專利名稱：全天域自動跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全天域跟蹤系統(tǒng)，特別是一種基于三點液壓支撐的可在大角度范 圍內(nèi)對方位角和俯仰角進行方位調(diào)整控制的并且廣泛應(yīng)用于大直徑跟蹤雷達、射電望遠 鏡、衛(wèi)星天線、太陽能接收系統(tǒng)等設(shè)備的全天域跟蹤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
全天域跟蹤系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于跟蹤雷達、射電望遠鏡、衛(wèi)星天線、太陽能接收系統(tǒng)等 設(shè)備。以太陽能接收系統(tǒng)為例，目前大多數(shù)跟蹤系統(tǒng)的控制方式為機械傳動，控制形式為單 軸控制。太陽入射光和感光面垂直時利用率最高，隨著偏折角度變大而利用率變小，由于單 軸控制只能實現(xiàn)一個方位的控制，而太陽的運動軌跡不僅包括方位角方向的變化還包括俯 仰角(即太陽的入射角)的變化。目前的全天域跟蹤系統(tǒng)跟蹤定位以雙軸電機驅(qū)動為主，通 過測定當前經(jīng)緯度控制當前時間光伏組件的朝向，在姿態(tài)控制和保持過程中會消耗電能， 從而影響太陽能的利用效率，并且全天域跟蹤系統(tǒng)一般長期處于野外工作狀態(tài)，環(huán)境嚴苛， 工況惡劣，故障出現(xiàn)幾率高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種液壓控制的能 實現(xiàn)精確自動跟蹤、耗電少、可用于惡劣氣候的全天域跟蹤系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種全天域自動跟蹤系統(tǒng)，包括光 伏組件、安裝平臺、第一液壓缸、第二液壓缸、第三液壓缸、第一液壓缸安裝座、第二液壓缸 安裝座、第三液壓缸安裝座和用于調(diào)節(jié)液壓缸的行程的液壓控制動力單元，第一液壓缸安 裝座、第二液壓缸安裝座和第三液壓缸安裝座均安裝在安裝平臺上，安裝平臺上安裝有第 一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸，所述的第一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸均包括 缸體和活塞桿，第一液壓缸、第二液壓缸和第三液壓缸的缸體分別通過第一支鉸、第二支鉸 和第三支鉸與第一液壓缸安裝座、第二液壓缸安裝座和第三液壓缸安裝座連接，第一液壓 缸、第二液壓缸和第三液壓缸的活塞桿的端部分別通過第一萬向節(jié)、第二萬向節(jié)、第三萬向 節(jié)與光伏組件下表面的固定端連接，還包括用于控制液壓控制動力單元動作的電氣集中控 制系統(tǒng)和用于測量光伏組件所需的偏調(diào)值并將偏調(diào)值傳輸給電氣集中控制系統(tǒng)的追光傳 感器，追光傳感器的指向軸Z垂直于光伏組件表面。作為優(yōu)選，所述的第一液壓缸安裝座和第二液壓缸安裝座的安裝中心點的連線AB 垂直于第二液壓缸安裝座和第三液壓缸安裝座安裝中心點的連線BC，所述的第一支鉸的軸 中心線平行于第二液壓缸安裝座和第三液壓缸安裝座安裝中心點的連線BC，所述的第二支 鉸的軸中心線平行于第一液壓缸安裝座和第三液壓缸安裝座安裝中心點的連線AC，所述的 第三支鉸的軸中心線平行于第一液壓缸安裝座和第二液壓缸安裝座的安裝中心點的連線 AB。較佳的，還包括用于測量光伏組件的位置偏調(diào)值并將位置偏調(diào)值傳輸給電氣集中控制系統(tǒng)的傾斜傳感器，所述的傾斜傳感器的水平基準面平行于光伏組件表面。作為優(yōu)選，所述的傾斜傳感器為雙軸傾斜傳感器。為了提高耐腐蝕、耐磨損性能，作為優(yōu)選，所述的活塞桿為陶瓷涂層活塞桿。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明全天域自動跟蹤系統(tǒng)，采用三只液壓缸控制，三點確 定一空間平面，調(diào)節(jié)方便，易于控制。其液壓控制系統(tǒng)采用標準液壓元件即可實現(xiàn)多種功 能，耗電小、承載力大，傳動平穩(wěn)，易于實現(xiàn)高精度，且能實現(xiàn)無級變速；活塞桿可選用耐腐 蝕耐磨損性能好的材料，特別是陶瓷涂層活塞桿，其耐腐蝕、耐磨損性能極佳，可以在極其 惡劣的工作環(huán)境下長期工作；當系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時，液壓傳動系統(tǒng)能通過鎖定閥自鎖，不 需消耗電流來鎖定，整個系統(tǒng)處于低耗待機狀態(tài)，有效節(jié)約能源；外部電執(zhí)行元件少，一套 液壓系統(tǒng)可控制數(shù)套液壓缸，故數(shù)臺跟蹤裝置只需由一套液壓系統(tǒng)控制，液壓泵站閥組集 中放置，有利于對電系統(tǒng)做到比較完善的防護；各跟蹤裝置采用輪詢控制，有效的控制系統(tǒng) 功率消耗，實現(xiàn)能量利用的最大化；液壓系統(tǒng)的電控部分均采用模塊化元件構(gòu)成，通過模塊 堆疊比較容易實現(xiàn)系統(tǒng)擴展和重組；通過擴展安裝遠程模塊遠程控制，實現(xiàn)無人值守。