專利名稱：透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能領(lǐng)域，具體的說是涉及一種太陽能收集裝置的光跟蹤
直O(jiān)
背景技術(shù)：
太陽能是分布廣泛、取之不盡、用之不竭的清潔環(huán)保能源。在能源匱乏問題日益突出的今天，太陽能開發(fā)利用巳成為實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重點，太陽能光熱及太陽能光伏是近年來研究應(yīng)用的熱點，但是太陽能應(yīng)用一直有一個困擾，這就是太陽能的能量密度太低，而且太陽還一刻不停地運行，難以實現(xiàn)大規(guī)模而又經(jīng)濟地收集太陽能。人們想了不少辦法，有槽式聚光的、有定日鏡聚光的、有碟式聚光的，如中國專利CN1004114093C、 CN1687669A、CN101368764A, CN1779381A、CN100460320C, CN101371369A、CN1143999C、 CN1677012A等，這三類裝置都有一個共同的特點，都是通過轉(zhuǎn)動反射鏡來跟蹤太陽，參與運動的部件體積龐大，能耗高，而且常年在室外運行，要承受風(fēng)吹雨打，設(shè)備要求高， 造價高，而且維護量大。還有固定反射聚光鏡移動光靶的，如中國專利CN101609853A、 CN201466042U、CN1263M1A等，都一定程度上解決了部分問題，但這些產(chǎn)品固定反射聚光鏡移動光靶模式的耐候性低，清理維護不方便，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較較高，不利于推廣。河南恒太陽能源科技有限公司于2011年1月申請的“透鏡大棚光靶聯(lián)動太陽能收集裝置”專利，

公開日是2011年7月20日，該專利包括大棚支架和框架，支架和框架構(gòu)成大棚骨架，在框架上設(shè)置有棚頂，棚頂由長條型菲涅爾透鏡拼接而成，在框架下面設(shè)置有光靶，菲涅爾透鏡與光靶相對應(yīng)，太陽光通過菲涅爾透鏡形成聚光帶聚在光靶上，光靶設(shè)置在聯(lián)排支架上， 所述聯(lián)排支架包括經(jīng)向滑軌，光靶的兩端固定在經(jīng)向滑軌上，經(jīng)向滑軌設(shè)置在固定框架上且與固定框架導(dǎo)軌副連接，在固定框架下面設(shè)置有緯向滑軌，緯向滑軌與固定框架是導(dǎo)軌副連接，陽光跟蹤機構(gòu)分別與棚頂、光靶和聯(lián)排支架連接，聯(lián)排支架在陽光跟蹤機構(gòu)的作用下做經(jīng)向和緯向移動，使光靶能夠跟蹤菲涅爾透鏡的聚光帶，所述陽光跟蹤機構(gòu)包括導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿平行于通過菲涅爾透鏡中心及其對應(yīng)光靶中心的直線L，在導(dǎo)向桿的一端設(shè)置第一萬向節(jié)，第一萬向節(jié)通過第一連桿固定在徑向滑軌的左邊框，在導(dǎo)向桿的另一端設(shè)置避光式陽光跟蹤傳感器，避光式陽光跟蹤傳感器的避光板與導(dǎo)向桿垂直，在導(dǎo)向桿上還設(shè)置有第二萬向節(jié)，第二萬向節(jié)通過第二連桿與框架的左邊框固定在一起，在光靶上徑向設(shè)置有第一驅(qū)動裝置，第一驅(qū)動裝置與陽光跟蹤傳感器的方位角驅(qū)動電路連接，在光靶上橫向設(shè)置有第二驅(qū)動裝置，第二驅(qū)動裝置與避光式陽光跟蹤傳感器的高度角驅(qū)動電路連接。其陽光跟蹤機構(gòu)和聯(lián)動機構(gòu)采用杠桿和萬向節(jié)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，并且實際跟蹤精度難以保證。另一方面，該專利的陽光跟蹤機構(gòu)跟蹤是設(shè)置在透鏡大棚外部的機構(gòu)，占用空間。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就在于克服上述不足提供一種透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置。