CN110409883B - 一种太阳能车棚 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能车棚，包括传动机构、太阳能电池板和柔性材质的棚顶保护层，其中：传动机构包括主动链轮、从动链轮、套设在主动链轮和从动链轮上的链条，以及与主动链轮传动连接的链条电机；太阳能电池板和棚顶保护层分别设置在链条上；当太阳能电池板位于传动机构的上方时，棚顶保护层位于传动机构的下方；当棚顶保护层位于传动机构的上方时，太阳能电池板位于传动机构的下方，从而能够避免太阳能电池板受到恶劣天气破坏。进一步地，该太阳能车棚还能够通过清洁罩和太阳能电池板支架等实现自清洁和追日功能。

Description

一种太阳能车棚

技术领域

本发明涉及车棚技术领域，特别涉及一种太阳能车棚。

背景技术

随着生活条件的提高，低碳的绿色生活也受到了大家的关注和倡导，从而也加快了充电车辆的发展。为了避免自己的爱车遭受雨雪等恶劣天气的影响，人们都选择在固定场所的车棚进行停靠，但现有车辆的电池容量已经不能满足一般使用者的需求，电动车用户需要一个既能够停放车辆又能够及时补充电量的场所。所以需要在停车棚里设置充电口进行充电。但现有的车棚大都仅起到供车辆停靠的作用，当电动车辆由于未及时充电而不能使用，给人们的出行和生活带来不便。

目前，随着我国电动车数量的逐年增长，电动车的蓄电池需要经常充电，而且所耗电量大，因此在车棚中为电动车蓄电池提供充电设施，成为了越来越重要的问题。现在部分车棚已经根据需要配备了电动车充电设施，这些车棚均使用市电电源为电动车进行充电，这对于电能的消耗很大，造成能源浪费。如何环保节能地为车棚中停放的电动车提供充电功能，成为一个急需解决的问题。

为了解决上述问题，各式各样的太阳能车棚应运而成，太阳能车棚作为一种屏障，不仅可以为车辆挡风遮雨还可以将太阳能转化为电能供车辆充电，多见于公司企业，事业单位，各类公共场所中。

然而现有的太阳能车棚上的太阳能电池板充当车棚的房顶，并且是固定安装，这就使得遇到恶劣天气，如冰雹、大雪等天气，太阳能电池板要承受很大的破坏，从而降低太阳能电池板的使用寿命。

因此，如何避免太阳能车棚中的太阳能电池板受到恶劣天气破坏，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种太阳能车棚，能够避免太阳能电池板受到恶劣天气破坏。而且还能够实现自清洁和追日功能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能车棚，包括传动机构、太阳能电池板和柔性材质的棚顶保护层，其中：

所述传动机构包括主动链轮、从动链轮、套设在所述主动链轮和所述从动链轮上的链条，以及与所述主动链轮传动连接的链条电机；

所述太阳能电池板和所述棚顶保护层分别设置在所述链条上；

当所述太阳能电池板位于所述传动机构的上方时，所述棚顶保护层位于所述传动机构的下方；当所述棚顶保护层位于所述传动机构的上方时，所述太阳能电池板位于所述传动机构的下方。

优选地，在上述太阳能车棚中，所述传动机构设置有两组，其中：

两组所述传动机构中的所述主动链轮同轴布置且分别与所述链条电机传动连接；

两组所述传动机构中的所述从动链轮同轴布置；

所述太阳能电池板包括多个平行布置的电池板单元，每个所述电池板单元的两端分别能够与两组所述传动机构中的所述链条连接；

所述棚顶保护层的两侧边分别与两组所述传动机构的所述链条连接。

优选地，在上述太阳能车棚中，所述链条包括多个依次铰接的链条单元，其中，用于连接所述电池板单元的所述链条单元包括：

两端分别设置有铰接结构的链条单元本体；

位于所述链条单元本体上侧的上层卡接齿，所述上层卡接齿用于与所述电池板单元上的第一卡槽横向卡接，以驱动所述电池板单元随所述链条同步移动；

位于所述链条单元本体下侧的下层卡接齿，所述下层卡接齿用于与所述主动链轮上的传动齿啮合传动。

优选地，在上述太阳能车棚中，还包括清洁罩，所述清洁罩扣合在所述传动机构的外侧且与车棚支撑架的顶端固连，当所述传动机构输送所述太阳能电池板经过所述清洁罩时，所述清洁罩能够对所述太阳能电池板进行清洁。

优选地，在上述太阳能车棚中，所述清洁罩中设置有多个平行布置的清洁杆，所述清洁杆上设置有清洁棉，当所述传动机构输送所述太阳能电池板经过所述清洁罩时，清洁电机驱动所述清洁杆转动以对所述太阳能电池板进行清洁。

优选地，在上述太阳能车棚中，还包括控制器，所述控制器能够根据天气信息控制所述链条电机转动，以调整所述太阳能电池板是否位于所述传动机构的上方；

当所述太阳能电池板经过所述清洁罩时，所述控制器控制所述清洁电机转动，以对所述太阳能电池板进行清洁。

优选地，在上述太阳能车棚中，还包括太阳能电池板支架，所述太阳能电池板支架中设置有固定架和升降架，其中：

所述固定架的两侧分别设置有液压连接杆，每个所述电池板单元的底部分别设置有第二卡槽，所述液压连接杆伸出后与所述第二卡槽连接，所述液压连接杆缩回后与所述第二卡槽断开连接；

