用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架论文和设计-何领军

全文摘要

本实用新型公开了一种用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架，观测墩（2）顶部设有旋转柱（26），平衡支架（5）的一端固定连接避雷针支架（1），另一端分为两个分支，两个分支均与太阳能板支架（19）背面铰接，旋转柱（26）内部固定架（20）通过滑轨（24）与调节杆（25）连接，调节杆（25）的一端通过滚轮（23）顶在太阳能板支架（19）的背面，调节杆（25）底部设有齿纹（22），二号电机的输出端连接齿轮（21），齿轮（21）与齿纹（22）配合。本实用新型通过二号电机实现调节太阳能电池板的倾斜角度的目的，与一号电机配合作用确保太阳能电池板始终保持与阳光照射方向垂直，提高了太阳能的转换效率；另外，也可以适用于不同规格的太阳能电池板。

主设计要求

1.用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架，其特征在于：包括观测墩（2）、平衡支架（5）、太阳能板支架（19）、避雷针支架（1）、控制器、一号电机、二号电机，观测墩（2）顶部设有旋转柱（26），旋转柱（26）通过一号电机与观测墩（2）相连，并在观测墩（2）上端做水平旋转运动，旋转柱（26）上端设有平衡支架（5），平衡支架（5）的转动平面与水平面平行，平衡支架（5）的一端固定连接避雷针支架（1），另一端分为两个分支，所述两个分支均与太阳能板支架（19）背面铰接，所述太阳能板支架（19）上设有光照传感器（11），光照传感器（11）与设在旋转柱（26）内的控制器电连接，控制器的输出端与一号电机、二号电机的输入端相连，旋转柱（26）内部还设有固定架（20），固定架（20）通过滑轨（24）与调节杆（25）连接，调节杆（25）的一端通过滚轮（23）顶在太阳能板支架（19）的背面，且设有滚轮（23）的一端高于另一端，调节杆（25）底部设有齿纹（22），二号电机的输出端连接齿轮（21），所述齿轮（21）与齿纹（22）配合，所述观测墩（2）上设有“L”形支架，所述“L”形支架顶端设有信号天线（27），“L”形支架不会干涉太阳能板支架（19）及避雷针支架（1）的转动。

设计方案

2.根据权利要求1所述的用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架，其特征在于：所述太阳能板支架（19）包括底板（6）以及通过直线导轨（12）安装在底板（6）四周的上限位板（7）、下限位板（8）、左限位板（9）、右限位板（10），所述上限位板（7）、下限位板（8）与底板（6）长边配合且沿着底板（6）宽度方向运动，所述左限位板（9）、右限位板（10）与底板（6）宽边配合且沿着底板（6）长度方向运动，左限位板（9）、右限位板（10）的长度不大于二分之一底板（6）的宽，所述上限位板（7）、下限位板（8）、左限位板（9）、右限位板（10）均包括限位部（14）和扣合部（13），限位部（14）垂直于底板（6），扣合部（13）设在限位部（14）顶部且平行于底板（6），扣合部（13）向底板（6）中心延伸，限位部（14）上设有螺纹配合部（15），底板（6）上开有与螺纹配合部（15）配合的长条孔，长条孔平行于底板（6）的长边或宽边，螺纹配合部（15）从长条孔延伸出去，且螺纹配合部（15）底部设有的螺纹与固定设置在长条孔正下方的双向丝杠（18）的螺纹配合，双向丝杠（18）上设有调节部（17）。

3.根据权利要求2所述的用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架，其特征在于：所述的上限位板（7）、下限位板（8）、左限位板（9）、右限位板（10）沿其运动方向均设有两条对称的直线导轨（12）。

4.根据权利要求2所述的用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架，其特征在于：所述的扣合部（13）、限位部（14）内侧设有橡胶垫。

5.根据权利要求1所述的用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架，其特征在于：所述的观测墩（2）上设有仪器仓（4）、蓄电池仓（3）。

6.根据权利要求2所述的用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架，其特征在于：所述的双向丝杠（18）两端、调节杆（25）的两端均设有止停部（16）。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种支架，尤其涉及一种用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架。

背景技术

GNSS的全称是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System），它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS（广域增强系统）、欧洲的EGNOS（欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS（多功能运输卫星增强系统）等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。国际GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。

随着自动化变形监测技术的发展，GNSS自动化变形监测技术已应用的在各类工程中，尤其是滑坡体变形监测中，GNSS自动化变形监测技术以无人值守，远程数据传输，自动实时获得监测数据，极大的降低了工程测量人员的工作危险性，并节约了大量的测量人工成本，实时动态获得变形监测数据，及时提供预警信息，取得了良好的应用效果。

