一种用于追踪太阳高度的太阳能发电用支架

摘要

本发明涉及光伏支架领域，具体涉及一种用于追踪太阳高度的太阳能发电用支架，包括驱动装置、传动装置、检测装置和固定架，初始状态时，设置在固定架上的太阳能电池板让刚升起的太阳直射，启动驱动装置，带动调节盘以较小的转动速度随着太阳的转动而转动，随着太阳的上升和下降，温度逐渐升高然后再缓慢降低，检测装置根据温度变化，将温度变化的信号转变为运动信号，经过传动装置传动，使固定架发生转动，进而使太阳直射太阳能电池板提高太阳能的利用率，使太阳能产业中太阳能电池板的发电率发挥到最佳状态。

说明书

技术领域

本发明涉及光伏支架领域，具体涉及一种用于追踪太阳高度的太阳能发电用支架。

背景技术

太阳能是一种清洁环保而且可再生的能源。太阳能产业与传统煤电能源相比，可以大大降低碳排放量，减少环境污染，减少生态破坏，节约社会资源。太阳能的应用通常通过太阳能电池板，将吸收的太阳光能转换成电能。太阳能电池板通常通过支架设置在楼顶或地面上，当太阳入射光线方向垂直于太阳能电池板时，太阳能电池板发电效率最高，由于地球的自转及绕日公转等因素的影响，太阳光的方向是随着时间推移不断变化的。而现有技术中，一般以固定支架为主，其安装角度为经过优化后的最佳阳光照射角度，但由于其完全固定，无法针对阳光照射的角度调节太阳能电池板的安装角度，很难将太阳能产业中太阳能电池板的发电率发挥到最佳状态。

发明内容

本发明提供一种用于追踪太阳高度的太阳能发电用支架，以解决现有的太阳能电池板支架难以使太阳能电池板发电率发挥到最佳的问题。

本发明的一种用于追踪太阳高度的太阳能发电用支架采用如下技术方案：包括底板、调节盘、支撑架、固定架、检测装置、传动装置和驱动装置；底板水平设置；调节盘可转动地设置于底板上；支撑架固定设置于调节盘；固定架可转动地设置于支撑架上端，固定架用于固定太阳能电池板；检测装置包括第一检测组件和第二检测组件，第一检测组件可滑动的设置于调节盘，第一检测组件可根据一天内的温度变化而伸长和缩短；第二检测组件可转动且可滑动地设置于第一检测组件上，第二检测组件与固定架固定连接，第二检测组件用于检测在太阳不能直射太阳能电池板时，第二检测组件促使第一检测组件沿调节盘滑动；传动装置一端与检测装置配合连接、一端与固定架配合连接，以在第一检测组件伸长或缩短时，使固定架正向转动或反向转动；驱动装置用于驱动调节盘转动。

进一步地，第一检测组件包括第一检测块和滑动杆，第一检测块内部中空，第一检测块可滑动地设置于调节盘，滑动杆竖直设置，滑动杆下端可滑动地设置于第一检测块，以在温度升高时，第一检测块内部气体受热膨胀，使滑动杆向上滑动，以在温度降低时，第一检测块内部气体收缩，使滑动杆向下滑动；

第二检测组件包括固定杆、连接杆和两个检测单元；固定杆固定连接于固定架，且设置于固定架下方；连接杆中部可转动地设置于滑动杆；两个检测单元设置于固定杆两端，且与连接杆配合连接，以在太阳不能直射太阳能电池板时，检测单元使第一检测块沿调节盘滑动；

传动装置根据第一检测组件的第一检测块与第二检测组件的检测单元的变化，及时调整太阳能电池板的角度，使太阳直射太阳能电池板。

进一步地，检测单元包括第二检测块、第一活塞板和第二活塞板；第二检测块内部中空，中部设有可转动的齿轮柱，第一活塞板与第二活塞板的一端均可滑动地设置于第二检测块内部，且同时与齿轮柱啮合，第一活塞板的另一端固定连接于固定杆，第二活塞板的另一端与连接杆之间固定设有第一弹性件，以在其中一个检测单元的第二检测块内部气体受热膨胀时，第一活塞板与第二活塞板相互远离，使第一检测块沿调节盘滑动。

