一种适用于野外的可伸缩式光伏发电装置及方法与流程

1.本发明属于光伏发电技术领域，具体而言，涉及一种适用于野外的可伸缩式光伏发电装置及方法。


背景技术：

2.随着新能源产业的迅猛发展，太阳能作为各种可生能源中最重要的基本能源，其太阳能发电技术即光伏产业发展飞速，光伏发电是利用半导体材质的太阳能电池的光生伏特效应，将太阳能转变为电能的一种技术，只要能用到电器的地方都能看见光伏发电的身影，例如光伏发电的太阳能路灯、光伏建筑一体化、大型的光伏地面电站等。
3.便携式光伏发电装置是为了满足人们的平时生活，让大家在户外没电的时候，或者是不方便充电的地方可以利用光伏发电装置在有太阳光的地方就可以充上电，传统的便携式光伏发电装置整体重量较大，搬运困难，且大多采用现场拼装的形式，安装复杂麻烦，费时费力，给用户带来不必要的麻烦。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种适用于野外的可伸缩式光伏发电装置及方法，目的在于解决野外使用大功率电器时缺电问题。
5.鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：
6.本发明提供一种适用于野外的可伸缩式光伏发电装置，包括底板、主伸缩机构、副伸缩机构和支撑机构，所述底板的底部四角均设置有万向轮，所述底板的顶部从下至上依次设置有第一伸缩框、第二伸缩框和第三伸缩框，所述第一伸缩框、所述第二伸缩框和所述第三伸缩框均对称设置有两个，所述第一伸缩框和所述第二伸缩框的结构相同，所述第二伸缩框的外形尺寸大于所述第一伸缩框和所述第二伸缩框的外形尺寸，两个所述第二伸缩框的底部均对称设置有两个支撑柱，所述支撑柱与所述底板的顶部固定连接，所述第一伸缩框、所述第二伸缩框和所述第三伸缩框的顶部均内嵌有主光伏板，两个所述第一伸缩框、两个所述第二伸缩框和两个所述第三伸缩框相互远离的一侧均开设有容纳腔，所述容纳腔的内部均设置有副伸缩框，所述副伸缩框的顶部内嵌有副光伏板；
7.所述主伸缩机构设置于两个所述第二伸缩框之间，所述主伸缩机构包括主减速机和齿轮，所述齿轮设置有两个，所述主减速机的输出轴与其中一个所述齿轮的中心固定连接，所述齿轮的上下两侧对称设置有齿条；
8.所述副伸缩机构设置于所述容纳腔的内部，每个所述容纳腔的内部均对称设置有两组所述副伸缩机构，所述副伸缩机构包括副减速机、螺杆、螺套和剪叉伸缩杆，所述螺杆的一端与所述副减速机的输出轴固定连接，所述螺套固定设置于所述副伸缩框的内侧，所述螺杆的另一端贯穿所述螺套后延伸至所述副伸缩框的内部，所述剪叉伸缩杆设置有两组，且对称设置于所述螺杆的两侧；
9.所述支撑机构设置于所述副伸缩框的外侧底部，所述支撑机构包括伸缩支撑杆和
限位杆，所述伸缩支撑杆工作时底端与地面接触，所述限位杆与所述伸缩支撑杆的中部铰接。
10.作为本发明的一种优选技术方案，两个所述齿条分别固定连接于所述第一伸缩框和所述第三伸缩框之间，所述齿条与所述齿轮均相互啮合，两个所述齿轮的一侧均设置有链轮，两个所述链轮分别与同侧的所述齿轮同轴设置，且固定连接，所述链轮的外侧设置有链条，所述链条依次绕设于两个所述链轮的外表面。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述容纳腔的底部开设有滑槽，所述副伸缩框的底部设置有滑块，所述滑块的形状和尺寸与所述滑槽的形状和尺寸相适配，所述滑块滑动连接于所述滑槽的内部。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述螺杆远离所述副减速机的一端设置有限位环，所述限位环的直径大于所述螺套的直径，所述剪叉伸缩杆的两端分别设置有固定片和移动片，所述固定片与所述容纳腔的内壁固定连接，所述移动片的一侧与所述副伸缩框的侧壁固定连接，所述固定片上开设有第一活动孔，所述移动片上开设有第二活动孔，所述剪叉伸缩杆的上部两端分别与所述固定片和所述移动片铰接，所述剪叉伸缩杆的下部两端分别与所述第一活动孔和所述第二活动孔铰接。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述副伸缩框的外侧底部开设有收纳槽，所述伸缩支撑杆设置有两组，且对称设置于所述收纳槽的内部，所述伸缩支撑杆的顶端与所述收纳槽的内壁转动连接，所述收纳槽的内壁开设有滑动槽，所述限位杆远离所述伸缩支撑杆的一端与所述滑动槽铰接。