所述固定架中设置有用于驱动所述电池板单元横向移动的液压装置，所述液压装置驱动所述电池板单元正向移动则与所述链条横向卡接，所述液压装置驱动所述电池板单元反向移动则与所述链条脱离；

所述升降架用于调节所述太阳能电池板的高度，所述升降架的顶端与所述固定架传动连接以调节所述太阳能电池板的横向倾斜角度，所述升降架的底端与棚顶横梁传动连接以调节所述太阳能电池板的纵向倾斜角度。

优选地，在上述太阳能车棚中，所述升降架包括对称布置的两个第一矩形框和对称布置的两个第二矩形框；

所述固定架的底端设置有第一托盘，两个所述第一矩形框的顶端分别与第二托盘铰接，所述第一托盘和所述第二托盘通过第一齿轮机构传动连接，横向倾转电机与所述第一齿轮机构传动连接，以调节所述太阳能电池板的横向倾斜角度；

两个所述第一矩形框的底端分别和一个所述第二矩形框的顶端通过连接杆铰接，所述第二矩形框的底端设置有底座，所述底座与所述棚顶横梁之间通过第二齿轮机构传动连接，纵向倾转电机与所述第二齿轮机构传动连接，以调节所述太阳能电池板的纵向倾斜角度；

所述第一矩形框和所述第二矩形框的伸缩高度通过升降电机调节，以控制所述太阳能电池板降落到所述链条上和控制所述太阳能电池板升起后脱离所述链条。

优选地，在上述太阳能车棚中，还包括控制器，以及光照传感器和/或天气信息模块；

所述控制器能够根据所述光照传感器收到的光照信号生成电池板倾转角度信号，所述横向倾转电机根据所述电池板倾转角度信号调节所述太阳能电池板的所述横向倾斜角度、所述纵向倾转电机根据所述电池板倾转角度信号调节所述太阳能电池板的所述纵向倾斜角度；

所述控制器能够根据所述天气信息模块发送的天气信息控制所述升降电机是否驱动以调节所述太阳能电池板是否脱离所述链条，并控制所述链条电机是否转动以调整所述太阳能电池板是否位于所述传动机构的上方。

优选地，在上述太阳能车棚中，还包括用于将所述太阳能电池板产生的电能进行储存的电池。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的太阳能车棚，在日常发电时，太阳能电池板1位于传动机构3的上方(即棚顶上方)工作，棚顶2-2包裹在链条的剩余部分，且位于传动机构3的下方(即车棚内)；在需要清洁太阳能电池板1或者遇到恶劣天气需要保护太阳能电池板1时，能够通过传动机构3将太阳能电池板1转移到车棚内，此时传动机构3上连接的顶棚2-2转移到车棚顶端外侧(请参见图8)。这样能够很好地保护太阳能电池板1，避免太阳能电池板1在恶劣天气下受到损害，也能够通过顶棚2-2保护好太阳能电池板1和在车棚中存放的车辆，提升太阳能电池板1的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的太阳能车棚的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的太阳能车棚中拆除清洁罩4后的太阳能电池板处于平铺状态时的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的太阳能车棚中的一片电池板单元的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板支架模块的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的太阳能车棚中的传动机构的结构示意图；

图6a是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板清洁罩的工作示意图；

图6b是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板清洁罩的内部结构示意图；

图7是本发明实施例提供的太阳能车棚中的车棚支撑架与控制器的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板模块收起后的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板固定架工作时与电池板单元的装配示意图；

图10是本发明实施例提供的太阳能车棚中的第一托盘工作时的结构示意图；

图11a是本发明实施例提供的太阳能车棚中的电池板本体处于横向最大偏转角时的状态示意图；

图11b是本发明实施例提供的太阳能车棚中的电池板本体处于纵向最大偏转角时的状态示意图；

图12a是本发明实施例提供的太阳能车棚中的第一链条单元的结构示意图；

图12b是本发明实施例提供的太阳能车棚中的第二链条单元的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的太阳能车棚中的控制器的电路方框图；

图14是本发明实施例提供的太阳能车棚中的升降电机控制升降架将低时的工作原理图；

图15是本发明实施例提供的太阳能车棚中的升降电机控制升降架升高时的工作原理图。

图中:

