能电池板121的外框124底侧面，装有太阳能电池板121的防水电缆电源输出插座122。另外，折叠箱132的外壳131上安装两个锁扣125，在折叠箱132的外壳131上安装折叠箱132的提手126，每个折叠箱132的两块太阳能电池板121之间用折页127连接。 

如图16所示，支架145采用高强度的钢板制成，为减轻支架145的重量，支架145设计为“出”字形。在支架145拆卸不用时，为减小支架145的体积、解决安装和搬运问题，支架145设计成折叠式，支架与太阳能电池板121的外壳131连接，并用螺栓142固定。支架145的中间用折页144连接，在折页144的周围有六个螺孔143，螺孔143用于同方位和仰角驱动固定板72上的螺孔85相对接并用螺丝紧固。 

实施例4车载连接结构及安装、调试和发电 

图17、18、19分别给出一种在停车时开启后备箱的太阳能电池工作状态、一种在停车时关闭后备箱的太阳能电池工作状态和在行车时的放置状态。 

本实用新型在汽车泊车开启后备箱时，太阳能电池进入发电工作状态：如图17所示，本实用新型的整体结构位于车辆的后侧159，与车辆有三点连接，分别位于车梁后部卡扣154连接、后门框右底部轴151连接和后门框右上部折页152连接，卡扣开启手柄150与车梁后部卡扣154构成锁扣连接。当太阳能电池发电工作时，不影响汽车后门161的开启使用。 

整体安装调试的过程和所处状态如下：首先，扳动车梁后部卡扣154的开启手柄150，在液压杆165的作用下，将该装置沿水平向右侧拉开。后门161在后门两侧的液压杆153的助力下，可顺利向上开启。从后备箱158中取出两个太阳能折叠箱132、一个折叠支架145及传感器163。根据指南针99方位信息，转动手动方位蜗轮蜗杆57装置，将方位驱动范围的中间值180度刻度点96对准正南方。将折叠支架145展开，在折页144的周围有六个螺孔143，螺孔143用于同方位和仰角驱动固定板72上的螺孔85相对接，并用螺丝固定。将其中一个太阳 能折叠箱132展开，通过连接插件128与支架145的下部连接，并旋紧固定螺丝142；再将另一个太阳能折叠箱132展开，通过连接插件128与支架145的上部连接，再旋紧固定螺丝142。通过连接件108将传感器163和太阳能电池板121连接为一体。传感器163连接安装在太阳能电池板121左下部，连接件用螺丝109固定。 

车后保险杠上部装有组合插座155，组合插座155外侧有防水盖160，在行车或不发电时盖上防水盖160，可防水和防尘。组合插座155包括传感器163的信号防水电缆相连接的输入插座；与方位和仰角驱动装置外壳86的驱动相连接的防水电缆插座；四块太阳能电池板121的电源防水电缆相连接的输入插座；通过蓄电池和电源逆变器输出的220伏交流电源输出插座。 

将传感器163的信号防水电缆的上端与传感器插座117连接并旋紧固定，下端与车后保险杠上部的信号防水电缆组合插座155连接并旋紧固定；将方位和仰角驱动装置外壳86的驱动连接防水电缆的上端与方位和仰角驱动装置外壳86的上部连接插座97连接并旋紧固定，下端与车后保险杠上部的驱动连接防水电缆组合插座155连接，并旋紧固定；将四根电源连接防水电缆的上端分别于四块太阳能电池板121输出插座122连接，并旋紧固定，下端与车后保险杠上部的电源防水电缆输入组合插座155连接，并旋紧固定；将蓄电池通过逆变器的输出220伏交流电源通过车后保险杠上部的组合插座155连接交流电输出电缆接到帐篷内。调整手动方位蜗轮蜗杆57装置，将方位驱动范围的中间值180度刻度点96的定位指向正南方；旋转蜗轮蜗杆提升装置156手柄，提升装置使连接柱的丝杠157不断提升方位和仰角驱动装置，使太阳能电池板121的底边略高于车辆顶部最高处，并锁住蜗轮蜗杆提升装置156手柄。打开车内单片机87C51FB的电源，使整个系统进入自动跟踪和驱动发电工作状态。 

本实用新型在汽车泊车关闭后备箱时，如图18所示，安装和调试阶段与开启后备箱时太阳能电池发电的安装和调试一致。只是在安装和调试工作完成后，整个发电系统恢复到三点固定（车梁后部卡扣154、后门框右底部轴151和后门框右上部折页152），车梁后部卡扣154与扳手150锁死。需要重新调整手动方位蜗轮蜗杆57装置，用于方位驱动范围的中间值180度刻度点96的定位指向正南方。 

