本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)機(jī)器人，特別是一種太陽(yáng)能電池自動(dòng)定日跟蹤機(jī)器人，本機(jī)器人通過(guò)數(shù)學(xué)建模于機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，采用人工智能時(shí)間區(qū)域控制運(yùn)行、原智能機(jī)械工位自動(dòng)執(zhí)行調(diào)節(jié)，可保證太陽(yáng)能電池板精確按照天體自然運(yùn)行規(guī)律，在一年四季的每一天白晝中的每一刻自動(dòng)跟隨太陽(yáng)移動(dòng)，保持太陽(yáng)光線(xiàn)始終與太陽(yáng)能電池板垂直，提高太陽(yáng)通電池板的發(fā)電產(chǎn)能。

背景技術(shù)：

目前太陽(yáng)能電池板在室外安裝大多采用固定式，即太陽(yáng)能電池板的受光面處于朝陽(yáng)方向，所謂朝陽(yáng)是指以安裝地春分、秋分當(dāng)日白天中午處于太陽(yáng)光線(xiàn)直射狀態(tài)；但是平日里，或上午和下午，特別是早晨太陽(yáng)初升或近傍晚太陽(yáng)西下時(shí)，太陽(yáng)光線(xiàn)與太陽(yáng)能電池板的角度偏離較大，發(fā)電效率低，早晨到中午時(shí)間段太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率逐漸提高，中午到晚上太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率逐漸降低；況且,自然界太陽(yáng)光的入射角,是隨著冬至——春分——夏至——秋分——冬至的節(jié)氣變化而每天變化的,這樣,就造成現(xiàn)有固定式安裝的太陽(yáng)能電池板,對(duì)太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)角和俯仰角的嚴(yán)重失真,這也造成了現(xiàn)有太陽(yáng)能電池板發(fā)電效率的降低；而現(xiàn)有的定日跟蹤器多為兩軸分控式,其弊端是；成本高、故障率高、控制復(fù)雜、結(jié)構(gòu)整合效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種可使太陽(yáng)能電池板始終與太陽(yáng)光線(xiàn)角度保持垂直、提高太陽(yáng)能電池板發(fā)電效率的一維控制、多維聯(lián)動(dòng)的太陽(yáng)能電池自動(dòng)定日跟蹤機(jī)器人，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本實(shí)用新型的太陽(yáng)能電池自動(dòng)定日跟蹤機(jī)器人，包括主體蝸輪立架，在主體蝸輪立架的上端加工有蝸輪齒，在主體蝸輪立架上端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接有旋轉(zhuǎn)外殼體，旋轉(zhuǎn)外殼體套裝在主體蝸輪立架的外側(cè)；在旋轉(zhuǎn)外殼體上位于背日側(cè)壁開(kāi)孔處通過(guò)軸承支撐有與固定主體蝸輪立架上的蝸輪齒相嚙合的傳動(dòng)蝸桿軸，傳動(dòng)蝸桿軸的端頭通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相接，步進(jìn)電機(jī)固定連接在旋轉(zhuǎn)外殼體上；

在旋轉(zhuǎn)外殼體的對(duì)日方向的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)有圓透孔，圓透孔內(nèi)設(shè)有外伸軸，每個(gè)外伸軸的外端部通過(guò)花健連接有俯仰旋轉(zhuǎn)法蘭，外端頭螺紋連接有法蘭鎖緊螺母，俯仰旋轉(zhuǎn)法蘭連接有太陽(yáng)能電池板，外伸軸的內(nèi)端頭為俯仰旋轉(zhuǎn)齒輪；

在主體蝸輪立架下端柱狀外壁表面加工有螺紋，且其上加工有四個(gè)均勻分布的豎直向燕尾槽，主體蝸輪立架以四個(gè)燕尾槽對(duì)應(yīng)東西南北四個(gè)方向在空間定位固定；東西方向的兩側(cè)燕尾槽內(nèi)配有棘輪托架座，棘輪螺母與主體蝸輪立架螺紋連接，并棘輪螺母套在棘輪托架座上，棘輪托架座的外端部插入筒狀的螺旋升降滑槽上，螺旋升降滑槽罩在主體蝸輪立架外側(cè)；在旋轉(zhuǎn)外殼體的內(nèi)側(cè)豎向槽內(nèi)設(shè)有與俯仰旋轉(zhuǎn)齒輪相嚙合的滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條，滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條的端頭插入螺旋升降滑槽上的曲線(xiàn)滑槽內(nèi)；在主體蝸輪立架南北方向的燕尾槽內(nèi)配有棘輪爪托架座，棘輪爪托架座外部自螺旋升降滑槽上的孔伸出，并在棘輪爪托架座外部的中間位置設(shè)有雙向棘爪，雙向棘爪由雙向棘爪體和中柱轉(zhuǎn)軸以及緊固螺釘組成，中柱轉(zhuǎn)軸的上下兩端分別插入棘輪爪托架座上的上下長(zhǎng)槽內(nèi)，雙向棘爪與棘輪爪托架座之間設(shè)有對(duì)稱(chēng)的棘爪復(fù)位拉簧和棘爪復(fù)位扭簧，棘爪復(fù)位扭簧和棘爪復(fù)位拉簧使得中柱轉(zhuǎn)軸的上下兩端，緊緊拉壓靠在棘輪爪托架座的上下長(zhǎng)槽中心的等徑圓壁處，雙向棘爪與棘輪螺母外側(cè)的棘輪齒相配；在滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條上有錐面，該錐面與雙向棘爪的端頭相配。

