一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置，它包括基礎(chǔ)、立柱、調(diào)整桿、橫梁一、耳板、銷軸一、鉸接支架、銷軸二、太陽能板、縱梁、滑輪組、橫梁二、立臂、橫臂、主梁、拉伸彈簧、鋼絲繩、限位開關(guān)、限位塊、軸承一、減速電機(jī)、軸承二、支架一、軸承座、支架二、驅(qū)動(dòng)軸、滑輪和緊定螺栓。本實(shí)用新型所提出的一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置，通過對調(diào)整桿的手動(dòng)調(diào)整，低成本地實(shí)現(xiàn)了對緩慢變化的太陽高度角的手動(dòng)跟蹤。
【專利說明】一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及新能源【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種適用于太陽能電池的太陽能跟蹤
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池具有將太陽光直接轉(zhuǎn)變成電力的能力，為了使太陽能電池板最充分地接收日照，應(yīng)使電池吸光面始終垂直于所在地的太陽輻射方向，因此跟蹤式太陽能電池板支架應(yīng)跟隨太陽緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。由于轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比大，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)一般采用齒輪箱與電動(dòng)推桿或蝸輪蝸桿聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，其缺點(diǎn)是成本高難以推廣；因此在保證足夠精度的前提下，盡可能降低跟蹤裝置的成本是光伏發(fā)電太陽能跟蹤裝置的研究方向。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置，通過一個(gè)跟蹤軸的自動(dòng)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對太陽方位角的自動(dòng)跟蹤；通過對擺動(dòng)軸傾角的手動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對太陽高度角的手動(dòng)跟蹤。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置，包括基礎(chǔ)、立柱、調(diào)整桿、橫梁一、耳板、銷軸一、鉸接支架、銷軸二、太陽能板、縱梁、滑輪組、橫梁二、立臂、橫臂、主梁、拉伸彈簧、鋼絲繩、限位開關(guān)、限位塊、軸承一、減速電機(jī)、軸承二、支架一、軸承座、支架二、驅(qū)動(dòng)軸、滑輪和緊定螺栓，立柱通過法蘭固定在基礎(chǔ)上，立柱的一側(cè)焊接有一塊長條鋼板，鋼板上鉆有一排通孔，調(diào)整桿下部通過銷與長條鋼板鉸接、調(diào)整桿的上部通過銷與主梁鉸接，立柱的頂端焊有一段開口朝上的U形鋼，主梁在U形鋼的開口內(nèi)通過銷軸二與立柱鉸接，把調(diào)整桿的下部鉸接于長條鋼板上不同位置的孔，可以調(diào)整主梁的傾斜角；主梁的左下端上焊有一小段開口朝上的U形鋼，該U形鋼上鉆有銷孔，主梁右上部通過螺栓固定有立臂，立臂與主梁垂直，立臂上部鉆有銷孔，此銷孔與主梁下部U形鋼上的銷孔同軸，橫梁一的中部焊有耳板，耳板上鉆有銷孔，橫梁一通過銷軸一與主梁的下部鉸接，橫梁二中部焊有耳板，通過銷軸一與立臂的上部鉸接；縱梁通過螺栓安裝在橫梁一和橫梁二上，太陽能板通過螺栓固定在縱梁上，這樣太陽能板可繞兩個(gè)銷軸一的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，也可跟隨主梁改變傾斜角；在立臂的下端垂直地安裝有橫臂，橫臂的兩端安裝有滑輪。在橫梁二的兩端分別安裝有拉伸彈簧，左邊的彈簧鉤在橫梁二的左端，右邊的彈簧鉤在橫梁二的右端。在兩個(gè)彈簧之間 安裝有兩個(gè)滑輪組和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸。