CN109095407A - 一种螺旋升降器及角度可调的太阳能光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺旋升降器及角度可调的太阳能光伏发电装置。光伏发电装置包括光伏电板、万向旋转器和四个螺旋升降器；所述光伏电板为长方形板状结构，四个所述螺旋升降器分别分布在所述光伏电板下部对应其四个拐角的位置，每个所述螺旋升降器的下端分别通过万向连接器安装在地面上，上端分别通过万向连接器与所述光伏电板下部对应的拐角处连接；所述万向旋转器安装在地面上，并与所述光伏电板下部的中部传动连接。优点：螺旋升降器结构设计合理，使用灵巧、方便，光伏发电装置可任意调节光伏电板的角度。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术，特别涉及一种螺旋升降器及角度可调的太阳能光伏发电装置。
背景技术
现有的升降器只适用于较低高度内的升降使用，较高高度的作业需要使用大型且精密的升降设备，其使用成本高昂；此外，现在的太阳能光伏发电采用的家用固定式以及横向旋转式两种；对太阳能利用效率极差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种螺旋升降器及角度可调的太阳能光伏发电装置，有效的克服了现有技术的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种螺旋升降器，包括伸缩导向管和伸缩螺旋管；
上述伸缩螺旋管包括多根竖直设置的内螺纹圆管，多根上述内螺纹圆管由下向上顺次同轴套接，相邻两根上述内螺纹圆管可相对上下移动；
除最上方上述内螺纹圆管以外的所有上述内螺纹圆管的内部分别一一对应的竖直设有定位管，上述定位管的上端外部均一一对应的固定套设有圆柱状的螺纹连接头，上述螺纹连接头分别与对应的上述内螺纹圆管的内壁旋合，位于上方的上述定位管的下端伸入下方相邻的上述定位管的上端管口内，且两者可相对上下移动；
上述螺纹连接头的上端分别与上方相邻的上述内螺纹圆管的下端相抵；
最下方的上述内螺纹圆管内设有转动驱动装置，最下方的上述定位管的下端套设有可相对其上下移动的转向管，上述转动驱动装置与上述转向管传动连接，并可驱动上述转向管带动多根上述定位管及上述螺纹连接头同步旋转；
上述伸缩导向管包括多根竖直设置的的导向管，上述导向管与上述内螺纹圆管一一对应，多根上述导向管由下向上顺次套接，相邻两根上述导向管可相对上下移动，每根上述导向管均通过连接件与对应的上述内螺纹圆管连接固定。
本发明的有益效果是：螺旋升降器结构设计合理，使用灵巧、方便、稳定，适于较高高度的升降作业。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，每个上述定位管和转向管的横截面均为正方形或正多边形，且中心线均与上述内螺纹圆管的轴线重合。
采用上述进一步方案的有益效果是利于定位管之间相互插套配合，并且利于多个定位管同步同心旋转。
进一步，上述转动驱动装置为伺服电机，其驱动轴向上，且该驱动轴的轴线与上述转向管的中心线重合，上述驱动轴通过传动件与位于上述转向管传动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是使用方便，能实现定位管的良好电动旋转。
进一步，上述连接件包括固定套和导向套，上述固定套为与对应的上述内螺纹圆管相匹配的圆环状结构，并同轴套设在对应的上述内螺纹圆管的上端外部，上述导向套为与上述导向管相匹配的环状结构，并一体成型的固定在上述固定套的外侧，上述导向套固定套设在对应的上述导向管的上端外部。
采用上述进一步方案的有益效果是连接件设计合理，利于与内螺纹圆管及导向管的稳定连接。
进一步，上述固定套内壁的上端设有定位环，上述定位环的下端沿其周向均匀间隔的设有至少两个定位卡块，上述内螺纹圆管的上端端部分别设有与上述定位卡块一一对应的卡口，上述内螺纹圆管的上端端部分别与对应的上述定位环的下端相抵，且上述卡块嵌入对应的上述卡口内。
