一种智能太阳能自动跟踪装置.pdf

本发明公开了一种智能太阳能自动跟踪装置，包括太阳能电池板、太阳光追踪器、俯仰装置、转动装置、蓄电池、控制器，太阳光追踪器包括光敏电阻盒和4个光敏电阻，光敏电阻盒中间为一透光圆孔，4个光敏电阻在光敏电阻盒沿圆周方向相隔90°排列安装；太阳能电池板的四个角各设有一个光敏二极管；俯仰装置带动太阳能电池板作俯仰运动；转动装置带动太阳能电池板做转动运动；所述控制器分别与太阳能电池板、太阳能追踪器、俯仰装置、转动装置、蓄电池、光敏二极管连接；蓄电池的输出端连接俯仰装置、转动装置，其输入端连接控制器。本发明能够自动跟踪太阳光，在光线较弱不足以发电时，自动停止跟踪，智能化程度高。

权利要求书
1.  一种智能太阳能自动跟踪装置，包括太阳能电池板、太阳光追踪器、俯仰装置、转动装置、蓄电池、控制器，其特征在于，所述太阳光追踪器（2）安装在太阳能电池板（1）的顶端中间；太阳光追踪器（2）包括光敏电阻盒（20）和4个光敏电阻（19），光敏电阻盒（20）中间为一透光圆孔，4个光敏电阻（19）在光敏电阻盒（20）沿圆周方向相隔90°排列安装；所述太阳能电池板（1）的四个角各设有一个光敏二极管；所述俯仰装置带动太阳能电池板（1）作俯仰运动；所述转动装置带动太阳能电池板（1）做转动运动；所述控制器分别与太阳能电池板（1）、太阳能追踪器（2）、俯仰装置、转动装置、蓄电池、光敏二极管连接；所述蓄电池（18）的输出端连接俯仰装置、转动装置，其输入端连接控制器。

2.  根据权利要求1所述一种智能太阳能自动跟踪装置，其特征在于，所述俯仰装置包括连接座（3）、连接轴（4）、连接杆（5）、铰接螺母（6）、支撑杆（7）、丝杠（9）、俯仰电机（10）、支架（11）；所述转动装置包括支撑板（8）、联轴器（12）、传动轴（13）、转动电机（14）、皮带（15）、皮带轮（16）；连接杆（5）的一端通过连接轴（4）与太阳能电池板（1）顶端的连接座（3）相连，另一端与铰接螺母（6）铰接；支撑杆（7）的一端与支撑板（8）铰接，另一端与铰接螺母（6）铰接；铰接螺母（6）和丝杠（9）配合传动；支架（11）焊接在支撑板（8）上，俯仰电机（10）与支架（11）铰接，与丝杠（9）的一端固定连接；转动电机（14）固定在底座（17）上，通过皮带（15）带动皮带轮（16）传动；传动轴（13）的两端分别与皮带轮（16）和联轴器（12）固定连接；传动轴（13）的两端分别与皮带轮（16）和联轴器（12）固定连接；联轴器（12）与支撑板（8）固定连接。

3.  根据权利要求1所述一种智能太阳能自动跟踪装置，其特征在于，所述光敏电阻（19）接收太阳光的照射引起阻值的变化；当左右的光敏电阻（19）阻值变化不同时，通过控制器判断后输出信号到控制转动装置带动太阳能电池板转动；当上下光敏电阻（19）阻值变化不同时，通过控制器判断后输出信号控制俯仰装置带动太阳能电池板上下运动。

4.  根据权利要求1所述一种智能太阳能自动跟踪装置，其特征在于，利用光敏二极管，通过其中一个二极管的电压与一预设电阻电压比较判断光照强度，若小于预设电阻电压控制器控制俯仰装置、转动装置停止运动；若重新大于预设电阻电压则控制器控制俯仰装置、转动装置重新开始运动。