1.太阳能电池板，2.太阳能电池板支架，3.传动机构，4.清洁罩，5.控制器，

2-2.棚顶保护层，

3-1.电池板单元，3-2.第一卡槽，3-3.第二卡槽，

4-1.固定架，4-2.第一托盘，4-3.第二托盘，

4-41.第一矩形框，4-42.第二矩形框，4-5.连接杆，4-6.底座，

5-1.轨道，5-2.链条单元，5-3.链条固定轮，5-4.链条电机，5-5.电机齿轮，

5-6.电机传动齿轮，5-7.主动链轮，5-8.空心轴，5-9.中心轴，

6-1.侧边壳，6-2.清洁杆，6-3.接头，

7-1.车棚支撑架，

9-1.液压连接杆，

10-1.液压装置，

12-1.链条单元的上层卡接齿，12-2.链条单元本体，

12-3.链条单元的下层卡接齿。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图13，图1是本发明实施例提供的太阳能车棚的整体结构示意图；图2是本发明实施例提供的太阳能车棚中拆除清洁罩4后太阳能电池板处于平铺状态时的结构示意图；图3是本发明实施例提供的太阳能车棚中的一片电池板单元的结构示意图；图4是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板支架模块的结构示意图；图5是本发明实施例提供的太阳能车棚中的传动机构的结构示意图；图6a是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板清洁罩的工作示意图；图6b是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板清洁罩的内部结构示意图；图7是本发明实施例提供的太阳能车棚中的车棚支撑架与控制器的结构示意图；图8是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板模块收起后的结构示意图；图9是本发明实施例提供的太阳能车棚中的太阳能电池板固定架工作时与电池板单元的装配示意图；图10是本发明实施例提供的太阳能车棚中的第一托盘工作时的结构示意图；图11a是本发明实施例提供的太阳能车棚中的电池板本体处于横向最大偏转角时的状态示意图；图11b是本发明实施例提供的太阳能车棚中的电池板本体处于纵向最大偏转角时的状态示意图；图12a是本发明实施例提供的太阳能车棚中的第一链条单元的结构示意图；图12b是本发明实施例提供的太阳能车棚中的第二链条单元的结构示意图；图13是本发明实施例提供的太阳能车棚中的控制器的电路方框图；图14是本发明实施例提供的太阳能车棚中的升降电机控制升降架将低时的工作原理图；图15是本发明实施例提供的太阳能车棚中的升降电机控制升降架升高时的工作原理图。

如图1、图2和图5所示，本发明实施例提供了一种太阳能车棚，该太阳能车棚包括太阳能电池板1和传动机构3，以及柔性材质(例如塑胶)的棚顶保护层(该棚顶保护层位于太阳能电池板1的对面，图1中未示出，可参见图2、图6a和图8中的棚顶保护层2-2)。其中：传动机构3包括主动链轮5-7、从动链轮、链条和链条电机5-4，链条套设在主动链轮5-7和从动链轮上，链条电机5-4与主动链轮5-7传动连接，太阳能电池板1和棚顶保护层2-2分别设置在链条上。

日常发电时，太阳能电池板1位于传动机构3的上方(即棚顶上方)工作，棚顶2-2包裹在链条的剩余部分，且位于传动机构3的下方(即车棚内)；在需要清洁太阳能电池板1或者遇到恶劣天气需要保护太阳能电池板1时，能够通过传动机构3将太阳能电池板1转移到车棚内，此时传动机构3上连接的顶棚2-2转移到车棚顶端外侧(请参见图8)。这样能够很好地保护太阳能电池板1，避免太阳能电池板1在恶劣天气下受到损害，也能够通过顶棚2-2保护好太阳能电池板1和在车棚中存放的车辆，提升太阳能电池板1的使用寿命。

在具体实施例中，如图2至图5中所示，上述太阳能电池板1包括多个平行布置的电池板单元3-1，每个电池板单元3-1的两端分别能够与两组传动机构3中的链条连接。而且，棚顶保护层2-2的两侧边分别与两组传动机构3中的链条连接。可见，该太阳能车棚中的上述太阳能电池板1，采用多个独立工作的电池板单元3-1拼成一块太阳能电池板阵。这样设计一方面提高了太阳能电池板1随链条移动时的灵活性，另一方面便于对其逐一进行清洁作业。并且，当某片电池板单元3-1发生故障时可以单独更换，而不用更换整个太阳能电池板1，从而提升太阳能车棚的整体寿命。

具体地，如图5中所示，在上述太阳能车棚中设置有两组传动机构3。两组传动机构3中的主动链轮5-7同轴布置，且分别与链条电机5-4传动连接；两组传动机构3中的从动链轮同轴布置；两组传动机构3中的链条分别包括多个依次铰接的链条单元5-2。

具体地，图5中，5-1为轨道，5-2为链条单元，5-3为链条固定轮，5-4为链条电机，5-5为电机齿轮，5-6为电机传动齿轮，5-7为主动链轮，5-8为空心轴，5-9为中心轴。其中：

链条单元5-2的上层(即上端)与电池板单元3-1连接，便于太阳能电池板1随链条移动；链条单元5-2的下层(即下端)和主动链轮5-7配合，当主动链轮5-7转动时，带动链条单元5-2移动，进而带动太阳能电池板1移动。链条单元5-2的放大图如图12a和图12b所示。

轨道5-1分为内外两部分，两部分均由大小两个条形圈组成。该条形圈由两个半圆和两个直线组成。两个条形圈之间设置有链条固定轮5-3，通过链条固定轮5-3进一步固定好链条单元5-2，从而使链条单元5-2一直沿着轨道5-1移动。在内外两部分轨道中均设置链条固定轮，链条单元5-2卡在轨道内外两部分之间，并且链条单元5-2的上下两层从轨道内外两部分之间的缝隙伸出，从而使链条单元5-2与太阳能电池板1以及主动链轮5-7配合。链条固定轮5-3与轨道5-1的半径比为1：4，这样既便于链条固定轮5-3移动，能够保证链条单元5-2在移动时不会摩擦轨道表面。

空心轴5-8中间部分设置有一个长方形口子，便于安装电机齿轮5-5和电机传动齿轮5-6，并且在长方形口子旁边设计一个半包围的长方形框，在这个框中放置链条电机5-4。空心轴5-8中间的安装中心轴5-9。中心轴5-9上安装电机传动齿轮5-6，并且电机传动齿轮5-6在空心轴5-8上的长方形开口处露出，同时在开口处与电机齿轮5-5配合。中心轴5-9的两端安装主动链轮5-7。主动链轮5-7与链条单元5-2的下层长方体配合。这样链条电机5-4在转动时就能够带动链条单元5-2移动，进而带动太阳能电池板1移动。

