专利名称：太阳能板支撑系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种太阳能板支撑系统。
背景技术：
太阳能板支撑系统用于支撑收集太阳能的太阳能板。太阳能板通常可调 节至相对于太阳能板支撑系统的固定位置。然而，因强风的影响，这些固定 的太阳能板易受损坏。
需要提供一种改进的太阳能板支撑系统，其中太阳能板可随着强风枢转
而退让(yield),从而减小强风对太阳能板的冲击。
发明内容
一种太阳能板支撑系统包括主框架、太阳能板和弹簧机构。该主框架具 有两相对的横向侧。所述太阳能板沿着由第一杆限定的第一枢轴枢转安装在 所述主框架上，所述第一杆在所述主框架的相对横向侧之间延伸。所述弹簧 机构操作地接合到所述太阳能板，用于将所述太阳能板弹性保持在预定位 置。所述太阳能板适于响应于强得足以使所述弹簧机构伸展或压縮的风而枢 转。
图1是根据本申请所公开的一个实施方式的太阳能板支撑系统的俯视 立体图2表示铰接地连接到太阳能板支撑系统的太阳能板的可折叠框架； 图3是太阳能板支撑系统的仰视图4表示设置在太阳能板支撑系统的主框架上的横向可折叠框架； 图5表示连接到太阳能板支撑系统的主框架和太阳能板并在它们之间 延伸的两个拉伸弹簧；
7图6是拉伸弹簧的放大端视图； 图7是拉伸弹簧的放大侧视图8 (a)、 8 (b)和8 (c)是表示太阳能板响应于来自不同方向的风而 枢转运动的图9是与图1的太阳能板支撑系统相似的太阳能板支撑系统的俯视立体 图，没有示出拉伸弹簧；
图10表示具有设置在太阳能板支撑系统的可折叠框架与太阳能板之间 的具有压縮弹簧的一对减振器；
图11、 12 (a)和12 (b)表示响应于来自不同方向的风，太阳能板的
枢转运动和可折叠框架的折叠；
图13 (a)、 13 (b)、 13 (c)和13 (d)表示在根据本申请所公开的另 一实施方式的太阳能板支撑系统上的太阳能板的枢转运动；
图14 (a)是滚柱轴承组件的放大图14 (b)是滚柱轴承组件的分解图15表示支撑两个太阳能板的阶梯形框架。
具体实施例方式
下面将详细参照太阳能板支撑系统的实施方式。尽管对太阳能板支撑系 统的示例性实施方式进行详细描述，但相关领域的技术人员清楚，为了清楚 起见，对于理解太阳能板支撑系统不是特别重要的一些特征可能未示出。
另外，应理解太阳能板支撑系统不限于下述例示的实施方式，并且本领 域技术人员可在不脱离本公开和所附权利要求的精神或范围的情况下对本 发明进行各种修改和变型。例如，在本公开和所附权利要求的范围内，不同 例示实施方式的元件和/或特征可彼此组合并且/或者彼此替代。
应理解，在整个说明书和权利要求中，在一个元件要"连接"或"接合" 到另一元件时，这不一定表示一个元件紧固、固定或者以其它方式附接至另 一元件。相反，术语"连接"或"接合"表示一个元件直接或间接连接到另 一元件，或者与另一元件机械或电子连通。
在所有附图中相同的附图标记代表相同的部件，参照这些附图，图l和 图3分别是根据本申请公开的一个实施方式的太阳能板支撑系统的俯视立体 图和仰视图。该太阳能板支撑系统包括太阳能板1和主框架2。太阳能板1沿着由第一杆6限定的第一枢轴可枢转地安装在主框架2 上，第一杆6在主框架2的两相对横向侧之间延伸。由第一杆6限定的第一 枢轴可布置成平行于太阳能板l的中心横轴线，且与其间隔开一距离。
