本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)追蹤太陽(yáng)能集中器。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能作為一種新型能源具有無(wú)限的儲(chǔ)量，并且有利用清潔、使用經(jīng)濟(jì)等多種優(yōu)點(diǎn)。它是維持著地球上生活的能量之源，同時(shí)也將是應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境問題的解決方法。太陽(yáng)能集中器是一種將太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備。集中器是各種利用太陽(yáng)能裝置的關(guān)鍵部分。但是，由于太陽(yáng)能存在著低密度、間歇性、分布空間不斷變化、會(huì)隨著季節(jié)氣候和天氣晝夜的變化而變化等特點(diǎn)；另外，目前很多太陽(yáng)能集中器的陽(yáng)光采集板是固定的，這導(dǎo)致太陽(yáng)能設(shè)備無(wú)法實(shí)時(shí)追蹤太陽(yáng)入射位置，對(duì)太陽(yáng)能的利用率低，不能滿足生產(chǎn)和生活中對(duì)太陽(yáng)能的收集和利用的要求。例如，目前市面上生產(chǎn)的太陽(yáng)能集中器，一般以拋物面將太陽(yáng)能聚焦，由于不能自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)，需要每隔半小時(shí)左右，用人工的辦法將集中器調(diào)整聚焦太陽(yáng)，才能取得良好的采集太陽(yáng)能的效果。

而加裝了追蹤太陽(yáng)功能的集中器，大多只能實(shí)現(xiàn)二維追蹤太陽(yáng)的功能，并且加裝裝置有減速電機(jī)等，成本高，集中效率低，不利于推廣和家庭采用。而能夠?qū)崿F(xiàn)三維太陽(yáng)追蹤的集中器，有采用極軸式全追蹤原理的，也即集中器的一軸指向地球的北極，也就是與地球的自轉(zhuǎn)軸相平行，這種追蹤原理在工作時(shí)集中器是繞極軸運(yùn)轉(zhuǎn)，它的轉(zhuǎn)速的設(shè)置與地球的自轉(zhuǎn)速度大小相同方向相反，用以追蹤太陽(yáng)的視日運(yùn)動(dòng)。但是在結(jié)構(gòu)上集中器的重量是不通過極軸軸線的，極軸支撐裝置的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)比較困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便、造價(jià)便宜，能夠提高太陽(yáng)能收集工作效率、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)三維實(shí)時(shí)追蹤太陽(yáng)光的自動(dòng)追蹤太陽(yáng)能集中器。

為此，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：一種自動(dòng)追蹤太陽(yáng)能集中器，包括太陽(yáng)能板、轉(zhuǎn)軸A、轉(zhuǎn)軸B、齒輪A、齒輪B、舵機(jī)A、舵機(jī)B、底座、U形的支架、光電感測(cè)器、微控制器和電源模塊，所述轉(zhuǎn)軸A和轉(zhuǎn)軸B豎直固定在底座上，轉(zhuǎn)軸B連接所述舵機(jī)A，所述齒輪B套裝在轉(zhuǎn)軸B上，所述齒輪A和支架安裝在轉(zhuǎn)軸A上，齒輪A和齒輪B嚙合構(gòu)成齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，舵機(jī)A的工作通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸B和支架轉(zhuǎn)動(dòng)，所述太陽(yáng)能板鉸接在支架的兩端，所述舵機(jī)B工作帶動(dòng)太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)動(dòng)；所述光電感測(cè)器安裝在底座旁，光電感測(cè)器、舵機(jī)A、舵機(jī)B分別與所述微控制器電連接，光電感測(cè)器將獲得的信號(hào)傳輸給微控制器，微控制器控制舵機(jī)A、舵機(jī)B工作，微控制器、舵機(jī)A、舵機(jī)B分別與電源模塊電連接獲得電能。

作為優(yōu)選地，所述微控制器采用Arduino Uno控制器，該控制器是一款擁有基本數(shù)據(jù)接口的、存儲(chǔ)空間足夠的控制器，并且能夠讀取傳感器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)抑或電腦通信，有使用簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。