所述的太陽(yáng)能電池板通過(guò)電池連接架與所述的俯仰旋轉(zhuǎn)法蘭固定連接。

本實(shí)用新型的太陽(yáng)能電池自動(dòng)定日跟蹤機(jī)器人，無(wú)論是一年中的任何一天的上午、中午還是下午，運(yùn)行時(shí)可始終保持太陽(yáng)能電池板垂直于太陽(yáng)光線(xiàn)，明顯提高太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的主視剖面圖；

圖2是圖1所示的俯視剖面圖；

圖3是圖1所示的左視剖視示意圖；

圖4是圖1所示的B向局部剖視示意圖；

圖5是圖4所示的C-C剖視示意圖；

圖6是螺旋升降滑槽展開(kāi)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3、4所示：5為管狀法蘭式主體蝸輪立架，可通過(guò)下端頭螺紋固定于堅(jiān)固在基礎(chǔ)地面的立柱端頭或中間，四個(gè)燕尾槽對(duì)應(yīng)東西南北四個(gè)方向在空間定位固定。在主體蝸輪立架5上通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承7轉(zhuǎn)動(dòng)連接有筒狀的旋轉(zhuǎn)外殼6，旋轉(zhuǎn)外殼6套裝在主體蝸輪立架5的外側(cè)，使旋轉(zhuǎn)外殼6可相對(duì)于主體蝸輪立架5轉(zhuǎn)動(dòng)，具體的結(jié)構(gòu)如下：主體蝸輪立架5上方軸肩處設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)軸承7，旋轉(zhuǎn)外殼6上端內(nèi)側(cè)周邊使旋轉(zhuǎn)外殼體6可相對(duì)于固定蝸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，即保證了旋轉(zhuǎn)外殼6可相對(duì)于主體蝸輪立架5轉(zhuǎn)動(dòng)。

在旋轉(zhuǎn)外殼體6的背日側(cè)壁開(kāi)孔處通過(guò)軸承和軸承座支撐有與固定蝸輪5相嚙合的傳動(dòng)蝸桿軸4，該軸承座與旋轉(zhuǎn)外殼體6可為一體結(jié)構(gòu)或焊接固定，傳動(dòng)蝸桿軸4位于主體蝸輪立架5固定于基礎(chǔ)地面后的背日方向，即主體蝸輪立架5的北半側(cè)。傳動(dòng)蝸桿軸4的端頭通過(guò)電機(jī)齒輪2和輸入齒輪3組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)1的輸出軸相連接，步進(jìn)電機(jī)1固定連接在旋轉(zhuǎn)外殼體6上。步進(jìn)電機(jī)1運(yùn)行時(shí)，可通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)傳動(dòng)蝸桿軸4旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)外殼6即可相對(duì)于主體蝸輪立架5轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖1、4：在旋轉(zhuǎn)外殼體6的對(duì)日方向的正交兩側(cè)位置對(duì)稱(chēng)設(shè)有圓透孔，在圓透孔內(nèi)設(shè)有外伸軸。

如圖4：每個(gè)外伸軸的外端部通過(guò)花健連接有俯仰旋轉(zhuǎn)法蘭16，外端頭螺紋連接有法蘭鎖緊螺母17，俯仰旋轉(zhuǎn)法蘭16通過(guò)電池連接架18與太陽(yáng)能電池板19連接。外伸軸的內(nèi)端頭為俯仰旋轉(zhuǎn)齒輪9。

