一种可调式光伏电池板支架
技术领域
本发明涉及光伏电池板支架技术领域,尤其涉及一种可调式光伏电池板支架。
背景技术
光伏电池板即太阳能电池板,是一种可以将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置,其主要材料为“硅”,相对于普通电池和可循环充电电池来说,太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。
目前,光伏电池板安装在室外环境使用时,需要使用支架为其提供支撑,通过支架可使得光伏电池板保持特定的倾斜角度和高度,并稳定的安装在室外环境中,现有技术中,常用的支架多为可调式,其安装过程为:先根据实际的安装环境对支架的高度以及支撑部件的倾斜角度进行适应调节,之后再将支架的底部与浇筑的混凝土基座固定安装,最后再将光伏电池板安装在支撑部件上。
然而,现有的可调式光伏板支架在地面不平整的室外环境中安装时,存在以下不足:(1)、由于传统的支架高度调节机构和角度调节机构多是分开操作的,在对支架的实际调节过程中,若先对支撑部件角度进行调节,控制支撑部件转动后,其与地面高度也同步发生了变化,此时,若光伏电池板的离地高度不在规定的高度范围内,则还需对支架的高度进行调节;若先调节了支撑部件的高度,再调节支撑部件角度,由于工作人员无法掌握支撑部件角度调节后的高度变化,则容易出现因第一次调节高度距离与转动角度不适配,而需要再次进行高度调节的问题,使得支架调节十分繁琐,花费时间较长。
(2)、由于地面不平整的安装环境存在地势差,容易导致多个浇筑后的混凝土基座之间存在高度、角度、间距等不一致的问题,而现有的光伏板支架底部支撑脚多为固定形式,无法很好的适应存在上述问题的混凝土基座,多只能通过使用辅助工具增加支撑脚与混凝土基座之间的连接稳定性,增加了支架安装的难度。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供的可调式光伏电池板支架,包括:用于安装光伏电池板的安装板,所述安装板上设置有支撑机构,所述支撑机构包括可气压伸缩的梯形框架部和用于调节安装板位置的调节部,所述框架部的上端与所述安装板活动连接,所述调节部固定安装在所述安装板的下端面,且所述调节部与所述框架部连接。
所述调节部包括Y型的固定件、第一调节螺杆、倒山字型的滑动连接件、两个转动杆、第二调节螺杆、活塞头、套筒和可伸缩的进气管,所述固定件两个相对的上端均固定连接有限位滑轨,所述安装板滑动安装在两个所述限位滑轨之间;所述第一调节螺杆水平设置转动安装在所述固定件的下端;所述滑动连接件上端的中间与所述第一调节螺杆螺纹连接;且所述滑动连接件中间的竖直段与所述框架部滑动连接,而所述滑动连接件端部的两个竖直段分别与两个所述转动杆转动连接,两个所述转动杆远离所述滑动连接件的一端均与所述安装板的下端面转动连接,所述第二调节螺杆与所述滑动连接件可拆卸连接,并位于所述第一调节螺杆的正下方,所述活塞头固定安装在所述第二调节螺杆靠近所述固定件一端,并与所述套筒内侧壁滑动连接,所述套筒水平固定安装在所述固定件下端,并位于所述第一调节螺杆的正下方;所述套筒的内部充满压缩气体,所述进气管的两端分别与所述套筒以及所述框架部连接。
优选的,两个所述转动杆均通过可拆卸的连接件与所述安装板的下端面转动连接,所述第一调节螺杆与所述第二调节螺杆的端部均设置有转动旋钮。
优选的,所述第二调节螺杆的外周侧螺纹连接有锁定件,且所述锁定件与所述滑动连接件通过螺栓相连接。
优选的,所述梯形框架部包括两个高度不等的U型管件、两个转动支撑杆件、两个连接杆件和方形管件,两个所述U型管件之间通过两个横向管件固定连接,构成直角梯形状的框架结构,两个所述转动支撑杆件分别滑动安装在短的所述U型管件的两个竖直段上,而所述转动支撑杆件的上端设有导轨板,且所述安装板的两个端侧面分别与两个所述导轨板滑动连接,两个所述连接杆分别滑动安装在长的两个所述U型管件的两个竖直段,两个所述连接杆的上端分别与所述安装板的两个侧端面转动连接,所述方形管件固定安装在两个所述U型管件水平段之间,所述方形管件与两个所述U型管件内部均充满压缩气体。
优选的,所述进气管的底端与所述方形管件上端面的中间连通,通过所述进气管将所述套筒内部压缩气体输入至所述方形管件内部。
