CN208922127U - 一种辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置 - Google Patents

Abstract

一种辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置，属于辅助辅助太阳能板定位太阳技术领域，用于共享太阳能板最佳受光位置。其包括太阳能板、太阳跟随传感器、连接板、三角板、螺栓、双关节机械臂、控制箱、通线立柱、角度姿态传感器、太阳能控制器、STM32单片机系统、吸盘天线、GPRS DTU无线数传模块、铅蓄电池、镜筒、吸光纸、镜筒底座、光照传感器、玻璃盖、吸光纸、翻转机械臂、翻转舵机、旋转机械臂、旋转舵机、箱体、箱门和安全锁，解决的技术问题是：太阳能板的受光位置比较单一，不能够跟随太阳位置的变化而变化，受光面积不稳定，光伏发电效率低。本实用新型的有益效果在于：智能化程度高、操作简便、发电效率高、数据共享，应用前景广阔。

Description

一种辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置

技术领域

本发明涉及辅助辅助太阳能板定位太阳技术领域，具体为一种辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置。

背景技术

随着人们环保意识的增强，对不可再生能源的珍视，太阳能作为地球上可轻易获得的可再生能源，越来越受到了人们的重视。太阳能板作为太阳能获取的关键，已经走入了寻常百姓家，在光伏发电厂、居民区和街道都能看到太阳能板。

虽然太阳能板现在的普及率很高，但是太阳能板的使用效率并不高。太阳能板对太阳的依赖很大，由于太阳的位置，一年四季、时时刻刻都在发生变化，而目前太阳能板大都是固定朝南，所以太阳能板的受光率，受太阳位置变化的影响很大。

市场上急需一种高效、成本低廉、智能化的，用于辅助太阳能板自动定位太阳位置的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置，该装置可以对太阳能板自动定位太阳位置起到有效的辅助作用和位置共享作用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置，其特征在于包括动力系统、光伏发电系统、翻转支架、通线立柱、太阳跟随传感器、角度姿态传感器、GPRS DTU无线数传模块、STM32单片机系统和控制箱。

所述的动力系统包括翻转机械臂、翻转舵机、旋转机械臂和旋转舵机；所述的动力系统通过螺栓固定在通线立柱之上；所述的翻转机械臂位于翻转舵机之上，和翻转舵机通过螺栓连接；所述的翻转舵机位于旋转机械臂之上，通过螺栓和旋转机械臂连接；所述的旋转机械臂位于旋转舵机之上，和旋转舵机通过螺栓连接；共同组成双关节机械臂，由STM32单片机系统控制两个舵机的转动，驱动双关节机械臂带动太阳能板进行全方位的位置调整。

所述的光伏发电系统包括太阳能板、太阳能控制器、铅蓄电池；所述的太阳能板通过导线与太阳能控制器相连，用于接收太阳能的辐射，进行光伏发电，将太阳能转化为电能；所述的太阳能控制器与铅蓄电池相连，将从太阳能板获得的不稳定电能，转化为稳定的电能存储到铅蓄电池中，或作为其他用途。

所述的翻转支架包括连接板和三角架；连接板用于连接太阳能板和三角架，位于太阳能板和三角架之间；连接板上部比太阳能板多出的部分，用于放置太阳跟随传感器，并通过螺栓固定。所述的通线立柱内部中空，两头开有通线孔；所述的通线立柱上部与动力系统的旋转舵机通过螺栓连接，下部与控制箱通过螺栓连接。

所述的太阳跟随传感器是自制的传感器，包括玻璃盖、镜筒、吸光纸、9个光照传感器和镜筒底座；所述的玻璃盖为与镜筒之上，用于防水和防尘；所述的镜筒和镜筒底座相连；有4个传感器对称布置在镜筒底座四周，用于判断太阳的方向，粗略定位太阳的位置；有5个光照传感器在镜筒底座上按照“十”字布置安装，用于精确标定太阳的位置；所述的吸光纸为黑色，用于吸收阳光，贴在镜筒的全部内部表面，防止阳光在镜筒的内表面折射对传感器造成干扰；所述的太阳跟随传感器通过其镜筒底座，与连接板通过螺栓进行连接。

