TWM683021U - 具有自動收折功能的太陽能板收納艙 - Google Patents

Abstract

一種具有自動收折功能的太陽能板收納艙，包括：艙體、收折機構、複數太陽能板以及電控系統，其中，該艙體的內部形成容置空間，並且該艙體的左右兩側設置有艙門；該收折機構具有：收折驅動單元、傳動平台、傳動模組以及剪式連桿組；該等太陽能板的一側可樞轉地連接於剪式連桿組的上方側，另一側可樞轉地連接另一片太陽能板；以及，該電控系統電性連接該太陽能板與該收折機構，並具有：主控單元、警報單元、遙控單元以及供電單元。藉由收折機構作動控制太陽能板展開或縮回，並配合電控系統感測天氣狀況，從而達到自動收折或展開的功能；以及，當需要縮回太陽能板收納艙時，一併闔上艙門保護容置空間中的元件減少環境或異物損壞結構或元件的可能性。

Description

具有自動收折功能的太陽能板收納艙

本創作是有關於一種太陽能裝置，尤其是一種用以根據天氣自動化調整的具有自動收折功能的太陽能板收納艙。

隨再生能源技術與半導體製程的快速更迭，光電產業之發展規模日漸壯大，利用太陽能板將光能轉化為電能以成為常見電力獲取方式。習知之太陽能板多採用固定式結構，將其永久性或長期性地鎖固於地面、屋頂或特定之鋼骨載體之上。此類設計雖具備構造簡單且建置成本較低，但由於太陽能板具備極大之受風面積，當面臨颱風、突發性強烈陣風或氣候劇變時，固定式結構無法針對風向或風速進行調整，容易引發結構性扭曲、斷裂甚至整體傾倒。此外，固定式板材長期暴露於戶外，若遇冰雹、暴雨或塵土堆積，因缺乏自主避險或收折機制，往往導致光電組件表面產生物理性損毀或遮蔽，進而大幅縮減設備之使用壽命與發電功率。

另一方面，雖有部分技術提出可拆卸式之太陽能板設計，增加布署靈活性並可改變設置地點，但在實務運作中高度仰賴人工輔助進行拆裝與撤收作業。由於氣候變化往往具有突發性與不可預測性，人工操作在面對突發天氣時，難以即時反應快速撤收。此外，現有的可拆卸式或手動調整系統必須配置常駐之維護人員進行現場看管與操作，這對於位處偏遠場域、高海拔地區或離離島之光電場而言，人力成本、交通運輸支出與後勤管理負擔增加。

本創作的主要目的在於提供一種具有自動收折功能的太陽能板收納艙體，用以根據環境天氣情況自動收折太陽能板，並且藉由作動保護模組監控機構的作動狀態避免損壞。

為了達成前述的目的，本創作提供一種具有自動收折功能的太陽能板收納艙，包括：艙體、收折機構、複數太陽能板以及電控系統，其中，該艙體的內部形成容置空間，並且該艙體的左右兩側設置有可收閉的艙門；該收折機構成對設置於該容置空間的前後方，並具有：收折驅動單元、傳動平台、傳動模組以及剪式連桿組；該等太陽能板的一側可樞轉地連接於剪式連桿組的上方側，另一側可樞轉地連接另一片太陽能板，並藉由太陽能逆變器電性連接電控系統；以及，該電控系統電性連接該太陽能板與該收折機構，用以傳輸和接收電力與電控訊號，並具有：主控單元、警報單元、遙控單元以及供電單元。

收折驅動單元藉由傳動模組連接該剪式連桿組，其中，該剪式連桿組包含相互可樞轉地連接形成X字形的第一連桿與第二連桿，該第一連桿靠近艙體的一端為第一端，以及該第二連桿靠近艙體的一端為第二端。

