CN104967403A - 一种卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，属于农业节水灌溉领域，所述卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构可安装在卷盘喷灌机上，通过伸展控制机构可以很方便的将所有太阳能电池板回收叠，通过水平调节机构可以将太阳能电池板由水平状态变成垂直状态进行收拢，通过升降控制机构，可以将太阳能电池板进一步收拢节省空间体积，而且通过旋转机构，能根据阳光直射角度的变化调节太阳能电池板角度在整个三维空间定位和旋转，将太阳能电池板的光电转换能力发挥到最大。本发明克服现有的卷盘喷灌机配套的太阳能电池板需要单独配置运载车带来的成本增加，占用空间体积大，机组机动性差，电池板转换能力利用率的低，设备维护收藏不方便等不足。
Description
技术领域
本发明属于农业节水灌溉领域，具体涉及一种卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构。
背景技术
卷盘式喷灌机是一种中小型移动式灌溉装备，自动化程度高，现有的卷盘式喷灌机多采用以水涡轮为代表的水力驱动装置，高压水由配套的泵组抽水提供，但水力驱动装置的效率低，大大增加了水力功率损失；另一方面，农业灌溉装备正朝着精准灌溉和灌溉自动化方向发展，给传统的水力驱动装置在实现灌溉的自动化和精准化方面提出了要求。永磁无刷直流电机由于其优越的性能和较高的效率，用来取代水涡轮驱动卷盘，不仅能降低卷盘式喷灌机的能耗，而且还能实现更为精准的灌溉控制。现有给喷灌机上直流电机供电来源主要依靠太阳能电池，对JP75型以及更大型的卷盘式喷灌机供电需要12V电池板四块以上，现有的电池板与喷灌机分离，由单独制作的小车承载，在使用时单独携带。这种小车另外挂载电池板的运行方式不仅具有占用空间体积大，机动不灵活，运载笨重不方便等缺点，而且电池板的安装卸载，光电转换利用率低，维护修理都存在不足。
发明内容
本发明的目的为了克服现有技术的不足，而提供一种卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，该太阳能电池板伸展机构不仅能跟卷盘安装成一个整体，可以很方便的将所有太阳能电池板回收叠加收拢，节省空间体积，而且能调节太阳能电池板角度，将太阳能电池板的光电转换能力发挥到最大。
本发明的技术方案是：所述卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，包括至少两块太阳能电池板、顶端连接板、第一支架板、第二支架板、第一滑移板、第二滑移板、第三滑移板、桁架杆、拉杆、外壳、升降控制机构、水平调节机构和伸展控制机构；
所述顶端连接板的两侧分别与所述太阳能电池板转动副连接；
所述第一支架板前侧固定在所述外壳的背面，所述第一支架板的一侧边固定在卷盘喷灌机卷筒侧边的机架上；
所述第一滑移板安装在所述第一支架板的凹槽内，所述第二滑移板安装在所述第一滑移板的凹槽内，所述第三滑移板安装在所述第二滑移板的凹槽内；
所述升降控制机构包括第一手柄、齿轮、齿条和棘轮机构；所述齿条固定在所述第一滑移板的一侧，所述第一手柄和所述齿轮分别安装在齿轮轴的两端；所述齿轮轴固定在所述第二支架板上，所述第二支架板固定在所述外壳的背面，所述齿轮和所述齿条啮合；所述第一滑移板的顶端与所述顶端连接板的背面转动副连接；
所述水平调节机构包括第二手柄和第一限位块；所述第二手柄设在所述第二滑移板的底端，所述第一限位块设在所述第一滑移板的侧边，所述第一限位块设有至少两个上下并列的卡位；所述第二手柄卡在所述第一限位块的卡槽内；所述第二滑移板的顶端与两根连杆的一端转动副连接，所述连杆的另一端与所述顶端连接板的背面转动副连接；
所述伸展控制机构包括第三手柄和第二限位块；所述第三手柄设在所述第三滑移板的底端，所述第二限位块设在所述第二滑移板的侧边，所述第二限位块设有至少两个上下并列的卡位；所述第三手柄卡在所述第二限位块的卡槽内；所述第三滑移板的顶端与所述拉杆的一端转动副连接，所述顶端连接板的底端开有凹槽，所述拉杆的另一端穿过所述凹槽与两根所述桁架杆的一端转动副连接，所述两根桁架杆的另一端分别与所述两块太阳能电池板转动副连接。
