CN209710019U - 推杆式自动跟踪阳光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种推杆式自动跟踪阳光装置，包括基座、控制器、数据采集单元、电动推杆机构、太阳能电池板，所述电动推杆机构、控制器分别安装在所述基座上，所述电动推杆机构至少包括三个电动伸缩推杆，各所述电动伸缩推杆的上端分别与太阳能电池板的底面铰接，所述数据采集单元安装在所述太阳能电池板的顶面上，所述数据采集单元、电动推杆机构、太阳能电池板分别与所述控制器电性连接。该推杆式自动跟踪阳光装置采用三根电动推杆作为倾角调整机构，可以实现调整太阳能电池板的水平方位角和垂直高度角，实现对太阳能光线全方位跟踪，能耗低，响应速度快，同时还能实现自动清洁。

Description

推杆式自动跟踪阳光装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能领域，尤其涉及一种推杆式自动跟踪阳光装置。

背景技术

现有太阳自动跟踪装置一般都是轴式阳光自动跟踪装置，轴式阳光自动跟踪装置所占空间大，质量重，太阳能电池板不够稳定，影响整个装置的精度，安装较大的太阳能电池板，相应的电机也会变大，能耗也会进一步增加，成本随之上升；而且轴式阳光自动跟踪装置只能实现太阳能电池板调整水平角或高度角，太阳能设备的能量接收效率低。

因此，需开发一种能实现调整太阳能电池板的水平方位角和垂直高度角的装置，提高太阳能设备的能量接收效率；

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种推杆式自动跟踪阳光装置，该推杆式自动跟踪阳光装置采用三根电动推杆作为倾角调整机构，可以实现调整太阳能电池板的水平方位角和垂直高度角，实现对太阳能光线全方位跟踪，能耗低，响应速度快，同时还能实现自动清洁。

其技术方案如下：

推杆式自动跟踪阳光装置，包括基座、控制器、数据采集单元、电动推杆机构、太阳能电池板，所述电动推杆机构、控制器分别安装在所述基座上，所述电动推杆机构至少包括三个电动伸缩推杆，各所述电动伸缩推杆的上端分别与太阳能电池板的底面铰接，所述数据采集单元安装在所述太阳能电池板的顶面上，所述数据采集单元、电动推杆机构、太阳能电池板分别与所述控制器电性连接。

还包括A/D与D/A转换器，所述数据采集单元包括太阳方位传感器、压力传感器、雨滴传感器，所述太阳方位传感器、压力传感器、雨滴传感器通过所述A/D与D/A转换器与控制器电性连接。

所述控制器包括控制机构、控制按键、显示屏，所述控制按键、显示屏分别与所述控制机构电性连接。

还包括蓄能电池，所述太阳能电池板通过所述蓄能电池与所述控制机构电性连接。

所述控制器还包括直流转直流电源，所述太阳能电池板通过所述直流转直流电源与所述蓄能电池电性连接。

还包括变位铰链机构，所述变位铰链机构的数量与所述电动伸缩推杆的数量相对应，各所述电动伸缩推杆的上端分别通过各所述变位铰链机构与所述太阳能电池板的底面铰接。

所述变位铰链机构包括变位杆、中心杆、球体、球座，所述变位杆的两端分别与所述太阳能电池板的底面、球座连接，所述中心杆的两端分别与所述球体、电动伸缩推杆的上端连接，所述中心杆通过所述球体安装在所述球座内与所述变位杆旋转弯折铰接。

所述变位铰链机构还包括第一安装螺母、第二安装螺母、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母，所述变位杆通过所述第一安装螺母与所述太阳能电池板的底面连接，所述中心杆通过所过第二安装螺母与所述电动伸缩推杆连接，所述第一锁紧螺母安装在所述中心杆与所述球体的连接处，所述第二锁紧螺母安装在与所述第一锁紧螺母相反一侧的所述球体上。

所述电动伸缩推杆包括底座、第一推杆、第二推杆、电机、推杆螺母、丝杆，所述第一推杆、第二推杆中空分别形成第一推孔、第二推孔，所述第一推孔小于所述第二推孔，所述第二推杆、电机安装在所述底座上，所述第一推杆穿过所述第二推孔与所述第二推杆伸缩连接，所述推杆螺母安装在所述第一推杆的下端，所述丝杆的下端与所述电机驱动连接，所述丝杆的上端穿过所述推杆螺母，并延伸至第一推孔内，所述丝杆与所述推杆螺母相匹配滑动连接。