該主控單元產生電控訊號控制收折驅動單元作動；警報單元，電性連接該主控單元，用以告知使用者異常訊息；該遙控單元電性連接該主控單元31，用以接收使用者發出的無線訊號，或發出無線訊號回報電控系統的工作狀態；以及，供電單元電性連接主控單元，用以接收太陽能板產生的電力或提供電力給其他電力裝置。

本創作的一種較佳實施方式，其中，該第一端可樞轉地連接至艙體，該第二端可樞轉地連接傳動平台。該收折驅動單元經由傳動模組控制傳動平台在垂直方向上下移動，帶動第二端靠近或遠離第一端。當第二端靠近第一端時，由於第一連桿與第二連桿之間以樞轉軸為連接點，因此連接點朝遠離艙體的方向被推動，使剪式連桿組連接艙體的另一側隨之遠離艙體，在左右方向上展開剪式連桿組，並一併展開該等太陽能板使太陽能板之間的夾角增大；以及，當第二端遠離第一端時，剪式連桿組連接艙體的另一側則靠近艙體，縮短剪式連桿組的左右長度，並帶動縮回該等太陽能板使太陽能板之間的夾角減少。

本創作的一種較佳實施例，其中，該傳動模組包含傳動齒輪組以及螺桿。該收折驅動單元可以為馬達，該傳動齒輪組設置於馬達的輸出傳動軸及螺桿；該收折驅動單元經由傳動齒輪組帶動螺桿轉動，用以控制傳動平台於垂直方向移動。

本創作的一種較佳實施例，其中，太陽能板收納艙還包括防風機構，該防風驅動機構具有防風驅動單元以及鋼索，該防風驅動單元電性連接電控系統，並設置於艙體的底部；以及，該鋼索連接剪式連桿組以及防風驅動單元。

本創作的一種較佳實施例，其中，太陽能板收納艙還包括電動撐桿，電性連接電控系統，設置於艙體的底部並連接艙門，以及該艙門藉由樞轉軸連接艙體的底部。

本創作的一種較佳實施例，其中，該電控系統還具有作動保護模組，用以協調該等收折機構之間相對的展開長度與展開速度。該作動保護模組包含：追速感測器、限位感測器以及斷路器，其中，該追速感測器電性連接收折驅動單元，用以感測並協調收折驅動單元的電壓脈波；該限位感測器設置於螺桿的上下兩端，用以限制傳動平台的作動範圍；以及，該斷路器電性連接收折驅動單元，用以感測收折驅動單元的輸入電流。

本創作的一種較佳實施方式，其中，該追速感測器持續偵測前後側收折驅動單元，使收折驅動單元之間的轉速接近或相同，避免收折驅動單元之間的轉速差異，導致前後側的收折機構展開速度不同使結構變形甚至損壞。

本創作的一種較佳實施例，其中，該限位感測器設置於螺桿的上下兩端，用以限制傳動平台移動的極限位置，使收折機構展開或縮回時不會超過預設的位置。

本創作的一種較佳實施例，其中，該斷路器電性連接收折驅動單元，用以感測收折驅動單元的輸入電流，並在電流過載時自動斷路。

本創作的一種較佳實施方式，其中，該環境風速感測器實時量測太陽能板收納艙所處環境的風速，當風速超過設定的極限值時，電控系統自動控制收折驅動單元將剪式連桿組與太陽能板縮回至容置空間中，直到風速低於極限值並持續一定時間後才再度展開剪式連桿組與太陽能板。

本創作的一種較佳實施方式，其中，該雨量感測器持續量測太陽能板收納艙所處環境的實時降雨量，當實時降雨量提升至豪雨等級時，電控系統自動控制收折驅動單元將剪式連桿組與太陽能板縮回至容置空間中，直到實時低於豪雨等級並持續一定時間後才再度展開剪式連桿組與太陽能板。

