太陽能板支撐系統的製作方法

2023-05-23 14:38:01 2

專利名稱：太陽能板支撐系統的製作方法
技術領域：
本申請涉及一種太陽能板支撐系統。
背景技術：
太陽能板支撐系統用於支撐收集太陽能的太陽能板。太陽能板通常可調 節至相對於太陽能板支撐系統的固定位置。然而，因強風的影響，這些固定 的太陽能板易受損壞。
需要提供一種改進的太陽能板支撐系統，其中太陽能板可隨著強風樞轉
而退讓(yield),從而減小強風對太陽能板的衝擊。

發明內容
一種太陽能板支撐系統包括主框架、太陽能板和彈簧機構。該主框架具 有兩相對的橫向側。所述太陽能板沿著由第一桿限定的第一樞軸樞轉安裝在 所述主框架上，所述第一桿在所述主框架的相對橫向側之間延伸。所述彈簧 機構操作地接合到所述太陽能板，用於將所述太陽能板彈性保持在預定位 置。所述太陽能板適於響應於強得足以使所述彈簧機構伸展或壓縮的風而樞 轉。


圖1是根據本申請所公開的一個實施方式的太陽能板支撐系統的俯視 立體圖2表示鉸接地連接到太陽能板支撐系統的太陽能板的可摺疊框架； 圖3是太陽能板支撐系統的仰視圖4表示設置在太陽能板支撐系統的主框架上的橫向可摺疊框架； 圖5表示連接到太陽能板支撐系統的主框架和太陽能板並在它們之間 延伸的兩個拉伸彈簧；
7圖6是拉伸彈簧的放大端視圖； 圖7是拉伸彈簧的放大側視圖8 (a)、 8 (b)和8 (c)是表示太陽能板響應於來自不同方向的風而 樞轉運動的圖9是與圖1的太陽能板支撐系統相似的太陽能板支撐系統的俯視立體 圖，沒有示出拉伸彈簧；
圖10表示具有設置在太陽能板支撐系統的可摺疊框架與太陽能板之間 的具有壓縮彈簧的一對減振器；
圖11、 12 (a)和12 (b)表示響應於來自不同方向的風，太陽能板的
樞轉運動和可摺疊框架的摺疊；
圖13 (a)、 13 (b)、 13 (c)和13 (d)表示在根據本申請所公開的另 一實施方式的太陽能板支撐系統上的太陽能板的樞轉運動；
圖14 (a)是滾柱軸承組件的放大圖14 (b)是滾柱軸承組件的分解圖15表示支撐兩個太陽能板的階梯形框架。
具體實施例方式
下面將詳細參照太陽能板支撐系統的實施方式。儘管對太陽能板支撐系 統的示例性實施方式進行詳細描述，但相關領域的技術人員清楚，為了清楚 起見，對於理解太陽能板支撐系統不是特別重要的一些特徵可能未示出。
另外，應理解太陽能板支撐系統不限於下述例示的實施方式，並且本領 域技術人員可在不脫離本公開和所附權利要求的精神或範圍的情況下對本 發明進行各種修改和變型。例如，在本公開和所附權利要求的範圍內，不同 例示實施方式的元件和/或特徵可彼此組合併且/或者彼此替代。
應理解，在整個說明書和權利要求中，在一個元件要"連接"或"接合" 到另一元件時，這不一定表示一個元件緊固、固定或者以其它方式附接至另 一元件。相反，術語"連接"或"接合"表示一個元件直接或間接連接到另 一元件，或者與另一元件機械或電子連通。
在所有附圖中相同的附圖標記代表相同的部件，參照這些附圖，圖l和 圖3分別是根據本申請公開的一個實施方式的太陽能板支撐系統的俯視立體 圖和仰視圖。該太陽能板支撐系統包括太陽能板1和主框架2。太陽能板1沿著由第一桿6限定的第一樞軸可樞轉地安裝在主框架2 上，第一桿6在主框架2的兩相對橫向側之間延伸。由第一桿6限定的第一 樞軸可布置成平行於太陽能板l的中心橫軸線，且與其間隔開一距離。
