一种建筑屋顶太阳能板用集光装置及其使用方法

技术领域

本发明属于集光装置领域，具体为一种建筑屋顶太阳能板用集光装置及其使用方法。

背景技术

现有生活中，太阳能电池又称为太阳能芯片或光电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，单体太阳能电池不能直接做电源使用，作电源必须将若干单体太阳能电池串、并联连接和严密封装成组件，太阳能板，也叫太阳能电池组件，是由多个太阳能电池片按组装的组装件，是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分，而随着节能减排理念的深入人心，在建筑的屋顶常常会安装太阳能板集光装置来对太阳能进行采集，然后转换成电能进行储存，从而达到节约电能的目的。

但是现有的太阳能板用集光装置在进行实际的使用时，大都只是通过螺钉进行安装，使其保持同一位置，其朝向与倾斜角度均无法改变，从而导致传统的太阳能板用集光装置大都只能在特定的时间进行吸收的太阳能的工作，使得集光效果较差，不利于实际的使用，同时现有的太阳能板用集光装置在进行使用时，大都无法根据实际的需求对其集光效率进行调节，从而无法在不同的环境下进行适应性工作，此外，现有的太阳能板用集光装置在进行裸露使用时，其顶部会沾染一定的灰尘，而长时间的灰尘堆积将会影响太阳能板用集光装置顶部的集光效果。

发明内容：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种建筑屋顶太阳能板用集光装置及其使用方法，解决了背景技术中提到的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

一种建筑屋顶太阳能板用集光装置，包括安装板，所述安装板顶部的四角均开设有安装孔，所述安装板顶部的两端均固定连接有第一固定板，所述安装板的顶部且位于两个第一固定板之间固定连接有底座，所述底座的两侧且位于第一固定板的一侧均固定连接有第二固定板，所述第一固定板与对应的第二固定板之间均固定安装有第一太阳能板，所述底座的内部开设有第一传动槽，所述第一传动槽的内部设置有旋转调节机构，所述旋转调节机构的顶部延伸至底座的顶部且设置有角度调节机构，所述角度调节机构的顶部设置有伸缩调节机构，所述伸缩调节机构的顶部设置有清洁机构。

作为优选，所述旋转调节机构包括第一伺服电机，所述第一传动槽内壁底部的一端固定安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴固定连接有第一主动齿轮，所述第一传动槽内壁的底部且位于第一伺服电机的一侧固定安装有无线信号收发器，所述第一传动槽内壁的底部且位于无线信号收发器的一侧转动连接有转动轴，所述转动轴的外侧且位于第一主动齿轮的一侧固定连接有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合连接，所述第一传动槽内壁的底部且位于转动轴的一侧固定安装有PLC控制器，所述第一传动槽内壁的底部且位于PLC控制器的一侧固定安装有蓄电池。

作为优选，所述角度调节机构包括转动板，所述转动轴的顶部延伸至底座的顶部且固定连接有U字形结构的转动板，所述转动板的两侧均开设有通槽，两个所述通槽的内部之间滑动连接有横杆，所述横杆外侧的两端均转动连接有第一连接杆，所述横杆的两端均贯穿通槽延伸至转动板的外侧且固定连接有挡板，所述横杆的中部固定连接有第一滑块，所述转动板顶部的一端固定连接有第三固定板，所述转动板的顶部远离第三固定板的一端固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴通过联轴器固定连接有第一丝杆，所述第一丝杆远离第二伺服电机的一端与第三固定板转动连接，所述第一滑块的底部与第一丝杆的外侧螺纹连接，所述第一滑块的底部与转动板的顶部滑动连接。

