一種全自動太陽追蹤系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽追蹤設(shè)備領(lǐng)域，具體來說，涉及一種全自動太陽追蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著材料科技的進步，太陽能利用設(shè)備的轉(zhuǎn)化效率不斷提高，但是太陽能利用設(shè)備的工作效率受太陽光的入射角度影響很大，由于一天之中，地球上某一點接受到太陽光的入射角度在不斷變化，所以就需要太陽能利用設(shè)備能夠有效追蹤太陽的實時方位，最大化的利用太陽能。
[0003]目前市場上的太陽追蹤系統(tǒng)大多是利用單片機或PLC(可編程邏輯控制器)系統(tǒng)控制驅(qū)動電機，通過絲杠或齒輪齒條等傳動機構(gòu)帶動太陽能利用設(shè)備來追蹤太陽的實時方位，實現(xiàn)對太陽能的最大化利用，不過，現(xiàn)有的太陽追蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，使用壽命較短，維護維修難度大。
[0004]因此研制一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用壽命長、易維護的太陽追蹤系統(tǒng)，成為業(yè)內(nèi)人士亟需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對相關(guān)技術(shù)中的上述問題，本實用新型提出一種全自動太陽追蹤系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用壽命長、易維護的特點。
[0006]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]一種全自動太陽追蹤系統(tǒng)，包括太陽追蹤控制器，控制電路，追蹤控制電磁閥，高壓氣體導(dǎo)管，追蹤導(dǎo)管，追蹤驅(qū)動氣缸，可調(diào)式太陽追蹤支架，氣源；所述追蹤控制電磁閥包括水平角追蹤控制電磁閥和俯仰角追蹤控制電磁閥，所述追蹤導(dǎo)管包括水平角追蹤導(dǎo)管和俯仰角追蹤導(dǎo)管，所述追蹤驅(qū)動氣缸包括水平角追蹤驅(qū)動氣缸和俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸，所述可調(diào)式太陽追蹤支架包括固定底座、可水平旋轉(zhuǎn)底座、下擺桿、上擺桿、太陽能利用裝置；其中太陽追蹤控制器實時檢測太陽方位并輸出控制信號至控制電路，控制電路將控制信號傳輸至追蹤控制電磁閥，控制其工作狀態(tài)，從而利用氣源推動追蹤驅(qū)動氣缸工作，進而通過可調(diào)式太陽能追蹤支架，調(diào)整太陽能利用裝置的角度，使之始終正對太陽，從而實現(xiàn)對太陽的自動追蹤。
[0008]所述太陽追蹤控制器安裝在太陽能利用裝置的上邊框上，并隨之一起運動，太陽追蹤控制器包括:太陽光傳感器和跟蹤控制器，太陽追蹤控制器能夠連續(xù)監(jiān)測太陽的實時位置并輸出相應(yīng)的水平角控制信號和俯仰角控制信號至控制電路，控制電路將太陽追蹤控制器輸出的水平角控制信號和俯仰角控制信號分別傳遞給水平角追蹤控制電磁閥和俯仰角追蹤控制電磁閥，從而調(diào)整水平角追蹤控制電磁閥和俯仰角追蹤控制電磁閥的工作狀態(tài)。由于市場上有很多成熟的太陽追蹤控制器，在此不再描述其具體結(jié)構(gòu)。
[0009]所述控制電路包括水平角追蹤控制電路和俯仰角追蹤控制電路，控制電路的一端和太陽追蹤控制器連接，另一端分別和水平角追蹤控制電磁閥及俯仰角追蹤控制電磁閥連接，控制電路將太陽追蹤控制器輸出的控制信號傳遞給水平角追蹤控制電磁閥和俯仰角追蹤控制電磁閥，從而調(diào)整其工作狀態(tài)。
[0010]所述水平角追蹤控制電磁閥為三位五通電磁閥中封式，其有A、B兩組線圈，三個工作位，三個進出氣口，兩個排氣口，其中:一個進出氣口通過高壓氣體導(dǎo)管與氣源連接，兩個進出氣口通過水平角追蹤導(dǎo)管分別與水平角追蹤驅(qū)動氣缸的兩個進出氣口連接；其三個工作位中，中間位置為常態(tài)位，常態(tài)位時A、B線圈均不通電，水平角追蹤驅(qū)動氣缸的前后兩個氣室處于保壓狀態(tài)，氣缸活塞保持位置不變；當A組線圈通電時，水平角追蹤控制電磁閥工作在左側(cè)位，水平角追蹤驅(qū)動氣缸后部氣室與氣源連通，從而充氣升壓，水平角追蹤驅(qū)動氣缸前部氣室與排氣口連通，從而排氣減壓，水平角追蹤驅(qū)動氣缸內(nèi)的活塞在前后兩個氣室壓差的作用下帶著活塞桿向氣缸的前部移動；當8組線圈通電時，水平角追蹤控制電磁閥工作在右側(cè)位，水平角追蹤驅(qū)動氣缸的前部氣室與氣源連通，從而充氣升壓，后部氣室與排氣口連通，從而排氣減壓，水平角追蹤驅(qū)動氣缸內(nèi)的活塞在前后兩個氣室壓差的作用下帶著活塞桿向氣缸尾部移動。
