毕业设计（论文）-太阳能追踪装置的结构设计

图书分类号：密 级： 毕业设计(论文)太阳能追踪装置的结构设计THE STRUCTURE DESIGN OF SOLAR TRACKING DEVICES XXX毕业设计(论文)XXX学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： XXX学位论文版权协议书本人完全了解XXX关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归XXX所拥有。XXX有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本影本和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。XXX可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要我们现在使用的能源大部分是煤炭等化石能源。但是随着时间的增长，天然气、煤炭、石油是非再生能源，濒临枯竭。而且会产生环境污染的问题，当我们面临这种状况时，我们更应该开发并使用可再生资源。太阳作为自然界的一种天然可再生能源，它的优秀特点有：散布领域广、储量无限以及清洁没有污染，它的开发和利用已经成为再生资源的开发的热点，是人类最为理想的替代品。其中最为重要的问题是我们怎么样才能快速地提高太阳能使用效率。当太阳能效率的提高后我国能源利用也会相应的受到影响，它对我国的可持续发展有很大的作用，也对资源节约型和环境友好型社会的形成有很大的帮助。当我看到太阳能利用效率时，我就觉得这个设计应该选择太阳能自动跟踪装置，使得太阳能板能够时刻对着太阳光线，让这个跟踪装置最大限度的发挥太阳能的作用。这个装置是由一个名为单片机控制的自动跟踪系统，在考虑了某一个地方的经纬度或者光照强度等因素后，单片机会输出控制系统的一些相关數据，这样一来就可以控制電动机，与此同时也是由机械传动机构来让太阳能電池板能够对太阳光进行自动追踪的目的。并且对该系统采用二维跟踪方式，以实现太阳能電池板东西方向和南北方向共同调整跟踪，从而使利用效率更高、跟踪精度更高。 关键字： 太阳能 ；自动跟踪 ；步进电机 ；二维运动。AbstractThe energy we use today is mostly fossil energy, such as coal.But with the increase of time, natural gas, coal, oil is non renewable energy, the verge of exhaustion.And the problem of environmental pollution, in which the development of renewable energy becomes more and more important.Sun as the nature of a kind of natural renewable energy, its outstanding features are: the scattered fields, unlimited reserves and clean without pollution, its development and use has become the hotspot in regenerative resources development, is the ideal substitute for human beings.How to make the use of solar energy efficiency rapid and rapid growth has become the top priority of all issues.The improvement of solar energy efficiency will directly affect the energy utilization of our country, and directly affect the sustainable development of our country