CN2689173Y - 一种自动跟踪太阳位置的仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动跟踪太阳位置的仪器。我国古代聪明的劳动人们已能够通过制作日晷来观察太阳的位置。为此，本实用新型提供了一种自动跟踪太阳位置的仪器，其主要包括：一支架座(1)，一中圆圈(2)，一小圆圈(3)，两个伺服电机(5、6)，一套减速传动装置(7)；所述的减速传动装置(7)与所述的两个伺服电机(5、6)，以及大圆圈(11)、中圆圈(2)、小圆圈(3)相连。本实用新型提供的一种自动跟踪太阳位置的仪器结构简单，使用方便，其可精确显示太阳的方位和仰角，精确显示真太阳日及时差，可测出春分、球分、冬至、夏至等节气时本地区的照射角，可显示观测位置的正南方向，磁偏角，所处的位置的经度和纬度。

Description

一种自动跟踪太阳位置的仪器

技本领域

本实用新型涉及一种可对太阳位置进行自动跟踪的装置，具体涉及一种自动跟踪太阳位置的仪器。

背景技术

在古代，我国聪明的劳动人们已能够通过制作日晷来观察太阳的位置。目前，科学技术已可使得我们能够制造大型的精密仪器来实现自动地跟踪太阳的位置，但这些仪器结构庞大，费用昂贵，因此不适宜对广大普通百姓和中小学生进行科普教育。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，便于操作、观察的自动跟踪太阳位置的仪器。

为此，本实用新型提供一种自动跟踪太阳位置的仪器，其主要包括：

一支架座，所述的支架座是一个不锈钢方钢管弯圆与焊接而成，在所述的支架座上有一个大圆圈，在其垂直面有一个U形标尺，可显示中圆圈的旋转角度。

一中圆圈，所述的中圆圈是由不锈钢方钢弯成一个圆，它有四个转轴座，一方面所述的转轴座可绕所述的支架座的大圆圈呈X轴旋转，又可使小圆圈在所述的转轴座中间呈Y轴旋转。

一小圆圈，所述的小圆圈是由不锈钢方钢弯成圆后内面焊接不锈钢板，再在中间竖焊一根圆管而成；在所述圆管的外端装凸透镜，它能与所述的中圆圈呈Y轴旋转，在所述的不锈钢板上围绕圆管斜装四片太阳能电池板。

两个伺服电机，所述的伺服电机一个负责使所述的中圆圈与大圆圈支架座呈X轴转动；另一个伺服电机负责使小圆圈转轴与中圆圈转轴呈Y轴转动。

一套减速传动装置，所述的减速传动装置同伺服电机相连，为了使小功率电动机带动大圆转动，它是由二组大小链轮与链条组成。

本实用新型提供的一种自动跟踪太阳位置的仪器的原理为：

用玻璃凸透镜放在太阳光下会在另一处产生一个光点，这就是这个凸透镜的焦点。如果太阳处在凸透镜轴心处，这个焦点也在另一面的轴心处；如果太阳光偏离轴心，焦点也会偏离轴心，它们各自与轴心的夹角不是等比例的，这是与玻璃的折射角有关。所以在不用固定位置的凸透镜不能很好地将太阳的移动所产生的焦点的移动相对应记录在标尺上描绘产生很多的误差。位移可靠的办法是使凸透镜跟随太阳走；太阳运行到哪里，凸透镜的正面也朝向哪里。

本实用新型提供一种自动跟踪太阳位置的仪器是采用太阳能电池分别控制伺服电动机，使一根直管始终对准太阳，这样每时每刻只要有阳光照射就会在轨道上产生一个相应的光点，对照光点所在的刻度标尺及轨道的转动角度；就可知太阳所在方位与仰角。

本实用新型提供一种自动跟踪太阳位置的仪器结构简单，使用方便，其可精确显示太阳的方位和仰角，精确显示真太阳日及时差，可测出春分、球分、冬至、夏至等节气时本地区的照射角，可显示观测位置的正南方向，磁偏角，所处的位置的经度和纬度。

下面，结合附图和实施例详细说明依据本实用新型提出的具体装置的细节及工作情况。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中支架座的结构示意图。

图3为图1中中圆圈的结构示意图。

图4为图1中小圆圈的结构示意图。

具体实施方式

如附图1所示，本实用新型实施例提供一种自动跟踪太阳位置的仪器，其主要包括：

一支架座1，如图2所示，所述的支架座1是一个不锈钢方钢管弯圆与焊接而成，在所述的支架座1上有一个直径为2米的大圆圈11与地平面成30。角，其朝正南方放置时，在与太阳、地面连线的垂直面有一个U形标尺12，可显示中圆圈的旋转角度。

