CN106100550A - 一种便携式太阳能电池板充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式太阳能电池板充电装置,包括折叠式太阳能电池板、伸缩机构及追日装置;折叠式太阳能电池包括底层膜及固定在底层膜上的六个太阳能电池组;伸缩机构包括中心轴、上轴套、下轴套、折叠支撑板及三个U型滑槽组,中心轴布置在整个伸缩机构的中心位置,用来保证其整体结构伸缩的联动性和约束上轴套、下轴套的轴向滑动,当伸缩机构全展开时,可起支撑折叠式太阳能电池板的作用;追日装置包括底座箱体、底座固定盘、转向机构、驱动电机、主控模块及太阳光检测模块。本发明解决太阳能电池板面积太大、携带不方便的问题,具有提高空间利用率、携带方便等优点,还具备追日装置,显著提高太阳能利用率。

Description

一种便携式太阳能电池板充电装置
技术领域
[0001]本发明涉及太阳能电池板领域,更具体地说,涉及一种便携式太阳能电池板充电
目.0
背景技术
[0002 ] 太阳能电池板通过吸收太阳光,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。将太阳能应用在对车供电,可以及时有效地补充电量,能够有效解决电动汽车续航里程短的问题,在很大程度上降低了电动汽车的使用成本,相对于普通电池和循环充电电池来说,太阳能电池板是更加节能环保的绿色产品。
[0003]中国光伏产业蓬勃发展,2009年中国太阳能电池产能较2008年倍增,达到8000MW,电池产量超过4000MW,占全球总产量的40%。但目前太阳能电池板发电效率不高,达到可观发电功率的太阳能电池板面积太大,导致便携式太阳能充电装置应用于给电动汽车供电尚属空白,也是阻碍太阳能作为电动汽车辅助动力的瓶颈之一。
发明内容
[0004]本发明要解决的技术问题在于,提供一种便携式太阳能电池板充电装置。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种便携式太阳能电池板充电装置,包括折叠式太阳能电池板、伸缩机构及追日装置;
[0006]所述追日装置包括底座固定盘,所述底座固定盘上安装有水平转向机构,所述水平转向机构上方设置有底座箱体,所述底座箱体底部与水平转向机构连接,所述底座箱体内分别设置有水平方向驱动电机、固定块、竖直转向机构、竖直方向驱动电机及主控模块,所述竖直转向机构与水平转向机构呈垂直布置状态,所述固定块与竖直转向机构固定连接,所述水平方向驱动电机驱使水平转向机构旋转以使底座箱体在水平面内转动,所述追日装置还包括太阳光检测模块;
[0007]所述伸缩机构包括中心轴,所述中心轴的底端与竖直转向机构通过固定块连接,所述竖直方向驱动电机驱使中心轴随着竖直转向机构在竖直平面内转动,所述中心轴的中部及顶端分别安装有上轴套及下轴套,所述上轴套与中心轴固定连接,所述伸缩机构还包括折叠支撑板及三个呈圆环布置状态的U型滑槽组,所述折叠式太阳能电池板安装在折叠支撑板上,所述U型滑槽组由第一级U型槽、第二级U型槽、第三级U型槽、第四级U型槽组成,所述第一级U型槽为支撑力臂,所述第一级U型槽与第二级U型槽通过定位销铰接,所述第二级U型槽与第三级U型槽之间、第三级U型槽与第四级U型槽之间通过滑槽和定位销连接,所述上轴套通过第一环绕铁丝与第二级U型槽铰接,所述下轴套通过第二环绕铁丝与第一级U型槽铰接,所述折叠支撑板由六块大小相同的环形板组成;
[0008]所述折叠式太阳能电池板包括底层膜及设置在所述底层膜上的六个太阳能电池组,所述底层膜中心设置有通孔,所述太阳光检测模块布置在通孔中心,所述太阳能电池组由多个形状及尺寸大小不相同且呈扇形布置的太阳能电池块组成,六个所述太阳能电池组分别固定在六块环形板上,相邻所述太阳能电池组之间留有间隙,相邻所述环形板之间通过合页铰接,其中两个相邻环形板之间没有连接,相邻的合页分别布置在所述环形板的正面及反面,六块所述环形板整体展开时置于U型滑槽组上并与第四级U型槽固定连接,呈圆环布置状态。
[0009]在上述方案中,所述太阳光检测模块包括多个呈十字型布置的光感元件,所述多个光感元件在同一平面内且分别朝向不同角度。
