專利名稱：基于伺服控制太陽能跟隨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能設(shè)備，具體是一種基于伺服控制的基于伺服控制太陽能跟隨裝置。
背景技術(shù)：
目前能源短缺問題是世界各國所共同面臨的問題，太陽能作為一種清潔無污染的能源有著巨大的開發(fā)前景，利用太陽能的關(guān)鍵是提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化效率，其很大部分作用取決于太陽能光線跟隨裝置。在太陽能光線跟隨裝置機械系統(tǒng)方面，我國在1997年研制了單軸太陽跟蹤器，完成了東西方向的自動跟蹤，而南北方向則通過手動調(diào)節(jié)，接收器的接收效率提高了。1998年美國加州成功的研究了 ATM兩軸跟蹤器，并在太陽能面板上裝有集中陽光的透鏡，這樣可以使小塊的太陽能面板硅收集更多的能量，使效率進一步提高。2002年2月美國亞利桑那大學推出了新型太陽能跟蹤裝置，該裝置利用控制電機完成跟蹤，采用鋁型材框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，大大拓寬了跟蹤器的應(yīng)用領(lǐng)域。其中雙軸驅(qū)動的太陽光線跟隨裝置，是采用液壓來驅(qū)動，雖然接收能量得到更優(yōu)化但造成了太陽光線跟隨裝置的成本上升，讓消費者難以考慮使用。除此之外這些跟隨裝置還存在能耗高、抗風強度低、跟蹤精度不高等不足。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服上述技術(shù)存在之不足，提供一種消除太陽光線跟隨裝置在能量利用不充分和成本上的問題，降低生產(chǎn)和經(jīng)營成本，克服液壓裝置在安裝中過程復(fù)雜和選擇位置的弊端，具有雙軸一體的太陽光線跟隨裝置。
本實用新型為了實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下:一種基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:包括底座、控制太陽能電池板在豎向轉(zhuǎn)動的豎向驅(qū)動機構(gòu)、控制太陽能電池板在水平方向轉(zhuǎn)動的水平驅(qū)動機構(gòu)、固定架、固定支撐太陽能電池板的耳座；所述耳座固定連接太陽能電池板，且耳座和豎向驅(qū)動機構(gòu)安裝在固定架上，所述豎向驅(qū)動機構(gòu)帶動耳座及太陽能電池板在豎向整體轉(zhuǎn)動；所述水平驅(qū)動機構(gòu)安裝在固定架下方的底座上并帶動固定架、豎向驅(qū)動機構(gòu)、耳座及太陽能電池板整體在水平方向轉(zhuǎn)動；所述豎向驅(qū)動機構(gòu)包括水平安裝的驅(qū)動電機A、安裝在驅(qū)動電機A輸出軸上的小齒輪A、與小齒輪A相應(yīng)配合的大齒輪A和穿過大齒輪A中心且兩端穿過耳座并安裝在固定架上的轉(zhuǎn)動軸A ;所述水平驅(qū)動機構(gòu)包括豎向安裝的驅(qū)動電機B、安裝在驅(qū)動電機B輸出軸上的小齒輪B、與小齒輪B相應(yīng)配合的大齒輪B和一端安裝在底座上另一端穿過大齒輪B中心安裝在固定架上的轉(zhuǎn)動軸B。根據(jù)本實用新型中所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述固定架由主板和安裝在主板兩端的側(cè)板構(gòu)成。根據(jù)本實用新型中所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述水平驅(qū)動機構(gòu)安裝在保護殼內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動軸B上端穿過保護殼安裝在固定架的主板中心位置上。根據(jù)本實用新型中所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述保護殼為圓柱狀，其下端固定在底座上。根據(jù)本實用新型中所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述主板中心位置內(nèi)側(cè)上還設(shè)有安裝板，所述驅(qū)動電機A安裝在該安裝板上，其輸出軸穿過安裝板。根據(jù)本實用新型中所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述耳座安裝在側(cè)板內(nèi)側(cè)。