一种新型双轴太阳跟踪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型双轴太阳跟踪系统，跟踪系统包括太阳能板角度调节装置和太阳位置检测系统，太阳能板角度调节装置包括倾斜角度调节机构和偏转角度调节机构，倾斜角度调节机构包括电动推杆和支撑板，偏转角度调节机构包括蜗轮蜗杆减速机和太阳能板固定架，电动推杆尾端通过电动推杆连接架安装在支撑板上，电动推杆前端设置有连接头，连接头为万向型且与蜗轮蜗杆减速机末端通过销轴连接，太阳能板固定架上安装有太阳能电池板，所述支撑板安装在固定支架上；太阳位置检测系统包括单片机，单片机和GPS模块连接。由于本装置中关键构件结构相似且简单，所以制便于制造生产，有利于降低成本。

A new type of dual axis sun tracking system

The invention discloses a new type of dual axis sun tracking system. The tracking system includes the solar panel angle adjusting device and the sun position detection system. The solar panel angle adjusting device includes the tilt angle adjusting mechanism and the deflection angle adjusting mechanism, the tilt angle adjusting mechanism includes the electric push rod and the support plate, and the deflection angle adjustment. The joint consists of a worm gear reducer and a solar panel fixed frame. The tail end of the electric push rod is mounted on the supporting plate through an electric push rod connection frame. The front end of the electric push rod is set with a connecting head. The connecting head is universal and connected with the end of the worm gear reducer through the pin shaft, and solar panels are installed on the solar panel fixed frame. The supporting plate is mounted on the fixed bracket, and the sun position detection system comprises a single chip microcomputer, and a single-chip microcomputer and a GPS module are connected. Because the key components of the device are similar and simple in structure, it is convenient for manufacturing and production, and is conducive to reducing costs.

【技术实现步骤摘要】
一种新型双轴太阳跟踪系统
本专利技术涉及太阳追踪设备领域，具体来说，涉及一种双轴太阳能板角度调节系统和太阳方位检测系统的结合。
技术介绍