and have a lot of significance for the construction of the resource-saving and environment-friendly society.Taking into account the utilization efficiency of solar energy, this design choice for solar automatic tracking device, the solar panels can constantly facing the sun light, let this tracking device to maximize the use of solar energy.The device is controlled by a single chip microcomputer automatic tracking system by latitude and longitude consider somewhere, light according to such factors as the strength, system is controlled by the microcontroller output data to control the motor and through a mechanical transmission mechanism to make solar panels to the sunlight automatic tracking purposes.And the system uses the two-dimensional tracking mode, in order to achieve the solar panel and the direction of the east-west direction and the direction of the common tracking, so that the use of higher efficiency, higher tracking accuracy.Key words：solar energy automatic track stepping motor two-dimensional movement.II目 录摘要IAbstractII目 录11绪论11.1概述11.1.1能源使用的状况及未来发展情况11.1.2太阳能利用背景及意义11.2太阳能装置在国内外的研究状况及发展趋势21.3论文研究内容22 太阳能自动追踪装置的设计方案32.1 太阳围绕地转动的规律32.1.1地平坐标系32.1.2赤道坐标系32.1.3太阳位置的确定42.2 太阳能自动跟踪装置性能分析52.3 太阳能跟踪方式的比较和选择52.3.1 跟踪方式的比较62.3.2 本课题跟踪方式的选用72.4本章小结73 机械设计部分83.1 太阳能电池板及收放装置83.1.1太阳能电池板的设计 83.1.2電池板收放装置的设计93.2 行星轮减速器的设计103.2.1齿形及精度103.2.2齿轮材料及性能103.2.3传动比分配113.2.4 第一级行星轮系设计113.2.5第二级行星轮系部分设计计算153.2.6 轴上部件的设计计算与校核203.3 水平方向角跟踪装置的设计233.3.1 蜗轮蜗杆减速器的设计233.4 俯仰角调节的装置设计313.5电机的选择323.5.1步进电动机323.5.2步进电机的主要特性333.5.3步进电机的选择343.6 底座的设计343.7 本章小结354 结论364.1总结364.2展望36致谢37参考文献3821绪论1.1概述1.1.1能源使用的状况及未来发展情况能源是我们现在也是祖先、子孙后代生存和发展中不可缺少的基础，我们也可以这样理解，现在展现在我们面前的这样一个文明社会的形成与能源有紧密的联系。如今像天然气、石油这种矿物燃料已经被很多国家使用，并将它们作为主要能源。由于化石燃料变得越来越少加上全世界环境变差，世界各国人民越来越重视开发可循环再生能源和绿色新能源这项工作。