CN214147731U - 一种太阳光采集跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳光采集跟踪系统，包括安装架，安装架上设置有水平旋转机构，水平旋转机构上设置有U型旋转臂，U型旋转臂的两个端部之间设置有采集器，采集器通过俯仰旋转机构与U型旋转臂连接；采集器包括外罩壳，外罩壳呈长方体结构设置，内部设置有呈矩形阵列排布的多个采光组件以及一个太阳定位传感器，外罩壳沿长度方向的两个内壁上分别设置有第一步进电机和第一角度传感器并均通过第一转轴与U型旋转臂轴连，第一转轴端部设置有径向通孔，第一转轴对应的U型旋转臂上设置有十字交错的安装孔和锁孔，第一转轴伸入安装孔内并通过销轴固定，销轴穿过锁孔和径向通孔设置。本实用新型方便运输，并且便于安装，使用便捷可靠。

Description

一种太阳光采集跟踪系统

技术领域

本实用新型涉及光纤照明领域，具体涉及一种太阳光采集跟踪系统。

背景技术

太阳光采集装置适用于煤矿、油田、炸药库易燃易爆场所，对暗厅、暗室、地下室、楼道等无光线照射的地方进行光照。适合人体、植物、珍贵物品的照明，并大大提高照明的精确度和对比度，是简捷、稳定、可靠、实用性强、造价便宜，从而使其得以切实推广应用。

传统的太阳光采集装置体积较大，且采集端一般为半球形结构，通过对阳光的集中采集传导实现功能，但是其球形结构导致内部透镜安装密集，具有安装精度高、安装难度大的问题，运输时需要加强辅助固定，提高运输成本，并且在安装运输环境中易发生意外导致损坏。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种太阳光采集跟踪系统，方便运输，并且便于安装使用，不易发生意外。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种太阳光采集跟踪系统，包括安装架，所述安装架上设置有水平旋转机构，所述水平旋转机构上设置有U型旋转臂，所述U型旋转臂的两个端部之间设置有采集器，所述采集器通过俯仰旋转机构与U型旋转臂连接；

所述采集器包括外罩壳，所述外罩壳呈长方体结构设置，所述外罩壳内固定设置有前端板，所述前端板上设置有呈矩形阵列排布的多个采光组件，所述前端板上还设置有太阳定位传感器，所述外罩壳沿长度方向的两个内壁上分别设置有第一步进电机和第一角度传感器，所述第一步进电机和第一角度传感器均通过第一转轴与U型旋转臂轴连，所述第一转轴与外罩壳之间设置有第一轴承；

所述第一转轴端部设置有径向通孔，所述第一转轴对应的U型旋转臂上设置有十字交错的安装孔和锁孔，所述第一转轴伸入安装孔内并通过销轴固定，所述销轴穿过锁孔和径向通孔设置。

进一步地，所述外罩壳内还固定设置有后端板，所述前端板和后端板之间通过连接柱固定，所述前端板上开设有多个安装孔，多个安装孔呈矩形阵列排布，所述采光组件包括非球面双凸透镜、传导管和传导光纤，所述非球面双凸透镜固定在安装孔内，所述前端板的前表面黏贴有透镜保护玻璃面板，所述传导管固定在前端板的后表面上并与对应的非球面双凸透镜相对设置，所述传导管尾部设置有传导光纤，所述传导光纤穿过后端板后从外罩壳后端穿出设置。

进一步地，所述后端板的后表面上还设置有走线支架。

进一步地，所述非球面双凸透镜材质为PMMA，数量为12片，且呈两排六列设置。

进一步地，所述水平旋转机构包括固定底座，所述固定底座顶部设置有环形固定齿轮，所述环形固定齿轮内的固定底座上还设置有第二轴承，所述第二轴承还与旋转平台连接，所述旋转平台上方设置有安装平台，所述安装平台上设置有第二步进电机和第二角度传感器，所述第二步进电机的电机轴穿过安装平台和旋转平台后与活动齿轮连接，所述活动齿轮与环形固定齿轮啮合，所述旋转平台与安装平台之间设置有中心固定齿轮，所述中心固定齿轮通过固定轴与固定底座连接，所述第二角度传感器通过第二转轴与角度齿轮连接，所述角度齿轮与中心齿轮啮合，所述U型旋转臂与旋转平台固定连接。

进一步地，所述旋转平台与安装平台之间设置有垫条。

进一步地，所述安装平台上还设置有控制器，所述固定轴中空设置。

进一步地，所述外罩壳材质为不锈钢，所述水平旋转机构设置在安装架中部，所述安装架位于水平旋转机构两侧的表面上分别开设有圆形锁孔和长圆形锁孔。

本实用新型的有益效果：

1、呈矩形阵列排布的采光组件使得外壳体可以横向设计，且设计为长方体结构，这样的外罩壳便于叠放运输，不占空间，并且也不易发生滚动等运输事故，降低运输成本。

2、第一步进电机和第一角度传感器分别设置在外罩壳两侧，有效平衡重量，保证运转稳定性，并且分布设置后，不占用过多的空间，保证采光组件置中设置，体积有效缩小。

3、第一转轴与U型旋转臂之间通过销轴固定，其连接结构简单，方便现场组装，从而在运输过程中可以拆分，有效降低运输体积和运输难度。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的外罩壳内的结构示意图；