一中圆圈2，如图3所示，所述的中圆圈2是由不锈钢方钢弯成一个直径为1.5米的圆，它有四个转轴座X，X1，Y，Y1，一方面所述的转轴座X，X1可绕所述的支架座1的大圆圈11呈X轴旋转，又可使小圆圈在所述的转轴座Y，Y1中间呈Y轴旋转。

一小圆圈3，如图4所示，所述的小圆圈3是由不锈钢方钢弯成圆后内面焊接不锈钢板，再在中间竖焊一根圆管4而成；在所述圆管4的外端装凸透镜13，它能与所述的中圆圈2呈Y轴旋转，在所述的不锈钢板上围绕圆管斜装四片太阳能电池板8。

所述的太阳能电池板8采用四块硅太阳能电池板，工作面积是34厘米×34厘米，输出电压是24伏，输出电流是0.5安，与圆平面呈30。角安装。

两个伺服电机5、6，它们是采用有减速齿轮的直流电动机，其额定电压是24伏，额定电流是0.3安，转速是25转/分。

所述的伺服电机5负责使所述的中圆圈2与支架座1上的大圆圈11呈X轴转动；另一所述的伺服电机6负责使小圆圈3转轴与中圆圈2转轴呈Y轴转动。

一套减速传动装置7，所述的减速传动装置7与所述的两个伺服电机5、6，以及大圆圈11、中圆圈2、小圆圈3相连。其是为了使小功率电动机带动大圆圈11转动，而本装置不需要快速转动，所以用减速装置，它是由二组大小链轮9与链条10组成，由于大小链轮齿数比是100∶1，所以两个转盘都以每分钟2.5转慢速旋转。

还有若干硅光敏二极管，安装在所述的中圆2转轴的U形标尺板上，当太阳光点照射在某一光敏二极管上时，会在数字显示器上显示出相对的时间值来。

本实用新型提供的一种自动跟踪太阳位置的仪器，其能自动跟踪太阳运行，始终将一个透镜正面朝向太阳，并在其焦点处产生一个光点，在所在一对U形标尺上显示其方位和仰角，由于其有较大的体积和灵敏度，所以有较大的分辨率与精度。另外，由于在标尺上有一组光敏二极管，它能使一个电子数字显示板反映出相应的真太阳日，并与电子振荡产生的平太阳日对照，显示出当时的时差，本实用新型还可作为校园内的有科学含义的景观标志使用。

Claims (5)

1、一种自动跟踪太阳位置的仪器，其特征在于所述的仪器主要包括：

一支架座(1)，所述的支架座(1)是一个不锈钢方钢管弯圆与焊接而成，在所述的支架座(1)上有一个大圆圈(11)，在其垂直面有一个U形标尺(12)，可显示中圆圈的旋转角度；

一中圆圈(2)，所述的中圆圈(2)是由不锈钢方钢弯成一个圆，它有四个转轴座(X，X1，Y，Y1)，一方面所述的转轴座(X，X1)可绕所述的支架座(1)的大圆圈(11)呈X轴旋转，又可使小圆圈在所述的转轴座(Y，Y1)中间呈Y轴旋转；

一小圆圈(3)，所述的小圆圈(3)是由不锈钢方钢弯成圆后内面焊接不锈钢板，再在中间竖焊一根圆管(4)而成；在所述圆管(4)的外端安装有凸透镜(13)，它能与所述的中圆圈(2)呈Y轴旋转，在所述的不锈钢板上围绕圆管斜装有太阳能电池板(8)；

两个伺服电机(5、6)，所述的伺服电机(5)负责使所述的中圆圈(2)与支架座(1)上的大圆圈(11)呈X轴转动；另一所述的伺服电机(6)负责使小圆圈(3)转轴与中圆圈(2)转轴呈Y轴转动；

一套减速传动装置(7)，所述的减速传动装置(7)与所述的两个伺服电机(5、6)，以及大圆圈(11)、中圆圈(2)、小圆圈(3)相连。

2、根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳位置的仪器，其特征在于所述的仪器上还安装有若干硅光敏二极管，安装在所述的中圆圈(2)转轴的U形标尺板上。

3、根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳位置的仪器，其特征在于所述的减速传动装置(7)是由二组大小链轮(9)与链条(10)组成，其大小链轮齿数比是100∶1，其转速为每分钟2.5转。

4、根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳位置的仪器，其特征在于所述的太阳能电池板(8)采用四块硅太阳能电池板，工作面积是34厘米×34厘米，输出电压是24伏，输出电流是0.5安，与圆平面呈30°角安装。

5、根据权利要求1所述的一种自动跟踪太阳位置的仪器，其特征在于所述的两个伺服电机(5、6)是采用有减速齿轮的直流电动机，其额定电压是24伏，额定电流是0.3安，转速是25转/分。

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