[发明专利]全自动太阳跟踪装置

摘要

全自动太阳跟踪装置涉及太阳能技术领域，包括跟踪器和三脚架；跟踪器包括左侧肋板安装组件、右侧肋板安装组件、转台、太阳位置传感器和遮光组件；该装置采用开环与闭环相结合的控制方式，实现对太阳的全自动高精度跟踪，可用于对太阳的高精度观测与测量；采用左右两侧肋板搭载太阳直射辐射计、太阳位置传感器和四连杆遮光机构，实现对太阳直射辐射、总辐射和散射辐射的测量；转台采用方位轴和俯仰轴的两轴传动装置，跟踪装置绕方位轴旋转跟踪太阳的方位角，绕俯仰轴旋转跟踪太阳的俯仰角，实现对太阳的全方位自动跟踪，无需专人定期进行维护；本发明跟踪精度高，运行稳定可靠，能在复杂的气象条件下工作，系统安装调试简单，成本低便于加工。

主权项

全自动太阳跟踪装置，其特征在于，该装置包括：全自动太阳跟踪器和三脚架；所述全自动太阳跟踪器包括：左侧肋板安装组件、右侧肋板安装组件、转台、太阳位置传感器和遮光组件；所述左侧肋板安装组件和右侧肋板安装组件与转台的俯仰轴相连；遮光组件分别与转台、左侧肋板安装组件和右侧肋板安装组件连接；所述转台包括：顶部平板和双轴驱动云台；所述顶部平板设置在双轴驱动云台上方，保持水平状态；双轴驱动云台内部设置方位轴和俯仰轴，并安装有步进电机、蜗轮蜗杆和控制电路板；控制电路板包括电源模块、单片机、电机驱动芯片和GPS模块；其中；电源模块为控制电路板供电，GPS模块用于获取当前位置和时间信息，单片机处理GPS模块获取的信息和太阳位置传感器传送的信号，计算太阳位置，并通过电机驱动芯片驱动控制步进电机运转，步进电机通过蜗轮蜗杆传动机构驱动方位轴和俯仰轴转动，指向太阳；所述左侧肋板安装组件包括：左侧连接法兰、左侧太阳直射辐射计安装调整架、左侧直表安装架、左侧肋板；左侧肋板一侧通过左侧连接法兰与俯仰轴连接，另一侧安装太阳直射辐射计安装调整架和左侧直表安装架；所述右侧肋板安装组件包括：右侧连接法兰、右侧肋板和右侧直表安装架；右侧肋板一侧通过右侧连接法兰与俯仰轴连接，另一侧上设置右侧直表安装板；所述遮光组件包括四连杆遮光架和遮光球；所述四连杆遮光架分别与左侧肋板、右侧肋板和云台下部支撑架连接；遮光球设置在四连杆遮光架上；左侧肋板和右侧肋板随俯仰轴转动时，带动四连杆遮光架进行俯仰运动，同时带动遮光球一起运动；在跟踪器跟踪太阳时，实时遮挡一束太阳直射光，用于对水平面太阳散射辐射的测量；全自动太阳跟踪装置采用开环和闭环相结合的控制方式，开环控制方式是指采用程序跟踪的方法，通过GPS模块采集的当前地理位置和时间数据，单片机根据天文算法计算太阳的方位角和俯仰角，驱动控制全自动太阳跟踪器指向太阳，实现对太阳的跟踪；闭环控制是指采用太阳位置传感器实时反馈对太阳的跟踪情况，当出现偏离时，太阳位置传感器会探测到偏离值，并实时反馈给控制电路板，驱动太阳跟踪装置指向太阳；在太阳直射辐射值大于200W/m2时，单片机控制太阳跟踪装置自动启动闭环控制；当太阳直射辐射值小于200W/m2时，单片机控制太阳跟踪装置自动切换至开环跟踪。