太阳灶自动随动系统设计.pdf

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1、第12期总第198期农业科技与装备No．12TotalNo．1982010平12月AgriculturalScience&TechnologyandEquipmentDec．2010-_。__-_---_。___--。__。-_。。---●●_。_-_-●____●_-_____-__-__●●_-●_-。。●。———一1。。。。—___。-。●。h●h。-。-●。。_。_。‘__。_‘。’——’。’——。。——。。。。。’———1。。—‘。。。。_。。。。^。。。。。_-。。。_-‘—。。。。-

2、。。-____●__-_____---。_____●_______--●--。_。_。-_____-。_。_。。●-_●____一太阳灶自动随动系统设计韩以伦，马军，雷卓，张艳萍(山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266510)摘要：针对目前太阳灶操作不便和成本高的现状，设计一套简易的太阳灶自动随动系统。它采用单轴跟踪系统，结合555多谐振电路减缓惯性冲击。在满足实际生活需要的前提下，实现了单方向的自动跟踪，从而降低了生产成本，便于太阳灶的推广。关键词：太阳灶；自动随动；单轴跟踪系统中图分类号

3、：$214．2；TK513文献标识码：A文章编号：1674—1161(2010)12-0016-02目前．太阳灶装置主要有手动调节和自动追踪两种。在使用过程中，手动跟踪太阳灶需5～10min调整一次位置，以使其与太阳保持垂直，操作起来很不方便。因此需要在太阳灶上安装自动跟踪装置，以使其连续工作。除做饭外．还可用其他方式把能量储存起来备用。这样既能够增强太阳灶的可操作性，又能够增强其实际应用性。现今．关于太阳灶转向及定位系统的研究已比较成熟．但为了保证较高的定位精度，多采用精密传感器。这使得太阳灶的

4、制造成本很高。而目前太阳灶多应用于日照时间长且经济条件相对一般的西部地区，因此要扩大太阳灶的普及范围。就必须降低其生产成本。为了达到比较高的跟踪精度，聚焦太阳能自动跟踪装置大都采用双轴跟踪系统．即同时在方位角和高度角两个方向上跟踪。这就要求装置要有两套讯号传输、控制和传动系统，从而使得太阳灶的成本较高。本设计摒弃了精密传感器。采用简易的光敏三极管对太阳灶的自动随动系统进行定位。此装置虽无法达到很高的精度要求。但降低了生产成本，有利于太阳灶的推广。1基本结构单极轴跟踪系统根据太阳的周日视运行规律制作

5、而成．在一天内只需要单轴跟踪，故使跟踪系统大大简化．降低了成本。考虑到太阳的高度角变化不是很明显．因此高度角的跟踪采用手动调节方式。按照太阳运行规律．一周只需调整一次。只要能控制方位角的变化，就能基本满足正常使用要求，这样既可以简化太阳灶的具体结构，也能够降低其成本。简化后的机械结构如图l所示。外侧大圆环l用于固定太阳灶聚光板，采用两个相互垂直的轴来实现太阳灶高度角及方位角的变化，其中竖直方向的轴3收稿日期：2010-07—21作者简介：韩以论(1962一)，男，教授，硕士生导师，从事汽车电子系统

6、的教学与研究工作。由固结在中心的一个小圆环2上的两部分结构构成，太阳灶可以绕着此轴旋转以实现方位角的调整。此轴的一段连接有制动装置。用以保证太阳灶能在与太阳垂直的位置静止不动。内侧的小圆环可以通过同结于其上的两个轴4而带动外侧的大圆环，绕着水平的转轴转动。其下方连接一支撑杆5手动调节杆的长度。以实现对高度角的调节．通过紧固螺栓保持太阳灶与太阳垂直。图1太阳灶自动随动系统机械机构图Figure1Tilemechanicalorganizationofauton雌tictract‘ingloopofs

7、olarcooker此系统的制动装置采用棘爪和推杆式电磁铁相结合的方式，如图2所示。方向角的调节是通过偏重实现的。每天早晨，需要人为地把太阳灶转向太阳，这时由于偏重的作用．灶体具有和太阳运动方向一致的转动趋势，但为了保证太阳灶在偏转过程中的平稳性，采用了图2所示的制动装置。在太阳灶的中心位置安装控制盒。盒中心位置开有小孔，内置带有光敏电阻的控制电路。当有光线照射时，光敏电阻的阻值降低，使电路中的三极管处于截止状态，电磁铁不吸合，棘爪未被提起，从而保证太阳灶不发生偏转；当太阳转过一定角度、光线不再按

8、触光敏电阻时，光敏电阻的阻值会增大很多，电路近似处于断路状态．其中的三极管处于导通状2010年第12期韩以伦等：太阳灶自动随动系统设计17图2太阳灶自动随动系统制动装置矾gu球2The锄咧ng咿rofautoc毗sfict愀Kl唱loopofsohrcooler态，电磁铁通电吸合，提起棘爪，太阳灶在偏重的作用下发生偏转。直至光线照到三极管为止。通过此方法，可达到制动太阳灶的目的。制动装置采用施以反向力的方式来控制灶体转动。当因太阳运动而使焦面偏离锅底时，感受元件发出讯号，使制动装置