[实用新型]复合凸透镜采光结合四象限感光器的阳光追踪探测装置

权利要求书

1.一种复合凸透镜与四象限感光器结合的阳光追踪探测装置，其特征在于，包括小凸透镜（1）、大凸透镜（2）、遮光筒体（3）和四象限感光器；所述大凸透镜（2）为半球形，大凸透镜（2）上部中间有圆形槽；在圆形槽中镶嵌小凸透镜（1），小凸透镜（1）为曲率小于大凸透镜（2）的球面镜，小凸透镜（1）底面向下镶嵌在大凸透镜（2）的圆形槽内，小凸透镜（1）、大凸透镜（2）组成复合凸透镜；遮光筒体（3）为上下开口的圆形筒体，其截面圆的内径与大凸透镜（2）底面直径相等；大凸透镜（2）底面朝下固定在遮光筒体（3）的上端开口处；四象限感光器位于大凸透镜（2）正下方，四象限感光器与大凸透镜（2）下表面平行，且其感光面朝上固定在遮光筒体（3）的底部；小凸透镜（1）和大凸透镜（2）的球心与四象限感光器的中心处于同一条竖直线上。

2.如权利要求1所述的复合凸透镜与四象限感光器结合的阳光追踪探测装置，其特征在于，所述四象限感光器采用圆形的太阳能硅光电池板，在其正面有以其圆心为中心的由激光割出的“十”字形沟道，太阳能硅光电池板的四个象限各焊接一根引线引出。

3.如权利要求1所述的复合凸透镜与四象限感光器结合的阳光追踪探测装置，其特征在于，所述复合凸透镜与四象限感光器需同时满足以下三个条件：

1）大凸透镜与小凸透镜的半径满足：13R2≤R1≤12R2]]>（式1）

2）小凸透镜嵌入大凸透镜的深度H₁满足：13R2≤H1≤23R2]]>（式2）

3）四象限感光器与大凸透镜之间的距离H₂满足：0≤H2≤13R2]]>（式3）

式1～式3中，R₁为小凸透镜的半径；R₂为大凸透镜的半径，取1～1.5cm；H₁为小凸透镜嵌入大凸透镜的深度；H₂为四象限感光器与大凸透镜之间的距离。

4.如权利要求1所述的复合凸透镜与四象限感光器结合的阳光追踪探测装置，其特征在于，所述大凸透镜（2）的半径R₂为1.5cm，小凸透镜（1）的半径R₁为0.9cm，小凸透镜嵌入大凸透镜的深度H₁为0.6cm，四象限感光器与大凸透镜之间的距离H₂为0.5cm，小凸透镜（1）的曲率为大凸透镜（2）曲率的三分之一至三分之二。

5.如权利要求1所述的复合凸透镜与四象限感光器结合的阳光追踪探测装置，其特征在于，所述大凸透镜（2）的半径R₂为1.2cm，小凸透镜（1）的半径R₁为0.6cm，小凸透镜嵌入大凸透镜（2）的深度H₁为0.5cm，四象限感光器与大凸透镜之间的距离H₂为0.3cm，小凸透镜（1）曲率为大凸透镜（2）曲率的三分之一。

6.一种利用权利要求1所述的阳光追踪探测装置进行阳光追踪的太阳能发电装置，其特征在于，包括底座（4）、安装在底座（4）上的竖直转轴（5）、安装在竖直转轴（5）上的支架（6）、安装在支架（6）上的水平转轴、安装在水平转轴上的太阳能电池板（7）、安装在底座（4）中的竖直转轴驱动电机、安装在支架（6）上的水平转轴驱动电机（8）、安装在底座（4）中的单片机和阳光追踪探测装置（9），其中，水平转轴驱动电机（8）与水平转轴之间、竖直转轴驱动电机和竖直转轴（5）之间的传动方式采用齿轮传动；阳光追踪探测装置（9）安装在太阳能电池板（7）的正面用于追踪太阳光，使得太阳光始终垂直照射在太阳能电池板（7）上；阳光追踪探测装置（9）的四象限感光器的四个象限引出的引线分别与单片机的输入端连接，竖直转轴驱动电机和水平转轴驱动电机（8）分别与单片机的输出端连接。