本創作的一種較佳實施例，其中，該太陽能板收納艙還包括清潔模組，設置於太陽能板的上方，用以清潔太陽能板的表面。

本創作的功效在於，藉由收折機構作動控制，太陽能板展開或縮回，並配合電控系統感測天氣狀況，從而達到自動收折或展開的功能；以及，當需要縮回太陽能板收納艙時，可以一併闔上艙門保護容置空間中的元件減少環境或異物損壞結構或元件的可能性。此外，使用者藉由電控系統遠端掌控與操控太陽能板收納艙工作狀況，配合作動保護模組實時得知收折機構是否作動異常，從而降低使用者的工作量；亦可以控制收折機構配合清潔模組改變太陽能板之間的夾角，使清潔模組得以在太陽能板的上方清潔。

為了便於理解本創作，下面結合附圖和實施例對本創作作詳細說明。附圖中給出了本創作的一部分實施例，而不是全部實施例。本創作可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本創作的公開內容的理解更加透徹全面。基於本創作中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出進步性心力前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本創作保護的範圍。

除非另有定義，本文所使用的所有技術和科學術語與屬於本創作技術領域的技術人員通常理解的含義相同。在本創作的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例目的，不是旨在於限制本創作。

圖1為本創作實施例之艙門50關閉狀態示意圖；圖2為本創作實施例之太陽能板收納艙展開示意圖；圖3為本創作實施例之收折機構1局部放大示意圖；圖4為本創作實施例之太陽能板收納艙局部前視圖；以及，圖5為本創作實施例之電控系統3架構示意圖。請參閱圖1至圖5，本創作提供一種具有自動收折功能的太陽能板收納艙，包括：艙體10、收折機構1、複數太陽能板2以及電控系統3，其中，該艙體10的內部形成容置空間，並且該艙體10的左右兩側設置有艙門50；該收折機構1成對設置於該容置空間的前後方，並具有：收折驅動單元11、傳動平台12、傳動模組以及剪式連桿組14；該等太陽能板2的一側可樞轉地連接於剪式連桿組14的上方側，另一側可樞轉地連接另一片太陽能板2，並藉由太陽能逆變器21電性連接電控系統3；以及，該電控系統3電性連接該太陽能板2與該收折機構1，用以傳輸和接收電力與電控訊號，並具有：主控單元31、警報單元32、遙控單元33以及供電單元34。

較佳地，該艙門50可以為電動捲門或其他連接驅動單元從而經由電控系統3控制開啟與閉合的艙門50，用以隔絕容置空間與外界。

請參閱圖3及圖4，收折驅動單元11藉由傳動模組連接該剪式連桿組14，其中，該剪式連桿組14包含相互可樞轉地連接形成X字形的第一連桿141與第二連桿142，該第一連桿141靠近艙體10的一端為第一端，以及該第二連桿142靠近艙體10的一端為第二端。

請參閱圖5，該主控單元31產生電控訊號控制收折驅動單元11作動；警報單元32，電性連接該主控單元31，用以告知使用者異常訊息；該遙控單元33電性連接該主控單元31，用以接收使用者發出的無線訊號，或發出無線訊號回報電控系統3的工作狀態；以及，供電單元34電性連接主控單元31，用以接收太陽能板2產生的電力或提供電力給其他電力裝置。

請參閱圖4，較佳應用時，該第一端可樞轉地連接至艙體10，該第二端可樞轉地連接傳動平台12。該收折驅動單元11經由傳動模組控制傳動平台12在垂直方向上下移動，帶動第二端靠近或遠離第一端。當第二端靠近第一端時，由於第一連桿141與第二連桿142之間以樞轉軸為連接點，因此連接點朝遠離艙體10的方向被推動，剪式連桿組14連接艙體10的另一側隨之遠離艙體10，在左右方向上展開剪式連桿組14，並一併展開該等太陽能板2使太陽能板2之間的夾角增大；以及，當第二端遠離第一端時，剪式連桿組14連接艙體10的另一側則靠近艙體10，縮短剪式連桿組14的左右長度，並帶動縮回該等太陽能板2使太陽能板2之間的夾角減少。

