一种家用定日镜和定日方法技术

本发明专利技术提供了一种家用定日镜和定日方法，包括反射镜；第一驱动机构，包括：第一驱动装置和俯仰旋转编码器；第一驱动装置包括：减速电机和第一力矩限制器，减速电机通过第一力矩限制器与反射镜连接；第二驱动机构，包括：第二驱动装置和方位旋转编码器；第二驱动装置包括：电机、减速机和第二力矩限制器，电机通过减速机及第二力矩限制器与反射镜连接；控制机构，与减速电机、俯仰旋转编码器、电机和方位旋转编码器连接。本发明专利技术中通过控制机构、第一驱动机构、第二驱动机构实现精确的对太阳的光的追踪，将太阳光精准的反射在目标位置。本发明专利技术充分考虑该设备的居家用途，具有安装简洁、使用方便、成本低廉的特点。成本低廉的特点。成本低廉的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种家用定日镜和定日方法


[0001]本专利技术涉及家用电器
，具体涉及一种家用定日镜和定日方法。

技术介绍

[0002]方位为北向的住宅，室内常年光照差。即使方位为南向的住宅，室内有些角落也是太阳光照射不到的。随着太阳能光热电站的商业化运行，定日镜在工业领域应用日臻成熟，家用定日镜正在逐步走进千家万户。
[0003]目前，国内销售的家用定日镜基本都是工业定日镜的简化版，安装和使用都很不方便。美国的Wikoda公司推出solenica的CAIA，是一款适用于居家环境的定日镜产品，该产品光线方向传感器是定日镜必不可少的一个部件，该传感器通过弧形支架固定安装在定日镜的前面，由于传感器离反射镜的距离较近，会遮挡部分入射光和反射光，效率较低，另外，CAIA的这种设计方式不利于降低家用定日镜的成本。
[0004]本专利技术的家用定日镜的光伏部件及光线方向传感器是作为辅件提供给用户的，在没有辅件的情况下，用电源变压器为定日镜供电，控制器自主计算定日镜的目标位置，驱动定日镜跟踪太阳。在有辅件的情况下，可以将定日镜安装在没有市电供电的地方，并且，可以与光线方向传感器构成闭环控制，定日镜的定位精度更高。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术实施例的第一方面提供的一种家用定日镜，包括：
[0006]反射镜；
[0007]第一驱动机构，其包括：第一驱动装置和俯仰旋转编码器；
[0008]所述第一驱动装置包括：减速电机和第一力矩限制器，所述减速电机通过第一力矩限制器与所述反射镜连接，驱动所述反射镜在俯仰方向转动；所述俯仰旋转编码器与反射镜的俯仰旋转轴连接，用于反馈所述反射镜在俯仰方向的俯仰角的角度；
[0009]第二驱动机构，其包括：第二驱动装置和方位旋转编码器；
[0010]所述第二驱动装置包括：电机、减速机和第二力矩限制器，所述电机通过所述减速机和所述第二力矩限制器与所述反射镜连接，驱动所述反射镜在水平方向转动，所述电机通过所述第二力矩限制器与所述减速机连接；所述方位旋转编码器与所述减速机连接，用于反馈所述反射镜在水平方向的水平角的角度；
[0011]控制机构，与所述减速电机、所述俯仰旋转编码器、所述电机和所述方位旋转编码器连接。
[0012]进一步地，所述的家用定日镜中，还包括：支撑机构；
[0013]所述支撑机构包括：支架和底座，所述支架设置在所述底座上部，所述反射镜可转动的设置在所述支架上。
[0014]进一步地，所述的家用定日镜中，还包括：光路检测机构，其包括：
[0015]四象限光电传感器，设在所述反射镜反射光线的光路上；所述四象限光电传感器
与所述控制机构连接。
[0016]进一步地，所述的家用定日镜中，所述光路检测机构还包括：
[0017]伸缩支杆，所述四象限光电传感器设置在所述伸缩支杆的一端；
[0018]基座，所述伸缩支杆的另一端与所述基座连接；
[0019]光伏电池单元，设置在所述基座上，与所述四象限光电传感器和所述控制机构连接。
[0020]进一步地，所述的家用定日镜中，所述控制机构根据所述四象限光电传感器传输的光强数据，驱动所述减速电机和所述电机，使所述反射镜反射的太阳光照射在目标位置。
[0021]根据本专利技术实施例的第二方面提供的一种定日方法，用于家用定日镜，包括：
[0022]获取反射镜到目标位置的角度；
[0023]根据当前的时间、时区、经纬度计算出当前时刻太阳位置的俯仰角的角度和方位角的角度；
[0024]根据反射镜到所述目标位置的角度和所述太阳位置的俯仰角的角度和方位角的角度，确定所述反射镜的法线的目标角度，控制机构控制所述反射镜旋转，使所述反射镜的当前角度与所述反射镜的法线的目标角度相等，即可将太阳光反射到目标位置；
[0025]以上所述角度包括：俯仰角的角度和方位角角度。
