一种太阳能板角度调整装置

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1.本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种太阳能板角度调整装置。

背景技术：

2.由于太阳能具有丰富供应的特性，而且不会引起污染，更无燃烧其它自然资源而导致全球温室效应的后遗，因此太阳能作为重要的清洁能源，越来越受到高度重视。
3.随着太阳能技术领域的快速发展，太阳能设备广泛应用于各个领域中，对太阳能的利用主要是通过太阳能板将光能转化为电能，然而，太阳光的传播角度是随着地球的自转和公转实时变化，不同角度的太阳光影响着太阳能板的吸收和利用效率，而传统的太阳能板是固定在支架上，能源利用率有待提高。

技术实现要素：

4.为了能够克服太阳光照角度随时间实时变化，太阳能板难以充分利用光照的难题，本发明提出一种太阳能板角度调整装置，能提高太阳能的利用效率。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种太阳能板角度调整装置，包括基座、第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机、第四直线电机和支撑架，所述基座水平分布，所述第一直线电机设置在所述基座的一侧，且所述第一直线电机的动子上连接有第一摆动电缸，以带动所述第一摆动电缸水平横向位移，所述第二直线电机设置在所述基座上，所述第二直线电机的动子与所述第三直线电机连接，以带动所述第三直线电机水平横向位移，所述第三直线电机的动子与所述支撑架相连接，以带动所述支撑架上下位移，所述第四直线电机设置在所述基座的另一侧，且所述第四直线电机的动子上连接有第二摆动电缸，以带动所述第二摆动电缸水平横向位移，所述第一摆动电缸的输出轴、所述第二摆动电缸的输出轴与所述支撑架的顶部之间分别连接有钢丝绳，每根所述钢丝绳上固定有多个间隔分布的转轴，每个所述转轴上可转动连接有套筒，每个所述套筒上固定有太阳能板，所述支撑架上设置有用于调节多个所述套筒同步转动的调整机构。
6.作为优选，所述调整机构包括传动轴、多个绕绳组件和多个连接绳，所述传动轴竖向可转动连接在所述支撑架内，多个所述绕绳组件上下间隔设置在所述传动轴上，所述连接绳的一端铰接在所述套筒上，所述连接绳的另一端通过绕绳组件进行收卷。该结构中，传动轴可转动连接在支撑架内，绕绳组件上下间隔设置在所述传动轴上，这样当传动轴转动时，带动多个绕绳组件同步转动，绕绳组件的设置用于收卷连接绳，从而实现套筒以及太阳能电池板角度的调整，以便更充分利用太阳光。
7.作为优选，所述传动轴通过动力组件进行驱动，所述动力组件包括动力电机和联轴器，所述动力电机竖向固定在所述支撑架内，所述动力电机的输出轴与所述联轴器的下端相固定，所述传动轴的下端与所述联轴器的上端相固定，所述传动轴的上端与一设置在所述支撑架内的轴承座相连接。该结构中，动力组件的设置用于驱动传动轴转动，其包括动力电机和联轴器，联轴器起到连接传动轴和动力电机的作用，轴承座的设置则便于安装传
动轴的另一端，并使其能够顺畅转动，当动力电机启动时，通过联轴器就可以轻松带动传动轴转动。
8.作为优选，所述绕绳组件包括多个径向调整杆和同步驱动机构，多个所述径向调整杆周向均匀设置在所述传动轴的周侧，且每个所述述径向调整杆竖向分布，多个所述径向调整杆之间形成一供连接绳缠绕的卷绕空间，所述同步驱动机构设置在所述传动轴上，且用于驱动多个所述径向调整杆同步向外或向内运动，使得所述卷绕空间直径可调。该结构中，径向调整杆绕传动轴周向等距分布，连接绳缠绕在多个径向调整杆形成的卷绕空间上，径向调整杆的位置通过同步驱动机构进行调整，由于上下间隔分布的卷绕空间具有不同的绕线半径，因此具有不同的线速度，而同步驱动机构通过对径向调整杆的调节，使多个卷绕空间的直径呈线性变化，最终实现在相同时间下可缠绕不同长度的连接绳，实现不同位置太阳能板的位姿精调整。
9.作为优选，所述同步驱动机构包括固定套、移动套、第一连杆和第二连杆，所述固定套同轴固定在所述传动轴上，所述移动套与所述传动轴同轴分布，位于所述固定套的下方，且通过升降单元能轴向上下位移，所述第一连杆的上端铰接在所述固定套上，所述第一连杆的下端与所述径向调整杆的下端相铰接，所述第一连杆的中部与所述第二连杆的中部相铰接，所述第二连杆的上端开设有一滑槽，所述径向调整杆的上端设置有滑轴，所述滑轴滑动设于所述滑槽内，所述第二连杆的下端铰接在所述移动套上。该结构中，第一连杆和第二连杆呈交叉分布，第一连杆的上端围绕铰接点转动，第二连杆的下端也围绕铰接点转动，当第一连杆或第二连杆的位置产生变化时，能水平推动径向调整杆移动，本装置是采用升降单元带动移动套上下位移的方式，来使第二连杆的位置发生变化，具体而言，当升降单元带动移动套向上移动时，第二连杆的上端远离传动轴，滑轴也在滑槽内移动，使得径向调整杆远离传动轴，并且会带动第一连杆的下端也远离传动轴，最终扩大了该绕绳组件的绕线半径，反之，升降单元带动移动套向下移动时，径向调整杆靠近传动轴，缩小了该绕绳组件的绕线半径，如此径向调整杆的调整较为快速便捷。