具体地，如图3所示为太阳能电池板1中的一片电池板单元3-1的结构示意图。电池板单元3-1能够吸收太阳能。多片电池板单元3-1组成一个长宽比为1.4：1的太阳能电池板阵。电池板单元3-1的长宽按照27：1设计。这种设计不仅能保证太阳能电池板1最大效率生产电能而且能够保证太阳能电池板1与链条很好地配合，使链条带动太阳能电池板1稳定移动。图2中的标号3-2所指部分为与电池板单元3-1上设置的用于与链条单元5-2配合的第一卡槽3-2(优选为方形卡槽)。该第一卡槽3-2为一个长方体，在其一面开一个凹槽。凹槽由两部组成，一部分比较深，另一部分比较浅，这两部分与链条单元5-2上的上层卡接齿12-1横向卡接配合，防止电池板单元3-1位于棚顶下方时掉落。每一片电池板单元3-1上设置有两个第一卡槽3-2，并且第一卡槽3-2的槽口朝向同一方向，这样方便天阳能电池板支架2将太阳能电池板1从链条上摘取和安装。

具体地，链条由多链条单元5-2依次铰接构成，如图12a和图12b所示，链条单元5-2分两种，两种链条单元5-2间隔着首位连接从而构成环形的链条。而且，其中，用于连接电池板单元3-1的链条单元5-2为三层结构，分别为两端分别设置有铰接结构的链条单元本体12-2、位于链条单元本体12-2上侧的上层卡接齿12-1、位于链条单元本体12-2下侧的下层卡接齿12-3。上层卡接齿12-1用于与电池板单元3-1上的第一卡槽3-2卡接，以驱动电池板单元3-1随链条同步移动。具体地，如图3和图9所示，每个电池板单元3-1的两端分别设置有第一卡槽3-2，链条单元本体12-2上侧的上层卡接齿12-1与该第一卡槽3-2卡接适配且一一对应，链条单元本体12-2下侧的下层卡接齿12-3用于与主动链轮5-7上的传动齿啮合传动。

如图12a和图12b中所示，上层卡接齿12-1为长方体弯折构成的垂直钩状，其转弯处为直角，而且在转弯处开有一个长方体槽，这种设计是为了便于和电池板单元3-1中的第一卡槽3-2配合，这种直角设计能够方便电池板单元3-1的安装和取下，并且该转弯处的长方体槽能够卡住电池板单元3-1，防止其掉落。下层卡接齿12-3为一个长方体，该长方体能够从轨道5-1的缝隙中伸出，与主动链轮5-7配合，从而使整个链条随主动链轮5-7移动。链条单元本体12-2位于上层卡接齿12-1和下层卡接齿12-3之间，其形状类似一个扁长方体，比上层卡接齿12-1的长方体要宽，但是在其长边的两端钻孔构成铰接结构，两种链条单元5-2通过圆轴贯穿两个铰接结构上的孔实现铰接。

为了进一步优化上述技术方案，如图1中所示，在上述太阳能车棚中还设置有清洁罩4，清洁罩4扣合在传动机构3的外侧且与车棚支撑架的顶端横梁固连。当传动机构3输送太阳能电池板1经过清洁罩4时，清洁罩4能够对太阳能电池板1进行清洁。

具体地，如图6a所示，清洁罩4中设置有多个平行布置的清洁杆6-2，清洁杆6-2上设置有清洁棉，当传动机构3输送太阳能电池板1经过清洁罩4时，清洁电机驱动清洁杆6-2转动以对太阳能电池板1进行清洁，清洁其在日常使用中积累的灰尘，进而有助于保证太阳能电池板1的发电效率。此外，还可以令清洁罩4对棚顶保护层2-2进行清洁。

图6a中，6-1为清洁罩两侧的侧边壳，6-2为清洁杆，6-3为接头。侧边壳6-1为半圆盘形壳体，在两个侧边壳6-1上各设计一个用于连接车棚支撑架的棚顶横梁的接头6-3。清洁杆6-2均匀布置在两个侧边壳6-1之间，其形状为杆状，并且在上面装有清洁棉，同时，在侧边壳6-1上装有清洁电机(优选采用微型电机)，清洁电机能够驱动清洁杆6-2转动，以增加清洁杆6-2与太阳能电池板1的相对运动，同时，清洁杆6-2的设计能够增大清洁棉与太阳能电池板1的接触面积，提清洁效率高。

优选地，主动链轮5-7和从动链轮外分别设置有一个清洁罩4，清洁罩4不影响太阳能电池板1的受光照面积，其占用面积较小且具有较大的清洁面积。

太阳能车棚在恶劣天气下保护太阳能电池板1的保护过程与清洁过程相似，均是通过链条驱动太阳能电池板1移动。但是，保护过程中将太阳能电池板1移动至车棚内的棚顶下方时，链条电机就会停止工作。

为了进一步优化上述技术方案，如图1中所示，在上述太阳能车棚中还包括用于调节太阳能电池板1的受光照角度的太阳能电池板支架2。

具体地，如图4、图9至图11b中所示，该太阳能电池板支架2中设置有用于承托太阳能电池板1的固定架4-1和用于调节太阳能电池板1的高度的升降架，升降架的顶端与固定架4-1传动连接，升降架的底端与棚顶横梁传动连接。其中，固定架4-1的两侧分别设置有液压连接杆9-1，每个电池板单元3-1的底部分别设置有第二卡槽3-3(优选为圆形卡槽)，液压连接杆9-1伸出后与第二卡槽3-3连接，液压连接杆9-1缩回后与第二卡槽3-3断开连接。当液压连接杆9-1伸出后与第二卡槽3-3连接时，通过升降架顶端与固定架4-1之间的传动连接结构能够调节太阳能电池板1的横向倾斜角度，通过升降架底端与棚顶横梁之间的传动连接结构能够调节太阳能电池板1的纵向倾斜角度。