作為優(yōu)選地，所述光電感測(cè)器為3個(gè)恒定電阻、1個(gè)光敏電阻組成的橋式電路構(gòu)成的光電傳感器。通過改變電阻的大小，進(jìn)而改變電壓來(lái)達(dá)到光電信號(hào)轉(zhuǎn)變，從而完成追蹤太陽(yáng)光。該感測(cè)器具有靈敏度高、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜、能在強(qiáng)光下工作等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的微控制器通過計(jì)算光電感測(cè)器傳遞的信號(hào)，分析太陽(yáng)光位置，控制兩個(gè)舵機(jī)分別調(diào)整垂直轉(zhuǎn)軸和支架的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終控制集中器實(shí)現(xiàn)三維實(shí)時(shí)追蹤太陽(yáng)光。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、響應(yīng)迅速的優(yōu)點(diǎn)，克服了其它太陽(yáng)集中器無(wú)法實(shí)現(xiàn)三維自動(dòng)追蹤太陽(yáng)光的局限，克服了其它能夠?qū)崿F(xiàn)三維追蹤太陽(yáng)光集中器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高的局限，可以在有限的使用面積內(nèi)收集到最多太陽(yáng)能資源，最大限度地搜集太陽(yáng)光，提高集中器設(shè)備的能量利用率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型光電感測(cè)器、微控制器、舵機(jī)A、舵機(jī)B、電源模塊的電連接框圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1-2所示的新型自動(dòng)追蹤太陽(yáng)能集中器，主要由太陽(yáng)能板1、轉(zhuǎn)軸A 2、轉(zhuǎn)軸B 3、齒輪A4、齒輪B 5、舵機(jī)A 6、舵機(jī)B 7、底座8、U形的支架9、光電感測(cè)器10、微控制器11和電源模塊12組成。底座8放置在地面上，轉(zhuǎn)軸A2和轉(zhuǎn)軸B 3豎直固定在底座8上，轉(zhuǎn)軸B 3連接舵機(jī)A 6，齒輪B 5套裝在轉(zhuǎn)軸B 3上，齒輪A 4和支架9安裝在轉(zhuǎn)軸A 2上，轉(zhuǎn)軸和齒輪銷接。齒輪A 4和齒輪B 5嚙合構(gòu)成齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。舵機(jī)A 6的工作通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸B 3和支架9轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)能板1鉸接在支架9的兩端，舵機(jī)B 7工作帶動(dòng)太陽(yáng)能板1轉(zhuǎn)動(dòng)。光電感測(cè)器10安裝在底座8旁，光電感測(cè)器10、舵機(jī)A 6、舵機(jī)B 7分別與微控制器11電連接，光電感測(cè)器10將獲得的信號(hào)傳輸給微控制器11，微控制器11控制舵機(jī)A 6、舵機(jī)B 7工作，微控制器11、舵機(jī)A 6、舵機(jī)B 7分別與電源模塊12電連接獲得電能。

光電感測(cè)器10為3個(gè)恒定電阻、1個(gè)光敏電阻組成的橋式電路構(gòu)成的光電感測(cè)器。光電感測(cè)器10安裝在底座8旁的水平地面上。光電感測(cè)器10將獲得的信號(hào)傳輸給微控制器11，微控制器11將信號(hào)處理后傳輸給電源模塊12，觸發(fā)舵機(jī)A 6、舵機(jī)B 7的轉(zhuǎn)動(dòng)。

微控制器11采用Arduino Uno控制器，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)用廣泛，方便安裝，成本低。Arduino數(shù)位通訊埠給光電感測(cè)器10的接腳發(fā)送高電位訊號(hào)，觸發(fā)測(cè)光功能；應(yīng)變片的阻值一旦發(fā)生變化就會(huì)引起電壓的變化；如有電阻傳回，Arduino便根據(jù)測(cè)量光線的變化方向，然后再反向計(jì)算回去，即可最后換算成太陽(yáng)光線的照射方向。如果追蹤太陽(yáng)光的入射方向需要調(diào)整太陽(yáng)能板1的位置，微控制器11將把繞垂直線旋轉(zhuǎn)角度的命令發(fā)送給舵機(jī)A 6，并把繞水平線旋轉(zhuǎn)角度的命令發(fā)送給舵機(jī)B 7，舵機(jī)通過電源模塊12提供動(dòng)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)舵機(jī)配合使用，達(dá)到讓太陽(yáng)能板1三維旋轉(zhuǎn)的目的，旋轉(zhuǎn)到位后，舵機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，等待下一次光電感測(cè)器感測(cè)太陽(yáng)光線位置，引發(fā)下一輪的旋轉(zhuǎn)調(diào)整。另外，當(dāng)太陽(yáng)落山或受氣候影響光照條件太差時(shí)，微控制器自動(dòng)判斷并控制系統(tǒng)不工作，以最大程度減少能源消耗和提高陽(yáng)光采集率。

本實(shí)用新型將光電感測(cè)器10設(shè)置在集中器底座8的旁邊，并連接微控制器11與舵機(jī)A 6、舵機(jī)B 7，實(shí)現(xiàn)控制太陽(yáng)能板三維旋轉(zhuǎn)追蹤太陽(yáng)光線的功能。本實(shí)用新型具有占地面積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、反應(yīng)靈敏的特點(diǎn)，克服了其它太陽(yáng)能集中器無(wú)法實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)追蹤太陽(yáng)光線的局限。使用Arduino控制器，此控制器價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛，可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)入射光線位置與舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的計(jì)算，為準(zhǔn)確調(diào)節(jié)太陽(yáng)能板的位置提供幫助。