所述的角度姿态传感器安装在太阳能板下侧，用于测量太阳能板的水平面内的旋转角度和竖直面内的翻转角度，将测得的数据输送给STM32单片机系统。

所述的GPRS DTU无线数传模块和STM32单片机系统相连，用于将STM32单片机系统处理后的数据发送到远处的接收端或原子云，所述的GPRS DTU无线数传模块还可以对本发明进行定位，并配有吸盘天线，用于增强传递的信号。

所述的STM32单片机系统用来控制整个辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置的正常运行；一方面，所述的STM32单片机系统采集太阳跟随传感器和角度姿态传感器端的数据，判断太阳的位置和太阳能板的姿态；另一方面，所述的STM32单片机系统驱动翻转舵机和旋转舵机，通过旋转和翻转，将太阳能板调整到对准太阳的位置；所述的STM32单片机系统通过对角度姿态传感器采集到的数据的分析和计算，将太阳能板的位置数据通过GPRS DTU无线数传模块实时上传，将太阳能板的位置数据在一定较大区域里共享。帮助区域内的太阳能板用户实时对准太阳。一个区域只需要一台辅助太阳能板自动定位太阳位置的共享装置进行太阳能板和太阳的定位，享受太阳位置分享的用户，只需具备简单的所述的光伏发电系统、动力系统、STM32单片机系统和控制箱就可满足使用要求，可节省大量人力物力成本。

所述的控制箱位于整个装置的最底层，其上与通线立柱相连，用于支撑整个上部装置；其下与地面相连，用于固定整个装置；所述的控制箱内部中空，前部设有门，并配锁；所述的控制箱内部装有所述的太阳能控制器、铅蓄电池和STM32单片机系统。

本发明的有益效果如下。

(1)实时监测太阳的位置，适时调整太阳能板的位置，发电效率高。

(2)节能环保，循环利用。

(3)智能化程度高，操作简便。

(4)数据共享，应用前景广阔。

(5)结构简单，成本低。

(5)可以在线健康监测，节省巡检人力和时间。

附图说明

图1为本发明的整体示意图。

图2为本发明的控制系统示意图。

图3为本发明的太阳跟随传感器轴侧图。

图4为本发明的太阳随踪传感器俯视图。

图5为本发明的连接板示意图。

图6为本发明的三角板示意图。

图7为本发明的动力系统示意图。

图8为本发明的通线立柱示意图。

图9为本发明的通线立柱上视图。

图10为本发明的控制箱示意图。

图11为本发明的工作原理图。

图中：1太阳能板、2太阳跟随传感器、3连接板、4三角板、5螺栓、6双关节机械臂、7控制箱、8通线立柱、9角度姿态传感器、10太阳能控制器、11 STM32单片机系统、12吸盘天线、13 GPRS DTU、14铅蓄电池、21镜筒、22镜筒底座、23光照传感器、24玻璃盖、25吸光纸、61翻转机械臂、62翻转舵机、63旋转机械臂、64旋转舵机、71箱体、72箱门、73安全锁

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

图1为本发明的整体示意图。

图2为本发明的控制系统示意图。

图3为本发明的太阳跟随传感器轴侧图。

图4为本发明的太阳随踪传感器俯视图。

图5为本发明的连接板示意图。

图6为本发明的三角板示意图。

图7为本发明的动力系统示意图。

图8为本发明的通线立柱示意图。

图9为本发明的通线立柱上视图。

图10为本发明的控制箱示意图。

图11为本发明的工作原理图。

如图1-10所示，本发明中的一种辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置包括：1太阳能板、2太阳跟随传感器、3连接板、4三角板、5螺栓、6双关节机械臂、7控制箱、8通线立柱、9角度姿态传感器、10太阳能控制器、11STM32单片机系统、12吸盘天线、13 GPRSDTU、14铅蓄电池、21镜筒、22镜筒底座、23光照传感器、24玻璃盖、25吸光纸、61翻转机械臂、62翻转舵机、63旋转机械臂、64旋转舵机、71箱体、72箱门、73安全锁。

如图7所示，所述的动力系统包括翻转机械臂61、翻转舵机62、旋转机械臂63和旋转舵机64；所述的动力系统通过螺栓5固定在通线立柱8之上；所述的翻转机械臂61位于翻转舵机62之上，和翻转舵机62通过螺栓5连接；所述的翻转舵机62位于旋转机械臂63之上，通过螺栓5和旋转机械臂63连接；所述的旋转机械臂63位于旋转舵机64之上，和旋转舵机64通过螺栓5连接；共同组成双关节机械臂6，由STM32单片机系统11系统控制两个舵机的转动，驱动双关节机械臂6带动太阳能板1进行全方位的位置调整。

