一种太阳能采光板角度自动调节系统的制作方法

一种太阳能采光板角度自动调节系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于传感器识别及调控技术领域，涉及一种太阳能采光板角度自动调节系统。
【背景技术】
[0002]随着社会的进步，生活水平的提高以及城市化的加速，太阳能供暖设施的应用也越来越广泛。太阳能热水系统由集热器、管道循环系统、贮水箱、自动控制系统和辅助加热系统等几部分组成。其中集热器是系统中的太阳能收集装置，集热器是由许多个基本单元组成，其基本单元成太阳能采光板。通常情况下，为了提高太阳能采光板对太阳能的吸收效率，则需要使采光板所在平面尽量和太阳光线保持垂直，从而使面积不变的条件下，使太阳能采光板对太阳能的吸收量达到最大。然而现有的太阳能采光板安装后角度调节，不能保证太阳能采光板与太阳光线终保持垂直，从而不能最大限度的吸收太阳能光，使采光板的采光效率降低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种太阳能采光板角度自动调节系统，解决了现有太阳能采光板安装后角度不能调节导致的采光效率低下的问题。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是，一种太阳能采光板角度自动调节系统，包括采光板调节机构和用于控制采光板调节机构运动的控制电路，采光板调节机构包括水平放置的采光板框架，采光板框架中嵌装有太阳能采光板，太阳能采光板上安装有用于追踪太阳光线的四象限光电探测器，采光板框架的下方通过竖直设置的摆臂A支撑，摆臂A上连接有动力装置A，动力装置A固定在水平放置的支撑平台A上，支撑平台A的下方连接有竖直设置的摆臂B，摆臂B上连接有动力装置B，动力装置B固定在水平放置的支撑平台B上，动力装置A、动力装置B均通过控制电路的信号输出端控制，控制电路的信号输入端与四象限光电探测器连接。
[0005]本实用新型的特点还在于，
[0006]其中控制电路包括依次连接的放大器、A/D转换器、单片机、电机驱动器，放大器与四象限光电探测器连接，电机驱动器同时与动力装置A、动力装置B连接。
[0007]其中动力装置A包括步进电机A，步进电机A通过支座A支撑并固定在支撑平台A上，步进电机A的电机轴与减速器A的输入端齿轮配合连接，减速器A输出端齿轮通过转轴A与摆臂A传动连接，减速器A固定在支撑平台A上；
[0008]其中动力装置B包括步进电机B，步进电机B通过支座B支撑并固定在支撑平台B上，步进电机B的电机轴与减速器B的输入端齿轮配合连接，减速器B输出端齿轮通过转轴B与摆臂B传动连接，减速器B固定在支撑平台B上；步进电机A、步进电机B同时与电机驱动器连接。
[0009]其中单片机的型号为AT89C52。
[0010]其中电机驱动器的型号为L298。
[0011]其中减速器A、减速器B均为圆柱齿轮减速器。
[0012]其中四象限光电探测器与太阳能采光板平行。
[0013]其中四象限光电探测器的型号为QP1-6。
[0014]本实用新型的有益效果是，本装置中采用了上下两层摆臂机构，通过在摆臂A上安装采光板框架，下层摆臂机构中的摆臂B可带动整个上层摆臂机构运动，将太阳能采光板安装在采光板框架上后通过四象限光电探测器感应太阳光线与采光板的角度关系，同时四象限光电探测器将感应到的信号经转换后传递给单片机，通过单片机控制电机驱动器，电机驱动器带动步进电机A、步进电机B运转。本装置能够使太阳能采光板跟随太阳光线进行调整，使太阳能采光板时刻与太阳能光线保持垂直，保证太阳能采光板的采光面积最大，提高了太阳能采光板的采光效率。
【附图说明】
[0015]图1本实用新型一种太阳能采光板角度自动调节系统的机构示意图。
[0016]图中，1.采光板框架，2.摆臂A，3.转轴A，4.减速器A，5.步进电机A，6.支座A，7.支撑平台A，8.摆臂B，9.减速器B，10.步进电机B，11.支座B，12.支撑平台B，13.四象限光电探测器，14.放大器，15.A/D转换器，16.单片机，17.电机驱动器，18.转轴B。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0018]本实用新型一种太阳能采光板角度自动调节系统，如图1所示，包括采光板调节机构和用于控制采光板调节机构运动的控制电路，采光板调节机构包括采光板框架1，采光板框架I上安装有太阳能采光板，太阳能采光板上安装有四象限光电探测器13，采光板框架I的下方通过竖直设置的摆臂A2支撑，采光板框架I可以摆臂A为支撑点摆动，摆臂A2上连接有动力装置A，动力装置A固定在水平放置的支撑平台A7上，支撑平台A7的下方连接有竖直设置的摆臂B8，摆臂B8上连接有动力装置B，动力装置B固定在水平放置的支撑平台B12上，动力装置A、动力装置B均通过控制电路的信号输出端控制，控制电路(控制电路为图1中虚线框内部电路)的信号输入端与四象限光电探测器13连接。
[0019]控制电路包括依次连接的放大器14、A/D转换器15、单片机16、电机驱动器17，放大器14与四象限光电探测器13连接，电机驱动器17同时与动力装置A、动力装置B连接。
[0020]动力装置A包括步进电机A5，步进电机A5通过支座A6支撑并固定在支撑平台A7上，步进电机A5的电机轴与减速器A4的输入端齿轮配合连接，减速器A4输出端齿轮通过转轴A3与摆臂A2传动连接，减速器A4固定在支撑平台A7上。
[0021]动力装置B包括步进电机B10，步进电机BlO通过支座Bll支撑并固定在支撑平台B12上，步进电机BlO的电机轴与减速器B9的输入端齿轮配合连接，减速器B9输出端齿轮通过转轴B18与摆臂B8传动连接，减速器B9固定在支撑平台B12上；步进电机A5、步进电机BlO同时与电机驱动器17连接。
