CN208805729U - 一种太阳能板转动机构 - Google Patents

Abstract

一种太阳能板转动机构，包括太阳能板、齿条、减速电机、竖向支撑轴、支撑底座、直流电机、第一铰链、第二铰链、水平转动盘、竖向转动轴；所述直流电机固定于支撑底座，所述直流电机的输出轴与竖向转动轴相连，所述水平转动盘固定连接于竖向转动轴顶部；所述第一铰链、减速电机分别设置于水平转动盘上的相对位置，所述太阳能板的背面中部与第一铰链相连，太阳能板的背面顶部通过第二铰链与齿条的顶部相连，所述齿条还与减速电机的输出轴通过齿轮啮合连接。本实用新型通过改变太阳能板与地面的夹角和朝向的方位角，可以基本覆盖所有太阳光直射的角度范围。本实用新型设计巧妙、原理科学。

Description

一种太阳能板转动机构

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能板转动机构，以提高太阳能利用率，减少资源浪费。

背景技术

自从地球上出现人类以来，人类和能源就发生了不可分割的关系。然而人类一直使用的能源除柴草、动植物油和水力可以再生外，其他如煤和石油等都不可再生，然而柴草和动植物油已远远不能满足当今生产力不断发展的需要，水力的应用也有一定限度，而煤和石油仍然是人类目前主要使用的能源，但是这些能源已经面临枯竭,另外上述所有能源的使用，都会对地球环境造成严重污染或破坏，危害到人类和所有生物的生存。

能源的有效利用当今能源行业的研究热点，当今世界上已经出现了严重的能源危机，因此，世界各主要国家都把目光放在开发可再生清洁能源上，例如太阳能、风能、潮汐能、波浪能、车辆对地面挤压的能量等等。特别是太阳能，是一切能量的根源，然而，对地球来说，太阳能的密度是很低的，大概每平方米面积在最好的条件下只能产生1kw的功率，要实现大规模的利用很困难。世界上开始研究太阳能利用以来，对要求不高的太阳能设备，采光装置一般都固定不动，但太阳能转换效率很低；对要求较高的太阳能设备，采光装置都需要跟踪太阳，以便获得尽可能多的太阳能有。实验表明，太阳能接收系统上是否使用追踪装置，接收太阳能的接受率相差37.1%，因此，使用精确的太阳追踪可使集热器或光伏组件的太阳能接受率大大提高，从而提高设备的太阳能利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种结构合理简单、生产制造容易、使用方便的新型太阳能板转动机构。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种太阳能板转动机构，其特征是，包括太阳能板、齿条、减速电机、支撑底座、直流电机、第一铰链、第二铰链、水平转动盘、竖向转动轴；所述直流电机固定于支撑底座，所述直流电机的输出轴与竖向转动轴相连，所述水平转动盘固定连接于竖向转动轴顶部；所述第一铰链、减速电机分别设置于水平转动盘上的相对位置，所述太阳能板的背面中部与第一铰链相连，太阳能板的背面顶部通过第二铰链与齿条的顶部相连，所述齿条还与减速电机的输出轴通过齿轮啮合连接。

进一步地，所述支撑底座上还设有齿轮箱，所述齿轮箱通过轴与直流电机、竖向转动轴连接。

进一步地，所述减速电机通过固定支架安装在水平转动盘上。

进一步地，所述支撑底座包括两侧的支撑板、底板、顶板连接而成，所述直流电机固定于底板上。

进一步地，该装置还设有竖向支撑轴，所述竖向支撑轴为空心管状结构，其底部通过安装座与支撑底座的顶板固定连接，所述竖向转动轴依次穿过支撑底座的顶板、竖向支撑轴的空腔与水平转动盘的底部固定连接，所述竖向转动轴与竖向支撑轴之间采用转动连接。

进一步地，所述支撑板的横截面为U型结构。

进一步地，所述水平转动盘由螺钉连接在竖向转动轴的顶部，所述直流电机由螺钉固定在支撑底座上。

本实用新型结构合理简单、生产制造容易、使用方便，通过本实用新型，针对现有太阳能机构固定式采光率低的问题，而提出一种新型太阳能办转动机构，在使用时，控制减速电机启停，带动齿条运动，进而通过铰链和铰链带动太阳能板运动，控制其与地面夹角；通过控制直流电机启停，并通过齿轮箱对直流电机的输出轴进行变速及改变方向，带动竖向转动轴的转动，从而带动水平转动盘转动，由于减速电机及太阳能板通过固定支架固定在水平转动盘上，故水平转动盘转动时将改变太阳能板朝向的方位角。该装置可通过Arduino写入的程序控制减速电机、直流电机。