作为优选，所述伸缩调节机构包括调节板，所述转动板的顶部远离第二伺服电机的一端转动连接有调节板，所述第一连接杆远离横杆的一端均与调节板的底部转动连接，所述调节板的底部开设有第二传动槽，所述调节板的两侧均开设有收缩槽，所述收缩槽均与第二传动槽的内部相通，所述第二传动槽内壁的两侧均开设有滑槽，所述滑槽的内部均滑动连接有第二滑块，对应两个所述第二滑块之间均固定连接有第二太阳能板，所述第二太阳能板远离第二滑块的一端均延伸至对应的收缩槽的内部且与收缩槽滑动连接，所述第二太阳能板远离收缩槽的一端均转动连接有两个第二连接杆，所述滑槽的内壁且位于两个第二太阳能板之间均转动连接有第二丝杆，所述第二丝杆的外侧均螺纹连接有第三滑块，所述第三滑块均与第二传动槽的内壁滑动连接，所述第二连接杆远离第二太阳能板的一端均与对应的第三滑块转动连接，两个所述第二丝杆之间固定连接有转动杆，所述转动杆的外侧固定连接有第二从动齿轮，所述第二传动槽的内部且位于转动杆的一侧固定安装有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴固定连接有第二主动齿轮，所述第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合连接。

作为优选，所述清洁机构包括第五固定板，所述调节板的顶部远离第二伺服电机的一端固定连接有第五固定板，所述调节板的顶部远离第五固定板的一端固定连接有防护罩，所述第五固定板与防护罩内壁的一端之间固定连接有滑杆，所述滑杆的外侧滑动连接有第四滑块，所述调节板的顶部且位于滑杆的一侧固定连接有齿条，所述第五固定板与防护罩的内壁远离滑杆的一端之间转动连接有第三丝杆，所述第三丝杆的外侧螺纹连接有第五滑块，所述第四滑块与第五滑块之间转动连接有清洁滚轮，所述清洁滚轮的外侧与调节板的顶部相接触，所述清洁滚轮中心轴的外侧且位于齿条的正上方固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮与齿条啮合连接，所述调节板的顶部且位于齿条与第三丝杆之间镶嵌安装有第三太阳能板，所述防护罩的外侧固定连接有防护盒，所述第三丝杆远离第五固定板的一端贯穿防护罩延伸至防护盒的内部且固定连接有第一锥齿轮，所述防护盒的内部远离第一锥齿轮的一端固定安装有第四伺服电机，所述第四伺服电机的输出轴固定连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接，所述防护罩的顶部固定安装有光敏传感器。

作为优选，所述底座的顶部开设有圆环形结构的限位槽，所述转动板底部的两端且位于限位槽的正上方均固定连接有两个第四固定板，对应两个所述第四固定板之间均转动连接有限位滚轮，所述限位滚轮的底部均延伸至限位槽的内部且与限位槽滚动连接。

作为优选，所述第一从动齿轮与第一主动齿轮的直径之比为五比一，所述第二主动齿轮与第二从动齿轮的直径之比为一比三。

作为优选，所述第一伺服电机、第一太阳能板、无线信号收发器、蓄电池、第二伺服电机、第二太阳能板、第三伺服电机、第三太阳能板、第四伺服电机、光敏传感器均与PLC控制器电性连接。

一种建筑屋顶太阳能板用集光装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、在使用时，首先将设备通过安装孔安装在指定的建筑屋顶位置上，然后将无线信号收发器与外界远程控制终端通过互联网进行连接，然后即可通过蓄电池为设备供电，同时通过第一太阳能板、第二太阳能板与第三太阳能板吸收太阳能为蓄电池进行储电，同时为外界用电设备提供电能；

S2、当设备在进行工作时，通过光敏传感器检测太阳光，然后传递信号给PLC控制器，通过PLC控制器控制第一伺服电机工作，带动第一主动齿轮转动，从而带动第一从动齿轮与转动轴进行转动，进而达到调节第三太阳能板的朝向的目的，同时通过PLC控制器控制第二伺服电机工作，带动第一丝杆转动，从而带动第一滑块与横杆在通槽的限位作用下进行移动，进而通过第一连接杆的转动，推动调节板进行转动，从而达到调节第三太阳能板的倾斜角度的目的，使得第三太阳能板可以跟随太阳的移动进行朝向与倾斜角度自动调节；

S3、当需要提高设备的集光效率时，可通过远程终端传递控制信息给无线信号收发器，无线信号收发器将控制信息传递给PLC控制器，通过PLC控制器控制第三伺服电机工作，带动第二丝杆转动，从而带动两个第三滑块向中间移动，进而通过第二连接杆的转动来推动第二太阳能板伸出至调节板的外侧，从而增加设备的光照面积，进而达到提高设备集光效率的目的；