图3是本实用新型第一转轴与U型旋转臂之间的连接示意图；

图4是本实用新型水平旋转机构示意图；

图5是本实用新型水平旋转机构部分结构配合示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1至图3所示，本实用新型的太阳光采集跟踪系统的一实施例，包括安装架1，安装架上设置有水平旋转机构2，水平旋转机构设置在安装架中部，安装架位于水平旋转机构两侧的表面上分别开设有圆形锁孔和长圆形锁孔，便于固定调节，水平旋转机构上设置有U型旋转臂3，U型旋转臂的两个端部之间设置有采集器4，采集器通过俯仰旋转机构5与U型旋转臂连接；水平旋转机构水平转动，通过U型旋转臂带动采集器也水平转动，而采集器则通过俯仰旋转机构转动实现上下摆动效果，通过两轴的转动，实现跟随太阳东升西落以及移动过程中阳光照射角度的变化。

其中，采集器包括外罩壳6，外罩壳材质为不锈钢，不易锈蚀，外罩壳呈长方体结构设置，外罩壳内固定设置有前端板7，前端板上设置有呈矩形阵列排布的多个采光组件8，前端板上还设置有太阳定位传感器9，太阳定位传感器用于捕捉太阳位置，通过太阳移动位置可以对水平旋转机构和俯仰旋转机构进行角度调节，上述长方体结构的外罩壳配合呈矩形阵列排布的多个采光组件，能够使得整体结构便于摆放运输，并且上述结构不容易聚热，有效提高使用寿命。

具体的，在外罩壳沿长度方向的两个内壁上分别设置有第一步进电机10和第一角度传感器111，第一步进电机和第一角度传感器均通过第一转轴11与U型旋转臂轴连，第一转轴与外罩壳之间设置有第一轴承，第一转轴与U型旋转臂固定连接；俯仰旋转机构在工作时，第一步进电机动作转动，由于第一步进电机对应的第一转轴与U型旋转臂固定，因此该第一转轴无法转动，则相对的第一步进电机本体则变为转动部分，本体转动的同时，能够带动固定连接的外罩壳转动，外罩壳转动时，能够带动固定在一起的第一角度传感器转动，而第一角度传感器转动即可以与对应的第一转轴配合实现转动角度测量；通过上述的分体式布置，将第一步进电机和第一角度传感器重量分布设置爱外罩壳两侧，有效平衡重量，保证运转稳定性，并且分布设置后，不占用一侧过多的空间，能够保证采光组件置中设置，能够控制整体制备体积，布局合理。

为了进一步提高运输的便捷度，在第一转轴端部上设置径向通孔12，第一转轴对应的U型旋转臂上设置有十字交错的安装孔13和锁孔14，第一转轴伸入安装孔内并通过销轴(未在图中视出)固定，销轴穿过锁孔和径向通孔设置，在运输过程中，采集器部分完全可以与U型旋转臂分体保存，然后在现场完成组装，组装时，只需要将采集器的两个第一转轴分别插入U型旋转臂两端的两个安装孔内，然后通过销轴插入锁孔和径向通孔内即可完成整体组装，相对组装难度小，不会在运输过程中出现碰撞导致第一转轴损坏等问题，大大提高运输质量。

上述外罩壳内还固定设置有后端板15，前端板和后端板之间通过连接柱固定，前端板上开设有多个安装孔16，数量为12片，且呈两排六列设置，上述数量和排布能够有效散热和采光，并且体积适中，综合能力突出，较为经济实用。采光组件包括非球面双凸透镜17、传导管和传导光纤，非球面双凸透镜材质为PMMA，非球面双凸透镜固定在安装孔内，前端板的前表面黏贴有透镜保护玻璃面板18，透镜保护玻璃面板不影响太阳光照射，且能够有效隔离外部对非球面双凸透镜的伤害，传导管固定在前端板的后表面上并与对应的非球面双凸透镜相对设置，传导管尾部设置有传导光纤，传导光纤穿过后端板后从外罩壳后端穿出设置，实现有效采光。后端板用于固定传导管的同时，还能够对外罩壳进行加固，保证在第一步进电机转动时，外罩壳整体调节的稳定性。还在后端板的后表面上还设置有走线支架19，用于固定传导光纤，避免在移动过程中出现牵扯影响连接，保证使用质量。

