[发明专利]基于北斗的可移动式太阳跟踪系统及方法

说明书

本发明公开了基于北斗的可移动式太阳跟踪系统及方法，所述基于北斗的可移动式太阳跟踪系统包括检测控制装置和机械执行装置；所述检测控制装置包括电池板电子陀螺仪MPU、北斗定位芯片、车辆电子陀螺仪MPU、雨水传感器、时钟模块和RISC处理器模块；所述机械执行装置包括自旋平台、两连杆俯仰机构、太阳能电池托板和车架。本发明可用于形如车载船载使用的移动场景，亦可用于固定位置跟踪的静止场景，还可用于移动和静止交替出现的场景，无需进行任何额外切换操作，基于北斗的可移动式太阳跟踪系统可自动识别判断场景，切换不同跟踪模式。

技术领域

本发明涉及太阳位置跟踪器技术领域，具体是一种基于北斗的可移动式太阳跟踪系统及方法。

背景技术

研究表明在相同条件下，太阳自动跟踪设备要比不跟踪设备的能量接收率高37.7％。因此，实现太阳跟踪可以显著提高太阳能利用效率。

为了实现对太阳的自动跟踪，使太阳光线垂直照射太阳能电池板或太阳能聚光器，现有技术方案有三种：光电式跟踪、太阳运动轨迹跟踪和混合跟踪。光电跟踪是通过光敏器件来检测太阳的位置变化，实现自动跟踪太阳。太阳运动轨迹跟踪是依据太阳运行的天文规律，通过结合观测地点的经纬度信息和当前时间来确定太阳的位置。混合跟踪则是将前两者结合在一起，使用特定逻辑，在两种跟踪控制方法之间进行切换。

本文所述“可移动式太阳跟踪”是指：系统在运动载体上完成对太阳的实时跟踪。现有技术中，光电式跟踪虽可以应用在移动载体中，但光敏元件易受云层、灰尘、水汽等遮挡物和工作环境中杂散光线的影响，此方案系统抗干扰性较差，实际使用不理想。太阳运动轨迹跟踪虽对工作环境要求低、抗干扰性好，但该方法以当前日期时间为输入，采用查表法，获得固定参数驱动电机执行跟踪，无任何环境感知能力，不具备可移动性。除此之外，现有跟踪器及跟踪方法，未对运动环境所带来的随机扰动进行研究，比如移动车载使用时，车辆拐弯转向会对电池板方位角和航偏角造成极大的扰动，此类扰动往往随机性强，幅度大，严重影响系统跟踪效果，导致跟踪失败。因此，发明一种新型太阳跟踪器十分必要，以解决现有跟踪器抗干扰性差和移动性差两大问题。

发明内容

为解决现有技术方案抗干扰性差和无法应对移动场景两大问题，本发明提供了一种基于北斗的可移动式太阳跟踪系统及方法。本发明采用的技术手段如下：

一种基于北斗的可移动式太阳跟踪系统，包括检测控制装置和机械执行装置；

所述检测控制装置包括电池板电子陀螺仪MPU、北斗定位芯片、车辆电子陀螺仪MPU、雨水传感器、时钟模块和RISC处理器模块；

所述机械执行装置包括自旋平台、两连杆俯仰机构、太阳能电池托板和车架；

所述自旋平台与所述车架同轴并通过不锈钢转盘轴承器与所述车架上端连接，所述车架上设有第一步进电机，所述第一步进电机的输出端通过主动轮与所述不锈钢转盘轴承器齿轮啮合连接；

所述两连杆俯仰机构包括丝杆导轨，所述丝杆导轨的一端与第二步进电机的输出端连接，所述丝杆导轨的另一端与丝杠连接板转动连接，所述第二步进电机和所述丝杠连接板均与所述自旋平台上端连接，所述丝杠连接板的上端与太阳能电池托板的一端铰接，所述丝杆导轨上套接有可沿所述丝杆导轨移动的第一连杆，所述第一连杆的上端与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述太阳能电池托板的侧壁中段铰接，所述太阳能电池托板的上端设有太阳能电池板，所述太阳能电池托板的下端设有电池板电子陀螺仪MPU，所述车架尾部上端设有雨水传感器，所述车架上设有所述北斗定位芯片、所述车辆电子陀螺仪MPU、所述RISC处理器模块和所述时钟模块。

所述主动轮与所述不锈钢转盘轴承器的传动比为8:1。

所述太阳能电池托板的侧壁设有止挡柱，所述太阳能电池托板内具有井字形支架。