在彈簧和滑輪組之間安裝有限位開關(guān)和限位塊，限位開關(guān)固定在橫梁二上，限位塊固定在鋼絲繩上，鋼絲繩的一端拴在左邊彈簧的右端，然后穿過左邊的滑輪組、橫臂左端的滑輪、左邊的滑輪組，再多次纏繞兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸后穿過右邊的滑輪組、橫臂右端的滑輪、右邊的滑輪組后，拴在右邊彈簧的左端；支架一用螺栓安裝在橫梁二上，支架二安裝在支架一上，減速電機(jī)安裝在支架二上，軸承座安裝在支架一內(nèi)，軸承一安裝在軸承座中，軸承二安裝在橫梁二的孔中，驅(qū)動(dòng)軸的兩端安裝在軸承一和軸承二中，減速電機(jī)的輸出軸插入驅(qū)動(dòng)軸右端的孔中，并通過緊定螺栓聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)軸上切有幾個(gè)平行的環(huán)槽，用于鋼絲繩在驅(qū)動(dòng)軸上有序地纏繞；鋼絲繩在驅(qū)動(dòng)軸上多次纏繞后可獲得足夠的摩擦力，通過控制減速電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)可以鋼絲繩向左拉或向右拉，當(dāng)鋼絲繩向左拉時(shí)，橫梁二右邊的滑輪組和橫臂右端的滑輪之間的鋼絲繩被拉短，太陽能板順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鋼絲繩向右拉時(shí)，橫梁二左邊的滑輪組和橫臂左端的滑輪之間的鋼絲繩被拉短，太陽能板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0005]在太陽能板的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，橫梁二上的兩根彈簧始終保持鋼絲繩的張緊，從而保證驅(qū)動(dòng)軸與鋼絲繩之間摩擦力的穩(wěn)定。當(dāng)遇到大風(fēng)使得太陽能板搖擺劇烈時(shí)，導(dǎo)致兩根彈簧的松緊變化幅度增大，調(diào)整在適當(dāng)位置并固定在鋼絲繩上的限位塊會(huì)碰到限位開關(guān)，從而啟動(dòng)控制系統(tǒng)的避風(fēng)程序，把太陽能板轉(zhuǎn)到東西向水平位置并保持一段時(shí)間，從而減輕大風(fēng)的危害。
[0006]使用時(shí)，把本裝置的主梁和立臂置于南北向垂直平面內(nèi)，手動(dòng)控制減速電機(jī)把太陽能板轉(zhuǎn)動(dòng)到東西向水平。通過把調(diào)整桿的下端鉸接在立柱上的適當(dāng)位置，調(diào)正太陽能板的高度角。把控制器的擺動(dòng)角置零，啟動(dòng)控制器，控制器根據(jù)當(dāng)時(shí)的時(shí)間計(jì)算太陽的方位角和光伏板應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，然后控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的圈數(shù)，以后控制器每隔一個(gè)設(shè)定的時(shí)間間隔就計(jì)算并校正一次光伏板的擺動(dòng)角，從而在一定的精度范圍內(nèi)保持光伏板始終朝向太陽，由于早晨和傍晚的陽光較弱以及本擺動(dòng)機(jī)構(gòu)能達(dá)到的擺動(dòng)角有限，光伏板的擺動(dòng)角度大約控制在正60度和負(fù)60度之間，當(dāng)下午光伏板的擺動(dòng)角度到60度時(shí)，控制器停止調(diào)整擺動(dòng)角。每天夜間控制器把太陽能板轉(zhuǎn)到東西向水平位置以避免大風(fēng)的危害。每天6時(shí)左右，控制器驅(qū)動(dòng)光伏板從西向東擺動(dòng)至負(fù)60度擺動(dòng)角等待日出，上午當(dāng)陽光的角度大于負(fù)60度時(shí)，控制器開始每隔一個(gè)設(shè)定的時(shí)間間隔就計(jì)算并校正一次光伏板的擺動(dòng)角，每天如此。
[0007]由于季節(jié)的變化，太陽的高度角一直在緩慢地變化，可以每隔幾天或幾周手動(dòng)調(diào)整一次光伏板的仰角。
