CN109525185A - 一种太阳能薄膜卷轴 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能薄膜卷轴,涉及新能源装备技术领域。卷轴的两端与壳体的端墙固定,卷轴的右端设有与大齿轮过盈配合的单向轴承一,卷轴下方的端墙内嵌设电机,主动齿轮与大齿轮、小齿轮啮合;与异形螺母配合的丝杆一端通过支座与下壳体底部固定,另一端穿过卷轴壳体右侧端墙与单向轴承二内圈过盈配合;剪式连杆的第一级杆件的活动尾端与异形螺母绞接,固定尾端与下壳体底部的铰支座铰接;引导件底部左侧设有固定铰支座,右侧设有带活动铰支座的滑块,它们分别与剪式连杆的第一级杆件的头端以及第二级杆件的尾端铰接;挡板左侧设有固定铰支座和滑槽相配合的滑块带有活动铰支座,太阳能薄膜的一端卷轴固定,另一端与挡板上的安装槽固定。

Description

一种太阳能薄膜卷轴
技术领域
本发明涉及新能源装备技术领域。
背景技术
太阳能是自然界分布最广泛的可再生能源,除去地热能和核能等少数能源外,自然界绝大多数能源归根结底都来自太阳。现代社会发展严重依赖石油、煤炭、天然气等传统化石能源,过度使用这些能源不仅造成能源短缺,还造成了严重的环境污染和气候变化问题,因此发展使用再生能源尤其是太阳能成为我国乃至全球的焦点。
相对市面上较为常见的太阳能电池板发电装置重量大、移动性差以及易碎等缺点,新型太阳能薄膜电池具有质量小、厚度薄、可弯曲等优点。人们基于太阳能薄膜电池提出了许多便携式发电装置,但这些装置也存在一些缺点,如不能实现柔性薄膜的自动收放,或者适用面太窄以及没有对柔性太阳能薄膜进行必要的固定。如专利申请号为201610076469.2公开的“一种太阳能卷轴”,使用时必须用手将太阳能薄膜抽出,收起时需手动旋转端盖对使用者并不友好,而且其实现的结构太过复杂,出现故障后不利于维修。如专利申请号为201721408971.5公开的“一种自带照明功能的光伏太阳能卷轴”,在其太阳能薄膜电池的外端上有拉杆,没有实现自动收放,而且没有确保太阳能薄膜电池展开良好的固定机构,不利于实现发电效率最大化。
鉴于上述情况,有必要开发一种能够实现自动收放、具有良好支承结构的新型太阳能薄膜发电卷轴。
发明内容
本发明提供了一种太阳能薄膜卷轴,它能有效地解决柔性薄膜收放的技术问题。
一种太阳能薄膜卷轴,包括卷轴壳体、收放机构和传动机构,卷轴壳体为上、下两部分,上壳体为半圆柱形结构,下壳体后部为八分之一圆弧面过渡为水平结构的底部,前上部圆弧过渡为水平并设有长条框形开口,上壳体和下壳体两者结合构成异形筒状结构,右端设有齿轮传动机构,通过端盖封闭;卷轴的两端与轴承内圈过盈配合,轴承外圈与壳体两端的端墙配合固定,轴承内侧均设有轴挡;卷轴的右端与单向轴承一的内圈过盈配合,单向轴承一的外圈与大齿轮过盈配合,卷轴下方的端墙内嵌设电机,其输出轴与主动齿轮通过平键连接,主动齿轮与上方的大齿轮啮合,右下侧与小齿轮啮合,单向轴承二的外圈与小齿轮过盈配合;丝杆的一端通过支座与下壳体底部固定,另一端穿过卷轴壳体右侧端墙与单向轴承二内圈过盈配合;收放机构:丝杆上设有一个带铰支座的异形螺母,剪式连杆的第一级杆件的活动尾端与异形螺母绞接,剪式连杆的第一级杆件的固定尾端与下壳体底部的铰支座铰接;引导件为方形长条结构,且开有水平的通槽,底部左侧设有固定铰支座,右侧设有带活动铰支座的滑块,它们分别与剪式连杆的第一级杆件的头端以及第二级杆件的尾端铰接;挡板为方形长条结构,且开有水平的安装槽,在安装槽一侧,左侧设有固定铰支座,右侧设有T型滑槽,与滑槽相配合的滑块带有活动铰支座,它们分别与剪式连杆第二级的固定头端、活动头端铰接;太阳能薄膜的一端卷轴固定,然后经过引导件的水平通槽,另一端与挡板上的安装槽固定。
所述卷轴下壳体的左端墙外侧设有电机控制旋钮和电能输出口。
所述端盖通过螺钉与卷轴壳体连接。
所述卷轴壳体内设有蓄电池。
所述剪式连杆由四根杆件八个铰接点构成,剪式连杆的四根杆件中,其两杆之间的中部为互相铰接构成一级;第一级尾端固定的杆件,其头端为活动头端,和第二级杆件的活动尾端均与引导件右侧的滑块同点铰接,第一级尾端活动的杆件,其头端为固定头端,和第二级杆件的固定尾端均与引导件左侧的固定铰支座同点铰接,第二级尾端固定的杆件,其头端为活动头端,与挡板的活动铰支座铰接,第二级尾端活动的杆件,其头端为固定头端,与挡板的固定铰支座铰接。