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明全天域自動跟蹤系統(tǒng)最優(yōu)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中M處的放大圖。圖3是本發(fā)明全天域自動跟蹤系統(tǒng)中液壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、光伏組件，2、安裝平臺，3-1、第一液壓缸，3-2、第二液壓缸，3-3、第三液壓 缸，4-1、第一液壓缸安裝座，4-2、第二液壓缸安裝座，4-3、第三液壓缸安裝座，5、追光傳感 器，6、傾斜傳感器，7-1、第一支鉸，7-2、第二支鉸，7-3、第三支鉸，8-1、第一萬向節(jié)，8-2、第 二萬向節(jié)，8-3、第三萬向節(jié)，31、缸體，32、活塞桿，XY平面為光伏組件所在平面，Z軸為追光 傳感器的指向軸。
具體實施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以 示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示，本發(fā)明全天域自動跟蹤系統(tǒng)最優(yōu)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括光伏組 件1、安裝平臺2、第一液壓缸3-1、第二液壓缸3-2、第三液壓缸3-3、第一液壓缸安裝座 4-1、第二液壓缸安裝座4-2、第三液壓缸安裝座4-3和液壓控制動力單元，第一液壓缸安裝 座4-1、第二液壓缸安裝座4-2和第三液壓缸安裝座4-3均安裝在安裝平臺2上，安裝平臺 2上安裝有第一液壓缸3-1、第二液壓缸3-2和第三液壓缸3-3，所述的第一液壓缸3-1、第 二液壓缸3-2和第三液壓缸3-3均包括缸體31和活塞桿32，活塞桿32為陶瓷涂層活塞桿。第一液壓缸3-1、第二液壓缸3-2和第三液壓缸3-3的缸體分別通過第一支鉸 7-1、第二支鉸7-2和第三支鉸7-3與第一液壓缸安裝座4-1、第二液壓缸安裝座4_2和第三 液壓缸安裝座4-3連接，第一液壓缸3-1、第二液壓缸3-2和第三液壓缸3-3的活塞桿的端 部分別通過第一萬向節(jié)8-1、第二萬向節(jié)8-2、第三萬向節(jié)8-3與光伏組件1下表面的固定 端連接，還包括電氣集中控制系統(tǒng)和追光傳感器5，追光傳感器5的指向軸Z垂直于光伏組件1表面，追光傳感器5將測得的光伏組件1所需的偏調(diào)值傳輸給電氣集中控制系統(tǒng)，電氣 集中控制系統(tǒng)控制液壓控制動力單元動作，液壓控制動力單元通過調(diào)節(jié)液壓缸的行程控制 光伏組件的朝向。第一液壓缸安裝座4-1和第二液壓缸安裝座4-2的安裝中心點的連線AB垂直于 第二液壓缸安裝座4-2和第三液壓缸安裝座4-3安裝中心點的連線BC ；因方位角和俯仰角 的調(diào)整范圍不一樣，第一液壓缸安裝座4-1和第二液壓缸安裝座4-2的安裝中心點的距離 AB與第二液壓缸安裝座4-2和第三液壓缸安裝座4-3安裝中心點的距離BC可不必相等； 第一支鉸7-1的軸中心線平行于第二液壓缸安裝座4-2和第三液壓缸安裝座4-3安裝中心 點的連線BC，第二支鉸7-2的軸中心線平行于第一液壓缸安裝座4-1和第三液壓缸安裝座 4-3安裝中心點的連線AC,第三支鉸7-3的軸中心線平行于第一液壓缸安裝座4-1和第二 液壓缸安裝座4-2的安裝中心點的連線AB。第二液壓缸的缸體為中心支撐點，其功能用于 回轉(zhuǎn)中心支撐；第一液壓缸和第三液壓缸其中一個缸體用于俯仰控制，另一個缸體用于方 位控制。工作時，液壓缸的行程控制可通過與追光傳感器5發(fā)出的信號來控制。追光傳感 器5檢測太陽光的強弱，轉(zhuǎn)化分解為太陽光的入射方向與追光傳感器5的指向軸Z在俯仰 方向和方位方向的偏調(diào)值，傳輸給電氣集中控制系統(tǒng)。電氣集中控制系統(tǒng)根據(jù)偏調(diào)值控制 液壓系統(tǒng)驅(qū)動液壓缸作相應(yīng)動作，液壓缸調(diào)節(jié)行程來控制光伏組件1的俯仰方向和方位方 向，使追光傳感器5的偏調(diào)值趨近于零，太陽光入射方向與追光傳感器5的指向軸Z重合。 此時，光伏組件1正對太陽光，取得最大接收效率。還包括用于光伏組件1位置控制的雙軸傾斜傳感器6，雙軸傾斜傳感器6的水平基 準面平行于光伏組件表面，雙軸傾斜傳感器6將測得的光伏組件的偏調(diào)值傳輸給電氣集中 控制系統(tǒng)。在追光傳感器5有效的情況下可以用于極限位置控制，防止出現(xiàn)過偏調(diào)；當追光 傳感器5失效的狀態(tài)下，雙軸傾斜傳感器6可以根據(jù)外部數(shù)據(jù)來控制光伏組件1的傾斜角 度和朝向，以得到采集最大光能。