需要说明的是：

前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于对名称的区分。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

前述“D/A”是数模转换，前述“A/D”是模数转换。

下面对本实用新型的优点或原理进行说明：

1、本推杆式自动跟踪阳光装置包括基座、控制器、数据采集单元、电动推杆机构、太阳能电池板，数据采集单元用于收集太阳方位信息、大风压力信息、雨滴信息，控制器用于通过收集太阳方位信息、大风压力信息、雨滴信息控制电动推杆机构，电动推杆机构通过调节各电动伸缩推杆的伸缩长度，实现调整太阳能电池板的水平方位角和垂直高度角；

当晴天时，该装置通过数据采集单元采集太阳光线的入射方向数据，并将所述入射方向数据发送至控制器；控制器根据入射方向数据获得太阳光线的水平方位角和垂直高度角；控制器根据水平方位角和垂直高度角控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆的伸缩长度，使太阳光线的入射方向垂直于太阳能电池板，提高太阳能电池板的光电转换效率；

当下雨天时，该装置通过数据采集单元采集雨滴信息，并将雨滴信息发送至控制器；控制器根据雨滴信息控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆的伸缩长度，把太阳能电池板调整为最大倾斜角，利用雨水实现太阳能电池板自动清洁；

当风力过强时，该装置通过数据采集单元采集风力的压力信息，并将压力信息发送至控制器；控制器根据压力信息控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆的伸缩长度，把太阳能电池板调整为水平位置，实现设备保护；

该推杆式自动跟踪阳光装置采用三根电动推杆作为倾角调整机构，相较于轴式，在相同重量下，能支撑更大的太阳能电池板，且整体的结构更为简单，成本低，且三根电动推杆形成三角形，而三点决定一个平面且又是最稳定结构；装置结构简单，可以实现调整太阳能电池板的水平方位角和垂直高度角，实现对太阳能光线全方位跟踪，能耗低，响应速度快，特别是对于应用在移动载体之上时，本推杆式自动跟踪阳光装置的风阻是远低于轴式的，同时还能实现自动清洁。

2、数据采集单元包括太阳方位传感器、压力传感器、雨滴传感器，太阳方位传感器由前、后、左、右四象限的光敏电阻组成，太阳方位传感器用于采集太阳光线的入射方向数据，控制器根据所述入射方向数据计算获得太阳光线的水平方位角和垂直高度角，控制器再根据计算获得水平方位角和垂直高度角控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆的伸缩长度，使所述太阳光线的入射方向垂直于太阳能电池板，提高光电转换效率；压力传感器用于采集风压力信息，控制器根据压力信息控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆的伸缩长度，把太阳能电池板调整为水平位置，实现设备保护；雨滴传感器用于采集雨滴信息，控制器根据雨滴信息控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆的伸缩长度，把太阳能电池板调整为最大倾斜角，利用雨水实现太阳能电池板自动清洁。

3、控制按键的设置，方便使用者对控制器的控制，显示屏的设置，方便能够较直观的观察设备运行状态。

4、蓄能电池的设置，使本装置实现双电源系统管理。

5、太阳能电池板通过直流转直流电源与蓄能电池电性连接，实现蓄能电池和光能直接转换。

6、本推杆式自动跟踪阳光装置还包括变位铰链机构，各电动伸缩推杆的上端分别通过各变位铰链机构与太阳能电池板的底面铰接，变位铰链机构用于补偿电动推杆机构与太阳能电池板底面之间的相对位移，即在调节太阳能电池板位置时，太阳能电池板由水平边变为斜边时的位移差，实现全方位大角度的补偿机构。

7、变位铰链机构包括变位杆、中心杆、球体、球座，中心杆通过球体安装在球座内与变位杆旋转弯折铰接，变位杆通过以球体为中心点旋转变位，实现了变位杆与太阳能电池板的连接处以球体为中心点位移变位，从而实现了电动推杆机构与太阳能电池板底面之间的相对位移变位。