采用上述进一步方案的有益效果是该设计使得内螺纹圆管与固定套之间定位精准，能够快速的完成精准装配，同时，也利于升降过程中的良好运行。
还提供一种角度可调的太阳能光伏发电装置，包括光伏电板、万向旋转器和四个螺旋升降器；
上述光伏电板为长方形板状结构，四个上述螺旋升降器分别分布在上述光伏电板下部对应其四个拐角的位置，每个上述螺旋升降器的下端分别通过万向连接器安装在地面上，上端分别通过万向连接器与上述光伏电板下部对应的拐角处连接；
上述万向旋转器安装在地面上，并与上述光伏电板下部的中部传动连接
有益效果是整个太阳能光伏发电装置能够根据光照调节实时调节光伏电板的角度及位置，使其表面始终面对阳光照射，大大的提高了太阳能的利用率。
进一步，上述万向旋转器包括座体、连杆、万向球和驱动装置，上述座体上端设有用以容纳上述万向球的腔体，上述腔体的四周均匀间隔的开有四个延伸至腔体上端端部的定位槽，上述座体的下端端部水平固定有齿盘，上述齿盘的下端同轴设有连接轴，上述连接轴与地面可转动连接，上述万向球限定在上述腔体内，上述连杆的一端与上述万向球连接固定，另一端与上述光伏电板的下端中部铰接，上述连杆可在外力驱动下移动至任意一个上述定位槽内，上述驱动装置设置在上述座体一侧的地面上，并与上述齿盘传动连接，用以驱动上述齿盘旋转。
采用上述进一步方案的有益效果是万向旋转器设计合理，通过电机即可实现对连杆的旋转角度调节，非常方便。
进一步，上述驱动装置为电机，其驱动轴向上并同轴安装有主动齿轮，上述主动齿轮与上述齿盘啮合。
采用上述进一步方案的有益效果是其结构简单，合理，方便驱动座体稳定旋转。
进一步，上述座体包括基座和限位套筒，上述限位套筒为圆筒，其上端沿其周向均匀向上延伸设有四个限位部，上述限位部的内侧设置为圆弧面，上述基座为圆柱状结构，其上端沿其周向设有与上述限位部一一对应的连接部，上述连接部的内侧为圆弧形，上述基座及上述连接部的外部均设有外螺纹，上述限位套筒的内侧设有内螺纹，上述限位套筒旋合在上述基座及上述连接部外，且上述限位部位于对应的上述连接部外部，上述机座的下端端部同轴设有上述齿盘。
采用上述进一步方案的有益效果是座体分体式设计降低了生产难度，利于后期的拆装维护。
附图说明
图1为实施例一中螺旋升降器的结构剖视图；
图2为实施例二中角度可调的太阳能光伏发电装置的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、伸缩导向管，2、伸缩螺旋管，3、转动驱动装置，4、转向管，5、连接件，6、光伏电板，7、万向旋转器，11、导向管，21、定位管，22、内螺纹圆管，51、固定套，52、导向套，71、座体，72、连杆，73、万向球，74、驱动装置，211、螺纹连接头，511、定位环，711、齿盘，712、连接轴，713、基座，714、限位套筒，741、主动齿轮。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一：如图1所示，本实施例的螺旋升降器包括伸缩导向管1和伸缩螺旋管2；
上述伸缩螺旋管2包括多根竖直设置的内螺纹圆管22，多根上述内螺纹圆管22由下向上顺次同轴套接(具体的，下方的内螺纹圆管22的上端套设在上方相邻的内螺纹圆管22的下端外部)，相邻两根上述内螺纹圆管22可相对上下移动；
除最上方上述内螺纹圆管22以外的所有上述内螺纹圆管22的内部分别一一对应的竖直套设有定位管21，上述定位管21的上端外部均一一对应的固定设有圆柱状的螺纹连接头211，上述螺纹连接头211分别与对应的上述内螺纹圆管22的内壁旋合，位于上方的上述定位管21的下端伸入下方相邻的上述定位管21的上端管口内，且两者可相对上下移动；
上述螺纹连接头211的上端分别与上方相邻的上述内螺纹圆管22的下端相抵；
最下方的上述内螺纹圆管22内设有转动驱动装置3，最下方的上述定位管21的下端套设有可相对其上下移动的转向管4，上述转动驱动装置3与上述转向管4传动连接，并可驱动上述转向管4带动多根上述定位管21及上述螺纹连接头211同步旋转；
