直流電機(jī)(7)、單片機(jī)控制器(8)以及蓄電池
(9)固定安裝在一起，系統(tǒng)作為一個(gè)整體集成在系統(tǒng)支撐架(11)之上。
[0016]由于平衡配重塊(3)的加入保證軸承桿上支撐部分的中心在軸承桿的軸中心線(xiàn)上，軸承桿(4)和大齒輪(5)及向心推力滾子軸承的內(nèi)圈是緊固同軸心安裝。向力推力滾子軸承(10)垂直向上的分力支撐光伏板系統(tǒng)的重量。直流電機(jī)(7)帶動(dòng)固定齒輪比的小齒輪
(6)驅(qū)動(dòng)大齒輪(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于光伏板系統(tǒng)的重心在軸承桿(4)的軸線(xiàn)上，所以光伏板系統(tǒng)處于一種重力隨遇平衡狀態(tài)，只要極小的電機(jī)驅(qū)動(dòng)力就可以破壞這種平衡。所以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)耗電少，電機(jī)驅(qū)動(dòng)要求低，系統(tǒng)節(jié)能。
[0017]依據(jù)光伏板光電轉(zhuǎn)化的伏安特性，其光電轉(zhuǎn)化的等效電路如圖2所示。
[0018]不同地區(qū)，其太陽(yáng)光照射到地平面的入射角不同，為了使該地區(qū)的太陽(yáng)光直射到所設(shè)計(jì)的光伏板平面上，其調(diào)整初始安裝光伏板入射角所用四連桿結(jié)構(gòu)如圖3所示。四連桿包括桿(01)、桿(02)、桿(03)、桿(04)以及起固定作用的銷(xiāo)子(21)、(22)及(23)。在安裝該光伏板時(shí)，如果要增加光伏板的傾斜角度，可以將桿(02)沿著桿(01)垂直方向上向上移動(dòng)，則光伏板會(huì)沿著轉(zhuǎn)動(dòng)副(13)做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而起到了增大光伏板傾斜角度的作用，這時(shí)只需固定銷(xiāo)子(21)、(22)及(23)，就可以固定光伏板。如果要減小光伏板的傾斜角度，只要向下移動(dòng)銷(xiāo)子(21)即可。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)該光伏板獲得最大太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度，所設(shè)計(jì)的一種帶精確轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置的燈具光伏組件支架，其具體結(jié)構(gòu)的功能模塊如圖4所示。
[0020]直流電動(dòng)機(jī)(7)帶動(dòng)齒輪比固定的小齒輪(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，而小齒輪(6)同大齒輪(5)進(jìn)行齒合，以驅(qū)動(dòng)大齒輪(5)轉(zhuǎn)動(dòng)，而大齒輪(5)通過(guò)軸承桿(4)同向心推力滾子軸承(10)相連。向心推力滾子軸承(10)主要承受垂直向上的軸向載荷，該載荷主要來(lái)源于支撐光伏板系統(tǒng)的重量，也就是光伏板(1)、四連桿結(jié)構(gòu)(2)以及配重部分(3)的重量，同時(shí)該向心推力滾子軸承(10)還承受徑向轉(zhuǎn)動(dòng)載荷，從而使整個(gè)光伏板結(jié)構(gòu)在控制信號(hào)的精確控制下實(shí)現(xiàn)精確轉(zhuǎn)動(dòng)功能。
[0021]單片機(jī)控制器(8)，AT98C52作為主要芯片用來(lái)檢測(cè)和控制應(yīng)用系統(tǒng)的外圍設(shè)備，L298N用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)太陽(yáng)能光伏板定向偏轉(zhuǎn)，LCD1602用來(lái)顯示當(dāng)前時(shí)間的時(shí)、分、秒和太陽(yáng)能光伏組件結(jié)構(gòu)部分由東向西方向的偏轉(zhuǎn)角，24C04A用來(lái)存放太陽(yáng)能光伏板組件結(jié)構(gòu)部分由東向西開(kāi)始偏轉(zhuǎn)的時(shí)間參數(shù)，3 X3行列式按鍵用來(lái)調(diào)整當(dāng)前時(shí)間t2的時(shí)、分和由東向西開(kāi)始偏轉(zhuǎn)的時(shí)間11的時(shí)分。
[0022]AT98C52單片機(jī)通過(guò)Pl 口輸出一定占空比的方波信號(hào)給L298N，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)順時(shí)針調(diào)速，使光伏板組件結(jié)構(gòu)部分由東向西轉(zhuǎn)動(dòng)，每間隔一定時(shí)間的停轉(zhuǎn)后才勻速偏轉(zhuǎn)一定的角度。因不同時(shí)區(qū)太陽(yáng)升落的時(shí)間段不同，故在安裝時(shí)要通過(guò)控制器面板上的按鍵進(jìn)行設(shè)置。每天tl時(shí)刻的到來(lái)，電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，到t2時(shí)刻到來(lái)時(shí)，電機(jī)停止順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)30分鐘后，電機(jī)快速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使光伏板組件結(jié)構(gòu)部分由西向東回歸到早上初始位置后停轉(zhuǎn)，等待明天tl時(shí)刻的到來(lái)。按k0鍵可調(diào)整tl和t2時(shí)間的時(shí)分參數(shù)，通過(guò)LCD1602的時(shí)間參數(shù)顯示及按鍵的參數(shù)等值加減功能，行列式按鍵中用kl至k4調(diào)整tl，用k5至k8調(diào)整t2。調(diào)整完畢后按k9鍵，系統(tǒng)自動(dòng)將tl保存在24C04A中，并將t2作為當(dāng)前時(shí)間的時(shí)分，應(yīng)用系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。具體控制電路如圖5所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.