第一杆6以轴径方式(journaled)穿过安装支架5的圆形开口 ，安装支 架5固定到太阳能板1的相对侧边缘上。安装支架5可固定在太阳能板1的 横向侧边缘的长度的大约1/3的位置处。第一杆6还以轴径方式穿过安装支 架25的圆形开口，安装支架25固定到主框架2的相对侧边缘上，如最佳地 示出在图6中的那样。
太阳能板1响应于强风的冲击而绕由第一杆6限定的第一枢轴枢转。第 一杆6的每端设置有环形套筒或垫圈9，用第一杆6延伸穿过环形套筒或垫 圈9的开口并用螺母和螺栓固定环形套筒或垫圈9在第一杆6上。
图4表示横向可折叠框架28，该框架28安装到太阳能板支撑系统的主 框架2的两相对横向侧中的每一侧上以限定平行四边形的可折叠框架结构。
图4的横向可折叠框架28与图2的可折叠框架8相同，只是横向可折 叠框架28连接到主框架2，而可折叠框架8连接到太阳能板1。
至少一个可折叠框架8铰接连接到太阳能板1的下表面。太阳能板1沿 着由第二杆7限定的第二枢轴枢转接合到横向框架28，该第二杆7以轴径方 式穿过可折叠框架8，且附接到横向可折叠框架28上。第二杆7可布置成平 行于第一杆6并与第一杆6成垂直间隔开的关系。第二杆7用于将太阳能板 1牢固地支撑在主框架2上，并且在第一杆6断裂的情况下仍然保持太阳能 板1工作。
太阳能板支撑系统可具有一个位于第一杆6和第二杆7的长度中央的可 折叠框架8，如图3所示。太阳能板支撑系统可具有设置在第一杆6和第二 杆7的相对端附近的两个可折叠框架8，如图1和图6所示。
图5、图6和图7表示连接到太阳能板支撑系统的主框架2和太阳能板 1并在它们之间延伸的弹簧机构。该弹簧机构可操作地接合到太阳能板1和 主框架2，用于将太阳能板1弹性保持在预定位置。太阳能板l适于响应于 足以使弹簧机构伸展或压縮的强风而顺时针或逆时针枢转，并且在风减弱时 回到上述预定位置。
根据本申请公开的一个实施方式，弹簧机构包括设置在主框架2的每个 横向侧处的一对拉伸弹簧3。每对拉伸弹簧3连接到太阳能板1和主框架2并在它们之间延伸，且分别布置在第一杆6的两相对侧处。
拉伸弹簧3的一端固定到主框架2的横向侧上，拉伸弹簧3的另一端固 定到太阳能板l的横向侧边缘上。拉伸弹簧3的各端可连接到角钢4，该角 钢4通过传统的螺母和螺栓紧固到太阳能板1和主框架2上。可采用传统的 橡胶垫来吸收弹簧回弹力。
图8 (a)、图8 (b)和图8 (c)是表示太阳能板1响应于来自不同方向 的风而枢转运动的图。
当风力大于预定弹簧力时，太阳能板1响应于沿箭头12所示方向吹的 风而如图8 (a)中的箭头23所示顺时针枢转。左手侧的拉伸弹簧3伸展到 拉伸状态，而右手侧的拉伸弹簧3变为弯曲状态。
太阳能板1响应于沿箭头12所示方向吹的风而如图8 (b)中的箭头23 所示顺时针枢转。左手侧的拉伸弹簧3伸展到进一步拉伸状态，而右手侧的 拉伸弹簧3也伸展到拉伸状态。
太阳能板1响应于沿箭头13所示方向吹的风而如图8 (C)中的箭头 24所示逆时针枢转。左手侧的拉伸弹簧3伸展到拉伸状态，而右手侧的拉伸 弹簧3也伸展到拉伸状态。
太阳能板1适于在风减弱时通过拉伸弹簧3的恢复力而回到初始预定位置。
图10表示安装在图9所示的太阳能板支撑系统的可折叠框架8与太阳 能板1之间的一对具有压縮弹簧14的减振器，该太阳能板支撑系统与图1 所示的太阳能板支撑系统相同，只是省去了拉伸弹簧3。
应理解，当拉伸弹簧3在强风减弱时回弹到初始预定位置的时候存在很 大的恢复力。该回弹力可能导致太阳能板l损坏。
