技术领域
本发明涉及新能源利用相关领域,具体为一种侦测式太阳能追踪设备。
背景技术
自古以来,人们就主要以太阳提供的热辐射能生存,人们生活的方方面面都离不开太阳能,在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展,太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源,而较常用的太阳能接收板采用固定安装方式或者全方位传感器最终形式,前者缺点是太阳的能量密度低,因而发电效果差,后者缺点是成本较高,结构精密,抗干扰能力差,易损坏,导致大量的太阳能没有得到有效地利用,因而太阳能发电设备在全国覆盖率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种侦测式太阳能追踪设备,克服传统设备能源利用率低,全方位传感器设备适应性差,成本高等情况。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
本发明的一种侦测式太阳能追踪设备,包括底座,所述底座上侧设有第一机体和第二机体,所述第二机体位于所述第一机体右侧,所述底座和所述第一机体之间设有离合机构,所述离合机构包括嵌设在所述底座上端面内的第一步进电机,所述第一步进电机上端面控制有第一电机轴,所述第一电机轴上固定设有第一锥齿轮,所述第一机体下端面固定设有固定板,所述固定板右端面转动设有锥齿轮轴,所述锥齿轮轴上固定设有第一皮带轮,所述锥齿轮轴右端固定设有第二锥齿轮,所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合,所述固定板右侧设有与所述第一机体下端面固定连接的固定机体轴,所述固定机体轴下端面内设有开口朝下的轴腔,所述轴腔下端面固定设有第一液压缸,所述第一液压缸控制有第一液压杆,所述第一液压杆下端固定设有第一强力磁铁,所述第一电机轴上端固定设有第二强力磁铁;
所述第一机体内设有太阳能侦测机构,所述太阳能侦测机构包括与所述第一机体上端面固定连接的第一支座,所述第一支座前端面通过第一轴心转动设有第一连杆,所述第一连杆上端固定设有球体,所述第一连杆右端面固定设有太阳能辐射值检测传感器;
所述第二机体上设有太阳能接收机构,所述太阳能接收机构包括第二支座,所述第二支座前端面通过第二轴心转动设有第二连杆,所述第二连杆右端面固定设有太阳能接收板,所述太阳能接收板用于太阳能的接收,所述第二连杆通过第三轴心转动设有第三连杆,所述第三连杆左端固定设有套碗,所述套碗与所述球体转动连接,所述第二连杆还与第三连杆通过第二液压缸与第二液压杆配合连接,所述第二液压缸控制所述第二液压杆运动。
优选地,所述离合机构还包括设置在所述底座上端面内的第一环槽,所述第一环槽开口朝上,所述第一环槽内左右对称滑动设有第一环形滑块,所述第一环形滑块上端面固定设有上端位于外界空间内的第一支撑环,所述第一支撑环上端面内设有开口朝上的第一环腔,所述第一环腔左右端壁对称设有开口朝所述第一环腔的第二环腔,所述第二环腔内滑动设有环形挡块,两个所述环形挡块间固定设有一个第二支撑环,所述第二支撑环与所述第一环腔滑动连接,所述第二支撑环上端与所述第一机体下端面固定连接。
优选地,所述太阳能侦测机构还包括设置在所述第一机体内的空腔,所述空腔上端壁通过第一限位槽连通外界空间,所述空腔左右端壁间转动设有丝杠,所述丝杠上固定设有第二皮带轮,所述第二皮带轮与所述第一皮带轮通过皮带摩擦连接,所述第二皮带轮右侧设有与所述丝杠螺纹连接的螺纹套,所述螺纹套上端面固定设有上端位于外界空间内的第一滑杆,所述第一滑杆与所述第一限位槽滑动连接,外界空间内的所述第一滑杆前端面通过第四轴心转动设有第四连杆,所述第一连杆左端面固定设有第三支座,所述第四连杆与所述第三支座通过第五轴心转动连接,所述空腔左端壁固定设有第三步进电机,所述第三步进电机右端面控制有椭圆电机轴,所述椭圆电机轴上设有偏心轮,所述偏心轮可在所述椭圆电机轴上带动第一滑杆和第二限位杆滑动,所述椭圆电机轴可控制所述偏心轮绕椭圆电机轴圆心转动,控制所述偏心轮自锁,实现第一限位杆对第一滑杆的限位作用。