请参阅图9，图中，电池板单元3-1上的第二卡槽3-3与固定架4-1上的液压连接杆9-1连接，此时，液压连接杆9-1为伸出状态，其伸出部分卡入电池板单元3-1上的第二卡槽3-3内，这样固定架4-1就能够将太阳能电池板1牢牢固定住，便于太阳能电池板支架2对太阳能电池板1进行摘取、安装和角度调节。同时，液压连接杆9-1与第二卡槽3-3配合也能够保证太阳能电池板支架2在调整太阳能电池板1的角度时的安全性。

具体地，上述升降架包括对称布置的两个第一矩形框4-41和对称布置的两个第二矩形框4-42；固定架4-1的底端设置有第一托盘4-2，两个第一矩形框4-41的顶端分别与第二托盘4-3铰接，第一托盘4-2和第二托盘4-3通过第一齿轮机构传动连接，横向倾转电机与第一齿轮机构传动连接，以调节太阳能电池板1的横向倾斜角度；两个第一矩形框4-41的底端和分别和一个第二矩形框4-42的顶端通过连接杆4-5铰接，第二矩形框4-42的底端设置有底座4-6，底座4-6与棚顶横梁之间通过第二齿轮机构传动连接，纵向倾转电机与第二齿轮机构传动连接，以调节太阳能电池板1的纵向倾斜角度；第一矩形框4-41和第二矩形框4-42的伸缩高度通过升降电机调节，升降电机能够通过升降架控制太阳能电池板1降落到链条上与其卡接，且控制太阳能电池板1升起后脱离链条。

如图4中所示：

固定架4-1为一个长方体，长方体两端伸出数个圆柱体，该圆柱体为液压连接杆9-1。液压连接杆9-1的数目与电池板单元3-1的数目相同且一一对应。液压连接杆9-1与电池板单元3-1底部设置的第二卡槽3-3相配合。具体配合方式为：液压连接杆9-1包括内部和外部两个圆柱体，外部圆柱体包裹内部圆柱体，内部圆柱体为液压控制，当内部圆柱体伸出时，卡在电池板单元3-1的第二卡槽3-3中，这样就能够通过固定板4-1固定住太阳能电池板1，便于太阳能电池板支架2对其进行调节移动，如图9所示。

同时，固定架4-1的长方体部分的一面上装有导轨，导轨的一端封闭。在封闭处设置两个圆形凹槽，便于固定第一托盘4-2。第一托盘4-2由梯形长方体和一个半圆柱体组成，同时，在其梯形长方体的一侧装有两个液压装置10-1，这两个液压装置10-1与固定架4-1上的导轨封闭端的两个圆形凹槽固定，如图10所示。这样当第一托盘4-2上的液压装置10-1伸缩时就能够带动固定架4-1横向移动，从而带动太阳能电池板1移动，这样一系列动作就能够将太阳能电池板1从链条上取下或者装上。第一托盘4-2的半圆柱体部分开有一个圆柱体通孔，该通孔与第二托盘4-3的圆柱体齿轮连接，通过这种连接，第一托盘4-2可以与第二托盘4-3之间产生一定的倾转角度，这就可以使太阳能电池板1相对水平面形成横向倾转角度，其最大倾角α为10°，如图11a所示。

第二托盘4-3分为上下两部分，上半部分为一个圆柱体齿轮，圆柱体齿轮两端通过长方体托起，使其与下半部分有一定距离，下半部分为两个半圆柱体，在两个半圆柱体对应部分开有两个圆柱体通孔，这两个圆柱体通孔与第一矩形框4-41配合。这样就能够使太阳能电池板1相对水平面形成纵向倾转角度，其最大倾角β也为10°，如图11b所示。这样太阳能电池板1就能够在两个方向(横向和纵向)上与车棚棚顶形成倾转角度，最大程度保证了太阳能电池板1的自动追踪太阳的效果，使太阳能电池板1保持最大功率生产电能。

第一矩形框4-41和第二矩形框4-42分别为一对长方体框，其长宽比为4：3，其底端相对的两个边由圆柱体齿轮组成。第一矩形框4-41的一端与第二托盘4-3相配合，另一端与连接杆4-5相配合。第二矩形框4-42的一端与连接杆4-5配合，另一端与底座4-6相配合。这种配合既能够使太阳能电池板1升高、降低，也能够是太阳能电池板与车棚棚顶形成一定角度。

底座4-6为一个开有两个通孔的长方体，内置升降电机，升降电机与升降架底端的两个圆柱体齿轮相配合能够完成太阳能电池板1的升降作业。底座4-6安装在车棚支撑架的一根横梁上。其工作原理可参见图14和图15，当升降电机驱动升降架底端的圆柱体齿轮分别反向转动时，升降架控制固定架4-1和太阳能电池板1降低至链条上；当升降电机驱动升降架底端的圆柱体齿轮分别相向转动时，升降架控制固定架4-1和太阳能电池板1升高至脱离链条。此外，还可以通过控制升降架底端的两个圆柱体齿轮同时顺时针转动或同时逆时针转动，以调节太阳能电池板1在水平面上的纵向倾转角度，此时，与升降架底端的圆柱体齿轮传动连接以控制其纵向转动角度的电机是升降电机，也是纵向倾转电机。或者，在其它具体实施例中还可以通过一个升降电机直接连接升降架的顶端以控制器升起和降落。