帶精確轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置的燈具光伏組件支架，其特征是包括光伏板(I)、光伏板傾角調(diào)節(jié)四連桿結(jié)構(gòu)(2)、平衡配重塊(3)、軸承桿(4)、大齒輪(5)、小齒輪(6)、直流電機(jī)(7)、單片機(jī)控制器(8)、蓄電池(9)、向心推力滾子軸承(10)、系統(tǒng)支撐架(11)、連接光伏板的轉(zhuǎn)動(dòng)副(12)以及轉(zhuǎn)動(dòng)副(13); 其中平衡配重塊(3)固定于光伏板(I)的連桿末端，光伏板(I)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副(12)、轉(zhuǎn)動(dòng)副(13)與光伏板傾角調(diào)節(jié)四連桿結(jié)構(gòu)(2)連接，光伏板傾角調(diào)節(jié)四連桿結(jié)構(gòu)(2)、大齒輪(5)通過(guò)軸承桿(4)同軸連接，直流電機(jī)(7)連接小齒輪(6)、大齒輪(5)，直流電機(jī)(7)、單片機(jī)控制器(8)以及蓄電池(9)固定安裝在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶精確轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置的燈具光伏組件支架，其特征是所述的軸承桿(4)、大齒輪(5)和向心推力滾子軸承(10)的內(nèi)圈緊固同軸心安裝。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶精確轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置的燈具光伏組件支架，其特征是所述的光伏板傾角調(diào)節(jié)四連桿結(jié)構(gòu)(2)，包括A桿(01)、B桿(02)、C桿(03)、D桿(04)以及起固定作用的A銷(xiāo)子(21)、B銷(xiāo)子(22)及C銷(xiāo)子(23)，在安裝該光伏板時(shí)，將B桿(02)沿著A桿(01)垂直方向上向上移動(dòng)，光伏板(I)沿著轉(zhuǎn)動(dòng)副(13)做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而起到了增大光伏板傾斜角度的作用，通過(guò)A銷(xiāo)子(21)、B銷(xiāo)子(22)及C銷(xiāo)子(23)固定光伏板(I)，向下移動(dòng)A銷(xiāo)子(21)可減小光伏板的傾斜角度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶精確轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置的燈具光伏組件支架，其特征是所述的單片機(jī)控制器(8)用AT98C52單片機(jī)，AT98C52單片機(jī)通過(guò)Pl 口輸出占空比的方波信號(hào)給L298N，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)順時(shí)針調(diào)速，使光伏板組件結(jié)構(gòu)部分由東向西轉(zhuǎn)動(dòng)，每間隔一時(shí)間停轉(zhuǎn)后才勻速偏轉(zhuǎn)一角度，因不同時(shí)區(qū)太陽(yáng)升落的時(shí)間段不同，故在安裝時(shí)要通過(guò)控制器面板上的按鍵進(jìn)行設(shè)置;每天11時(shí)刻的到來(lái)，電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，到t2時(shí)刻到來(lái)時(shí)，電機(jī)停止順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)30分鐘后，電機(jī)快速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使光伏板組件結(jié)構(gòu)部分由西向東回歸到早上初始位置后停轉(zhuǎn)，等待明天tl時(shí)刻的到來(lái)；按k0控制鍵調(diào)整tl和t2時(shí)間的時(shí)分參數(shù)，通過(guò)IXD1602的時(shí)間參數(shù)顯示及按鍵的參數(shù)等值加減功能，用行列式按鍵中kl至k4調(diào)整鍵調(diào)整每天11時(shí)刻，用k5至k8調(diào)整鍵調(diào)整t2，調(diào)整完畢后按k9調(diào)整鍵，系統(tǒng)自動(dòng)將11保存在24C04A中，并將t2作為當(dāng)前時(shí)間的時(shí)分，應(yīng)用系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是一種帶精確轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置的燈具光伏組件支架，其結(jié)構(gòu)包括光伏板、光伏板傾角調(diào)節(jié)四連桿結(jié)構(gòu)、平衡配重塊、軸承桿、大齒輪、小齒輪、直流電機(jī)、單片機(jī)控制器、蓄電池、向心推力滾子軸承、系統(tǒng)支撐架、連接光伏板的轉(zhuǎn)動(dòng)副。優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造成本低、光伏組件的光電轉(zhuǎn)化效率高，光伏組件支架在垂直方向上依據(jù)太陽(yáng)公轉(zhuǎn)沿軸向進(jìn)行0-180度自動(dòng)精確轉(zhuǎn)動(dòng)及復(fù)位控制。通過(guò)單片機(jī)控制軸承進(jìn)行精確轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到光伏板表面時(shí)刻獲得太陽(yáng)光最大輻射量。采用四連桿插銷(xiāo)結(jié)構(gòu)以調(diào)整安裝時(shí)光伏板傾角的大小。采用結(jié)構(gòu)配重的方式使整個(gè)光伏板組件結(jié)構(gòu)的重心在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，減少了整個(gè)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力。該類(lèi)產(chǎn)品適用范圍廣、用量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【IPC分類(lèi)】H02S20/32, G05D3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105573351
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610029962
【發(fā)明人】劉道華, 曾召霞, 劉江峰, 余大慶, 余本海, 宋俊輝, 馬占卿
【申請(qǐng)人】信陽(yáng)師范學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日