詳細來說，相鄰兩個的太陽能板2與剪式連桿組14之連接點，會跟著剪式連桿組14一併移動，當剪式連桿組14的左右長度增加或減少時，連接點之間的距離一併增加或減少。由於太陽能板2之間以及太陽能板2與剪式機構之間為可樞轉地連接，當連接點之間的距離減少時太陽能板2自然地闔上使夾角減少，使該等太陽能板2的左右長度減少以便於收納至艙體10內。

本創作的一種較佳實施例，其中，該傳動模組包含傳動齒輪組以及螺桿132。該收折驅動單元11可以為馬達，該傳動齒輪組設置於馬達的輸出傳動軸及螺桿132；該收折驅動單元11經傳動齒輪組帶動螺桿132轉動，用以控制傳動平台12於垂直方向移動。

請參閱圖4，較佳地，該傳動齒輪組可以為蝸桿蝸輪組或減速機組，其中，該蝸桿131設置於馬達的輸出傳動軸，以及蝸輪設置於螺桿132；或是，該減速機組的輸入端連接馬達的輸出傳動軸，輸出端連接螺桿132。藉由傳動齒輪組調整收折驅動單元11輸出至螺桿132的扭力扭矩、轉速、穩定性或方向。

本創作的一種較佳實施例，其中，太陽能板收納艙還包括防風機構，該防風驅動機構具有防風驅動單元41以及鋼索42，該防風驅動單元41電性連接電控系統3，並設置於艙體10的底部；以及，該鋼索42連接剪式連桿組14以及防風驅動單元41。

詳細來說，收折機構1展開時，防風驅動單元41放鬆鋼索42，使鋼索42由展開的收折機構1帶動拉長，當收折機構1展開完畢，防風驅動單元41拉緊鋼索42維持張力，藉由鋼索42拉住收折機構1增加結構強度，用以避免收折機構1被吹翻損壞。

本創作的一種較佳實施例，其中，太陽能板收納艙還包括電動撐桿5，電性連接電控系統3，設置於艙體10的底部並連接艙門50，以及該艙門50藉由樞轉軸連接艙體10的底部。

詳細來說，太陽能板收納艙打開前，電控系統3控制電動撐桿5降下艙門50連通容置空間與外界，亦可藉由艙門50抵住地面增加太陽能板收納艙的底部寬度增加結構穩定性。當收折機構1將太陽能板2收進容置空間時，電控系統3控制電動撐桿5升起艙門50阻隔容置空間與外界，減少太陽能板收納艙內的太陽能板2與外界的灰塵、雨水或異物接觸，增加使用壽命。

本創作的一種較佳實施例，其中，該電控系統3還具有作動保護模組35，用以協調該等收折機構1之間相對的展開長度與展開速度。該作動保護模組35包含：追速感測器、限位感測器以及斷路器，其中，該追速感測器電性連接收折驅動單元11，用以感測並協調收折驅動單元11的電壓脈波；該限位感測器設置於螺桿132的上下兩端，用以限制傳動平台12的作動範圍；以及，該斷路器電性連接收折驅動單元11，用以感測收折驅動單元11的輸入電流。

本創作的一種較佳實施方式，其中，該追速感測器持續偵測前後側收折驅動單元11的，使收折驅動單元11之間的轉速接近或相同，避免收折驅動單元11之間的轉速差異，導致前後側的收折機構1展開速度不同使結構變形甚至損壞。

具體來說，當收折驅動單元11為電動馬達時，該追速感測器可以為編碼器，藉由編碼器產生回授電壓脈波監控收折驅動單元11的轉速與作動狀況。電控系統3電性連接該編碼器接收電壓脈波，並協調不同收折驅動單元11的轉速，使前後側的收折機構1展開或收起的速度相近。當其中一側收折機構1受外力影響導致展開速度變慢，電控系統3根據該收折機構1對應的收折驅動單元11回傳之電壓脈波變化，從而得知該收折機構1展開速度異常，並降低另一側的收折機構1展開速度，避免前後側展開速度差異，使連接兩者的太陽能板2被拉扯破壞或剪式連桿組14變形。