[0022]单片机16的型号为AT89C52，AT89C52单片机是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机。片内带有一个8KB的FLASH可编程、可擦除只读存储器。
[0023]电机驱动器17的型号为L298。
[0024]减速器A4、减速器B9均为圆柱齿轮减速器。
[0025]四象限光电探测器13与太阳能采光板平行，四象限光电探测器13的型号为上海欧光科技有限公司生产的硅四象限探测器QP1-6，此型号的探测器灵敏度较高。
[0026]本实用新型一种太阳能采光板角度自动调节系统的工作原理为，安装太阳能采光板上的四象限光电探测器13会实时检测太阳能采光板上四个不同位置的光强度，四象限光电探测器13会将采集到的信号经放大器14放大，然后经过A/D转换器15进行模数转换之后传递给单片机16，单片机16通过比较太阳能光线与太阳能采光板的位置偏差，进而控制电机驱动器17工作，电机驱动器17驱动步进电机A5、步进电机BlO同时工作，此时步进电机A5带动摆臂A2在水平方向左右摆动(从图1的平面图中看，摆臂A2左右摆动)，采光板框架I带动太阳能采光板随摆臂移动，从而在水平(左右)方向调整太阳能采光板的位置；步进电机BlO带动摆臂B8在竖直方向前后摆动，支撑平台A7跟随摆臂B8在竖直方向前后摆动，直至太阳光线直射太阳能采光板上，当太阳能采光板与太阳光线垂直时，四象限光电探测器13将此时检测到的信号传递到单片机16，单片机16分析信号后，给电机驱动器17发出停止工作的信号，此时步进电机A5、步进电机BlO停止工作，则摆臂A2、摆臂B8不在摆动，此时太阳能采光板将保持此种方位，当太阳能光线再次发生偏移时，重复上述工作过程，确保太阳光线始终直射在太阳能采光板上。
【主权项】
1.一种太阳能采光板角度自动调节系统，其特征在于:包括采光板调节机构和用于控制采光板调节机构运动的控制电路，所述采光板调节机构包括水平放置的采光板框架(I)，采光板框架(I)中嵌装有太阳能采光板，所述太阳能采光板上安装有用于追踪太阳光线的四象限光电探测器(13)，所述采光板框架(I)的下方通过竖直设置的摆臂A(2)支撑，摆臂A (2)上连接有动力装置A，所述动力装置A固定在水平放置的支撑平台A (7)上，支撑平台A (7)的下方连接有竖直设置的摆臂B (8)，摆臂B(S)上连接有动力装置B，所述动力装置B固定在水平放置的支撑平台B (12)上，所述动力装置A、动力装置B均通过所述控制电路的信号输出端控制，所述控制电路的信号输入端与所述四象限光电探测器(13)连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能采光板角度自动调节系统，其特征在于:所述控制电路包括依次连接的放大器(14)、A/D转换器(15)、单片机(16)、电机驱动器(17)，所述放大器(14)与所述四象限光电探测器(13)连接，所述电机驱动器(17)同时与所述动力装置A、动力装置B连接。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能采光板角度自动调节系统，其特征在于:所述动力装置A包括步进电机A(5)，步进电机A(5)通过支座A(6)支撑并固定在所述支撑平台A(7)上，所述步进电机A(5)的电机轴与减速器A(4)的输入端齿轮配合连接，减速器A(4)输出端齿轮通过转轴A (3)与所述摆臂A (2)传动连接，所述减速器A (4)固定在所述支撑平台A(7)上； 所述动力装置B包括步进电机B(10)，步进电机B(1)通过支座B(Il)支撑并固定在所述支撑平台B(12)上，步进电机B(1)的电机轴与减速器B(9)的输入端齿轮配合连接，减速器B (9)输出端齿轮通过转轴B (18)与摆臂B (8)传动连接，所述减速器B (9)固定在所述支撑平台B(12)上；所述步进电机A(5)、步进电机B(1)同时与所述电机驱动器(17)连接。
4.根据权利要求2所述的一种太阳能采光板角度自动调节系统，其特征在于:所述单片机(16)的型号为AT89C52。
5.根据权利要求2所述的一种太阳能采光板角度自动调节系统，其特征在于:所述电机驱动器(17)的型号为L298。
6.根据权利要求3所述的一种太阳能采光板角度自动调节系统，其特征在于:所述减速器A (4)、减速器B (9)均为圆柱齿轮减速器。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能采光板角度自动调节系统，其特征在于:所述四象限光电探测器(13)与所述太阳能采光板平行。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能采光板角度自动调节系统，其特征在于:所述四象限光电探测器(13)的型号QP1-6。
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能采光板角度自动调节系统，包括采光板调节机构和用于控制采光板调节机构运动的控制电路，采光板调节机构包括水平放置的采光板框架，采光板框架中嵌装有太阳能采光板，太阳能采光板上安装有用于追踪太阳光线的四象限光电探测器，采光板框架的下方通过竖直设置的摆臂A支撑，摆臂A上连接有动力装置A，动力装置A固定在水平放置的支撑平台A上，支撑平台A的下方连接有竖直设置的摆臂B，摆臂B上连接有动力装置B，动力装置B固定在水平放置的支撑平台B上，动力装置A、动力装置B均通过控制电路的信号输出端控制，控制电路的信号输入端与四象限光电探测器连接。解决了现有太阳能采光板采光效率低下的问题。
【IPC分类】G05D3-12
【公开号】CN204613757
【申请号】CN201520276997
【发明人】畅振超, 李盛斌
【申请人】延安大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月30日