光伏組件1檢修時，三個液壓缸可全部縮回，此時光伏組件1處于最低狀態(tài)，方便 維護更換；此狀態(tài)也可在極端氣候環(huán)境下作為組件收起防護之用。以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完 全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù) 性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.一種全天域自動跟蹤系統(tǒng)，包括光伏組件(1)、安裝平臺O)、第一液壓缸(3-1)、第 二液壓缸(3-2)、第三液壓缸(3-3)、第一液壓缸安裝座G-1)、第二液壓缸安裝座G-2)、 第三液壓缸安裝座(4- 和用于調(diào)節(jié)液壓缸的行程的液壓控制動力單元，其特征在于第 一液壓缸安裝座G-1)、第二液壓缸安裝座(4-2)和第三液壓缸安裝座(4-3)均安裝在安 裝平臺( 上，安裝平臺( 上安裝有第一液壓缸(3-1)、第二液壓缸(3- 和第三液壓缸 (3-3)，所述的第一液壓缸(3-1)、第二液壓缸(3- 和第三液壓缸(3- 均包括缸體(31) 和活塞桿(32)，第一液壓缸(3-1)、第二液壓缸(3- 和第三液壓缸(3-3)的缸體(31)分 別通過第一支鉸(7-1)、第二支鉸(7- 和第三支鉸(7- 與第一液壓缸安裝座G-1)、第 二液壓缸安裝座(4-2)和第三液壓缸安裝座(4-3)連接，第一液壓缸(3-1)、第二液壓缸 (3-2)和第三液壓缸(3-3)的活塞桿(3 的端部分別通過第一萬向節(jié)(8-1)、第二萬向節(jié) (8-2)、第三萬向節(jié)(8- 與光伏組件(1)下表面的固定端連接，還包括用于控制液壓控制 動力單元動作的電氣集中控制系統(tǒng)和用于測量光伏組件(1)所需的偏調(diào)值并將偏調(diào)值傳 輸給電氣集中控制系統(tǒng)的追光傳感器(5)，追光傳感器( 的指向軸Z垂直于光伏組件(1) 表面。
2.如權(quán)利要求1所述的全天域自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述的第一液壓缸安裝座 (4-1)和第二液壓缸安裝座(4-2)的安裝中心點的連線AB垂直于第二液壓缸安裝座(4-2) 和第三液壓缸安裝座(4-3)安裝中心點的連線BC，所述的第一支鉸(7-1)的軸中心線平行 于第二液壓缸安裝座(4-2)和第三液壓缸安裝座(4-3)安裝中心點的連線BC，所述的第二 支鉸(7-2)的軸中心線平行于第一液壓缸安裝座(4-1)和第三液壓缸安裝座(4-3)安裝中 心點的連線AC，所述的第三支鉸(7-3)的軸中心線平行于第一液壓缸安裝座(4-1)和第二 液壓缸安裝座G-2)的安裝中心點的連線AB。
3.如權(quán)利要求1所述的全天域自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于還包括用于測量光伏組件 (1)的位置偏調(diào)值并將位置偏調(diào)值傳輸給電氣集中控制系統(tǒng)的傾斜傳感器(6)，所述的傾 斜傳感器(6)的水平基準面平行于光伏組件(1)表面。
4.如權(quán)利要求3所述的全天域自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述的傾斜傳感器(6)為 雙軸傾斜傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的全天域自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述的活塞桿(32)為陶瓷涂層活塞桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全天域自動跟蹤系統(tǒng)，包括光伏組件、安裝平臺、液壓缸、液壓缸安裝座和調(diào)節(jié)液壓缸的行程的液壓控制動力單元，液壓缸安裝座均安裝在安裝平臺上，安裝平臺上安裝有液壓缸，液壓缸包括缸體和活塞桿，缸體通過支鉸與液壓缸安裝座連接，液壓缸的活塞桿的端部通過萬向節(jié)與光伏組件下表面的固定端連接，還包括用于控制液壓控制動力單元動作的電氣集中控制系統(tǒng)、用于測量光伏組件所需的偏調(diào)值的追光傳感器和用于測量光伏組件的位置偏調(diào)值的傾斜傳感器，傾斜傳感器水平基準面與光伏組件表面平行，追光傳感器的指向軸Z垂直于光伏組件表面。本發(fā)明全天域跟蹤系統(tǒng)可用于惡劣氣候，能實現(xiàn)精確自動跟蹤，耗電少。
文檔編號G05D3/12GK102109852SQ20111004427
公開日2011年6月29日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者吳國棟, 徐志峰, 朱琴玉, 陳鑫昌 申請人:江蘇武進液壓啟閉機有限公司