[0008]本實(shí)用新型所提出的一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置，利用滑輪系統(tǒng)低成本地實(shí)現(xiàn)了大傳動(dòng)比，利用兩個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)了對鋼絲繩的驅(qū)動(dòng)和對太陽方位角的自動(dòng)跟蹤，利用拉伸彈簧實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩的張緊力控制，利用鋼絲繩和驅(qū)動(dòng)軸之間摩擦力有限的特點(diǎn)低成本地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的過載保護(hù)，利用限位塊和限位開關(guān)低成本地實(shí)現(xiàn)了對大風(fēng)的感知和躲避，通過對調(diào)整桿的手動(dòng)調(diào)整，低成本地實(shí)現(xiàn)了對緩慢變化的太陽高度角的手動(dòng)跟蹤。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型所提出的一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是圖1中的A向示意圖。
[0011]圖3是圖1中的C向示意圖。
[0012]圖4是圖2中B向剖視示意圖。
[0013]圖5為鋼絲繩在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸上的纏繞方法示意圖。
[0014]圖中:1、基礎(chǔ) 2、立柱 3、調(diào)整桿 4、橫梁一 5、耳板 6、銷軸一 7、鉸接支架8、銷軸二 9、太陽能板10、縱梁11、滑輪組12、橫梁二 13、立臂14、橫臂15、主梁16、拉伸彈簧17、鋼絲繩18、限位開關(guān)19、限位塊20、軸承一 21、減速電機(jī)22、軸承二 23、支架一 24、軸承座25、支架二 26、驅(qū)動(dòng)軸27、滑輪28、緊定螺 栓29、長條鋼板。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參見附圖，一種太陽能跟蹤裝置，包括基礎(chǔ)1、立柱2、調(diào)整桿3、橫梁一 4、耳板5、銷軸一 6、鉸接支架7、銷軸二 8、太陽能板9、縱梁10、滑輪27組11、橫梁二 12、立臂13、橫臂14、主梁15、拉伸彈簧16、鋼絲繩17、限位開關(guān)18、限位塊19、軸承一 20、減速電機(jī)21、軸承二 22、支架一 23、軸承座24、支架二 25、驅(qū)動(dòng)軸26、滑輪27和緊定螺栓28，立柱2通過法蘭固定在基礎(chǔ)I上，立柱2的一側(cè)焊接有一塊長條鋼板，鋼板上鉆有一排通孔，調(diào)整桿3下部通過銷與長條鋼板鉸接、調(diào)整桿3的上部通過銷與主梁15鉸接，立柱2的頂端焊有一段開口朝上的U形鋼，主梁15在U形鋼的開口內(nèi)通過銷軸二 8與立柱2鉸接，把調(diào)整桿3的下部鉸接于長條鋼板29上不同位置的孔，可以調(diào)整主梁15的傾斜角；主梁15的左下端上焊有一小段開口朝上的U形鋼，該U形鋼上鉆有銷孔，主梁15右上部通過螺栓固定有立臂13，立臂13與主梁15垂直，立臂13上部鉆有銷孔，此銷孔與主梁15下部U形鋼上的銷孔同軸，橫梁一 4的中部焊有耳板5和鉸接支架7，耳板5上鉆有銷孔，橫梁一 4通過銷軸一 6與主梁15的下部鉸接，橫梁二 12中部焊有耳板5，通過銷軸一 6與立臂13的上部鉸接，縱梁10通過螺栓安裝在橫梁一 4和橫梁二 12上，太陽能板9通過螺栓固定在縱梁10上，這樣太陽能板9可繞兩個(gè)銷軸一 6的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，也可跟隨主梁15改變傾斜角；在立臂13的下端垂直地安裝有橫臂14，橫臂14的兩端安裝有滑輪27，在橫梁二 12的兩端分別安裝有拉伸彈簧16，左邊的彈簧鉤在橫梁二 12的左端，右邊的彈簧鉤在橫梁二 12的右端，在兩個(gè)彈簧之間安裝有兩個(gè)滑輪組11和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸26，在彈簧和滑輪27組11之間安裝有限位開關(guān)18和限位塊19，限位開關(guān)18固定在橫梁二 12上，限位塊19固定在鋼絲繩17上。