本实用新型在车辆行驶时，如图19所示，通过旋转蜗轮蜗杆提升装置156手柄，使方位和仰角驱动装置降低。拆除所有连接电缆，旋松固定螺丝，将传感器163与太阳能电池板121分开。将两块太阳能电池板121折叠成箱132，并将锁扣125锁死。卸下支架145并折叠，然后一同将它们装入后备箱158。检查车梁后部卡扣154和扳手150锁死。在车辆行驶时，连接柱172位于车后方偏右位置，连接柱172的位置既不妨碍看车牌170的视角，也不影响尾灯171所发出的光线。 

Claims (6)

1.一种车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统，结构包括太阳能电池板、锁存器、译码器、单片机、方位和仰角驱动装置，所述的方位和仰角驱动装置，由方位驱动电机和仰角驱动电机驱动电路、电动方位机械部分、电动仰角机械部分构成；其特征是，结构还有环针式传感器（163）；由环针式传感器（163）获得的太阳光信息经锁存器，再经译码器选通输入给单片机，由单片机控制方位和仰角驱动装置，使太阳能电池板跟踪太阳光提供电能； 

所述的环针式传感器（163），由大环传感器、小环传感器、长针传感器和短针传感器构成；在平面板（101）上用光敏二极管围成一个大环（102），各相邻光敏二极管之间用隔板（104）分开；在大环（102）内用光敏二极管围成一个同心的小环（105），各相邻光敏二极管之间用隔板（104）分开；在平面板（101）的正面大环（102）圆心处垂直固定有一个长指针（115），长指针（115）外端头装有一个光敏二极管；在平面板（101）的背面大环（102）圆心处垂直固定有一个短指针（113），短指针（113）外端头装有一个光敏二极管；通过连接件（108）将环针式传感器平面板（101）和太阳能电池板外壳（131）连接为一体，在平面板（101）背面装有信号电缆输出插座（117），电缆输出插座（117）分别与光敏二极管电连接。 

2.根据权利要求1所述的车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统，其特征是，其中的电动方位机械部分的半环齿条（87）的弧度为340度； 

其中的电动方位机械部分的方位制动装置（83），由方位起、止点传感器和制动挡片（94）构成；方位起点传感器由同轴相对安装发光二极管（TVD179）和光敏二极管（VD179）组成，发光二极管（TVD179）和光敏二极管（VD179）中间有狭缝；方位止点传感器由同轴相对安装发光二极管（TVD180）和光敏二极管（VD180）组成，发光二极管（TVD180）和光敏二极管（VD180）中间有狭缝；以电动方位机械部分中的半环齿条（87）的圆心为起点，沿仰角传动杆（71）的射线为0度角时，方位起、止点的制动传感器的起点和终点的位置分别在10度角和350度角的半环齿条（87）外侧；制动挡片（94）到达起点时，刚好到达发光二极管（TVD179）和光敏二极管（VD179）中间的狭缝，使发光二极管（TVD179）和光敏二极管（VD179）之间的光电耦合中断；制动挡片（94）到达终点时，刚好到达发光二极管（TVD180）和光敏二极管（VD180）中间的狭 缝，使发光二极管（TVD180）和光敏二极管（VD180）之间的光电耦合中断； 

其中的电动仰角机械部分的仰角制动装置（70），由仰角制动挡板和仰角传动杆（71）组成；仰角制动挡板有两块，之间夹角125度，限制仰角传动杆（71）的行程在两仰角制动挡板中间；仰角传动杆（71）端头垂直装有方位和仰角驱动固定板（72）。 

3.根据权利要求1或2所述的车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统，其特征是，所述的大环（102），由72个光敏二极管（VD101～VD172）排列构成，则太阳光线定位精度为5度，使单片机每20分钟发出一次采集的定位信息。 

4.根据权利要求1或2所述的车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统，其特征是，所述的长指针（115）和短指针（113），制作成细管状；长指针（115）端头的光敏二极管（VD177）和短指针（113）端头的光敏二极管（VD178）的前端分别用半球形玻璃（119）封闭。 

5.根据权利要求1或2所述的车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统，其特征是，在方位和仰角驱动装置外壳（86）上，安装有方位仰角驱动的电缆输入插座（97）、指南针（99）、手动方位蜗轮蜗杆（57），在方位和仰角驱动装置下方的丝杠（157）上端安装基座（75），在丝杠（157）与基座（75）间装有轴承滚珠（56），操纵手动方位蜗轮蜗杆（57）能使基座（75）水平转动，用于方位跟踪范围的中间值180度的刻度点（96）定位指向正南。 

6.根据权利要求1或2所述的车载太阳能电池环针式阳光跟踪驱动系统，其特征是，在仰角大齿轮（77）上，与仰角传动杆（71）的承重对称位置安装配重块（98）。 

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