现有GNSS观测墩上大多不设置避雷针，需要单独建避雷墩；且若使用太阳能供电，如果它的集热装置能始终保持与太阳光垂直，那么，它就可以在有限的使用面积内收集更多的太阳能，但现有太阳能板角度单一，太阳能利用率较低；现有的太阳能电池板的安装组件一般都是通过各种螺栓对太阳能电池板的固定式安装，且只能安装特定尺寸范围内的太阳能电池板，这在某种程度上限制了安装组件的适用范围，导致其实用性的降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种兼具避雷功能、能收集更多太阳能，且能适应不同尺寸太阳能板的用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架，包括观测墩、平衡支架、太阳能板支架、避雷针支架、控制器、一号电机、二号电机，观测墩顶部设有旋转柱，旋转柱通过一号电机与观测墩相连，并在观测墩上端做水平旋转运动，旋转柱上端设有平衡支架，平衡支架的转动平面与水平面平行，平衡支架的一端固定连接避雷针支架，另一端分为两个分支，所述两个分支均与太阳能板支架背面铰接，所述太阳能板支架上设有光照传感器，光照传感器与设在旋转柱内的控制器电连接，控制器的输出端与一号电机、二号电机的输入端相连，旋转柱内部还设有固定架，固定架通过滑轨与调节杆连接，调节杆的一端通过滚轮顶在太阳能板支架的背面，且设有滚轮的一端高于另一端，调节杆底部设有齿纹，二号电机的输出端连接齿轮，所述齿轮与齿纹配合，所述观测墩上设有“L”形支架，所述“L”形支架顶端设有信号天线，“L”形支架不会干涉太阳能板支架及避雷针支架的转动；

所述太阳能板支架包括底板以及通过直线导轨安装在底板四周的上限位板、下限位板、左限位板、右限位板，所述上限位板、下限位板与底板长边配合且沿着底板宽度方向运动，所述左限位板、右限位板与底板宽边配合且沿着底板长度方向运动，左限位板、右限位板的长度不大于二分之一底板的宽，所述上限位板、下限位板、左限位板、右限位板均包括限位部和扣合部，限位部垂直于底板，扣合部设在限位部顶部且平行于底板，扣合部向底板中心延伸，限位部上设有螺纹配合部，底板上开有与螺纹配合部配合的长条孔，长条孔平行于底板的长边或宽边，螺纹配合部从长条孔延伸出去，且螺纹配合部底部设有的螺纹与固定设置在长条孔正下方的双向丝杠的螺纹配合，双向丝杠上设有调节部。

优选的，所述的上限位板、下限位板、左限位板、右限位板沿其运动方向均设有两条对称的直线导轨。

优选的，所述的扣合部、限位部内侧设有橡胶垫。

优选的，所述的观测墩上设有仪器仓、蓄电池仓。

优选的，所述的双向丝杠两端、调节杆的两端均设有止停部。

本实用新型的有益效果是：

（1）通过光照感应器检测光照强度，以及控制器控制一号电机、二号电机对太阳能电池板进行方向角度的调节，从而使太阳能电池板随时维持在最大日照强度状态，满足不同地区太阳照射角度的要求，获得更多的太阳能，提高了资源利用率。

（2）太阳能板支架通过丝杠与直线导轨配合，可适应不同尺寸的太阳能板，且稳固性较高，现场安装简单方便。

附图说明

图1为本实用新型结构图；

图2为太阳能板支架正面结构示意图；

图3为太阳能板支架侧面结构示意图；

图4为调节杆与齿轮配合示意图；

图中，1-避雷针支架，2-观测墩，3-蓄电池仓，4-仪器仓，5-平衡支架，6-底板，7-上限位板，8-下限位板，9-左限位板，10-右限位板，11-光照传感器，12-直线导轨，13-扣合部，14-限位部，15-螺纹配合部，16-止停部，17-调节部，18-双向丝杠，19-太阳能板支架，20-固定架，21-齿轮，22-齿纹，23-滚轮，24-滑轨，25-调节杆，26-旋转柱，27-信号天线。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架，包括观测墩2、平衡支架5、太阳能板支架19、避雷针支架1、控制器、一号电机、二号电机。