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述底板的底部对称设置有四组电动伸缩杆，所述电动伸缩杆工作时底端与地面接触，所述电动伸缩杆在收回时高度小于所述万向轮的高度。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述底板的内部设置有储能电池、逆变器和控制器，所述主光伏板和所述副光伏板的输出端与所述储能电池的输入端电性连接，所述逆变器设置于所述储能电池的输出电路上，所述控制器的输入端与所述储能电池的输出端电性连接，所述主减速机、所述副减速机和所述电动伸缩杆的输入端均与所述控制器的输出端电性连接。
16.另一方面，一种适用于野外的可伸缩式光伏发电方法，包括以下步骤：
17.s1，装置定位，推动底板，利用万向轮与地面的滚动接触将装置移动至野外无遮挡的空旷区域，遥控控制器启动电动伸缩杆，将底板顶起，使万向轮与地面脱离；
18.s2，主光伏板展开，启动主减速机，通过链轮与链条的配合驱动两个齿轮同步转动，齿轮下方啮合的齿条带动第一伸缩框向前运动，齿轮上方啮合的齿条带动第三伸缩框向后运动，使六组主光伏板完全展开；
19.s3，副光伏板展开，在步骤s2过程中，启动副减速机，副减速机驱动螺杆转动，螺套与螺杆的配合使剪叉伸缩杆将副伸缩框向外顶出，副伸缩框沿滑槽的方向向外侧伸出，使六组副光伏板展开，然后将副伸缩框底部的伸缩支撑杆转出，并使其底端与地面接触，将副伸缩框支撑顶起；
20.s4，光伏发电，十二组光伏板将太阳光转换为电能输送至储能电池内储存，用电时，储能电池内的电能通过逆变器调频调压后输送至用电设备上。
21.相对于现有技术，本发明的有益效果是：通过主、副伸缩机构的设置使两块伸缩框的面积便可展开为十二块光伏发电，移动便捷，伸缩操作简单快速，单人即可完成光伏发电设备的展开铺设，省时省力，改变了传统装置占用面积较大的不便利性，十二块光伏发电组成野外小型发电站，满足大部分用电器的使用，适用范围广。
22.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
23.图1是本发明所公开的一种适用于野外的可伸缩式光伏发电装置的结构示意图；
24.图2是本发明所公开的一种适用于野外的可伸缩式光伏发电装置的主视结构示意图；
25.图3是本发明所公开的第一伸缩框、第二伸缩框和第三伸缩框展开时的结构示意图；
26.图4是本发明所公开的六组副伸缩框展开时的结构示意图；
27.图5是本发明所公开的主伸缩机构展开时的侧视结构示意图；
28.图6是本发明所公开的副伸缩机构展开时的俯剖结构示意图；
29.图7是本发明所公开的副伸缩机构展开时的侧剖结构示意图；
30.图8是本发明所公开的支撑机构展开时的侧视结构示意图；
31.图9是本发明所公开的一种适用于野外的可伸缩式光伏发电方法的流程示意图；
32.附图标记说明：100、底板；1001、万向轮；1002、电动伸缩杆；1003、储能电池；1004、逆变器；1005、控制器；101、第一伸缩框；102、第二伸缩框；1021、支撑柱；103、第三伸缩框；104、主光伏板；105、容纳腔；1051、滑槽；106、副伸缩框；1061、副光伏板；1062、滑块；1063、收纳槽；1064、滑动槽；200、主伸缩机构；201、主减速机；202、齿轮；203、链轮；2031、链条；204、齿条；300、副伸缩机构；301、副减速机；302、螺杆；3021、限位环；303、螺套；304、剪叉伸缩杆；3041、固定片；3042、移动片；3043、第一活动孔；3044、第二活动孔；400、支撑机构；401、伸缩支撑杆；402、限位杆。
具体实施方式
33.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
34.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.实施例一
