自动调节光伏伞的制作方法

本发明涉及光伏伞技术领域，具体而言，涉及一种自动调节光伏伞。

背景技术：

光伏伞的设计，通常采用在伞面上加设晶硅组件、并将支撑结构固定在地面上的形式，这种设计形式在大风、降雨的天气中，因为晶硅组件的结构限制，伞面组件布置局限性较大，遮阳伞受风力作用较大，因而容易造成损坏。

目前采用的光伏伞设计形式主要有以下几种：在固定式伞架上布置伞面，在伞面外表面设置太阳能板，并安装蓄电池。或用将梯形或方形的光伏组件布置在多个形状大小一致且可拼接成圆形、方形或多边形的覆盖物上，以组成形状大小不一的光伏伞。这些设计形式因为受到晶硅组件结构影响，需将组件布置在伞面或者覆盖物上，伞面形式固定，不能折叠，且仅适宜在晴天使用，不适宜在大风、降雨天气中使用，伞体使用寿命受限。

有鉴于此，设计制造出一种自动调节光伏伞，可以在大风、降雨天气中使用，伞体结构强度高并能够折叠、便于携带是目前光伏伞技术领域中急需改善的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动调节光伏伞，可适用于刮风、下雨等天气中，该自动调节光伏伞可根据伞面承受的压力自动旋转伞柄，以实现伞面遮挡风雨面积最大化的效果，制造成本低，适用范围广。

本发明的目的还在于提供另一种自动调节光伏伞，可自动检测光照强度，吸收更多太阳能并将其转化为电能供单片机使用，同时可根据伞面承受的压力自动旋转伞柄，以实现伞面遮挡风雨面积最大化的效果。

本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供的一种自动调节光伏伞，所述自动调节光伏伞包括伞体、柔性cigs组件、压力传感器、旋转舵机、单片机和蓄电池。

所述伞体包括伞面、伞架和伞柄，所述伞架与所述伞柄连接，以支撑所述伞面。所述柔性cigs组件设于所述伞面上，所述压力传感器设于所述伞架上，用于检测所述伞架承受的压力信号、并将所述压力信号传递至所述单片机，所述旋转舵机、所述单片机和所述蓄电池设于所述伞柄上。

所述柔性cigs组件与所述蓄电池连接，用于吸收太阳能，并将所述太阳能转化为电能为所述蓄电池充电；所述蓄电池与所述单片机连接，用于为所述单片机供电。所述单片机与所述旋转舵机连接，并根据所述压力信号控制所述旋转舵机转动，进而带动所述伞柄转动。

进一步地，所述柔性cigs组件包括多个长度尺寸不同的cigs单元，各个所述cigs单元通过沿长边弯曲、短边重合，形成大小不一的空心卷，多个所述cigs单元粘接于所述伞面上。

进一步地，所述伞架包括多个斜梁和多个支架，每个所述斜梁的一端与所述伞柄的端部连接，另一端远离所述伞柄向外延伸，所述斜梁沿所述伞柄的周向分布；所述支架的一端与所述伞柄连接，所述支架的另一端与所述斜梁连接，多个所述支架均连接于所述伞柄的同一截面，所述支架用于支撑所述斜梁。

进一步地，所述伞架包括多个斜撑，所述斜撑的两端与所述斜梁活动连接，所述斜梁通过所述支架与所述伞柄连接；所述斜撑与所述斜梁连接处可折叠。

进一步地，所述伞架还包括多个龙骨，每个所述龙骨设于相邻两个所述斜梁之间，多个所述龙骨首尾相连，以提高所述斜梁的强度。

进一步地，每个与所述伞柄顶端相连的所述斜梁上均设有一个所述压力传感器，每个所述压力传感器设于所述斜梁末端的所述斜撑处。

进一步地，所述伞柄远离所述伞面的一端设有弯钩部，所述蓄电池和所述单片机设于所述弯钩部上，所述蓄电池通过线缆与所述柔性cigs组件连接。

进一步地，所述旋转舵机设于多个所述支架在所述伞柄的交汇处，所述旋转舵机可360度旋转、且可使所述伞柄摆动，所述伞柄的摆动范围为0度至60度。

进一步地，所述斜梁、所述斜撑、所述支架和所述龙骨均为空心结构，均采用不锈钢或复合纤维材料制成。

本发明提供的另一种自动调节光伏伞，所述自动调节光伏伞包括伞体、柔性cigs组件、压力传感器、光照传感器、旋转舵机、单片机和蓄电池。

所述伞体包括伞面、伞架和伞柄，所述伞架与所述伞柄连接，以支撑所述伞面。所述柔性cigs组件设于所述伞面上，所述压力传感器设于所述伞架上，用于检测所述伞架承受的压力信号、并将所述压力信号传递至所述单片机。所述光照传感器均匀设于所述伞面外侧，用于检测所述伞面的光照强度信号、并将所述光照强度信号传递至所述单片机；所述旋转舵机、所述单片机和所述蓄电池设于所述伞柄上。