在以后可以预想到的很长时间中，天然气、石油、煤炭等一些矿石燃料仍然会在以后的生活中被人类主要使用，然而随着人们对风、太阳、地热、潮汐等一系列可再生能源的开发和利用的越来越重视，所以在整个能源消耗中这一系列的绿色可再生能源所占的比重也变得越来越多。根据相关资料可以统计出在二十世纪九十年代的时候，全世界每年风力所发电的增长量为百分之二十七左右，太阳能所发的电内能增长百分之二十左右，与此同时例如煤炭、石油等化石燃料每年发电的增长量却仅有1.2%，通过这些数据资料我们也可以猜测在以后的几年中，绿色可再生能源在未来能源的使用比重的加大，它们和化石燃料使用机会的次数有很强的竞争性，因此也有利于结束大量使用化石燃料的局面。因此，相比这种不可再生并且会对我们的环境带来很大压力的化石能源，太阳能这种取之不尽、绿色环保、并对环境无污染的新能源让人们看到了一个充满希望、充满正能量的未来世界。1.1.2太阳能利用背景及意义作为新能源中的一种，太阳能和一般能源相比较有三个特点：第一，它不会像煤炭一样有用光的时候，是再生能源；第二，太阳可以照射到地球的每一个角落，太阳能的利用很便捷，在任何有太阳的地方都可以将其开发利用，完全不用担心关于运输商的问题，所以对那些偏远地区或者交通不便的地方来说太阳能利用的价值尤为重大；第三，太阳能绿色环保没有污染。现在的光热转换、光化转换以及光电转换是太阳能主要能运用到的三个技术领域。因为能源稀少，环境污染，温室效应，人类对于再生能源的需求，在石化原料即将耗尽的同时倍受重视。太阳能是个极好的替代能源，因为每天太阳投射到地球表面的能量极大，甚至超过地球所需的一万倍。开发和研究太阳能追踪系统对太阳能电池板发电效率方面有了很大的提高，达到了低成本、高精度、使用灵活、运行稳定的效果。为大规模使用太阳能发电，合理利用能源进行了有益探索。（权威试验测定，在同样的状况下，固定式太阳能发电设备发电量比只能追踪系统的太阳能发电设备低35%）1.2太阳能装置在国内外的研究状况及发展趋势 世界上开发利用太阳能最成功最广泛的国家是日本，日本也毫无例外的成为了太阳能应用的最强者。当太阳能技术得到了不断地发展后，能量运用的转换率也会毋庸置疑的得到相应的提高，最最让人感到欣慰的是，在所有的新能源中太阳能的成本最低。到1997年为止，德国政府在1990年推出的“一千屋顶计划”已经完成了将近万套，其中每套屋顶的容量是15千瓦，这样算下来他们的累积安装量差不多为3.3万千瓦。美国太阳能光伏发电已经形成了相对比较完备的生产体系，在这个体系中包括多晶硅材料提纯、光伏电池生产及发电系统制造。在2005年，美国光伏发电总容量是全世界的第三名，达到了100万千瓦时，排在美国前两个国家分别是日本和德国。1998年的时候意大利总投入5500亿里拉开始实行总容量达5万千瓦的“全国太阳能屋顶计划”，并且在2002年完成。1997年12月的时候，印度就宣布了他们会在2002年之前推广太阳能屋顶系统，数量会达到150万套。法国将每年将投入3000万法郎资金来实行一个一个已经被批准的太阳能利用计划，这个计划名为“太阳神2006”。中国研制了一个关于太阳能跟踪方面的跟踪器，名为单轴太阳跟踪器，单轴太阳跟踪器是通过自动追踪东西方向及手动调节南北方向的这个方法来增长接收器的接受效率的。最近几年中国不少研究这方面的专家、学者对太阳能跟踪方面进行了更加深入的研究，并且退出来太阳自动跟踪系统，其中能够完成单向追踪的一种跟踪器是1994年太阳能杂志介绍单轴液压自动跟踪器。当前，光电追踪方式和根据视日运动轨迹追踪方式是在太阳追踪系统实现追踪太阳的方法中尤为突出的两种方式光电追踪方式是闭环的随机系统，而根据视日运动轨迹追踪方式是开环的程控系统。1.3论文研究内容（1）通过查找文献来观察、考虑并且分析太阳的运行规律，而且也可以结合国内外的几种不同方法来看从而提出一些相对比较合理的跟踪方法，完成以上几步之后就可以设计跟踪装置了；（2）广泛的查阅太阳能追踪装置的相关文献，根据追踪装置的特点，整理、分、比对太阳能跟踪装置的内部结构、工作原理或者是外观形象等，确定太阳追踪装置的最终设计方法；（3）计算方位角回转机构，俯仰角调节机构结构的尺寸，对齿轮，连接轴关键零部件进行强度计算和校核,研究机械系统、驱动装置等部分相关问题，查找文献理解工作原理，给出解决方案；（4）根据整体结构设计的特点，使用proe、wildfire进行三维设计；2 太阳能自动追踪装置的设计方案。