吸收这种回弹力的一种方式是在角钢4的角部位置中固定钢螺栓10， 如图7所示。该螺栓10适于弯曲拉伸弹簧3，如图7所示。弯曲的拉伸弹簧 3用于吸收在拉伸弹簧3上施加的力，而不将该力直接传递至角钢4以致在 太阳能板1和主框架2上产生振动冲击。
此外，具有压縮弹簧14的减振器可安装在可折叠框架8上以控制和减 小回弹力。具有压縮弹簧14的减振器在功能和尺寸上可与自行车或摩托车 中使用的减振器相同。
具有压縮弹簧14的减振器的一端铰接地连接到太阳能板1，另一端在靠近钢条(bar) 15的一端的位置处铰接地连接到钢条15。条15的一端也铰 接地连接到太阳能板l，条15的另一端通过滚柱轴承组件可滑动地接合到轨 道16。该轨道16安装在可折叠框架8的下框架部件上并与太阳能板1的横 向侧边缘平行。
当太阳能板1响应风而枢转时，可折叠框架8折叠，条15沿着轨道16 朝向彼此向内滑动，并且减振器的压縮弹簧14压縮。
当风力为零(无风)时，减振器的压縮弹簧14处于它们完全伸长的状 态。所述两个具有压缩弹簧14的减振器通常为倒V形定向。这两个减振器 和两个条15在平衡状态下通常为W形定向，如图10所示。
图11、图12 (a)和图12 (b)表示响应于来自不同方向的风，太阳能 板1的枢转运动和可折叠框架8的折叠。
当风力27从零增加时，太阳能板1如箭头29所示顺时针枢转，可折叠 框架8折叠，如图11所示。在可折叠框架8折叠时，条15朝向彼此向内运 动，减振器的压縮弹簧14压縮。太阳能板1顺时针枢转直到可折叠框架8 完全折叠，如图12 (a)所示。
如果风向27变为图12 (b)中所示的方向30，那么太阳能板1如箭头 26所示逆时针枢转。
在风减弱时，减振器中的压縮弹簧14的恢复力将可折叠框架8推动至 平衡状态，并将太阳能板1推回图10所示的初始预定位置。
太阳能板支撑系统在位于第一杆6和第二杆7的长度中央的一个可折叠 框架8中可具有一对压縮弹簧14，如图3所示。太阳能板支撑系统可分别在 设置于第一杆6和第二杆7的两相对端处的两个可折叠框架8中具有两对压 縮弹簧14，如图9所示。
如图12 (a)和图12 (b)所示，在太阳能板1从初始预定位置顺时针 枢转直到大约90度，或者逆时针枢转直到大约90度时，可折叠框架8完全 折叠。
图13 (a)、图13 (b)、图13 (c)和图13 (d)表示在根据本申请所公
开的另一实施方式的太阳能板支撑系统上的太阳能板的枢转运动。
如图13 (a)所示，横向可折叠框架28连接在每个横向侧处的主框架2
的顶部框架部件，以限定平行四边形的可折叠框架结构。太阳能板1沿着由 第二杆7限定的第二枢轴枢转接合到主框架2上。第二杆7以轴径方式穿过可折叠框架8的开口。第二杆7的两个相对端中的每一端都附连在可折叠框 架28的下框架部件上，并与主框架2的上框架部件平行，如图9所示。
一对具有压縮弹簧14的减振器可接合到各个横向可折叠框架28上，以 控制和减小回弹力。具有压縮弹簧14的减振器的一端铰地接连接到主框架2 的顶部框架部件，另一端在靠近钢条15的一端的位置处铰接连接到钢条15。 条15的一端也铰接地连接到主框架2的顶部框架部件，而条15的另一端通 过滚柱轴承组件可滑动地接合到轨道16。轨道16安装在横向可折叠框架28 的下框架部件上，并与主框架2的上框架部件保持平行。
如图13 (a)所示，太阳能板1响应于沿方向31吹的风而顺时针枢转， 固定到横向可折叠框架28上的第二杆7开始沿顺时针方向32推动横向可折 叠框架28。在横向可折叠框架28折叠时，条15朝向彼此向内运动并且减振 器的压縮弹簧14压縮。