本創作的一種較佳實施例，其中，該限位感測器設置於螺桿132的上下兩端，用以限制傳動平台12移動的極限位置，使收折機構1展開或縮回時不會超過預設的位置。

具體來說，電控系統3藉由限位感測器得知傳動平台12是否已經運作至預設的極限位置，當傳動平台12被限位感測器感知到時，電控系統3藉由主控單元31停止收折驅動單元11作動，並且只能朝遠離該限位感測器的方向移動。用以避免收折機構1過度展開使連接點之間的距離過大拉壞太陽能板2，亦或是過度縮回壓壞太陽能板2。

本創作的一種較佳實施例，其中，該斷路器電性連接收折驅動單元11，用以感測收折驅動單元11的輸入電流，並在電流過載時自動斷路。

詳細來說，當收折機構1展開或縮回時，遭遇異物阻擋導致收折驅動單元11的負載增加使收折驅動單元11轉速下降，收折驅動單元11的輸入電流隨之提升。若負載過大或持續增加時，輸入電流持續增加造成電路燒毀，藉由斷路器控制最大輸入電流，從而保護電路。電控系統3接收到斷路器啟動的訊號即可得知特定收折機構1發生異常，一併暫停其餘收折機構1作動。

本創作的一種較佳實施例，其中，該電控系統3還具有環境感測模組36，該環境感測模組36包含：光照量感測器、環境風速感測器或雨量感測器，用以感測光照量、環境風速或雨量，從而使電控系統3可以根據感測到的數據自動控制收折機構1的展開或縮回。

本創作的一種較佳實施方式，其中，該環境風速感測器實時量測太陽能板收納艙所處環境的風速，當風速超過設定的極限值時，電控系統3自動控制收折驅動單元11將剪式連桿組14與太陽能板2縮回至容置空間中，直到風速低於極限值並持續一定時間後才再度展開剪式連桿組14與太陽能板2。

本創作的一種較佳實施方式，其中，該雨量感測器持續量測太陽能板收納艙所處環境的實時降雨量，當實時降雨量提升至豪雨等級時，電控系統3自動控制收折驅動單元11將剪式連桿組14與太陽能板2縮回至容置空間中，直到實時低於豪雨等級並持續一定時間後才再度展開剪式連桿組14與太陽能板2。

本創作的一種較佳實施例，其中，該太陽能板收納艙還包括清潔模組37，設置於太陽能板2的上方，用以清潔太陽能板2的表面。

具體來說，電控系統3藉由遙控模組控制清潔模組37，並配合收折機構1調整太陽能板2之間的夾角，使清潔模組37可以停留在太陽能板2的上方，並移動清潔太陽能板2的表面髒汙或異物，從而自動化清潔太陽能板2減少人力清潔成本。

以上所述實施例僅表達本創作的較佳實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本創作之專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本創作構思的前提下，還可以做出若干改變和改良，這些都屬於本創作的保護範圍。

1:收折機構 10:艙體 11:收折驅動單元 12:傳動平台 131:蝸桿 132:螺桿 14:剪式連桿組 141:第一連桿 142:第二連桿 2:太陽能板 21:太陽能逆變器 3:電控系統 31:主控單元 32:警報單元 33:遙控單元 34:供電單元 35:作動保護模組 36:環境感測模組 37:清潔模組 41:防風驅動單元 42:鋼索 5:電動撐桿 50:艙門

圖1為本創作實施例之艙門關閉狀態示意圖； 圖2為本創作實施例之太陽能板收納艙展開示意圖； 圖3為本創作實施例之收折機構局部放大示意圖； 圖4為本創作實施例之太陽能板收納艙局部前視圖；以及 圖5為本創作實施例之電控系統架構示意圖。

