CN106050798A - 一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备，包括缸筒、缸盖，缸筒侧面设置有第一油管和第二油管，缸筒内设置有活塞杆、活塞和导向套，所述活塞杆一端活动贯穿导向套、缸盖、且螺栓连接有输出头，活塞杆的另一端贯穿活塞且柔性连接有缓冲装置，活塞两端均设置有环形活塞垫，所述环形活塞垫的外径等于缸筒的内径，所述环形活塞垫的内径沿活塞至缸筒的两端逐渐增大。本发明通过设置环形活塞垫，在低温环境中，即使液压油出现流速慢、部分凝固的现象导致作用于活塞的作用力小，也能允许液压油泵在不增加过多的功耗、提供更强的输出压力的前提下使本装置正常工作。

Description

一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备

技术领域

本发明涉及一种液压缸，具体涉及一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备。

背景技术

太阳能是指太阳的热辐射能，是一种可再生资源，具有量大、无害、普遍等诸多优点。人类利用太阳能的历史可以追溯至古代人们利用阳光晒物品、制作食物等。而如今人们对太阳能的需求已不再是单纯地利用太阳的热能。1615年，法国工程师考克斯发明了世界上第一台太阳能驱动的发动机，开启了近代太阳能的利用史。

太阳能电池板是指将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接的转换成电能的装置。太阳能电池板现在主要被应用于交通、通讯、石油钻井平台、路灯、光伏电站等诸多领域，除了上述领域之外，太阳能电池板还被应用在部分边远无电地区例如高原、牧区、或边防哨所等地方为军民提供的生活用电。

当应用于边远无电地区时，由于部分地区天气变化无常，容易出现冰雹，为了避免冰雹对太阳能电池板表面造成损伤，人们通过液压***的执行元件——液压缸控制太阳能电池板的偏转方向，从而改变冰雹落在太阳能电池板上的入射角，减轻冰雹对太阳能电池板的碰撞力度。但是，在周围气温低的情况下，液压油粘度增加，甚至出现部分液压油凝固的现象，导致液压缸供油压力减小，液压油泵的功耗必须大于正常工况数倍才能维持液压缸对太阳能电池板的正常转向，这对液压油泵的损耗是非常大的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对传统液压缸的缺陷，目的在于提供一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备，解决传统液压缸在低温环境中为了维持正常供油而造成的功耗大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备，包括一端开放的缸筒、以及与开放端螺栓连接的缸盖，所述缸筒侧面设置有第一油管和第二油管，缸筒内设置有活塞杆、活塞和导向套，所述活塞杆一端活动贯穿导向套、缸盖、且螺栓连接有输出头，活塞杆的另一端贯穿活塞且柔性连接有缓冲装置，所述活塞两端均设置有环形活塞垫，所述环形活塞垫的外径等于缸筒的内径，所述环形活塞垫的内径沿活塞至缸筒的两端逐渐增大。

在部分寒冷地区，低气温导致液压油泵中的液压油粘度增加，再加上液压油中可能会存在水，使得液压油中甚至会形成固体，上述两种情况都降低了液压油的流动性，使得液压油流速缓慢。液压油泵在正常的工况下所输出的压力使得液压油对活塞作用时，液压油慢流速、弱作用力均不足以推动活塞正常运动，从而使得液压缸的输出端工作异常。

为了解决上述问题，本发明提供了一种能够增加液压油对活塞作用力的双作用单活塞杆液压缸。

本装置具有缸筒、第一油管、第二油管、活塞、活塞杆、导向套、缸盖和输出头，这些装置都是传统的双作用单活塞杆液压缸所具备的。与传统的液压缸不同的是，本装置在活塞的两端均设置有环形活塞垫。环形活塞垫的形状为一个开设有通孔的圆柱体，活塞杆滑动通过所述通孔，圆柱体的外径等于缸筒的内径，圆柱体的内径，即通孔的直径是变化的，沿着从固定在活塞上的一端至远离活塞的一端，通孔的直径是逐渐增大的。优选的，通孔位于活塞上的那端的直径等于活塞杆的直径，远离活塞的一端的直径等于缸筒的内径。上述的通孔直径逐渐增大至少包括了两种情况，第一种情况是通孔是圆锥体，从平行于缸筒中轴线的截面上看，通孔为等腰梯形；第二种情况中，从平行于缸筒中轴线的截面上看，通孔为半球体。