如图13 (b)所示，太阳能板1响应于进一步沿方向33吹的风而进一 步如箭头34所示顺时针枢转，并且横向可折叠框架28几乎完全折叠。
如果风向31、 33变为风向35、 37，如图13 (c)和图13 (d)所示， 那么太阳能板1如箭头36、 38所示逆时针枢转。横向可折叠框架28折叠的 方式相同，只是其沿另一方向折叠。
如果风沿方向31、 33吹，如图13 (a)和图13 (b)所示，那么太阳能 板1从初始预定位置顺时针枢转超过90度直到大约180度。如果风沿方向 35、 37吹，如图13 (c)和图13 (d)所示，那么太阳能板1从初始预定位 置逆时针枢转超过90度直到大约180度。可以看到，与图12 (a)和图12 (b)的实施方式相比，具有横向可折叠框架28的太阳能板支撑系统允许太 阳能板1顺时针进一步枢转90度，或者逆时针进一步枢转卯度。
图14 (a)和14 (b)分别是滚柱轴承组件的放大图和分解图。
滚柱轴承组件具有适于从滚柱轴承组件的一侧插入穿过垫圈19和筒形 管20的开口的螺栓18。螺栓18和管20插入穿过条15—侧的开口、轨道 16的开口和滚柱轴承21的开口。然后螺栓18和管20插入条15的另一侧， 然后条15通过垫圈19和螺母22被紧固。
图15表示用于分别支撑多个太阳能板1的布置成阶梯形构造的多个主 框架2。根据图示实施方式，太阳能板支撑系统适于在不同高度处分别在两 个主框架2、 2上支撑两个太阳能板1、 1。阶梯形框架2构造成防止两个太阳能板1、 1在圆41内枢转时彼此接触和碰撞。
虽然已经具体参照本申请的多个优选实施方式示出并描述了本申请，但 应注意可在不脱离本申请范围的情况下进行各种修改或变型。
权利要求
1、一种太阳能板支撑系统，该太阳能板支撑系统包括主框架，该主框架包括两相对的横向侧；太阳能板，该太阳能板沿着由第一杆限定的第一枢轴枢转安装在所述主框架上，所述第一杆在所述主框架的相对横向侧之间延伸；以及弹簧机构，该弹簧机构操作地接合到所述太阳能板，用于将所述太阳能板弹性保持在预定位置，所述太阳能板适于响应于强得足以使所述弹簧机构伸展或压缩的风而枢转，并且在风减弱时回到所述预定位置。
2、 如权利要求1所述的太阳能板支撑系统，其中，所述弹簧机构呈 一对拉伸弹簧的形式，该对拉伸弹簧分别布置在所述第一枢轴的两相对
3、 如权利要求l所述的太阳能板支撑系统，其中，所述弹簧机构呈 在所述主框架的每个横向侧处设置一对拉伸弹簧的形式，每对拉伸弹簧 连接到所述太阳能板和所述主框架并在它们之间延伸。
4、 如权利要求l所述的太阳能板支撑系统，该太阳能板支撑系统还 包括可折叠框架，该可折叠框架铰接地连接到所述太阳能板的下表面并 限定一平行四边形的可折叠框架结构，所述太阳能板沿着由第二杆限定 的第二枢轴枢转接合到所述主框架，所述第二杆延伸穿过所述可折叠框 架并位于所述主框架的相对横向侧之间。
5、 如权利要求4所述的太阳能板支撑系统，其中，所述第二杆的相 对端附接到两个横向可折叠框架上，所述横向可折叠框架分别设置在所 述主框架的两相对横向侧处。
6、 如权利要求4所述的太阳能板支撑系统，其中，所述第二杆与所 述第一杆垂直间隔开。
7、 如权利要求4所述的太阳能板支撑系统，其中，所述可折叠框架 位于所述第一杆和第二杆的长度的中央。
