[发明专利]双轴跟踪太阳光装置及其控制方法

权利要求书

1.一种双轴跟踪太阳光装置，包括电池板固定架、支撑架、俯仰角旋转驱动构件和左右角旋转驱动构件，其特征是，所述的电池板固定架通过一个三维旋转构件与支撑架连接，所述的三维旋转构件由呈十字状布置的俯仰角旋转轴和左右角旋转轴组成，所述的支撑架通过俯仰角旋转轴与三维旋转构件铰接连接，所述左右角旋转轴一端与电池板固定架铰接连接，另一端通过回转驱动装置铰接到电池板固定架上，形成左右角旋转驱动构件；

所述的俯仰角旋转驱动构件至少包括可以使电池板固定架依托所述三维旋转构件的俯仰角旋转轴进行转动的传动部件和驱动装置。

2.根据权利要求1所述的双轴跟踪太阳光装置，其特征是，所述的回转驱动装置包括驱动电机和涡轮蜗杆减速部件，其中涡轮蜗杆减速部件的输出端与所述左右角旋转轴固定连接，涡轮蜗杆减速部件的壳体与电池板固定架固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的双轴跟踪太阳光装置，其特征是，所述的俯仰角旋转驱动构件是一个由驱动电机和涡轮蜗杆减速部件构成的回转驱动装置，其中涡轮蜗杆减速部件的输出端与所述俯仰角旋转轴固定连接，涡轮蜗杆减速部件的壳体与支撑架固定连接。

4.根据权利要求1或2所述的双轴跟踪太阳光装置，其特征是，所述的俯仰角旋转驱动构件中的传动部件为其上设有传动构造的半圆弧体；所述的半圆弧体两端固定连接在三维旋转构件的左右角旋转轴上、或两端铰接在电池板固定架上；驱动装置包括固定安装在支撑架上的电机和蜗轮蜗杆减速器，在蜗轮蜗杆减速器的输出轴上安装与半圆弧体的传动构造相配合的传动轮。

5.根据权利要求1或2所述的双轴跟踪太阳光装置，其特征是，所述的俯仰角旋转驱动构件的传动部件为具有定位构造的半圆弧体，所述的半圆弧体至少一端与三维旋转构件的左右角旋转轴固定连接或与电池板固定架铰接；所述的驱动装置包括可以穿插在支撑架上的定位装置和半圆弧体的定位构造之间的定位销。

6.根据权利要求1或2所述的双轴跟踪太阳光装置，其特征是，所述的俯仰角旋转驱动构件的传动部件为包括第一传动绳和第二传动绳在内的绳状体，所述驱动装置包括固定安装在支撑架上的电机和蜗轮蜗杆减速器；在蜗轮蜗杆减速器的输出轴上安装可以和绳状体相配合的绳轮，所述绳轮为中间直径小、两端直径大的柱状，且在绳轮柱面上设有两个关于绳轮中间断面对称的第一螺旋导向槽和第二螺旋导向槽；所述的第一传动绳和第二传动绳分别设置在第一螺旋导向槽和第二螺旋导向槽内，其一端固定在相应的螺旋导向槽内，另一端连接在太阳能电池板固定架上或三维旋转构件的左右角旋转轴上，二者之间为收放关系。

7.根据权利要求1或2所述的双轴跟踪太阳光装置，其特征是，所述的俯仰角旋转驱动构件的传动部件为电动直线推杆或液压直线推杆，其一端铰接在支撑架上，另一端铰接在电池板固定架上或三维旋转构件的左右角旋转轴上。

8.基于权利要求1所述双轴跟踪太阳光装置的一种控制方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)确认跟踪装置由电池板固定架左右角和俯仰角的倾斜所形成的起始位置和终止位置，所述的终止位置与起始位置沿太阳在中天时的方位轴线对称设置；

(2)左右角旋转驱动构件控制电池板固定架自起始位置始，在钟控程序控制下，沿左右角方向规律转动直至终止位置；

(3)俯仰角旋转驱动构件控制电池板固定架自起始位置始，在钟控程序控制下，沿俯仰角方向规律转动至中午时分当地当天太阳最大高度角的对应点后，再规律回转至起始位置。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征是，所述的电池板固定架沿俯仰角方向和左右角方向规律转动，其左右角转动的角速度用W1表示，俯仰转动的角速度用W2表示；起始位置的对应时间用T1表示，太阳达到最大高度角的时间用T2表示；左右角上午需转动的角度数是90°数值与电池板固定架在起始位置的左右角倾斜角度数值之差，用S1表示；俯仰角上午需转动的角度数是电池板固定架在起始位置的俯仰角倾斜角度与太阳当天最大高度角之间的角度数，用S2表示；那么，W1＝S1/T1-T2，W2＝S2/T1-T2；依据这两个速度，左右角旋转驱动构件和俯仰角旋转驱动构件采用钟控程序协调运转，形成若干个对应点，连成与太阳运行角度变化轨迹相对应的运行曲线，实现双轴跟踪。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征是，一中心处理器，所述中心处理器存储有钟控程序和太阳的方位数据信息，通过终端的逻辑运算，可以将驱动信号分别传输给左右角旋转驱动构件和俯仰角旋转驱动构件中的动力装置。