一种基于向日葵向阳原理的自动追光系统技术方案

一种基于向日葵向阳原理的自动追光系统，包括追光板、支撑柱、轴承、伸缩管和基座，其特征在于，追光板上设有圆形的光电盘，其底部铺有光伏发电片，并与盘底圆心等距离均匀地分隔出2n个感光块，盘外围立着一圈反光条；支撑柱立于基座上，并在重心点处通过轴承支撑起追光板；伸缩管平行于支撑柱设立，并与支撑柱轴心等距离均匀排列，其内部由若干个电磁胶囊首尾串接在一起组成；伸缩管的数目与感光块相同，并分别与相应位置的感光块通过相关电路一一对接，可根据感光块光照强度的不同进行相应伸缩，从而让追光板转动角度。本发明专利技术直接取用太阳能及光电信号，直接利用电磁力驱动来实现伸缩量，便于扩展应用到大型光伏发电、自动晾晒系统等不同领域。

A kind of automatic tracking system based on the principle of sunflower Xiangyang

A kind of automatic tracking system based on the principle of sunflower Xiangyang, including light plate, a support column, bearing, telescopic tube and a base, which is characterized in that the light board is provided with a photoelectric disc, the bottom covered with photovoltaic power generation, and the bottom of the plate equidistant evenly divided 2n photosensitive block, the outer circumference a circle of reflective strips; support columns in the base, and in the center of gravity point through the bearing to support the light board; the telescopic tube set up parallel to the support column, and the distance with the support column axis are arranged uniformly, the internal capsule is composed of a plurality of electromagnetic are connected together in series; telescopic tube and photosensitive block number the same, respectively and the corresponding position of the photosensitive block by circuit eleven docking, according to the light intensity of different photosensitive block of the corresponding stretch, so that light plate rotation angle. The invention directly adopts solar energy and photoelectric signals, realizes the expansion amount directly by using electromagnetic force, and is convenient for expansion, and is applied to different fields, such as large-scale photovoltaic power generation, automatic drying system, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种基于向日葵向阳原理的自动追光系统
本专利技术涉及太阳光自动追踪领域，尤其是涉及一种基于向日葵向阳原理的自动追光系统。
技术介绍
当前国内现有的日光跟踪系统，多为采用太阳运动轨迹跟踪控制或者光电跟踪控制，其共同点都是反馈控制信号后利用控制程序进行跟踪，系统的复杂程度高，从而限制了其应用范围。申请号为201110136322.5所公布的“一种基于向日葵向阳原理的仿生日光跟踪系统”，提供了一种基于向日葵向阳仿生原理的自动日光跟踪系统，通过感光元件和相关电路光电跟踪控制，摆脱了复杂的逻辑电路结构和控制程序。这一系统虽已降低复杂程度，但其伸缩单元仍需使用电动机驱动，方可将电信号转换成相应的伸缩量，而使用电动机难免带来摩擦损耗和噪音，不够节能环保；此外，该系统缺乏专用的重力支撑机构，当设备较重或规模较大时，该系统难以支撑或能耗太大。因此，有必要对现有跟踪系统做进一步优化改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是：如何更好地模仿向日葵的向阳原理，构建一种全新的自动追光系统，使其能量利用率更高，系统复杂度更低，应用范围更广。本专利技术所提供的技术方案是：一种基于向日葵向阳原理的自动追光系统，主要包括追光板1、支撑柱2、伸缩管4和基座5，所述追光板1上设有一块圆形的光电盘6，盘的外缘垂直围立着一圈反光条9；所述光电盘6的底部铺有圆形的光伏发电片7，光伏发电片7的边缘部分按径向均匀分隔出2n个感光块8，n为自然数；所述支撑柱2立于基座5上，通过球头杆端关节轴承3支撑在追光板1的重心点；所述伸缩管4以支撑柱2为轴向，平行于支撑柱2四周均匀对称围成一个圆形，伸缩管4两端分别连接追光板1和基座5；伸缩管4的数目与感光块8相同，每根伸缩管4与对应位置的感光块8通过控制电路一一对接，并根据感光块8光照强度的不同由控制电路完成相应伸缩，从而带动追光板转动角度；所述伸缩管4内部由电磁胶囊12首尾串接而成，外壁为可纵向伸缩的软管11；所述电磁胶囊12外覆可纵向伸缩的胶皮13，内部首尾两端各有一块电磁铁14，两块电磁铁14之间夹着一根小弹簧15；每根伸缩管4中的电磁胶囊14首、尾两端的电磁铁线圈16分别并联，其电流方向及强弱由控制电路控制，从而使电磁胶囊12内首、尾两端的电磁铁14相斥或相吸，并在小弹簧15、胶皮13及软管11的协同作用下实现伸缩管4的定量伸缩。