[0010]在上述方案中,所述下轴套设有起限位锁紧装置作用的羊角螺栓,所述下轴套沿中心轴轴向移动至锁紧位置后通过羊角螺栓与中心轴固定连接。
[0011]在上述方案中,所述固定块上设置有安装孔,所述中心轴通过安装孔固定在固定块上。
[0012]实施本发明一种便携式太阳能电池板充电装置,具有以下有益效果:
[0013]本发明中伸缩机构不仅能够与折叠式太阳能电池板安装成一个整体,还能够将所有的太阳能电池板展开或折叠收拢;折叠式太阳能电池板和伸缩机构易于拆卸和组装,整体装置最终能收缩成很小的空间,充分体现便携性的特点,易于携带;整体装置展开后可达到最大采光面积,充分收集太阳能。此外,本发明还具备追日装置,以实现实时采集太阳光,大大提尚太阳能利用率。
附图说明
[0014]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
[0015]图1为本发明一种便携式太阳能电池板充电装置在完全展开状态的正视结构示意图;
[0016]图2为本发明一种便携式太阳能电池板充电装置在完全展开状态的轴侧结构示意图;
[0017]图3为图1中伸缩机构在完全展开状态的轴侧结构示意图;
[0018]图4为图1中折叠式太阳能电池板在完全收缩状态的结构示意图;
[0019]图5为图1中伸缩机构在完全收缩状态的结构示意图;
[0020]图6为图1中折叠支撑板在完全展开状态的结构示意图;
[0021]图7为图1中折叠支撑板在完全收缩状态的结构示意图;
[0022]图8为本发明一种便携式太阳能电池板充电装置在完全展开状态的追日示意图;
[0023]图9为图1中底座箱体3的内部示意图;
[0024]图10为图1中太阳光检测模块的示意图。
[0025]图中:底座固定盘I ;水平转向机构2;底座箱体3;水平方向驱动电机4;固定块5;安装孔5.1 ;竖直转向机构6 ;竖直方向驱动电机7 ;主控模块8 ;太阳光检测模块9 ;光感元件9.1;中心轴10;上轴套11;下轴套12;折叠支撑板13;环形板13.1;第一级U型槽14;第二级U型槽15;第三级U型槽16;第四级U型槽17;第一环绕铁丝18;第二环绕铁丝19;底层膜20;太阳能电池组21;通孔22;合页23;羊角螺栓24。
具体实施方式
[0026]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
[0027]如图1-10所示,本发明一种便携式太阳能电池板充电装置,包括折叠式太阳能电池板、伸缩机构及追日装置。
[0028]追日装置包括底座固定盘I,底座固定盘I上安装有水平转向机构2,水平转向机构2上方设置有底座箱体3,底座箱体3底部与水平转向机构2连接。底座箱体3内分别设置有水平方向驱动电机4、固定块5、竖直转向机构6、竖直方向驱动电机7及主控模块8。竖直转向机构6与水平转向机构2呈垂直布置状态,固定块5与竖直转向机构6固定连接,水平方向驱动电机4驱使水平转向机构2旋转以使底座箱体3在水平面内转动。追日装置还包括太阳光检测模块9,太阳光检测模块9包括多个呈十字型布置的光感元件9.1,多个光感元件9.1在同一平面内且分别朝向不同角度。
[0029 ]伸缩机构包括中心轴1,中心轴1的底端与竖直转向机构6通过固定块5连接。其中,固定块5上设置有安装孔5.1,中心轴10通过安装孔5.1固定在固定块5上。竖直方向驱动电机7驱使中心轴10随着竖直转向机构6在竖直平面内转动。中心轴10的中部及顶端分别安装有上轴套11及下轴套12,上轴套11与中心轴10固定连接,下轴套12设有起限位锁紧装置作用的羊角螺栓24,下轴套12沿中心轴轴向移动至锁紧位置后通过羊角螺栓24与中心轴10固定连接。伸缩机构还包括折叠支撑板13及三个呈圆环布置状态的U型滑槽组,折叠式太阳能电池板安装在折叠支撑板13上,U型滑槽组由第一级U型槽14、第二级U型槽15、第三级U型槽16、第四级U型槽17组成,第一级U型槽14为支撑力臂,第一级U型槽14与第二级U型槽15通过定位销铰接,第二级U型槽15与第三级U型槽16之间、第三级U型槽16与第四级U型槽17之间通过滑槽和定位销连接,上轴套11通过第一环绕铁丝18与第二级U型槽15铰接,下轴套12通过第二环绕铁丝19与第一级U型槽14铰接,折叠支撑板13由六块大小相同的环形板13.1组成。