第一桿6以軸徑方式(journaled)穿過安裝支架5的圓形開口 ，安裝支 架5固定到太陽能板1的相對側邊緣上。安裝支架5可固定在太陽能板1的 橫向側邊緣的長度的大約1/3的位置處。第一桿6還以軸徑方式穿過安裝支 架25的圓形開口，安裝支架25固定到主框架2的相對側邊緣上，如最佳地 示出在圖6中的那樣。
太陽能板1響應於強風的衝擊而繞由第一桿6限定的第一樞軸樞轉。第 一桿6的每端設置有環形套筒或墊圈9，用第一桿6延伸穿過環形套筒或墊 圈9的開口並用螺母和螺栓固定環形套筒或墊圈9在第一桿6上。
圖4表示橫向可摺疊框架28，該框架28安裝到太陽能板支撐系統的主 框架2的兩相對橫向側中的每一側上以限定平行四邊形的可摺疊框架結構。
圖4的橫向可摺疊框架28與圖2的可摺疊框架8相同，只是橫向可折 疊框架28連接到主框架2，而可摺疊框架8連接到太陽能板1。
至少一個可摺疊框架8鉸接連接到太陽能板1的下表面。太陽能板1沿 著由第二桿7限定的第二樞軸樞轉接合到橫向框架28，該第二桿7以軸徑方 式穿過可摺疊框架8，且附接到橫向可摺疊框架28上。第二桿7可布置成平 行於第一桿6並與第一桿6成垂直間隔開的關係。第二桿7用於將太陽能板 1牢固地支撐在主框架2上，並且在第一桿6斷裂的情況下仍然保持太陽能 板1工作。
太陽能板支撐系統可具有一個位於第一桿6和第二桿7的長度中央的可 摺疊框架8，如圖3所示。太陽能板支撐系統可具有設置在第一桿6和第二 杆7的相對端附近的兩個可摺疊框架8，如圖1和圖6所示。
圖5、圖6和圖7表示連接到太陽能板支撐系統的主框架2和太陽能板 1並在它們之間延伸的彈簧機構。該彈簧機構可操作地接合到太陽能板1和 主框架2，用於將太陽能板1彈性保持在預定位置。太陽能板l適於響應於 足以使彈簧機構伸展或壓縮的強風而順時針或逆時針樞轉，並且在風減弱時 回到上述預定位置。
根據本申請公開的一個實施方式，彈簧機構包括設置在主框架2的每個 橫向側處的一對拉伸彈簧3。每對拉伸彈簧3連接到太陽能板1和主框架2並在它們之間延伸，且分別布置在第一桿6的兩相對側處。
拉伸彈簧3的一端固定到主框架2的橫向側上，拉伸彈簧3的另一端固 定到太陽能板l的橫向側邊緣上。拉伸彈簧3的各端可連接到角鋼4，該角 鋼4通過傳統的螺母和螺栓緊固到太陽能板1和主框架2上。可採用傳統的 橡膠墊來吸收彈簧回彈力。
圖8 (a)、圖8 (b)和圖8 (c)是表示太陽能板1響應於來自不同方向 的風而樞轉運動的圖。
當風力大於預定彈簧力時，太陽能板1響應於沿箭頭12所示方向吹的 風而如圖8 (a)中的箭頭23所示順時針樞轉。左手側的拉伸彈簧3伸展到 拉伸狀態，而右手側的拉伸彈簧3變為彎曲狀態。
太陽能板1響應於沿箭頭12所示方向吹的風而如圖8 (b)中的箭頭23 所示順時針樞轉。左手側的拉伸彈簧3伸展到進一步拉伸狀態，而右手側的 拉伸彈簧3也伸展到拉伸狀態。
太陽能板1響應於沿箭頭13所示方向吹的風而如圖8 (C)中的箭頭 24所示逆時針樞轉。左手側的拉伸彈簧3伸展到拉伸狀態，而右手側的拉伸 彈簧3也伸展到拉伸狀態。
太陽能板1適於在風減弱時通過拉伸彈簧3的恢復力而回到初始預定位置。
圖10表示安裝在圖9所示的太陽能板支撐系統的可摺疊框架8與太陽 能板1之間的一對具有壓縮彈簧14的減振器，該太陽能板支撐系統與圖1 所示的太陽能板支撐系統相同，只是省去了拉伸彈簧3。
應理解，當拉伸彈簧3在強風減弱時回彈到初始預定位置的時候存在很 大的恢復力。該回彈力可能導致太陽能板l損壞。