[0011]所述俯仰角追蹤控制電磁閥為三位五通電磁閥中封式，其有A、B兩組線圈，三個工作位，三個進出氣口，兩個排氣口，其中:一個進出氣口通過高壓氣體導(dǎo)管與氣源連接，兩個進出氣口通過俯仰角追蹤導(dǎo)管分別連接俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸的兩個進出氣口連通；其三個工作位中，中間位置為常態(tài)位，常態(tài)位時A、B兩組線圈均不通電，俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸的兩個氣室處于保壓狀態(tài)，氣缸活塞保持位置不變；當A組線圈通電時，俯仰角追蹤控制電磁閥工作在左側(cè)位，俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸后部氣室與氣源連通，從而充氣升壓，俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸前部氣室與排氣口連通，從而排氣減壓，俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸活塞在前后兩個氣室壓差的作用下帶著活塞桿向氣缸的前部移動；當8組線圈通電時，俯仰角追蹤控制電磁閥工作在右側(cè)位，俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸的前部氣室與氣源連通，從而充氣升壓，后部氣室與排氣口連通，從而排氣減壓，俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸活塞在前后兩個氣室壓差的作用下帶著活塞桿向氣缸尾部移動。
[0012]所述水平角追蹤導(dǎo)管和俯仰角追蹤導(dǎo)管均為通用的氣管，可以通過標準接頭將電磁閥和氣缸連接起來，從而形成氣體回路。
[0013]所述氣栗和儲氣罐均為市場通用產(chǎn)品，通過氣栗和儲氣罐可以為整個追蹤系統(tǒng)提供持續(xù)穩(wěn)定的高壓氣體。
[0014]所述水平角追蹤驅(qū)動氣缸和俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸均為通用的雙作用直線氣缸。
[0015]所述固定底座、水平角追蹤驅(qū)動氣缸、可水平旋轉(zhuǎn)底座、下擺桿、上擺桿、太陽能利用裝置、俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸共同構(gòu)成了一套雙軸可調(diào)的太陽追蹤裝置，具體連接方案如下:
[0016]所述固定底座下部為一平面，平面的中心處設(shè)置有固定立軸，固定底座可以通過螺栓連接或焊接的方式固定到地面、屋頂或其它支撐結(jié)構(gòu)上，作為整個追蹤系統(tǒng)的基座。
[0017]所述可水平旋轉(zhuǎn)底座總體呈三角形結(jié)構(gòu)，可水平旋轉(zhuǎn)底座的頂角處設(shè)置有軸套，可水平旋轉(zhuǎn)底座通過軸套和固定底座中心處的固定立軸相配合，使可水平旋轉(zhuǎn)底座可以繞固定立軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。
[0018]所述水平角追蹤驅(qū)動氣缸的缸體安裝在固定底座上不能移動，水平角追蹤驅(qū)動氣缸的活塞在前后氣室壓差的作用下帶動活塞桿做直線伸縮運動，水平角追蹤驅(qū)動氣缸的活塞桿上固定連接有傳動帶，傳動帶通過固定底座上設(shè)置的導(dǎo)輪與可水平旋轉(zhuǎn)底座的軸套構(gòu)成一組帶傳動系統(tǒng)，將水平角追蹤驅(qū)動氣缸的活塞桿的直線伸縮運動轉(zhuǎn)換成可水平旋轉(zhuǎn)底座的旋轉(zhuǎn)運動，從而帶動安裝在其上的太陽能利用設(shè)備對太陽的水平角進行追蹤。
[0019]所述下擺桿的底端通過銷軸連接到可水平旋轉(zhuǎn)底座的頂角處，所述太陽能利用設(shè)備的下邊框通過銷軸連接到可水平旋轉(zhuǎn)底座的底邊處，所述上擺桿的頂端通過銷軸連接到太陽能利用設(shè)備的背面的上部，上擺桿的底端和下擺桿的頂端通過銷軸相連；這樣可水平旋轉(zhuǎn)底座與下擺桿、上擺桿、太陽能利用設(shè)備通過銷軸連接共同構(gòu)成了一個可調(diào)節(jié)四邊形結(jié)構(gòu)。
[0020]所述俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸的一端通過銷軸連接到可水平旋轉(zhuǎn)底座上，另一端通過銷軸連接到下擺桿上，俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸的活塞在前后氣室壓差的作用下帶動活塞桿做直線伸縮運動，帶動下擺桿在可水平旋轉(zhuǎn)底座上擺動，進而通過上擺桿調(diào)節(jié)太陽能利用設(shè)備的俯仰角度，從而實現(xiàn)對太陽的俯仰角度的追蹤。
[0021]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過太陽追蹤控制器實時連續(xù)監(jiān)測太陽方位并輸出相應(yīng)的追蹤控制信號，從而對水平角追蹤控制電磁閥和俯仰角追蹤控制電磁閥的工作狀態(tài)進行控制，進而控制水平角追蹤驅(qū)動氣缸和俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸的活塞及活塞桿的運動，進而調(diào)整由固定底座、水平角追蹤驅(qū)動氣缸、可水平旋轉(zhuǎn)底座、下擺桿、上擺桿、太陽能利用裝置、俯仰角追蹤驅(qū)動氣缸構(gòu)成的雙軸可調(diào)太陽追蹤裝置的水平角和俯仰角，保證太陽能利用裝置始終正對太陽，從而到達最大化吸收太陽能；本實用新型采用氣體驅(qū)動，取代了傳統(tǒng)太陽能追蹤系統(tǒng)所需的伺服電機和精密的機械傳統(tǒng)系統(tǒng)，極大的降低了系統(tǒng)成本；由氣體具備柔性靈活的傳輸方式，所以可以通過一個氣源驅(qū)動多組追蹤系統(tǒng)，更適合集中控制，進一步降低成本；同時由于氣體本身具備較強的彈性，所以本實用新型的追蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對于破壞性外力的容納能力更強。