8、变位铰链机构还包括第一安装螺母、第二安装螺母、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母，第一安装螺母、第二安装螺母的设置，方便变位铰链机构与太阳能电池板、电动伸缩推杆的连接，第一锁紧螺母、第二锁紧螺母的设置，用于防止球体掉出球座。

9、电动伸缩推杆包括底座、第一推杆、第二推杆、电机、推杆螺母、丝杆，当电动伸缩推杆需伸长时，电机正转，从而带动丝杆顺时针旋转，使推杆螺母沿着丝杆上升，从而推升第一推杆上升，实现电动伸缩推杆伸长；当电动伸缩推杆需缩短时，电机反转，从而带动丝杆逆时针旋转，使推杆螺母沿着丝杆下降，从而使第一推杆下降，实现电动伸缩推杆缩短。

附图说明

图1是本实用新型实施例推杆式自动跟踪阳光装置正视图一。

图2是本实用新型实施例推杆式自动跟踪阳光装置正视图二。

图3是本实用新型实施例推杆式自动跟踪阳光装置侧视图。

图4是本实用新型实施例推杆式自动跟踪阳光装置变位铰链机构的结构示意图。

图5是本实用新型实施例推杆式自动跟踪阳光装置电动伸缩推杆缩短状态剖示图。

图6是本实用新型实施例推杆式自动跟踪阳光装置电动伸缩推杆伸长状态剖示图。

附图标记说明：

10、基座，20、控制器，30、数据采集单元，40、电动伸缩推杆，41、底座，42、第一推杆，43、第二推杆，44、电机，45、推杆螺母，46、丝杆，50、太阳能电池板，60、蓄能电池，70、变位铰链机构，71、变位杆，72、中心杆，73、球体，74、球座，75、第一安装螺母，76、第二安装螺母，77、第一锁紧螺母，78、第二锁紧螺母。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1至图6所示，推杆式自动跟踪阳光装置，包括基座10、控制器20、数据采集单元30、电动推杆机构、太阳能电池板50，电动推杆机构、控制器20分别安装在基座10上，电动推杆机构至少包括三个电动伸缩推杆40，各电动伸缩推杆40的上端分别与太阳能电池板50的底面铰接，数据采集单元30安装在太阳能电池板50的顶面上，数据采集单元30、电动推杆机构、太阳能电池板50分别与控制器20电性连接。

其中，本推杆式自动跟踪阳光装置还包括A/D与D/A转换器、蓄能电池60、变位铰链机构70，数据采集单元30包括太阳方位传感器、压力传感器、雨滴传感器，太阳方位传感器、压力传感器、雨滴传感器通过A/D与D/A转换器与控制器20电性连接，太阳方位传感器由前、后、左、右四象限的光敏电阻组成。

控制器20包括控制机构、控制按键、显示屏、直流转直流电源，控制按键、显示屏分别与控制机构电性连接。

太阳能电池板50通过直流转直流电源与蓄能电池60电性连接，蓄能电池60与控制机构电性连接。

变位铰链机构70的数量与电动伸缩推杆40的数量相对应，各电动伸缩推杆40的上端分别通过各变位铰链机构70与太阳能电池板50的底面铰接。

变位铰链机构70包括变位杆71、中心杆72、球体73、球座74，变位杆71的两端分别与太阳能电池板50的底面、球座74连接，中心杆72的两端分别与球体73、电动伸缩推杆40的上端连接，中心杆72通过球体73安装在球座74内与变位杆71旋转弯折铰接。

优选的，变位铰链机构70还包括第一安装螺母75、第二安装螺母76、第一锁紧螺母77、第二锁紧螺母78，变位杆71通过第一安装螺母75与太阳能电池板50的底面连接，中心杆72通过第二安装螺母76与电动伸缩推杆40连接，第一锁紧螺母77安装在中心杆72与球体73的连接处，第二锁紧螺母78安装在与第一锁紧螺母77相反一侧的球体73上。

电动伸缩推杆40包括底座41、第一推杆42、第二推杆43、电机44、推杆螺母45、丝杆46，第一推杆42、第二推杆43中空分别形成第一推孔、第二推孔，第一推孔小于第二推孔，第二推杆43、电机44安装在底座41上，第一推杆42穿过第二推孔与第二推杆43伸缩连接，推杆螺母45安装在第一推杆42的下端，丝杆46的下端与电机44驱动连接，丝杆46的上端穿过推杆螺母45，并延伸至第一推孔内，丝杆46与推杆螺母45相匹配滑动连接。

