一种自动展开式箱顶光伏组件的制作方法

本发明涉及光伏组件，尤其涉及一种自动展开式箱顶光伏组件。

背景技术：

1、箱顶光伏组件是一种将光伏发电系统集成于集装箱（或类似箱体）顶部的移动式能源装置。它通常利用集装箱的承重结构，将太阳能电池板固定于顶部，并配合集装箱内部的储能系统、逆变器及充电桩等设备，构成一个独立的光储充一体化系统。这种装置具有高度的集成化、机动性和快速部署能力，广泛应用于偏远地区作业、应急供电、移动办公及军事补给等场景。

2、目前，现有的自动展开式箱顶光伏组件多采用导轨滑动平推式、折叠支撑式或气缸顶升式机构。例如，一种可伸缩集装箱式光伏板的运动支架，采用交流电机驱动拉伸钢丝，配合伸展导轨实现光伏板块的横向平移展开；再如，一种太阳能储能集装箱光伏板展翼，通过支撑板框上的导轨槽，使左右翼板在槽内滑动展开；还有方案利用直线导轨和电动推杆，实现上层光伏组件的平移展开。

3、现有技术在执行过程中存在以下明显的不足：

4、第一，展开态结构刚性不足，抗风能力差。采用导轨滑动或折叠臂支撑的阵列，在完全展开后通常只依靠导轨的被动约束或简单的限位件维持形态，自身缺乏足够的刚度。在遭遇强风或交变载荷时，长距离悬臂的光伏板易产生明显的弯曲挠度和振动，甚至导致设备损坏。

5、第二，机械传动复杂，稳定性受限于连接节点。部分折叠机构为满足展开需求，设置了较多的活动铰链和传动部件，导致结构间隙增大，刚度下降；折叠过程还会引起重心的剧烈偏移，带来额外的扭转应力。

6、第三，缺乏主动机械锁定与保护机制。现有折叠框架在完全展开后，通常依赖限位开关或简单的插销固定，未能提供物理层面的刚性锁定。在强风环境下缺乏主动的安全防护手段（如无法主动释放应力或锁死连接点），存在非主动收缩或损坏的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决背景技术中存在的缺点，而提出的一种自动展开式箱顶光伏组件。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种自动展开式箱顶光伏组件，包括外限位框架，所述外限位框架下端四周角均固定安装有锁夹，四个锁夹卡接在集装箱主体的上端，所述外限位框架的两端均转动安装有光伏安装框架，每个所述光伏安装框架的外表面均活动安装有四个等距排列的光伏板，且所述光伏安装框架与外限位框架之间固定安装有旋转支撑座，所述旋转支撑座的外表面固定安装有翻转驱动机构，所述外限位框架下表面固定安装有升降柱，所述集装箱主体内部固定安装有对称的固定基座，所述外限位框架下表面两端均固定安装有支撑架，每个所述支撑架下端的两侧均固定安装有铰接底座，所述铰接底座上端固定有随动支撑机构，每个所述光伏安装框架的外侧均固定安装有吊轨，所述吊轨上端滑动安装有两个对称的滚轮，所述吊轨的相对外侧均固定安装有主安装支架，所述主安装支架，每两个相靠近的所述光伏板之间固定安装有合页，所述光伏板的后表面固定安装有预应力钢化机构。

3、作为本发明优选的技术方案，所述翻转驱动机构包括固定安装在旋转支撑座外表面的驱动电机，所述驱动电机输出端固定安装有驱动轴，所述光伏安装框架靠近旋转支撑座一侧固定安装有驱动杆，所述驱动杆的一端与驱动轴卡接，且所述外限位框架外表面还设有两个对称的铰接支架，每个所述铰接支架与光伏安装框架之间转动安装有随动连杆。

4、作为本发明优选的技术方案，所述随动支撑机构包括转动安装在铰接底座上表面两端的下连杆，每个所述下连杆的另一端均转动安装有中部连接铰接轴，所述中部连接铰接轴的上端转动安装有与下连杆对应的上连杆，且所述中部连接铰接轴的一端转动安装有立柱连接支架，所述立柱连接支架的另一端固定安装在支撑架的一侧外表面。