鋼絲繩17的一端拴在左邊彈簧的右端，然后穿過左邊的滑輪組11、橫臂14左端的滑輪27、左邊的滑輪組11，再多次纏繞兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸26后穿過右邊的滑輪組11、橫臂14右端的滑輪27、右邊的滑輪組11后，拴在右邊彈簧的左端；支架一 23用螺栓安裝在橫梁二 12上，支架二 25安裝在支架一 23上，減速電機(jī)21安裝在支架二 25上，軸承座24安裝在支架一 23內(nèi)，軸承一20安裝在軸承座24中，軸承二 22安裝在橫梁二 12的孔中，驅(qū)動(dòng)軸26的兩端安裝在軸承一 20和軸承二 22中，減速電機(jī)21的輸出軸插入驅(qū)動(dòng)軸26右端的孔中，并通過緊定螺栓28聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)軸26上切有幾個(gè)平行的環(huán)槽，用于鋼絲繩17在驅(qū)動(dòng)軸26上有序地纏繞；鋼絲繩17在驅(qū)動(dòng)軸26上多次纏繞后可獲得足夠的摩擦力，通過控制減速電機(jī)21的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)可以鋼絲繩17向左拉或向右拉，當(dāng)鋼絲繩17向左拉時(shí)，橫梁二 12右邊的滑輪27組11和橫臂14右端的滑輪27之間的鋼絲繩17被拉短，太陽能板9順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鋼絲繩17向右拉時(shí)，橫梁二 12左邊的滑輪27組11和橫臂14左端的滑輪27之間的鋼絲繩17被拉短，太陽能板9逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]在太陽能板9的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，橫梁二 12上的兩根彈簧始終保持鋼絲繩17的張緊，從而保證驅(qū)動(dòng)軸26與鋼絲繩17之間摩擦力的穩(wěn)定。當(dāng)遇到大風(fēng)使得太陽能板9搖擺劇烈時(shí)，導(dǎo)致兩根彈簧的松緊變化幅度增大，調(diào)整在適當(dāng)位置并固定在鋼絲繩17上的限位塊19會(huì)碰到限位開關(guān)18，從而啟動(dòng)控制系統(tǒng)的避風(fēng)程序，把太陽能板9轉(zhuǎn)到東西向水平位置并保持一段時(shí)間，從而減輕大風(fēng)的危害。
[0017]使用時(shí)，把本裝置的主梁15和立臂13置于南北向垂直平面內(nèi)，手動(dòng)控制減速電機(jī)21把太陽能板9轉(zhuǎn)動(dòng)到東西向水平。通過把調(diào)整桿3的下端鉸接在立柱2上的適當(dāng)位置，調(diào)正太陽能板9的高度角。把控制器的擺動(dòng)角置零，啟動(dòng)控制器，控制器根據(jù)當(dāng)時(shí)的時(shí)間計(jì)算太陽的方位角和光伏板應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，然后控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的圈數(shù)，以后控制器每隔一個(gè)設(shè)定的時(shí)間間隔就計(jì)算并校正一次光伏板的擺動(dòng)角，從而在一定的精度范圍內(nèi)保持光伏板始終朝向太陽，由于早晨和傍晚的陽光較弱以及本擺動(dòng)機(jī)構(gòu)能達(dá)到的擺動(dòng)角有限，光伏板的擺動(dòng)角度大約控制在正60度和負(fù)60度之間，當(dāng)下午光伏板的擺動(dòng)角度到60度時(shí)，控制器停止調(diào)整擺動(dòng)角。每天夜間控制器把太陽能板9轉(zhuǎn)到東西向水平位置以避免大風(fēng)的危害。每天6時(shí)左右，控制器驅(qū)動(dòng)光伏板從西向東擺動(dòng)至負(fù)60度擺動(dòng)角等待日出，上午當(dāng)陽光的角度大于負(fù)60度時(shí)，控制器開始每隔一個(gè)設(shè)定的時(shí)間間隔就計(jì)算并校正一次光伏板的擺動(dòng)角，每天如此。
[0018]由于季節(jié)的變化，太陽的高度角一直在緩慢地變化，可以每隔幾天或幾周手動(dòng)調(diào)整一次光伏板的仰角。