优选的,两个所述U型管件的水平段均设置有两个对称的固定机构,所述固定机构包括固定座、蜗杆调节件、蜗轮、两个扇形的摆动件、限位滑杆和底部连接座,所述固定座固定套装在所述U型管件的水平段,所述蜗杆调节件转动安装在所述固定座上,所述蜗轮转动安装在所述固定座内,并与所述蜗杆调节件相啮合,所述固定座的下端位于两个所述摆动件之间,而两个所述摆动件靠近所述固定座的一侧均通过连接轴与所述蜗轮的两侧固定连接,所述底部连接座上端面的中间对称固定安装有两个竖直段,两个所述摆动件的下端位于两个竖直段之间,两个所述摆动件的下端均设置有滑动通槽,所述限位滑杆的两端分别与两个所述滑动通槽滑动连接,并与所述底部连接座上端面的两个竖直段固定连接。
优选的,所述固定机构还包括用于对所述底部连接座位置进行锁定的锁定组件,所述锁定组件包括锁定卡接轮、活动卡接底板和两个压缩弹簧,所述锁定卡接轮固定套装在所述限位滑杆外周侧的中间,所述活动卡接底板滑动安装在两个所述摆动件之间,所述活动卡接底板上端面的中间均匀设置有卡齿,所述锁定卡接轮与任意位置的所述卡齿卡接,所述活动卡接底板侧端面与两个所述摆动件之间固定连接有两个压缩弹簧。
优选的,所述活动卡接底板的端部设有按动件,所述活动卡接底板下端面设置为与所述摆动件半径相同的弧面。
与相关技术相比较,本发明实施例提供的可调式光伏电池板支架具有如下有益效果:(1)、通过设置支撑机构,主要为安装板提供支撑作用,并同时具备高度调节和角度调节功能,可以适应不同的室外安装环境,而通过框架部与调节部配合使用,可实现对安装板倾斜角度以及高度的同步调节功能,在将光伏电池板支架安装在室外环境时,只需转动第一调节螺杆,即可使得安装板的倾斜角度和高度同步对应变化,可保持安装板的离地高度始终在规定范围内,相比于现有的分开对高度和角度调节的方式,无需反复调节操作,可一步调节到位,并简化了对光伏电池板支架调节操作步骤,大大节省了调节时间。
(2)、通过在框架部底部设多个固定机构,用于与混凝土基座连接固定,且具备角度调节、水平位置调节以及高度调节多种功能,针对高度、角度以及间距不一致的混凝土基座,可通过人为的适应调节,确保固定机构与混凝土基座之间的有效接触,进而能够很好的适应不同类型的混凝土基座,无需借助外部工具提供辅助支撑连接,通过自身的适应调节操作,来保证与混凝土基座之间的稳定连接,大大降低了伏电池板支架的安装难度。
(3)、通过设置调节部,可作为驱动安装板发生角度变化以及高度变化的动力源,其中,通过在第二调节螺杆上设置锁定件,并使用螺栓将锁定件与滑动连接件螺纹连接,使得调节部同时具备三种调节模式,即单独驱动安装板角度调节、单独驱动安装板升降以及同步驱动安装板角度调节和升降,可通过调整螺栓与滑动连接件的连接状态,实现三种使用模式的自由切换,满足不同的调节需求,使得该光伏电池板支架能够很好的适应不同的室外安装环境,在安装时更加灵活。
附图说明
图1为本发明实施例提供的可调式光伏电池板支架的结构示意图。
图2为图1所示的可调式光伏电池板支架的俯视图。
图3为图2所示的A-A面的剖视图。
图4为图3所示的a区域的局部放大图。
图5为图1所示的支撑机构的结构示意图。
图6为图5所示的调节部的结构示意图。
图7为图5所示的支撑部的结构示意图。
图8为图7所示的支撑部的俯视图。
图9为图8所示的B-B面的剖视图。
图10为图1所示的固定机构的结构示意图。
图11为图10所示的固定机构的爆炸图。
图12为图10所示的固定机构的俯视图。
图13为图12所示的C-C面的剖视图。
图14为图12所示的D-D面的剖视图。
图中标号:1、安装板;2、支撑机构;21、框架部;211、U型管件;212、转动支撑杆件;213、连接杆件;214、方形管件;22、调节部;221、固定件;222、第一调节螺杆;223、滑动连接件;224、转动杆;225、第二调节螺杆;226、活塞头;227、套筒;228、进气管;229、锁定件;3、固定机构;31、固定座;32、蜗杆调节件;33、蜗轮;34、摆动件;35、限位滑杆;36、底部连接座;37、锁定组件;371、锁定卡接轮;372、活动卡接底板;373、压缩弹簧。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中,为确保说明的明确性和便利性,我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。