上述伸缩导向管1包括多根竖直设置的的导向管11，上述导向管11与上述内螺纹圆管22一一对应，多根上述导向管11由下向上顺次套接(具体的，下方的导向管11的上端套设在上方相邻的导向管11的下端外部)，相邻两根上述导向管11可相对上下移动，每根上述导向管11均通过连接件5与对应的上述内螺纹圆管22连接固定。
升降使用时，通过转动驱动装置3驱动转向管4正反转，从而同步带动所有的定位管21及定位管21外固定套设的螺旋连接头211转动，当螺旋连接头211转动时，因对应的内螺纹圆管22通过连接件5与对应的导向管11连接，因此，内螺纹圆管22不会发生转动，因此，与内螺纹圆管22螺纹连接的螺旋连接头211沿对应的内螺纹圆管22带动对应的定位管21上下移动，在螺纹连接头211向上移动过程中同步顶起位于其上方的内螺纹圆管22上升，在螺纹连接头211向下移动时，其上方相邻的内螺纹圆管22同步向下移动收缩，整个内螺纹圆管22可以根据实际作业的需求设计多节内螺纹圆管22相互插套组合以此来调节整个装置可升降的最大行程(高度)，需要说明的是：在升降过程中，最下方的内螺纹圆管22高度始终不变，并且，最下方内螺纹圆管22的底部封闭，最上方内螺纹圆管22的顶部封闭，整个螺旋升降器结构设计稳定，能够适于较高高度的升降作业使用，运行比较平稳。
较佳的，每个上述定位管21和转向管4的横截面均为正方形或正多边形，且中心线均与上述内螺纹圆管22的轴线重合，定位管21和转向管4截面形状规则，利于最下方定位管1旋转时带动所有的定位管1同心旋转，确保整个装置的运行稳定。
上述螺旋连接头211通过对应定位管21每一面的螺栓与对应的定位管21连接固定。
较佳的，上述转动驱动装置3为伺服电机，其驱动轴向上，且该驱动轴的轴线与上述转向管4的中心线重合，上述驱动轴通过传动件与位于上述转向管4传动连接，该设计能够确保所有的定位管21能够同心同步旋转。
在一些实施例中，上述转动驱动装置3也可以是伺服电机与减速箱的组合结构，伺服电机的驱动轴与减速箱的输入端传动连接，减速箱的输入端向上并与转向管4传动连接，通过减速箱可调节转向管4及多根定位管21的转速。
较佳的，上述连接件5包括固定套52和导向套52，上述固定套51为与对应的上述内螺纹圆管22相匹配的圆环状结构，并同轴套设在对应的上述内螺纹圆管22的上端外部，上述导向套52为与上述导向管11相匹配的环状结构，并一体成型的固定在上述固定套51的外侧，上述导向套52固定套设在对应的上述导向管11的上端外部，该连接件5设计合理，便于内螺纹圆管22与对应的导向管之间稳定、良好的连接。
较佳的，上述固定套51内壁的上端设有定位环511，上述定位环的下端沿其周向均匀间隔的设有至少两个定位卡块，上述内螺纹圆管22的上端端部分别设有与上述定位卡块一一对应的卡口，上述内螺纹圆管22的上端端部分别与对应的上述定位环511的下端相抵，且上述卡块嵌入对应的上述卡口内，该卡块与卡口的卡合设计使得整个装置在相互组合时能够快速、精准的完成定位装配，利于高效率的生产。
需要说明的是：相邻两根内螺纹圆管22之间直径较大的一根内螺纹圆管22的内壁应与直径较小的一根内螺纹圆管22的内壁接触，但不影响两者相对上下移动。
上述定位管21的横截面面积应由下向上依次逐渐减小，并且相邻两根定位管21之间内壁与外壁之间应接触，但不会影响两者相对上下移动。
实施例二：如图2所示，本实施例的角度可调的太阳能光伏发电装置，包括光伏电板6、万向旋转器7和四个如实施例一中涉及的螺旋升降器；
上述光伏电板6为长方形板状结构，四个上述螺旋升降器分别分布在上述光伏电板6下部对应其四个拐角的位置，每个上述螺旋升降器的下端分别通过万向连接器安装在地面上，上端分别通过万向连接器与上述光伏电板6下部对应的拐角处连接；
上述万向旋转器7安装在地面上，并与上述光伏电板6下部的中部传动连接。
通过万向旋转器7可以调节光伏电板6的旋转角度，并且，在旋转调节过程中，可调节每根螺旋升降器的升降(伸缩)高度(长度)来实现光伏电板6在360°范围内的位置调节，调节过程中必须确保光伏电板6接收光照的上表面始终朝向阳光光线，整个角度可调的太阳能光伏发电装置可灵活调节光伏电板6的角度，操作比较灵活，改善了传统的光伏发电技术中光伏电板角度调节受限，不能始终采光、对太阳能利用率低的问题。
