CN106601658B - 一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置及其方法 - Google Patents

一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置及其方法 Download PDF

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Abstract

一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置及其方法，所述铺装装置包括柔性薄膜太阳能电池，还包括一对短导轨，一对长导轨，牵引绳，控制一对短导轨与柔性薄膜太阳能电池自动分离和连接的卡扣机构；所述柔性薄膜太阳能电池呈W型折叠，其中，W型折叠的柔性薄膜太阳能电池下侧的三条边分别通过两个卡扣机构与一对长导轨活动连接，上侧的两条边分别通过两个卡扣机构与一对短导轨活动连接；所述牵引绳连接在柔性薄膜太阳能电池上。本发明铺装装置可有效保证柔性薄膜太阳能电池在平流层飞艇升至高空后自如地展开以及回收。同时，本发明铺装方法可实现平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池的重复利用，且具有高可靠性。

Description

一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池铺装装置及其方法，具体涉及一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置及其方法。
背景技术
平流层飞艇是在平流层空间定点飞行的信息获取平台或无线通信平台。飞艇不同于飞机，它主要是依靠静浮力而不是气动力来获得升力，这就意味着飞艇可以低速或长期定点悬停。可见，能源系统设计是保证飞艇长期工作的关键之一，而柔性薄膜太阳能电池又是能源系统设计的关键技术。通常情况下，柔性薄膜太阳能电池铺装于平流层飞艇上方，用以将太阳能转化为电能，是目前超高空超长航时平流层飞艇可应用的唯一产能单元，是影响平流层飞艇整体性能的重要部件。因此，柔性薄膜太阳能电池在平流层飞艇上的可靠铺装是实现其在平流层飞艇上成功应用的关键。
目前，柔性薄膜太阳能电池在平流层飞艇上的铺装存在不能重复使用，而且在高空环境下展开与回收效果差，同时柔性薄膜太阳能电池铺装装置的展开与回收机构的可靠性差，难以保证在紧急情况下平流层飞艇安全返回地面。因此，亟待开发一种能循环利用并在高空环境下具有可靠性能、自如地展开与回收双重功能的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置，包括柔性薄膜太阳能电池，还包括一对短导轨，一对长导轨，牵引绳，控制一对短导轨与柔性薄膜太阳能电池自动分离和连接的卡扣机构；所述柔性薄膜太阳能电池呈W型折叠，其中，W型折叠的柔性薄膜太阳能电池下侧的三条边分别通过两个卡扣机构与一对长导轨活动连接，上侧的两条边分别通过两个卡扣机构与一对短导轨活动连接；所述牵引绳连接在柔性薄膜太阳能电池上。
进一步，所述卡扣机构使得柔性薄膜太阳能电池在展开前，柔性薄膜太阳能电池上侧一条边沿一对短导轨运动，并且柔性薄膜太阳能电池的下侧始终沿一对长导轨运动
进一步，所述控制一对短导轨与柔性薄膜太阳能电池自动分离和连接的卡扣机构是当柔性薄膜太阳能电池上侧一条边与短导轨的卡扣机构连接处运动至短导轨一侧的末端时，则卡扣机构自动打开与短导轨分离；当展开的柔性薄膜太阳能电池受到牵引绳的拉力消失时，则柔性薄膜太阳能电池下侧沿长导轨回收运动，当柔性薄膜太阳能电池上侧一条边与短导轨的卡扣机构连接处回收运动至短导轨一侧的末端时，则卡扣机构自动打开与短导轨连接。
进一步，所述控制一对短导轨与柔性薄膜太阳能电池自动分离和连接的卡扣机构为卡环。
进一步，所述牵引绳的两端均连接在柔性薄膜太阳能电池与一对长导轨连接最外侧边上。
本发明进一步的目的是通过以下技术方案实现的，一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装方法，包括以下步骤：
A1：先将柔性薄膜太阳能电池折叠成W型，然后将所述柔性薄膜太阳能电池上侧的两条边分别通过两个卡扣机构与一对短导轨活动连接；
A2：将W型下测的三条边分别通过两个卡扣机构与一对长导轨活动连接，然后将W型下测与一对长导轨连接的最外侧边上连接牵引绳。
进一步，当平流层飞艇处于地面或低空状态时，柔性薄膜太阳能电池呈W型折叠；当平流层飞艇升至高空时，W型折叠的柔性薄膜太阳能电池受到牵引绳的拉力作用，则柔性薄膜太阳能电池上侧与下侧分别沿一对短导轨与一对长导轨向外运动。
进一步，当柔性薄膜太阳能电池上侧一条边与一对短导轨的连接处运动至一对短导轨一侧的末端，则与短导轨分离，从而实现柔性薄膜太阳能电池的展开。
进一步，当展开的柔性薄膜太阳能电池受到牵引绳的拉力消失时，则柔性薄膜太阳能电池下侧沿长导轨回收运动，当柔性薄膜太阳能电池上侧一条边与一对短导轨的连接处回收运动至短导轨一侧的末端时，则与短导轨连接，重新折叠成W型，从而实现柔性薄膜太阳能电池的回收。
本发明的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置可有效保证柔性薄膜太阳能电池在平流层飞艇升至高空后自如地展开以及回收，避免柔性薄膜太阳能电池随平流层飞艇上升过程中因复杂环境的干扰而受到破坏。同时，本发明铺装方法可实现平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池的重复利用，且具有较高的可靠性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺设装置示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，提出一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置，如图1所示，所述铺装装置主要包括柔性薄膜太阳能电池1、一对短导轨2、控制一对短导轨2与柔性薄膜太阳能电池1自动分离和连接的卡扣机构3优选为卡环、牵引绳4、一对长导轨5；所述柔性薄膜太阳能电池1呈W型折叠，其中，W型折叠的柔性薄膜太阳能电池1下测的三条边分别通过两个卡扣机构3与一对长导轨5活动连接，上侧的两条边分别通过两个卡扣机构3与一对短导轨2活动连接，从而实现柔性太阳电池1的固定；所述卡扣机构3能使柔性薄膜太阳能电池1在展开前，柔性薄膜太阳能电池1上侧一条边沿一对短导轨2运动，并且柔性薄膜太阳能电池1的下侧始终沿一对长导轨5运动；所述牵引绳4优选连接在柔性薄膜太阳能电池1展开时与一对长导轨5连接的最外侧边上。
