[发明专利]紧凑式太阳能热水器智能旋转台

说明书

技术领域

本发明属于旋转装置技术领域，涉及一种能方便、简单、可靠地使紧凑式太阳能热水器旋转起来的紧凑式太阳能热水器智能旋转台。

背景技术

太阳能热水器市场前景非常广阔，传统固定式安装的太阳能热水器对太阳能的利用率仍存在很大的提升空间。据统计，目前太阳能热水器占整个热水器市场的11.2％，到2015年，我国太阳能热水器普及率将达到30％，将能创造出约为438亿元的年产值。其中紧凑式太阳能热水器独占65%以上的市场份额。

   紧凑式太阳能热水器从其诞生至今，已有20多年的时间了。然而多年来其结构形式几乎没有什么重大改变，因此太阳能热水器还存在不少问题尚未真正得到解决，如光照利用率不高，电加热耗能严重，冬天热水供应不足等等。

冬季光照倾角的增大和光照时间的减少，使得冬季对太阳能热量的吸收仅为夏季的1/3到1/2倍，这导致太阳能热水器在冬天整箱水温度很难超过40℃。而医学专家研究表明，冬天进浴较为舒适的水温是40℃左右。这时热水器就需要采用电加热补充热水了。这是一个制约太阳能热水器推广应用的重要问题。

经过计算我们发现，如果太阳能热水器采用可旋转对光的结构，将可以提高日均热量转换能力约35%，将能很大程度的提高太阳能热水器的太阳能转化能力。

现有的太阳能热水器基本都是固定安装。为了达到太阳能热水器的使用要求，通常太阳能热水器都需占用较大的面积；提高热水器热能转换效率通常都是采用较好的采光材料，当然制造成本也较高。据保守估算，如果采用可旋转的对光结构，将可以把日均热能转换效率提高35%。

现有紧凑式太阳能热水器成本高、太阳能利用率低。现有的太阳能热水器旋转台有二种结构：其一是典型的分体式的太阳能热水器旋转台结构，已投产，它工作原理是：利用单片机进行信号采集和运算，驱动两台电机调节热水器的角度，这种结构虽然可实现全方位的对光，但是造价较高；而且很难承受紧凑式太阳能热水器动辄200kg的重量；其工作功耗较大，需要外配电源。其二是典型的紧凑式的太阳能热水器旋转台的结构，尚未投产，它工作原理是：通过模拟电路对光照进行强弱对比，驱动电机通过传动机构，使热水器底座带动热水器实现平面对光，这中结构虽然可以解决太阳能热水器的对光问题，但是在结构上存在较大的安全隐患，而且它采用的驱动装置耗能较大，也需要外配电源。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种能方便、简单、可靠地使紧凑式太阳能热水器旋转起来，从而提高太阳能热水器效率的的紧凑式太阳能热水器智能旋转台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种紧凑式太阳能热水器智能旋转台，包括底座以及通过支杆固定在底座上的支架，在底座下方的四角分别装有2个防止旋转台重心失控而倾翻的辅助后轮、1个承载热水器部分压力并保持旋转台平衡性前轮和1个承载热水器部分压力并驱动旋转台实现对光运动的驱动轮，该驱动轮连接着能使旋转台旋转的电机，电机采用减速马达，电源由蓄电池提供，并通过固定在太阳能热水器正面下方的太阳能板补充蓄电池能量，减速马达通过电机驱动电路与芯片MCU的输出端连接，芯片MCU的输入端分别连接有光照强度检测电路、方向识别电路、行程开关电路和电压检测电路；支架采用条幅式支架结构，该条幅式支架结构有支架高度的调整和支杆排布的调整，将受力较小的条幅调整到受力较大的位置，使得支架安全性达到2.0；还单独设置出水管支架，太阳能热水器的出水管架在出水管支架上。

所述芯片MCU为avr电路，通过avr单片机开发的智能电路对光线方向进行采样、分析和运算，然后控制驱动电路驱动电机正反转，从而带动旋转台实现经度方向的对光，在芯片MCU的输出端还连接有指示电路和充电电路，安装在太阳能热水器正上方中部的能辨别光线方向之用的感光元件与光照强度检测电路相连，利用感光元件进行信号采集以及芯片MCU进行运算，利用电机驱动电路驱动电机达到调节热水器的角度的目的。

所述芯片MCU的工作程序流程是从开始进行初始化处理，通过电源电压检测电路和方向识别电路，进入电机驱动电路，带动底座旋转。

支架分为上支架和下支架，在太阳能热水器背面的支撑中心装有支撑杆，支撑杆的一端固定在太阳能热水器背部，支撑杆的另一端的端部通过杆端轴承安装在上支架的旋转中心，杆端轴承采用关节轴承，使杆端轴承承载上支架的大部分压力。

所述水管支架固定在太阳能热水器后面的地面上。

在支架的正面安装有限制旋转台行程的行程开关。

所述电机采用多级减速器。