本實用新型的目的可通過以下措施來實現(xiàn)[0006]一種透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，包括陽光跟蹤機構(gòu)和聯(lián)動機構(gòu)，陽光跟蹤機構(gòu)包括設(shè)置在透鏡大棚光靶上的第一光電傳感器第一光電傳感器與單片機電連接，聯(lián)動機構(gòu)包括電機和設(shè)置在光靶底部的連桿，電機與單片機電連接，電機的輸出軸與連桿固聯(lián)且在同一直線上，光靶在電機的作用下作徑向移動，使光靶能夠跟蹤菲涅爾透鏡的聚光帶。上述透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，在透鏡大棚徑向滑軌的側(cè)面還設(shè)置有第二光電傳感器，第二光電傳感器與單片機電連接。上述透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，所述電機是普通電機，連桿是絲杠，電機輸出軸與絲杠的一端固定，在光靶底部設(shè)置有滑套，絲杠與滑套螺紋配合。上述透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，所述電機是直線伺服電機，連桿的一端固定在直線伺服電機的輸出軸上，連桿的另一端固定在光靶的底部。采用上述技術(shù)方案，本實用新型有以下優(yōu)點將本實用新型應(yīng)用在透鏡大棚上，當(dāng)?shù)谝还怆妭鞲衅魃系娜齻€電感元件檢測到光不在同一個位置時，單片機會根據(jù)二者的位置判斷光帶與光靶的相對位置，給電機命令，從而引導(dǎo)光靶運動；第一光電傳感器檢測到一個以上見光時，即第一光電傳感器，被聚光光帶照到的輸出高電平，如果第一傳感器上的三個傳感元件全部是高電平說明跟蹤到位，將信號傳給單片機，進行精確跟蹤。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，不占用空間，安裝在大棚骨架下面，便于安裝和調(diào)試，同時減少了風(fēng)吹雨打，延長了本實用新型的使用壽命。本實用新型通過單片機和光電傳感器實現(xiàn)精確跟蹤，光電傳感器和單片機均是成熟的技術(shù)，方便制作。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示的一種透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，包括陽光跟蹤機構(gòu)和聯(lián)動機構(gòu)， 該裝置與透鏡大棚配套使用，透鏡大棚包括大棚支架1和框架2，支架1和框架2構(gòu)成大棚骨架，在框架2上設(shè)置有棚頂，棚頂由菲涅爾透鏡3拼接而成，菲涅爾透鏡3是線聚焦菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡與菲涅爾透鏡之間的縫隙加有壓條和密封膠用于固定和防滲雨，在框架下面設(shè)置有光靶4，相鄰光靶之間通過加強筋固定，這樣光靶構(gòu)成一固定框，菲涅爾透鏡與光靶相對應(yīng)，光靶4設(shè)在菲涅爾透鏡0. 5倍 1倍焦距之間的任一位置，太陽光通過菲涅爾透鏡聚在光靶上形成聚光帶，如圖4所示每一塊菲涅爾透鏡將太陽光聚在光靶上形成一片聚光帶，這樣太陽光透過所有的菲涅爾透鏡在光靶上形成不連續(xù)聚光帶，光靶4設(shè)置在聯(lián)排支架5上，所述聯(lián)排支架5包括經(jīng)向滑軌7，光靶的兩端固定在經(jīng)向滑軌7上，經(jīng)向滑軌 7設(shè)置在固定框架6上且與固定框架6導(dǎo)軌副連接，在固定框架6下面設(shè)置有緯向滑軌8， 緯向滑軌8與固定框架6是導(dǎo)軌副連接，陽光跟蹤機構(gòu)包括設(shè)置在光靶4上的第一光電傳感器9，第一光電傳感器9與單片機電連接，聯(lián)動機構(gòu)包括電機11和設(shè)置在光靶底部的連桿12，電機與單片機電連接，電機的輸出軸與連桿12固聯(lián)且在同一直線上，在的徑向滑軌7 的側(cè)面還設(shè)置有第二光電傳感器，第二光電傳感器與單片機電連接，所述電機11是普通電機，連桿12是絲杠，電機輸出軸與絲杠的一端固定，在光靶底部設(shè)置有滑套13，絲杠與滑套 13螺紋配合，光靶在電機的作用下作徑向移動，使光靶能夠跟蹤菲涅爾透鏡的聚光帶。本實用新型的電機11還可以是直線伺服電機，連桿12的一端固定在直線伺服電機的輸出軸上，連桿12的另一端固定在光靶4的底部。