当液压油靠近活塞时，沿活塞向缸筒两端的方向，将液压油分为若干段。其中第一段与活塞接触，推动活塞运动，第二段受第三段的推动从而推动第一段，而第一段受到活塞的反作用力的同时也向第二段传递一个反作用力。传统的液压缸，只具有圆柱体的活塞，圆柱体的活塞两端与液压油的接触面为平面。当第一段液压油垂直作用于活塞时，其受到的反作用力是垂直朝向第二段液压油的，相应的，第二段液压油垂直反作用于第三段液压油，依次类推。这样就使得第三段液压油需要提供更大的力才能克服第二段液压油给的反作用力。通过上述描述可以得出，对于接触面为平面的活塞，液压油泵在提供输出压力时，需要使得液压油克服活塞垂直的反作用力方能推动活塞在缸筒内移动。改进后的液压缸则在活塞上增加了环形活塞垫，当第一段液压油垂直作用于环形活塞垫的通孔的侧壁上时，环形活塞垫给第一段液压油的反作用力不再是垂直于第一段液压油，而是垂直于侧壁曲面的法线，而这个力沿垂直于第一段液压油的方向，即平行于缸筒的轴向的分力必然小于合力，所以环形活塞垫有效地降低了活塞传送给第一段液压油的反作用力，使得液压油泵在同样的输出压力时，活塞给的反作用力降低，活塞更容易在缸筒内移动；不仅如此，当环形活塞垫作用给第一段液压油的反作用力的纵向分力，即平行于缸筒径向的分力使得第一段液压油向通孔的中轴线挤压，这样产生的效果是，沿环形活塞垫的通孔壁面至通孔中轴线的方向，液压油作用在环形活塞垫上的力由边缘向中间逐渐增大，由于接触面积逐渐减小，中轴线处的液压油对环形活塞垫的压强也随之增大，使得活塞在缸筒内的移动更加容易。

综上所述，通过环形活塞垫，改变了活塞对液压油的反作用力方向，从而减小了液压油泵输出端需要克服的来自活塞的反作用力，使得活塞在缸筒内的移动更加顺畅，有效地降低了液压油泵的输出功耗。在低温环境中，即使液压油出现流速慢、部分凝固的现象导致作用于活塞的作用力小，也能允许液压油泵在不增加过多的功耗、提供更强的输出压力的前提下使本装置正常工作。

另外，在实际应用中发现，将缸筒的封闭端固定在太阳能电池板的基座上，缸筒的开放端竖直向上，当活塞杆往下，即向封闭端移动时，活塞杆会突然碰撞至缸筒的封闭端上。这样不仅会造成活塞杆的损坏，同时还会导致输出头所连接的被升降装置的振动，严重时还会损坏该装置。产生这种现象原因有两个，第一个原因是因为低温环境中，液压油中包含有固体，使得液压油不再是连续性的流体，其流动不再具备连续性，当液压油从第二油管中抽走时，液压油中的固体如果被抽走，那么由于固体与液体之间连续性差，在液压油中就会形成一块等于该固体体积的空隙，该空隙使得周围的液压油猛然向这一空隙中流动，失去了对活塞杆的支撑，从而导致了活塞杆突然往下滑落一截；第二个原因是活塞杆支撑的输出头所连接的物体具有重力，再加上活塞杆的重力，位于活塞下部的液压油所要承受的作用力很大，相应的，对液压油的流动性要求就高，因为需要通过液压油的形变改变其内应力从而达到减缓环形活塞垫、活塞、活塞杆所传来的压力，使得活塞杆能够缓慢、平稳地下移，当温度低时，液压油流动性差，无法产生相应的形变，使得活塞杆的下移过程容易出现突然下降。为了解决上述问题，活塞杆面向缸筒封闭端的一端柔性连接有缓冲装置。这里提到的柔性连接是指允许连接部位发生轴向伸缩，沿轴向产生一定位移量的连接方式，这里使用的连接的方式可采用波纹管等弹性接头。通过柔性连接的缓冲装置，当活塞杆突然撞击缸筒底部时，缓冲装置的底部首先撞击在缸筒的封闭端上，缓冲装置将缸筒传递给缓冲装置底部的反作用力减弱后传递给活塞杆，活塞杆继续向缓冲装置移动一段距离，同时柔性连接收缩，通过这段移动的距离，不仅使活塞杆受到的冲力降低，而且避免了活塞杆直接与缸筒封闭端碰撞，不仅如此，缓冲装置代替部分液压油，起到了一定的对活塞杆的承接作用，使活塞杆平缓地向下移动。

进一步地，缓冲装置包括一端开放的外壳，所述外壳封闭端上设置有弹簧，所述弹簧面向外壳开口的一端上连接有缓冲块，所述缓冲块与活塞杆的相匹配。所述缓冲装置为筒体，筒体一端开放另一端封闭，封闭端上固定有弹簧，弹簧的另一端连接缓冲块。缓冲块与活塞杆相匹配的意思是，缓冲块的尺寸与活塞杆相匹配，当活塞杆进入外壳后，与缓冲块接触，两者相对固定同时在外壳内移动。