S4、当需要对第三太阳能板的顶部进行清洁时，可通过远程终端传递控制信息给无线信号收发器，无线信号收发器将控制信息传递给PLC控制器，通过PLC控制器控制第四伺服电机工作，带动第二锥齿轮进行转动，从而带动第一锥齿轮与第三丝杆进行转动，进而带动第四滑块、第五滑块与清洁滚轮在滑杆的限位作用下进行移动，同时通过传动齿轮与齿条之间的配合，使得清洁滚轮在移动的同时进行转动，从而通过转动的清洁滚轮对第三太阳能板的顶部进行清洁。

本发明的有益效果是：本发明结构紧凑，操作简单便捷，实用性强，通过设置旋转调节机构与角度调节机构，并配合光敏传感器，使得设备能够根据太阳进行朝向以及角度的调节，从而极大的提高了设备的光照时间，进而提高了对太阳能的利用率，同时通过设置伸缩调节机构，使得设备能够自由的对两块辅助太阳能板进行伸缩调节，从而能够达到改变设备集光效率的目的，有利于实际的使用，此外，通过设置清洁机构，能够对设备顶部堆积的灰尘进行清洁，从而有效的保证了设备的集光效果。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明内部结构示意图；

图3是本发明角度调节机构顶部结构示意图；

图4为图2中A处的放大图；

图5是本发明伸缩调节机构底部结构示意图；

图6是本发明清洁机构顶部结构示意图。

图中：1、安装板；2、安装孔；3、第一固定板；4、底座；5、第二固定板；6、第一太阳能板；7、第一传动槽；8、旋转调节机构；81、第一伺服电机；82、第一主动齿轮；83、无线信号收发器；84、转动轴；85、第一从动齿轮；86、PLC控制器；87、蓄电池；9、角度调节机构；91、转动板；92、通槽；93、横杆；94、第一连接杆；95、挡板；96、第一滑块；97、第三固定板；98、第二伺服电机；99、第一丝杆；910、限位槽；911、第四固定板；912、限位滚轮；10、伸缩调节机构；101、调节板；102、第二传动槽；103、收缩槽；104、滑槽；105、第二滑块；106、第二太阳能板；107、第二连接杆；108、第二丝杆；109、第三滑块；1010、转动杆；1011、第二从动齿轮；1012、第三伺服电机；1013、第二主动齿轮；11、清洁机构；111、第五固定板；112、防护罩；113、滑杆；114、第四滑块；115、齿条；116、第三丝杆；117、第五滑块；118、清洁滚轮；119、传动齿轮；1110、第三太阳能板；1111、防护盒；1112、第一锥齿轮；1113、第四伺服电机；1114、第二锥齿轮；1115、光敏传感器。

具体实施方式：

如图1-6所示，本具体实施方式采用以下技术方案：

实施例：

一种建筑屋顶太阳能板用集光装置，包括安装板1，所述安装板1顶部的四角均开设有安装孔2，通过安装孔2便于更好的对设备整体进行安装与固定；所述安装板1顶部的两端均固定连接有第一固定板3，所述安装板1的顶部且位于两个第一固定板3之间固定连接有底座4，所述底座4的两侧且位于第一固定板3的一侧均固定连接有第二固定板5，所述第一固定板3与对应的第二固定板5之间均固定安装有第一太阳能板6，所述底座4的内部开设有第一传动槽7，所述第一传动槽7的内部设置有旋转调节机构8，所述旋转调节机构8的顶部延伸至底座4的顶部且设置有角度调节机构9，所述角度调节机构9的顶部设置有伸缩调节机构10，所述伸缩调节机构10的顶部设置有清洁机构11。