在日常发电时，太阳能电池板1与太阳能电池板支架2通过固定架4-1两侧的液压连接杆9-1相连接，这时太阳能电池板支架2能够将太阳能电池板1提升至一定高度，并且太阳能电池板支架2根据太阳能电池板1上的光照传感器将太阳能电池板1调整至一定角度，以实现太能电池板1的追日功能，保证太阳能电池板1的发电效率。

如图11a所示为太阳能车棚的正视图。图中4-2为第一托盘，4-3为第二托盘。此时，第一托盘4-2与第二托盘4-3相配合使得太阳能电池板1达到横向最大偏转角，即此时太阳能电池板1与太阳能车棚棚顶头部的一条边所形成的角度为10°，如图中α角所示。并且此时为向车棚右侧偏转，当太阳能电池板1向车棚左侧偏转时，同样能够达到相同的最大偏转角。

如图11b所示为太阳能车棚的侧视图。图中4-3为第二托盘，4-4为升降架。此时，第二托盘4-3与升降架4-4相配使得太阳能电池板1达到纵向最大偏转角，即此时太阳能电池板1与车棚棚顶的侧边成10°夹角，如图中β角所示。并且此时为向车棚尾部偏转，当太阳能电池板1向车棚头部偏转时，同样可以达到相同的最大偏转角。第一托盘4-2、第二托盘4-3以及升降架4-4之间的相互配合使得太阳能电池板1能够在横向偏转10°以及纵向偏转10°的范围内旋转，这就允许太阳能电池板在这个范围内做追日运动，极大地提高了太阳能电池板1生产电能的效率。

可见，上述太阳能电池板支架2采用框架设计，这样能够减轻车棚整体质量。同时，太阳能电池板支架2通过固定架4-1上的液压连接杆9-1固定太阳能电池板1，提高了移动时的稳定性。并且，太阳能电池板支架2的关节较多，允许太阳能电池板1在较大范围内进行追日发电。

如图6a所示，图中包括清洁罩4、太阳能电池板1、棚顶保护层2-2。清洁罩4工作时，首先太阳能电池板支架2将太阳能电池板1放至水平，并且通过第一托盘4-2上的液压装置10-1将太阳能电池板1安装至链条上，固定架4-1两侧的液压连接杆9-1与太阳能电池板1分离；然后，链条电机5-4动作，带动链条移动，从而将太阳能电池板1移动至清洁罩4中，清洁罩4中的相关设备动作，将太阳能电池板1清洁干净。清洁过程中，链条电机5-4持续转动，直至将所有电池板单元3-1清洁一遍，清洁完成；然后，链条再将太阳能电池板1移动至指定位置(棚顶外侧)，固定架4-1两侧的液压连接杆9-1与太阳能电池板1连接，再通过太阳能电池板支架2中的升降架将太阳能电池板1升起，并通过太阳能电池板支架2调整太阳能电池板1接收光照的角度，继续发电。

如图10所示为太阳能电池板支块2的折叠图。在该图中，太阳能电池板支架2折叠放置。此时，第一托盘4-2中的液压装置10-1处于伸出状态，固定架4-1上的液压连接杆9-1处于收回状态，这样就将太阳能电池板1横向卡接安装至链条上。当需要将太阳能电池板1从链条上取下时，固定架4-1上的液压连接杆9-1伸出，太阳能电池板1固定在太阳能电池板支架2上，然后第一托盘4-2上的液压装置10-1收回，将太阳能电池板1从链条上取下。最后太阳能电池板支架2进行相关动作，使太阳能电池板1自动跟踪太阳发电。

在具体实施例中，本发明实施例提供的太阳能车棚中还包括光照传感器和控制器5。其中，控制器5能够根据天气信息控制链条电机5-4转动，以调整太阳能电池板1是否位于传动机构3的上方进行太阳能发电；当太阳能电池板1经过清洁罩4时，控制器5控制清洁电机转动，以对太阳能电池板1进行清洁。

此外，控制器5能够根据光照传感器收到的光照信号生成电池板倾转角度信号，横向倾转电机根据电池板倾转角度信号调节太阳能电池板1的横向倾斜角度、纵向倾转电机根据电池板倾转角度信号调节太阳能电池板1的纵向倾斜角度；控制器5能够根据天气信息控制升降电机是否驱动以调节太阳能电池板1是否脱离链条，并控制链条电机5-4是否转动以调整太阳能电池板1是否位于传动机构3的上方。

具体地，控制器5上设置有控制面板，以便于人工控制，且能够显示太阳能车棚当前的运行状态，便于后期维护。

进一步地，在上述太阳能车棚中还包括用于将太阳能电池板1产生的电能进行储存的电池，具体是用于储存多余的电能。如图7所示为车棚支撑架与控制器，在该图中，7-1为车棚支撑架。车棚支撑架7-1为横截面为椭圆形的支柱，共设计六根，支撑架底座为梯形。椭圆形的车棚支撑架7-1能够提供足够的支撑力，保证棚顶诸多设备的安全运行，并且，电池设置在车棚支撑架7-1及其底座内，能够节省很大的空间。主控设备使用单独空间存放，提升了控制设备运行独立性。

电池用于储存多余的电能，这些电能不仅能够维持车棚正常运作，同时也用于在恶劣天气下保证车棚内存放车辆的充电。控制器5中安装整个车棚各个部件的控制设备，并且在控制面板上设置有显示屏，用于显示充电设备的充电情况，以及车棚当前储存电量的情况。并且，控制器5中安装用于控制车棚电机的设备，接受当前天气信息的设备以及接受光照传感器的设备。主控芯片通过收到的信息控制太阳能电池板1的偏转相应角度以提高电能生产效率，或者将太阳光电池板1收回车棚棚顶的下部以保护太阳电池板。