8、 如权利要求4所述的太阳能板支撑系统，其中，所述可折叠框架 位于所述第一杆和第二杆的两相对端中的每一端附近。
9、 如权利要求4所述的太阳能板支撑系统，该太阳能板支撑系统还 包括操作地接合到所述可折叠框架的一对压縮弹簧，每个压縮弹簧布置 在所述第一枢轴和第二枢轴的每个相对侧处，每个压縮弹簧包括铰接地 连接到所述太阳能板的一端和铰接地连接到一个条上的另一端，每个条 包括铰接地连接到所述太阳能板的一端和通过滚柱轴承组件可滑动地接 合到一轨道的另一端，所述轨道设置在所述可折叠框架的下框架部件上 并与所述太阳能板平行。
10、 如权利要求9所述的太阳能板支撑系统，其中，每个压縮弹簧 呈减振器的形式。
11、 如权利要求9所述的太阳能板支撑系统，其中，所述对压縮弹 簧大致为倒V形定向。
12、 如权利要求9所述的太阳能板支撑系统，其中，所述对压縮弹 簧和所述条大致为W形定向。
13、 如权利要求1所述的太阳能板支撑系统，该太阳能板支撑系统 还包括可折叠框架，该可折叠框架铰接地连接到所述主框架并限定一平 行四边形的可折叠框架结构，所述太阳能板沿着由第二杆限定的第二枢 轴枢转接合到所述主框架，并且一对压縮弹簧操作地接合到所述可折叠 框架，每个压縮弹簧布置在所述第一枢轴和第二枢轴的每个相对侧处， 每个压縮弹簧包括铰接地连接到所述主框架的上框架部件的一端和铰接 地连接到一个条的另一端，每个条包括铰接地连接到所述主框架的上框 架部件的一端和通过滚柱轴承组件可滑动地接合到一轨道的另一端，所 述轨道设置在所述可折叠框架的下框架部件上，并与所述主框架的上框 架部件平行。
14、 如权利要求1所述的太阳能板支撑系统，其中，所述第一枢轴 布置成平行于所述太阳能板的中心横轴线并与其间隔开一距离。
15、 如权利要求1所述的太阳能板支撑系统，其中，所述第一枢轴 位于所述太阳能板的横向侧边缘的长度的大约1/3处。
16、 如权利要求1所述的太阳能板支撑系统，该太阳能板支撑系统 包括用于分别在不同高度处支撑多个太阳能板的布置成阶梯形构造的多个主框架。
17、 一种太阳能板支撑系统，该太阳能板支撑系统包括 主框架，该主框架包括两相对的横向侧；太阳能板，该太阳能板沿着由第一杆限定的第一枢轴枢转安装在所 述主框架上，所述第一杆在所述主框架的相对横向侧之间延伸；弹簧机构，该弹簧机构操作地接合到所述太阳能板，用于将所述太 阳能板弹性保持在预定位置，所述太阳能板适于响应于强得足以使所述 弹簧机构伸展或压縮的风而枢转，并且在风减弱时回到所述预定位置； 以及第一可折叠框架，该第一可折叠框架铰接地连接到所述太阳能板的 下表面并限定一第一平行四边形的可折叠框架结构，所述太阳能板沿着 由第二杆限定的第二枢轴枢转接合到所述主框架，所述第二杆延伸穿过 所述第一可折叠框架的下框架部件上，并与所述太阳能板平行且位于所 述主框架的相对横向侧之间。
18、 如权利要求17所述的太阳能板支撑系统，该太阳能板支撑系统 还包括操作地接合到所述第一可折叠框架的一对压縮弹簧，每个压縮弹 簧布置在所述第一枢轴和第二枢轴的每个相对侧处，每个压縮弹簧包括 铰接地连接到所述太阳能板的一端和铰接地连接到一个条的另一端，每 个条包括铰接地连接到所述太阳能板的一端和通过滚柱轴承组件可滑动 地接合到轨道的另一端，所述轨道设置在所述第一可折叠框架的下框架 部件上并与所述太阳能板平行。
19、 如权利要求18所述的太阳能板支撑系统，其中，所述太阳能板 适于从所述预定位置顺时针或逆时针枢转直到大约90度。