10.作为优选，所述升降单元包括转动套以及力矩电机，所述转动套与所述传动轴同轴设置，且与所述传动轴之间留有间隙，所述转动套的上端通过轴承可转动连接在所述固定套的下端，所述力矩电机固定在所述固定套的下端，且所述力矩电机的转子与所述转动套相固定，所述转动套的下部通过螺纹与所述转动套相配合，以实现所述转动套的转动带动所述移动套升降。该结构中，转动套通过轴承连接在固定套的下端，转动较为顺畅，而转动套的转动是通过力矩电机进行驱动的，当力矩电机驱动转动套时，与转动套螺纹配合的移动套得以进行上下移动，从而实现径向调整杆位置的调整。
11.与现有技术相比，本发明的优点在于：（1）可根据不同时间的太阳，自动自适应调整每块太阳能板的角度，能够充分利用太阳能力；（2）调整过程包括钢丝绳统一粗调整所有太阳能板角度，再采用调整机构对每个太阳能板进一步精调整，即粗精两级调整方案，可有效提升调整效率和调整精度；（3）采用单动力源即可实现多个太阳能板的角度摆动，使装置结构更加紧凑，成本更加低廉，控制更加容易。
附图说明
12.图1为本发明的主视图；图2为本发明图1中a处的局部放大示意图；图3为本发明中动力组件与传动轴配合时的结构示意图；图4为本发明中调整机构的立体结构示意图；图5为本发明中绕绳组件的主视图。
具体实施方式
13.以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
14.实施例一：如图所示，一种太阳能板角度调整装置，包括基座1、第一直线电机21、第二直线电机22、第三直线电机23、第四直线电机24和支撑架3，基座1水平分布，第一直线电机21设置在基座1的一侧，且第一直线电机21的动子上连接有第一摆动电缸31，以带动第一摆动电缸31水平横向位移，第二直线电机22设置在基座1上，第二直线电机22的动子与第三直线电机23连接，以带动第三直线电机23水平横向位移，第三直线电机23的动子与支撑架3相连接，以带动支撑架3上下位移，第四直线电机24设置在基座1的另一侧，且第四直线电机24的动子上连接有第二摆动电缸32，以带动第二摆动电缸32水平横向位移，第一摆动电缸31的输出轴、第二摆动电缸32的输出轴与支撑架3的顶部之间分别连接有钢丝绳41，每根钢丝绳41上固定有多个间隔分布的转轴42，每个转轴42上可转动连接有套筒43，每个套筒43上固定有太阳能板44，支撑架3上设置有用于调节多个套筒43同步转动的调整机构5。
15.实施例二：如图所示，与实施例一不同的是，调整机构5包括传动轴7、多个绕绳组件6和多个连接绳8，传动轴7竖向可转动连接在支撑架3内，多个绕绳组件6上下间隔设置在传动轴7上，连接绳8的一端铰接在套筒43上，连接绳8的另一端通过绕绳组件6进行收卷。该结构中，传动轴7可转动连接在支撑架3内，绕绳组件6上下间隔设置在传动轴7上，这样当传动轴7转动时，带动多个绕绳组件6同步转动，绕绳组件6的设置用于收卷连接绳8，从而实现套筒43以及太阳能电池板角度的调整，以便更充分利用太阳光。
16.本实施例中，传动轴7通过动力组件9进行驱动，动力组件9包括动力电机91和联轴器92，动力电机91竖向固定在支撑架3内，动力电机91的输出轴与联轴器92的下端相固定，传动轴7的下端与联轴器92的上端相固定，传动轴7的上端与一设置在支撑架3内的轴承座93相连接。该结构中，动力组件9的设置用于驱动传动轴7转动，其包括动力电机91和联轴器92，联轴器92起到连接传动轴7和动力电机91的作用，轴承座93的设置则便于安装传动轴7的另一端，并使其能够顺畅转动，当动力电机91启动时，通过联轴器92就可以轻松带动传动轴7转动。
17.本实施例中，绕绳组件6包括多个径向调整杆61和同步驱动机构62，多个径向调整杆61周向均匀设置在传动轴7的周侧，且每个述径向调整杆61竖向分布，多个径向调整杆61之间形成一供连接绳8缠绕的卷绕空间，同步驱动机构62设置在传动轴7上，且用于驱动多个径向调整杆61同步向外或向内运动，使得卷绕空间直径可调。该结构中，径向调整杆61绕传动轴7周向等距分布，连接绳8缠绕在多个径向调整杆61形成的卷绕空间上，径向调整杆61的位置通过同步驱动机构62进行调整，由于上下间隔分布的卷绕空间具有不同的绕线半径，因此具有不同的线速度，而同步驱动机构62通过对径向调整杆61的调节，使多个卷绕空
