基於伺服控制太陽能跟隨裝置的製作方法

2023-06-04 06:55:11

專利名稱：基於伺服控制太陽能跟隨裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能設備，具體是一種基於伺服控制的基於伺服控制太陽能跟隨裝置。
背景技術：
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汙染的能源有著巨大的開發前景，利用太陽能的關鍵是提高太陽能電池的轉化效率，其很大部分作用取決於太陽能光線跟隨裝置。在太陽能光線跟隨裝置機械系統方面，我國在1997年研製了單軸太陽跟蹤器，完成了東西方向的自動跟蹤，而南北方向則通過手動調節，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，並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矽收集更多的能量，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，採用鋁型材框架結構，結構緊湊，重量輕，大大拓寬了跟蹤器的應用領域。其中雙軸驅動的太陽光線跟隨裝置，是採用液壓來驅動，雖然接收能量得到更優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。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服上述技術存在之不足，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，降低生產和經營成本，克服液壓裝置在安裝中過程複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上述目的所採用的技術方案如下:一種基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:包括底座、控制太陽能電池板在豎向轉動的豎向驅動機構、控制太陽能電池板在水平方向轉動的水平驅動機構、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，且耳座和豎向驅動機構安裝在固定架上，所述豎向驅動機構帶動耳座及太陽能電池板在豎向整體轉動；所述水平驅動機構安裝在固定架下方的底座上並帶動固定架、豎向驅動機構、耳座及太陽能電池板整體在水平方向轉動；所述豎向驅動機構包括水平安裝的驅動電機A、安裝在驅動電機A輸出軸上的小齒輪A、與小齒輪A相應配合的大齒輪A和穿過大齒輪A中心且兩端穿過耳座並安裝在固定架上的轉動軸A ;所述水平驅動機構包括豎向安裝的驅動電機B、安裝在驅動電機B輸出軸上的小齒輪B、與小齒輪B相應配合的大齒輪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動軸B。根據本實用新型中所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述固定架由主板和安裝在主板兩端的側板構成。根據本實用新型中所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述水平驅動機構安裝在保護殼內，所述轉動軸B上端穿過保護殼安裝在固定架的主板中心位置上。根據本實用新型中所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述保護殼為圓柱狀，其下端固定在底座上。根據本實用新型中所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述主板中心位置內側上還設有安裝板，所述驅動電機A安裝在該安裝板上，其輸出軸穿過安裝板。根據本實用新型中所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述耳座安裝在側板內側。本實用新型採用雙步進電機來驅動雙軸運動，降低了現有太陽光線跟隨裝置生產和經營成本，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點:降低了生產和經營成本，使太陽光線接收更優化，擺脫了液壓裝置在安裝中複雜的過程和選擇位置的弊端，實現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，生產成本十分低，適合廣泛地使用。

圖1是本實用新型結構示意圖圖2是第二驅動機構剖面結構示意圖圖中:1_固定架，101-主板，102-側板，2-耳座，3-驅動電機A，4_小齒輪A，5_大齒輪A，6-轉動軸A ；7-驅動電機B, 8-小齒輪B, 9-大齒輪B, 10-轉動軸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
以下結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步說明，但本實用新型並不僅限於以下實施方式。如圖1所示:如圖1、2所示:一種基於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動的豎向驅動機構、控制太陽能電池板在水平方向轉動的水平驅動機構、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板102構成。所述豎向 驅動機構包括水平安裝的驅動電機A3、安裝在驅動電機A3輸出軸上的小齒輪A4、與小齒輪A4相應配合的大齒輪A5和穿過大齒輪A5中心且兩端穿過耳座2並安裝在固定架I上的轉動軸A6。該豎向驅動機構的驅動電機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動電機A的位置。所述水平驅動機構包括豎向安裝的驅動電機B7、安裝在驅動電機B7輸出軸上的小齒輪B8、與小齒輪B8相應配合的大齒輪B9和一端安裝在底座11上另一端穿過大齒輪B9中心並安裝在固定架I上的轉動軸B10。轉動軸A通過大齒輪軸承連接大齒輪A並與耳座固定連接且轉動軸A兩端用大齒輪軸擋圈固定在固定架I的側板。小齒輪A與大齒輪A嚙合且安裝在驅動電機A的輸出軸上，驅動電機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和豎向驅動機構安裝在固定架I的內側上。具體的是耳座2安裝在固定架I的側板102上；然後轉動軸A6的中間穿過大齒輪A5的中心，與大齒輪A5採用花鍵等方式固定連接，轉動軸A6的兩端依次穿過耳座2且與耳座2固定練級，然後再安裝在兩側板102上，並可帶動耳座2 —起轉動。所述豎向驅動機構帶動耳座2及太陽能電池板12在豎向整體轉動；水平驅動機構安裝在固定架I下方的底座11上並帶動固定架1、豎向驅動機構、耳座2及太陽能電池板12整體在水平方向轉動。該豎向驅動機構整體是安裝在一個保護殼14內的，其轉動軸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嚙合且安裝在驅動電機B的輸出軸上，驅動電機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，其內部的大齒輪B和小齒輪B嚙合由驅動電機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。固定架內大齒輪A和小齒輪A嚙合由驅動電機A帶動，通過轉動軸A固定耳座並兩側由大齒輪軸擋圈固定在固定架的側板上,從而實現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)方位角跟蹤範圍:0°至200° ；高度角跟蹤範圍: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9級風自動放平功能。(6)在滿足以上性能的同時，儘量簡化結構和加工工藝，進一步提高技術經濟性，降低成本。故本實用新型具有較強的實用性，生產成本十分低。
權利要求1.一種基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:包括底座、控制太陽能電池板在豎向轉動的豎向驅動機構、控制太陽能電池板在水平方向轉動的水平驅動機構、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，且耳座和豎向驅動機構安裝在固定架上，所述豎向驅動機構帶動耳座及太陽能電池板在豎向整體轉動；所述水平驅動機構安裝在固定架下方的底座上並帶動固定架、豎向驅動機構、耳座及太陽能電池板整體在水平方向轉動；所述豎向驅動機構包括水平安裝的驅動電機A、安裝在驅動電機A輸出軸上的小齒輪A、與小齒輪A相應配合的大齒輪A和穿過大齒輪A中心且兩端穿過耳座並安裝在固定架上的轉動軸A ;所述水平驅動機構包括豎向安裝的驅動電機B、安裝在驅動電機B輸出軸上的小齒輪B、與小齒輪B相應配合的大齒輪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動軸B。
2.根據權利要求1所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述固定架由主板和安裝在主板兩端的側板構成。
3.根據權利要求2所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述水平驅動機構安裝在保護殼內，所述轉動軸B上端穿過保護殼安裝在固定架的主板中心位置上。
4.根據權利要求3所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述保護殼為圓柱狀，其下端固定在底座上。
5.根據權利要求2所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述主板中心位置內側上還設有安裝板，所述驅動電機A安裝在該安裝板上，其輸出軸穿過安裝板。
6.根據權利要求2所述的基於伺服控制太陽能跟隨裝置，其特徵在於:所述耳座安裝在側板內側。·
專利摘要本實用新型是一種基於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動的豎向驅動機構、控制太陽能電池板在水平方向轉動的水平驅動機構、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，且耳座和豎向驅動機構安裝在固定架上。本實用新型降低了生產和經營成本，使太陽光線接收更優化，擺脫了液壓裝置在安裝中複雜的過程和選擇位置的弊端，實現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 優先權日2013年3月20日
發明者楊金鵬, 尹存濤 申請人:四川信息職業技術學院