吸收這種回彈力的一種方式是在角鋼4的角部位置中固定鋼螺栓10， 如圖7所示。該螺栓10適於彎曲拉伸彈簧3，如圖7所示。彎曲的拉伸彈簧 3用於吸收在拉伸彈簧3上施加的力，而不將該力直接傳遞至角鋼4以致在 太陽能板1和主框架2上產生振動衝擊。
此外，具有壓縮彈簧14的減振器可安裝在可摺疊框架8上以控制和減 小回彈力。具有壓縮彈簧14的減振器在功能和尺寸上可與自行車或摩託車 中使用的減振器相同。
具有壓縮彈簧14的減振器的一端鉸接地連接到太陽能板1，另一端在靠近鋼條(bar) 15的一端的位置處鉸接地連接到鋼條15。條15的一端也鉸 接地連接到太陽能板l，條15的另一端通過滾柱軸承組件可滑動地接合到軌 道16。該軌道16安裝在可摺疊框架8的下框架部件上並與太陽能板1的橫 向側邊緣平行。
當太陽能板1響應風而樞轉時，可摺疊框架8摺疊，條15沿著軌道16 朝向彼此向內滑動，並且減振器的壓縮彈簧14壓縮。
當風力為零(無風)時，減振器的壓縮彈簧14處於它們完全伸長的狀 態。所述兩個具有壓縮彈簧14的減振器通常為倒V形定向。這兩個減振器 和兩個條15在平衡狀態下通常為W形定向，如圖10所示。
圖11、圖12 (a)和圖12 (b)表示響應於來自不同方向的風，太陽能 板1的樞轉運動和可摺疊框架8的摺疊。
當風力27從零增加時，太陽能板1如箭頭29所示順時針樞轉，可摺疊 框架8摺疊，如圖11所示。在可摺疊框架8摺疊時，條15朝向彼此向內運 動，減振器的壓縮彈簧14壓縮。太陽能板1順時針樞轉直到可摺疊框架8 完全摺疊，如圖12 (a)所示。
如果風向27變為圖12 (b)中所示的方向30，那麼太陽能板1如箭頭 26所示逆時針樞轉。
在風減弱時，減振器中的壓縮彈簧14的恢復力將可摺疊框架8推動至 平衡狀態，並將太陽能板1推回圖10所示的初始預定位置。
太陽能板支撐系統在位於第一桿6和第二桿7的長度中央的一個可摺疊 框架8中可具有一對壓縮彈簧14，如圖3所示。太陽能板支撐系統可分別在 設置於第一桿6和第二桿7的兩相對端處的兩個可摺疊框架8中具有兩對壓 縮彈簧14，如圖9所示。
如圖12 (a)和圖12 (b)所示，在太陽能板1從初始預定位置順時針 樞轉直到大約90度，或者逆時針樞轉直到大約90度時，可摺疊框架8完全 摺疊。
圖13 (a)、圖13 (b)、圖13 (c)和圖13 (d)表示在根據本申請所公
開的另一實施方式的太陽能板支撐系統上的太陽能板的樞轉運動。
如圖13 (a)所示，橫向可摺疊框架28連接在每個橫向側處的主框架2
的頂部框架部件，以限定平行四邊形的可摺疊框架結構。太陽能板1沿著由 第二桿7限定的第二樞軸樞轉接合到主框架2上。第二桿7以軸徑方式穿過可摺疊框架8的開口。第二桿7的兩個相對端中的每一端都附連在可摺疊框 架28的下框架部件上，並與主框架2的上框架部件平行，如圖9所示。
一對具有壓縮彈簧14的減振器可接合到各個橫向可摺疊框架28上，以 控制和減小回彈力。具有壓縮彈簧14的減振器的一端鉸地接連接到主框架2 的頂部框架部件，另一端在靠近鋼條15的一端的位置處鉸接連接到鋼條15。 條15的一端也鉸接地連接到主框架2的頂部框架部件，而條15的另一端通 過滾柱軸承組件可滑動地接合到軌道16。軌道16安裝在橫向可摺疊框架28 的下框架部件上，並與主框架2的上框架部件保持平行。