所述柔性cigs组件与所述蓄电池连接，用于吸收太阳能，并将所述太阳能转化为电能为所述蓄电池充电；所述蓄电池与所述单片机连接，用于为所述单片机供电。所述单片机与所述旋转舵机连接，并根据所述压力信号和所述光照强度信号控制所述旋转舵机转动，进而带动所述伞柄转动。

本发明提供的自动调节光伏伞具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的一种自动调节光伏伞，包括伞体、柔性cigs组件、压力传感器、旋转舵机、单片机和蓄电池。伞体包括伞面、伞架和伞柄，伞架与伞柄连接。通过将柔性cigs组件设于伞面、压力传感器设于伞架，柔性cigs组件吸收太阳能，并将太阳能转化为电能为蓄电池充电，单片机根据压力传感器检测的伞架承受的压力信号来控制旋转舵机的转动，进而带动伞柄转动，实现自动调节，增大该自动调节光伏伞的挡风雨面积。该自动调节光伏伞制造成本低，利用太阳能转化为电能、环保节能、安全无污染，而且可以适用于风雨天气，适用范围广，具有极大的推广应用价值。

本发明提供的另一种自动调节光伏伞，伞面设置有柔性cigs组件和光照传感器，伞架上设有压力传感器，通过光照传感器检测太阳光强度以便于柔性cigs组件吸收更多的太阳能、并将其转化为电能储存于蓄电池中。通过压力传感器检测伞架承受的压力，使伞柄转动以增大该自动调节光伏伞的遮挡风雨面积，实用性强，具有极大的推广应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例提供的自动调节光伏伞的第一视角的结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的自动调节光伏伞的第二视角的结构示意图；

图3为本发明具体实施例提供的自动调节光伏伞的柔性cigs组件的分布示意图；

图4为本发明具体实施例提供的自动调节光伏伞的工作原理示意图。

图标：100-自动调节光伏伞；111-伞面；113-伞柄；115-斜梁；1151-斜撑；117-支架；119-龙骨；120-柔性cigs组件；130-压力传感器；140-旋转舵机；150-蓄电池；160-单片机；161-线缆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例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例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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。

本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明具体实施例提供的自动调节光伏伞100的第一视角的结构示意图，图2为本发明具体实施例提供的自动调节光伏伞100的第二视角的结构示意图，请参照图1和图2。

本实施例提供的一种自动调节光伏伞100，包括伞体、柔性cigs组件120(cigs，cuinxga(1-x)se2的缩写，太阳能薄膜电池)、压力传感器130、旋转舵机140、单片机160和蓄电池150。

伞体包括伞面111、伞架和伞柄113，伞架与伞柄113连接，以支撑伞面111。柔性cigs组件120设于伞面111上，压力传感器130设于伞架上，用于检测伞架承受的压力信号、并将压力信号传递至单片机160，旋转舵机140、单片机160和蓄电池150设于伞柄113上。

柔性cigs组件120与蓄电池150连接，用于吸收太阳能，并将太阳能转化为电能为蓄电池150充电；蓄电池150与单片机160连接，用于为单片机160供电。单片机160与旋转舵机140连接，并根据压力信号控制旋转舵机140转动，进而带动伞柄113转动。可选地，柔性cigs组件120与蓄电池150之间设有充电控制器，蓄电池150与单片机160之间设有逆变器。

图3为本发明具体实施例提供的自动调节光伏伞100的柔性cigs组件120的分布示意图，请参照图3。

具体地，柔性cigs组件120包括多个长度尺寸不同的cigs单元，各个cigs单元通过沿长边弯曲、短边重合，形成大小不一的空心卷，多个cigs单元粘接于伞面111上，具有稳定性好、抗辐照性能好、成本低、效率高等优点。可选地，本实施例中的柔性cigs组件120采用单晶硅光伏组件，通过双面胶膜固定于伞面111上。需要说明的是，伞面111中心顶部位置设置的柔性cigs组件120较少或不设置，在除伞面111中心部位的其它地方，均覆盖有一层柔性cigs组件120，以便于伞柄113的旋转和伞面111的折叠。当然，柔性cigs组件120可以通过黏贴的方式贴至伞面111上，也可以采用其他固定连接方式，比如，卡接或扣接等，这里不做具体限定。

伞架包括多个斜梁115、多个支架117、多个斜撑1151和多个龙骨119，每个斜梁115的一端与伞柄113的端部连接，另一端远离伞柄113向外延伸，斜梁115沿伞柄113的周向分布，并略微向下倾斜。支架117的一端与伞柄113连接，支架117的另一端与斜梁115连接，多个支架117均连接于伞柄113的同一截面，支架117用于支撑斜梁115。