观测墩2顶部设有旋转柱26，旋转柱26通过一号电机与观测墩2相连，并在观测墩2上端做水平旋转运动，旋转柱26上端设有平衡支架5，平衡支架5的转动平面与水平面平行，平衡支架5的一端固定连接避雷针支架1，另一端分为两个分支，所述两个分支均与太阳能板支架19背面铰接，两个分支有利于增加太阳能板支架19运动时的平稳性。通过一号电机调节旋转柱26的旋转角度，使得阳光直射太阳能电池板，避免阳光被避雷针支架1遮挡而影响发电效率。所述太阳能板支架19上设有光照传感器11，光照传感器11与设在旋转柱26内的控制器电连接，具体的，光照传感器11设在上限位板7上，控制器的输出端与一号电机、二号电机的输入端相连，旋转柱26内部还设有固定架20，固定架20通过滑轨24与调节杆25连接，固定架20与滑轨24的配合部分为燕尾形，保证调节杆25不会与固定架20脱离，调节杆25的一端通过滚轮23顶在太阳能板支架19的背面，且设有滚轮23的一端高于另一端，即调节杆25的方向为斜向上，有利于伸缩时使太阳能板支架19具有更大的自由度，调节杆25底部设有齿纹22，二号电机的输出端连接齿轮21，所述齿轮21与齿纹22配合，二号电机转动带动齿轮21转动，齿轮21带动调节杆25做直线运动，由于太阳能板支架19与平衡支架5铰接，调节杆25顶在太阳能板支架19背面下部，调节杆25伸缩会使太阳能板支架19的角度发生变化，通过二号电机实现调节太阳能电池板的倾斜角度的目的，与一号电机配合作用确保太阳能电池板始终保持与阳光照射方向垂直，提高太阳能的转换效率。优选的，在调节杆25与太阳能板支架19配合的一端设有滚轮23，减小了调节杆25与太阳能板支架19之间的滑动阻力，所述的调节杆25两端设有止停部16，防止调节杆25与固定架20脱离。所述观测墩2上设有“L”形支架，所述“L”形支架顶端设有信号天线27，为了保持接收信号的稳定性，信号天线27 保持不动，且“L”形支架预留的弯折空间大于太阳能板支架19的旋转半径，“L”形支架不会干涉太阳能板支架19及避雷针支架1的转动。

光照传感器11与太阳能板支架19同步运行，光线方向一旦发生细微改变,则光照传感器11失衡,系统输出信号产生偏差,当偏差达到一定幅度时, 光照传感器11输出相应信号,控制器开始进行纠偏,控制一号电机、二号电机使光照传感器11重新达到平衡，如此不断调整,时刻沿着太阳的运行轨迹追随太阳,实现自动跟踪，以获得更多太阳能。

所述太阳能板支架19包括底板6以及通过直线导轨12安装在底板6四周的上限位板7、下限位板8、左限位板9、右限位板10，所述上限位板7、下限位板8与底板6长边配合且沿着底板6宽度方向运动，所述左限位板9、右限位板10与底板6宽边配合且沿着底板6长度方向运动，进一步的，所述的上限位板7、下限位板8、左限位板9、右限位板10沿其运动方向均设有两条对称的直线导轨12，保证各限位板运动的精准性，其中，左限位板9、右限位板10的长度不大于二分之一底板6的宽，防止与上限位板7、下限位板8干涉。所述上限位板7、下限位板8、左限位板9、右限位板10均包括限位部14和扣合部13，限位部14垂直于底板6，扣合部13设在限位部14顶部且平行于底板6，扣合部13向底板6中心延伸，限位部14和扣合部13形成直角空间以适应太阳能板。限位部14上设有螺纹配合部15，螺纹配合部15从长条孔延伸出去，底板6上开有与螺纹配合部15配合的长条孔，长条孔有横竖两条，且互不相交，长条孔平行于底板6的长边或宽边，上限位板7、下限位板8沿着一条长条孔运动，左限位板9、右限位板10沿着另外一条长条孔运动，且螺纹配合部15底部设有的螺纹与固定设置在长条孔正下方的双向丝杠18的螺纹配合，双向丝杠18上设有调节部17，通过旋转调节部17，使上限位板7、下限位板8分开或靠拢，或使左限位板9、右限位板10分开或靠拢，即实现了对不同尺寸太阳能板的固定，所述的双向丝杠18两端设有止停部16，防止螺纹配合部15脱离双向丝杠18。

优选的，所述的扣合部13、限位部14内侧设有橡胶垫，增大了扣合部13、限位部14与太阳能板之间的摩擦力，更加稳固牢靠。

进一步的，所述的观测墩2上设有仪器仓4、蓄电池仓3。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

设计图

用于GNSS观测墩的可调太阳能追日支架论文和设计

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