进一步地，传动装置包括第一传动组件、第二传动组件和第二调整组件，第一传动组件包括第一转动轮和转动套；第一转动轮可单向转动地设置于支撑架，第一转动轮侧壁与滑动杆的侧壁抵接，以在滑动杆向上滑动时，使第一转动轮转动；转动套内侧壁与第一转动轮啮合，转动套的转轴固定连接于固定架；

第二传动组件用于在太阳不能直射太阳能电池板时，且在第二检测组件使第一检测组件的滑动杆沿调节盘滑动时，第二传动组件使转动套反向转动固定角度，使太阳直射太阳能电池板；

第三传动组件在温度降低时促使固定架反向转动，使太阳直射太阳能电池板。

进一步地，第二传动组件包括第二转动轮，第二转动轮可单向转动地设置于支撑架，第二转动轮侧壁与滑动杆的侧壁抵接，第二转动轮与第一转动轮关于滑动杆对称设置，且第二转动轮与滑动杆的摩擦力小于第一转动轮与滑动杆的摩擦力，第二转动轮与转动套的内侧壁啮合，以在太阳不能直射太阳能电池板时，检测单元使第一检测块沿调节盘滑动，增加第二转动轮与滑动杆的摩擦力，带动转动套反向转动。

进一步地，第三传动组件包括第三转动轮、辅助块和转动杆，辅助块可沿第一检测块沿调节盘滑动的方向滑动地设置于支撑架；转动杆可转动的设置于辅助块，且与滑动杆配合连接，以在滑动杆上下滑动时，使转动杆转动；第三转动轮轴心与转动杆单向转动连接，第三转动轮的外侧壁与转动套内侧壁啮合，以在滑动杆向下互动时，第三转动轮带动转动套反向转动。

进一步地，支撑架中部固定设有限位板，限位板用于在夜间温度较低时，经过传动装置传动后阻碍固定架过度偏转。

进一步地，驱动装置包括电机和电机控制器，电机固定设置于底板上，电机的动力输出轴与调节盘配合连接；电机控制器用于控制电机的正向转动和反向转动。

进一步地，支撑架至少包括两个支杆，两个支杆下端固定连接于调节盘，其中一个支杆用于转动连接固定架，另一个支杆用于设置传动装置。

本发明的有益效果是：本发明的一种用于追踪太阳高度的太阳能发电用支架包括驱动装置、传动装置、检测装置和固定架，太阳升起时，固定架处于倾斜状态，使设置在固定架上的太阳能电池板被太阳直射，此时启动驱动装置，带动调节盘以较小的转动速度随着太阳的转动而转动，随着太阳的上升温度逐渐升高，使第一检测组件伸长，经过传动装置传动促使固定架沿支撑架发生角度偏转，在中午12点时，太阳升高至最高点，但温度还在继续上升，使第一检测组件继续伸长，此时太阳不能直射太阳能电池板，第二检测组件促使第一检测组件沿调节盘滑动，经过传动组件传动后，使固定架沿支撑架反向转动，使太阳直射太阳能电池板，在下午时温度逐渐降低，第一检测组件逐渐缩短，经过传动装置传动使固定架沿支撑架反向转动，使太阳始终直射太阳能电池板，检测装置根据温度变化，将温度变化的信号转变为运动信号，经过传动装置传动，使固定架发生转动，进而使太阳始终直射太阳能电池板，提高了太阳能的利用率，使太阳能产业中太阳能电池板的发电率发挥到最佳状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种用于追踪太阳高度的太阳能发电用支架的实施例的结构示意图；