5、作为本发明优选的技术方案，所述上连杆的上端转动安装有滑动支撑座，所述光伏安装框架的下表面固定安装有随动对接轨道座，所述外限位框架下表面固定安装有固定轨道座，所述随动对接轨道座和固定轨道座卡接且均开设有对接滑槽，所述滑动支撑座滑动安装在对接滑槽内部。

6、作为本发明优选的技术方案，所述主安装支架的下端卡接有转轴，所述主安装支架的一侧滑动安装有推杆，所述推杆的一侧表面固定安装有对称的导向柱，每个所述导向柱的外侧套设有复位弹簧，所述导向柱滑动安装在主安装支架内侧。

7、作为本发明优选的技术方案，所述预应力钢化机构包括固定安装在光伏板后表面的锚固块，所述光伏板后表面还设有与锚固块对应的导引座，所述锚固块与导引座之间贯穿安装有张力钢索，所述张力钢索的外表面位于锚固块与导引座之间固定安装有调节锁紧块。

8、作为本发明优选的技术方案，所述吊轨上表面开设有滑动导向槽，所述光伏安装框架与吊轨之间固定安装有若干等距排列的连接板，所述连接板为l型结构，且所述吊轨的中间位置固定安装有压力传感器，每个所述滚轮的下端卡接有外侧固定安装座，每个所述外侧固定安装座固定安装在光伏板的上表面。

9、作为本发明优选的技术方案，所述主安装支架上固定安装有行程开关，所述推杆滑动安装于所述主安装支架的内侧，且所述推杆的端部与所述行程开关相对应。

10、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

11、1.本方案创造性引入了预应力钢化机构与随动支撑机构的协同配合。通过锚固块、导引座、张力钢索和调节锁紧块组成的预应力体系，在光伏板完全展开并触发压力信号后，主动收紧预埋钢索，使整排光伏阵列产生向上的微小弧度，形成拱桥效应。这种主动预应力将原本独立的光伏板压紧固化为一块整体刚性平面，极大抵消了长距离悬臂在自重下的下挠度。同时，配合上连杆、滑动支撑座卡入对接滑槽的硬支撑作用，抗弯刚度较传统平推式结构提升数倍，在强风及交变载荷下依然保持稳定。

12、2.本方案当光伏板通过翻转驱动机构驱动电机、驱动轴、驱动杆完全展平到位时，两侧滚轮在吊轨的滑动导向槽内相向移动，会物理挤压位于中部的压力传感器，由传感器精准触发预应力钢索张紧；而在完全折叠收纳时，推杆会在导向柱和复位弹簧的导向下，向主安装支架内部滑动，贴合行程开关发出停止信号。这种基于物理触碰的闭环控制，确保了只有在阵列完全无卡滞、无间隙展平的极限状态下，预应力张紧才会启动。

13、3.本方案采用升降柱与翻转驱动机构的复合动作逻辑，配合随动对接轨道座与固定轨道座的卡接设计。在收纳状态下，光伏板通过合页折叠，并依靠升降柱下降至集装箱顶部下方，极大降低了运输时的整体高度，且大幅缩减了迎风面积，免受冰雹和侧向狂风的冲击，保护了脆弱的电池片。