本實用新型采用雙步進電機來驅(qū)動雙軸運動，降低了現(xiàn)有太陽光線跟隨裝置生產(chǎn)和經(jīng)營成本，有效地消除太陽光線跟隨裝置在能量利用不充分和成本上的問題。本實用新型具有如下優(yōu)點:降低了生產(chǎn)和經(jīng)營成本，使太陽光線接收更優(yōu)化，擺脫了液壓裝置在安裝中復(fù)雜的過程和選擇位置的弊端，實現(xiàn)了具有雙軸一體的太陽光線跟隨裝置。故本實用新型具有較強的實用性，生產(chǎn)成本十分低，適合廣泛地使用。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2是第二驅(qū)動機構(gòu)剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖中:1_固定架，101-主板，102-側(cè)板，2-耳座，3-驅(qū)動電機A，4_小齒輪A，5_大齒輪A，6-轉(zhuǎn)動軸A ；7-驅(qū)動電機B, 8-小齒輪B, 9-大齒輪B, 10-轉(zhuǎn)動軸B, 11-底座，12-太陽能電池板，13-安裝板，14-保護殼
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步說明，但本實用新型并不僅限于以下實施方式。如圖1所示:如圖1、2所示:一種基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其包括底座、控制太陽能電池板在豎向轉(zhuǎn)動的豎向驅(qū)動機構(gòu)、控制太陽能電池板在水平方向轉(zhuǎn)動的水平驅(qū)動機構(gòu)、固定架1、固定支撐太陽能電池板的耳座2。其中固定架I由主板101和安裝在主板兩端的側(cè)板102構(gòu)成。所述豎向 驅(qū)動機構(gòu)包括水平安裝的驅(qū)動電機A3、安裝在驅(qū)動電機A3輸出軸上的小齒輪A4、與小齒輪A4相應(yīng)配合的大齒輪A5和穿過大齒輪A5中心且兩端穿過耳座2并安裝在固定架I上的轉(zhuǎn)動軸A6。該豎向驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動電機A3通過一個固定在固定架I的主板101中心位置的安裝板13固定安裝在固定架I上，從而能進一步地固定好驅(qū)動電機A的位置。所述水平驅(qū)動機構(gòu)包括豎向安裝的驅(qū)動電機B7、安裝在驅(qū)動電機B7輸出軸上的小齒輪B8、與小齒輪B8相應(yīng)配合的大齒輪B9和一端安裝在底座11上另一端穿過大齒輪B9中心并安裝在固定架I上的轉(zhuǎn)動軸B10。轉(zhuǎn)動軸A通過大齒輪軸承連接大齒輪A并與耳座固定連接且轉(zhuǎn)動軸A兩端用大齒輪軸擋圈固定在固定架I的側(cè)板。小齒輪A與大齒輪A嚙合且安裝在驅(qū)動電機A的輸出軸上，驅(qū)動電機A固定在主板101上。所述耳座2固定連接太陽能電池板12，且耳座2和豎向驅(qū)動機構(gòu)安裝在固定架I的內(nèi)側(cè)上。具體的是耳座2安裝在固定架I的側(cè)板102上；然后轉(zhuǎn)動軸A6的中間穿過大齒輪A5的中心，與大齒輪A5采用花鍵等方式固定連接，轉(zhuǎn)動軸A6的兩端依次穿過耳座2且與耳座2固定練級，然后再安裝在兩側(cè)板102上，并可帶動耳座2 —起轉(zhuǎn)動。所述豎向驅(qū)動機構(gòu)帶動耳座2及太陽能電池板12在豎向整體轉(zhuǎn)動；水平驅(qū)動機構(gòu)安裝在固定架I下方的底座11上并帶動固定架1、豎向驅(qū)動機構(gòu)、耳座2及太陽能電池板12整體在水平方向轉(zhuǎn)動。該豎向驅(qū)動機構(gòu)整體是安裝在一個保護殼14內(nèi)的，其轉(zhuǎn)動軸BlO穿過保護殼與固定架I的主板101的中心位置連接。轉(zhuǎn)動軸B的一端固定在底座上且通過六角螺母固定連接大齒輪B，其另一端穿過保護殼與固定架I的主板101的中心位置連接，小齒輪B與大齒輪B嚙合且安裝在驅(qū)動電機B的輸出軸上，驅(qū)動電機B的另一端與底座的底部固定。所述太陽能電池板上還可設(shè)置多個加強筋，這樣能使其剛度和強度能滿足該裝置最大抗風150 km / h的要求，可實現(xiàn)9級風自動放平功能。本實用新型在實際使用中底座固定在地面，保護殼扣裝在底座上，其內(nèi)部的大齒輪B和小齒輪B嚙合由驅(qū)動電機B帶動，通過輸出軸穿過保護殼連接固定架帶動固定架及其安裝在固定架上的部件整體在水平方向轉(zhuǎn)動，從而達到控制太陽板水平方向的周向運動，停止時靠電機自身持電靜扭矩鎖緊。