图2为图1中调节盘、支撑架、第一检测组件和传动装置的连接关系结构示意图；

图3为图2的爆炸图；

图4为图3中A处的局部放大图；

图5为图3的反向视图；

图6为转动套、滑动杆、第二检测组件和固定架的连接关系结构示意图；

图7为图6的剖视图；

图8为图7中B处的局部放大图；

图9为滑动杆、连接杆和检测单元的连接关系结构示意图；

图10为检测单元的爆炸图；

图11为固定架、固定杆和转动套的连接关系结构示意图；

图12为底板与驱动装置的连接关系结构示意图。

图中：100、太阳能电池板；200、检测装置；210、第一检测块；211、滑动杆；212、第一滑槽；213、第二滑槽；214、第一摩擦面；215、第二摩擦面；220、固定杆；221、挡板；230、连接杆；240、检测单元；241、第一活塞板；242、第二检测块；243、齿轮柱；244、第二活塞板；250、第一弹簧；300、底板；301、支撑腿；400、调节盘；410、第一滑动槽；500、电机；501、电机控制器；610、第一转动轮；620、第二转动轮；630、第三转动轮；640、辅助块；641、伸缩块；642、导向块；643、限位块；650、转动杆；660、转动套；700、支撑架；701、第二滑动槽；710、固定架；720、限位板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种用于追踪太阳高度的太阳能发电用支架的实施例，如图1至图12所示，包括底板300、调节盘400、支撑架700、固定架710、检测装置200、传动装置和驱动装置。底板300水平设置；调节盘400可转动地设置于底板300上。支撑架700固定设置于调节盘400；固定架710可转动地设置于支撑架700上端，固定架710用于固定太阳能电池板100。检测装置200包括第一检测组件和第二检测组件，第一检测组件可滑动的设置于调节盘400，第一检测组件可根据一天内的温度变化而伸长和缩短。第二检测组件可转动且可滑动地设置于第一检测组件上，第二检测组件与固定架710固定连接，第二检测组件用于检测在太阳不能直射太阳能电池板100时，第二检测组件促使第一检测组件沿调节盘400滑动。传动装置一端与检测装置200配合连接、一端与固定架710配合连接，以在第一检测组件伸长或缩短时，使固定架710正向转动或反向转动。驱动装置用于驱动调节盘400转动。

太阳升起时，固定架710处于倾斜状态，使太阳刚升起时就直射设置在固定架710上的太阳能电池板100，此时启动驱动装置，带动调节盘400以较小的转动速度随着太阳的转动而转动，随着太阳的上升温度逐渐升高，使第一检测组件伸长，经过传动装置传动促使固定架710沿支撑架700发生角度偏转，在中午12点时，太阳升高至最高点，但温度还在继续上升，使第一检测组件继续伸长，此时太阳不能直射太阳能电池板100，第二检测组件促使第一检测组件沿调节盘400滑动，经过传动组件传动后，使固定架710沿支撑架700反向转动，使太阳直射太阳能电池板100，在下午时温度逐渐降低，第一检测组件逐渐缩短，经过传动装置传动使固定架710沿支撑架700反向转动，使太阳始终直射太阳能电池板100。

在另一实施例中，如图2至图10所示，第一检测组件包括第一检测块210和滑动杆211，第一检测块210内部中空，第一检测块210可滑动地设置于调节盘400，滑动杆211竖直设置，滑动杆211下端可滑动地设置于第一检测块210，以在温度升高时，第一检测块210内部气体受热膨胀，使滑动杆211向上滑动，以在温度降低时，第一检测块210内部气体收缩，使滑动杆211向下滑动。第二检测组件包括固定杆220、连接杆230和两个检测单元240。固定杆220固定连接于固定架710，且设置于固定架710下方；连接杆230中部可转动地设置于滑动杆211。两个检测单元240设置于固定杆220两端，且与连接杆230配合连接，以在太阳不能直射太阳能电池板100时，检测单元240使第一检测块210沿调节盘400滑动。传动装置根据第一检测组件的第一检测块210与第二检测组件的检测单元240的变化，及时调整太阳能电池板100的角度，使太阳直射太阳能电池板100，根据太阳照射太阳能电池板100时的温度变化，检测装置200根据气体的热胀冷缩，使伸缩杆和连接杆230做出相应的运动，经过传动装置传动后使固定架710沿支撑架700做出相应的转动，进而使太阳能电池板100始终受到太阳的直射。