根据上述平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置，还提出了一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装的方法，包括以下步骤：
A1：先将柔性薄膜太阳能电池1折叠成W型，然后将所述柔性薄膜太阳能电池1上侧的两条边分别通过两个卡扣机构3与一对短导轨2活动连接；
A2：将W型下测的三条边分别通过两个卡扣机构3与一对长导轨5活动连接，然后将W型下测与一对长导轨5连接的最外侧边上连接牵引绳4；当平流层飞艇处于地面或低空状态时，柔性薄膜太阳能电池1呈W型折叠；当平流层飞艇升至高空时，W型折叠的柔性薄膜太阳能电池1受到牵引绳4的拉力作用，则柔性薄膜太阳能电池1上侧与下侧分别沿一对短导轨2与一对长导轨5向外运动；当柔性薄膜太阳能电池1上侧一条边与一对短导轨2的连接处运动至一对短导轨2一侧的末端，则与短导轨2分离；当展开的柔性薄膜太阳能电池1受到牵引绳4的拉力消失时，则柔性薄膜太阳能电池1下侧沿长导轨5回收运动，当柔性薄膜太阳能电池1上侧一条边与一对短导轨2的连接处回收运动至短导轨2一侧的末端时，则与短导轨2连接，重新折叠成W型。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置，包括柔性薄膜太阳能电池(1)，其特征在于还包括一对短导轨(2)，一对长导轨(5)，牵引绳(4)，控制一对短导轨(2)与柔性薄膜太阳能电池(1)自动分离和连接的卡扣机构(3)；所述柔性薄膜太阳能电池(1)呈W型折叠，其中，W型折叠的柔性薄膜太阳能电池(1)下侧的三条边分别通过两个卡扣机构(3)与一对长导轨(5)活动连接，上侧的两条边分别通过两个卡扣机构(3)与一对短导轨(2)活动连接；所述牵引绳(4)连接在柔性薄膜太阳能电池(1)上。
2.根据权利要求1所述的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置，其特征在于，所述卡扣机构(3)使得柔性薄膜太阳能电池(1)在展开前，柔性薄膜太阳能电池(1)上侧一条边沿一对短导轨(2)运动，并且柔性薄膜太阳能电池(1)的下侧始终沿一对长导轨(5)运动。
3.根据权利要求1所述的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置，其特征在于，所述控制一对短导轨(2)与柔性薄膜太阳能电池(1)自动分离和连接的卡扣机构(3)是当柔性薄膜太阳能电池(1)上侧一条边与短导轨(2)的卡扣机构(3)连接处运动至短导轨(2)一侧的末端时，则卡扣机构(3)自动打开与短导轨(2)分离；当展开的柔性薄膜太阳能电池(1)受到牵引绳(4)的拉力消失时，则柔性薄膜太阳能电池(1)下侧沿长导轨(5)回收运动，当柔性薄膜太阳能电池(1)上侧一条边与短导轨(2)的卡扣机构(3)连接处回收运动至短导轨(2)一侧的末端时，则卡扣机构(3)自动打开与短导轨(2)连接。
4.根据权利要求1-3之一所述的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置，其特征在于，所述控制一对短导轨(2)与柔性薄膜太阳能电池(1)自动分离和连接的卡扣机构(3)为卡环。
5.根据权利要求4所述的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置，其特征在于，所述牵引绳(4)的两端均连接在柔性薄膜太阳能电池(1)与一对长导轨(5)连接最外侧边上。
6.一种如权利要求1-5之一所述的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置的铺装方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1：先将柔性薄膜太阳能电池(1)折叠成W型，然后将所述柔性薄膜太阳能电池(1)上侧的两条边分别通过两个卡扣机构(3)与一对短导轨(2)活动连接；
A2：将W型下测的三条边分别通过两个卡扣机构(3)与一对长导轨(5)活动连接，然后将W型下测与一对长导轨(5)连接的最外侧边上连接牵引绳(4)。
7.根据权利要求6所述的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置的铺装方法，其特征在于，当平流层飞艇处于地面或低空状态时，柔性薄膜太阳能电池(1)呈W型折叠；当平流层飞艇升至高空时，W型折叠的柔性薄膜太阳能电池(1)受到牵引绳(4)的拉力作用，则柔性薄膜太阳能电池(1)上侧与下侧分别沿一对短导轨(2)与一对长导轨(5)向外运动。
8.根据权利要求6所述的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置的铺装方法，其特征在于，当柔性薄膜太阳能电池(1)上侧一条边与一对短导轨(2)的连接处运动至一对短导轨(2)一侧的末端，则与短导轨(2)分离。
9.根据权利要求6所述的平流层飞艇用柔性薄膜太阳能电池铺装装置的铺装方法，其特征在于，当展开的柔性薄膜太阳能电池(1)受到牵引绳(4)的拉力消失时，则柔性薄膜太阳能电池(1)下侧沿长导轨(5)回收运动，当柔性薄膜太阳能电池(1)上侧一条边与一对短导轨(2)的连接处回收运动至短导轨(2)一侧的末端时，则与短导轨(2)连接，重新折叠成W型。
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