如圖1、3、4、5：在主體蝸輪立架5下端柱狀外壁表面加工有螺紋，且其上加工有四個(gè)均勻分布的豎直向燕尾槽。主體蝸輪立架5以四個(gè)燕尾槽對(duì)應(yīng)東西南北四個(gè)方向在空間定位固定；東西方向的兩側(cè)燕尾槽內(nèi)配有棘輪托架座15，棘輪螺母12與主體蝸輪立架5螺紋連接，并棘輪螺母12套在棘輪托架座15上，棘輪托架座15的外端部插入筒狀的螺旋升降滑槽10上，棘輪螺母12的棘輪齒外徑略小于螺旋升降滑槽10的內(nèi)徑，二者為間隙配合，螺旋升降滑槽10的徑向定位可由棘輪螺母12外徑或四個(gè)燕尾槽中的棘輪托架座15和棘輪爪托架座11共同決定；螺旋升降滑槽10罩在主體蝸輪立架5外側(cè)。在旋轉(zhuǎn)外殼體6的內(nèi)側(cè)豎向槽內(nèi)設(shè)有與俯仰旋轉(zhuǎn)齒輪9相嚙合的滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8，滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8的端頭插入螺旋升降滑槽10上的曲線(xiàn)滑槽內(nèi)。在南北方向的燕尾槽內(nèi)配有棘輪爪托架座11，棘輪爪托架座11外部自螺旋升降滑槽10上的孔伸出，并在棘輪爪托架座11外部的中間位置設(shè)有雙向棘爪14，雙向棘爪14由雙向棘爪體14a和中柱轉(zhuǎn)軸14b以及緊固螺釘組成，中柱轉(zhuǎn)軸14b的上下兩端分別插入棘輪爪托架座11的上下長(zhǎng)槽內(nèi)，雙向棘爪14與棘輪爪托架座11之間設(shè)有對(duì)稱(chēng)的棘爪復(fù)位扭簧13a和棘爪復(fù)位拉簧13b，棘爪復(fù)位扭簧13a和棘爪復(fù)位拉簧13b使得中柱轉(zhuǎn)軸14b的上下兩端，緊緊拉、壓靠在棘輪爪托架座11的上下長(zhǎng)槽中心的等徑圓壁處，雙向棘爪14通過(guò)旋入螺旋升降滑槽10此處的滑槽鏤空部分與棘輪螺母12外側(cè)的棘輪齒相配；在滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8上有錐面，該錐面與雙向棘爪14的兩側(cè)后端頭相配。