所述2n个感光块8以光电盘6的圆心为对称点，每2个相对称的感光块8组成一对；每对感光块8中，若因日光垂直照射使两者的光照强度相当，产生的电压相近，则只输出电量；若因日光偏斜照射使其中一块被反光条9遮挡，而与其对称的另一块不仅未被遮挡而且还被反光条9的反射光照射，从而使两者产生的电压差距明显，则在输出电量的同时，还将电信号输入控制电路，控制相应的那对伸缩管4做伸缩运动。所述球头杆端关节轴承3包括球形关节头17、碗状关节臼18以及填充于其中的胶状粘液；所述球形关节头17固定在追光板1的重心点下方；所述碗状关节臼18设置在支撑柱2顶端；所述胶状粘液具有润滑和阻滞作用，可调节球形关节头17的转动速度，以便与光照角度转换后感光块8的感应速度相合拍。所述光电盘6可与所述追光板1分开设置，光电盘6须与追光板1平行。所述基座5上设有升降固定装置，可将整个系统倾斜安装。所述控制电路置于控制盒10内，控制电路包括可充电电池；所述可充电电池用于存贮所述光伏发电片7及感光块8产生的电量，并依据感光块8输出的电信号为伸缩管4供电。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：一是就地取材，直接取用太阳能及光电信号，系统结构功能更为简洁明快；二是悄无声息，直接利用电磁力驱动来实现伸缩量，仿生度很高；三是设有专用的重力支撑机构，便于扩展应用到大型光伏发电、自动晾晒系统等不同领域。附图说明图1是本专利技术一个实施例的立体结构示意图；图2本专利技术光电盘的俯视示意图；图3是本专利技术光电盘的剖视示意图；图4是本专利技术伸缩管的剖视示意图；图5是本专利技术球头杆端关节轴承的剖视示意图。图中标号含义：1.追光板，2.支撑柱，3.球头杆端关节轴承，4.伸缩管，5.基座，6.光电盘，7.光伏发电片，8.感光块，9.反光条，10.控制盒，11.软管，12.电磁胶囊，13.胶皮，14.电磁铁，15.小弹簧，16.线圈，17.球形关节头，18.碗状关节臼，19.胶状粘液。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。当阳光倾斜照射该系统时，光电盘中总有一个感光块离太阳最近，而与其对称的另一个感光块则离太阳最远。离太阳最近的感光块被反光条遮挡，而离太阳最远的感光块不仅未被遮挡而且还被反光条的反射光照射，从而使两者产生的电压大小差距明显，此时，系统输出电信号，使离太阳最近的伸缩管缩短、离太阳最远的伸缩管伸长，从而带动追光板转动到与阳光垂直的位置。运行过程中，随着追光板位置的变化，当成对的两个感光块的光照强度达到相同的瞬间，对与之相应的伸缩管的控制电流值就维持在那一瞬间的大小不变，从而使伸缩管的保持那一瞬间的长短不变。下面结合附图来阐述该系统的功能实现过程：实施例之一：伸缩管内的所有电磁胶囊中电磁铁线圈的绕组方向一致，均并联在一起，其电流的方向及强弱均相同。通电时，电磁胶囊内首、尾两端的电磁铁相互吸引，从而压紧小弹簧，实现伸缩管的定量收缩。为方便表述，以我国南方夏天的太阳运行情况为例，并将平放的光电盘中，最东边的感光块标注为A，最西边的感光块标注为B；与感光块A、B相对应的伸缩管分别标注为a、b。凌晨，当天色渐亮时，光电盘在水平位置，所有感光块均开始发电，A、B感光块的光照强度相同，即A=B；此时对包括a、b在内的所有伸缩管均不供电；则伸缩管均保持其原有的自然长度，追光板保持水平。早晨，旭日东升后，由于反光条的遮挡和反光作用，A感光块的光照强度迅速减小，B感光块的光照强度迅速变大；此时对a伸缩管开始供电且电流迅速增大，对b伸缩管仍不供电；则a伸缩管迅速缩短，b伸缩管被拉长，追光板迅速向东偏斜，直到与阳光垂直。上午，太阳继续升起，光电盘原本向东偏斜，由于反光条的遮挡和反光作用，A感光块的光照强度逐渐变大，B感光块的光照强度逐渐变小；此时对a伸缩管的供电电流逐渐减小，对b伸缩管的供电电流逐渐增大；则a伸缩管逐渐伸长，b伸缩管逐渐缩短，追光板逐渐回到水平位置。正午，太阳当空直照时，光电盘上包括A、B在内的所有感光块的光照强度均达到最大，其发电量也达到最大；此时对a、b伸缩管的供电电流也达到某个恒定值；则a、b伸缩管的长度达到相等，追光板回到水平位置。下午，太阳继续偏西，光电盘原本在水平位置，由于反光条的遮挡和反光作用，A感光块的光照强度逐渐变大，B感光块的光照强度逐渐变小；此时对a伸缩管的供电电流逐渐减小，对b伸缩管的供电电流逐渐增大；则a伸缩管逐渐伸长，b伸缩管逐渐缩短，追光板逐渐向西倾斜。黄昏，当夕阳西下后，天色渐暗，光电盘所有感光块均停止发电，此时对伸缩管均停止供电，则伸缩管均恢复到其原有的自然长度，追光板迅速回到水平位置。详见下表：注：1、表中“↑、↓”表示迅速升降；“↗、↘”表示逐渐升降。2、此处以我国南方的夏天为例，若在北方或冬天，则该系统全天候均偏南运行，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于向日葵向阳原理的自动追光系统，主要包括追光板（1）、支撑柱（2）、伸缩管（4）和基座（5），其特征在于，所述追光板（1）上设有一块圆形的光电盘（6），盘的外缘垂直围立着一圈反光条（9）；所述光电盘（6）的底部铺有圆形的光伏发电片（7），光伏发电片（7）的边缘部分按径向均匀分隔出2n个感光块（8），n为自然数；所述支撑柱（2）立于基座（5）上，通过球头杆端关节轴承（3）支撑在追光板（1）的重心点；所述伸缩管（4）以支撑柱（2）为轴向，平行于支撑柱（2）四周均匀对称围成一个圆形，伸缩管（4）两端分别连接追光板（1）和基座（5）；伸缩管（4）的数目与感光块（8）相同，每根伸缩管（4）与对应位置的感光块（8）通过控制电路一一对接，并根据感光块（8）光照强度的不同由控制电路完成相应伸缩，从而带动追光板转动角度；所述伸缩管（4）内部由电磁胶囊（12）首尾串接而成，外壁为可纵向伸缩的软管（11）；所述电磁胶囊（12）外覆可纵向伸缩的胶皮（13），内部首尾两端各有一块电磁铁（14），两块电磁铁（14）之间夹着一根小弹簧（15）；每根伸缩管（4）中的电磁胶囊（14）首、尾两端的电磁铁线圈（16）分别并联，其电流方向及强弱由控制电路控制，从而使电磁胶囊（12）内首、尾两端的电磁铁（14）相斥或相吸，并在小弹簧（15）、胶皮（13）及软管（11）的协同作用下实现伸缩管（4）的定量伸缩。...