本实施例具有如下优点：

1、本推杆式自动跟踪阳光装置包括基座10、控制器20、数据采集单元30、电动推杆机构、太阳能电池板50，数据采集单元30用于收集太阳方位信息、大风压力信息、雨滴信息，控制器20用于通过收集太阳方位信息、大风压力信息、雨滴信息控制电动推杆机构，电动推杆机构通过调节各电动伸缩推杆40的伸缩长度，实现调整太阳能电池板50的水平方位角和垂直高度角；

当晴天时，该装置通过数据采集单元30采集太阳光线的入射方向数据，并将所述入射方向数据发送至控制器20；控制器20根据入射方向数据获得太阳光线的水平方位角和垂直高度角；控制器20根据水平方位角和垂直高度角控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆40的伸缩长度，使太阳光线的入射方向垂直于太阳能电池板50，提高太阳能电池板50的光电转换效率；

当下雨天时，该装置通过数据采集单元30采集雨滴信息，并将雨滴信息发送至控制器20；控制器20根据雨滴信息控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆40的伸缩长度，把太阳能电池板50调整为最大倾斜角，利用雨水实现太阳能电池板50自动清洁；

当风力过强时，该装置通过数据采集单元30采集风力的压力信息，并将压力信息发送至控制器20；控制器20根据压力信息控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆40的伸缩长度，把太阳能电池板50调整为水平位置，实现设备保护；

该推杆式自动跟踪阳光装置采用三根电动推杆作为倾角调整机构，相较于轴式，在相同重量下，能支撑更大的太阳能电池板50，且整体的结构更为简单，成本低，且三根电动推杆形成三角形，而三点决定一个平面且又是最稳定结构；装置结构简单，可以实现调整太阳能电池板50的水平方位角和垂直高度角，实现对太阳能光线全方位跟踪，能耗低，响应速度快，特别是对于应用在移动载体之上时，本推杆式自动跟踪阳光装置的风阻是远低于轴式的，同时还能实现自动清洁。

2、数据采集单元30包括太阳方位传感器、压力传感器、雨滴传感器，太阳方位传感器由前、后、左、右四象限的光敏电阻组成，太阳方位传感器用于采集太阳光线的入射方向数据，控制器20根据所述入射方向数据计算获得太阳光线的水平方位角和垂直高度角，控制器20再根据计算获得水平方位角和垂直高度角控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆40的伸缩长度，使所述太阳光线的入射方向垂直于太阳能电池板50，提高光电转换效率；压力传感器用于采集风压力信息，控制器20根据压力信息控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆40的伸缩长度，把太阳能电池板50调整为水平位置，实现设备保护；雨滴传感器用于采集雨滴信息，控制器20根据雨滴信息控制电动推杆机构，调节各个电动伸缩推杆40的伸缩长度，把太阳能电池板50调整为最大倾斜角，利用雨水实现太阳能电池板50自动清洁。

3、控制按键的设置，方便使用者对控制器20的控制，显示屏的设置，方便能够较直观的观察设备运行状态。

4、蓄能电池60的设置，使本装置实现双电源系统管理。

5、太阳能电池板50通过直流转直流电源与蓄能电池60电性连接，实现蓄能电池60和光能直接转换。

6、本推杆式自动跟踪阳光装置还包括变位铰链机构70，各电动伸缩推杆40的上端分别通过各变位铰链机构70与太阳能电池板50的底面铰接，变位铰链机构70用于补偿电动推杆机构与太阳能电池板50底面之间的相对位移，即在调节太阳能电池板50位置时，太阳能电池板50由水平边变为斜边时的位移差，实现全方位大角度的补偿机构。

7、变位铰链机构70包括变位杆71、中心杆72、球体73、球座74，中心杆72通过球体73安装在球座74内与变位杆71旋转弯折铰接，变位杆71通过以球体73为中心点旋转变位，实现了变位杆71与太阳能电池板50的连接处以球体73为中心点位移变位，从而实现了电动推杆机构与太阳能电池板50底面之间的相对位移变位。