上述方案中，所述棘轮机构包括棘轮、棘爪、弹簧、第四手柄、手柄轴和固定板；所述棘轮固定安装在所述齿轮轴上、且位于所述第一手柄与所述齿轮之间；所述固定板固定在所述第二支架板上，所述手柄轴的一端与所述第四手柄固定连接，另一端穿过所述固定板与所述棘爪的后端固定连接，所述弹簧的一端固定在所述棘爪的前端，另一端固定在所述固定板上；所述棘轮和所述棘爪配合防止所述齿轮反转。
上述方案中，还包括旋转机构，所述旋转机构包括第三旋转铰链、销钉和带销孔板；
所述第一支架板的一侧与所述第三旋转铰链转动副连接；所述第一支架板通过所述第三旋转铰链固定在卷盘喷灌机卷筒侧边的机架上；
所述第三旋转铰链的底端与所述带销孔板固定连接；
所述销钉设在所述第一支架板底部，所述销钉卡在所述带销孔板内。
进一步的，所述带销孔板在0-90度的圆周边缘设有若干孔。
上述方案中，所述第三旋转铰链为带螺纹孔的旋转铰链。
上述方案中，所述太阳能电池板的数量为四块，四块所述太阳能电池板两两安装在所述顶端连接板的两侧，相邻的两块所述太阳能电池板之间转动副连接。
上述方案中，所述第一滑移板的顶端与所述顶端连接板的背面通过圆柱铰链连接。
上述方案中，所述第三滑移板的顶端与所述拉杆的一端通过球绞连接。
上述方案中，所述两根桁架杆的另一端分别与所述两块太阳能电池板通过旋转铰链连接。
上述方案中，所述齿轮轴通过轴承座固定在所述第二支架板上。
本发明的有益效果是：与现有技术相比本发明可安装在卷盘喷灌机上，舍去原有单独配套的运载车，通过所述伸展控制机构可以很方便的将所有太阳能电池板回收叠，通过所述水平调节机构可以将太阳能电池板由水平状态变成垂直状态进行收拢，通过所述升降控制机构，可以将太阳能电池板进一步收拢节省空间体积，而且通过所述旋转机构，能根据阳光直射角度的变化调节太阳能电池板角度在整个三维空间定位和旋转，将太阳能电池板的光电转换能力发挥到最大。本发明克服现有的卷盘喷灌机配套的太阳能电池板需要单独配置运载车带来的成本增加，占用空间体积大，机组机动性差，电池板转换能力利用率的低，设备维护收藏不方便等不足。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图2是本发明一实施例的在卷盘喷灌机上的安装和空间旋转角示意图。
图3是图1的Ⅰ部位局部放大图。
图4是本发明一实施例的等轴测视图。
图5是本发明一实施例自下而上的观测示意图。
图6是本发明一实施例的右侧等轴测示意图。
图7是图6的Ⅱ部位局部放大图。
图8是本发明一实施例加上外壳的示意图。
图中，1、太阳能电池板；2、顶端连接板；3、第一支架板；4、第二支架板；5、第一滑移板；6、第二滑移板；7、第三滑移板；8、第一手柄；9、第二手柄；10、第三手柄；11、桁架杆；12、拉杆；14、固定板；15、外壳；16、第一限位块；17、第二限位块；18、连杆；19、齿轮；20、齿条；21、棘轮；22、棘爪；23、弹簧；24、轴承座；25、凹槽；26、机架；27、第一旋转铰链；28、销钉；29、带销孔板；30、第一圆柱铰链；31、第二圆柱铰链；32、第三圆柱铰链；33、第二旋转铰链；34、第三旋转铰链；35、第一球绞；36、第二球绞；37、齿轮轴；38、第四手柄；39、手柄轴；40、第四旋转铰链。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示为本发明的一种卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构的实施方式，在该实施方
式中，所述卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，包括四块太阳能电池板1、顶端连接板2、第一支架板3、第二支架板4、第一滑移板5、第二滑移板6、第三滑移板7、桁架杆11、拉杆12、外壳14、升降控制机构、水平调节机构、伸展控制机构和旋转机构。
