[发明专利]一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置及跟踪方法

权利要求书

1.一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置，包括太阳能电池板（1）、上框架（2）、转架（3）、水平轴（5）、上支撑板（6）、水平超声电机、固定支撑板（9）、立柱（10）、竖直超声电机和PSD位置传感器（19），其特征在于：所述PSD位置传感器（19）安装在太阳能电池板（1）的长边中间处，所述太阳能电池板（1）固定安装在上框架（2）上，所述上框架（2）底部焊有角铁，所述转架（3）与上框架（2）的角铁焊接在一起，所述转架与水平轴（5）固连，所述上支撑板（6）设有三个支撑板，所述水平轴（5）安装在上支撑板（6）两个支撑板之间，所述上支撑板（6）另外两个支撑板之间有竖直超声电机，所述竖直超声电机的竖直转盘通过紧固件与竖直连接板（13）相连， 竖直连接板（13）通过紧固件（4）与水平轴（5）的端部相连，所述竖直超声电机包括竖直电机壳（11）、水平螺栓（12）、竖直转盘、 竖直连接板（13）、竖直压电振子和竖直转子，所述上支撑板（6）左侧支撑板处开有槽，所述竖直电机壳（11）安放在槽内，所述竖直转子和竖直压电振子在竖直电机壳（11）内，所述水平螺栓（12）穿过竖直电机壳（11）、竖直转子和竖直压电振子，所述上支撑板（6）下方有水平超声电机，所述水平超声电机的水平固定基座（14）通过4个支撑柱与立柱（10）上方固定支撑板（9）相连，所述水平超声电机包括水平电机壳（7）、竖直螺栓（8）、水平固定基座（14）、水平转盘（15）、水平转子（16）和水平压电振子，所述水平固定基座（14）上开有槽，所述水平电机壳（7）安放在槽内，所述水平电机壳（7）内有水平转盘（15）、水平转子（16）和水平压电振子，所述竖直螺栓（8）穿过水平转盘（15）、水平转子（16）、水平压电振子和水平固定基座（14）。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置，其特征在于：所述竖直压电振子和水平压电振子均由金属弹性体（17）和压电陶瓷（18）粘贴构成。

3.根据权利要求2所述的一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置，其特征在于：所述金属弹性体（17）选用磷青铜，压电陶瓷（18）选用PZT8，并且对压电陶瓷（18）进行分区极化处理，并在压电振子的齿面上粘涂有聚四氟乙烯基摩擦材料。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置，其特征在于：所述竖直转子和水平转子为柔性转子，材料选用硬铝。

5.一种基于超声马达的双轴太阳能跟踪发电装置的跟踪方法，具体跟踪过程如下，其特征在于：

1)若在一段时间内PSD位置传感器所得到的位置信息不变，则判定为阴雨天气，此时水平超声马达和竖直超声马达都不转动，跟踪装置不进行自动跟踪；

2）若在一段时间内PSD位置传感器所得到的位置信息变化，则判定为晴天，此时水平超声马达的水平压电振子发生高频振动，通过水平压电振子和水平转子（16）间的摩擦力使水平转子（16）转动，水平转子（16）带动与之固连的水平转盘（15）转动，水平转盘（15）带动与之固连的上支撑板（6）转动，从而使太阳能电池板实现对太阳方位角的跟踪；而竖直超声马达的竖直压电振子也发生高频振动，从而使竖直转子带动与之固连的竖直转盘转动，竖直转盘带动与之固连的装有水平转轴的竖直连接板（13）转动，水平转轴（5）带动与之连接的转架（3），从而带动太阳能电池板实现对太阳高度角的跟踪。