固定架內(nèi)大齒輪A和小齒輪A嚙合由驅(qū)動電機A帶動，通過轉(zhuǎn)動軸A固定耳座并兩側(cè)由大齒輪軸擋圈固定在固定架的側(cè)板上,從而實現(xiàn)太陽板的豎直方向的運動及其鎖緊。本實用新型在具體使用能需要滿足以下要求:(I)方位角跟蹤范圍:0°至200° ；高度角跟蹤范圍:0°至90°，同時要避免極限位置鎖死，不跟蹤時裝置具有鎖緊功能。(2)為防止跟蹤角加速度過大，引起附加載荷過大，取平均跟蹤角速度為0.20 / S。(3)跟蹤精度為±1°，太陽的平均角速度為0.25° / min，即每隔4 min太陽能電池板與太陽光線就有1°的偏差。因此，最多每隔4 min就要調(diào)整一次太陽能電池板的角度。(4)跟蹤能耗不能超過I W。(5)裝置的剛度和強度能滿足該裝置最大抗風150 km/h的要求，可實現(xiàn)9級風自動放平功能。(6)在滿足以上性能的同時，盡量簡化結(jié)構(gòu)和加工工藝，進一步提高技術(shù)經(jīng)濟性，降低成本。故本實用新型具有較強的實用性，生產(chǎn)成本十分低。
權(quán)利要求1.一種基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:包括底座、控制太陽能電池板在豎向轉(zhuǎn)動的豎向驅(qū)動機構(gòu)、控制太陽能電池板在水平方向轉(zhuǎn)動的水平驅(qū)動機構(gòu)、固定架、固定支撐太陽能電池板的耳座；所述耳座固定連接太陽能電池板，且耳座和豎向驅(qū)動機構(gòu)安裝在固定架上，所述豎向驅(qū)動機構(gòu)帶動耳座及太陽能電池板在豎向整體轉(zhuǎn)動；所述水平驅(qū)動機構(gòu)安裝在固定架下方的底座上并帶動固定架、豎向驅(qū)動機構(gòu)、耳座及太陽能電池板整體在水平方向轉(zhuǎn)動；所述豎向驅(qū)動機構(gòu)包括水平安裝的驅(qū)動電機A、安裝在驅(qū)動電機A輸出軸上的小齒輪A、與小齒輪A相應(yīng)配合的大齒輪A和穿過大齒輪A中心且兩端穿過耳座并安裝在固定架上的轉(zhuǎn)動軸A ;所述水平驅(qū)動機構(gòu)包括豎向安裝的驅(qū)動電機B、安裝在驅(qū)動電機B輸出軸上的小齒輪B、與小齒輪B相應(yīng)配合的大齒輪B和一端安裝在底座上另一端穿過大齒輪B中心安裝在固定架上的轉(zhuǎn)動軸B。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述固定架由主板和安裝在主板兩端的側(cè)板構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述水平驅(qū)動機構(gòu)安裝在保護殼內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動軸B上端穿過保護殼安裝在固定架的主板中心位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述保護殼為圓柱狀，其下端固定在底座上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述主板中心位置內(nèi)側(cè)上還設(shè)有安裝板，所述驅(qū)動電機A安裝在該安裝板上，其輸出軸穿過安裝板。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其特征在于:所述耳座安裝在側(cè)板內(nèi)側(cè)?！?br> 專利摘要本實用新型是一種基于伺服控制太陽能跟隨裝置，其包括底座、控制太陽能電池板在豎向轉(zhuǎn)動的豎向驅(qū)動機構(gòu)、控制太陽能電池板在水平方向轉(zhuǎn)動的水平驅(qū)動機構(gòu)、固定架、固定支撐太陽能電池板的耳座；所述耳座固定連接太陽能電池板，且耳座和豎向驅(qū)動機構(gòu)安裝在固定架上。本實用新型降低了生產(chǎn)和經(jīng)營成本，使太陽光線接收更優(yōu)化，擺脫了液壓裝置在安裝中復(fù)雜的過程和選擇位置的弊端，實現(xiàn)了具有雙軸一體的太陽光線跟隨裝置。故本實用新型具有較強的實用性，生產(chǎn)成本十分低，適合廣泛地使用。
文檔編號G05D3/00GK203133613SQ20132012703
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者楊金鵬, 尹存濤 申請人:四川信息職業(yè)技術(shù)學院