在另一实施例中，如图5至图11所示，检测单元240包括第二检测块242、第一活塞板241和第二活塞板244；第二检测块242内部中空，中部设有可转动的齿轮柱243，第一活塞板241与第二活塞板244的一端均可滑动地设置于第二检测块242内部，且同时与齿轮柱243啮合，第一活塞板241的另一端固定连接于固定杆220，第二活塞板244的另一端与连接杆230之间固定设有第一弹性件，以在其中一个检测单元240的第二检测块242内部气体受热膨胀时，第一活塞板241与第二活塞板244相互远离，使第一检测块210沿调节盘400滑动。在中午12点时，太阳上升至最高状态，然而温度还在上升，第一检测块210内部气体继续受热膨胀，使滑动块继续向上滑动，经过传动装置传动，使固定架710沿支撑架700进一步发生偏转，此时太阳不能直射太阳能电池板100，随着太阳能电池板100的偏转使初始状态被太阳能电池板100遮挡的两个检测单元240中的其中一个逐渐被太阳直射，第二检测块242内部的气体受热膨胀，推动第一活塞板241与第二活塞板244相互远离，推动连接杆230向固定杆220的一侧滑动，由于连接杆230仅可转动的连接滑动杆211，使滑动杆211沿调节盘400滑动，经过传动装置传动，使固定架710沿支撑架700反向转动，进而使太阳再次直射太阳能电池板100。

在另一实施例中，如图2至图6所示，传动装置包括第一传动组件、第二传动组件和第二调整组件，第一传动组件包括第一转动轮610和转动套660。第一转动轮610可单向转动地设置于支撑架700，第一转动轮610侧壁与滑动杆211的侧壁抵接，以在滑动杆211向上滑动时，使第一转动轮610转动。转动套660内侧壁与第一转动轮610啮合，转动套660的转轴固定连接于固定架710。第二传动组件用于在太阳不能直射太阳能电池板100时，且在第二检测组件使第一检测组件的滑动杆211沿调节盘400滑动时，第二传动组件使转动套660反向转动固定角度，使太阳直射太阳能电池板100。第三传动组件在温度降低时促使固定架710反向转动，使太阳直射太阳能电池板100。根据第一检测组件与第二检测组件中的第一检测块210和第二检测块242内部气体的热胀冷缩程度，改变第一传动组件、第二传动组件和第三传动组件之间对固定架710的转动效果，使太阳直射太阳能电池板100，以提高太阳能的利用率。

在另一实施例中，如图2、3、6、11所示，第二传动组件包括第二转动轮620，第二转动轮620可单向转动地设置于支撑架700，第二转动轮620侧壁与滑动杆211的侧壁抵接，第二转动轮620与第一转动轮610关于滑动杆211对称设置，且第二转动轮620与滑动杆211的摩擦力小于第一转动轮610与滑动杆211的摩擦力，第二转动轮620与转动套660的内侧壁啮合，以在太阳不能直射太阳能电池板100时，检测单元240使第一检测块210沿调节盘400滑动，增加第二转动轮620与滑动杆211的摩擦力，带动转动套660反向转动，进而使固定架710沿支撑架700反向转动，使太阳能电池板100被太阳直射。