较佳的，上述万向旋转器7包括座体71、连杆72、万向球73和驱动装置74，上述座体71上端设有用以容纳上述万向球73的腔体，上述腔体的四周均匀间隔的开有四个延伸至腔体上端端部的定位槽，上述座体71的下端端部水平固定有齿盘711，上述齿盘711的下端同轴设有连接轴712，上述连接轴712与地面可转动连接，上述万向球73限定在上述腔体内，上述连杆72的一端与上述万向球73连接固定，另一端与上述光伏电板6的下端中部铰接，上述连杆72可在外力驱动下移动至任意一个上述定位槽内，上述驱动装置74设置在上述座体71一侧的地面上，并与上述齿盘711传动连接，用以驱动上述齿盘711旋转，使用过程中，通过调节四根螺旋升降器不同的升降高度来调节光伏电板6的角度，并且在连杆72置于任意一个定位槽内时，通过驱动装置74带动座体71旋转，即可实现带动连杆72及光伏电板6联动旋转来调节其光照方位，设计比较巧妙。
较佳的，上述驱动装置74为电机，其驱动轴向上并同轴安装有主动齿轮741，上述主动齿轮741与上述齿盘711啮合，其结构简单，合理，方便驱动座体稳定旋转。
在上述光伏电板6的上表面中部应设计一个方通或方管，该方管与光伏电板6垂直，在方管的四个面上分别设置光敏电阻，四个光敏电阻分别连接控制器，光敏电阻可分别探测方管四个面的投影情况，并将信号发给控制器，控制与驱动装置74以及每根螺旋升降器的转动驱动装置4电连接，从而根据四个光敏电阻的光探测信号来实时控制驱动装置74以及四个转动驱动装置4的运行，从而达到根据光照自动调节光伏电板6角度及方位的目的，实现光伏电板6自动追踪光照，实现高效利用太阳能发电的目的。
较佳的，上述座体71包括基座713和限位套筒714，上述限位套筒714为圆筒，其上端沿其周向均匀向上延伸设有四个限位部，上述限位部的内侧设置为圆弧面，上述基座713为圆柱状结构，其上端沿其周向设有与上述限位部一一对应的连接部，上述连接部的内侧为圆弧形，上述基座713及上述连接部的外部均设有外螺纹，上述限位套筒714的内侧设有内螺纹，上述限位套筒714旋合在上述基座713及上述连接部外，且上述限位部位于对应的上述连接部外部，上述机座713的下端端部同轴设有上述齿盘711，整个座体71，整个座体71采用分体式设计，降低了生产加工的难度，也利于后期座体71的拆装维护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种螺旋升降器，其特征在于：包括伸缩导向管(1)和伸缩螺旋管(2)；
所述伸缩螺旋管(2)包括多根竖直设置的内螺纹圆管(22)，多根所述内螺纹圆管(22)由下向上顺次同轴套接，相邻两根所述内螺纹圆管(22)可相对上下移动；
除最上方所述内螺纹圆管(22)以外的所有所述内螺纹圆管(22)的内部分别一一对应的竖直设有定位管(21)，所述定位管(21)的上端外部均一一对应的固定套设有圆柱状的螺纹连接头(211)，所述螺纹连接头(211)分别与对应的所述内螺纹圆管(22)的内壁旋合，位于上方的所述定位管(21)的下端伸入下方相邻的所述定位管(21)的上端管口内，且两者可相对上下移动；
所述螺纹连接头(211)的上端分别与上方相邻的所述内螺纹圆管(22)的下端相抵；
最下方的所述内螺纹圆管(22)内设有转动驱动装置(3)，最下方的所述定位管(21)的下端套设有可相对其上下移动的转向管(4)，所述转动驱动装置(3)与所述转向管(4)传动连接，并可驱动所述转向管(4)带动多根所述定位管(21)及所述螺纹连接头(211)同步旋转；
所述伸缩导向管(1)包括多根竖直设置的的导向管(11)，所述导向管(11)与所述内螺纹圆管(22)一一对应，多根所述导向管(11)由下向上顺次套接，相邻两根所述导向管(11)可相对上下移动，每根所述导向管(11)均通过连接件(5)与对应的所述内螺纹圆管(22)连接固定。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋升降器，其特征在于：每个所述定位管(21)和转向管(4)的横截面均为正方形或正多边形，且中心线均与所述内螺纹圆管(22)的轴线重合。