1.一种自动展开式箱顶光伏组件，包括外限位框架（2），其特征在于：所述外限位框架（2）下端四周角均固定安装有锁夹（3），四个锁夹（3）卡接在集装箱主体（1）的上端，所述外限位框架（2）的两端均转动安装有光伏安装框架（4），每个所述光伏安装框架（4）的外表面均活动安装有四个等距排列的光伏板（5），且所述光伏安装框架（4）与外限位框架（2）之间固定安装有旋转支撑座（301），所述旋转支撑座（301）的外表面固定安装有翻转驱动机构，所述外限位框架（2）下表面固定安装有升降柱（6），所述集装箱主体（1）内部固定安装有对称的固定基座（7），所述外限位框架（2）下表面两端均固定安装有支撑架（8），每个所述支撑架（8）下端的两侧均固定安装有铰接底座（201），所述铰接底座（201）上端固定有随动支撑机构，每个所述光伏安装框架（4）的外侧均固定安装有吊轨（15），所述吊轨（15）上端滑动安装有两个对称的滚轮（11），所述吊轨（15）的相对外侧均固定安装有主安装支架（401），所述主安装支架（401），每两个相靠近的所述光伏板（5）之间固定安装有合页（14），所述光伏板（5）的后表面固定安装有预应力钢化机构。

2.根据权利要求1所述的一种自动展开式箱顶光伏组件，其特征在于：所述翻转驱动机构包括固定安装在旋转支撑座（301）外表面的驱动电机（302），所述驱动电机（302）输出端固定安装有驱动轴（303），所述光伏安装框架（4）靠近旋转支撑座（301）一侧固定安装有驱动杆（304），所述驱动杆（304）的一端与驱动轴（303）卡接，且所述外限位框架（2）外表面还设有两个对称的铰接支架（305），每个所述铰接支架（305）与光伏安装框架（4）之间转动安装有随动连杆（306）。

3.根据权利要求1所述的一种自动展开式箱顶光伏组件，其特征在于：所述随动支撑机构包括转动安装在铰接底座（201）上表面两端的下连杆（202），每个所述下连杆（202）的另一端均转动安装有中部连接铰接轴（203），所述中部连接铰接轴（203）的上端转动安装有与下连杆（202）对应的上连杆（204），且所述中部连接铰接轴（203）的一端转动安装有立柱连接支架（205），所述立柱连接支架（205）的另一端固定安装在支撑架（8）的一侧外表面。

4.根据权利要求3所述的一种自动展开式箱顶光伏组件，其特征在于：所述上连杆（204）的上端转动安装有滑动支撑座（209），所述光伏安装框架（4）的下表面固定安装有随动对接轨道座（208），所述外限位框架（2）下表面固定安装有固定轨道座（207），所述随动对接轨道座（208）和固定轨道座（207）卡接且均开设有对接滑槽（206），所述滑动支撑座（209）滑动安装在对接滑槽（206）内部。

5.根据权利要求1所述的一种自动展开式箱顶光伏组件，其特征在于：所述主安装支架（401）的下端卡接有转轴（405），所述主安装支架（401）的一侧滑动安装有推杆（402），所述推杆（402）的一侧表面固定安装有对称的导向柱（404），每个所述导向柱（404）的外侧套设有复位弹簧（403），所述导向柱（404）滑动安装在主安装支架（401）内侧。

6.根据权利要求1所述的一种自动展开式箱顶光伏组件，其特征在于：所述预应力钢化机构包括固定安装在光伏板（5）后表面的锚固块（101），所述光伏板（5）后表面还设有与锚固块（101）对应的导引座（102），所述锚固块（101）与导引座（102）之间贯穿安装有张力钢索（103），所述张力钢索（103）的外表面位于锚固块（101）与导引座（102）之间固定安装有调节锁紧块（104）。

7.根据权利要求1所述的一种自动展开式箱顶光伏组件，其特征在于：所述吊轨（15）上表面开设有滑动导向槽（12），所述光伏安装框架（4）与吊轨（15）之间固定安装有若干等距排列的连接板（9），所述连接板（9）为l型结构，且所述吊轨（15）的中间位置固定安装有压力传感器（10），每个所述滚轮（11）的下端卡接有外侧固定安装座（13），每个所述外侧固定安装座（13）固定安装在光伏板（5）的上表面。

8.根据权利要求5所述的一种自动展开式箱顶光伏组件，其特征在于：所述主安装支架（401）上固定安装有行程开关（406），所述推杆（402）滑动安装于所述主安装支架（401）的内侧，且所述推杆（402）的端部与所述行程开关（406）相对应。