一種低功耗云臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低功耗云臺。包括基座、立軸、轉(zhuǎn)動機構(gòu)和平板，轉(zhuǎn)動機構(gòu)設(shè)置于立軸和平板之間，用于實現(xiàn)平板經(jīng)度和緯度方向的轉(zhuǎn)動，所述平臺的重心落在立軸上，其特征在于所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)包含一個用于存儲平板重力勢能的彈性件，該彈性件的受力中心與平臺重心在同一條軸線上。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)低功耗云臺機構(gòu)復雜，故障率高等技術(shù)問題，具有結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)思巧妙的優(yōu)點。
【專利說明】一種低功耗云臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種低功耗云臺。
【背景技術(shù)】
[0002]云臺可以用于太陽能電池板，太陽光聚光反射板，聚光燈，攝像頭，多關(guān)節(jié)機械臂，吊機機械臂等，只要有自動化云臺的應(yīng)用，涉及到云臺控制能量的問題就可以應(yīng)用。
[0003]市售的自動化云臺大多配置光線跟蹤器。太陽能光線跟蹤器消耗的大部分能量，主要是用在機械伺服結(jié)構(gòu)。但基本上對于低功耗的研究和現(xiàn)成的產(chǎn)品，都是以控制電路和控制方案為重點，沒有在機械結(jié)構(gòu)上面發(fā)掘低耗能。目前一般的太陽能光照角度跟蹤系統(tǒng)，是利用大力矩比的蝸桿渦輪變速系統(tǒng)或者推桿作為傳動裝置，在大力矩比的情況下，動力電機也可以慢慢推動太陽能設(shè)備，但是整個機械系統(tǒng)的傳動力量及能量較大。
[0004]經(jīng)過大多數(shù)太陽能跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對比與觀察，市場上投入應(yīng)用及實驗室投入研究的幾種結(jié)構(gòu)，基本上是經(jīng)度方向是旋轉(zhuǎn)跟蹤的，而緯度方向是翻轉(zhuǎn)跟蹤的。如圖1用電機A控制翻轉(zhuǎn)也就是緯度跟蹤動作，用電機B控制左右旋轉(zhuǎn)就是經(jīng)度跟蹤動作。
[0005]通過分析可以看出，太陽能電池板在緯度跟蹤(翻轉(zhuǎn))的過程中，由于要克服太陽能電池板的自重，翻轉(zhuǎn)動作的能耗最大。
[0006]在緯度方向翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中，常見的的機械設(shè)計如圖2a與圖2b兩類。在計算重心時假設(shè)太陽能電池板及固定結(jié)構(gòu)質(zhì)量均勻。圖2a中，a、b兩端形狀質(zhì)量相同，則太陽能電池板的重心與翻轉(zhuǎn)軸重合，在翻轉(zhuǎn)時，不存在重心在高度上面的變化，所以沒有勢能的變化。
[0007]同理，圖2b中，重心在對稱垂直線與電池板的交叉點上，在翻轉(zhuǎn)時，重心高度會有變化，從而產(chǎn)生了勢能的變化。因此，圖2a的結(jié)構(gòu)理論上優(yōu)于圖2b的結(jié)構(gòu)，沒有額外因勢能產(chǎn)生的能耗。實際應(yīng)用中，圖2a用在大規(guī)模電池陣列或者單塊太陽能電池板中時，為了方便安裝同時結(jié)構(gòu)有高強度，其整體設(shè)計就比較繁瑣且難以實現(xiàn)，況且在實際應(yīng)用中，若要翻轉(zhuǎn)的設(shè)備的重心完全落在翻轉(zhuǎn)軸的中心軸線上，也是非常難做到的。圖2b不存在圖2a的問題，而且圖2b結(jié)構(gòu)的通用性非常強但是有勢能消耗的問題。一般翻轉(zhuǎn)機構(gòu)能耗比較大的最大一個原因是，在翻轉(zhuǎn)時，電池板陣列的重心會改變，從而跟蹤系統(tǒng)要給重心的轉(zhuǎn)移做額外功。
[0008]如果圖2b的翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在動作時，勢能消耗可以減小甚至消除，然后配合低功耗電路，則系統(tǒng)的功耗會降低不少。市售云臺并沒有這類產(chǎn)品的出現(xiàn)。
[0009]中國專利文獻CN102749857A公開了一種節(jié)能型的云臺，通過電子設(shè)備設(shè)置來達到節(jié)能的目的。
[0010]中國專利文獻CN202661807U公開了一種太陽能供電云臺的低功耗電路。
[0011]中國專利文獻CN202102271U公開了一種基于太陽能供電的節(jié)能云臺控制器這些云臺或云臺部件結(jié)構(gòu)較為復雜，電子設(shè)備故障率較高，且成本較高，實用性不強。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種低功耗云臺，通過設(shè)置一個合適的彈性件，使得平臺重心下降與上升包含的重力勢能得到儲存和釋放，達到節(jié)能的目的。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0014]一種低功耗云臺，包括基座、立軸、轉(zhuǎn)動機構(gòu)和平板，轉(zhuǎn)動機構(gòu)設(shè)置于立軸和平板之間，用于實現(xiàn)平板經(jīng)度和緯度方向的轉(zhuǎn)動，所述平臺的重心落在立軸上，其特征在于所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)包含一個用于存儲平板重力勢能的彈性件，該彈性件的受力中心與平臺重心在同一條軸線上，并滿足以下公式:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種低功耗云臺，包括基座、立軸、轉(zhuǎn)動機構(gòu)和平板，轉(zhuǎn)動機構(gòu)設(shè)置于立軸和平板之間，用于實現(xiàn)平板經(jīng)度和緯度方向的轉(zhuǎn)動，所述平臺的重心落在立軸上，其特征在于所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)包含一個用于存儲平板重力勢能的彈性件，該彈性件的受力中心與平臺重心在同一條軸線上，并滿足以下公式:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗云臺，其特征在于所述彈性件為一組扭力型彈簧，滿足以下公式:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低功耗云臺，其特征在于所述扭力型彈簧套接于立軸上部的橫軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低功耗云臺，其特征在于所述D1和D2相等。
【文檔編號】G05D3/00GK103984358SQ201410172444
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】蔣于彬 申請人:蔣于彬