[發(fā)明專利]全自動太陽跟蹤裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710156835.X
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106843291A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 張燕
• 申請（專利權(quán)）人: 長春晟博光學技術開發(fā)有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙)22210
• 代理人: 李青

1.全自動太陽跟蹤裝置，其特征在于，該裝置包括：全自動太陽跟蹤器和三腳架；所述全自動太陽跟蹤器包括：左側(cè)肋板安裝組件、右側(cè)肋板安裝組件、轉(zhuǎn)臺、太陽位置傳感器和遮光組件；所述左側(cè)肋板安裝組件和右側(cè)肋板安裝組件與轉(zhuǎn)臺的俯仰軸相連；遮光組件分別與轉(zhuǎn)臺、左側(cè)肋板安裝組件和右側(cè)肋板安裝組件連接；

所述轉(zhuǎn)臺包括：頂部平板和雙軸驅(qū)動云臺；所述頂部平板設置在雙軸驅(qū)動云臺上方，保持水平狀態(tài)；雙軸驅(qū)動云臺內(nèi)部設置方位軸和俯仰軸，并安裝有步進電機、蝸輪蝸桿和控制電路板；控制電路板包括電源模塊、單片機、電機驅(qū)動芯片和GPS模塊；其中；電源模塊為控制電路板供電，GPS模塊用于獲取當前位置和時間信息，單片機處理GPS模塊獲取的信息和太陽位置傳感器傳送的信號，計算太陽位置，并通過電機驅(qū)動芯片驅(qū)動控制步進電機運轉(zhuǎn)，步進電機通過蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)驅(qū)動方位軸和俯仰軸轉(zhuǎn)動，指向太陽；

所述左側(cè)肋板安裝組件包括：左側(cè)連接法蘭、左側(cè)太陽直射輻射計安裝調(diào)整架、左側(cè)直表安裝架、左側(cè)肋板；左側(cè)肋板一側(cè)通過左側(cè)連接法蘭與俯仰軸連接，另一側(cè)安裝太陽直射輻射計安裝調(diào)整架和左側(cè)直表安裝架；

所述右側(cè)肋板安裝組件包括：右側(cè)連接法蘭、右側(cè)肋板和右側(cè)直表安裝架；右側(cè)肋板一側(cè)通過右側(cè)連接法蘭與俯仰軸連接，另一側(cè)上設置右側(cè)直表安裝板；

所述遮光組件包括四連桿遮光架和遮光球；所述四連桿遮光架分別與左側(cè)肋板、右側(cè)肋板和云臺下部支撐架連接；遮光球設置在四連桿遮光架上；左側(cè)肋板和右側(cè)肋板隨俯仰軸轉(zhuǎn)動時，帶動四連桿遮光架進行俯仰運動，同時帶動遮光球一起運動；在跟蹤器跟蹤太陽時，實時遮擋一束太陽直射光，用于對水平面太陽散射輻射的測量；

全自動太陽跟蹤裝置采用開環(huán)和閉環(huán)相結(jié)合的控制方式，開環(huán)控制方式是指采用程序跟蹤的方法，通過GPS模塊采集的當前地理位置和時間數(shù)據(jù)，單片機根據(jù)天文算法計算太陽的方位角和俯仰角，驅(qū)動控制全自動太陽跟蹤器指向太陽，實現(xiàn)對太陽的跟蹤；閉環(huán)控制是指采用太陽位置傳感器實時反饋對太陽的跟蹤情況，當出現(xiàn)偏離時，太陽位置傳感器會探測到偏離值，并實時反饋給控制電路板，驅(qū)動太陽跟蹤裝置指向太陽；在太陽直射輻射值大于200W/m²時，單片機控制太陽跟蹤裝置自動啟動閉環(huán)控制；當太陽直射輻射值小于200W/m²時，單片機控制太陽跟蹤裝置自動切換至開環(huán)跟蹤。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動太陽跟蹤裝置，其特征在于，所述太陽位置傳感器安裝在左側(cè)肋板上或者右側(cè)肋板上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動太陽跟蹤裝置，其特征在于，所述太陽位置傳感器采用圓筒設計，前端中心開有小孔光闌，后端中心位置安裝四象限芯片，陽光從小孔光闌入射，在四象限芯片上形成光點，同時輸出帶有位置信息的電信號，根據(jù)光點在四象限芯片上的位置信息，控制控制電路板并驅(qū)動太陽跟蹤器的方位軸和俯仰軸轉(zhuǎn)動，直到使光點落在四象限芯片的中心；太陽位置傳感器圓筒中心軸線與陽光入射方向平行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動太陽跟蹤裝置，其特征在于，在所述左側(cè)肋板安裝組件、右側(cè)肋板安裝組件和/或頂部平臺設置太陽輻射計。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動太陽跟蹤裝置，其特征在于，所述頂部平板通過頂部平板支撐架與轉(zhuǎn)臺相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動太陽跟蹤裝置，其特征在于，所述跟蹤器通過跟蹤器安裝平臺安裝在三腳架上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動太陽跟蹤裝置，其特征在于，所述四連桿遮光架與雙軸驅(qū)動云臺的底部為鉸接，與左側(cè)肋板安裝組件和右側(cè)肋板安裝組件的連接為固定連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動太陽跟蹤裝置，其特征在于，所述方位軸沿豎直方向，俯仰軸沿水平方向，并與方位軸正交。