3 机械设计部分3.1 太阳能电池板及收放装置 3.1.1太阳能电池板的设计 如图3.1所示，太阳能電池板分类：晶体硅電池板分为多晶硅和单晶硅太阳能電池；非晶硅電池板分为薄膜和有机太阳能電池；化学染料電池板有染料敏化太阳能電池。 图3.1 太阳能電池板太阳能電池板发電系统：（1）离网发電系统（2）并网式发電系统（3）分布式发電系统。离网式发電系统的组成部分：太阳能電池组件、控制器、蓄電池（如输出電源为交流220V或110V，还需要配置逆变器），分布式发電系统主要由光伏電池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配電柜、并网逆变器、交流配電柜组成，并网发電系统主要特点是将所发電能直接输送到電网，所发的電能由電网调配发往各用户。但这种電站投入资金大、建设时间长、占地面积大，还没有太大发展。分散式小型并网发電系统是并网发電的主要发電系统。分布式发電系统是指在用電现场或者周围极小的范围内配置较小的光伏发電供電系统，以满足特定用户的需求，支持现存配電网的经济运行。 太阳能電池板材料：目前，晶体硅材料是最主要的光伏材料，市场中九成以上在使用,而且在以后很长一段时间太阳能電池的主要材料会是晶体硅。单晶硅太阳能電池的光電转换效率是所有太阳能電池中光電转换率最高的，能达到24%，但制作成本太大了，所以它还不能被广泛的使用。单晶的使用寿命能高达25年是因为用钢化玻璃和防水树脂进行封装，从而坚固耐用。多晶硅太阳電池和单晶硅太阳電池的制作工艺都差不多，但是多晶硅太阳能電池的光電转换效率却只有12%，比单晶硅太阳能電池的转换率小很多。不过从制作成本上来讲，多晶硅比单晶硅太阳能電池要便宜一些，并且考虑到在制造时材料方面比较简便，节省了各种能源消耗，总体成本都比较少，所以多晶硅的发展比较广。太阳能電池板原理：太阳電池就是利用光伏效应”（光電转换）制成的。太阳能的光電转换就是太阳的辐射能通过半导体物质转变为電能的过程。要产生一定的電压和電流，输出功率，就要把一个个電池元件串联或者并联起来。太阳能发電有以下几种途径：第一个是通过光热電转换这种方法：在这种方法中发电通过太阳光照射的热能来产生的，一般情况下都是蒸汽是由太阳能集热器吸收的热能转换而来的，这是一种用蒸汽驱动汽轮机发電。上面所说的第一个方法是将光转换成热；第二种方法是将热变为電，像平常的那种火力发電一样，但是将太阳能热发電的这种方法的最不足的一个地方就是它的效率低但是它所要用到的金额却很高。第二个方法是通过光電直接转换的方法：这种方式中所涉及到的一个方面是光電效应，它把太阳的辐射能直接转换为電能，而在光能電能转换中最为原始的一个装置就是太阳能電池。太阳能電池是的一个最能体现他本质的功能是将太阳光能直接转化为電能，并且它是一个半导体光電二极管，太阳能電池是这样产生電流的：一旦太阳光直接照射到光電二极管上的时候，这个装置中的光電二极管就会把我们日常所见的太阳的光能变成電能。输出功率相对比较大的太阳能电池组是由许多个電池串联或并联起来而成的。3.1.2電池板收放装置的设计本次设计中使用的太阳能電池板由两块m2和一块m2的電池板组成，如图3-2所示。图3-2太阳能電池板 如果太阳能板完全伸展开，太阳能電池板所形成的面积比较大，当它碰到大风或者是雷雨等天气状况非常不好的情况下，電池板所受到的风力等一系列的力会相对比较大，这一整套跟踪装置也会因为这样或那样的自然原因变得非常脆弱，很容易受到破坏整个跟。为了减小恶劣天气下的受力面积，起到保护太阳能電池板的作用，我们采用收放装置实现两侧两块板的自由收放。为了实现收放功能，两侧的太阳能電池板要比中间電池板低一些，在两侧板上装上滑轮，相应的在支架上设置有轨道。在整个支架的下方装上丝杆通过减速器与步进電机相连接。该丝杆两端螺纹的旋向相反，在丝杠转动的时候，两侧的電池板可以实现同步同速率但方向相反的伸展或者收缩运动，以实现電池板的收放功能。图3-2電池板收放装置如图3-2所示为電池板收放功能装置。步进電机通过减速器将动力傳到丝杆上，丝杆的两侧与電池板相连接。由于丝杆的选項是相反的，所以丝杆在转動的时候可以实现两侧板的同時同速率反向的运动。为了使減速器在相同减速比的条件下结构更加緊湊，减小其尺寸，所以在此採用兩级行星轮减速器。