四块所述太阳能电池板1两两安装在所述顶端连接板2的两侧，所述顶端连接板2的两侧分别与所述太阳能电池板1通过第四旋转铰链40连接，相邻的两块所述太阳能电池板1之间转动副连接。
所述第一支架板3前侧固定在所述外壳15的背面，所述第一支架板3的一侧边固定在卷盘喷灌机卷筒侧边的机架26上。所述第一滑移板5安装在所述第一支架板3的槽内，所述第二滑移板6安装在所述第一滑移板5的槽内，所述第三滑移板7安装在所述第二滑移板6的槽内，相邻两个板之间移动副连接。
所述升降控制机构包括第一手柄8、齿轮19、齿条20和棘轮机构；所述齿条20固定在所述第一滑移板5的一侧，所述第一手柄8和所述齿轮19分别安装在齿轮轴37的两端；所述齿轮轴37固定在所述第二支架板4上，所述第二支架板4固定在所述外壳15的背面，所述齿轮19和所述齿条20啮合；所述第一滑移板5的顶端与所述顶端连接板2的背面通过第一圆柱铰链30连接；所述升降控制机构调节所述第一滑移板5的升降。
摇动所述第一手柄8可以驱动所述齿轮19旋转，所述齿轮19和所述齿条20的啮合可以带动所述第一滑移板5在所述第一支架3的槽内上下滑移。
如图3所示，所述棘轮机构具体包括棘轮21、棘爪22、弹簧23、第四手柄38、手柄轴39和固定板14；所述棘轮21固定安装在所述齿轮轴37上、且位于所述第一手柄8与所述齿轮19之间；所述固定板14固定在所述第二支架板4上，所述手柄轴39的一端与所述第四手柄38固定连接，另一端穿过所述固定板14与所述棘爪22的后端固定连接，所述弹簧23的一端固定在所述棘爪22的前端，另一端固定在所述固定板14上；逆时针旋转所述第四手柄38，在所述弹簧23的作用下使所述棘爪22卡在所述棘轮21上，所述棘轮21和所述棘爪22配合防止所述齿轮19反向旋转，防止一定高度的所述太阳能电池板1可能滑落而造成意外。顺时针旋钮所述第四手柄38可以使所述棘爪22脱离所述棘轮21，此时所述齿轮19反向旋转带动所述第一滑移板5下移，将所述太阳能电池板1位置下降。
所述水平调节机构包括第二手柄9和第一限位块16；所述第二手柄9设在所述第二滑移板6的底端，所述第一限位块16设在所述第一滑移板5的侧边，所述第一限位块16设有至少两个上下并列的卡位；所述第二手柄9卡在所述第一限位块16的卡位内，如图4所示。所述第二滑移板6的顶端与两根连杆18的一端通过第三圆柱铰链32连接，所述连杆18的另一端与所述顶端连接板2的背面通过第二圆柱铰链31连接，如图5所示。推动所述第二手柄9带动所述第二滑移板6在所述第一滑移板5的槽内上下移动，使所述顶端连接板2在垂直方向和水平方向之间实现90度旋转，即Z轴方向的旋转。
所述伸展控制机构包括第三手柄10和第二限位块17；所述第三手柄10设在所述第三滑移板7的底端，所述第二限位块17设在所述第二滑移板6的侧边，所述第二限位块17设有至少两个上下并列的卡位；所述第三手柄10卡在所述第二限位块17的卡位内；所述第三滑移板7的顶端与所述拉杆12的一端通过第一球绞35连接，所述顶端连接板2的底端开有凹槽25，所述拉杆12的另一端穿过所述凹槽25与所述桁架杆11的一端通过第二球绞36连接，两根所述桁架杆11之间通过第一旋转铰链27连接；所述桁架杆11的另一端与所述太阳能电池板1的底端通过第二旋转铰链33连接。推动所述第三手柄10带动所述第三滑移板7在所述第二滑移板的槽内上下移动，从而调节所述桁架杆11的伸缩。
如图6和图7所示，所述旋转机构安装在所述第一支架板3的底端，所述旋转机构具体包括第三旋转铰链34、销钉28和带销孔板29；所述第一支架板3的一侧与所述第三旋转铰链34转动副连接；所述第三旋转铰链34为带螺纹孔的旋转铰链；所述第三旋转铰链34的底端与所述带销孔板29固定连接；所述带销孔板29在0-90度的圆周边缘设有若干孔；所述销钉28设在所述第一支架板3底部，所述销钉28可插入所述孔里，起到位置固定的作用；根据阳光直射角度变化，调节所述销钉28在所述带销孔板29上的位置，可调节整个卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构在X-Y轴方向的0-90度空间内旋转。