说明书一种智能太阳能自动跟踪装置
 
技术领域
本发明涉及一种智能太阳能自动跟踪装置。
背景技术
随着常规能源的大量消耗，给生态、环境造成了巨大的破坏。太阳能作为一种新的可再生的能源越来越受到人们的关注。由于太阳照射角度在一年365天内，天天时时都在发生变化，如果电池板不能跟随太阳照射位置的变化而变化，则损失了大量的太阳能，降低了利用效率。太阳能电池板只有随动于太阳，使太阳光直射太阳能电池板，才能最大程度的利用太阳能。但是在光线不足以发电时一直对太阳光进行跟踪，会缩小设备的使用寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种智能太阳能自动跟踪装置，能够自动跟踪太阳高度和方向的变化，使太阳光直射太阳能电池板，且可在光照弱时自动停止跟踪，智能化程度高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 
一种智能太阳能自动跟踪装置，包括太阳能电池板、太阳光追踪器、俯仰装置、转动装置、蓄电池、控制器，所述太阳光追踪器安装在太阳能电池板的顶端中间；太阳光追踪器包括光敏电阻盒和4个光敏电阻，光敏电阻盒中间为一透光圆孔，4个光敏电阻在光敏电阻盒沿圆周方向相隔90°排列安装；所述太阳能电池板的四个角各设有一个光敏二极管；所述俯仰装置带动太阳能电池板作俯仰运动；所述转动装置带动太阳能电池板做转动运动；所述控制器分别与太阳能电池板、太阳能追踪器、俯仰装置、转动装置、蓄电池、光敏二极管连接；所述蓄电池的输出端连接俯仰装置、转动装置，其输入端连接控制器。
所述俯仰装置包括连接座、连接轴、连接杆、铰接螺母、支撑杆、丝杠、俯仰电机、支架；所述转动装置包括支撑板、联轴器、传动轴、转动电机、皮带、皮带轮；连接杆的一端通过连接轴与太阳能电池板顶端的连接座相连，另一端与铰接螺母铰接；支撑杆的一端与支撑板铰接，另一端与铰接螺母铰接；铰接螺母和丝杠配合传动；支架焊接在支撑板上，俯仰电机与支架铰接，与丝杠的一端固定连接；转动电机固定在底座上，通过皮带带动皮带轮传动；传动轴的两端分别与皮带轮和联轴器固定连接；传动轴的两端分别与皮带轮和联轴器固定连接；联轴器与支撑板固定连接。
所述光敏电阻接收太阳光的照射引起阻值的变化；当左右的光敏电阻阻值变化不同时，通过控制器判断后输出信号到控制转动装置带动太阳能电池板转动；当上下光敏电阻阻值变化不同时，通过控制器判断后输出信号控制俯仰装置带动太阳能电池板上下运动。
利用光敏二极管，通过其中一个二极管的电压与一预设电阻电压比较判断光照强度，若小于预设电阻电压控制器控制俯仰装置、转动装置停止运动；若重新大于预设电阻电压则控制器控制俯仰装置、转动装置重新开始运动。
太阳光自动跟踪系统可以实现太阳能电池板的自动转动和俯仰。当太阳位置改变时，通过不同的光敏电阻控制电路来调整太阳能电池板的转动和俯仰，以实现对光线的追踪，使太阳能电池板始终与太阳光线相垂直，达到最大限度的接收太阳光。转动电机通过皮带带动传动轴承和太阳能电池板，实现太阳能电池板的转动；俯仰电机通过丝杠和螺母带动太阳能电池板和支架运动，实现电池板的俯仰调整。
本发明的有益效果是：本发明能够自动跟踪太阳光，使阳光始终直射系统的太阳能电池板，提高太阳光的利用效率，结构简单，成本低，体积小；在光敏二极管检测到光线较弱不足以发电时，通过控制器控制停止跟踪，当光线足以发电时再通过控制器重新启动自动跟踪，延长设备的使用寿命；智能化程度高。
附图说明
图1为太阳光自动跟踪系统结构示意图。
图2为太阳光追踪器原理正视图。
图3为太阳光追踪器原理侧视图。
图中：1.太阳能电池板；2. 太阳光追踪器；3.连接座；4.连接轴；5.连接杆；6.铰接螺母；7.支撑杆；8.支撑板；9.丝杠；10.俯仰电机；11.支架；12.联轴器；13.传动轴；14.转动电机；15.皮带；16.皮带轮；17.底座；18.蓄电池；19.光敏电阻；20.光敏电阻盒；21. 导向套筒。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进一步说明：
