專(zhuān)利名稱(chēng)：一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能收集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的太陽(yáng)能熱水器集熱板都是固定的，對(duì)著太陽(yáng)的角度都是固定不變的，都設(shè)計(jì)成對(duì)應(yīng)的平均接收面積最大的那個(gè)角度，但是一年中甚至一天之中，那個(gè)平均接收面積最大的角度都不是對(duì)應(yīng)最大有效接收面積的那個(gè)角度，而且偏差會(huì)比較大。有效接收面積和總面積的關(guān)系是一個(gè)角度的正弦，這個(gè)角度就是太陽(yáng)光和接受面的夾角。正是這個(gè)夾角， 使得太陽(yáng)能熱水器的集熱板的有效接收面積不是最大面積。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，它可有效提高集熱板接收面積，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的特點(diǎn)，而且使用環(huán)境范圍廣。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，包括光線(xiàn)傳感裝置、微控制器、機(jī)械部分，光線(xiàn)傳感裝置與微控制器相連，微控制器控制機(jī)械部分動(dòng)作；
其中，所述的光線(xiàn)傳感裝置包括有圓柱套筒，圓柱套筒的一個(gè)面設(shè)有一塊透鏡，圓柱套筒的另一面設(shè)有一個(gè)光敏傳感器和溫度傳感器，溫度傳感器連接到微控制器上；
所述的機(jī)械部分包括有底座，底座與支撐面通過(guò)支柱相連接，支撐面可以繞著其與支柱的連接點(diǎn)A自由轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐面設(shè)在太陽(yáng)能集熱板下面，在支撐面的兩條相互垂直的邊的中點(diǎn)處，分別連接有縱向齒條、橫向齒條，縱向齒條與縱向步進(jìn)電機(jī)相連，橫向齒條與橫向步進(jìn)電機(jī)相連。所述的圓柱套筒的高為透鏡的焦距，圓柱套筒的直徑為透鏡的直徑
所述的溫度傳感器數(shù)量至少有一個(gè)以上，其中一個(gè)溫度傳感器位于圓柱套筒底面圓的圓心處，其余的溫度傳感器設(shè)于中心溫度傳感器的周?chē)?。所述的溫度傳感器的型?hào)為DS18B20。所述的步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)為24BYJ48。所述的微控制器為AT89S51。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
由于設(shè)有微控制器分別控制有光線(xiàn)傳感裝置、機(jī)械部分，由微控制器直接從各個(gè)溫度傳感器取得各個(gè)點(diǎn)的溫度；可根據(jù)中心位置的溫度傳感器溫度，可判定光線(xiàn)是否直射；由微控制器判斷應(yīng)該如何使機(jī)械部分運(yùn)作是的光線(xiàn)入射點(diǎn)能夠射在中心位置的溫度傳感器處，并且把控制信號(hào)輸出至機(jī)械部分，機(jī)械部分運(yùn)作，直至光線(xiàn)直射到太陽(yáng)能集熱板為止； 步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒條上下運(yùn)動(dòng)的，使得支撐面在最大活動(dòng)范圍內(nèi)朝著任何角度轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的控制過(guò)程完全自動(dòng)，無(wú)需人員操作，并且簡(jiǎn)單、節(jié)能。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2為本發(fā)明的集熱板與光線(xiàn)傳感裝置的連接示意圖。圖3為本發(fā)明的光線(xiàn)傳感裝置的電原理圖。圖4為本發(fā)明的機(jī)械部分的原理示意圖。圖5為本發(fā)明的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的作進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，包括光線(xiàn)傳感裝置2、微控制器3、機(jī)械部分9，光線(xiàn)傳感裝置與微控制器相連，微控制器控制機(jī)械部分動(dòng)作；
參見(jiàn)圖2、3，光線(xiàn)傳感裝置2設(shè)置在太陽(yáng)能集熱板I上，所述的光線(xiàn)傳感裝置2包括有圓柱套筒10，圓柱套筒10的一個(gè)面設(shè)有一塊透鏡11，圓柱套筒10的另一面設(shè)有一個(gè)光敏傳感器12和溫度傳感器13，溫度傳感器13連接到微控制器3上。圓柱套筒10的高為透鏡11的焦距，圓柱套筒10的直徑為透鏡11的直徑，
所述的溫度傳感器13數(shù)量至少有一個(gè)以上，其中一個(gè)溫度傳感器13位于圓柱套筒10 底面圓的圓心處，其余的溫度傳感器設(shè)于中心溫度傳感器的周?chē)⒁?jiàn)圖4，所述的機(jī)械部分包括有底座4，底座4與支撐面5通過(guò)支柱6相連接，支撐面5可以繞著其與支柱6的連接點(diǎn)A自由轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐面5設(shè)在太陽(yáng)能集熱板I下面托著。 在支撐面5的兩條相互垂直的邊的中點(diǎn)處，分別連接有縱向齒條14、橫向齒條15，縱向齒條 14與縱向步進(jìn)電機(jī)16相連，橫向齒條15與橫向步進(jìn)電機(jī)17相連。參見(jiàn)圖5，本發(fā)明工作過(guò)程如下
I)獲取溫度，具體做法是
由微控制器3直接從各個(gè)溫度傳感器取得各個(gè)點(diǎn)的溫度。2)判斷光線(xiàn)是否直射，具體做法是
若中心位置的溫度傳感器13溫度最高，那么就判定光線(xiàn)直射，若不是，那么光線(xiàn)就不是直射向太陽(yáng)能集熱板。3)控制機(jī)械部分為光線(xiàn)直射，具體做法是