[0030]折叠式太阳能电池板包括底层膜20及设置在底层膜20上的六个太阳能电池组21,底层膜20中心设置有通孔22,太阳光检测模块9布置在通孔22中心,太阳能电池组21由多个形状及尺寸大小不相同且呈扇形布置的太阳能电池块组成,六个太阳能电池组21分别固定在六块环形板13.1上,相邻太阳能电池组21之间留有间隙,相邻环形板13.1之间通过合页23铰接,其中两个相邻环形板13.1之间没有连接,相邻的合页23分别布置在环形板13.1的正面及反面,六块环形板13.1整体展开时置于U型滑槽组上并与第四级U型槽17固定连接,呈圆环布置状态。
[0031]本发明整个机械结构伸缩过程较为简单方便,充分考虑到了其伸缩过程的方便性。其具体伸展过程如下:如图4和图5为收缩状态,当对最外层第四级U型槽17施加向外的力时,下轴套12可沿中心轴10轴向向上推移,并且带动第一级U型槽14向外侧伸展运动,进而推动第二级U型槽15绕着上轴套11逐渐张开,由于下轴套12与三个U型滑槽组的联动性,使三个U型滑槽组在圆周方向上呈120度角的阵列分布并同时展开。完全展开后,上轴套11对第二级U型槽15转动方向有限位作用。此时第三级U型槽16、第四级U型槽17均套在第二级U型槽15上。下轴套12移动到目标位置时,第二级U型槽15与中心轴10的角度为90度,阵列分布的各级U型槽展成一个平面。由于下轴套12设置有螺纹孔和相应的羊角螺栓24,能够在下轴套12推到目标位置之后旋紧羊角螺栓24,将下轴套12锁紧。第三级U型槽16、第四级U型槽17在展开后上沿径向向外伸展,在第三级U型槽16向外伸展时达到目标位置时使其限位。第四级U型槽17展开同理,伸展后再将通过合页23连接的环形板13.1展开铺平放置在三个U型滑槽组上,能够起到支撑太阳能电池组21的作用。除此之外,合页23可通过与太阳能电池组21背部设置的磁铁相互吸引,起到固定太阳能电池组21的作用,为后面的追日装置提供保障。伸缩机构与折叠式太阳能电池板组装好后,将中心轴10与底座的固定块5连接,至此,折叠式太阳能电池板、伸缩机构、追日装置安装完成。
[0032]本发明具体收缩过程:六个太阳能电池组21在完全展开状态时如图1-3所示,首先取下折叠式太阳能电池板,将折叠式太阳能电池板收缩至如图4图所示;然后将折叠支撑板13从三个U型滑槽组取下,利用合页23铰链的原理将环形板13.1进行折叠,如图6-7所示;此时,可第二级U型槽15、第三级U型槽16、第四级U型槽17在收回时同时按下分布在后一级U型槽两侧的定位孔弹片的弹珠,实现U型滑槽组的逐级向内收缩。当第四级U型槽17完全包裹第三级U型槽16、第三级U型槽16完全包裹第二级U型槽15时,将收缩后的第二级U型槽15、第三级U型槽16、第四级U型槽17向下收,同时第一级U型槽14由于下轴套12铰接联动收缩,下轴套12也因此沿中心轴10轴向向下滑动,最后收至如图5所示。并将中心轴10从底座内的固定块5取出,即完成装置的收缩与拆卸。
[0033]本发明追日过程如图8所示,当太阳光照射至本发明便携式太阳能电池板充电装置时,首先太阳光检测模块9的光感元件9.1感应到太阳光最强烈的位置,装置程序初始化,主控模块8控制转向机构进行一次全方位的太阳扫描,同时采集光感元件9.1数据,计算后得出该光亮强度是否适合追日工作。若不适合,则进入休眠状态;若适合工作,则执行以下追日程序:主控模块8采集太阳光检测模块9的横向输出电压,得到横向中心的光感元件9.1在横向与太阳所在方向的角度偏差,接着水平方向驱动电机4进行驱动,从而带动水平转向机构2转动,与水平转向机构2连接的底座箱体3进行转动,进而调节折叠式太阳能电池板在横向上的角度,直至横向中心的光感元件9.1指向太阳方向,此时,在横向中心的光感元件9.1电压最高;接着主控模块8采集纵向输出电压,计算得到纵向中心的光感元件9.1在纵向上与太阳所在方向的角度偏差,控制竖直方向驱动电机7驱动,从而带动竖直转向机构6转动,与竖直转向机构6连接的中心轴10转动,进而调节折叠式太阳能电池板在纵向上的角度,直至纵向中心的光感元件9.1指向太阳方向,此时,在纵向中心的光感元件9.1的输出电压最尚,此时太阳追踪任务完成。完成太阳追踪任务后,在所有光感兀件中,纵向和横向中心交叉的光感元件9.1的输出电压最高。全景实时太阳追踪装置开始每若干时间循环执行追日程序。