在另一实施例中，如图2至图5所示，第三传动组件包括第三转动轮630、辅助块640和转动杆650，辅助块640可沿第一检测块210沿调节盘400滑动的方向滑动地设置于支撑架700。转动杆650可转动的设置于辅助块640，且与滑动杆211配合连接，以在滑动杆211上下滑动时，使转动杆650转动；第三转动轮630轴心与转动杆650单向转动连接，第三转动轮630的外侧壁与转动套660内侧壁啮合，以在滑动杆211向下互动时，第三转动轮630带动转动套660反向转动，在太阳下降时，温度逐渐降低，使第一检测块210和两个第二检测块242内部的气体收缩，滑动杆211向下滑动，带动转动套660反向转动，进而使固定架710沿支撑架700反向转动，随着太阳的下落太阳能电池板100被太阳直射，提高太阳能的利用率。

在另一实施例中，调节盘400上端开设有第一滑动槽410，第一检测块210可滑动的设置于第一滑动槽410内。

在另一实施例中，如图2、3、5所示，滑动杆211前后两侧开设有沿滑动杆211杆长方向的第一滑槽212和第二滑槽213，转动杆650可滑动且可转动的设置于第二滑槽213内。连接杆230中部可滑动且转动地设置于第一滑槽212。滑档杆另外两侧壁分别为第一摩擦面214和第二摩擦面215，且第一摩擦面214的粗糙度大于第二摩擦面215的粗糙度，且第一转动轮610与第一摩擦面214抵接，第二转动轮620与第二摩擦面215抵接，以在第一检测块210沿第一滑动槽410滑动时，第二转动轮620与第二摩擦面215之间的摩擦力大于第一转动轮610与第一摩擦面214的摩擦力。

在另一实施例中，如图5所示，支撑架700中部固定设有限位板720，限位板720用于在夜间温度较低时，经过传动装置传动后阻碍固定架710过度偏转。

在另一实施例中，驱动装置包括电机500和电机控制器501，电机500固定设置于底板300上，电机500的动力输出轴与调节盘400配合连接；电机控制器501用于控制电机500的正向转动和反向转动。

在另一实施例中，支撑架700至少包括两个支杆，两个支杆下端固定连接于调节盘400，其中一个支杆用于转动连接固定架710，另一个支杆用于设置传动装置，其中一个支杆上端开设有与第一滑动槽410方向一致的第二滑动槽701，辅助块640可滑动地设置于第二滑动槽701内，以使转动杆650始终在第二滑槽213内。

在另一实施例中，辅助块640包括导向块642、伸缩块641和限位块643，导向块642可滑动地设置与第二滑动槽701内，限位块643固定设置于导向块642，使导向块642仅可沿第二滑动槽701滑动。导向块642内部中空，伸缩块641可滑动地设置于导向块642内部，且伸缩块641与导向块642内部之间设有第二弹性件，转动杆650可转动地设置于伸缩块641，以在辅助块640被滑动杆211带动沿第二导向槽滑动时，第三转动轮630被转动套660挤压，使伸缩块641向导向块642内部滑动。

在另一实施例中，固定杆220内部中空，中部设有两个间隔的挡板221，第二检测块242可滑动的设置于固定杆220内部，且检测单元240的第二活塞板244与挡板221固定连接，以在两个第二检测块242内部气体受热膨胀后，第一活塞板241与第二活塞板244相互远离，由于第二活塞板244与挡板221固定连接，使两个第二检测块242相互远离，进行压缩第一弹性件。

在另一实施例中，第一弹性件为第一弹簧250，第一弹簧250固定设置于连接杆230与第一活塞板241之间。第二弹性件为第二弹簧，第二弹簧固定设置于伸缩块641与导向块642内部之间，以在第三转动轮630被转动套660挤压使，第二弹簧被压缩，使伸缩块641向导向块642内部滑动。底板300下端固定设有多个支撑腿301，使底板300保持稳定。