另外,下文中的用语基于本发明中的功能而定义,可以根据运用者的意图或惯例而不同;因此,这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。
请结合参阅图1-图3,一种可调式光伏电池板支架,包括:用于安装光伏电池板的安装板1,安装板1上设置有支撑机构2,支撑机构2包括可气压伸缩的梯形框架部21和用于调节安装板1位置的调节部22,框架部21的上端与安装板1活动连接,调节部22固定安装在安装板1的下端面,且调节部22与框架部21连接。
请结合参阅图4-图6,调节部22包括Y型的固定件221、第一调节螺杆222、倒山字型的滑动连接件223、两个转动杆224、第二调节螺杆225、活塞头226、套筒227和可伸缩的进气管228,固定件221两个相对的上端均固定连接有弧形的限位滑轨,安装板1滑动安装在两个限位滑轨之间,可实现调节部22与安装板1之间的连接;第一调节螺杆222水平设置转动安装在固定件221的下端,固定件221可为第一调节螺杆222提供支撑,使其可以在水平方向自转;滑动连接件223上端的中间与第一调节螺杆222螺纹连接;且滑动连接件223中间的竖直段与框架部21滑动连接,通过框架部21可对滑动连接件223起到限位作用,在第一调节螺杆222转动时,可使得滑动连接件223在水平方向滑动,而滑动连接件223端部的两个竖直段分别与两个转动杆224转动连接,两个转动杆224远离滑动连接件223的一端均与安装板1的下端面转动连接;两个转动杆224均通过可拆卸的连接件与安装板1的下端面转动连接,方便对转动杆224进行拆卸维修或更换;第二调节螺杆225与滑动连接件223可拆卸连接,并位于第一调节螺杆222的正下方,第一调节螺杆222与第二调节螺杆225的端部均设置有转动旋钮,通过手动转动对应的转动旋钮,可分别使得第一调节螺杆222和第二调节螺杆225转动;而第二调节螺杆225的外周侧螺纹连接有锁定件229,且锁定件229与滑动连接件223通过螺栓相连接,锁定件229用于改变滑动连接件223与第二调节螺杆225的连接状态,在螺栓与锁定件229螺纹连接时,使得第二调节螺杆225与滑动连接件223保持固定连接关系,反之两者则处于非固定状态,进而使得第二调节螺杆225具备两种使用模式:单独转动伸缩和跟随滑动连接件223伸缩,以满足支撑机构2不同的调节功能;活塞头226固定安装在第二调节螺杆225靠近固定件221一端,并与套筒227内侧壁滑动连接,套筒227水平固定安装在固定件221下端,并位于第一调节螺杆222的正下方;套筒227的内部充满压缩气体,压缩气体为稳定性较强的惰性气体,如氮气;而在套筒227上设有阀门,用于控制套筒227内部压缩气体量;通过第二调节螺杆225伸缩,可使得活塞头226在套筒227内部滑动,进而可对压缩气体进行挤压,可使得压缩气体流动至进气管228中,进气管228的两端分别与套筒227以及框架部21连接。
请结合参阅图3、图4、图5、图7、图8和图9,梯形框架部21包括两个高度不等的U型管件211、两个转动支撑杆件212、两个连接杆件213和方形管件214,两个U型管件211之间通过两个横向管件固定连接,构成直角梯形状的框架结构,可为光伏板提供稳定支撑,两个转动支撑杆件212分别滑动安装在短的U型管件211的两个竖直段上,而转动支撑杆件212的上端设有导轨板,且安装板1的两个端侧面分别与两个导轨板滑动连接,导轨板为弧形,作为安装板1转动的路径,对安装板1起到限位作用,两个连接杆件213分别滑动安装在长的两个U型管件211的两个竖直段,两个连接杆件213的上端分别与安装板1的两个侧端面转动连接,通过连接杆件213和转动支撑杆件212同步竖向伸缩,可带动安装板1上升或下降,实现对安装板1的高度调节功能,方形管件214固定安装在两个U型管件211水平段之间,在滑动连接件223中间的竖直段上设有矩形槽口,该矩形槽口与方形管件214外侧滑动连接,可对滑动连接件223