优选地,所述太阳能接收机构还包括设置在所述第二机体内的第二限位槽,所述第二限位槽上端壁连通外界空间,所述第二限位槽下端壁设有第三限位槽,所述第三限位槽下端壁设有细槽,所述第三限位槽内滑动设有滑块,所述滑块左端面固定设有压缩弹簧,所述压缩弹簧左端与所述第三限位槽左端壁固定连接,所述滑块上端面固定有第二滑杆,外界空间内所述第二滑杆前端面通过第六轴心与第五连杆转动连接,所述第二连杆左端面固定设有第四支座,所述第五连杆与所述第四支座通过第七轴心转动连接,所述第二滑杆通过第八轴心与液压爪转动连接,所述液压爪可收紧接触所述细槽与所述滑块共同产生压力用于固定滑块的位置。
优选地,所述底座上端面内嵌设有第二步进电机,所述上端面控制有第二电机轴,所述第二电机轴上端与所述第二机体下端面固定连接,所述第二电机轴用于带动第二机体转动,所述底座上端面内设有开口朝上的第二环槽,所述第二环槽内左右对称滑动设有第二环形滑块,所述第二环形滑块上端面固定设有上端与所述第二机体下端面固定连接的第三支撑环,所述第三支撑环用于辅助支撑第二机体。
优选地,所述第一机体内嵌设有第一传感器,所述第二机体内嵌设有第二传感器,所述第一传感器与所述第二传感器相互感应,用于指示所述第二液压缸对于第二液压杆的控制。
本发明的有益效果:本发明可通过提高太阳能接收板接收的能量密度来提高太阳能利用率,对于太阳能利用率提高效果较为显著,发明内设有侦测式太阳能追踪器部分,可通过较小的能源损耗进行太阳能追踪,侦测式太阳能追踪器可在旋转角和俯仰角两个方位上不断跟踪太阳,完成后配合太阳能接收板进行角度调节,使得太阳能接收板能高效准确移动到指定角度,整体设计本发明成本较低,结构简单,抗干扰能力强,适用于大面积推广。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的结构示意图;
图2是本发明实施例图1中A处的放大示意图;
图3是本发明实施例图1中B处的放大示意图;
图4是本发明实施例图3中D-D方向的示意图;
图5是本发明实施例图1中C处放大示意图。
具体实施方式
下面结合图1-5对本发明进行详细说明,其中,为叙述方便,现对下文所说的方位规定如下:下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
结合附图1-5所述的是一种自动侦测式的太阳能追踪机构,包括底座10,所述底座10上侧设有第一机体11和第二机体13,所述第二机体13位于所述第一机体11右侧,所述底座10和所述第一机体11之间设有离合机构80,所述离合机构80包括嵌设在所述底座10上端面内的第一步进电机58,所述第一步进电机58上端面控制有第一电机轴24,所述第一电机轴24上固定设有第一锥齿轮60,所述第一机体11下端面固定设有固定板83,所述固定板83右端面转动设有锥齿轮轴21,所述锥齿轮轴21上固定设有第一皮带轮22,所述锥齿轮轴21右端固定设有第二锥齿轮59,所述第二锥齿轮59与所述第一锥齿轮60啮合,所述固定板83右侧设有与所述第一机体11下端面固定连接的固定机体轴63,所述固定机体轴63下端面内设有开口朝下的轴腔64,所述轴腔64下端面固定设有第一液压缸65,所述第一液压缸65控制有第一液压杆67,所述第一液压杆67下端固定设有第一强力磁铁62,所述第一电机轴24上端固定设有第二强力磁铁61,所述第一液压缸65可控制所述第一液压杆67下降用于使所述第二锥齿轮59与所述第一锥齿轮60脱离,所述第一强力磁铁62和所述第二强力磁铁61吸附;