20、 如权利要求17所述的太阳能板支撑系统，该太阳能板支撑系统 还包括第二可折叠框架，该第二可折叠框架在所述主框架的上框架部件 的每个横向侧处铰接地连接到该上框架部件上，并限定一第二平行四边 形的可折叠框架结构，所述第二杆的相对两端中的每一端附接到所述第 二可折叠框架的下框架部件上，并与所述主框架的上框架部件平行，一 对压縮弹簧操作地接合到所述第二可折叠框架，每个压縮弹簧布置在所述第一枢轴和第二枢轴的每个相对侧处，每个压縮弹簧包括铰接地连接 到所述主框架的所述上框架部件的一端和铰接地连接到一个条的另一 端，每个条包括铰接地连接到所述主框架的所述上框架部件的一端和通 过滚柱轴承组件可滑动地接合到一轨道的另一端，所述轨道设置在所述 第二可折叠框架的下框架部件上并与所述主框架的上框架部件平行。
21、 如权利要求20所述的太阳能板支撑系统，其中，所述太阳能板 适于从所述预定位置顺时针或逆时针枢转超过90度直到大约180度。
22、 一种太阳能板支撑系统，该太阳能板支撑系统包括 主框架，该主框架包括两相对的横向侧；太阳能板，该太阳能板沿着由第一杆限定的第一枢轴枢转安装在所 述主框架上，所述第一杆在所述主框架的所述相对的横向侧之间延伸；拉伸弹簧，在所述主框架的每个横向侧处分别设置一对该拉伸弹簧， 每一对拉伸弹簧设置在所述第一枢轴的两相对侧处，每对拉伸弹簧连接 到所述太阳能板和所述主框架并在它们之间延伸，所述拉伸弹簧操作地 接合到所述太阳能板，用于将所述太阳能板弹性保持在预定位置，所述 太阳能板适于响应于强得足以使所述拉伸弹簧伸展的风而枢转，并且在 风减弱时回到所述位置；第一可折叠框架，该第一可折叠框架铰接地连接到所述太阳能板的 下表面并限定一第一平行四边形的可折叠框架结构，所述太阳能板沿着 由第二杆限定的第二枢轴枢转接合到所述主框架，所述第二杆延伸穿过 所述第一可折叠框架的下框架部件上，并与所述太阳能板平行且位于所 述主框架的相对横向侧之间；以及第二可折叠框架，该第二可折叠框架连接到在所述的每个横向侧处 的主框架的上框架部件上，并限定一第二平行四边形的可折叠框架结构， 所述第二杆的两相对端中的每一端附接到所述第二可折叠框架的下框架 部件上，并与所述主框架的上框架部件平行， 一对压缩弹簧操作地接合 到所述第二可折叠框架，每个压縮弹簧布置在所述第一枢轴和第二枢轴 的每个相对侧处，每个压縮弹簧包括铰接地连接到所述主框架的所述上 框架部件的一端和铰接地连接到一个条上的另一端，每个条包括铰接地连接到所述主框架的所述上框架部件的一端和通过滚柱轴承组件可滑动 地接合到一轨道的另一端，所述轨道设置在所述第二可折叠框架的下框 架部件上并与所述主框架的上框架部件平行。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能板支撑系统。该太阳能板支撑系统包括主框架、太阳能板和弹簧机构。该主框架具有两相对的横向侧。所述太阳能板沿着由第一杆限定的第一枢轴枢转安装在所述主框架上，所述第一杆在所述主框架的相对横向侧之间延伸。所述弹簧机构操作地接合到所述太阳能板，用于将所述太阳能板弹性保持在预定位置。所述太阳能板适于响应于强得足以使所述弹簧机构伸展或压缩的风而枢转。
文档编号H02N6/00GK101447749SQ20081017077
公开日2009年6月3日 申请日期2008年10月29日 优先权日2007年11月8日
发明者韩伟文 申请人:韩伟文