先取得溫度最高和最低的兩個(gè)溫度傳感器的位置兩個(gè)位置相連是一條直線(xiàn)，再由微控制器3判斷應(yīng)該如何使機(jī)械部分運(yùn)作是的光線(xiàn)入射點(diǎn)能夠射在中心位置的溫度傳感器13 處，并且把控制信號(hào)輸出至機(jī)械部分，機(jī)械部分運(yùn)作，直至光線(xiàn)直射到太陽(yáng)能集熱板為止。4 )機(jī)械部分的運(yùn)作，具體做法是
首先在支撐面5上按圖4建立直角坐標(biāo)系，步進(jìn)電機(jī)16、步進(jìn)電機(jī)17連接的齒條是可以隨著步進(jìn)電機(jī)16、步進(jìn)電機(jī)17的轉(zhuǎn)動(dòng)二上下運(yùn)動(dòng)的，由于支撐面5的中心位置是不變的， 所以若縱向齒條15不動(dòng)，只有縱向齒條14上下動(dòng)，那么支撐面是繞著圖中Y軸在轉(zhuǎn)動(dòng)的； 反之，是繞著圖中X軸轉(zhuǎn)動(dòng)。支撐面5繞著兩個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)可以合成，這樣能使支撐面5在最大活動(dòng)范圍內(nèi)朝著任何角度。微控制器3經(jīng)過(guò)判斷后，給步進(jìn)電機(jī)16、步進(jìn)電機(jī)17發(fā)出控制信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)16、 步進(jìn)電機(jī)17開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整支撐面5的角度，從而達(dá)到調(diào)整太陽(yáng)能集熱板對(duì)著太陽(yáng)角度的目的。
5)裝置的節(jié)能控制，具體做法是
一方面，等光線(xiàn)直射以后，整個(gè)裝置開(kāi)始處于休眠狀態(tài)，節(jié)約電能，經(jīng)過(guò)設(shè)定的一個(gè)時(shí)間段，再開(kāi)始激活裝置，重新調(diào)整太陽(yáng)能集熱板的角度。另一方面，整個(gè)裝置在陰天、晚上或者早傍晚太陽(yáng)光不夠的時(shí)候，也是處于休眠狀態(tài)。這個(gè)由光敏傳感器12檢測(cè)到太陽(yáng)光不足夠時(shí)，就讓裝置休眠。通過(guò)這兩個(gè)措施，可以節(jié)約整個(gè)裝置的耗電。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，其特征在于，包括光線(xiàn)傳感裝置(2)、微控制器(3)、機(jī)械部分(9)，光線(xiàn)傳感裝置與微控制器相連，微控制器控制機(jī)械部分動(dòng)作；所述的光線(xiàn)傳感裝置(2)包括有圓柱套筒(10)，圓柱套筒(10)的一個(gè)面設(shè)有一塊透鏡(11 )，圓柱套筒(10)的另一面設(shè)有一個(gè)光敏傳感器(12)和溫度傳感器(13)，溫度傳感器(13)連接到微控制器(3)上；所述的機(jī)械部分包括有底座(4)，底座(4)與支撐面(5)通過(guò)支柱(6)相連接，支撐面(5)可以繞著其與支柱(6)的連接點(diǎn)A自由轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐面(5)設(shè)在太陽(yáng)能集熱板(I)下面， 在支撐面(5)的兩條相互垂直的邊的中點(diǎn)處，分別連接有縱向齒條(14)、橫向齒條(15)，縱向齒條(14)與縱向步進(jìn)電機(jī)(16)相連，橫向齒條(15)與橫向步進(jìn)電機(jī)(17)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，其特征在于，所述的微控制器(3)為 AT89S51。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，其特征在于，所述的圓柱套筒 (10)的高為透鏡(11)的焦距，圓柱套筒(10)的直徑為透鏡(11)的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，其特征在于，所述的溫度傳感器(13)數(shù)量至少有一個(gè)以上，其中一個(gè)溫度傳感器(13)位于圓柱套筒(10)底面圓的圓心處，其余的溫度傳感器設(shè)于中心溫度傳感器的周?chē)?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，其特征在于，所述的溫度傳感器(13)的型號(hào)為DS18B20。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，其特征在于，所述的步進(jìn)電機(jī) (16)、步進(jìn)電機(jī)(17)的型號(hào)為24BYJ48。
全文摘要
一種太陽(yáng)能集熱板追蹤裝置，包括光線(xiàn)傳感裝置、微控制器、機(jī)械部分，光線(xiàn)傳感裝置包括有圓柱套筒，圓柱套筒的一個(gè)面設(shè)有透鏡，圓柱套筒的另一面設(shè)有光敏傳感器和溫度傳感器，溫度傳感器連接到微控制器上；機(jī)械部分包括有底座，底座與支撐面通過(guò)支柱相連接，支撐面可以繞著其與支柱的連接點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐面設(shè)在太陽(yáng)能集熱板下面，在支撐面的兩條相互垂直的邊的中點(diǎn)處，分別連接有縱向齒條、橫向齒條，縱向齒條與縱向步進(jìn)電機(jī)相連，橫向齒條與橫向步進(jìn)電機(jī)相連，微控制器從溫度傳感器取得溫度，判斷光線(xiàn)是否直射，控制機(jī)械部分光線(xiàn)直射，具有控制過(guò)程完全自動(dòng)，無(wú)需人員操作，并且簡(jiǎn)單和節(jié)能的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/38GK102589173SQ20121006052
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者張開(kāi)生, 王雙雙, 郭國(guó)法, 陳明澤 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)