其中，所述旋转调节机构8包括第一伺服电机81，所述第一传动槽7内壁底部的一端固定安装有第一伺服电机81，所述第一伺服电机81的输出轴固定连接有第一主动齿轮82，所述第一传动槽7内壁的底部且位于第一伺服电机81的一侧固定安装有无线信号收发器83，无线信号收发器83的型号为nRF24LE1；所述第一传动槽7内壁的底部且位于无线信号收发器83的一侧转动连接有转动轴84，所述转动轴84的外侧且位于第一主动齿轮82的一侧固定连接有第一从动齿轮85，所述第一从动齿轮85与第一主动齿轮82啮合连接，所述第一传动槽7内壁的底部且位于转动轴84的一侧固定安装有PLC控制器86，PLC控制器86的型号为S7-200；所述第一传动槽7内壁的底部且位于PLC控制器86的一侧固定安装有蓄电池87，通过设置旋转调节机构8，便于更好的对设备的朝向进行调节。

其中，所述角度调节机构9包括转动板91，所述转动轴84的顶部延伸至底座4的顶部且固定连接有U字形结构的转动板91，所述转动板91的两侧均开设有通槽92，两个所述通槽92的内部之间滑动连接有横杆93，所述横杆93外侧的两端均转动连接有第一连接杆94，所述横杆93的两端均贯穿通槽92延伸至转动板91的外侧且固定连接有挡板95，所述横杆93的中部固定连接有第一滑块96，所述转动板91顶部的一端固定连接有第三固定板97，所述转动板91的顶部远离第三固定板97的一端固定安装有第二伺服电机98，所述第二伺服电机98的输出轴通过联轴器固定连接有第一丝杆99，所述第一丝杆99远离第二伺服电机98的一端与第三固定板97转动连接，所述第一滑块96的底部与第一丝杆99的外侧螺纹连接，所述第一滑块96的底部与转动板91的顶部滑动连接，通过设置角度调节机构9便于更好的对设备的倾斜角度进行调节。

其中，所述伸缩调节机构10包括调节板101，所述转动板91的顶部远离第二伺服电机98的一端转动连接有调节板101，所述第一连接杆94远离横杆93的一端均与调节板101的底部转动连接，所述调节板101的底部开设有第二传动槽102，所述调节板101的两侧均开设有收缩槽103，所述收缩槽103均与第二传动槽102的内部相通，所述第二传动槽102内壁的两侧均开设有滑槽104，所述滑槽104的内部均滑动连接有第二滑块105，对应两个所述第二滑块105之间均固定连接有第二太阳能板106，所述第二太阳能板106远离第二滑块105的一端均延伸至对应的收缩槽103的内部且与收缩槽103滑动连接，所述第二太阳能板106远离收缩槽103的一端均转动连接有两个第二连接杆107，所述滑槽104的内壁且位于两个第二太阳能板106之间均转动连接有第二丝杆108，所述第二丝杆108的外侧均螺纹连接有第三滑块109，所述第三滑块109均与第二传动槽102的内壁滑动连接，所述第二连接杆107远离第二太阳能板106的一端均与对应的第三滑块109转动连接，两个所述第二丝杆108之间固定连接有转动杆1010，所述转动杆1010的外侧固定连接有第二从动齿轮1011，所述第二传动槽102的内部且位于转动杆1010的一侧固定安装有第三伺服电机1012，所述第三伺服电机1012的输出轴固定连接有第二主动齿轮1013，所述第二主动齿轮1013与第二从动齿轮1011啮合连接，通过伸缩调节机构10便于更好的对设备的集光效率进行调节。

其中，所述清洁机构11包括第五固定板111，所述调节板101的顶部远离第二伺服电机98的一端固定连接有第五固定板111，所述调节板101的顶部远离第五固定板111的一端固定连接有防护罩112，所述第五固定板111与防护罩112内壁的一端之间固定连接有滑杆113，所述滑杆113的外侧滑动连接有第四滑块114，所述调节板101的顶部且位于滑杆113的一侧固定连接有齿条115，所述第五固定板111与防护罩112的内壁远离滑杆113的一端之间转动连接有第三丝杆116，所述第三丝杆116的外侧螺纹连接有第五滑块117，所述第四滑块114与第五滑块117之间转动连接有清洁滚轮118，所述清洁滚轮118的外侧与调节板101的顶部相接触，所述清洁滚轮118中心轴的外侧且位于齿条115的正上方固定连接有传动齿轮119，所述传动齿轮119与齿条115啮合连接，所述调节板101的顶部且位于齿条115与第三丝杆116之间镶嵌安装有第三太阳能板1110，所述防护罩112的外侧固定连接有防护盒1111，所述第三丝杆116远离第五固定板111的一端贯穿防护罩112延伸至防护盒1111的内部且固定连接有第一锥齿轮1112，所述防护盒1111的内部远离第一锥齿轮1112的一端固定安装有第四伺服电机1113，所述第四伺服电机1113的输出轴固定连接有第二锥齿轮1114，所述第二锥齿轮1114与第一锥齿轮1112啮合连接，所述防护罩112的顶部固定安装有光敏传感器1115，光敏传感器1115的型号为HPI-3663，通过清洁机构11便于更好的对第三太阳能板1110的顶部进行清洁。