结合上述实施例，本发明的使用原理和工作过程如下：

工作时，调整太阳能电池板100的角度，使早上6点刚升起的太阳直射太阳能电池板100，此时启动电机500，随着电机500的转动使太阳能电池板100转动始终与太阳东升西落的速度一致，根据白天一天的温度变化经过检测装置200与传动装置传动使太阳能电池板100发生角度偏转，使太阳能电池板100始终受到太阳的直射，提高太阳能的资源利用率。

上午时，随着太阳的上升，温度逐渐升高，第一检测块210内部的气体受热膨胀，推动设置在检测块内部的滑动杆211向上滑动，设置在支杆的第一转动轮610与第二转动轮620均与滑动杆211接触，在滑动杆211向上滑动时，带动第一转动轮610顺时针转动，第二转动轮620逆时针转动，由于滑动杆211的两个侧面的粗糙度不同，与第一转动轮610接触的第一摩擦面214更为粗糙，且初始状态时第一转动轮610与第一摩擦面214的挤压力大于第二转动轮620与第二摩擦面215的挤压力，使第一转动轮610比第二转动轮620的摩擦力大。由于转动套660的内侧壁均与第一转动轮610和第二转动轮620啮合，在第一转动轮610的带动下转动套660顺时针转动，转动套660与固定架710固定连接，使设置在固定架710的太阳能电池板100顺时针转动，使太阳直射太阳能电池板100。

在上午12点时，太阳升高至最高状态，但是温度还在继续上升，第一检测块210内部的气体继续膨胀，滑动块继续上升，经过第一转动轮610驱动使固定架710继续顺时针转动，但是由于12点以后，太阳开始下落，太阳能电池板被太阳直射时，固定架710完全将固定杆遮挡，此时由于固定架710顺时针转动使太阳能电池板100不再被太阳直射，设置在固定架710下方的固定杆220一端被太阳直射，由于检测单元240设置于固定架710的两端，其中一个检测单元240受到太阳的直射时，其中一个检测单元240的第二检测块242内部气体膨胀，使其检测单元240中的第一活塞板241与第二活塞板244相互远离，由于第二活塞板244固定连接于挡板221，使第二检测块242沿固定杆220内部滑动，同时与之对应的第一弹簧250，在第一弹簧250的作用下使连接杆230具有向一侧滑动的力，连接杆230中部可转动且可上下滑动地设置于第一滑槽212内，由于滑动杆211可滑动地设置于第一滑动槽410内，在第一弹簧250的作用使滑动杆211沿第一滑动槽410滑动，由于第一转动轮610与第二转动轮620仅可转动地设置于支杆，在滑动杆211滑动时，改变了第一转动轮610与滑动杆211的之间的摩擦力，使第二转动轮620与滑动杆211之间的摩擦力大于第一转动轮610与滑动杆211之间的摩擦力，由于第二转动轮620此时逆时针转动，在第二转动轮620逆时针转动的带动下使固定架710逆时针转动，使太阳能电池板100再次被太阳直射，检测单元240再次被固定架710遮挡，第二检测块242内部的气体收缩。

随着太阳的下落，温度逐渐降低，第一检测块210内部的气体收缩，滑动杆211向下滑动，由于第一转动轮610与第二转动轮620均为单向转动轮，仅在滑动杆211上升时转动。转动杆650可转动且可沿滑动杆211的第二滑槽213滑动，由于转动杆650上设有仅可单向转动的第三转动轮630，且第三转动轮630与转动套660内侧壁啮合，仅在滑动杆211下降时，转动杆650逆时针转动带动第三转动轮630逆时针转动，带动转动套660转动，使固定架710逆时针转动，进而使太阳能电池板100逐渐逆时针转动，在固定架710转动至初始位置时，限位板720阻碍固定架710继续转动，使太阳能电池板100恢复至初始角度，此时通过控制电机控制器501使电机500反向转动，使调节盘400反向转动，恢复初始状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。