CN112104308B - 一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，该装置包括：开合组件：设置在地面上，包括门型的核心底座、分别平行设置在核心底座左右两侧门型的侧向底座、固定在侧向底座底部的万向轮、安装在核心底座上的双层丝杠驱动结构以及分别连接双层丝杠驱动结构和两侧侧向底座实现开合连动的连杆结构；折叠组件：包括由多块太阳能板构成的太阳能板组、用以固定安装太阳能板的安装框以及具有设定俯仰角的折叠导向结构，所述的安装框分别通过折叠导向结构与开合组件连接。与现有技术相比，本发明具有更强的尺寸适应性、展开时自成一定俯仰角、增加光能的利用率等优点。

Description

一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，尤其是涉及一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置。

背景技术

现有的光伏组件大多数面积较大，久置于室外，表面容易被灰尘、积雪及其他城市污染物覆盖，导致其发电功率下降，需定期人工清理，其维护不便、作业难度大。同时，在无阳光的恶劣天气、甚至极端气候下，依然置于室外，徒劳地遭受恶劣环境造成的自然磨损，导致其使用寿命不长。目前太阳能电池板阵列，不可收起，其占地面积很大，受风面积较大，在对抗极端天气时仍将遭到较大的破坏，而且占用空间大。同时，也存在一些光伏组件的折叠展开机构的设计，这些设计往往是针对某一种形状尺寸的光伏组件进行设计，对于不同长宽比的光伏组件及安装空间适应性较差，因此往往需要匹配某种光伏组件很难推广；还有许多光伏组件的折叠展开机构，展开时无法自成一个角度，如果安装在平面上，展开就是平面的，对光能利用率很低，如果需要调节角度，只能改变安装方式或者采用追光装置，民用价值较低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，该装置包括：

开合组件：设置在地面上，包括门型的核心底座、分别平行设置在核心底座左右两侧门型的侧向底座、固定在侧向底座底部的万向轮、安装在核心底座上的双层丝杠驱动结构以及分别连接双层丝杠驱动结构和两侧侧向底座实现开合连动的连杆结构；

折叠组件：包括由多块太阳能板构成的太阳能板组、用以固定安装太阳能板的安装框以及具有设定俯仰角的折叠导向结构，所述的安装框分别通过折叠导向结构与开合组件连接。

所述的双层丝杠驱动结构包括分别固定在核心底座前后两端的开合控制电机、分别与开合控制电机传动连接的双层滚珠丝杠以及安装在滚珠丝杠上直线运动的滑块。

上层滚珠丝杠的滑块分别通过上连杆结构分别与左右两侧的侧向底座连接，下层滚珠丝杠的滑块分别通过下连杆结构与左右两侧的侧向底座连接，并且直线运动过程互不干涉。

所述的上连杆结构和下连杆结构的结构相同，均包括左连杆、用以连接左连杆一端与左侧侧向底座支撑杆的左底座铰支座、用以连接左连杆另一端与滑块的左滑块铰支座、右连杆、用以连接右连杆一端与右侧侧向底座支撑杆的右底座铰支座以及用以连接右连杆另一端与滑块的右滑块铰支座，所述的左滑块铰支座和右滑块铰支座均固定在滑块左右两侧面。

每块太阳能板均通过连接件固定在矩形的安装框内，所述的安装框由两条长边和两条短边合围而成。

所述的折叠导向结构包括多个竖向平行设置的导向支撑管以及设置在相邻两个导向支撑管之间的第一支撑管和第二支撑管，所述的第一支撑管和第二支撑管的中部交叉且通过可转动管材连接件相互转动连接，所述的第一支撑管的顶端与相邻左侧的导向支撑管顶端固定连接，第一支撑管的底端在相邻右侧的导向支撑管上滑动，所述的第二支撑管的顶端与相邻右侧的导向支撑管顶端固定连接，第二支撑管的底端在相邻左侧的导向支撑管上滑动，所述的第二支撑管与短边固定连接，进而带动安装框随折叠组件的伸缩实现转动。

在所有的导向支撑管中，位于最左侧和最右侧的导向支撑管底端通过管固定机构分别固定在左右两侧的侧向底座上，位于中间的一个导向支撑管的底端通过管固定机构固定在核心底座上。

所述的核心底座的横梁上开设有用以限制和导向滑块的导槽。

所述的折叠导向结构前侧的导向支撑管高度低于后侧的导向支撑管高度，并以此形成预定的俯仰角。

所述的安装框的长边和短边、第一支撑管和第二支撑管均为不锈钢管。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、每块太阳能板通过安装框进行固定，多块太阳能板组成一个太阳能板组，减小了安装复杂度，简化了受力分析，同时提升了结构的整体强度。

2、连杆结构的连杆长度满足控制结构折叠展开过程中所需要驱动力的大小，降低对核心底座所用的伺服减速电动机的功率要求，核心底座上安装滑块的位移范围也有所限制，具体为同一滑块所铰接的两根连杆设置固定的最大夹角与最小夹角。