如图8所示为太阳能电板1收起到车棚内时的情形。图中1为太阳能电池板，2-2为棚顶保护层，4为清洁罩。此时，太阳能电池板1位于车棚棚顶的下方。棚顶保护层2-2位于棚顶的上方。棚顶保护层2-2有一定的机械强度，能够在冰雹、大雨、大雪等恶劣天气中保护太阳能电池板1以及车棚中存放车辆。要达到这种保护太阳能电池板的状态，需要控制器5根据天气信息及时判断，并控制太阳能电池板支架2收起太阳能电池板1，随后通过链条的动作将太阳能电池板1移动至图8所示位置。在移动过程中，太阳能电池板1经过清洁罩4进行清洁。当天气情况允许发电时，链条将太阳能电池板1移动至车棚棚顶上方，如图2所示，然后太阳能电池板支架2再将太阳能电池板移动到指定高度，控制器5根据光照传感器的信息控制太阳能电池板自动追踪太阳进行发电。

如图13所示为控制器的电路方框图。控制器中，主控芯片连接天气信息模块、光照传感器、链条电机、升降电机、横向倾转电机、纵向倾转电机、清洁电机7部分。主控芯片使用STC12C5A60S2，该芯片控制稳定，对使用环境要求较低，其安装在控制器5中，负责整个车棚的控制。天气信息模块使用GPRS通讯模块(RS485接口)，通过网络接收天气信息，再将接收的信息传给控制器。光照传感器使用HA2003光照传感器，其安装在太阳能电池板1上，用于感应光照强度，再将感应到的信息传给主控芯片。各电机均使用NOVA运动控制芯片。

电池板支架倾转电机(即横向倾转电机和纵向倾转电机)、清洁电机使用小型直流电机，分别安装在太阳能电池板支架2与清洁罩4上。电池板支架倾转电机负责控制太阳能电池板倾转相应角度，使电池板尽可能对准太阳。清洁电机负责转动清洁杆，使其与太阳能电池板产生相对运动，便于清洁作业。升降电机与链条电机使用较大扭矩的直流电机，分别连接太阳能电池板支架与传动机构，分别负责升降太阳能电池板以及使链条转动。

光照传感器与天气信息模块将收集到的信息进行处理，产生相应的电压信息，传给主控芯片。主控芯片对信息进行判断。当天气信息模块传回天气良好的信息时，主控芯片控制链条电机，将太阳能电池板移动至相应位置。然后主控芯片控制太阳能电池板支架将太阳能电池板从链条上取下。随后升降电机启动，将太阳能电池板升至相应位置。此时，主控芯片根据光照传感器的信息控制电池板倾转电机转动相应角度，使电池板进行追日发电。当天气信息模块传回天气恶劣的信息时，主控芯片控制电池板倾转电机将太阳能电池板放置水平，随后控制升降电机将电池板放置相应位置，然后太阳能电板支架将电池板安装到链条上。主控芯片控制链条电机启动，将太阳能电池板收回至车棚棚顶下方。当太阳能电池板需要清洁时，主控芯片控制链条电机转动，使安装在链条上的太阳能电池板经过清洁罩，并且主控芯片控制清洁电机转动，对太阳能电池板进行清洁。

本发明实施例提供的太阳能车棚中设计的电连接为：

发电时，太阳能电池板产生的电力通过固定架、太阳能电池板支架流入车棚支撑架中的大容量电池中。太阳能电池板支架中的电机由控制器中的主控芯片控制，同时由车棚支撑架中的电池提供电能。传动机构中的电机由控制器中的主控芯片控制，同时由车棚支撑架中的电池提供电能。清洁杆的动作由主控芯片控制。主控芯片根据太阳能电池板上的光照传感器控制太阳能电池板支架升高或降低高度，同时控制支架中的相应关节调整太阳能电池板的偏转角度。遇到恶劣天气时，主控芯片根据收到的天气信息，控制太阳能电池板支架将太阳能电池板收回，并控制链条电机将太阳能电池移动至车棚棚顶下方，将棚顶保护层移至车棚棚顶上方。清洁时，主控芯片控制链条移动太阳能电池板通过清洁罩，并控制清洁杆动作完成清洁动作。以上动作均有车棚支撑架中的电池提供电力。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种太阳能车棚，其特征在于，包括传动机构(3)、太阳能电池板(1)和柔性材质的棚顶保护层(2-2)，其中：

所述传动机构(3)包括主动链轮(5-7)、从动链轮、套设在所述主动链轮(5-7)和所述从动链轮上的链条，以及与所述主动链轮(5-7)传动连接的链条电机(5-4)；

所述太阳能电池板(1)和所述棚顶保护层(2-2)分别设置在所述链条上；

当所述太阳能电池板(1)位于所述传动机构(3)的上方时，所述棚顶保护层(2-2)位于所述传动机构(3)的下方；当所述棚顶保护层(2-2)位于所述传动机构(3)的上方时，所述太阳能电池板(1)位于所述传动机构(3)的下方；

所述传动机构(3)设置有两组，其中：两组所述传动机构(3)中的所述主动链轮(5-7)同轴布置且分别与所述链条电机(5-4)传动连接；两组所述传动机构(3)中的所述从动链轮同轴布置；所述太阳能电池板(1)包括多个平行布置的电池板单元(3-1)，每个所述电池板单元(3-1)的两端分别能够与两组所述传动机构(3)中的所述链条连接；所述棚顶保护层(2-2)的两侧边分别与两组所述传动机构(3)的所述链条连接；