3.2 行星轮减速器的设计3.2.1齿形及精度3.2.2齿轮材料及性能高速级太阳轮和行星轮采用硬齒面，以提高承载能力，減低尺寸，内齿轮用软齿面。高速级部分采用軟齒面。两级材料性能如表3-1。疲劳极限Hlim 和Flim 查書选取，行星轮的Flim 是乘以0.7后的數值。表3-1 齿轮材料及性能3.2.3传动比分配根据传動要求分配第级与第级的传动比，第级传動比i=5,第二级传动比i=43.2.4 第一级行星轮系设计（1）配齿數 （2）按弯强度曲初算模數m因为取和中的较小值=则=292.25N/mm则齿數模數的出算公式为：查书取模數m=1.26mm.计算出第一级各齒轮的基本参數如下表所示：表3-2 第一级行星轮系基本几何尺寸 单位：mm（3）进行接触和弯曲疲勞強度校核计算表3-3 接触强度有关系數齿轮疲劳强度校核外啮合查書计算接触应力,用式6-21计算其需用應力,式中的参數和數值如表3-4表3-4外啮合接触强度有关参數和系數代号名称说明取值使用系數按中等冲击1.25 动载系數 6级精度，1.01 齿向载荷分布系數=0.311.065 齿间载荷分布系數六级精度1 行星轮间载 荷分布系數行星架浮动1.20 节点区域系數2.5 弹性系數189.8 重合度系數0.90 螺旋角系數直齿，=01 分度圆上切向力 685.7Nb工作齿宽17 u 齿數比1.526寿命系數按工作15年，每年工作300天，每天12小时计算 ，按HRC=60,v=0.9571 润滑油系數 1.03速度系數 0.95粗超度最小安全系數1.01工作硬化系數内齿轮均为硬齿面1尺寸系數1 最小安全系數按高可靠度1.25接触應力基本值接触应力许用接触應力: / =故,接触强度通过齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲勞应力及许用应力计算并分别对太阳轮和行星輪进行校核。各项参數如表3-5表3-5 外啮合齿根弯曲强度有关参數和系數代号名称说明取值齿向载荷分布系數 1.054齿间载荷分布系數1行星轮载荷分布系數1.3太阳轮齿形分配叙述x=0,z=192.84行星轮齿形分布系數x=0,2.54太阳轮应力修正系數1.57太阳轮应力修正系數1.72重合度系數0.72弯曲寿命能够系數N31试验齿轮应力修正系數按所给区域图取2太阳轮齿根圆角敏感系數0.96行星齿轮齿根圆角敏感系數0.97齿根表面形状系數1.045最小安全系數按高可靠度1.6太阳轮： 弯曲应力基本值： 弯曲应力： =.Y=故, 弯曲强度通过 行星轮 =/bm=103.79N/mm=./ =.=故,弯曲强度通过内啮合 齿轮接触疲劳強度、计算，其中与外齧合取值，不同的参數为u=77/29=2.655 , =0.87, =1.03,=0.97, =1.11=.Z=mm故 齿根弯曲疲勞强度只需计算内齒轮，其中取值与外啮合不同的系數：，=0.683 = 1.02 =1.045 =/ =故31试验齿轮应力修正系數按所给区域图取2太阳轮齿根圆角敏感系數0.96行星齿轮齿根圆角敏感系數0.97齿根表面形状系數1.045最小安全系數按高可靠度1.6太阳轮： 弯曲應力基本值： =弯曲应力： =.Y=故, 弯曲強度通过行星轮 =./bm=N/mm=./ =.=故,弯曲強度通过内啮合 齿轮接触疲劳強度、计算，其中与外啮合取值，不同的参數为u=82/27=3.04 ,=0.87, =1.03,=0.97, =1.11=.Z =mm故 齿根弯曲疲劳強度只需计算内齿轮其中取值与外啮合不同的系數：，=0.683 = 1.02 =1.045 = =.= =./ = 故,弯曲強度通过表3-10 行星轮系各齿轮几何参數汇总3.2.6 轴上部件的设计计算与校核（1）轴的计算电动机转矩输入轴3.