如图8所示，所述第一支架板和所述第二支架板与所述外壳15的背面固定连接。
如图2所示，将所述卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构通过所述带螺纹孔旋转铰链与机架26通过螺栓连接，固定在卷筒一侧的机架26上。一台喷灌机可以根据需要在卷筒另一侧的机架上再安装一套所述卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构。
本发明工作原理：
喷洒作业开始前，首先将所述太阳能电池板1升起，逆时针摇动所述第一手柄8驱动所述齿轮19旋转，所述齿轮19与所述齿条20的啮合带动所述第一滑移板5向上运动至合适的位置，逆时针旋转所述第四手柄38，使所述棘爪22卡主所述棘轮21防止齿轮反向旋转；其次将所述太阳能电池板1展开，向下推动所述第三手柄10，使所述第三滑移板7在所述第二滑移板6的槽内向下移动，将所述太阳能电池板1伸展开，并将所述第三手柄10固定在所述第二限位块17上；再者将所述太阳能电池板1由垂直状态旋转为水平状态，向上推动第二手柄9，使所述第二滑移板6在所述第一滑移板5的槽内向上移动，将所述太阳能电池板1由垂直状态旋转为水平状态，并将所述第二手柄9固定在所述第一限位块16上；最后调整所述太阳能电池板1左右方向的角度，根据阳光直射角度变化，调节所述销钉28在所述带销孔板29上的位置，可调节整个卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构在0-90度空间内旋转，使所述太阳能电池板1始终对准太阳直射的方向，提高太阳能电池板的光电转换利用率。
喷洒作业结束后，向上推动所述第三手柄10，将所述太阳能电池板1收拢，四块所述太阳能电池板1接近层叠状态，并将所述第三手柄10固定在所述第二限位块17上；向下推动所述第二手柄9，将所述太阳能电池板1成竖直状态，并将所述第二手柄9固定在所述第一限位块16上；顺时针旋钮所述第四手柄38，使所述棘爪22脱离所述棘轮21，顺时针旋钮所述第一手柄8将所述太阳能电池板1降下来；最后调节所述销钉28在所述带销孔板29中的位置，将所述太阳能电池板1调节为与卷筒壁平行，以此时所述卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构占用空间位置最紧凑。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，包括至少两块太阳能电池板(1)、顶端连接板(2)、第一支架板(3)、第二支架板(4)、第一滑移板(5)、第二滑移板(6)、第三滑移板(7)、桁架杆(11)、拉杆(12)、外壳(15)、升降控制机构、水平调节机构和伸展控制机构；
所述顶端连接板(2)的两侧分别与所述太阳能电池板(1)转动副连接；
所述第一支架板(3)前侧固定在所述外壳(15)的背面，所述第一支架板(3)的一侧边固定在卷盘喷灌机卷筒侧边的机架(26)上；
所述第一滑移板(5)安装在所述第一支架板(3)的凹槽内，所述第二滑移板(6)安装在所述第一滑移板(5)的凹槽内，所述第三滑移板(7)安装在所述第二滑移板(6)的凹槽内；
所述升降控制机构包括第一手柄(8)、齿轮(19)、齿条(20)和棘轮机构；所述齿条(20)固定在所述第一滑移板(5)的一侧，所述第一手柄(8)和所述齿轮(19)分别安装在齿轮轴(37)的两端；所述齿轮轴(37)固定在所述第二支架板(4)上，所述第二支架板(4)固定在所述外壳(15)的背面，所述齿轮(19)和所述齿条(20)啮合；所述第一滑移板(5)的顶端与所述顶端连接板(2)的背面转动副连接；
