專利名稱：一種自動跟蹤太陽位置的儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
技本領(lǐng)域本實用新型涉及一種可對太陽位置進行自動跟蹤的裝置，具體涉及一種自動跟蹤太陽位置的儀器。
背景技術(shù)：
在古代，我國聰明的勞動人們已能夠通過制作日晷來觀察太陽的位置。目前，科學(xué)技術(shù)已可使得我們能夠制造大型的精密儀器來實現(xiàn)自動地跟蹤太陽的位置，但這些儀器結(jié)構(gòu)龐大，費用昂貴，因此不適宜對廣大普通百姓和中小學(xué)生進行科普教育。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，便于操作、觀察的自動跟蹤太陽位置的儀器。
為此，本實用新型提供一種自動跟蹤太陽位置的儀器，其主要包括一支架座，所述的支架座是一個不銹鋼方鋼管彎圓與焊接而成，在所述的支架座上有一個大圓圈，在其垂直面有一個U形標(biāo)尺，可顯示中圓圈的旋轉(zhuǎn)角度。
一中圓圈，所述的中圓圈是由不銹鋼方鋼彎成一個圓，它有四個轉(zhuǎn)軸座，一方面所述的轉(zhuǎn)軸座可繞所述的支架座的大圓圈呈X軸旋轉(zhuǎn)，又可使小圓圈在所述的轉(zhuǎn)軸座中間呈Y軸旋轉(zhuǎn)。
一小圓圈，所述的小圓圈是由不銹鋼方鋼彎成圓后內(nèi)面焊接不銹鋼板，再在中間豎焊一根圓管而成；在所述圓管的外端裝凸透鏡，它能與所述的中圓圈呈Y軸旋轉(zhuǎn)，在所述的不銹鋼板上圍繞圓管斜裝四片太陽能電池板。
兩個伺服電機，所述的伺服電機一個負責(zé)使所述的中圓圈與大圓圈支架座呈X軸轉(zhuǎn)動；另一個伺服電機負責(zé)使小圓圈轉(zhuǎn)軸與中圓圈轉(zhuǎn)軸呈Y軸轉(zhuǎn)動。
一套減速傳動裝置，所述的減速傳動裝置同伺服電機相連，為了使小功率電動機帶動大圓轉(zhuǎn)動，它是由二組大小鏈輪與鏈條組成。
本實用新型提供的一種自動跟蹤太陽位置的儀器的原理為
用玻璃凸透鏡放在太陽光下會在另一處產(chǎn)生一個光點，這就是這個凸透鏡的焦點。如果太陽處在凸透鏡軸心處，這個焦點也在另一面的軸心處；如果太陽光偏離軸心，焦點也會偏離軸心，它們各自與軸心的夾角不是等比例的，這是與玻璃的折射角有關(guān)。所以在不用固定位置的凸透鏡不能很好地將太陽的移動所產(chǎn)生的焦點的移動相對應(yīng)記錄在標(biāo)尺上描繪產(chǎn)生很多的誤差。位移可靠的辦法是使凸透鏡跟隨太陽走；太陽運行到哪里，凸透鏡的正面也朝向哪里。
本實用新型提供一種自動跟蹤太陽位置的儀器是采用太陽能電池分別控制伺服電動機，使一根直管始終對準(zhǔn)太陽，這樣每時每刻只要有陽光照射就會在軌道上產(chǎn)生一個相應(yīng)的光點，對照光點所在的刻度標(biāo)尺及軌道的轉(zhuǎn)動角度；就可知太陽所在方位與仰角。
本實用新型提供一種自動跟蹤太陽位置的儀器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，其可精確顯示太陽的方位和仰角，精確顯示真太陽日及時差，可測出春分、球分、冬至、夏至等節(jié)氣時本地區(qū)的照射角，可顯示觀測位置的正南方向，磁偏角，所處的位置的經(jīng)度和緯度。
下面，結(jié)合附圖和實施例詳細說明依據(jù)本實用新型提出的具體裝置的細節(jié)及工作情況。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中支架座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1中中圓圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖1中小圓圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如附圖1所示，本實用新型實施例提供一種自動跟蹤太陽位置的儀器，其主要包括一支架座1，如圖2所示，所述的支架座1是一個不銹鋼方鋼管彎圓與焊接而成，在所述的支架座1上有一個直徑為2米的大圓圈11與地平面成30。角，其朝正南方放置時，在與太陽、地面連線的垂直面有一個U形標(biāo)尺12，可顯示中圓圈的旋轉(zhuǎn)角度。
一中圓圈2，如圖3所示，所述的中圓圈2是由不銹鋼方鋼彎成一個直徑為1.5米的圓，它有四個轉(zhuǎn)軸座X，X1，Y，Y1，一方面所述的轉(zhuǎn)軸座X，X1可繞所述的支架座1的大圓圈11呈X軸旋轉(zhuǎn)，又可使小圓圈在所述的轉(zhuǎn)軸座Y，Y1中間呈Y軸旋轉(zhuǎn)。
一小圓圈3，如圖4所示，所述的小圓圈3是由不銹鋼方鋼彎成圓后內(nèi)面焊接不銹鋼板，再在中間豎焊一根圓管4而成；在所述圓管4的外端裝凸透鏡13，它能與所述的中圓圈2呈Y軸旋轉(zhuǎn)，在所述的不銹鋼板上圍繞圓管斜裝四片太陽能電池板8。
所述的太陽能電池板8采用四塊硅太陽能電池板，工作面積是34厘米×34厘米，輸出電壓是24伏，輸出電流是0.5安，與圓平面呈30。角安裝。
兩個伺服電機5、6，它們是采用有減速齒輪的直流電動機，其額定電壓是24伏，額定電流是0.3安，轉(zhuǎn)速是25轉(zhuǎn)/分。