所述链条包括多个依次铰接的链条单元(5-2)，其中，用于连接所述电池板单元(3-1)的所述链条单元(5-2)包括：两端分别设置有铰接结构的链条单元本体(12-2)、位于所述链条单元本体(12-2)上侧的上层卡接齿(12-1)、位于所述链条单元本体(12-2)下侧的下层卡接齿(12-3)；所述上层卡接齿(12-1)用于与所述电池板单元(3-1)上的第一卡槽(3-2)横向卡接，以驱动所述电池板单元(3-1)随所述链条同步移动；所述下层卡接齿(12-3)用于与所述主动链轮(5-7)上的传动齿啮合传动；

所述太阳能车棚中还包括太阳能电池板支架(2)，所述太阳能电池板支架(2)中设置有固定架(4-1)和升降架，其中：

所述固定架(4-1)的两侧分别设置有液压连接杆(9-1)，每个所述电池板单元(3-1)的底部分别设置有第二卡槽(3-3)，所述液压连接杆(9-1)伸出后与所述第二卡槽(3-3)连接，所述液压连接杆(9-1)缩回后与所述第二卡槽(3-3)断开连接；

所述固定架(4-1)中设置有用于驱动所述电池板单元(3-1)横向移动的液压装置(10-1)，所述液压装置(10-1)驱动所述电池板单元(3-1)正向移动，则令所述电池板单元(3-1)上的所述第一卡槽(3-2)与所述链条单元本体(12-2)上侧的所述上层卡接齿(12-1)横向卡接；所述液压装置(10-1)驱动所述电池板单元(3-1)反向移动，则与令所述第一卡槽(3-2)与所述上层卡接齿(12-1)彼此脱离；

所述升降架用于调节所述太阳能电池板(1)的高度，所述升降架的顶端与所述固定架(4-1)传动连接以调节所述太阳能电池板(1)的横向倾斜角度，所述升降架的底端与棚顶横梁传动连接以调节所述太阳能电池板(1)的纵向倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的太阳能车棚，其特征在于，还包括清洁罩(4)，所述清洁罩(4)扣合在所述传动机构(3)的外侧且与车棚支撑架(7-1)的顶端固连，当所述传动机构(3)输送所述太阳能电池板(1)经过所述清洁罩(4)时，所述清洁罩(4)能够对所述太阳能电池板(1)进行清洁。

3.根据权利要求2所述的太阳能车棚，其特征在于，所述清洁罩(4)中设置有多个平行布置的清洁杆(6-2)，所述清洁杆(6-2)上设置有清洁棉，当所述传动机构(3)输送所述太阳能电池板(1)经过所述清洁罩(4)时，清洁电机驱动所述清洁杆(6-2)转动以对所述太阳能电池板(1)进行清洁。

4.根据权利要求3所述的太阳能车棚，其特征在于，还包括控制器(5)，所述控制器(5)能够根据天气信息控制所述链条电机(5-4)转动，以调整所述太阳能电池板(1)是否位于所述传动机构(3)的上方；

当所述太阳能电池板(1)经过所述清洁罩(4)时，所述控制器(5)控制所述清洁电机转动，以对所述太阳能电池板(1)进行清洁。

5.根据权利要求1所述的太阳能车棚，其特征在于，所述升降架包括对称布置的两个第一矩形框(4-41)和对称布置的两个第二矩形框(4-42)；

所述固定架(4-1)的底端设置有第一托盘(4-2)，两个所述第一矩形框(4-41)的顶端分别与第二托盘(4-3)铰接，所述第一托盘(4-2)和所述第二托盘(4-3)通过第一齿轮机构传动连接，横向倾转电机与所述第一齿轮机构传动连接，以调节所述太阳能电池板(1)的横向倾斜角度；

两个所述第一矩形框(4-41)的底端分别和一个所述第二矩形框(4-42)的顶端通过连接杆(4-5)铰接，所述第二矩形框(4-42)的底端设置有底座(4-6)，所述底座(4-6)与所述棚顶横梁之间通过第二齿轮机构传动连接，纵向倾转电机与所述第二齿轮机构传动连接，以调节所述太阳能电池板(1)的纵向倾斜角度；

所述第一矩形框(4-41)和所述第二矩形框(4-42)的伸缩高度通过升降电机调节，以控制所述太阳能电池板(1)降落到所述链条上和控制所述太阳能电池板(1)升起后脱离所述链条。

6.根据权利要求5所述的太阳能车棚，其特征在于，还包括控制器(5)，以及光照传感器和/或天气信息模块；

所述控制器(5)能够根据所述光照传感器收到的光照信号生成电池板倾转角度信号，所述横向倾转电机根据所述电池板倾转角度信号调节所述太阳能电池板(1)的所述横向倾斜角度、所述纵向倾转电机根据所述电池板倾转角度信号调节所述太阳能电池板(1)的所述纵向倾斜角度；

所述控制器(5)能够根据所述天气信息模块发送的天气信息控制所述升降电机是否驱动以调节所述太阳能电池板(1)是否脱离所述链条，并控制所述链条电机(5-4)是否转动以调整所述太阳能电池板(1)是否位于所述传动机构(3)的上方。

7.根据权利要求1所述的太阳能车棚，其特征在于，还包括用于将所述太阳能电池板(1)产生的电能进行储存的电池。

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