如圖13 (a)所示，太陽能板1響應於沿方向31吹的風而順時針樞轉， 固定到橫向可摺疊框架28上的第二桿7開始沿順時針方向32推動橫向可折 疊框架28。在橫向可摺疊框架28摺疊時，條15朝向彼此向內運動並且減振 器的壓縮彈簧14壓縮。
如圖13 (b)所示，太陽能板1響應於進一步沿方向33吹的風而進一 步如箭頭34所示順時針樞轉，並且橫向可摺疊框架28幾乎完全摺疊。
如果風向31、 33變為風向35、 37，如圖13 (c)和圖13 (d)所示， 那麼太陽能板1如箭頭36、 38所示逆時針樞轉。橫向可摺疊框架28摺疊的 方式相同，只是其沿另一方向摺疊。
如果風沿方向31、 33吹，如圖13 (a)和圖13 (b)所示，那麼太陽能 板1從初始預定位置順時針樞轉超過90度直到大約180度。如果風沿方向 35、 37吹，如圖13 (c)和圖13 (d)所示，那麼太陽能板1從初始預定位 置逆時針樞轉超過90度直到大約180度。可以看到，與圖12 (a)和圖12 (b)的實施方式相比，具有橫向可摺疊框架28的太陽能板支撐系統允許太 陽能板1順時針進一步樞轉90度，或者逆時針進一步樞轉卯度。
圖14 (a)和14 (b)分別是滾柱軸承組件的放大圖和分解圖。
滾柱軸承組件具有適於從滾柱軸承組件的一側插入穿過墊圈19和筒形 管20的開口的螺栓18。螺栓18和管20插入穿過條15—側的開口、軌道 16的開口和滾柱軸承21的開口。然後螺栓18和管20插入條15的另一側， 然後條15通過墊圈19和螺母22被緊固。
圖15表示用於分別支撐多個太陽能板1的布置成階梯形構造的多個主 框架2。根據圖示實施方式，太陽能板支撐系統適於在不同高度處分別在兩 個主框架2、 2上支撐兩個太陽能板1、 1。階梯形框架2構造成防止兩個太陽能板1、 1在圓41內樞轉時彼此接觸和碰撞。
雖然已經具體參照本申請的多個優選實施方式示出並描述了本申請，但 應注意可在不脫離本申請範圍的情況下進行各種修改或變型。
權利要求
1、一種太陽能板支撐系統，該太陽能板支撐系統包括主框架，該主框架包括兩相對的橫向側；太陽能板，該太陽能板沿著由第一桿限定的第一樞軸樞轉安裝在所述主框架上，所述第一桿在所述主框架的相對橫向側之間延伸；以及彈簧機構，該彈簧機構操作地接合到所述太陽能板，用於將所述太陽能板彈性保持在預定位置，所述太陽能板適於響應於強得足以使所述彈簧機構伸展或壓縮的風而樞轉，並且在風減弱時回到所述預定位置。
2、 如權利要求1所述的太陽能板支撐系統，其中，所述彈簧機構呈 一對拉伸彈簧的形式，該對拉伸彈簧分別布置在所述第一樞軸的兩相對
3、 如權利要求l所述的太陽能板支撐系統，其中，所述彈簧機構呈 在所述主框架的每個橫向側處設置一對拉伸彈簧的形式，每對拉伸彈簧 連接到所述太陽能板和所述主框架並在它們之間延伸。
4、 如權利要求l所述的太陽能板支撐系統，該太陽能板支撐系統還 包括可摺疊框架，該可摺疊框架鉸接地連接到所述太陽能板的下表面並 限定一平行四邊形的可摺疊框架結構，所述太陽能板沿著由第二桿限定 的第二樞軸樞轉接合到所述主框架，所述第二桿延伸穿過所述可摺疊框 架並位於所述主框架的相對橫向側之間。
5、 如權利要求4所述的太陽能板支撐系統，其中，所述第二桿的相 對端附接到兩個橫向可摺疊框架上，所述橫向可摺疊框架分別設置在所 述主框架的兩相對橫向側處。
6、 如權利要求4所述的太陽能板支撐系統，其中，所述第二桿與所 述第一桿垂直間隔開。
7、 如權利要求4所述的太陽能板支撐系統，其中，所述可摺疊框架 位於所述第一桿和第二桿的長度的中央。