间的直径呈线性变化，最终实现在相同时间下可缠绕不同长度的连接绳8，实现不同位置太阳能板44的位姿精调整。
18.实施例三：如图所示，与实施例二不同的是，同步驱动机构62包括固定套621、移动套622、第一连杆623和第二连杆624，固定套621同轴固定在传动轴7上，移动套622与传动轴7同轴分布，位于固定套621的下方，且通过升降单元63能轴向上下位移，第一连杆623的上端铰接在固定套621上，第一连杆623的下端与径向调整杆61的下端相铰接，第一连杆623的中部与第二连杆624的中部相铰接，第二连杆624的上端开设有一滑槽625，径向调整杆61的上端设置有滑轴626，滑轴626滑动设于滑槽625内，第二连杆624的下端铰接在移动套622上。该结构中，第一连杆623和第二连杆624呈交叉分布，第一连杆623的上端围绕铰接点转动，第二连杆624的下端也围绕铰接点转动，当第一连杆623或第二连杆624的位置产生变化时，能水平推动径向调整杆61移动，本装置是采用升降单元63带动移动套622上下位移的方式，来使第二连杆624的位置发生变化，具体而言，当升降单元63带动移动套622向上移动时，第二连杆624的上端远离传动轴7，滑轴626也在滑槽625内移动，使得径向调整杆61远离传动轴7，并且会带动第一连杆623的下端也远离传动轴7，最终扩大了该绕绳组件6的绕线半径，反之，升降单元63带动移动套622向下移动时，径向调整杆61靠近传动轴7，缩小了该绕绳组件6的绕线半径，如此径向调整杆61的调整较为快速便捷。
19.本实施例中，升降单元63包括转动套631以及力矩电机632，转动套631与传动轴7同轴设置，且与传动轴7之间留有间隙，转动套631的上端通过轴承可转动连接在固定套621的下端，力矩电机632固定在固定套621的下端，且力矩电机632的转子与转动套631相固定，转动套631的下部通过螺纹与转动套631相配合，以实现转动套631的转动带动移动套622升降。该结构中，转动套631通过轴承连接在固定套621的下端，转动较为顺畅，而转动套631的转动是通过力矩电机632进行驱动的，当力矩电机632驱动转动套631时，与转动套631螺纹配合的移动套622得以进行上下移动，从而实现径向调整杆61位置的调整。
20.上述实施例中，举例了采用螺纹配合带动移动套622上下运动的结构，其原理类似于丝杆螺母传动的形式，但是驱动移动套622的形式为多种，升降单元63还可以采用在固定套621的下端安装电缸，使电缸来带动移动套622上下运动，也可以采用直线模组的形式，使该直线模组的动子与移动套622相连接。
21.本装置的工作原理：多个太阳能板44分别有序铰接在钢丝绳41上，而其中一根钢丝绳41的下端铰接在第一摆动电缸31的输出轴上，上端铰接在支撑架3的顶部上，另一根钢丝绳41的下端铰接在第二摆动电缸32的输出轴上，上端铰接在支撑架3的顶部上，而第一直线电机21设置在基座1的一侧，第一摆动电缸31连接在第一直线电机21的动子上，因此第一摆动电缸31水平得以横向位移，同理，第四直线电机24设置在基座1的另一侧，第二摆动电缸32连接在第四直线电机24的动子上，以带动第二摆动电缸32水平横向位移，这样实现钢丝绳41了与支撑架3之间倾斜角度的调整；第二直线电机22设置在基座1上，第二直线电机22的动子与第三直线电机23连接，从而可以带动第三直线电机23水平横向位移，而第三直线电机23的动子与支撑架3相连接，从而带动支撑架3上下位移，间接的，在第二直线电机22和第三直线电机23的带动下，支撑架3具有水平以及竖向方向的自由度，最终来实现调整即实现多组太阳能板44姿态的粗调整。
22.待粗调整完毕后，动力电机91通过联轴器92驱动传动轴7旋转，传动轴7驱动多个绕绳组件6旋转缠绕连接绳8，实现不同太阳能板44的位姿精调整，具体而言，力矩电机632驱动转动套631旋转，由于转动套631与移动套622为螺纹连接，转动套631的旋转可驱动移动套622上下直线运动，移动套622的上下运动通过第一连杆623与第二连杆624的配合实现径向调整杆61水平位置的调节，即改变了卷绕空间的绕线半径，在同一动力源驱动下不同的绕线半径具有不同的线速度，相同时间下可缠绕不同长度的连接绳8，可实现不同太阳能板44的位姿精调整。
23.值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。