斜撑1151的两端与斜梁115活动连接，斜梁115通过支架117与伞柄113连接。斜撑1151与斜梁115连接处可折叠，折叠后的自动调节光伏伞100便于携带。每个龙骨119设于相邻两个斜梁115之间，多个龙骨119首尾相连，以提高斜梁115的强度。斜梁115、斜撑1151、支架117和龙骨119均为空心结构，均采用不锈钢或复合纤维材料制成，以提高自动调节光伏伞100的抗风抗雨强度。每个与伞柄113顶端相连的斜梁115上均设有一个压力传感器130，每个压力传感器130设于斜梁115末端的斜撑1151处，用于检测各个方向上的斜梁115所承受的压力情况，并将采集到的压力值信号反馈至单片机160，单片机160通过内部程序来判断压力值是否超过预设值，然后向旋转舵机140发出是否转动的信号。若采集到的压力值大于预设值，则表明伞面111偏离原来的方向，需要调整，即单片机160发出转动信号，控制舵机转动，带动伞柄113往压力值较大的方向转动，直到压力值小于或等于预设值；若采集到的压力值小于或等于预设值，则单片机160不发出转动信号。在雨天刮风下雨时，通过对压力信号的检测感知风向，自动旋转伞柄113、调节伞面111来达到挡雨面积最大化和挡风的效果。

作为优选，压力传感器130可采用bx120-1aa压力应变式传感器，体积小，灵敏度高，采用电阻式应变片输出压力信号，通过rs485接口输出压力信号。单片机160采用具有51内核的(如at89c2051)处理器，用于控制核心信号的处理和控制信号的产生。

伞柄113远离伞面111的一端设有弯钩部，弯钩部也为中空结构，蓄电池150和单片机160设于弯钩部内，蓄电池150通过线缆161与柔性cigs组件120连接。线缆161的一端与柔性cigs组件120连接，另一端穿入斜梁115到达伞柄113，多根线缆161在伞柄113的空心结构中汇集后与蓄电池150连接，将太阳能转化为电能后存储至蓄电池150中。可选地，伞柄113也可以省略弯钩部，呈直杆状。

旋转舵机140设于多个支架117在伞柄113的交汇处，旋转舵机140可360度旋转、且可使旋转舵机140上端的伞柄113倾斜摆动，即旋转舵机140处至靠近伞面111的伞柄113端部的这段伞柄113摆动，伞柄113摆动的范围为0度至60度。通过伞柄113的自动旋转或倾斜可以实现该自动调节光伏伞100遮挡风雨的面积最大化，抗风抗雨能力更强，其使用场景不受天气的影响。

本发明提供的另一种自动调节光伏伞100，自动调节光伏伞100包括伞体、柔性cigs组件120、压力传感器130、光照传感器、旋转舵机140、单片机160和蓄电池150。

伞体包括伞面111、伞架和伞柄113，伞架与伞柄113连接，以支撑伞面111。柔性cigs组件120设于伞面111上，压力传感器130设于伞架上，用于检测伞架承受的压力信号、并将压力信号传递至单片机160。光照传感器均匀设于伞面111外侧，用于检测伞面111的光照强度信号、并将光照强度信号传递至单片机160，使单片机160发出控制信号让旋转舵机140转动，带动伞柄113朝光照强度大的方向转动，以便于吸收更多的太阳能，在蓄电池150中储存充足的电能。旋转舵机140、单片机160和蓄电池150设于伞柄113上。

柔性cigs组件120与蓄电池150连接，用于吸收太阳能，并将太阳能转化为电能为蓄电池150充电。蓄电池150与单片机160连接，用于为单片机160供电。单片机160与旋转舵机140连接，并根据压力信号和光照强度信号控制旋转舵机140转动，进而带动伞柄113转动。可选地，若根据光照强度判断的旋转方向与根据压力值判断的旋转方向发生冲突时，优先考虑压力值信号。

图4为本发明具体实施例提供的自动调节光伏伞100的工作原理示意图，请参照图4。本发明提供的自动调节光伏伞100，其工作原理如下：

柔性cigs组件120吸收太阳能、并将其转化为电能储存于蓄电池150中，柔性cigs组件120与蓄电池150通过线缆161连接，蓄电池150为单片机160、压力传感器130和旋转舵机140供电。单片机160根据压力传感器130检测的压力信号值判断风向，控制旋转舵机140转动，实现自动调节伞面111以使当风雨面积最大化。另一种设有光照传感器的自动调节光伏伞100，还可以根据检测的光照强度自动旋转伞面111，朝光照强度较大的方向转动，以吸收更多的太阳能，储存更充足的电能。

综上所述，本发明提供的自动调节光伏伞100具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的自动调节光伏伞100，结构简单，伞体结构强度高，成本低，能有效实现雨天自动调节伞面111来达到挡雨挡风面积最大化的效果。可折叠、便于携带，抗风抗雨能力强，使用寿命长。户外使用不需要额外的电源，利用太阳能即可提供充足持续的电能，环保节能、安全无污染，有着较高的产品价值和充分的市场前景。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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、组合和变化。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。