39.参照附图1-8所示，本发明提供一种技术方案：一种适用于野外的可伸缩式光伏发电装置，包括底板100、主伸缩机构200、副伸缩机构300和支撑机构400，底板100的底部四角均设置有万向轮1001，万向轮1001带自刹车组件，方便装置的移动和搬运，方便野外使用，底板100的顶部从下至上依次设置有第一伸缩框101、第二伸缩框102和第三伸缩框103，第一伸缩框101、第二伸缩框102和第三伸缩框103均对称设置有两个，第一伸缩框101和第二伸缩框102的结构相同，第二伸缩框102的外形尺寸大于第一伸缩框101和第二伸缩框102的外形尺寸，方便上下两侧的伸缩框的展开，防止展开过程中发生干涉，两个第二伸缩框102的底部均对称设置有两个支撑柱1021，支撑柱1021与底板100的顶部固定连接，支撑柱1021将第二伸缩框102与底板100固定，在伸缩框展开过程中第二伸缩框102保持不动，第一伸缩框101、第二伸缩框102和第三伸缩框103的顶部均内嵌有主光伏板104，主光伏板104内嵌于伸缩框的表面，不影响主光伏板104接收太阳光，同时防止伸缩框展开移动时刮伤主光伏板104，两个第一伸缩框101、两个第二伸缩框102和两个第三伸缩框103相互远离的一侧均开设有容纳腔105，容纳腔105的内部均设置有副伸缩框106，副伸缩框106的顶部内嵌有副光伏板1061，容纳腔105用于收纳副伸缩框106，副伸缩框106起到保护副光伏板1061的作用，容纳腔105很好的隐藏了副伸缩框106，使装置收起时占地面积更小，更方便搬运；
40.在本实施例中，主光伏板104和副光伏板1061均采用隆基450组件，十二块组件可展开成为一个5400w的大功率发电装置，每天发电量能达到20多度，能够支撑很大部分的用电器用电；
41.参照附图1-5所示，主伸缩机构200设置于两个第二伸缩框102之间，主伸缩机构200包括主减速机201和齿轮202，齿轮202设置有两个，主减速机201的输出轴与其中一个齿轮202的中心固定连接，齿轮202的上下两侧对称设置有齿条204，主伸缩机构200用于主光伏板104的展开，主减速机201用于提供动力，通过齿轮202将动力传输至齿条204上，传输稳定牢靠；
42.参照附图6-7所示，副伸缩机构300设置于容纳腔105的内部，每个容纳腔105的内部均对称设置有两组副伸缩机构300，副伸缩机构300包括副减速机301、螺杆302、螺套303和剪叉伸缩杆304，螺杆302的一端与副减速机301的输出轴固定连接，螺套303固定设置于副伸缩框106的内侧，螺杆302的另一端贯穿螺套303后延伸至副伸缩框106的内部，剪叉伸缩杆304设置有两组，且对称设置于螺杆302的两侧，副伸缩机构300用于副光伏板1061的展
开，副减速机301同步运行输出动力使螺杆302转动，与螺杆302相配合的螺套303带动副伸缩框106向外移动，剪叉伸缩杆304使副伸缩框106平稳移动；
43.参照附图7-8所示，支撑机构400设置于副伸缩框106的外侧底部，支撑机构400包括伸缩支撑杆401和限位杆402，伸缩支撑杆401工作时底端与地面接触，限位杆402与伸缩支撑杆401的中部铰接，支撑机构400用于副伸缩框106展开后的支撑，保持光伏发电装置的稳定。
44.本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。
45.在本发明的实施例中，两个齿条204分别固定连接于第一伸缩框101和第三伸缩框103之间，齿条204与齿轮202均相互啮合，从而实现主伸缩框的展开，两个齿轮202的一侧均设置有链轮203，两个链轮203分别与同侧的齿轮202同轴设置，且固定连接，链轮203的外侧设置有链条2031，链条2031依次绕设于两个链轮203的外表面，链轮203和链条2031的配合使两侧的齿轮202同步运转，齿轮202通过齿条204将动力输出作用在第一伸缩框101和第三伸缩框103上，由于两个齿轮202的同向转动，使两者分别向前和向后产生位移。
46.在本发明的实施例中，容纳腔105的底部开设有滑槽1051，副伸缩框106的底部设置有滑块1062，滑块1062的形状和尺寸与滑槽1051的形状和尺寸相适配，滑块1062滑动连接于滑槽1051的内部，滑槽1051与副伸缩框106伸展收缩的方向一致，滑块1062沿滑槽1051的方向移动，为副伸缩框106运动提供导向。