3.根据权利要求2所述的一种螺旋升降器，其特征在于：所述转动驱动装置(3)为伺服电机，其驱动轴向上，且该驱动轴的轴线与所述转向管(4)的中心线重合，所述驱动轴通过传动件与位于所述转向管(4)传动连接。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋升降器，其特征在于：所述连接件(5)包括固定套(51)和导向套(52)，所述固定套(51)为与对应的所述内螺纹圆管(22)相匹配的圆环状结构，并同轴套设在对应的所述内螺纹圆管(22)的上端外部，所述导向套(52)为与所述导向管(11)相匹配的环状结构，并一体成型的固定在所述固定套(51)的外侧，所述导向套(52)固定套设在对应的所述导向管(11)的上端外部。
5.根据权利要求4所述的一种螺旋升降器，其特征在于：所述固定套(51)内壁的上端同轴设有定位环(511)，所述定位环的下端沿其周向均匀间隔的设有至少两个定位卡块，所述内螺纹圆管(22)的上端端部分别设有与所述定位卡块一一对应的卡口，所述内螺纹圆管(22)的上端端部分别与对应的所述定位环(511)的下端相抵，且所述卡块(512)嵌入对应的所述卡口内。
6.一种角度可调的太阳能光伏发电装置，其特征在于：包括光伏电板(6)、万向旋转器(7)和四个如权利要求1至5任一项所述的螺旋升降器；
所述光伏电板(6)为长方形板状结构，四个所述螺旋升降器分别分布在所述光伏电板(6)下部对应其四个拐角的位置，每个所述螺旋升降器的下端分别通过万向连接器安装在地面上，上端分别通过万向连接器与所述光伏电板(6)下部对应的拐角处连接；
所述万向旋转器(7)安装在地面上，并与所述光伏电板(6)下部的中部传动连接。
7.根据权利要求6所述的一种角度可调的太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述万向旋转器(7)包括座体(71)、连杆(72)、万向球(73)和驱动装置(74)，所述座体(71)上端设有用以容纳所述万向球(73)的腔体，所述腔体的四周均匀间隔的开有四个延伸至腔体上端端部的定位槽，所述座体(71)的下端端部水平固定有齿盘(711)，所述齿盘(711)的下端同轴设有连接轴(712)，所述连接轴(712)与地面可转动连接，所述万向球(73)限定在所述腔体内，所述连杆(72)的一端与所述万向球(73)连接固定，另一端与所述光伏电板(6)的下端中部铰接，所述连杆(72)可在外力驱动下移动至任意一个所述定位槽内，所述驱动装置(74)设置在所述座体(71)一侧的地面上，并与所述齿盘(711)传动连接，用以驱动所述齿盘(711)旋转。
8.根据权利要求7所述的一种角度可调的太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述驱动装置(74)为电机，其驱动轴向上并同轴安装有主动齿轮(741)，所述主动齿轮(741)与所述齿盘(711)啮合。
9.根据权利要求7或8所述的一种角度可调的太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述座体(71)包括基座(713)和限位套筒(714)，所述限位套筒(714)为圆筒，其上端沿其周向均匀向上延伸设有四个限位部，所述限位部的内侧设置为圆弧面，所述基座(713)为圆柱状结构，其上端沿其周向设有与所述限位部一一对应的连接部，所述连接部的内侧为圆弧形，所述基座(713)及所述连接部的外部均设有外螺纹，所述限位套筒(714)的内侧设有内螺纹，所述限位套筒(714)旋合在所述基座(713)及所述连接部外，且所述限位部位于对应的所述连接部外部，所述机座(713)的下端端部同轴设有所述齿盘(711)。
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