工作過(guò)程如下：安裝后，設(shè)定好本跟蹤器工作的時(shí)域，步進(jìn)電機(jī)1與電控裝置相接，由時(shí)間控制器，控制系統(tǒng)的整體運(yùn)行，早晨七點(diǎn)（可設(shè)定），跟蹤器面對(duì)東方，隨著太陽(yáng)的升起，步進(jìn)電機(jī)1接受指令信號(hào)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（電機(jī)齒輪2和輸入齒輪3）使轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿4也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，由于與轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿4嚙合的主體立架蝸輪5是固定不動(dòng)的，就使得與轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿4轉(zhuǎn)動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)外殼體6在蝸輪5上做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，即旋轉(zhuǎn)外殼6相對(duì)于固定主體立架蝸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，太陽(yáng)能電池19就能夠隨著旋轉(zhuǎn)外殼體6的轉(zhuǎn)動(dòng)而完成平面上的對(duì)太陽(yáng)的旋轉(zhuǎn)跟蹤。與此同時(shí)，滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8在徑向插入螺旋升降滑槽10的前端銷(xiāo)頭柱的作用下，在隨著旋轉(zhuǎn)外殼體6轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，也沿著旋轉(zhuǎn)外殼體6側(cè)日側(cè)內(nèi)壁的豎直長(zhǎng)方形滑道向上或下緩慢滑動(dòng)，而與設(shè)置在滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8內(nèi)側(cè)的齒條相嚙合的俯仰旋轉(zhuǎn)齒輪9會(huì)隨之發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，伸出旋轉(zhuǎn)外殼體6的俯仰旋轉(zhuǎn)齒輪9另一端又與俯仰旋轉(zhuǎn)法蘭16成花鍵配法蘭鎖緊螺母17的固定連接、俯仰旋轉(zhuǎn)法蘭16又與太陽(yáng)能電池板19相連接，這樣，當(dāng)俯仰旋轉(zhuǎn)齒輪9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，俯仰旋轉(zhuǎn)法蘭16和太陽(yáng)能電池板19也就隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)了；在旋轉(zhuǎn)半周的過(guò)程中，滑槽高度的變化，就變成了太陽(yáng)能電池板19對(duì)日角度的變化，到下午五點(diǎn)時(shí)（可設(shè)定），跟蹤過(guò)程結(jié)束，完成了一天中對(duì)日光的水平和俯仰角度的兩維定日跟蹤。一天中，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)到下午五點(diǎn)至六點(diǎn)，或回轉(zhuǎn)至早晨的初始狀態(tài)時(shí)的早七點(diǎn)至六點(diǎn)，滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8轉(zhuǎn)動(dòng)到螺旋升降滑槽10的螺旋槽平直時(shí)段的鏤空透孔處，此時(shí)系統(tǒng)可根據(jù)當(dāng)前是“冬至——夏至”周期還是“夏至——冬至”周期，選擇是否在此工位調(diào)節(jié)下一工作日的太陽(yáng)能電池板19的對(duì)日跟蹤軌跡，如選擇調(diào)節(jié)，系統(tǒng)則會(huì)繼續(xù)向該方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，進(jìn)入下午五點(diǎn)至六點(diǎn)時(shí)域，隨著滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8沿滑槽的移動(dòng)，其前端銷(xiāo)頭柱的后段斜面漸近并擠壓到雙向撥轉(zhuǎn)棘爪14，在與棘爪復(fù)位拉簧13 a和棘爪復(fù)位扭簧13b的共同作用下，使雙向撥轉(zhuǎn)棘爪14a和階梯中柱轉(zhuǎn)軸14b沿軸心偏轉(zhuǎn)，其結(jié)果，使得擠壓側(cè)撥轉(zhuǎn)棘爪14的棘爪與棘輪螺母12完全齒合，而呈三角形階梯中柱轉(zhuǎn)軸14b的一邊恰好與爪托架座11上滑槽后壁貼合，撥轉(zhuǎn)棘爪14被限制轉(zhuǎn)動(dòng)；滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8繼續(xù)隨系統(tǒng)平面轉(zhuǎn)動(dòng)，克服棘爪復(fù)位拉簧13a的拉力，推動(dòng)雙向撥轉(zhuǎn)棘爪14按棘輪爪托架座11上設(shè)定的滑槽軌跡移動(dòng)，并推動(dòng)棘輪螺母12剛好轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒角；由于棘輪螺母12傳動(dòng)螺紋固定在主體立架蝸輪5下端柱狀外壁表面，所以，棘輪螺母12的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得棘輪螺母12帶動(dòng)夾持它的棘輪爪托架座11和棘輪托架座15以及由它們固定螺旋升降滑槽10共同沿主體立架蝸輪5下端柱狀外壁表面上的燕尾滑槽，豎直向上或向下產(chǎn)生移動(dòng)，使得螺旋升降滑槽10的滑槽軌道高度整體上或下移，基于俯仰旋轉(zhuǎn)法蘭16和太陽(yáng)能電池板19的旋轉(zhuǎn)軸心高度不變，滑槽軌道高度的變化直接導(dǎo)致俯仰旋轉(zhuǎn)齒輪9隨之發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)和太陽(yáng)能電池板19每天定日跟蹤初始角度的變化；比如，冬至和夏至?xí)r早晨七點(diǎn)的陽(yáng)光對(duì)地面的入射角是不同的。當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)過(guò)設(shè)定時(shí)域時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)調(diào)節(jié)完畢，系統(tǒng)反轉(zhuǎn)，滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8隨系統(tǒng)返回，雙向撥轉(zhuǎn)棘爪14失去滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8的擠壓力并在棘爪復(fù)位扭簧13b和棘爪復(fù)位拉簧13a的拉力作用下旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)復(fù)位，回到棘輪齒間的初始位置，系統(tǒng)回到下一個(gè)工作日的起點(diǎn)。如在另一周期下，返回的系統(tǒng)在早七點(diǎn)到早六點(diǎn)的調(diào)節(jié)時(shí)域上，一對(duì)徑向設(shè)置的滑銷(xiāo)推轉(zhuǎn)齒條8中的另一個(gè)，從相反方向上推動(dòng)雙向撥轉(zhuǎn)棘爪14反轉(zhuǎn)，棘輪螺母12隨之反轉(zhuǎn)，系統(tǒng)完成和上一周期呈反向的調(diào)節(jié)過(guò)程。周而復(fù)始，循回不斷。本跟蹤器通過(guò)數(shù)學(xué)建模于機(jī)械聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)中，其機(jī)理高度契合太陽(yáng)天體的運(yùn)行機(jī)理，可保持太陽(yáng)能電池板19始終與太陽(yáng)光線(xiàn)相互垂直，提高了太陽(yáng)能電池板19的發(fā)電效率。