太阳能是一种可再生能源，取之不尽、用之不竭，利用太阳能发电的光伏发电技术绿色环保，前景广阔。近年来随着材料科技的进步，太阳能利用设备的转化效率不断提高，但是太阳能利用设备的工作效率受太阳光的入射角度影响很大，由于一天之中，地球上某一点接受的太阳光的入射角度在不断变化，国内太阳能发电普遍采用固定式太阳能电池安装方式，尽管这种安装方式结构简单、成本较低，但是无法精确跟踪太阳位置，光能转换效率较低。所以就需要太阳能利用设备能够有效追踪太阳的实时方位，最大化的利用太阳能，而太阳相对与地球上某一点的角度变化可以分解为两个正交方向的变化，因此太阳能利用设备的安装支架需要具备双轴可调才能实现对太阳方位的实时追踪。世界各地的太阳高度角和太阳方位角可由经纬度和地方时计算得出，经纬度和地方时可由GPS模块提供。
技术实现思路
（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有两个转动自由度的转角智能太阳追踪系统，本专利技术兼具太阳位置检测和太阳能板角度调节。（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型双轴太阳跟踪系统，其特征在于，所述跟踪系统包括太阳能板角度调节装置和太阳位置检测系统，所述太阳能板角度调节装置包括倾斜角度调节机构和偏转角度调节机构，倾斜角度调节机构包括电动推杆和支撑板，偏转角度调节机构包括蜗轮蜗杆减速机和太阳能板固定架，所述电动推杆尾端通过电动推杆连接架安装在支撑板上，电动推杆前端设置有连接头，连接头为万向型且与蜗轮蜗杆减速机末端通过销轴连接，所述太阳能板固定架上安装有太阳能电池板，所述支撑板安装在固定支架上；太阳位置检测系统包括单片机，单片机和GPS模块连接。作为上一步优选方案，所述固定支架由立柱和法兰盘焊接而成，法兰盘通过螺钉或螺栓连接固定到地面、或屋顶，立柱中段设有两个在同一母线上的通孔并通过螺栓和支撑板连接，立柱顶端也设有两个在同一母线上的通孔并通过螺栓和支撑架连接固定。作为上一步优选方案，所述支撑架顶端设置有连接耳板，连接耳板上设置有通孔，支撑架的连接耳板与蜗轮蜗杆减速机下方连接耳板通过销轴连接，支撑架的两个侧面分别有一对通孔并与固定支架立柱顶部的通孔用螺栓连接，支撑架上还设有两个U型金属架，U型金属架通过螺栓、螺母的配合将支撑架紧紧固定在立柱顶端。作为上一步优选方案，所述蜗轮蜗杆减速机为微型，双输出轴，包括箱体、机盖、步进电机、蜗轮、蜗杆、轴承、输出轴组成，步进电机固定在箱体上，步进电机的输出轴与蜗杆用刚性联轴器相连，输出轴与蜗轮通过键来连接，轴承与输出轴过盈连接，箱体上设置有吻合的机盖。作为上一步优选方案，所述箱体下方设置有第二连接耳板，用销钉连接固定在支撑架上。作为上一步优选方案，所述太阳能板固定架包括连接块、T型金属薄板、U型金属板和L型金属条，连接块与蜗轮蜗杆减速机的输出轴键连接；连接块与U型金属板螺栓连接；T型金属薄板与U型金属板都与L型金属条螺栓连接，L型金属条通过螺钉和太阳能电池板连接。作为上一步优选方案，所述单片机为单片微型计算机，本专利技术选用STM32F103系列单片机。作为上一步优选方案，所述GPS模块，本专利技术使用的是北斗ATK-S1216F8GPS模块，也可选择其他GPS模块。作为上一步优选方案，所述单片机还与风速风向传感器连接。本专利技术使用的是TYX-CCF1型超声波风速风向仪，也可选择其他风俗风向传感器。（三）有益效果本专利技术提供了一种新型双轴太阳跟踪系统，具备以下有益效果：与现有的太阳追踪装置相比，本专利技术一方面实现太阳方位角和高度角的同时跟踪，另一方面弥补现有追踪装置存在的精度低，控制复杂等缺陷，由于本装置采用的蜗轮蜗杆减速机和电动推杆均有自锁作用，所以本装置调节精度更高，刚度大；由于太阳能电池板搭载在蜗轮蜗杆减速机输出轴上，所以工作范围很大，能实现太阳方位角和高度角的实时跟踪。由于本装置中关键构件结构相似且简单，所以制便于制造生产，有利于降低成本。附图说明图1是双轴太阳追踪装置的整体效果图；图2是支撑板放大图；图3是支撑架放大图；图4是电动推杆结构示意图；图5是蜗轮蜗杆减速机内部结构图；图6太阳能板固定架图；图7工作流程示意图；图中：1、固定支架，2、支撑板，3、电动推杆，4、支撑架，5、蜗轮蜗杆减速机，6、太阳能板固定架，7、太阳能电池板，3-1、电动推杆连接架，3-2、伺服电机，3-3、万向型连接头，4-1、第一连接耳板，4-2、U型金属架，4-3、通孔，5-1、蜗轮蜗杆减速机机盖，5-2、减速机输出轴，5-3、轴承，5-4、蜗轮，5-5、蜗轮蜗杆减速机箱体，5-6、电机，5-7、蜗杆，5-8、第二连接耳板，6-1、T型金属薄板，6-2、连接块，6-3、U型金属板，6-4、L型金属条。