CN205365364U - 一种带太阳能电池板的流动实验室 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带太阳能电池板的流动实验室，载体为汽车，包括车厢，车厢箱体内设有储物区、控制系统、LED照明系统和实验台，储物区内设有太阳能蓄电池；实验台上安装有实验设备， LED照明系统和实验设备均与太阳能蓄电池连接，由控制系统控制供电；车厢顶部安装有太阳能供电装置；太阳能供电装置包括第一太阳能电池板组件和固定太阳能电池板，第一太阳能电池板组件可由第一电机驱动可圆周运动，可移动板带动向外部扩展；固定太阳能电池板可由步进电机驱动做旋转运动。本实用新型避免偏远地区无电或经常无规律停电，以及车载发电机发电引起车厢震动导致实验仪器精度受影响等问题。光电式太阳跟踪装置，可根据太阳的方位变换位置，达到高效率的采光。

Description

一种带太阳能电池板的流动实验室

技术领域

本实用新型涉及一种数字化科学探究流动实验室，尤其涉及一种带太阳能电池板的流动实验室。

背景技术

实验是利用专门的仪器设备和物质，控制研究对象，使得现象重现，从而达到认识自然、揭示自然规律的目的而进行的科学研究。实验课是一种常见的高效的理科教学方法，它通过现场的实验过程进行教学，其趣味性强，易引起学生兴趣；教学过程直观、明了、生动，便于加深学生对有关学习内容的理解，加强学生对相关知识的记忆；可以充分的调动学生的积极性，使学生主动地参与到学习过程中去；可以激发学生的求知欲望、启发对科学的探索热情。由于数字化科学探究实验课所用实验仪器设备昂贵，建立科学探究实验室耗资较大，专利CN203242213U提出了一种流动科学探究实验室，解决了欠发达地区如非洲沙漠地区的数字化教学实验的设备需求。然而，由于流动实验室使用时一般停放在露天广场上，如果通过外接交流电源支持实验用电需要找电工接线，且偏远地区经常停电，导致工作很不方便安全；靠车载发动机发电，不仅燃油产生烟气污染，同时发动机易产生振动及噪音，会影响数字化实验的精度及上课效果。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种带太阳能电池板的流动实验室解决欠发达地区对数字化教学实验的设备需求和车载发动机发电产生烟气污染，同时发动机易产生振动及噪音，会影响数字化实验的精度及上课效果等问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：

一种带太阳能电池板的流动实验室，载体为汽车（1），包括车厢（2），所述车厢（2）箱体内设有储物区（3）、控制系统（4）、LED照明系统（5）和实验台（6），所述储物区（3）内设有太阳能蓄电池（10）；所述实验台（6）上安装有实验设备（7），所述LED照明系统（5）和所述实验设备（7）均与所述太阳能蓄电池（10）连接，由所述控制系统（4）控制供电；

所述车厢（2）顶部安装有圆形底盘（8），所述圆形底盘（8）上安装有太阳能供电装置（9），所述太阳能供电装置（9）通过导线与所述太阳能蓄电池（10）相连；所述太阳能供电装置（9）包括旋转底座（9-1）和第一太阳能电池板组件，所述旋转底座（9-1）安装在所述圆形底盘（8）上，所述圆形底座（8）内设有第一电机，由所述第一电机控制所述旋转底座（9-1）绕所述圆形底盘（8）做圆周运动；

所述旋转底座（9-1）内部设有可移动板，所述第一太阳能电池板组件安装在所述可移动板上；所述可移动板带动所述第一太阳能电池板组件向外部扩展；

所述旋转底座（9-1）上面还设有多个支撑板，所述支撑板上安装有固定太阳能电池板，所述支撑板通过键与支撑轴（9-5）相连，所述支撑轴（9-5）与轴承座（9-4）连接，所述轴承座（9-4）固定在所述旋转底座（9-1）上；由步进电机驱动所述支撑板绕所述支撑轴（9-5）做旋转运动。

作为优选，所述旋转底座（9-1）的上方正中间还安装有正中太阳能电池板（9-6）。

作为优选，所述第一太阳能电池板组件包含两块水平太阳能板；所述可移动板包括前移动板（9-2）和后移动板（9-10），所述两块水平太阳能板（9-3、9-11）分别安装在所述前移动板（9-2）和所述后移动板（9-10）上。