所述第一机体11内设有太阳能侦测机构81,所述太阳能侦测机构81包括与所述第一机体11上端面固定连接的第一支座35,所述第一支座35前端面通过第一轴心34转动设有第一连杆33,所述第一连杆33上端固定设有球体38,所述第一连杆33右端面固定设有太阳能辐射值检测传感器77,所述太阳能辐射值检测传感器77用于检测太阳能的辐射最大值;
所述第二机体13上设有太阳能接收机构82,所述太阳能接收机构82包括第二支座52,所述第二支座52前端面通过第二轴心51转动设有第二连杆45,所述第二连杆45右端面固定设有太阳能接收板78,所述太阳能接收板78用于太阳能的接收,所述第二连杆45通过第三轴心44转动设有第三连杆40,所述第三连杆40左端固定设有套碗39,所述套碗39与所述球体38转动连接,所述第二连杆45还与第三连杆40通过第二液压缸41与第二液压杆43配合连接,所述第二液压缸41控制所述第二液压杆43运动,所述第二液压缸41控制所述第二液压杆43伸出用于所述套碗39和所述球体38脱离转动连接。
有益地,所述离合机构80还包括设置在所述底座10上端面内的第一环槽16,所述第一环槽16开口朝上,所述第一环槽16内左右对称滑动设有第一环形滑块15,所述第一环形滑块15上端面固定设有上端位于外界空间内的第一支撑环17,所述第一支撑环17上端面内设有开口朝上的第一环腔18,所述第一环腔18左右端壁对称设有开口朝所述第一环腔18的第二环腔42,所述第二环腔42内滑动设有环形挡块19,两个所述环形挡块19间固定设有一个第二支撑环20,所述第二支撑环20与所述第一环腔18滑动连接,所述第二支撑环20上端与所述第一机体11下端面固定连接。
有益地,所述太阳能侦测机构81还包括设置在所述第一机体11内的空腔12,所述空腔12上端壁通过第一限位槽27连通外界空间,所述空腔12左右端壁间转动设有丝杠26,所述丝杠26上固定设有第二皮带轮25,所述第二皮带轮25与所述第一皮带轮22通过皮带23摩擦连接,所述第二皮带轮25右侧设有与所述丝杠26螺纹连接的螺纹套68,所述螺纹套68上端面固定设有上端位于外界空间内的第一滑杆28,所述第一滑杆28与所述第一限位槽27滑动连接,外界空间内的所述第一滑杆28前端面通过第四轴心29转动设有第四连杆30,所述第一连杆33左端面固定设有第三支座32,所述第四连杆30与所述第三支座32通过第五轴心31转动连接,所述空腔12左端壁固定设有第三步进电机86,所述第三步进电机86右端面控制有椭圆电机轴72,所述椭圆电机轴72上设有偏心轮71,所述偏心轮71可在所述椭圆电机轴72上带动第一滑杆28和第二限位杆69滑动,所述椭圆电机轴72可控制所述偏心轮71绕椭圆电机轴圆心转动,控制所述偏心轮71自锁,实现第一限位杆70对第一滑杆28的限位作用。
有益地,所述太阳能接收机构82还包括设置在所述第二机体13内的第二限位槽14,所述第二限位槽14上端壁连通外界空间,所述第二限位槽14下端壁设有第三限位槽75,所述第三限位槽75下端壁设有细槽76,所述第三限位槽75内滑动设有滑块85,所述滑块85左端面固定设有压缩弹簧84,所述压缩弹簧84左端与所述第三限位槽75左端壁固定连接,所述滑块85上端面固定有第二滑杆50,外界空间内所述第二滑杆50前端面通过第六轴心49与第五连杆48转动连接,所述第二连杆45左端面固定设有第四支座46,所述第五连杆48与所述第四支座46通过第七轴心47转动连接,所述第二滑杆50通过第八轴心90与液压爪74转动连接,所述液压爪74可收紧接触所述细槽76与所述滑块85共同产生压力用于固定滑块85的位置。
有益地,底座10上端面内嵌设有第二步进电机57,所述57上端面控制有第二电机轴56,所述第二电机轴56上端与所述第二机体13下端面固定连接,所述第二电机轴56用于带动第二机体13转动,所述底座10上端面内设有开口朝上的第二环槽55,所述第二环槽55内左右对称滑动设有第二环形滑块54,所述第二环形滑块54上端面固定设有上端与所述第二机体13下端面固定连接的第三支撑环53,所述第三支撑环53用于辅助支撑第二机体13。