其中，所述底座4的顶部开设有圆环形结构的限位槽910，所述转动板91底部的两端且位于限位槽910的正上方均固定连接有两个第四固定板911，对应两个所述第四固定板911之间均转动连接有限位滚轮912，所述限位滚轮912的底部均延伸至限位槽910的内部且与限位槽910滚动连接，通过限位槽910与限位滚轮912之间的配合，便于更好的对转动板91的转动提供稳定支撑。

其中，所述第一从动齿轮85与第一主动齿轮82的直径之比为五比一，所述第二主动齿轮1013与第二从动齿轮1011的直径之比为一比三，便于更好的进行缓慢调节，提高调节精确度。

其中，所述第一伺服电机81、第一太阳能板6、无线信号收发器83、蓄电池87、第二伺服电机98、第二太阳能板106、第三伺服电机1012、第三太阳能板1110、第四伺服电机1113、光敏传感器1115均与PLC控制器86电性连接，通过PLC控制器86便于更好的对设备整体进行控制。

一种建筑屋顶太阳能板用集光装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、在使用时，首先将设备通过安装孔2安装在指定的建筑屋顶位置上，然后将无线信号收发器83与外界远程控制终端通过互联网进行连接，然后即可通过蓄电池87为设备供电，同时通过第一太阳能板6、第二太阳能板106与第三太阳能板1110吸收太阳能为蓄电池87进行储电，同时为外界用电设备提供电能；

S2、当设备在进行工作时，通过光敏传感器1115检测太阳光，然后传递信号给PLC控制器86，通过PLC控制器86控制第一伺服电机81工作，带动第一主动齿轮82转动，从而带动第一从动齿轮85与转动轴84进行转动，进而达到调节第三太阳能板1110的朝向的目的，同时通过PLC控制器86控制第二伺服电机98工作，带动第一丝杆99转动，从而带动第一滑块96与横杆93在通槽92的限位作用下进行移动，进而通过第一连接杆94的转动，推动调节板101进行转动，从而达到调节第三太阳能板1110的倾斜角度的目的，使得第三太阳能板1110可以跟随太阳的移动进行朝向与倾斜角度自动调节；

S3、当需要提高设备的集光效率时，可通过远程终端传递控制信息给无线信号收发器83，无线信号收发器83将控制信息传递给PLC控制器86，通过PLC控制器86控制第三伺服电机1012工作，带动第二丝杆108转动，从而带动两个第三滑块109向中间移动，进而通过第二连接杆107的转动来推动第二太阳能板106伸出至调节板101的外侧，从而增加设备的光照面积，进而达到提高设备集光效率的目的；

S4、当需要对第三太阳能板1110的顶部进行清洁时，可通过远程终端传递控制信息给无线信号收发器83，无线信号收发器83将控制信息传递给PLC控制器86，通过PLC控制器86控制第四伺服电机1113工作，带动第二锥齿轮1114进行转动，从而带动第一锥齿轮1112与第三丝杆116进行转动，进而带动第四滑块114、第五滑块117与清洁滚轮118在滑杆113的限位作用下进行移动，同时通过传动齿轮119与齿条115之间的配合，使得清洁滚轮118在移动的同时进行转动，从而通过转动的清洁滚轮118对第三太阳能板1110的顶部进行清洁。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。