参照图4和图5所示，上述的水平旋转机构包括固定底座20，固定底座顶部设置有环形固定齿轮21，环形固定齿轮内的固定底座上还设置有第二轴承22，第二轴承还与旋转平台23连接，旋转平台上方设置有安装平台24，旋转平台与安装平台之间设置有垫条31，将旋转平台与安装平台支撑形成一个独立的啮合空间，旋转平台与安装平台同步转动，安装平台上设置有第二步进电机25和第二角度传感器26，第二步进电机的电机轴穿过安装平台和旋转平台后与活动齿轮27连接，活动齿轮与环形固定齿轮啮合，旋转平台与安装平台之间的啮合空间内还设置有中心固定齿轮28，中心固定齿轮通过固定轴29与固定底座连接，第二角度传感器通过第二转轴与角度齿轮30连接，角度齿轮与中心齿轮啮合，U型旋转臂与旋转平台固定连接。当需要动作时，由第二步进电机动作转动，第二步进电机带动活动齿轮转动，由于环形固定齿轮固定安装在固定底座上，并且旋转平台通过第二轴承固定，因此活动齿轮在转动下能够围绕环形固定齿轮周向移动，即带着旋转平台和安装平台进行自转，旋转平台自转能够通过U型旋转臂带动采集器转动，而安装平台转动则能够带动第二角度传感器也沿着环形固定齿轮的周向转动，此处环形固定齿轮、旋转平台以及中心固定齿轮同心设置，因此角度齿轮在移动过程中发生转动，即实现了第二角度传感器的角度信息采集。

上述结构将较重的环形固定齿轮下置，保证重心稳定，通过多层叠加的设计转动和采集角度互不影响，结构紧凑，使用稳定。上述安装平台上还设置有控制器，固定轴中空设置，电源线以及信号线均可以从固定轴的中空位置进入，在旋转平台和安装平台上罩设固定外壳，能够起到良好的防水效果，使用稳定可靠。

以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种太阳光采集跟踪系统，其特征在于，包括安装架，所述安装架上设置有水平旋转机构，所述水平旋转机构上设置有U型旋转臂，所述U型旋转臂的两个端部之间设置有采集器，所述采集器通过俯仰旋转机构与U型旋转臂连接；

所述采集器包括外罩壳，所述外罩壳呈长方体结构设置，所述外罩壳内固定设置有前端板，所述前端板上设置有呈矩形阵列排布的多个采光组件，所述前端板上还设置有太阳定位传感器，所述外罩壳沿长度方向的两个内壁上分别设置有第一步进电机和第一角度传感器，所述第一步进电机和第一角度传感器均通过第一转轴与U型旋转臂轴连，所述第一转轴与外罩壳之间设置有第一轴承；

所述第一转轴端部设置有径向通孔，所述第一转轴对应的U型旋转臂上设置有十字交错的安装孔和锁孔，所述第一转轴伸入安装孔内并通过销轴固定，所述销轴穿过锁孔和径向通孔设置。

2.如权利要求1所述的太阳光采集跟踪系统，其特征在于，所述外罩壳内还固定设置有后端板，所述前端板和后端板之间通过连接柱固定，所述前端板上开设有多个安装孔，多个安装孔呈矩形阵列排布，所述采光组件包括非球面双凸透镜、传导管和传导光纤，所述非球面双凸透镜固定在安装孔内，所述前端板的前表面黏贴有透镜保护玻璃面板，所述传导管固定在前端板的后表面上并与对应的非球面双凸透镜相对设置，所述传导管尾部设置有传导光纤，所述传导光纤穿过后端板后从外罩壳后端穿出设置。

3.如权利要求2所述的太阳光采集跟踪系统，其特征在于，所述后端板的后表面上还设置有走线支架。

4.如权利要求2所述的太阳光采集跟踪系统，其特征在于，所述非球面双凸透镜材质为PMMA，数量为12片，且呈两排六列设置。

5.如权利要求1所述的太阳光采集跟踪系统，其特征在于，所述水平旋转机构包括固定底座，所述固定底座顶部设置有环形固定齿轮，所述环形固定齿轮内的固定底座上还设置有第二轴承，所述第二轴承还与旋转平台连接，所述旋转平台上方设置有安装平台，所述安装平台上设置有第二步进电机和第二角度传感器，所述第二步进电机的电机轴穿过安装平台和旋转平台后与活动齿轮连接，所述活动齿轮与环形固定齿轮啮合，所述旋转平台与安装平台之间设置有中心固定齿轮，所述中心固定齿轮通过固定轴与固定底座连接，所述第二角度传感器通过第二转轴与角度齿轮连接，所述角度齿轮与中心齿轮啮合，所述U型旋转臂与旋转平台固定连接。

6.如权利要求5所述的太阳光采集跟踪系统，其特征在于，所述旋转平台与安装平台之间设置有垫条。

7.如权利要求5所述的太阳光采集跟踪系统，其特征在于，所述安装平台上还设置有控制器，所述固定轴中空设置。

8.如权利要求1所述的太阳光采集跟踪系统，其特征在于，所述外罩壳材质为不锈钢，所述水平旋转机构设置在安装架中部，所述安装架位于水平旋转机构两侧的表面上分别开设有圆形锁孔和长圆形锁孔。

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