起到限位作用,防止滑动连接件223转动,使其可以稳定地在水平方向滑动;方形管件214与两个U型管件211内部均充满压缩气体,进气管228的底端与方形管件214上端面的中间连通,通过进气管228将套筒227内部压缩气体输入至方形管件214内部,通过方形管件214可将压缩气体分别导入两个U型管件211中;通过设置框架部21,主要为安装板1提供支撑作用,并与调节部22配合使用,实现了对安装板1的高度调节功能,其主要利用气压作为升降驱动,压缩气体分别在两个U型管件211中同步增加或减少,无需借助外力驱动,可实现对安装板1的稳定升降功能,其升降高度易于控制,不仅降低了升降难度,也无需多次进行调节操作,实现一步升降到位。
请结合参阅图1、图10、图11、图12、图13和图14,两个U型管件211的水平段均设置有两个对称的固定机构3,固定机构3包括固定座31、蜗杆调节件32、蜗轮33、两个扇形的摆动件34、限位滑杆35和底部连接座36,固定座31固定套装在U型管件211的水平段,蜗杆调节件32转动安装在固定座31上,蜗杆调节件32延伸至固定座31外部的一端连接有旋钮,通过手动转动旋钮,使得蜗杆调节件32转动,蜗轮33转动安装在固定座31内,并与蜗杆调节件32相啮合,蜗杆调节件32与蜗轮33适配设置,通过蜗杆调节件32转动,可带动蜗轮33转动;固定座31的下端位于两个摆动件34之间,摆动件34为扇形结构,而两个摆动件34靠近固定座31的一侧均通过连接轴与蜗轮33的两侧固定连接;底部连接座36上端面的中间对称固定安装有两个竖直段,两个摆动件34的下端位于两个竖直段之间,两个摆动件34的下端均设置有滑动通槽,限位滑杆35的两端分别与两个滑动通槽滑动连接,并与底部连接座36上端面的两个竖直段固定连接,限位滑杆35为圆形杆,可以在摆动件34上转动和水平滑动,而通过底部连接座36的转动,可在底部连接座36高度调节后,可将底部连接座36调节至水平状态,不仅使底部连接座36高度同步发生变化,还能保持底部连接座36自身角度不变,进而实现了底部连接座36自身角度不变的高度调节功能。
请结合参阅图11-图14,固定机构3还包括用于对底部连接座36位置进行锁定的锁定组件37,锁定组件37包括锁定卡接轮371、活动卡接底板372和两个压缩弹簧373,锁定卡接轮371固定套装在限位滑杆35外周侧的中间,活动卡接底板372滑动安装在两个摆动件34之间,活动卡接底板372上端面的中间均匀设置有卡齿,锁定卡接轮371与任意位置的卡齿卡接,通过两者卡接,可对限位滑杆35的位置进行锁定,使得限位滑杆35不能转动和滑动,进而保证底部连接座36与摆动件34之间的连接稳定性,使其在不需要调节时保持稳定;活动卡接底板372侧端面与两个摆动件34之间固定连接有两个压缩弹簧373,主要为活动卡接底板372提供弹力支持,在活动卡接底板372受到压力下移时,可压缩该压缩弹簧373,并使得活动卡接底板372与锁定卡接轮371分离;活动卡接底板372的端部设有按动件,方便人们手动向下按动该活动卡接底板372,活动卡接底板372下端面设置为与摆动件34半径相同的弧面,避免影响底部连接座36转动;通过设置锁定组件37与限位滑杆35配合使用,可实现对底部连接座36的锁定功能,利用锁定卡接轮371与活动卡接底板372之间的卡接作用,可同步对底部连接座36进行转动锁定和移动锁定,实现了两种状态锁定功能,一方面,在锁定与解除锁定操作时只需停止按动或按动即可,简化了锁定操作,使得对底部连接座36调节操作更加方便,速度更快,另一方面,能够确保调节后的底部连接座36与摆动件34之间保持固定连接状态,进而实现光伏电池板支架与混凝土基座之间的稳固连接。
本发明实施例提供的可调式光伏电池板支架的工作原理如下:步骤一:在调节光伏电池板支架的角度时,对安装板1的倾斜角度以及高度进行同步调节。
若需要增大安装板1的倾斜角度,则通过正向转动第一调节螺杆222,可带动滑动连接件223沿着方形管件214外部向套筒227的一侧滑动,而两个转动杆224则跟随滑动连接件223开始转动,可使得安装板1以连接杆件213为转动中心,并沿着导轨板同步转动,使其倾斜角度逐渐变大。