确定轴的最小直径选取轴的材料为45号钢,调质处理取,于是得 图3-3输出轴的简图第一级行星轮轴的设计与校核 第二级太阳轮轴的设计与校核 图3-4 第二级太阳轮轴的结构第二级行星轮轴的设计与校核 行星轮减速器的输出轴的设计与校核图3-5 轴的结构设计3.3 水平方向角跟踪装置的设计 3.3.1 蜗轮蜗杆减速器的设计取推力圆柱磙子轴承的摩擦系数为0.004，所以步进电机要克服的摩擦力为F=11.2N，要克服的摩擦阻力距为Mf=560N.mm=0.56N.m，考虑超载情况等，将要克服的摩擦阻力距扩大二倍得 旋转立柱需要克服的摩擦阻力距为，所以电机输出的最小转矩应该为 蜗轮蜗杆的基本數据传动零件的设计计算3) 蜗杆的头数，涡轮的齿数为，传动比为，模数为，无变位系数，导程角为 确定许用应力涡轮许用接触應力 涡轮许用弯曲應力 其中查機械设计手册表16.5-14，有 查機械设计手册图16.5-4得 则许用接触应力 许用弯曲應力 =70N/ 齿面接触疲劳强度校核查機械设计手册表16.5，齿面接触强度验算公式查表16.5中,有 查表16.5使用系數 载荷分布系數 载荷系數 涡轮克服的摩擦阻力距为将上述數据代入齿面接触強度验算公式所以齿面接触強度校核通过。涡轮齿根弯曲强度校核查機械设计手册表16.5，得验算公式 则 查機械设计手册图 16.5，得涡轮齿根弯曲強度校核通过蜗杆几何尺寸计算涡轮几何尺寸计算 表3-11 蜗轮蜗杆的基本参數蜗轮轴的设计与计算涡轮轴上的阻力距为 初步确定轴的最小直径选取軸的材料为45号钢,调质处理 取,于是得 涡轮轴的结构设计图3-6 涡轮轴的结构校核轴的强度图3-7 涡轮轴的校核A) 轴的计算简图，3-7（a）。B) 水平面内弯矩，3-7（b）。两支承端的约束反力为截面C处的弯矩为C) 垂直面内弯矩图，3-7（c） 两支承端的约束反力为截面C左側的弯矩为D) 合成弯矩图，3-7（d）。截面C左側的合成弯矩为截面C右側的合成弯矩为E) 扭矩图，3-7（e）。蜗轮与联軸器之间的扭矩为F) 当量弯矩图，3-7（f）。由公式 可得 涡轮轴承的选择计算查机械设计手册，圆锥磙子軸承30212的主要性能：， 计算轴承支反力图3.8水平支反力：，垂直支反力：，合成支反力：3）计算軸承所受的当量动载荷轴承工作时有中等冲击，由表得载荷系數当量动载荷计算公式： 因 查表10.5 所以： 因 查表得，所以： 蜗杆轴承的校核及计算查機械设计手册，圆锥磙子轴承30207的主要性能：，1）计算軸承支反力图3.9水平支反力：，垂直支反力：，合成支反力：4）计算轴承所受的当量动载荷軸承工作时有中等冲击，载荷系數当量动载荷计算公式：因 所以： 因 查表得，所以： 所以： 3.4 俯仰角调节的装置设计风力对電池板产生的扭矩为：风载荷作用于電池板的正压力为： 3.5电机的选择3.5.1步进电动机在一些专家以前的研究中可以知道步进電机和伺服電机两者中步进電机比较简单，所以这个装置我们就可以决定用步进電机来使齿轮传动起来，步进電机是通过转换脉冲信号的一定角位信号，从而可以让它本身可以转动一定的角度。所以，当科学家们了解到它的这个性质以后就觉得步进电动机其实特别适合运动单片机来控制，这一系列的观察研究都为步进電动机的发展提供了一个非常好的前提基础，与此同时也让我们发现它在以后生活中的良好应用前景。3.5.2步进电机的主要特性1.步距角当我们查阅一些相关资料后可以发现，步进角指的是電机转子在電脉冲信号的作用下電机转子转过的角度。步进角大小其实最终是由電机的相數和转子的齿數和决定的。在日常的应用中我们最常用的一种步进電机是混合式步进電机，混合式步进电机是一种拥有相步，并且它的步距角为的步进电机，如果我们要选择步进電机，那么步距角的大小是由对负载精度的要求直接決定的。当我们把一个负载的最小解析度放到電机的轴上面时，我们只要经过一系列的測量就可以知道，其实每个当量電机运行的角度必定是大于或者等于步进電机的步距角。2.矩角特性我们把不改变各相绕组的通電的现象称为矩角特性，换一句话就是说当一相或几相绕组同时被通入直流電流时，電磁转矩与失调角之间所产生的一系列关系。3.回应频率在研究实践中我们可以知道，在某一个固定的频率范围内，步进電机是可以根据自己做的节奏任意的运动却又可以做到没有失误，由此我们就可以将这个我们认为的最大临界频率称为步进電机的回应频率。在通常情况下，我们都会把启动频率f来当做一个度量它的模板。也可以用来展现我们已经知道一个明确的负载情况下，开始直接的启动时，并且能够做到让電机完全没有失误情况发生的极限频率。4.启动矩频特性当我们已经知道設定的驱动条件的情况下，要是负载的慣量永远维持在一个值时，那么在这样一种情况下我们就能够把负载转矩和啟动频率之间的關系称为牵入特性。3.5.3步进电机的选择步进電机选择我们在粗略估算的一些数据中可以发现，在步进電机1所要用到的最大静力矩应该要小于，因此，这里我们确定为混合式步进電机。