8、 如權利要求4所述的太陽能板支撐系統，其中，所述可摺疊框架 位於所述第一桿和第二桿的兩相對端中的每一端附近。
9、 如權利要求4所述的太陽能板支撐系統，該太陽能板支撐系統還 包括操作地接合到所述可摺疊框架的一對壓縮彈簧，每個壓縮彈簧布置 在所述第一樞軸和第二樞軸的每個相對側處，每個壓縮彈簧包括鉸接地 連接到所述太陽能板的一端和鉸接地連接到一個條上的另一端，每個條 包括鉸接地連接到所述太陽能板的一端和通過滾柱軸承組件可滑動地接 合到一軌道的另一端，所述軌道設置在所述可摺疊框架的下框架部件上 並與所述太陽能板平行。
10、 如權利要求9所述的太陽能板支撐系統，其中，每個壓縮彈簧 呈減振器的形式。
11、 如權利要求9所述的太陽能板支撐系統，其中，所述對壓縮彈 簧大致為倒V形定向。
12、 如權利要求9所述的太陽能板支撐系統，其中，所述對壓縮彈 簧和所述條大致為W形定向。
13、 如權利要求1所述的太陽能板支撐系統，該太陽能板支撐系統 還包括可摺疊框架，該可摺疊框架鉸接地連接到所述主框架並限定一平 行四邊形的可摺疊框架結構，所述太陽能板沿著由第二桿限定的第二樞 軸樞轉接合到所述主框架，並且一對壓縮彈簧操作地接合到所述可摺疊 框架，每個壓縮彈簧布置在所述第一樞軸和第二樞軸的每個相對側處， 每個壓縮彈簧包括鉸接地連接到所述主框架的上框架部件的一端和鉸接 地連接到一個條的另一端，每個條包括鉸接地連接到所述主框架的上框 架部件的一端和通過滾柱軸承組件可滑動地接合到一軌道的另一端，所 述軌道設置在所述可摺疊框架的下框架部件上，並與所述主框架的上框 架部件平行。
14、 如權利要求1所述的太陽能板支撐系統，其中，所述第一樞軸 布置成平行於所述太陽能板的中心橫軸線並與其間隔開一距離。
15、 如權利要求1所述的太陽能板支撐系統，其中，所述第一樞軸 位於所述太陽能板的橫向側邊緣的長度的大約1/3處。
16、 如權利要求1所述的太陽能板支撐系統，該太陽能板支撐系統 包括用於分別在不同高度處支撐多個太陽能板的布置成階梯形構造的多個主框架。
17、 一種太陽能板支撐系統，該太陽能板支撐系統包括 主框架，該主框架包括兩相對的橫向側；太陽能板，該太陽能板沿著由第一桿限定的第一樞軸樞轉安裝在所 述主框架上，所述第一桿在所述主框架的相對橫向側之間延伸；彈簧機構，該彈簧機構操作地接合到所述太陽能板，用於將所述太 陽能板彈性保持在預定位置，所述太陽能板適於響應於強得足以使所述 彈簧機構伸展或壓縮的風而樞轉，並且在風減弱時回到所述預定位置； 以及第一可摺疊框架，該第一可摺疊框架鉸接地連接到所述太陽能板的 下表面並限定一第一平行四邊形的可摺疊框架結構，所述太陽能板沿著 由第二桿限定的第二樞軸樞轉接合到所述主框架，所述第二桿延伸穿過 所述第一可摺疊框架的下框架部件上，並與所述太陽能板平行且位於所 述主框架的相對橫向側之間。
18、 如權利要求17所述的太陽能板支撐系統，該太陽能板支撐系統 還包括操作地接合到所述第一可摺疊框架的一對壓縮彈簧，每個壓縮彈 簧布置在所述第一樞軸和第二樞軸的每個相對側處，每個壓縮彈簧包括 鉸接地連接到所述太陽能板的一端和鉸接地連接到一個條的另一端，每 個條包括鉸接地連接到所述太陽能板的一端和通過滾柱軸承組件可滑動 地接合到軌道的另一端，所述軌道設置在所述第一可摺疊框架的下框架 部件上並與所述太陽能板平行。