【技术特征摘要】
1.一种基于向日葵向阳原理的自动追光系统，主要包括追光板（1）、支撑柱（2）、伸缩管（4）和基座（5），其特征在于，所述追光板（1）上设有一块圆形的光电盘（6），盘的外缘垂直围立着一圈反光条（9）；所述光电盘（6）的底部铺有圆形的光伏发电片（7），光伏发电片（7）的边缘部分按径向均匀分隔出2n个感光块（8），n为自然数；所述支撑柱（2）立于基座（5）上，通过球头杆端关节轴承（3）支撑在追光板（1）的重心点；所述伸缩管（4）以支撑柱（2）为轴向，平行于支撑柱（2）四周均匀对称围成一个圆形，伸缩管（4）两端分别连接追光板（1）和基座（5）；伸缩管（4）的数目与感光块（8）相同，每根伸缩管（4）与对应位置的感光块（8）通过控制电路一一对接，并根据感光块（8）光照强度的不同由控制电路完成相应伸缩，从而带动追光板转动角度；所述伸缩管（4）内部由电磁胶囊（12）首尾串接而成，外壁为可纵向伸缩的软管（11）；所述电磁胶囊（12）外覆可纵向伸缩的胶皮（13），内部首尾两端各有一块电磁铁（14），两块电磁铁（14）之间夹着一根小弹簧（15）；每根伸缩管（4）中的电磁胶囊（14）首、尾两端的电磁铁线圈（16）分别并联，其电流方向及强弱由控制电路控制，从而使电磁胶囊（12）内首、尾两端的电磁铁（14）相斥或相吸，并在小弹簧（15）、胶皮（13）及软管（11）的协同作用下实现伸缩管（4）的定量伸缩。2.根据权利要求1所述的一种基于向日葵向阳原理的自动追光系统，其特征在于，所述2n个感光块（8）以...

【专利技术属性】
技术研发人员：严友希，
申请(专利权)人：严友希，
类型：发明
国别省市：江西,36