所述的伺服電機5負責(zé)使所述的中圓圈2與支架座1上的大圓圈11呈X軸轉(zhuǎn)動；另一所述的伺服電機6負責(zé)使小圓圈3轉(zhuǎn)軸與中圓圈2轉(zhuǎn)軸呈Y軸轉(zhuǎn)動。
一套減速傳動裝置7，所述的減速傳動裝置7與所述的兩個伺服電機5、6，以及大圓圈11、中圓圈2、小圓圈3相連。其是為了使小功率電動機帶動大圓圈11轉(zhuǎn)動，而本裝置不需要快速轉(zhuǎn)動，所以用減速裝置，它是由二組大小鏈輪9與鏈條10組成，由于大小鏈輪齒數(shù)比是100∶1，所以兩個轉(zhuǎn)盤都以每分鐘2.5轉(zhuǎn)慢速旋轉(zhuǎn)。
還有若干硅光敏二極管，安裝在所述的中圓2轉(zhuǎn)軸的U形標(biāo)尺板上，當(dāng)太陽光點照射在某一光敏二極管上時，會在數(shù)字顯示器上顯示出相對的時間值來。
本實用新型提供的一種自動跟蹤太陽位置的儀器，其能自動跟蹤太陽運行，始終將一個透鏡正面朝向太陽，并在其焦點處產(chǎn)生一個光點，在所在一對U形標(biāo)尺上顯示其方位和仰角，由于其有較大的體積和靈敏度，所以有較大的分辨率與精度。另外，由于在標(biāo)尺上有一組光敏二極管，它能使一個電子數(shù)字顯示板反映出相應(yīng)的真太陽日，并與電子振蕩產(chǎn)生的平太陽日對照，顯示出當(dāng)時的時差，本實用新型還可作為校園內(nèi)的有科學(xué)含義的景觀標(biāo)志使用。
權(quán)利要求1.一種自動跟蹤太陽位置的儀器，其特征在于所述的儀器主要包括一支架座(1)，所述的支架座(1)是一個不銹鋼方鋼管彎圓與焊接而成，在所述的支架座(1)上有一個大圓圈(11)，在其垂直面有一個U形標(biāo)尺(12)，可顯示中圓圈的旋轉(zhuǎn)角度；一中圓圈(2)，所述的中圓圈(2)是由不銹鋼方鋼彎成一個圓，它有四個轉(zhuǎn)軸座(X，X1，Y，Y1)，一方面所述的轉(zhuǎn)軸座(X，X1)可繞所述的支架座(1)的大圓圈(11)呈X軸旋轉(zhuǎn)，又可使小圓圈在所述的轉(zhuǎn)軸座(Y，Y1)中間呈Y軸旋轉(zhuǎn)；一小圓圈(3)，所述的小圓圈(3)是由不銹鋼方鋼彎成圓后內(nèi)面焊接不銹鋼板，再在中間豎焊一根圓管(4)而成；在所述圓管(4)的外端安裝有凸透鏡(13)，它能與所述的中圓圈(2)呈Y軸旋轉(zhuǎn)，在所述的不銹鋼板上圍繞圓管斜裝有太陽能電池板(8)；兩個伺服電機(5、6)，所述的伺服電機(5)負責(zé)使所述的中圓圈(2)與支架座(1)上的大圓圈(11)呈X軸轉(zhuǎn)動；另一所述的伺服電機(6)負責(zé)使小圓圈(3)轉(zhuǎn)軸與中圓圈(2)轉(zhuǎn)軸呈Y軸轉(zhuǎn)動；一套減速傳動裝置(7)，所述的減速傳動裝置(7)與所述的兩個伺服電機(5、6)，以及大圓圈(11)、中圓圈(2)、小圓圈(3)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽位置的儀器，其特征在于所述的儀器上還安裝有若干硅光敏二極管，安裝在所述的中圓圈(2)轉(zhuǎn)軸的U形標(biāo)尺板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽位置的儀器，其特征在于所述的減速傳動裝置(7)是由二組大小鏈輪(9)與鏈條(10)組成，其大小鏈輪齒數(shù)比是100∶1，其轉(zhuǎn)速為每分鐘2.5轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽位置的儀器，其特征在于所述的太陽能電池板(8)采用四塊硅太陽能電池板，工作面積是34厘米×34厘米，輸出電壓是24伏，輸出電流是0.5安，與圓平面呈30°角安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動跟蹤太陽位置的儀器，其特征在于所述的兩個伺服電機(5、6)是采用有減速齒輪的直流電動機，其額定電壓是24伏，額定電流是0.3安，轉(zhuǎn)速是25轉(zhuǎn)/分。
專利摘要本實用新型涉及一種自動跟蹤太陽位置的儀器。我國古代聰明的勞動人們已能夠通過制作日晷來觀察太陽的位置。為此，本實用新型提供了一種自動跟蹤太陽位置的儀器，其主要包括一支架座(1)，一中圓圈(2)，一小圓圈(3)，兩個伺服電機(5、6)，一套減速傳動裝置(7)；所述的減速傳動裝置(7)與所述的兩個伺服電機(5、6)，以及大圓圈(11)、中圓圈(2)、小圓圈(3)相連。本實用新型提供的一種自動跟蹤太陽位置的儀器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，其可精確顯示太陽的方位和仰角，精確顯示真太陽日及時差，可測出春分、球分、冬至、夏至等節(jié)氣時本地區(qū)的照射角，可顯示觀測位置的正南方向，磁偏角，所處的位置的經(jīng)度和緯度。
文檔編號G09B27/00GK2689173SQ20042002101
公開日2005年3月30日 申請日期2004年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月18日
發(fā)明者黃曾新, 葉大衛(wèi) 申請人:葉大衛(wèi)