[发明专利]一种太阳能跟踪装置及其控制系统

权利要求书

1.一种太阳能跟踪装置，其特征在于：包括太阳能电池板组件安装架、齿轮传动装置、双轴液压驱动装置；太阳能电池板组件安装架包括组件安装板（1）和支架底板（11），组件安装板（1）和支架底板（11）间连接；齿轮传动装置包括第一齿轮（3）、第二齿轮（7），第一齿轮（3）、第二齿轮（7）互相啮合；双轴液压驱动装置包括：拉杆液压缸（9）、伺服摆动缸（5）、拉杆缸伺服阀（22）、摆动缸伺服阀（16）、位移传感器（14）、增量式角度编码器（15）、测度点的磁铁（13）以及液压泵（17）、滤油器（18）、溢流阀（19）、压力表（20）、单向阀（21），液压泵（17）分别与拉杆缸伺服阀（22）、摆动缸伺服阀（16）连接；所述拉杆液压缸（9）的缸体尾端与所述的支架底板（11）连接，该拉杆液压缸（9）的活塞杆（8）伸出端与所述的组件安装板（1）相连接；在该拉杆液压缸（9）的推动下，实现组件安装板（1）相对于支架底板（11）做俯仰运动，完成第一个轴方向的伺服定位；所述的位移传感器（14）的传感头与拉杆液压缸（9）的无杆端刚性连接，所述的测度点的磁铁（13）与拉杆液压缸（9）的移动活塞连接，所述的第二齿轮（7）与支架底板（11）连接，所述伺服摆动缸（5）的缸体（4）的内部活塞驱动齿轮齿条机构从转轴（6）输出转角运动，通过第一齿轮（3）和第二齿轮（7）的传动将转角输出传递到所述的支架底板（11），带动组件安装板（1）及拉杆液压缸（9）绕第二齿轮（7）的转轴转动，实现第二个轴方向的伺服定位。

2.根据权利要求1所述的太阳能跟踪装置，其特征在于：所述的组件安装板（1）和支架底板（11）之间通过铰链（2）边对边连接，组件安装板（1）能够绕该铰链（2）相对于支架底板（11）在0°—90°范围内旋转。

3.根据权利要求1所述的太阳能跟踪装置，其特征在于：所述的组件安装板（1）及拉杆液压缸（9）能够绕第二齿轮（7）的转轴在0°—360°范围内转动。

4.根据权利要求1所述的太阳能跟踪装置，其特征在于：所述拉杆液压缸（9）的缸体尾端与太阳能电池板组件安装架的支架底板（11）间通过铰链（10）连接；所述拉杆液压缸（9）的活塞杆（8）的伸出端通过铰链（12）与所述的组件安装板（1）相连接。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的太阳能跟踪装置，其特征在于：所述的位移传感器（14）为带磁致伸缩直线位移传感器。

6.一种如权利要求1所述的太阳能跟踪装置的控制系统，其特征在于：包括微处理器（23）、触摸屏接口（36）、第一电液位置伺服系统、第二电液位置伺服系统，触摸屏接口（36）构成的触摸屏人机界面对所述的第一电液位置伺服系统、第二电液位置伺服系统进行参数设定及工作状况监控；第一电液位置伺服系统包括A/D接口（29）、DO接口（24）、PWM脉冲输出端（25）、极性转换电路（26）、伺服放大电路（27）、拉杆缸伺服阀（22）、位移传感器（14），伺服放大器（27）与拉杆伺服阀（22）电连接，位移传感器（14）与拉杆液压缸（9）电连接，位移传感器（14）对拉杆液压缸（9）进行位置检测；第二电液位置伺服系统包括DI接口（30）、DO接口（35）、PWM脉冲输出端（34）、极性转换电路（33）、伺服放大电路（32）、角度编码器（15），伺服放大器（32）与摆动缸伺服阀（16）电连接，角度编码器（15）与伺服摆动液压缸（5）电连接；

所述的第一电液位置伺服系统对拉杆液压缸（9）进行伺服控制：微处理器（23）通过A/D转换接口（29）采集拉杆液压缸（9）的位移传感器（14）输出的模拟信号（28），将该模拟信号（28）传送到微处理器（23）中进行数字滤波、线性化处理，得到实测位移量，把该实测位移量与控制要求的位移量进行比较计算，得出误差量，再根据这个误差量输出控制量，用该控制量从DO接口（24）输出，控制PWM脉宽调制信号，PWM脉宽调制信号从PWM脉冲输出端（25）输出，通过极性转换电路（26）、伺服放大电路（27），对PWM脉宽调制信号进行极性转换、放大，放大后的控制信号进入拉杆缸伺服阀（22）的输入线圈中，驱动拉杆缸伺服阀（22）动作，产生流量控制拉杆液压缸（9）的活塞运动，当误差量存在时，拉杆缸伺服阀（22）产生一个对应的流量，使拉杆液压缸（9）的活塞带动负载运动，而拉杆液压缸（9）的活塞运动带动位移传感器（14）的活动端测度点的磁铁（13）运动，因而反馈的位移检测信号也随之变化，通过不停的反馈调整，拉杆缸伺服阀（22）的输出流量也随之减小，因而拉杆液压缸（9）的活塞运动开始减慢，直到误差量到达设定的范围之内；

第二电液位置伺服系统与第一电液位置伺服系统区别在于位置检测采用增量式角度编码器（15），该增量式角度编码器（15）输出脉冲数字信号（31），直接从DI接口（30）输入微处理器（23）进行处理，处理后得到的输出信号通过DO接口（35）、PWM脉冲输出端（34）、极性转换电路（33），伺服放大电路（32），进入摆动缸伺服阀（16）的输入线圈中，驱动伺服摆动液压缸（5）动作。