参照附图1至附图3，一种能够自动跟踪太阳高度和方向变化的太阳光自动跟踪系统，主要包括1个太阳能电池板、1个太阳光追踪器、1个连接座、1个连接轴、1个连接杆、1个铰接螺母、1个支撑杆、1个支撑板、1个丝杠、1个俯仰电机、1个支架、1个联轴器、1个传动轴、1个转动电机、1个皮带、1个皮带轮、1个底座、1个蓄电池、1个导向套筒、1个控制器，其中太阳光追踪器包括4个光敏电阻、4个光敏二极管和1个光敏电阻盒。
一种智能太阳能自动跟踪装置，包括太阳能电池板、太阳光追踪器、俯仰装置、转动装置、蓄电池、控制器，所述太阳光追踪器2安装在太阳能电池板1的顶端中间；太阳光追踪器2包括光敏电阻盒20和4个光敏电阻19，光敏电阻盒20中间为一透光圆孔，4个光敏电阻19在光敏电阻盒20沿圆周方向相隔90°排列安装；所述太阳能电池板1的四个角各设有一个光敏二极管；所述俯仰装置带动太阳能电池板1作俯仰运动；所述转动装置带动太阳能电池板1做转动运动；所述控制器分别与太阳能电池板1、太阳能追踪器2、俯仰装置、转动装置、蓄电池、光敏二极管连接；所述蓄电池18的输出端连接俯仰装置、转动装置，其输入端连接控制器。
所述俯仰装置包括连接座3、连接轴4、连接杆5、铰接螺母6、支撑杆7、丝杠9、俯仰电机10、支架11；所述转动装置包括支撑板8、联轴器12、传动轴13、转动电机14、皮带15、皮带轮16；连接杆5的一端通过连接轴4与太阳能电池板1顶端的连接座3相连，另一端与铰接螺母6铰接；支撑杆7的一端与支撑板8铰接，另一端与铰接螺母6铰接；铰接螺母6和丝杠9配合传动；支架11焊接在支撑板8上，俯仰电机10与支架11铰接，与丝杠9的一端固定连接；转动电机14固定在底座17上，通过皮带15带动皮带轮16传动；传动轴13的两端分别与皮带轮16和联轴器12固定连接；传动轴13的两端分别与皮带轮16和联轴器12固定连接；联轴器12与支撑板8固定连接。所述传动轴13外侧设有导向套筒21。导向套筒21防止传动轴13在转动过程中振荡。
所述光敏电阻19接收太阳光的照射引起阻值的变化；当左右的光敏电阻19阻值变化不同时，通过控制器判断后输出信号到控制转动装置带动太阳能电池板转动；当上下光敏电阻19阻值变化不同时，通过控制器判断后输出信号控制俯仰装置带动太阳能电池板上下运动。
利用光敏二极管，通过其中一个二极管的电压与一预设电阻电压比较判断光照强度，若小于预设电阻电压控制器控制俯仰装置、转动装置停止运动；若重新大于预设电阻电压则控制器控制俯仰装置、转动装置重新开始运动。
本发明的工作原理和工作过程为： 
太阳白天的运动轨迹可以分解为从东向西的运动和由低升高再降低的运动。太阳的光线从太阳光追踪器（2）中的光敏电阻盒（20）上的小孔照射到4个光敏电阻（19）上，引起光敏电阻（19）阻值的变化，但照射到4个光敏电阻（19）上的光照强度不同，引起光敏电阻（19）阻值的变化也不同。根据左右光敏电阻（19）阻值变化的不同，通过控制单元判断后输出信号控制转动电机（14）正转或反转，通过皮带（15）、皮带轮（16）、传动轴（13）、联轴器（12）带动支撑板（8）转动，进而带动太阳能电池板（1）转动调整以跟随太阳光。根据上下光敏电阻（19）阻值变化的不同，通过控制单元判断后输出信号控制俯仰电机（10）正转或反转，通过丝杠（9）带动铰接螺母（6）沿丝杠（9）运动，进而通过支撑杆（7）、连接杆（5）和连接座（3）带动太阳能电池板（1）俯仰调整以跟随太阳光。通过太阳能电池板（1）的转动和俯仰调整实现对太阳光线的追踪，使太阳能电池板（1）与太阳光线始终垂直，达到最大限度的接收太阳光。利用光敏二极管，通过其中一个二极管的电压与一预设电阻电压比较判断光照强度，若小于预设电阻电压控制器控制俯仰装置、转动装置停止运动；若重新大于预设电阻电压则控制器控制俯仰装置、转动装置重新开始运动，可在天气不好、光照较弱时，停止自动跟踪，节省电量，提高设备的使用寿命。