所述的光伏发电系统包括太阳能板1、太阳能控制器10、铅蓄电池14；所述的太阳能板1通过导线与太阳能控制器10相连，用于接收太阳能的辐射，进行光伏发电，将太阳能转化为电能；所述的太阳能控制器10与铅蓄电池14相连，将从太阳能板1获得的不稳定电能，转化为稳定的电能存储到铅蓄电池14中，或作为其他用途。

如图5和图6所示，所述的翻转支架包括连接板3和三角板4；连接板3用于连接太阳能板1和三角板4，位于太阳能板1和三角板4之间；连接板3上部比太阳能板1多出的部分，用于放置太阳跟随传感器2，并通过螺栓5固定。所述的通线立柱8内部中空，两头开有通线孔；所述的通线立柱8上部与动力系统的旋转舵机通过螺栓5连接，下部与控制箱7通过螺栓5连接。

如图3和图4所示，所述的太阳跟随传感器2是自制的传感器，包括玻璃盖24、镜筒21、吸光纸25、9个光照传感器23和镜筒底座22；所述的玻璃盖24为与镜筒21之上，用于防水和防尘；所述的镜筒21和镜筒底座22相连；有5个光照传感器23在镜筒底座22上按照“十”字布置安装；有4个传感器23对称布置在镜筒底座22四周。所述的太阳跟随传感器2通过其镜筒底座22，与连接板3通过螺栓5进行连接。

如图1所示，所述的角度姿态传感器9安装在太阳能板1下侧，用于测量太阳能板1的水平面内的旋转角度和竖直面内的翻转角度，将测得的数据输送给STM32单片机系统11。

所述的GPRS DTU 13无线数传模块和STM32单片机系统11相连，用于将STM32单片机系统系统处理后的数据发送到远处的接收端或原子云，所述的GPRS DTU 13无线数传模块还可以对本发明进行定位，并配有吸盘天线，用于增强传递的信号。

所述的STM32单片机系统11用来控制整个辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置的正常运行；一方面，所述的STM32单片机系统11采集太阳跟随传感器2和角度姿态传感器9端的数据，判断太阳的位置和太阳能板1的姿态；另一方面，所述的STM32单片机系统11驱动翻转舵机62和旋转舵机64，通过旋转和翻转，将太阳能板1调整到对准太阳的位置；所述的STM32单片机系统11通过对角度姿态传感器9采集到的数据的分析和计算，将太阳能板1的位置数据通过GPRS DTU 13无线数传模块实时上传，将太阳能板1的位置数据在一定较大区域里共享。帮助区域内的太阳能板用户实时对准太阳。一个区域只需要一台辅助太阳能板自动定位太阳位置的共享装置进行太阳和太阳能板1的定位，享受太阳位置分享的用户，只需具备简单的所述的光伏发电系统、动力系统、STM32单片机系统和控制箱就可满足使用要求。可节省大量人力物力成本。

如图10所示，所述的控制箱7位于整个装置的最底层，其上与通线立柱8相连，用于支撑整个上部装置；其下与地面相连，用于固定整个装置；所述的控制箱7内部中空，前部设有箱门72，安全锁73；所述的控制箱7内部装有所述的太阳能控制器10、铅蓄电池14和STM32单片机系统11。

如图11所示，使用时要按照本发明的具体连接方式和安装步骤进行操作，就可以实现本发明所具有的的功能：将太阳能光伏发电系统产生的电能进行存储，或者用于工业生产和生活上；将太阳能板的位置信息实时上传，供用户共享使用，提高广大居民和光伏发电厂的发电效率；同时还可以将本发明的其他数据上传，用于分析包括舵机是否正常运转、传感器是否正常工作、太阳能板能否正常发电等故障，进行装置的健康监测，提高工人的检查效率和维修效率。