[0014]工作過程1、二級跟蹤引導(dǎo)，由聚光光帶位置傳感器(即第一光電傳感器)和光靶位置傳感器 (即第二光電傳感器)將光靶引導(dǎo)到大致的聚光光帶區(qū)域，然后由光靶上的光電傳感器進行精確跟蹤。2、聚光光帶位置傳感器(即第一光電傳感器)的工作原理是，用光敏原件按一定的間隔排列成一條傳感器帶，每個光電原件都與一個電阻串聯(lián)，中心點連接到電壓比較器的正端，與負端由電位器選取一個合適的基準電壓進行比較，被聚光光帶照的該組電路就會輸出高電平，否則就輸出低電平，將整組的輸出參數(shù)送給單片機，單片機就可以確定聚光光帶的位置。而光靶位置傳感器的工作原理與前者相似，只是正好反過來，光靶在什么位置， 該位置的光電原件就被擋光，被擋光的那組電路就會與其他的各組電路輸出的電平不同， 從而也可由單片機直接確定光靶的當(dāng)前位置；還有一種替代方案，不用光電傳感原件，直接用干簧管組成光靶位置傳感器帶，在光靶上裝一塊磁鐵，光靶所在位置的干簧管被吸合，單片機也可確定光靶位置。光帶位置和光靶位置都確定了，單片機就可據(jù)此驅(qū)動電機，使光靶走到聚光光帶的位置上，從而實現(xiàn)第一級的粗略跟蹤。3、光靶上裝有3個光電傳感原件，當(dāng)其中的至少一個被聚光光帶照到時，就進入精確跟蹤程序，單片機會引導(dǎo)光靶運動使得3個光電傳感器同時被聚光光帶照到，此時光靶就精確跟蹤到聚光光帶了。本實用新型的工作原理當(dāng)?shù)谝还怆妭鞲衅魃系娜齻€電感元件檢測到光不在同一個位置時，單片機會根據(jù)二者的位置判斷光帶與光靶的相對位置，給電機命令，從而引導(dǎo)光靶運動；第一光電傳感器檢測到一個以上見光時，即第一光電傳感器，被聚光光帶照到的輸出高電平，如果第一傳感器上的三個傳感元件全部是高電平說明跟蹤到位，將信號傳給單片機，進行精確跟蹤。
權(quán)利要求1.一種透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，其特征在于在透鏡大棚上還設(shè)置有陽光跟蹤機構(gòu)和聯(lián)動機構(gòu)，陽光跟蹤機構(gòu)包括設(shè)置在透鏡大棚光靶(4)上的第一光電傳感器(9)，第一光電傳感器(9)與單片機電連接，聯(lián)動機構(gòu)包括電機(11)和設(shè)置在光靶底部的連桿(12)， 電機與單片機電連接，電機的輸出軸與連桿(12)固聯(lián)且在同一直線上，光靶在電機的作用下作徑向移動，使光靶能夠跟蹤菲涅爾透鏡的聚光帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，其特征在于在透鏡大棚的徑向滑軌(7)的側(cè)面還設(shè)置有第二光電傳感器，第二光電傳感器與單片機電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，其特征在于所述電機 (11)是普通電機，連桿(12)是絲杠，電機輸出軸與絲杠的一端固定，在光靶底部設(shè)置有滑套 (13 )，絲杠與滑套(13 )螺紋配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，其特征在于所述電機 (11)是直線伺服電機，連桿(12)的一端固定在直線伺服電機的輸出軸上，連桿(12)的另一端固定在光靶(4)的底部。
專利摘要一種透鏡大棚聚光光帶跟蹤裝置，包括陽光跟蹤機構(gòu)和聯(lián)動機構(gòu)，陽光跟蹤機構(gòu)包括設(shè)置在透鏡大棚光靶上的第一光電傳感器第一光電傳感器與單片機電連接，聯(lián)動機構(gòu)包括電機和設(shè)置在光靶底部的連桿，電機與單片機電連接，電機的輸出軸與連桿固聯(lián)且在同一直線上，光靶在電機的作用下作徑向移動，使光靶能夠跟蹤菲涅爾透鏡的聚光帶。將本實用新型應(yīng)用在透鏡大棚上，當(dāng)?shù)谝还怆妭鞲衅魃系娜齻€電感元件檢測到光不在同一個位置時，單片機會根據(jù)二者的位置判斷光帶與光靶的相對位置，給電機命令，從而引導(dǎo)光靶運動；本實用新型通過單片機和光電傳感器實現(xiàn)精確跟蹤，光電傳感器和單片機均是成熟的技術(shù)，方便制作。
文檔編號A01G9/14GK202197616SQ2011202763
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者丁文思, 馬健, 馬君捷, 高永紅 申請人:馬健