技术特征：

1.一种太阳能板角度调整装置，其特征在于：包括基座、第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机、第四直线电机和支撑架，所述基座水平分布，所述第一直线电机设置在所述基座的一侧，且所述第一直线电机的动子上连接有第一摆动电缸，以带动所述第一摆动电缸水平横向位移，所述第二直线电机设置在所述基座上，所述第二直线电机的动子与所述第三直线电机连接，以带动所述第三直线电机水平横向位移，所述第三直线电机的动子与所述支撑架相连接，以带动所述支撑架上下位移，所述第四直线电机设置在所述基座的另一侧，且所述第四直线电机的动子上连接有第二摆动电缸，以带动所述第二摆动电缸水平横向位移，所述第一摆动电缸的输出轴、所述第二摆动电缸的输出轴与所述支撑架的顶部之间分别连接有钢丝绳，每根所述钢丝绳上固定有多个间隔分布的转轴，每个所述转轴上可转动连接有套筒，每个所述套筒上固定有太阳能板，所述支撑架上设置有用于调节多个所述套筒同步转动的调整机构。2.根据权利要求1所述的一种太阳能板角度调整装置，其特征在于：所述调整机构包括传动轴、多个绕绳组件和多个连接绳，所述传动轴竖向可转动连接在所述支撑架内，多个所述绕绳组件上下间隔设置在所述传动轴上，所述连接绳的一端铰接在所述套筒上，所述连接绳的另一端通过所述绕绳组件进行收卷。3.根据权利要求2所述的一种太阳能板角度调整装置，其特征在于：所述传动轴通过动力组件进行驱动，所述动力组件包括动力电机和联轴器，所述动力电机竖向固定在所述支撑架内，所述动力电机的输出轴与所述联轴器的下端相固定，所述传动轴的下端与所述联轴器的上端相固定，所述传动轴的上端与一设置在所述支撑架内的轴承座相连接。4.根据权利要求2所述的一种太阳能板角度调整装置，其特征在于：所述绕绳组件包括多个径向调整杆和同步驱动机构，多个所述径向调整杆周向均匀设置在所述传动轴的周侧，且每个所述述径向调整杆竖向分布，多个所述径向调整杆之间形成一供连接绳缠绕的卷绕空间，所述同步驱动机构设置在所述传动轴上，且用于驱动多个所述径向调整杆同步向外或向内运动，使得所述卷绕空间直径可调。5.根据权利要求4所述的一种太阳能板角度调整装置，其特征在于：所述同步驱动机构包括固定套、移动套、第一连杆和第二连杆，所述固定套同轴固定在所述传动轴上，所述移动套与所述传动轴同轴分布，位于所述固定套的下方，且通过升降单元能轴向上下位移，所述第一连杆的上端铰接在所述固定套上，所述第一连杆的下端与所述径向调整杆的下端相铰接，所述第一连杆的中部与所述第二连杆的中部相铰接，所述第二连杆的上端开设有一滑槽，所述径向调整杆的上端设置有滑轴，所述滑轴滑动设于所述滑槽内，所述第二连杆的下端铰接在所述移动套上。6.根据权利要求5所述的一种太阳能板角度调整装置，其特征在于：所述升降单元包括转动套以及力矩电机，所述转动套与所述传动轴同轴设置，且与所述传动轴之间留有间隙，所述转动套的上端通过轴承可转动连接在所述固定套的下端，所述力矩电机固定在所述固定套的下端，且所述力矩电机的转子与所述转动套相固定，所述转动套的下部通过螺纹与所述转动套相配合，以实现所述转动套的转动带动所述移动套升降。

技术总结

本发明公开了一种太阳能板角度调整装置，包括基座、第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机、第四直线电机和支撑架，基座水平分布，第一直线电机设置在基座的一侧，且第一直线电机的动子上连接有第一摆动电缸，以带动第一摆动电缸水平横向位移，第二直线电机设置在基座上，第二直线电机的动子与第三直线电机连接，以带动第三直线电机水平横向位移，第三直线电机的动子与支撑架相连接，以带动支撑架上下位移，第四直线电机设置在基座的另一侧，且第四直线电机的动子上连接有第二摆动电缸，以带动第二摆动电缸水平横向位移，第一摆动电缸的输出轴、第二摆动电缸的输出轴与支撑架的顶部之间分别连接有钢丝绳；优点是能提高太阳能的利用效率。用效率。用效率。