通过滑动连接件223滑动,可带动第二调节螺杆225同步滑动,使得活塞头226开始在套筒227内部滑动,此时,活塞头226开始挤压套筒227内部的压缩气体,使得压缩气体由套筒227流出至进气管228中,再由进气管228流入方形管件214中,而由于压缩气体是从方形管件214中部位置进入的,可均匀向方形管件214的两端分散,最终分别流入两个U型管件211中,使得两个U型管件211内部的气体增加,分别产生对转动支撑杆件212以及连接杆件213向上的推力,可带动两者同步上升,进而使得安装板1的高度增加,而整个调节部22也跟随安装板1同步上升,直至安装板1的倾斜角度调节至所需状态,即可停止转动第一调节螺杆222,进而实现了对安装板1的倾斜角度以及高度同步调节,使得安装板1的离地高度与初始位置基本一致,保证安装板1的离地高度始终在规定的范围内。
若需要减小安装板1的倾斜角度,则反向转动第一调节螺杆222,可带动滑动连接件223远离固定件221一侧滑动,并使得转动杆224带动安装板1转动,使其倾斜角度逐渐减小,同时,通过滑动连接件223滑动,可使得活塞头226向远离进气管228一端滑动,并产生吸力作用,可将两个U型管件211内部的气体吸入套筒227内,使其内部压缩气体体积减小,而转动支撑杆件212与连接杆件213则同步下降,最终使得安装板1的高度下降。
若只对安装板1的高度单独调节:需要增加安装板1的高度时,正向转动第二调节螺杆225,降低安装板1的高度时,则反向转动第二调节螺杆225,可使得第二调节螺杆225转动的同时水平活动,由于滑动连接件223与第一调节螺杆222之间螺纹连接,两者之间存在一定的限位作用,可使得滑动连接件223保持固定状态,不会受到第二调节螺杆225的转动影响,而通过第二调节螺杆225活动,可带动活塞头226在套筒227内部滑动,可挤压或是吸入压缩气体,最终使得安装板1的高度增加或降低。
若只对安装板1的倾斜角度单独调节:先转动锁定件229上的螺栓,使其与滑动连接件223分离,此时滑动连接件223与第二调节螺杆225不再保持固定连接状态,再通过转动第一调节螺杆222,可带动滑动连接件223滑动,并与锁定件229分离,而第二调节螺杆225则保持固定状态,最终使得转动杆224带动安装板1转动,完成对安装板1角度的单独调节操作。
步骤二:在对安装板1调节完成后,将光伏电池板支架放置在浇筑的混凝土基座上,使得四个固定机构3分别位于混凝土基座上,并根据混凝土基座的实际情况,分别对四个固定机构3进行适应调节。
调节时分为以下几种情况:由于四个混凝土基座之间高度存在偏差,使得固定机构3与混凝土之间存在间隙,此时需要调节底部连接座36的高度,先通过转动蜗杆调节件32,使得蜗轮33带动摆动件34同步转动,通过活动卡接底板372与锁定卡接轮371之间的卡接作用,可使得底部连接座36跟随摆动件34同步转动,可使得底部连接座36的高度发生变化,直至其高度与混凝土基座匹配,停止转动蜗杆调节件32,再通过向下按动活动卡接底板372,使其与锁定卡接轮371分离,进而解除对限位滑杆35的锁定作用,便可以转动底部连接座36,使其转动至水平状态,并与混凝土基座保持平齐,然后不再按动活动卡接底板372,在压缩弹簧373的弹力作用下,使其向上复位,并与锁定卡接轮371卡接,可使得底部连接座36保持固定,此时底部连接座36的底部能够与混凝土基座保持紧密接触,不再存在缝隙,从而使得光伏电池板支架与混凝土基座之间保持稳定连接。
由于四个混凝土基座之间水平位置存在偏差,在光伏电池板支架水平角度不变时,会导致有的固定机构3与混凝土基座之间不能有效接触,即存在底部连接座36底部的部分区域或是全部区域与混凝土基座不接触情况,此时需要调节底部连接座36的水平位置,调节时,通过向下按动活动卡接底板372,并拉动底部连接座36,使其可以在摆动件34上水平活动,直至底部连接座36底部与混凝土基座有效接触,即可停止拉动底部连接座36,并不再按动活动卡接底板372,使得底部连接座36保持固定状态。
步骤三:在将固定机构3调节至与混凝土基座适应状态时,开始使用螺丝将固定机构3与混凝土基座固定,然后再将光伏电池板安装在安装板1的上端面上即可。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。