[0034]上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种便携式太阳能电池板充电装置,包括折叠式太阳能电池板、伸缩机构及追日装置,其特征在于, 所述追日装置包括底座固定盘(I),所述底座固定盘(I)上安装有水平转向机构(2),所述水平转向机构(2)上方设置有底座箱体(3),所述底座箱体(3)底部与水平转向机构(2)连接,所述底座箱体(3)内分别设置有水平方向驱动电机(4)、固定块(5)、竖直转向机构(6)、竖直方向驱动电机(7)及主控模块(8),所述竖直转向机构(6)与水平转向机构(2)呈垂直布置状态,所述固定块(5)与竖直转向机构(6)固定连接,所述水平方向驱动电机(4)驱使水平转向机构(2)旋转以使底座箱体(3)在水平面内转动,所述追日装置还包括太阳光检测模块(9); 所述伸缩机构包括中心轴(10),所述中心轴(10)的底端与竖直转向机构(6)通过固定块(5)连接,所述竖直方向驱动电机(7)驱使中心轴(10)随着竖直转向机构(6)在竖直平面内转动,所述中心轴(10)的中部及顶端分别安装有上轴套(11)及下轴套(12),所述上轴套(11)与中心轴(10)固定连接,所述伸缩机构还包括折叠支撑板(13)及三个呈圆环布置状态的U型滑槽组,所述折叠式太阳能电池板安装在折叠支撑板(13)上,所述U型滑槽组由第一级U型槽(14)、第二级U型槽(15)、第三级U型槽(16)、第四级U型槽(17)组成,所述第一级U型槽(14)为支撑力臂,所述第一级U型槽(14)与第二级U型槽(15)通过定位销铰接,所述第二级U型槽(I 5)与第三级U型槽(16)之间、第三级U型槽(16)与第四级U型槽(17)之间通过滑槽和定位销连接,所述上轴套(11)通过第一环绕铁丝(18)与第二级U型槽(15)铰接,所述下轴套(12)通过第二环绕铁丝(19)与第一级U型槽(14)铰接,所述折叠支撑板(13)由六块大小相同的环形板(13.1)组成; 所述折叠式太阳能电池板包括底层膜(20)及设置在所述底层膜(20)上的六个太阳能电池组(21),所述底层膜(20)中心设置有通孔(22),所述太阳光检测模块(9)布置在通孔(22)中心,所述太阳能电池组(21)由多个形状及尺寸大小不相同且呈扇形布置的太阳能电池块组成,六个所述太阳能电池组(21)分别固定在六块环形板(13.1)上,相邻所述太阳能电池组(21)之间留有间隙,相邻所述环形板(13.1)之间通过合页(23)铰接,其中两个相邻环形板(13.1)之间没有连接,相邻的合页(23)分别布置在所述环形板(13.1)的正面及反面,六块所述环形板(13.1)整体展开时置于U型滑槽组上并与第四级U型槽(17)固定连接,呈圆环布置状态。
2.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能电池板充电装置,其特征在于,所述太阳光检测模块(9)包括多个呈十字型布置的光感元件(9.1),所述多个光感元件(9.1)在同一平面内且分别朝向不同角度。
3.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能电池板充电装置,其特征在于,所述下轴套(12)设有起限位锁紧装置作用的羊角螺栓(24),所述下轴套(12)沿中心轴轴向移动至锁紧位置后通过羊角螺栓(24)与中心轴(10)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能电池板充电装置,其特征在于,所述固定块(5)上设置有安装孔(5.1),所述中心轴(10)通过安装孔(5.1)固定在固定块(5)上。
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