3、核心底座所安装的两个滑块分别安装在了不同高度的两条横梁上，以实现互不干涉的分层运动，避免了滑块在完全收拢过程中可能发生的碰撞。

4、两侧底座下分别安装有万向承重轮，4组共8个，大幅减小了展开、折叠过程中地面对结构的摩擦阻力，同时，如果不需将本装置固定在地面上，也可选择在核心底座两侧分别加装一组万向承重轮，使其可以移动，所选万向承重轮带有自锁装置，使用时可以将自锁装置锁死，提高系统的稳定性、

5、导向支撑管具有较高的耐磨性及光滑程度，可以根据需求选择环氧树脂表面涂层，经环氧树脂涂层固化后的漆膜坚韧耐水、涂膜无毒，对水无污染，附着力强，漆膜与漆膜之间都有很好的附着力，具有很好的机械强度、漆膜坚韧，具有耐磨和耐冲击性能，固体含量高，涂膜较厚。室温固化成膜，增加了使用寿命、提高了稳定性。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的斜向视图。

图4为本发明折叠状态的示意图。

图5为本发明折叠状态的侧视图。

图6为本发明折叠状态的主视图。

图7为本发明折叠状态的底座部分侧视图。

图8为本发明底座部分的俯视图。

图9为本发明底座部分的斜向视图。

图10为连杆两侧与底座部分连接处的局部放大图。

图11为两侧底座部分两端的万向承重轮安装处局部放大图。

图12为核心底座与连杆连接部分的局部放大图。

图13为连杆及其与核心底座与两侧底座连接部分的示意图。

图14为电机与核心底座连接部分的示意图。

图中标记说明：

1、万向轮，2、万向轮安装板，3、导向支撑管，4、管连接机构，5、太阳能板组，6、管固定机构，7、底座支撑杆，8、开合控制电机，9、核心底座，10、滑块，11、侧向底座，12、第一支撑管，13、第二支撑管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1-6所示，本发明提供一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，该装置主要包括万向轮1，万向轮安装板2，导向支撑管3，管连接机构4，太阳能板组5，管固定机构6，底座支撑杆7，开合控制电机8，核心底座9，滑块10以及侧向底座11，太阳能板组5内部通过安装板将太阳能板固定于安装框上，核心底座9与侧向底座10之间保持平行状态，并通过连杆结构相互连接。

如图7-10所示，核心底座包括两层底座铝合金支架、两层滚珠丝杠、万向轮1以及开合控制电机8，万向轮1安装在铝合金支架的一端下方，滚珠丝杠分别安装在底座铝合金支架横梁的上下层，每层滚珠丝杠分别与一组开合控制电机8连接，开合控制电机8安装在铝合金支架两端，滚珠丝杠上装有滑块10，与连杆铰接，滑块通过螺栓与自建铰支座固接，自建铰支座与连杆一端通过销钉铰接，两侧底座上的铰支座通过销钉连杆另一端。

连杆分为两组，每组两根，一组与上层滚珠丝杠的滑块铰接，一组与下层滚珠丝杠的滑块铰接，从而实现在滑块移动时不彼此干涉。

连杆采用铝合金型材，两侧通过螺栓与一个自建铰支座固接，两侧分别与核心底座9的滑块和两侧底座铰接，从而使得核心底座9与两侧底座11可以在水平方向上相对伸缩，此时滑块沿滚珠丝杠滑动。

通过不锈钢管材制作内外两层，内层通过管材连接件固连，形成矩形安装框，太阳能板安装在安装框内，外层由两根支撑管和一根导向支撑管3组成。

两根支撑管包括交叉转动连接的第一支撑管12和第二支撑管13构成，第一支撑管12和第二支撑管13构成的中部通过可转动管材连接件(转轴)连接，使其能够实现相对转动，第一支撑管12的上端与下端分别连接在前一根导向支撑管和后一根导向支撑管上，起到连接与支撑的作用；第二支撑管13上端与前一根导向支撑管连接，下端与后一根导向支撑管通过可滑动管材连接件连接，使得第二支撑管13能沿后一根导向支撑管上下滑动，并且第二支撑管13与安装框固接，带动起旋转。

具体安装使用过程如下：

该装置在安装前需要预先准备两个直径300mm，圆心相距3400mm的坑洞，用于放置开合控制电机8，并在其上安装核心底座9，在核心底座9左右两侧安装侧向底座11，二者通过连杆连接。侧向底座11下安装底座支撑杆7，并用螺栓将万向轮安装板2固定在底座支撑杆7下，再将万向轮1安装在万向轮安装板2下。依据不同的地势环境，需要对坑洞的深度进行调节，以保证安装完毕后万向轮1均能接触地面，保持运行平稳。此外，还应对安装角度、安装高度进行适应性调整，通过在四个垂直方向加持人工负载，并确定稳固后，方可进行下一步安装。