以上所述，仅为本发明的较佳具体实施方式，但本发明的保护范围并不限于此，凡在本发明的精神的原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应视为侵犯本发明的保护范围，因此本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置，其特征在于包括动力系统、光伏发电系统、翻转支架、通线立柱、太阳跟随传感器、角度姿态传感器、GPRS DTU无线数传模块、STM32单片机系统和控制箱；具体包括太阳能板、太阳跟随传感器、连接板、三角板、螺栓、双关节机械臂、控制箱、通线立柱、角度姿态传感器、太阳能控制器、STM32单片机系统、吸盘天线、GPRS DTU无线数传模块、铅蓄电池、镜筒、吸光纸、镜筒底座、光照传感器、玻璃盖、吸光纸、翻转机械臂、翻转舵机、旋转机械臂、旋转舵机、箱体、箱门和安全锁；

所述的动力系统包括翻转机械臂、翻转舵机、旋转机械臂和旋转舵机；所述的动力系统通过螺栓固定在通线立柱之上；所述的翻转机械臂位于翻转舵机之上，和翻转舵机通过螺栓连接；所述的翻转舵机位于旋转机械臂之上，通过螺栓和旋转机械臂连接；所述的旋转机械臂位于旋转舵机之上，和旋转舵机通过螺栓连接；共同组成双关节机械臂，由STM32单片机系统控制两个舵机的转动，驱动双关节机械臂带动太阳能板进行全方位的位置调整；

所述的光伏发电系统包括太阳能板、太阳能控制器、蓄电池；所述的太阳能板通过导线与太阳能控制器相连，用于接收太阳能的辐射，进行光伏发电，将太阳能转化为电能；所述的太阳能控制器与蓄电池相连，将从太阳能板获得的不稳定电能，转化为稳定的电能存储到蓄电池中，或作为其他用途；

所述的翻转支架包括连接板和三角架；连接板用于连接太阳能板和三角架，位于太阳能板和三角架之间；连接板上部比太阳能板多出的部分，用于放置太阳跟随传感器，并通过螺栓固定；所述的通线立柱上部与动力系统的旋转舵机通过螺栓连接，下部与控制箱通过螺栓连接；

所述的太阳跟随传感器是自制的传感器，包括玻璃盖、镜筒、9个光照传感器和镜筒底座；所述的玻璃盖为与镜筒之上，用于防水和防尘；所述的镜筒和镜筒底座相连；有5个光照传感器在镜筒底座上按照“十”字布置安装；有4个传感器对称布置在镜筒底座四周；所述的吸光纸为黑色，用于吸收阳光，贴在镜筒的全部内部表面，防止阳光在镜筒的内表面折射对传感器造成干扰；所述的太阳跟随传感器通过其镜筒底座，与连接板通过螺栓进行连接；

所述的角度姿态传感器安装在太阳能板下侧，用于测量太阳能板的水平面内的旋转角度和竖直面内的翻转角度；所述的角度姿态传感器与STM32单片机系统相连，将采集到的数据信息输送到STM32单片机系统；

所述的GPRS DTU无线数传模块和STM32单片机系统相连，用于将STM32单片机系统处理后的数据发送到远处的接收端或原子云，所述的GPRS DTU无线数传模块还可以进行定位，并配有吸盘天线，用于增强传递的信号；

所述的STM32单片机系统用来控制整个辅助太阳能板自动定位太阳位置与共享装置的正常运行；一方面，所述的STM32单片机系统采集太阳跟随传感器和角度姿态传感器端的数据，判断太阳的位置和太阳能板的姿态；另一方面，所述的STM32单片机系统驱动翻转舵机和旋转舵机，通过旋转和翻转，将太阳能板调整到对准太阳的位置；所述的STM32单片机系统通过对角度姿态传感器采集到的数据的分析和计算，将太阳能板的位置数据通过GPRS无线数传模块实时上传，将太阳能板的位置数据在一定较大区域里共享；帮助区域内的太阳能板用户实时对准太阳；一个区域只需要一台辅助太阳能板自动定位太阳位置的共享装置进行太阳能和太阳能板的定位，享受太阳位置分享的用户，只需具备简单的所述的光伏发电系统、动力系统、STM32单片机系统和控制箱就可满足使用要求；可节省大量人力物力成本；

所述的控制箱位于整个装置的最底层，其上与通线立柱相连，用于支撑整个上部装置；其下与地面相连，用于固定整个装置；所述的控制箱内部中空，前部设有门，并配锁；所述的控制箱内部装有所述的太阳能控制器、蓄电池和STM32单片机系统。