所述水平调节机构包括第二手柄(9)和第一限位块(16)；所述第二手柄(9)设在所述第二滑移板(6)的底端，所述第一限位块(16)设在所述第一滑移板(5)的侧边，所述第一限位块(16)设有至少两个上下并列的卡位；所述第二手柄(9)卡在所述第一限位块(16)的卡槽内；所述第二滑移板(6)的顶端与两根连杆(18)的一端转动副连接，所述连杆(18)的另一端与所述顶端连接板(2)的背面转动副连接；
所述伸展控制机构包括第三手柄(10)和第二限位块(17)；所述第三手柄(10)设在所述第三滑移板(7)的底端，所述第二限位块(17)设在所述第二滑移板(6)的侧边，所述第二限位块(17)设有至少两个上下并列的卡位；所述第三手柄(10)卡在所述第二限位块(17)的卡槽内；所述第三滑移板(7)的顶端与所述拉杆(12)的一端转动副连接，所述顶端连接板(2)的底端开有凹槽(25)，所述拉杆(12)的另一端穿过所述凹槽(25)与两根所述桁架杆(11)的一端转动副连接，所述两根桁架杆(11)的另一端分别与所述两块太阳能电池板(1)转动副连接。
2.根据权利要求1所述的卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，所述棘轮机构包括棘轮(21)、棘爪(22)、弹簧(23)、第四手柄(38)、手柄轴(39)和固定板(14)；所述棘轮(21)固定安装在所述齿轮轴(37)上、且位于所述第一手柄(8)与所述齿轮(19)之间；所述固定板(14)固定在所述第二支架板(4)上，所述手柄轴(39)的一端与所述第四手柄(38)固定连接，另一端穿过所述固定板(14)与所述棘爪(22)的后端固定连接，所述弹簧(23)的一端固定在所述棘爪(22)的前端，另一端固定在所述固定板(14)上；所述棘轮(21)和所述棘爪(22)配合防止所述齿轮(19)反转。
3.根据权利要求1所述的卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，还包括旋转机构，所述旋转机构包括第三旋转铰链(34)、销钉(28)和带销孔板(29)；
所述第一支架板(3)的一侧与所述第三旋转铰链(34)转动副连接；所述第一支架板(3)通过所述第三旋转铰链(34)固定在卷盘喷灌机卷筒侧边的机架(26)上；
所述第三旋转铰链(34)的底端与所述带销孔板(29)固定连接；
所述销钉(28)设在所述第一支架板(3)底部，所述销钉(28)卡在所述带销孔板(29)内。
4.根据权利要求3所述的卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，所述带销孔板(29)在0-90度的圆周边缘设有若干孔。
5.根据权利要求3所述的卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，所述第三旋转铰链(34)为带螺纹孔的旋转铰链。
6.根据权利要求1所述的卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，所述太阳能电池板(1)的数量为四块，四块所述太阳能电池板(1)两两安装在所述顶端连接板(2)的两侧，相邻的两块所述太阳能电池板(1)之间转动副连接。
7.根据权利要求1所述的卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，所述第一滑移板(5)的顶端与所述顶端连接板(2)的背面通过圆柱铰链连接。
8.根据权利要求1所述的卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，所述第三滑移板(7)的顶端与所述拉杆(12)的一端通过球绞连接。
9.根据权利要求1所述的卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，所述两根桁架杆(11)的另一端分别与所述两块太阳能电池板(1)通过旋转铰链连接。
10.根据权利要求1所述的卷盘喷灌机太阳能电池板伸展机构，其特征在于，所述齿轮轴(37)通过轴承座(24)固定在所述第二支架板(4)上。
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