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例：如图1至图7所示，一种新型双轴太阳跟踪系统，所述跟踪系统包括太阳能板角度调节装置和太阳位置检测系统，所述太阳能板角度调节装置包括倾斜角度调节机构和偏转角度调节机构，倾斜角度调节机构包括电动推杆和支撑板，偏转角度调节机构包括蜗轮蜗杆减速机5和太阳能板固定架6，所述电动推杆3尾端通过电动推杆连接架3-1安装在支撑板2上，电动推杆前端设置有连接头3-3，连接头为万向型且与蜗轮蜗杆减速机末端通过销轴连接，所述太阳能板固定架上安装有太阳能电池板7，所述支撑板安装在固定支架1上；太阳位置检测系统包括单片机，单片机和GPS模块连接。本专利技术的电推推杆通过伺服电机3-2进行驱动。作为上一步优选方案，所述固定支架由立柱和法兰盘焊接而成，法兰盘通过螺钉或螺栓连接固定到地面、或屋顶，立柱中段设有两个在同一母线上的通孔并通过螺栓和支撑板连接，立柱顶端也设有两个在同一母线上的通孔并通过螺栓和支撑架连接固定。作为上一步优选方案，所述支撑架顶端设置有第一连接耳板4-1，第一连接耳板上设置有通孔，支撑架的第一连接耳板与蜗轮蜗杆减速机下方第二连接耳板5-8通过销轴连接，支撑架的两个侧面分别有一对通孔4-3并与固定支架立柱顶部的通孔用螺栓连接，支撑架上还设有两个U型金属架4-2，U型金属架通过螺栓、螺母的配合将支撑架紧紧固定在立柱顶端。作为上一步优选方案，所述蜗轮蜗杆减速机为微型，双输出轴，包括箱体5-5、机盖5-1、步进电机5-6、蜗轮5-2、蜗杆5-7、轴承5-3、输出轴组成，步进电机固定在箱体上，步进电机的输出轴与蜗杆用刚性联轴器相连，输出轴与蜗轮通过键来连接，轴承与输出轴过盈连接，箱体上设置有吻合的机盖。作为上一步优选方案，所述箱体下方设置有第二连接耳板，用销钉连接固定在支撑架上。作为上一步优选方案，所述太阳能板固定架包括连接块6-2、T型金属薄板6-1、U型金属板和L型金属条，连接块与蜗轮蜗杆减速机的输出轴键连接；连接块与U型金属板6-3螺栓连接；T型金属薄板与U型金属板都本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型双轴太阳跟踪系统，其特征在于，所述跟踪系统包括太阳能板角度调节装置和太阳位置检测系统，所述太阳能板角度调节装置包括倾斜角度调节机构和偏转角度调节机构，倾斜角度调节机构包括电动推杆和支撑板，偏转角度调节机构包括蜗轮蜗杆减速机和太阳能板固定架，所述电动推杆尾端通过电动推杆连接架安装在支撑板上，电动推杆前端设置有连接头，连接头为万向型且与蜗轮蜗杆减速机末端通过销轴连接，所述太阳能板固定架上安装有太阳能电池板，所述支撑板安装在固定支架上；太阳位置检测系统包括单片机，单片机和GPS模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型双轴太阳跟踪系统，其特征在于，所述跟踪系统包括太阳能板角度调节装置和太阳位置检测系统，所述太阳能板角度调节装置包括倾斜角度调节机构和偏转角度调节机构，倾斜角度调节机构包括电动推杆和支撑板，偏转角度调节机构包括蜗轮蜗杆减速机和太阳能板固定架，所述电动推杆尾端通过电动推杆连接架安装在支撑板上，电动推杆前端设置有连接头，连接头为万向型且与蜗轮蜗杆减速机末端通过销轴连接，所述太阳能板固定架上安装有太阳能电池板，所述支撑板安装在固定支架上；太阳位置检测系统包括单片机，单片机和GPS模块连接。2.根据权利要求1所述的一种新型双轴太阳跟踪系统，其特征在于：所述固定支架由立柱和法兰盘焊接而成，法兰盘通过螺钉或螺栓连接固定到地面、或屋顶，立柱中段设有两个在同一母线上的通孔并通过螺栓和支撑板连接，立柱顶端也设有两个在同一母线上的通孔并通过螺栓和支撑架连接固定。3.根据权利要求1所述的一种新型双轴太阳跟踪系统，其特征在于：所述支撑架顶端设置有连接耳板，连接耳板上设置有通孔，支撑架的连接耳板与蜗轮蜗杆减速机下方连接耳板通过销轴连接，支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛海浪，陶迁，臧勇，唐友亮，陈国彬，张旭，
申请(专利权)人：宿迁学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32