[0019]本實(shí)用新型所提出的一種單立柱2雙軸太陽能跟蹤裝置，利用滑輪27系統(tǒng)低成本地實(shí)現(xiàn)了大傳動(dòng)比，利用兩個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸26實(shí)現(xiàn)了對鋼絲繩17的驅(qū)動(dòng)和對太陽方位角的自動(dòng)跟蹤，利用拉伸彈簧實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩17的張緊力控制，利用鋼絲繩17和驅(qū)動(dòng)軸26之間摩擦力有限的特點(diǎn)低成本地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的過載保護(hù)，利用限位塊19和限位開關(guān)18低成本地實(shí)現(xiàn)了對大風(fēng)的感知和躲避。通過對調(diào)整桿3的手動(dòng)調(diào)整，低成本地實(shí)現(xiàn)了對緩慢變化的太陽高度角的手動(dòng)跟蹤。
【權(quán)利要求】
1.一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置，它包括基礎(chǔ)、立柱、調(diào)整桿、橫梁一、耳板、銷軸一、鉸接支架、銷軸二、太陽能板、縱梁、滑輪組、橫梁二、立臂、橫臂、主梁、拉伸彈簧、鋼絲繩、限位開關(guān)、限位塊、軸承一、減速電機(jī)、軸承二、支架一、軸承座、支架二、驅(qū)動(dòng)軸、滑輪和緊定螺栓，其特征在于立柱通過法蘭固定在基礎(chǔ)上，調(diào)整桿的上部通過銷與主梁鉸接，立柱的頂端焊有一段開口朝上的U形鋼，主梁在U形鋼的開口內(nèi)通過銷軸二與立柱鉸接，主梁的左下端上焊有一小段開口朝上的U形鋼，該U形鋼上鉆有銷孔，主梁右上部通過螺栓固定有立臂，立臂與主梁垂直，立臂上部鉆有銷孔，此銷孔與主梁下部U形鋼上的銷孔同軸，橫梁一的中部焊有耳板和鉸接支架，耳板上鉆有銷孔，橫梁一通過銷軸一與主梁的下部鉸接，橫梁二中部焊有耳板，通過銷軸一與立臂的上部鉸接，縱梁通過螺栓安裝在橫梁一和橫梁二上，太陽能板通過螺栓固定在縱梁上；在立臂的下端垂直地安裝有橫臂，橫臂的兩端安裝有滑輪，在橫梁二的兩端分別安裝有拉伸彈簧，左邊的彈簧鉤在橫梁二的左端，右邊的彈簧鉤在橫梁二的右端，在兩個(gè)彈簧之間安裝有兩個(gè)滑輪組和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，鋼絲繩的一端拴在左邊彈簧的右端，然后穿過左邊的滑輪組、橫臂左端的滑輪、左邊的滑輪組，再多次纏繞兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸后穿過右邊的滑輪組、橫臂右端的滑輪、右邊的滑輪組后，拴在右邊彈簧的左端；支架一用螺栓安裝在橫梁二上，支架二安裝在支架一上，減速電機(jī)安裝在支架二上，軸承座安裝在支架一內(nèi)，軸承一安裝在軸承座中，軸承二安裝在橫梁二的孔中，驅(qū)動(dòng)軸的兩端安裝在軸承一和軸承二中，減速電機(jī)的輸出軸插入驅(qū)動(dòng)軸右端的孔中，并通過緊定螺栓聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)軸上切有幾個(gè)平行的環(huán)槽，鋼絲繩在驅(qū)動(dòng)軸上有序地纏繞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置，其特征在于它還包括長條鋼板，長條鋼板固定設(shè)置在立柱一側(cè)，長條鋼板開有一排通孔，調(diào)整桿的下部通過銷與長條鋼板鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單立柱雙軸太陽能跟蹤裝置，其特征在于它還包括限位開關(guān)和限位塊，限位開關(guān)和限位塊設(shè)置在彈簧和滑輪組之間，限位開關(guān)固定在橫梁二上，限位塊固定在鋼絲繩上。
【文檔編號】G05D3/00GK203799268SQ201420110711
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】王晶慧, 王亨雷 申請人:馬鞍山聚寶新能源設(shè)備科技有限公司