型号 電压 （V） 電流 （A） 電阻（） 最大静力矩（N.cm）机身长（mm） 输出轴直径（mm）转动惯量（g.cm2）重量（kg）接线图57BYGH1001531.4200100101.56504.6表3-12 57BYGH1001混合式步进電机图3.10步进電机示意图3.6 底座的设计 底座材料选用45钢，底座必须要有足够的支撑强度，同时也要满足尽可能节省材料，所以，选择用焊接法组合底座，设计结构如下图所示。图3.113.7 本章小结 4 结论4.1总结本文设计的主要内容是控制太阳能光电转换的自动跟踪装置，太阳能电池板准确追踪太阳光线这件事得以圆满完成，主要内容有：(1)上面我们分析了一系列有关于能源的方方面面的问题，并且通过此次分析认识到开发和利用太阳能是一项极为严峻的任务，以上还仔仔细细的解说了一些国内外太阳能的使用概况；(2)当我们认认真真的观察分析一样的运动规律后，我们就可以知道太阳的位置，比较装置所需要的性能指标，最终对其运行轨迹进行追踪的方式是双轴跟踪的太阳能跟踪方式；(3)传动机构的选型，关于两种齿轮啮合的一些计算，各种方面强度的校核，轴的选择计算等，以及步进电机的选择与确定都包含咋爱追踪系统的机械结构设计中；(4)追踪装置的整个模型有一个比较完整的轮廓，并关于这个追踪装置模型的装配图及零件图都要绘制完成。4.2展望然而因为在这个系统的实现技术上有较高的要求，而且研究课题的时间不是那么充足，并且本人能力上的不足之处，所以在这个方面还存在着很多的缺陷：(1)更加完善功能方面：设计报警装置在本系统中没有，如果系统发生了故障，就不能很快速的做出报警动作，这样也会对系统的追踪质量产生影响。(2)在阴天的时候是不能准确追踪的。(3)因为时时的追随方式并没有运用到太阳高度角和方位角的跟踪上，所以在每一次记录中都会有一个时间段，以至于在某种程度上来说太阳能的利用率是相对会有所减少的。太阳能自动追踪系统已经因为解决能源危机这个重大事项而成为世界范围内的研究重点。经过研究之后，本人在一定程度上对其有了充分的了解，并且相信到很多年很多年以后太阳能将会被人类广泛地运用。因此太阳能自动追踪系统这项研究对我们人类社会来说是非常重要的。希望能研究出更好性能、更高精度、更低成本的太阳自动追踪系统。致谢参考文献1 舒志兵，汤世松，赵李霞.高精度双轴伺服太阳能追踪系统的设计应用C.人工智能学会智能检测与运动控制会议，2010.2 胡晓花，袁家普，孙如军.平板太阳能技术及应用M.北京：清华大学出版社，2014.3 刘鉴民.太阳能利用原理-技术-工程M.北京：電子工业出版社，2010.4 李申生.物理学与太阳能M.广西：教育出版社，1999.5 薛春荣.太阳能光伏组件技术M.北京：科学出版社，2014.6 金晶晶太阳光线自动跟踪装置硕士学位论文D沈阳：沈阳工业大学，2007.3.7 李英姿.太阳能光伏并网发電系统设计与应用M.北京：机械工业出版社，2014.8 高援朝，沙永玲，王建新.太阳能热利用技术与施工M.北京：人民邮電出版社，2010.9 毛桂生.太阳能電池板自动追踪系统的研究D.广州：华南理工大学，2010.11.10 余涛，马立新，陈国平等.太阳追踪系统控制器的设计与应用J.電机与控制应用，2010,（03）：22-25.11 龙徐.太阳位置自动追踪系统的设计D.湖南：湖南大学，2013.4.12 成大先.机械设计手册M北京：化学工业出版社，1999.13 陈国定，吴立言.机械设计M.北京：高等教育出版社，2013.5.14 潘沛霖，陈秀，严国良等.机械设计课程设计图册M.北京：高等教育出版社，2011.15 Leviticus V.Field study on changes in viability of airborne fungal propagates exposed to UV radiationJ. Environmental Toxicology, 2004,(04): 437-441.16 Davis GE Jr.The Sun determines human longevity：Generation effects of chaotic solar radiationJ.Medical hypotheses,2004,(04):574-581.33