作为优选，所述支撑板分为外支撑板（9-7）和内支撑板（9-8），所述内支撑板（9-8）正、反表面分别安装有固定太阳能电池板；所述外支撑板（9-7）的正面安装有固定太阳能电池板。

作为优选，所述外支撑板（9-7）反面安装有两块可向外移动太阳能电池板（9-13），所述两块可向外移动太阳能电池板（9-13）分别通过一根转动轴与移动滑块（9-12）相连，所述转动轴两端分别与所述可向外移动太阳能电池板（9-13）和所述移动滑块（9-12）构成转动副相连，通过设置在所述外支撑板（9-7）里面的丝杆螺母机构驱动所述移动滑块（9-12）上下运动，从而带动所述两块可向外移动太阳能电池板（9-13）沿水平方向向外扩展。

作为优选，所述旋转底座（9-1）上还设有自动跟踪太阳光线的光电式太阳跟踪设备，所述光电式太阳跟踪设备包括光敏传感器和控制器，所述光敏传感器产生的转向信号通过所述控制器处理后，传给所述第一电机，从而带动所述旋转底座（9-1）进行圆周运动；所述光敏传感器产生的转角信号通过所述控制器处理后，传给所述步进电机，从而使所述支撑板沿所述支撑轴（9-5）做旋转运动。

作为优选，所述外支撑板（9-7）和所述内支撑板（9-8）各有两块；所述步进电机设有四个。

作为优选，所述前移动板（9-2）和后移动板（9-10）上均设有齿形槽，所述旋转底座（9-1）上设有与所述齿形槽相匹配的滑槽，所述滑槽的尾部设置有限位装置；由两个第二电机分别驱动所述前移动板（9-2）和后移动板（9-10）沿所述滑槽前后运动。

作为优选，所述第一电机、所述第二电机和所述步进电机采用液压或气压驱动。

本实用新型涉及到传动方式可以为齿轮齿条传动、链条传动或带传动中的一种。

与现有技术相比，本实用新型提出的一种带太阳能板的数字化科学探究流动实验室，通过在流动实验室车顶安装太阳能供电装置，一方面可以向中学生普及展示太阳能发电知识，另一方面可以利用太阳能电池板发电，避免偏远地区无电或经常无规律停电的不便，以及车载发电机发电引起车厢震动导致数字化实验仪器精度受影响等问题。本实用新型采用折叠式太阳能电池板供电，结构紧凑，配置有光电式太阳跟踪装置，可根据太阳的方位变换位置，达到高效率的采光。本实用新型在车顶安装有太阳能电池板采光装置，在普及太阳能发电知识的同时，还可增加供电量，做到非联网供电。

附图说明

图1为带太阳能板的数字化科学探究流动实验室主视图；

图2为太阳能供电装置示意图；

图3为太阳能电池板不工作时折叠示意图；

图4为太阳能电池板扩展时展开示意图；

图5为正午时分电池板位置分布正视图；

图6为正午时分电池板位置分布俯视图；

其中：1-载体汽车、2-车厢箱体、3-储物区、4-控制系统、5-LED照明系统、6-实验台、7-实验设备、8-旋转底盘、9-太阳能供电装置、9-1-旋转底座、9-2-前移动板、9-3-水平太阳能电池板、9-4-轴承座、9-5-支撑轴、9-6-正中太阳能电池板、9-7-外支撑板、9-8-内支撑板、9-9-固定太阳能电池板、9-10-后移动板、9-11-水平太阳能电池板、9-12-移动滑块、9-13-可向外移动太阳能电池板、10-太阳能蓄电池。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

实施例

如图1-图6所示，一种数字化科学探究流动实验室，载体为汽车1、包括车厢2，车厢内设有储物区3、控制系统4、LED照明系统5、实验台6。储物区3内设有太阳能蓄电池10；实验台6上安装有实验设备7，LED照明系统5和实验设备7均与所述太阳能蓄电池10连接，并由控制系统4控制供电。车厢2顶部安装有圆形底座8，圆形底盘8上安装有太阳能供电装置9，太阳能供电装置9通过导线与太阳能蓄电池10相连。