本发明的的工作过程和工作原理:
首先将该太阳能卷轴安装于合适位置,使卷轴下壳体的下表面平行于安装面,然后将旋钮旋至右位,电机逆时针旋转,丝杠与小齿轮之间的单向轴承二工作,丝杆旋转;卷轴与大齿轮之间的单向轴承一不工作,卷轴不旋转;此时螺母沿远离齿轮的方向运动,从而使剪式机构展开推动挡板向外运动,因此固连在挡板上的太阳能薄膜被拉出,直到完全被拉出后,将旋钮旋至中位,电机停止工作;太阳能薄膜将太阳能转化为电能,并存储在蓄电池中。
收起太阳能卷轴时,只需将旋钮置于左位,电机顺时针旋转,丝杠与小齿轮之间的单向轴承一不工作,丝杆不旋转;卷轴与大齿轮之间的单向轴承二工作,卷轴旋转;因此固连在卷轴上的太阳能薄膜被卷起,带动剪式机构收缩,直到完全收起后将旋钮旋至中位。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.自动收放。通过使用电机、齿轮传动和丝杆机构实现自动收放功能,解放了人的双手,使用体验更佳。
2.抗干扰性能好。使用剪式机构和薄膜引导件,确保太阳能薄膜在展开时不发生卷曲和褶皱,同时能够很好地抵抗外界干扰如风吹等,能有效提高能量转换效率。
3.结构设计合理。将壳体分为上、下两部分,使得各零件便于安装在壳体上,如果发生故障维修也较方便。
4.适用面广。本发明不仅可以用于偏远地区的紧急供电,还可以安装在屋顶、车顶等阳光充足的地方,获得的电能可为小功率设备供电。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明局部结构示意图;
图3是本发明传动机构的局部放大图;
图4是本发明引导件的示意图;
图5是本发明挡板内侧局部视图;
图6是本发明左端墙外侧的局部视图。
具体实施方式
一种自动收放的太阳能卷轴,包括卷轴壳体、收放机构和传动机构。
所述卷轴壳体可分为上、下两部分,且壳体的右侧装有端盖8;下壳体2内部安装有蓄电池9、卷轴10、剪式连杆12和丝杆螺母机构,下壳体2上开有长条框形开口6;蓄电池9能够将太阳能薄膜3产生的电能储存起来,同时能够为电机16和用户供电;卷轴下壳体2的一侧端墙外侧设有电机控制旋钮30和电能输出口31,旋钮中位电机16不旋转,旋钮右位时可实现太阳能薄膜3展开,左位时太阳能薄膜3收起。
所述长条框形开口6位于下壳体2的侧面,其功能是为收放机构提供运动的空间,而且其开口的大小与挡板4的纵向截面面大小相同,收放机构完全收缩时挡板刚好能够填满长条框形开口6。
所述卷轴10与壳体通过轴承连接,轴承外圈与壳体端墙配合,内圈与卷轴两端配合;卷轴10上设有轴挡11,不仅可以帮助太阳能薄膜3两侧定位,还可以使引导太阳能薄膜3收放。
所述卷轴上壳体1、下壳体2为透明塑料,能有效地利用位于壳体内的部分太阳能薄膜发电,上壳体1为半圆柱形壳体,上下壳体可通过螺钉、螺栓等连接起来,不拘泥于某一种形式。
所述传动机构包括三个齿轮、丝杆15、螺母14、电机16和两个单向轴承,齿轮系统位于上壳体1、下壳体2的右侧端墙与端盖8之间,其中电机轴与主动齿轮17直接固连,卷轴10右端与大齿轮20之间有单向轴承一21,丝杆15与小齿轮19之间有单向轴承二18,端盖8与壳体通过七个螺钉7连接,电机16安装在下壳体2右侧端墙上。
所述异形螺母14与剪式连杆12的活动端连接,且丝杠15通过下壳体内支座13和下壳体底部固定定位。
所述收放机构:剪式连杆12由四杆八点铰接构成,剪式连杆12的四根杆件中,其两杆之间的中部为互相铰接构成一级,第一级尾端固定的杆件,其头端为活动头端和第二级杆件的活动尾端均与引导件5右侧的滑块24同点铰接,第一级尾端活动的杆件,其头端固定头端和第二级杆件的固定尾端均与引导件5左侧的固定铰支座23同点铰接,第二级尾端固定的杆件,其头端为活动头端,与挡板4的活动铰支座29铰接,第二级尾端活动的杆件,其头端为固定头端,与挡板4的固定铰支座28铰接。所述挡板4背面另设有太阳能薄膜安装槽26,其作用是安装和固定太阳能薄膜3。