8、变位铰链机构70还包括第一安装螺母75、第二安装螺母76、第一锁紧螺母77、第二锁紧螺母78，第一安装螺母75、第二安装螺母76的设置，方便变位铰链机构70与太阳能电池板50、电动伸缩推杆40的连接，第一锁紧螺母77、第二锁紧螺母78的设置，用于防止球体73掉出球座74。

9、电动伸缩推杆40包括底座41、第一推杆42、第二推杆43、电机44、推杆螺母45、丝杆46，当电动伸缩推杆40需伸长时，电机44正转，从而带动丝杆46顺时针旋转，使推杆螺母45沿着丝杆46上升，从而推升第一推杆42上升，实现电动伸缩推杆40伸长；当电动伸缩推杆40需缩短时，电机44反转，从而带动丝杆46逆时针旋转，使推杆螺母45沿着丝杆46下降，从而使第一推杆42下降，实现电动伸缩推杆40缩短。

以上仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围；在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.推杆式自动跟踪阳光装置，其特征在于，包括基座、控制器、数据采集单元、电动推杆机构、太阳能电池板，所述电动推杆机构、控制器分别安装在所述基座上，所述电动推杆机构至少包括三个电动伸缩推杆，各所述电动伸缩推杆的上端分别与太阳能电池板的底面铰接，所述数据采集单元安装在所述太阳能电池板的顶面上，所述数据采集单元、电动推杆机构、太阳能电池板分别与所述控制器电性连接。

2.如权利要求1所述的推杆式自动跟踪阳光装置，其特征在于，还包括A/D与D/A转换器，所述数据采集单元包括太阳方位传感器、压力传感器、雨滴传感器，所述太阳方位传感器、压力传感器、雨滴传感器通过所述A/D与D/A转换器与控制器电性连接。

3.如权利要求1所述的推杆式自动跟踪阳光装置，其特征在于，所述控制器包括控制机构、控制按键、显示屏，所述控制按键、显示屏分别与所述控制机构电性连接。

4.如权利要求3所述的推杆式自动跟踪阳光装置，其特征在于，还包括蓄能电池，所述太阳能电池板通过所述蓄能电池与所述控制机构电性连接。

5.如权利要求4所述的推杆式自动跟踪阳光装置，其特征在于，所述控制器还包括直流转直流电源，所述太阳能电池板通过所述直流转直流电源与所述蓄能电池电性连接。

6.如权利要求1至5任一项所述的推杆式自动跟踪阳光装置，其特征在于，还包括变位铰链机构，所述变位铰链机构的数量与所述电动伸缩推杆的数量相对应，各所述电动伸缩推杆的上端分别通过各所述变位铰链机构与所述太阳能电池板的底面铰接。

7.如权利要求6所述的推杆式自动跟踪阳光装置，其特征在于，所述变位铰链机构包括变位杆、中心杆、球体、球座，所述变位杆的两端分别与所述太阳能电池板的底面、球座连接，所述中心杆的两端分别与所述球体、电动伸缩推杆的上端连接，所述中心杆通过所述球体安装在所述球座内与所述变位杆旋转弯折铰接。

8.如权利要求7所述的推杆式自动跟踪阳光装置，其特征在于，所述变位铰链机构还包括第一安装螺母、第二安装螺母、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母，所述变位杆通过所述第一安装螺母与所述太阳能电池板的底面连接，所述中心杆通过所过第二安装螺母与所述电动伸缩推杆连接，所述第一锁紧螺母安装在所述中心杆与所述球体的连接处，所述第二锁紧螺母安装在与所述第一锁紧螺母相反一侧的所述球体上。

9.如权利要求1至5任一项所述的推杆式自动跟踪阳光装置，其特征在于，所述电动伸缩推杆包括底座、第一推杆、第二推杆、电机、推杆螺母、丝杆，所述第一推杆、第二推杆中空分别形成第一推孔、第二推孔，所述第一推孔小于所述第二推孔，所述第二推杆、电机安装在所述底座上，所述第一推杆穿过所述第二推孔与所述第二推杆伸缩连接，所述推杆螺母安装在所述第一推杆的下端，所述丝杆的下端与所述电机驱动连接，所述丝杆的上端穿过所述推杆螺母，并延伸至第一推孔内，所述丝杆与所述推杆螺母相匹配滑动连接。