本实用新型通过改变太阳能板与地面的夹角和朝向的方位角，可以基本覆盖所有太阳光直射的角度范围。本实用新型设计巧妙、原理科学，具体有益效果如下：

第一、本实用新型不同于传统固定式太阳能架构装置，采用“二维驱动法”跟踪太阳，通过改变太阳能板与地面的夹角和朝向的方位角，可以基本覆盖所有太阳光直射的角度范围，提高了太阳能利用效率。

第二、本实用新型可基于Arduino控制，运用类似Processing/Writing开发环境，对Avr-Gcc库二次封装，无需进行底层硬件操作即可实现代码的开发，大大节约了时间的成本，缩短了开发的周期。

第三、本实用新型结构简单、易于实现，成本投入小，且具有较好的支撑效果，适用于大多数太阳能板应用环境。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的左视图；

图中：1太阳能板、2齿条、3减速电机、4竖向支撑轴、4-1安装座、5支撑底座、5-1支撑板、5-2底板、5-3顶板、6直流电机、7齿轮箱、8第一铰链、9固定支架、10第二铰链、11水平转动盘、12竖向转动轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图中所示，一种太阳能板转动机构，包括太阳能板1、齿条2、减速电机3、竖向支撑轴4、竖向转动轴12、支撑底座5、直流电机6、齿轮箱7、水平转动盘11。

太阳能板1分别通过可动第一铰链8连接在水平转动盘11上，可动第二铰链10连接在齿条2上，减速电机3由固定支架9安装在水平转动盘11上。水平转动盘11由螺钉连接在竖向转动轴11的顶部。直流电机6固定在支撑底座5上，齿轮箱7固定在支撑底座5上并通过轴连接到直流电机6和竖向转动轴12上。

本装置通过控制减速电机3启停，带动齿条2运动，进而通过铰链8和铰链10带动太阳能板运动，控制其与地面夹角。通过控制直流电机6启停，并通过齿轮箱7对直流电机6的输出轴进行变速及改变方向，带动竖向转动轴12的转动，从而带动水平转动盘11转动。由于减速电机3及太阳能板1通过固定支架9固定在水平转动盘11上，故水平转动盘11转动时将改变太阳能板朝向的方位角。

通过改变太阳能班与地面的夹角和朝向的方位角，可以基本覆盖所有太阳光直射的角度范围。本实用新型结构简单可靠，原理科学，控制灵活，适用范围广。

Claims (6)

1.一种太阳能板转动机构，其特征是，包括太阳能板（1）、齿条（2）、减速电机（3）、支撑底座（5）、直流电机（6）、第一铰链（8）、第二铰链（10）、水平转动盘（11）、竖向转动轴（12）；所述直流电机固定于支撑底座，所述直流电机的输出轴与竖向转动轴相连，所述水平转动盘固定连接于竖向转动轴顶部；所述第一铰链、减速电机分别设置于水平转动盘上的相对位置，所述太阳能板的背面中部与第一铰链相连，太阳能板的背面顶部通过第二铰链与齿条的顶部相连，所述齿条还与减速电机的输出轴通过齿轮啮合连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能板转动机构，其特征是，所述支撑底座上还设有齿轮箱（7），所述齿轮箱通过轴与直流电机、竖向转动轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能板转动机构，其特征是，所述减速电机通过固定支架（9）安装在水平转动盘上。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能板转动机构，其特征是，所述支撑底座包括两侧的支撑板（5-1）、底板（5-2）、顶板（5-3）连接而成，所述直流电机固定于底板上。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能板转动机构，其特征是，该装置还设有竖向支撑轴（4），所述竖向支撑轴为空心管状结构，其底部通过安装座（4-1）与支撑底座的顶板固定连接，所述竖向转动轴（12）依次穿过支撑底座的顶板、竖向支撑轴的空腔与水平转动盘（11）的底部固定连接，所述竖向转动轴与竖向支撑轴之间采用转动连接。

6.根据权利要求4所述的一种太阳能板转动机构，其特征是，所述支撑板的横截面为U型结构。