1:收折機構

10:艙體

14:剪式連桿組

2:太陽能板

37:清潔模組

41:防風驅動單元

42:鋼索

5:電動撐桿

50:艙門

Claims (9)

1. 一種具有自動收折功能的太陽能板收納艙，包括： 　　艙體，內部形成容置空間，左右兩側設置有艙門； 　　收折機構，成對設置於該容置空間的前後方，並具有： 　　　收折驅動單元； 　　　傳動平台； 　　　傳動模組，連接該收折驅動單元與該傳動平台；以及 　　　剪式連桿組，包含相互連接的形成X字形的第一連桿與第二連桿； 　　複數太陽能板，一側邊可樞轉地連接該剪式連桿組上方側，另一側邊可樞轉地連接另一片該太陽能板；以及 　　電控系統，電性連接該太陽能板與該收折機構，用以傳輸電力與電控訊號，並具有： 　　主控單元，產生該電控訊號控制該收折驅動單元作動； 　　警報單元，電性連接該主控單元，用以告知使用者異常訊息； 　　遙控單元，電性連接該主控單元，用以接收或發出無線訊號；以及 　　供電單元，電性連接該主控單元，用以接收或提供電力； 　　其中，該第一連桿的第一端可樞轉地連接該艙體，該第二連桿的第二端連接該傳動平台，藉由該收折驅動單元經由該傳動模組控制該傳動平台在垂直方向上下移動，使該第一端靠近或遠離該第二端，從而展開或收折該剪式連桿組以改變該等太陽能板之間的距離與夾角。
2. 如請求項1所述之具有自動收折功能的太陽能板收納艙，其中，該傳動模組包含： 　　傳動齒輪組，設置於該收折驅動單元的動力輸出端；以及 　　螺桿，經由該傳動齒輪組連接該收折驅動單元，並且，該傳動平台設置於該螺桿。
3. 如請求項1所述之具有自動收折功能的太陽能板收納艙，還包括防風機構，設置於該艙體的底部，且連接該剪式連桿組的下方側，該防風機構具有： 　　防風驅動單元，電性連接該電控系統，設置於該艙體的底部；以及 　　鋼索，連接該防風驅動單元與該剪式連桿組的下方側。
4. 如請求項1所述之具有自動收折功能的太陽能板收納艙，還包括電動撐桿電性連接該電控系統，設置於該艙體的底部並連接該艙門，該艙門以樞轉軸連接該艙體的底部。
5. 如請求項1所述之具有自動收折功能的太陽能板收納艙，其中，該電控系統還具有作動保護模組，該作動保護模組包含追速感測器，該追速感測器電性連接該等收折驅動單元，用以感測並協調使該等收折驅動單元的轉速相同。
6. 如請求項5所述之具有自動收折功能的太陽能板收納艙，其中， 該傳動模組包含： 　　傳動齒輪組，設置於該收折驅動單元的動力輸出端；以及 　　螺桿，經由該傳動齒輪組連接該收折驅動單元，並且，該傳動平台設置於該螺桿； 　　其中，該作動保護模組還具有限位感測器，設置於該螺桿的上下兩端。
7. 如請求項5所述之具有自動收折功能的太陽能板收納艙，其中，該作動保護模組還具有斷路器，電性連接該收折驅動單元，用以感測輸入電流並在電流超載時自動斷路，停止該收折驅動單元作動。
8. 如請求項1所述之具有自動收折功能的太陽能板收納艙，其中，該電控系統還具有環境感測模組，用以感測該等太-陽能板的光照量、環境風速或雨量，從而自動控制該收折機構展開或縮回。
9. 如請求項1所述之具有自動收折功能的太陽能板收納艙，還包括清潔模組，設置於該等太陽能板的上方，用以清潔該太陽能板的表面； 　　其中，該電控系統藉由該遙控單元控制該清潔模組，並且該收折機構調整該等太陽能板之間的夾角，用以配合該清潔模組工作。