本实施例中的太阳能供电装置9包括旋转底座9-1和第一太阳能电池板组件。第一太阳能电池板组件包含两块水平太阳能电池板9-3、9-11。旋转底座9-1安装在圆形底盘8上，圆形底座8内设有第一电机，由第一电机控制旋转底座9-1绕圆形底盘8做圆周运动。旋转底座9-1内部设有前移动板9-2和后移动板9-10，前移动板9-2和后移动板9-10上分别安装由水平太阳能电池板9-3、9-11。前移动板9-2和后移动板9-10带动水平太阳能电池板9-3、9-11朝着车辆前、后方向外部扩展。旋转底座（9-1）的上方正中间还安装有正中太阳能电池板（9-6）。

旋转底座9-1上还安装有两个外支撑板9-7和两个内支撑板9-8。内支撑板9-8正反两面均安装一块固定太阳能电池板9-9。外支撑板9-7正面安装一块固定太阳能电池板9-9。外支撑板9-7和内支撑板9-8分别通过键套在不同的支撑轴9-5上，支撑轴9-5与轴承座9-4连接，轴承座9-4固定在旋转底座9-1上；由步进电机驱动外支撑板9-7或内支撑板9-8绕支撑轴9-5做旋转运动。

外支撑板9-7反面安装两块可向外移动太阳能电池板9-13。两块相向的可向外移动太阳能电池板9-13分别通过一根转动轴与移动滑块9-12相连，转动轴两端分别与可向外移动太阳能电池板9-13和移动滑块9-12构成转动副相连，通过移动滑块9-12的上下运动带动两块可向外移动电池板背向移动，实现水平方向的扩展。其中移动滑块9-12由隐藏在支撑板里面的丝杆螺母机构驱动。

旋转底座9-1上还设有自动跟踪太阳光线的光电式太阳跟踪设备，光电式太阳跟踪设备包括光敏传感器和控制器。光敏传感器产生的转向信号通过所述控制器处理后，传给所述第一电机，从而带动旋转底座9-1进行圆周运动。光敏传感器产生的转角信号通过控制器处理后，传给步进电机，从而使外支撑板9-7或内支撑板9-8沿支撑轴9-5做旋转运动。

本实施例中所述前移动板9-2和后移动板9-10采用钢制作，上面均设有齿形槽，旋转底座9-1上设有与齿形槽相匹配的滑槽，滑槽尾部设置有限位装置；由两个第二电机分别驱动前移动板9-2和后移动板9-10沿滑槽向前向后运动。

本实施例中的轴承座9-5采用的钢板加工制作，作用是固定太阳能电池板。轴承座是空心柱，通过螺栓固定在底座9-1上。

太阳能电池板吸收太阳能后，通过光伏效应将光能转化为电能，存储在太阳能蓄电池10，以待供电。

太阳能电池板不工作时，太阳能电池板的位置如图3所示，此时内支撑板9-8与外支撑板9-7相对收拢，前、后移动板9-2、9-10均处在旋转底座9-1内部；当步进电机通电时，带动支撑轴9-5转动，四根支撑轴9-5由独立步进电机驱动，上午和下午时，固定太阳能电池板的摆动角度小于90度，如图2所示，此时前后移动板9-2、9-10已带动其上水平太阳能电池板9-3、9-11向前后展开，外支撑板9-7上的可向外移动电池9-13向外展开，如图4所示；当正午时，支撑轴9-5转动90度，此时太阳光垂直照射在固定太阳能电池板上，采光效率最高，如图5所示。

本实用新型使用时，由各个电机驱动电池板展开，安装在支撑板上的太阳能电池板，在动力驱动下随着太阳直射位置不断变化，电池板的采光效率比直接平铺的电池板高；在正午时分所有的电池板的采光效率是最高的，此时左边的外、内支撑板有电机驱动向左平铺，右边的外、内支撑板由电机驱动向右平铺，前后移动板在电机驱动下带动电池板前后平铺，最后成为图6所示布局。

本实用新型使用的太阳能电池板均采用光伏电池，移动实验室不工作时，太阳能电池板把多余的电能存储在蓄电池，以便工作时用。本实用新型的支撑板的尺寸满足全部平铺时不相互干扰的条件。