有益地,所述第一机体11内嵌设有第一传感器36,所述第二机体13内嵌设有第二传感器37,所述第一传感器36与所述第二传感器37相互感应,用于指示所述第二液压缸41对于第二液压杆43的控制。
初始状态时,第一传感器36和第二传感器37处于同一角度,信号发送接收正常,套碗39和球体38处于配合状态,第二滑杆28位于档杆69和档杆70之间,液压爪74收紧固定滑块50位置,弹簧84处于压缩状态,第二强力磁铁61和第一强力磁铁62处于分离状态,第二锥齿轮59和第一锥齿轮60处于啮合状态。
需要对太阳接受板78进行调节时,第二液压杆43顶起第三连杆40,套碗39和球体38分离,第一步进电机58工作,驱动第一电机轴24转动,从而带动第一锥齿轮60转动,通过第一锥齿轮60与第二锥齿轮59的啮合带动第二锥齿轮59转动,第二锥齿轮59带动第一皮带轮22转动,第一皮带轮22通过皮带23的摩擦传动带动第二皮带轮25转动,第二皮带轮25带动丝杠26转动,通过丝杠26与螺纹套79的螺纹连接,带动螺纹套79移动,螺纹套79带动第一连杆28移动,第一连杆28带动第四连杆30绕第四轴心29和第五轴心31转动,第四连杆30带动第一连杆33绕第一轴心34转动,第一连杆33带动太阳能辐射值检测传感器77转动进行俯仰角度调节,太阳能辐射值检测传感器77接收到太阳能辐射最大值信号后,第三步进电机86启动,驱动椭圆电机轴72顺时针转动,从而带动偏心轮71顺时针转动,使得第二档杆69不再对第一滑杆28起限位作用,第一挡杆70依旧对第一滑杆28起限位作用,同时,偏心轮71位置固定,第一步进电机58停止转动,太阳能侦测机构俯仰角度侦测完毕。
第一液压杆67向下运动,第一强力磁铁62和第二强力磁铁61吸附,第一步进电机58和第二步进电机57转动到起始位置,第二步进电机57和第一步进电机58检测到第一传感器36接收到第二传感器37的信号,第二步进电机57停止转动,第一步进电机58开始记录转动角度,第一电机轴24带动第二强力磁铁61转动,在第二强力磁铁61与第一强力磁铁62的吸附作用下,第二强力磁铁61带动固定机体轴63转动,固定机体轴63带动第一机体11转动,太阳能辐射值检测传感器77接收到太阳能辐射最大值信号后,第一步进电机58将转动角度发送给第二步进电机57。
第一液压杆67向上运动,带动第一强力磁铁62和第二强力磁铁61脱开,第一锥齿轮60和第二锥齿轮59啮合,第一步进电机58驱动第一电机轴24转动,带动第一锥齿轮60转动,第一锥齿轮60带动第二锥齿轮59转动,第二锥齿轮59带动第一皮带轮22利用皮带23摩擦传动,带动第二皮带轮25转动,第二皮带轮25带动丝杠26转动,通过丝杠26与螺纹套79的螺纹连接,带动螺纹套79移动,螺纹套79带动第一滑杆28移动,第一滑杆28移动到第二限位槽27最右侧,液压爪74脱开,不再固定滑块85,弹簧84复位,将滑块85推至槽75最右端,第二液压杆43放下第三连杆40,第一步进电机58反向转动,套碗39和球体38配合,第一步进电机58继续反向转动,当第一滑杆28遇到阻碍,第一步进电机58转矩增大,第一步进电机58停止工作。太阳能接收板78俯仰角度调节完毕,此时,液压爪74收紧,固定滑块85,太阳能接收板78俯仰角度固定完毕。
第二液压杆43顶起第三连杆40,套碗39和球体38分离,第二步进电机57按照第一步进电机58提供的角度进行转动,第二电机轴56转动带动第二机体13调节到预设角度后,第二步进电机57停止转动,此时太阳能接收板78转动角度调节完毕。
至此,太阳能接收板78俯仰角度和转动角度调节固定完成,太阳能接收板78对太阳的追踪功能已实现。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。