47.在本发明的实施例中，螺杆302远离副减速机301的一端设置有限位环3021，限位环3021的直径大于螺套303的直径，限位环3021防止副伸缩框106位移量大而脱落，剪叉伸缩杆304的两端分别设置有固定片3041和移动片3042，固定片3041与容纳腔105的内壁固定连接，移动片3042的一侧与副伸缩框106的侧壁固定连接，固定片3041上开设有第一活动孔3043，移动片3042上开设有第二活动孔3044，剪叉伸缩杆304的上部两端分别与固定片3041和移动片3042铰接，剪叉伸缩杆304的下部两端分别与第一活动孔3043和第二活动孔3044铰接，第一活动孔3043和第二活动孔3044的设置使剪叉伸缩杆304的伸缩范围增大，减少副伸缩机构300的占地，尽量缩小整个装置的大小，使装置应用更加灵活方便。
48.在本发明的实施例中，副伸缩框106的外侧底部开设有收纳槽1063，伸缩支撑杆401设置有两组，且对称设置于收纳槽1063的内部，伸缩支撑杆401的顶端与收纳槽1063的内壁转动连接，收纳槽1063的内壁开设有滑动槽1064，限位杆402远离伸缩支撑杆401的一端与滑动槽1064铰接，伸缩支撑杆401在展开后起到支撑副伸缩框106的作用，收起时隐藏至收纳槽1063内，不影响副伸缩框106的移动，限位杆402通过铰接结构使伸缩支撑杆401在工作时更加稳定牢固。
49.在本发明的实施例中，底板100的底部对称设置有四组电动伸缩杆1002，电动伸缩杆1002工作时底端与地面接触，电动伸缩杆1002在收回时高度小于万向轮1001的高度，通过电动伸缩杆1002的高度调节，使万向轮1001与地面脱离，装置在使用时对地形的要求降低，适应各种平底或一定坡度的地面，抗风性能和稳定性能均较好。
50.在本发明的实施例中，底板100的内部设置有储能电池1003、逆变器1004和控制器1005，主光伏板104和副光伏板1061的输出端与储能电池1003的输入端电性连接，主光伏板104和副光伏板1061将太阳光转换为电能输送至储能电池1003上，逆变器1004设置于储能电池1003的输出电路上，储能电池1003蓄积电量，通过逆变器1004调压调频后输出至用电
设备上，控制器1005的输入端与储能电池1003的输出端电性连接，主减速机201、副减速机301和电动伸缩杆1002的输入端均与控制器1005的输出端电性连接，本装置的伸展运动所需的微小电量由储能电池1003提供，装置上各动力件的控制信号采用遥控控制，不占用装置上的空间，节省装置占地面积，操作简单方便。
51.实施例二
52.参照附图9所示，本发明实施例另提供的一种适用于野外的可伸缩式光伏发电方法，包括以下步骤：
53.s1，装置定位，推动底板100，利用万向轮1001与地面的滚动接触将装置移动至野外无遮挡的空旷区域，遥控控制器1005启动电动伸缩杆1002，将底板100顶起，使万向轮1001与地面脱离；
54.s2，主光伏板展开，启动主减速机201，通过链轮203与链条2031的配合驱动两个齿轮202同步转动，齿轮202下方啮合的齿条204带动第一伸缩框101向前运动，齿轮202上方啮合的齿条204带动第三伸缩框103向后运动，使六组主光伏板104完全展开；
55.s3，副光伏板展开，在步骤s2过程中，启动副减速机301，副减速机301驱动螺杆302转动，螺套303与螺杆302的配合使剪叉伸缩杆304将副伸缩框106向外顶出，副伸缩框106沿滑槽1051的方向向外侧伸出，使六组副光伏板1061展开，然后将副伸缩框106底部的伸缩支撑杆401转出，并使其底端与地面接触，将副伸缩框106支撑顶起；
56.s4，光伏发电，十二组光伏板将太阳光转换为电能输送至储能电池1003内储存，用电时，储能电池1003内的电能通过逆变器1004调频调压后输送至用电设备上。
57.需要说明的是，电动伸缩杆1002、储能电池1003、逆变器1004、控制器1005、主减速机201和副减速机301的具体型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
58.需要说明的是，电动伸缩杆1002、储能电池1003、逆变器1004、控制器1005、主减速机201和副减速机301的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
59.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。