19、 如權利要求18所述的太陽能板支撐系統，其中，所述太陽能板 適於從所述預定位置順時針或逆時針樞轉直到大約90度。
20、 如權利要求17所述的太陽能板支撐系統，該太陽能板支撐系統 還包括第二可摺疊框架，該第二可摺疊框架在所述主框架的上框架部件 的每個橫向側處鉸接地連接到該上框架部件上，並限定一第二平行四邊 形的可摺疊框架結構，所述第二桿的相對兩端中的每一端附接到所述第 二可摺疊框架的下框架部件上，並與所述主框架的上框架部件平行，一 對壓縮彈簧操作地接合到所述第二可摺疊框架，每個壓縮彈簧布置在所述第一樞軸和第二樞軸的每個相對側處，每個壓縮彈簧包括鉸接地連接 到所述主框架的所述上框架部件的一端和鉸接地連接到一個條的另一 端，每個條包括鉸接地連接到所述主框架的所述上框架部件的一端和通 過滾柱軸承組件可滑動地接合到一軌道的另一端，所述軌道設置在所述 第二可摺疊框架的下框架部件上並與所述主框架的上框架部件平行。
21、 如權利要求20所述的太陽能板支撐系統，其中，所述太陽能板 適於從所述預定位置順時針或逆時針樞轉超過90度直到大約180度。
22、 一種太陽能板支撐系統，該太陽能板支撐系統包括 主框架，該主框架包括兩相對的橫向側；太陽能板，該太陽能板沿著由第一桿限定的第一樞軸樞轉安裝在所 述主框架上，所述第一桿在所述主框架的所述相對的橫向側之間延伸；拉伸彈簧，在所述主框架的每個橫向側處分別設置一對該拉伸彈簧， 每一對拉伸彈簧設置在所述第一樞軸的兩相對側處，每對拉伸彈簧連接 到所述太陽能板和所述主框架並在它們之間延伸，所述拉伸彈簧操作地 接合到所述太陽能板，用於將所述太陽能板彈性保持在預定位置，所述 太陽能板適於響應於強得足以使所述拉伸彈簧伸展的風而樞轉，並且在 風減弱時回到所述位置；第一可摺疊框架，該第一可摺疊框架鉸接地連接到所述太陽能板的 下表面並限定一第一平行四邊形的可摺疊框架結構，所述太陽能板沿著 由第二桿限定的第二樞軸樞轉接合到所述主框架，所述第二桿延伸穿過 所述第一可摺疊框架的下框架部件上，並與所述太陽能板平行且位於所 述主框架的相對橫向側之間；以及第二可摺疊框架，該第二可摺疊框架連接到在所述的每個橫向側處 的主框架的上框架部件上，並限定一第二平行四邊形的可摺疊框架結構， 所述第二桿的兩相對端中的每一端附接到所述第二可摺疊框架的下框架 部件上，並與所述主框架的上框架部件平行， 一對壓縮彈簧操作地接合 到所述第二可摺疊框架，每個壓縮彈簧布置在所述第一樞軸和第二樞軸 的每個相對側處，每個壓縮彈簧包括鉸接地連接到所述主框架的所述上 框架部件的一端和鉸接地連接到一個條上的另一端，每個條包括鉸接地連接到所述主框架的所述上框架部件的一端和通過滾柱軸承組件可滑動 地接合到一軌道的另一端，所述軌道設置在所述第二可摺疊框架的下框 架部件上並與所述主框架的上框架部件平行。
全文摘要
本發明涉及一種太陽能板支撐系統。該太陽能板支撐系統包括主框架、太陽能板和彈簧機構。該主框架具有兩相對的橫向側。所述太陽能板沿著由第一桿限定的第一樞軸樞轉安裝在所述主框架上，所述第一桿在所述主框架的相對橫向側之間延伸。所述彈簧機構操作地接合到所述太陽能板，用於將所述太陽能板彈性保持在預定位置。所述太陽能板適於響應於強得足以使所述彈簧機構伸展或壓縮的風而樞轉。
文檔編號H02N6/00GK101447749SQ20081017077
公開日2009年6月3日 申請日期2008年10月29日 優先權日2007年11月8日
發明者韓偉文 申請人:韓偉文