综上所述，本实用新型采用的可扩展折叠式结构，工作时完全展开，而且展开后所有的电池的效率始终是处于最高效率的工作状态，能大大提高单位面积的工作效率。

以上所述实施例仅仅是为清楚地说明发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述实施例的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种带太阳能电池板的流动实验室，载体为汽车（1），其特征在于，包括车厢（2），所述车厢（2）箱体内设有储物区（3）、控制系统（4）、LED照明系统（5）和实验台（6），所述储物区（3）内设有太阳能蓄电池（10）；所述实验台（6）上安装有实验设备（7），所述LED照明系统（5）和所述实验设备（7）均与所述太阳能蓄电池（10）连接，由所述控制系统（4）控制供电；

所述车厢（2）顶部安装有圆形底盘（8），所述圆形底盘（8）上安装有太阳能供电装置（9），所述太阳能供电装置（9）通过导线与所述太阳能蓄电池（10）相连；所述太阳能供电装置（9）包括旋转底座（9-1）和第一太阳能电池板组件，所述旋转底座（9-1）安装在所述圆形底盘（8）上，所述圆形底座（8）内设有第一电机，由所述第一电机控制所述旋转底座（9-1）绕所述圆形底盘（8）做圆周运动；

所述旋转底座（9-1）内部设有可移动板，所述第一太阳能电池板组件安装在所述可移动板上；所述可移动板带动所述第一太阳能电池板组件向外部扩展；

所述旋转底座（9-1）上面还设有多个支撑板，所述支撑板上安装有固定太阳能电池板，所述支撑板通过键与支撑轴（9-5）相连，所述支撑轴（9-5）与轴承座（9-4）连接，所述轴承座（9-4）固定在所述旋转底座（9-1）上；由步进电机驱动所述支撑板绕所述支撑轴（9-5）做旋转运动。

2.根据权利要求1所述带太阳能电池板的流动实验室，其特征在于，所述旋转底座（9-1）的上方正中间还安装有正中太阳能电池板（9-6）。

3.根据权利要求2所述带太阳能电池板的流动实验室，其特征在于，所述第一太阳能电池板组件包含两块水平太阳能板；所述可移动板包括前移动板（9-2）和后移动板（9-10），所述两块水平太阳能板（9-3、9-11）分别安装在所述前移动板（9-2）和所述后移动板（9-10）上。

4.根据权利要求3所述带太阳能电池板的流动实验室，其特征在于，所述支撑板分为外支撑板（9-7）和内支撑板（9-8），所述内支撑板（9-8）正、反表面分别安装有固定太阳能电池板；所述外支撑板（9-7）的正面安装有固定太阳能电池板。

5.根据权利要求4所述带太阳能电池板的流动实验室，其特征在于，所述外支撑板（9-7）反面安装有两块可向外移动太阳能电池板（9-13），所述两块可向外移动太阳能电池板（9-13）分别通过一根转动轴与移动滑块（9-12）相连，所述转动轴两端分别与所述可向外移动太阳能电池板（9-13）和所述移动滑块（9-12）构成转动副相连，通过设置在所述外支撑板（9-7）里面的丝杆螺母机构驱动所述移动滑块（9-12）上下运动，从而带动所述两块可向外移动太阳能电池板（9-13）沿水平方向向外扩展。

6.根据权利要求5所述带太阳能电池板的流动实验室，其特征在于，所述旋转底座（9-1）上还设有自动跟踪太阳光线的光电式太阳跟踪设备，所述光电式太阳跟踪设备包括光敏传感器和控制器，所述光敏传感器产生的转向信号通过所述控制器处理后，传给所述第一电机，从而带动所述旋转底座（9-1）进行圆周运动；所述光敏传感器产生的转角信号通过所述控制器处理后，传给所述步进电机，从而使所述支撑板沿所述支撑轴（9-5）做旋转运动。

7.根据权利要求4所述带太阳能电池板的流动实验室，其特征在于，所述外支撑板（9-7）和所述内支撑板（9-8）各有两块；所述步进电机设有四个。

8.根据权利要求6所述带太阳能电池板的流动实验室，其特征在于，所述前移动板（9-2）和后移动板（9-10）上均设有齿形槽，所述旋转底座（9-1）上设有与所述齿形槽相匹配的滑槽，所述滑槽的尾部设置有限位装置；由两个第二电机分别驱动所述前移动板（9-2）和后移动板（9-10）沿所述滑槽前后运动。

9.根据权利要求8所述带太阳能电池板的流动实验室，其特征在于，所述第一电机、所述第二电机和所述步进电机采用液压或气压驱动。