分别在核心底座9的丝杠上和侧向底座11的内侧面安装滑块和底座连杆过渡件，并在连杆两侧安装滑块连杆过渡件，之后进行组装，要求在使用螺栓连接后，上下共四根连杆都能保持水平状态，互不干涉，且螺栓连接不过紧，可保证各铰接处的旋转运动。

本例中太阳能板组共4组，导向支撑杆3共五根，其中第1、3、5根底端分别与两侧底座与核心底座的通过管固定机构连接，将太阳能板组5的安装框通过管连接机构4与导向支撑管3相连接，导向支撑管3底端分别通过管固定机构6安装于核心底座9和侧向底座11上，连接时需保证管连接机构4沿支撑管3正常运动，从而保证安装框带动太阳能板组的正常旋转。之后在开合控制电机8上加装相应的减速装置与驱动丝杠，安装过程结束。

使用前须注意以核心底座9为中心，两侧1800mm内不能存在干扰展开的障碍物，否则容易造成不必要的财产损失，包括并不限于障碍物的损毁，侧向底座11的破坏，开合控制电机8的损坏等。

该装置完全由电机驱动。须注意正常使用过程中不可用人力强行开合或旋转太阳能板组5。手轮仅可在未安装电机或电机已经全部脱离传动系统的情况下使用。开合控制电机8通过驱动丝杠和滑块10，控制连杆的开合角度变化，展开或合拢结构。

Claims (7)

1.一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，其特征在于，该装置包括：

开合组件：设置在地面上，包括门型的核心底座(9)、分别平行设置在核心底座(9)左右两侧门型的侧向底座(11)、固定在侧向底座(11)底部的万向轮(1)、安装在核心底座(9)上的双层丝杠驱动结构以及分别连接双层丝杠驱动结构和两侧侧向底座(11)实现开合连动的连杆结构；

折叠组件：包括由多块太阳能板构成的太阳能板组(5)、用以固定安装太阳能板的安装框以及具有设定俯仰角的折叠导向结构，所述的安装框分别通过折叠导向结构与开合组件连接，每块太阳能板均通过连接件固定在矩形的安装框内，所述的安装框由两条长边和两条短边合围而成；

所述的折叠导向结构包括多个竖向平行设置的导向支撑管(3)以及设置在相邻两个导向支撑管(3)之间的第一支撑管(12)和第二支撑管(13)，所述的第一支撑管(12)和第二支撑管(13)的中部交叉且通过可转动管材连接件相互转动连接，所述的第一支撑管(12)的顶端与相邻左侧的导向支撑管(3)顶端固定连接，第一支撑管(12)的底端在相邻右侧的导向支撑管(3)上滑动，所述的第二支撑管(13)的顶端与相邻右侧的导向支撑管(3)顶端固定连接，第二支撑管(13)的底端在相邻左侧的导向支撑管(3)上滑动，所述的第二支撑管(13)与短边固定连接，进而带动安装框随折叠组件的伸缩实现转动；

在所有的导向支撑管(3)中，位于最左侧和最右侧的导向支撑管(3)底端通过管固定机构(6)分别固定在左右两侧的侧向底座(11)上，位于中间的一个导向支撑管(3)的底端通过管固定机构(6)固定在核心底座(9)上。

2.根据权利要求1所述的一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，其特征在于，所述的双层丝杠驱动结构包括分别固定在核心底座(9)前后两端的开合控制电机(8)、分别与开合控制电机(8)传动连接的双层滚珠丝杠以及安装在滚珠丝杠上直线运动的滑块(10)。

3.根据权利要求2所述的一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，其特征在于，所述的双层滚珠丝杠包括上层滚珠丝杠和下层滚珠丝杠，所述的连杆结构包括上连杆结构和下连杆结构，上层滚珠丝杠的滑块分别通过上连杆结构分别与左右两侧的侧向底座(11)连接，下层滚珠丝杠的滑块分别通过下连杆结构与左右两侧的侧向底座(11)连接，并且直线运动过程互不干涉。

4.根据权利要求3所述的一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，其特征在于，所述的上连杆结构和下连杆结构的结构相同，均包括左连杆、用以连接左连杆一端与左侧侧向底座支撑杆(7)的左底座铰支座、用以连接左连杆另一端与滑块(10)的左滑块铰支座、右连杆、用以连接右连杆一端与右侧侧向底座支撑杆(7)的右底座铰支座以及用以连接右连杆另一端与滑块(10)的右滑块铰支座，所述的左滑块铰支座和右滑块铰支座均固定在滑块(10)左右两侧面。

5.根据权利要求2所述的一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，其特征在于，所述的核心底座(9)的横梁上开设有用以限制和导向滑块(10)的导槽。

6.根据权利要求1所述的一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，其特征在于，所述的折叠导向结构前侧的导向支撑管高度低于后侧的导向支撑管高度，并以此形成预定的俯仰角。

7.根据权利要求1所述的一种展开自成角度双层丝杠导向型光伏机构折叠展开装置，其特征在于，所述的安装框的长边和短边、第一支撑管(12)和第二支撑管(13)均为不锈钢管。

Images