[实用新型]校差式太阳灶自动跟踪装置

说明书

本实用新型涉及一种太阳能附属设备，特别是校差式太阳灶自动跟踪装置。

地球绕太阳旋转的角度在一年四季中是不断变化的，光线移动的速度在一年之中也不相同，站在地球上看太阳，在一天之内太阳由东向西移动，因而使太阳能设备自动跟踪太阳，以确保太阳光始终能保持聚集到所需要的点上成为必要。目前已有的跟踪装置不是精度较低，就是价格昂贵。

本实用新型的目的在于提供一种精度高、成本低、耗电省的校差式太阳灶自动跟踪装置。

本实用新型所说的校差式太阳灶自动跟踪装置，主要由水平跟踪机构、纵向跟踪机构和自动控制装置组成。水平跟踪机构由带宽齿牙7的电磁铁6、齿轨8、限位开关13和遮光筒1组成，在电磁铁6（即图2中的DT₁）重心位置固定一根铁棍，该铁棍插在固定在太阳能轴承9上方的转动支柱上的铁管内，电磁铁6的铁芯12前方固定着一个宽齿牙7，只能反时针摆动，与齿轨8上的齿啮合，还连接有一个回位弹簧14，电磁铁6绕组外壳后面也固定着一个与齿轨8啮合的宽齿牙7，也只能反时针摆动，其作用是防止铁芯12前方的宽齿牙7在回位弹簧14的作用下向前运动时太阳灶不倒转，限位开关13固定在铁芯12上，电磁铁6绕组壳体上在限位开关一侧固定有限位挡杆15，齿轨8是用一根木工锯条固定在扇形托架的圆周上而成的，扇形托架焊接在一段5厘米长的铁管上，铁管轴线垂直于扇形平面，铁管套装在轴承9下方的太阳能固定支柱上，有顶丝将其固定在固定支柱上的适当位置，遮光筒1安装在太阳灶边沿的托板上，其安装角度可调，遮光筒1的长度等于太阳灶的焦距，其前面上开有一条垂直的窄长方形透光口10，内部的底面上安装着一只光电管2（即图2中的2CU₁）。将遮光筒1安装到托板上以后，要调整其角度，使太阳灶在锅底聚焦时从透光口10射进来的光线落在光电管的西边，当太阳由东向西移动时，筒底的光线侧由西向东移动，当光线照到光电管2上时，光电管2就导通，继电器J₁吸合，电磁铁6的电路导通，吸入铁芯12，由于齿轨8是固定不动的，反作用力使电磁铁6的绕组壳体向前移动，从而带动太阳灶的转动支柱旋转一定角度，同时装在绕组壳体上的宽齿牙7也随着向前移动一个齿，此时绕组外壳上的限位档杆15压迫限位开关13（即图2中的XK）的触头，切断电路，电磁铁6释放，铁芯12在回位弹簧14的作用下带着限位开关13向前运动，其前面的宽齿牙7也随着向前移动一个齿。转动后，若射进遮光筒1内的光线又偏到光电管2的西边时，这次水平跟踪移动就结束了，若光线仍照到光电管2上，仍然重复上述的过程，直到射进的光线落到光电管2的西边为止。所说的纵向跟踪机构是由电机、传动系统、丝杠3、螺母4、摇臂和遮光筒1组成，电机轴上安装着一个直径2厘米的小皮带轮，一个直径20厘米的大皮带轮与小伞齿轮安装在同一根轴上，大伞齿轮安装在丝杠3的扁平部分，螺母4固定在机架上，丝杠3总长60厘米，其一端加工有30厘米长的螺纹，其余的30厘米长加工成扁平铁条，垂直安装，螺纹一端在上，顶端与太阳灶摇臂铰接，中部穿过螺母4和大伞齿轮，下部穿过机架上的滑动轴承，该机构中的遮光筒1与水平跟踪机构中的遮光筒1并列安装，其不同之处在于该遮光筒1前面上的长方形透光口10水平设置，筒内底部一上一下地安装着两个光电管2，上方的光电管2控制电机下午工作，下方的光电管2控制电机上午工作。机构安装好后，调整遮光筒1的安装角度，使之当太阳灶在锅底聚焦时由透光口10射进来的光线落到两个光电管2之间，把倒顺开关拨到上午电机正转的位置。上午当太阳由低升高时，从透光口10射进的光线逐渐向下移动，当照射到底部下方的光电管2（即图2中的2CU₂）上时，光电管2导通，断电器J₂吸合，电机正转，小皮带轮带动大皮带轮，小伞齿轮驱动大伞齿轮，大伞齿轮通过扁孔扭着丝杠3转动，由于螺母4固定不动，所以丝杠3既转动，又相对螺母4向下移动，通过摇臂拉动太阳灶增大仰角，当仰角变化到从透光口10射进的光线又回到两个光电管2之间时，光电管2截止，断电器J₂释放，电路断开，电机停转，当光线再次移动到光电管2上时，又重复一次上述的动作，在下午，太阳由高变低，从透光口10射进的光线在遮光筒1底部由下向上移动，当照射到底部上方的光电管2（即图2中的2CU₃）上时，光电管2导通，断电器J₃吸合，电磁铁DT₂吸合，将倒顺开关拨到电机反转位置上，电机反转，通过传动系统驱动丝杠3一面旋转，一面向上移动，带动太阳灶减少仰角，当仰角减少到合适位置时，射进遮光筒1的光线又回到两个光电管之间，如此重复运动，实现自动跟踪，使太阳灶始终将太阳光团聚焦在锅底中心。图2中的K为手控开关，在每天开始时用以调整太阳灶仰角，使之在锅底聚焦。如果想延长水平跟踪机构两次动作的时间间隔，只需加大或缩小齿轨8的齿距即可。如果想延长纵向跟踪机构两次动作的时间间隔，除加装延时电路方法外，还可采取在透光口10的上部和下部加装扩大透光口机构来实现，如图4所示，18为电磁铁DT₃，17为遮光铁片，16为复位弹簧，继电器J₂的一对常开触点与电磁铁DT₃串联，控制上午透光口10的大小，电路导通后，电磁铁DT₃吸动遮光铁片17，使透光口扩大，透光口越大，电机两次动作的时间间隔就越长。同理，电磁铁DT₄是控制下午透光口10的大小，继电器J₃的一对常开触点与其串联。除电机、电磁铁、光电管单独安装外，其他所有控制装置，如变压器、线路板、继电器、倒顺开关等电气元件都集中安装在一个控制箱5内，控制箱5又安装在纵向跟踪机构的箱体内，该箱体与磁铁6一起悬挂在太阳灶转动支柱上的同一个支架上。这种校差式太阳灶自动跟踪装置适用于聚光式太阳灶、太阳能电池及一切需要跟踪太阳的太阳能装置，一年四季都可用，结构简单而紧凑，制作方便，跟踪精度高。