所述引导件5上有通槽22,太阳能薄膜3通过通槽22穿过引导件5;引导件5的右下方处开有倒T型滑轨25,滑块24上有与滑轨25形状相配合的滑槽;
本发明的的工作过程和工作原理:
首先将该太阳能卷轴安装于合适位置,使卷轴下壳体2的下表面平行于安装面,然后将旋钮30旋至右位,电机16逆时针旋转,丝杠15与小齿轮19之间的单向轴承二18工作,丝杆15旋转;卷轴10与大齿轮20之间的单向轴承一21不工作,卷轴10不旋转;此时螺母14沿远离主动齿轮17的方向运动,从而使剪式机构展开推动挡板4向外运动,因此固连在挡板上的太阳能薄膜3被拉出,直到完全被拉出后,将旋钮30旋至中位,电机停止工作;太阳能薄膜3将太阳能转化为电能,并存储在蓄电池9中。
收起太阳能卷轴时,只需将旋钮30置于左位,电机16顺时针旋转,丝杠15与小齿轮19之间的单向轴承二18不工作,丝杆15不旋转;卷轴10与大齿轮20之间的单向轴承一21工作,卷轴10旋转;因此固连在卷轴10上的太阳能薄膜3被卷起,带动剪式机构收缩,直到完全收起后将旋钮30旋至中位。

Claims (4)

1.一种太阳能薄膜卷轴,包括卷轴壳体、收放机构和传动机构,其特征在于:卷轴壳体为上、下两部分,上壳体(1)为半圆柱形结构,下壳体(2)后部为八分之一圆弧面过渡为水平结构的底部,前上部圆弧过渡为水平并设有长条框形开口(6),上壳体(1)和下壳体(2)两者结合构成异形筒状结构,右端设有齿轮传动机构通过端盖(8)封闭;卷轴(10)的两端与轴承内圈过盈配合,轴承外圈与壳体两端的端墙配合固定,轴承内侧均设有轴挡(11);卷轴(10)的右端与单向轴承一(21)的内圈过盈配合,单向轴承一(21)的外圈与大齿轮(20)过盈配合,卷轴(10)下方的端墙内嵌设电机(16),其输出轴与主动齿轮(17)通过平键连接,主动齿轮(17)与上方的大齿轮(20)啮合,右下侧与小齿轮(19)啮合,单向轴承二(18)的外圈与小齿轮(19)过盈配合;丝杆(15)的一端通过支座(13)与下壳体(2)底部固定,另一端穿过卷轴壳体右侧端墙与单向轴承二(18)内圈过盈配合;收放机构:丝杆(15)上设有一个带铰支座的异形螺母(14),剪式连杆(12)第一级杆件的活动尾端与异形螺母(14)绞接,剪式连杆(12)第一级杆件的固定尾端与下壳体(2)底部的铰支座铰接;引导件(5)为方形长条结构,且开有水平的通槽(22),底部左侧设有固定铰支座(23),右侧设有带活动铰支座的滑块(24),它们分别与剪式连杆(12)的第一级杆件的头端以及第二级杆件的固定尾端、活动尾端铰接;挡板(4)为方形长条结构,且开有水平的安装槽(26),在安装槽(26)一侧,左侧设有固定铰支座(28),右侧设有T型滑槽(27),与滑槽(27)相配合的滑块带有活动铰支座(29),它们分别与剪式连杆(12)第二级的固定头端、活动头端铰接;太阳能薄膜(3)的一端卷轴(10)固定,然后经过引导件(5)的水平通槽,另一端与在挡板(4)上的安装槽(26)固定;卷轴下壳体(2)的左端墙外侧设有电机控制旋钮(30)和电能输出口(31)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能薄膜卷轴,所述端盖(8)通过螺钉(7)与卷轴壳体连接。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能薄膜卷轴,所述卷轴壳体内设有蓄电池(9)。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能薄膜卷轴,所述剪式连杆(12)由四根杆件八个铰接点构成,剪式连杆(12)的四根杆件中,其两杆之间的中部为互相铰接构成一级,第一级尾端固定的杆件,其头端为活动头端,和第二级杆件的活动尾端均与引导件(5)右侧的滑块(24)同点铰接,第一级尾端活动的杆件,其头端为固定头端,和第二级杆件的固定尾端均与引导件(5)左侧的固定铰支座(23)同点铰接,第二级尾端固定的杆件,其头端为活动头端,与挡板(4)的活动铰支座(29)铰接,第二级尾端活动的杆件,其头端为固定头端,与挡板(4)的固定铰支座(28)铰接。
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