[0026]进一步地，所述定日方法中，在使所述反射镜的当前角度与所述反射镜的法线的目标角度相等之前，还包括：
[0027]当所述反射镜跟踪到位仍存在跟踪偏差时，通过调整所述反射镜的当前角度，使太阳光准确地反射到目标位置，控制机构记录该次调整的时间和角度偏差数据，所述反射镜的多个时刻的角度偏差数据与所述反射镜的当前角度拟合，得到校正后的所述反射镜的当前角度；
[0028]其中，将所述反射镜的多个时刻的角度偏差数据与所述反射镜的当前角度拟合的拟合方法为：每个时刻的角度偏差数据由前后相邻两个时间点的角度偏差角度在时间轴上按照线性变化计算得到，角度偏差数据加上当前角度即为调整后的当前角度。
[0029]进一步地，所述定日方法中，控制机构与四象限光电传感器构成闭环控制系统，在反射镜跟踪到位后，根据四象限传感器反馈的偏离方向，修正反射镜的当前角度，使反射镜将太阳光线反射到目标位置。
[0030]具体地，包括：
[0031]1)获取反射镜的初始俯仰角的角度和初始方位角的角度：在启用家用定日镜前，先要进行反射镜的角度初始化工作，即：确定反射镜的方位旋转编码器和俯仰旋转编码器(俯仰方向和水平方向)读数与实际角度的差值。方法为：先将反射镜按照底座上的方向标识箭头，将反射镜的底座上的箭头指向北方，将底座水平放置；用手旋转反射镜(因为安装有第一、第二力矩限制器，因此，反射镜允许手动拔转)，将所述反射镜的法线水平指向北方，控制机构记录该时刻俯仰旋转编码器和方位旋转编码器的读数，记为初始俯仰角的角度和初始方位角的角度，控制机构初始化完成。在家用定日镜的运行过程中，反射镜的当前角度为当前时刻方位旋转编码器和俯仰旋转编码器的读数减去对应的初始俯仰角的角度和初始方位角角度；
[0032]2)控制机构根据当前的时间、时区、经纬度计算出当前时刻太阳的俯仰角的角度
和方位角度；
[0033]3)手动旋转反射镜，将太阳光反射到目标位置，控制机构根据反射镜的法线的角度(包括俯仰角的角度和方位角的角度，下同)和太阳入射光的角度，即可以计算出太阳反射光的角度，也就是反射镜旋转中心到目标位置中心连线的俯仰角的角度和方位角的角度，控制机构记录这两个角度的数据。
[0034]4)根据计算得到的太阳的俯仰角的角度和方位角的角度以及反射镜旋转中心到目标位置中心连线的俯仰角的角度和方位角的角度，即可以计算出反射镜的法线的目标俯仰角的角度和方位角的角度。
[0035]5)控制机构控制第一驱动机构、第二驱动机构驱动反射镜旋转到反射镜的目标角度，以使所述反射镜将太阳光线反射至所述目标位置；
[0036]进一步地，所述定日方法中，
[0037]在使所述反射镜的当前角度与所述反射镜的法线的目标角度相等之前，还包括：
[0038]当反射镜跟踪到位(当前角度与目标角度近似相等)仍存在跟踪偏差时，通过调整反射镜的当前角度，使太阳光准确地反射到目标位置，控制机构记录这次调整的时间和角度偏差数据(目标角度与当前角度的差值)，所述反射镜多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种家用定日镜，其特征在于，包括：反射镜；第一驱动机构，其包括：第一驱动装置和俯仰旋转编码器；所述第一驱动装置包括：减速电机和第一力矩限制器，所述减速电机通过第一力矩限制器与所述反射镜连接，驱动所述反射镜在俯仰方向转动；所述俯仰旋转编码器与反射镜的俯仰旋转轴连接，用于反馈所述反射镜在俯仰方向的俯仰角的角度；第二驱动机构，其包括：第二驱动装置和方位旋转编码器；所述第二驱动装置包括：电机、减速机和第二力矩限制器，所述电机通过所述减速机和所述第二力矩限制器与所述反射镜连接，驱动所述反射镜在水平方向转动，所述电机通过所述第二力矩限制器与所述减速机连接；所述方位旋转编码器与所述减速机连接，用于反馈所述反射镜在水平方向的水平角的角度；控制机构，与所述减速电机、所述俯仰旋转编码器、所述电机和所述方位旋转编码器连接。2.根据权利要求1所述的家用定日镜，其特征在于，还包括：支撑机构；所述支撑机构包括：支架和底座，所述支架设置在所述底座上部，所述反射镜可转动的设置在所述支架上。3.根据权利要求1所述的家用定日镜，其特征在于，还包括：光路检测机构，其包括：四象限光电传感器，设在所述反射镜反射光线的光路上；所述四象限光电传感器与所述控制机构连接。4.根据权利要求3所述的家用定日镜，其特征在于，所述光路检测机构还包括：伸缩支杆，所述四象限光电传感器设置在所述伸缩支杆的一端；基座，所述伸缩支杆的另一端与所述基座连接；光伏电池单元，设置在所述基座上，与所述四象限光电传感器和所述控制机构连接。5.根据权利要求3所述的家用定日镜，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁天惠，
申请(专利权)人：梁天惠，
类型：发明
国别省市：