太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置的設(shè)計(jì)

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置的設(shè)計(jì) (此文檔為word格式，下載后您可任意編輯修改！) 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置的設(shè)計(jì) The design of solar automatic tracking device 申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)學(xué)位 院系：機(jī)電工程系 專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 2022年5 月26 日 煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)院（系）：機(jī)電工程系 姓名李顯學(xué)號(hào) 畢業(yè) 屆別2022專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其 自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師李春植學(xué)歷職稱(chēng)教授 所學(xué)專(zhuān) 業(yè) 指導(dǎo)教師張芹英學(xué)歷職稱(chēng)助教 所學(xué)

2、專(zhuān) 業(yè) 主要內(nèi)容：本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)操縱的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，它利用光電跟蹤原理，通過(guò)對(duì)比太陽(yáng)能板中心垂線(xiàn)與太陽(yáng)光線(xiàn)的角度大小來(lái)操縱信號(hào)的輸入。采用四個(gè)光敏電阻做傳感器，把光能轉(zhuǎn)換為電阻的變化，進(jìn)而通過(guò)光電轉(zhuǎn)換電路給單片機(jī)輸入信號(hào)，并由驅(qū)動(dòng)電路來(lái)操縱步進(jìn)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置的方位角、高度角的調(diào)整。該機(jī)械裝置主要采用機(jī)械傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)，用一對(duì)直齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)方位角的旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，采用平面四桿機(jī)構(gòu)原理，用一對(duì)滾珠絲杠副來(lái)實(shí)現(xiàn)高度角的調(diào)整。 基本要求：滿(mǎn)足該裝置能準(zhǔn)確自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)光的運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到最大效率利用太陽(yáng)能。 進(jìn)度安排：1-2周完成設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和緒論;3-5周提出自己的設(shè)計(jì)方案并論證（理論） 6-9

3、周部件零件的設(shè)計(jì);10-11周初稿完成;12-13周根據(jù)格式，完成論文 指導(dǎo)教師（簽字）： 年月日 院（系）看法： 教學(xué)院長(zhǎng)（主任）（簽字）： 年月日 備注： 摘要： 太陽(yáng)能是自然界的一種自然資源，它具有分布范圍廣、豐富可再生、無(wú)污染的優(yōu)良特點(diǎn)，它的開(kāi)發(fā)和利用已成為當(dāng)代研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。解決如何提高太陽(yáng)能利用效率就成為了所有問(wèn)題的關(guān)鍵。太陽(yáng)能效率的提高將直接影響我國(guó)能源利用結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)我國(guó) 的可持續(xù)發(fā)展以及建設(shè)資源儉約型和環(huán)境友好型社會(huì)有著重大影響。 基于太陽(yáng)能利用效率的考慮，本設(shè)計(jì)選擇太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤裝置，以達(dá)到時(shí)刻跟蹤太陽(yáng)光線(xiàn)位置，使太陽(yáng)光最大限度的照射到該跟蹤裝置，滿(mǎn)足太陽(yáng)能的充分利用。

4、該裝置是基于單片機(jī)操縱的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，通過(guò)考慮某地的位置、光照等因素，由單片機(jī)輸出操縱數(shù)據(jù)，從而來(lái)操縱步進(jìn)電機(jī)，并通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤光線(xiàn)的目的。并且對(duì)該系統(tǒng)采用二維跟蹤方式，以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板東西方向和南北方向共同調(diào)整跟蹤，達(dá)到進(jìn)一步提高利用效率、跟蹤精度的要求。 關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；自動(dòng)跟蹤；單片機(jī)；步進(jìn)電機(jī)；二維運(yùn)動(dòng)。 Abstract： Solar energy is natures natural resource and it has spread widly, richly ,renewablly and has pollution-free high char

5、acteristics.Its development and use has become hot spots in the field. The solution of the efficient use of solar energy become the key to all problem. The increase of solar energy efficiency will directly affect our energy structure and it will have major effects on national sustainable development

6、 , construction resource saving and environmental friendly type of society . Based on solar energy utilization efficiency considerations , this design choices solar automatic tracking device in order to achieve to track the sun light position at any time and make the sun exposure to the tracking dev

7、ice to the max to meet the full use of solar energy. The device is a control automatic tracking system which based on microcontroller . By considering the position, illumination somewhere, and other factors ,microcontroller outputs control data to control the stepping motor. This system realizes aut

8、omatic tracking for the light to the solar panels through the mechanical transmission and it is used to track of two-dimensional way in order to realize common adjusting tracking for the solar panels east-west direction and north-south direction.This system further improves the utilization efficienc

9、y and the requirements of tracking precision. Key words：solar energy；automatic track ；microcontroller ；stepping motor ；two-dimensional movement. 目錄 第1章緒論 (1) 1.1 能源現(xiàn)狀及發(fā)展 (1) 1.2 目前太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用 (1) 1.3 課題研究的目的和意義 (2) 1.4 太陽(yáng)能利用的國(guó)內(nèi)外發(fā)呈現(xiàn)狀 (2) 1.5 太陽(yáng)追蹤系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 (3) 1.6 本論文的研究?jī)?nèi)容 (3) 第2章太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) (4) 2.1

10、太陽(yáng)運(yùn)行的規(guī)律 (4) 2.2 總體設(shè)計(jì)原理 (4) 2.2.1 平面四桿機(jī)構(gòu)原理 (4) 2.3 跟蹤方案的設(shè)計(jì) (5) 2.4 總體結(jié)構(gòu) (7) 第3章機(jī)械部分的設(shè)計(jì) (8) 3.1 齒輪的選擇 (8) 3.1.1 材料選擇 (8) 3.1.2 尺寸計(jì)算 (8) 3.2 滾珠絲杠副的選擇 (10) 3.2.1 材料選擇 (11) 3.2.2 滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)的選擇 (11) 3.2.3 滾珠絲杠副尺寸的選擇 (12) 3.2.4 滾珠絲杠副支承方式的選擇 (12) 3.3 太陽(yáng)能電池板 (14) 3.4 底座的設(shè)計(jì) (16) 3.5 中心軸的選擇 (16) 3.5.1 尺寸設(shè)計(jì) (16) 3.5.2 軸的校核 (16) 3.6 軸承的選擇 (17) 3.6.1 軸承1的選擇 (17) 3.6.2 軸承2的選擇 (17) 3.7 聯(lián)軸器的選擇 (18) 第4章操縱部分的設(shè)計(jì) (21) 4.1 光電轉(zhuǎn)換器 (21) 4.1.1 光敏電阻傳感器 (21) 4.1.2 光電轉(zhuǎn)換電路 (23) 4.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路 (24) 4.2.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)介紹 (24)