进一步地，缸筒、活塞杆、活塞、缓冲装置和环形活塞垫的中轴线相互重合。这样设置能够使得活塞的受力更加均匀，同时活塞杆在输出时不会发生由于偏心使力而导致断裂的情况。

进一步地，输出头上设置有销孔。输出头上可以设置有销孔，通过在销孔中***销轴，将输出头与需要升降的装置固定在一起。

进一步地，输出头上设置有外螺纹。输出头上可以设置外螺纹，将输出头与需要升降的装置通过螺纹连接。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过环形活塞垫，改变了活塞对液压油的反作用力方向，从而减小了液压油泵输出端需要克服的来自活塞的反作用力，使得活塞在缸筒内的移动更加顺畅，有效地降低了液压油泵的输出功耗；在低温环境中，即使液压油出现流速慢、部分凝固的现象导致作用于活塞的作用力小，也能允许液压油泵在不增加过多的功耗、提供更强的输出压力的前提下使本装置正常工作；

2、本发明的活塞杆柔性连接有缓冲装置，当活塞杆突然撞击缸筒底部时，缓冲装置的底部首先撞击在缸筒的封闭端上，弹簧将缸筒传递缓冲装置底部的反作用力减弱后传递给活塞杆，活塞杆继续向缓冲装置移动一段距离，同时柔性连接收缩，通过这段移动的距离，不仅使活塞杆受到的冲力降低，而且避免了活塞杆直接与缸筒封闭端碰撞，不仅如此，缓冲装置代替部分液压油，起到了一定的对活塞杆的承接作用，使活塞杆平缓地向下移动；

3、本发明的输出头上既可设置销孔，通过销轴与需要被输出动力的装置连接在一起，也可以设置外螺纹从而与需要被输出液压动力的装置螺纹连接在一起，操作更加灵活，符合实际应用的多种需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-缸筒，2-第一油管，3-第二油管，4-活塞杆，5-活塞，6-弹簧，7-导向套，8-输出头，9-缸盖，10-环形活塞垫，11-缓冲块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明为一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备，包括一端开放的缸筒1、以及与开放端螺栓连接的缸盖9，缸筒1侧面设置有第一油管2和第二油管3，缸筒1内设置有活塞杆4、活塞5和导向套7，活塞杆4一端活动贯穿导向套7、缸盖9、且螺栓连接有输出头8，活塞杆4的另一端贯穿活塞5且柔性连接有缓冲装置，活塞5两端均设置有环形活塞垫10，环形活塞垫10的外径等于缸筒1的内径，环形活塞垫10的内径沿活塞5至缸筒1的两端逐渐增大。缓冲装置包括一端开放的外壳，外壳封闭端上设置有弹簧6，弹簧6面向外壳开口的一端上连接有缓冲块11，缓冲块11与活塞杆4的相匹配。缸筒1、活塞杆4、活塞5、缓冲装置和环形活塞垫10的中轴线相互重合。输出头8上设置有销孔。

使用本装置时，将缸筒1的封闭端固定在太阳能电池板的底座上，通过输出头8上的销孔与太阳能电池板的背板上的销控通过销轴连接，当需要对太阳能电池板的方向进行调整，即需要移动活塞5在缸筒1内的位置时，开启液压油泵，液压油从第一油管2和第二油管3中进入缸筒1中。当需要向上移动活塞5时，液压油从第二油管3中进入，同时从第一油管2中流出；当需要向下移动活塞5时，液压油从第一油管2中进入，从第三油管3中流出。液压油的流进和流出均受到液压油泵的控制。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，输出头8上设置有外螺纹，通过螺纹连接需要被液压动力输出的装置，其操作方法与实施例1中记载相同，输出头8上的外螺纹设置允许本装置能够应用的范围更加广泛，实际应用中更加灵活。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备，包括一端开放的缸筒（1）、以及与开放端螺栓连接的缸盖（9），所述缸筒（1）侧面设置有第一油管（2）和第二油管（3），缸筒（1）内设置有活塞杆（4）、活塞（5）和导向套（7），所述活塞杆（4）一端活动贯穿导向套（7）、缸盖（9）、且螺栓连接有输出头（8），其特征在于，活塞杆（4）的另一端贯穿活塞（5）且柔性连接有缓冲装置，所述活塞（5）两端均设置有环形活塞垫（10），所述环形活塞垫（10）的外径等于缸筒（1）的内径，所述环形活塞垫（10）的内径沿活塞（5）至缸筒（1）的两端逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备，其特征在于，所述缓冲装置包括一端开放的外壳，所述外壳封闭端上设置有弹簧（6），所述弹簧（6）面向外壳开口的一端上连接有缓冲块（11），所述缓冲块（11）与活塞杆（4）的相匹配。

3.根据权利要求1或2所述的一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备，其特征在于，所述缸筒（1）、活塞杆（4）、活塞（5）、缓冲装置和环形活塞垫（10）的中轴线相互重合。

4.根据权利要求3所述的一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备，其特征在于，所述输出头（8）上设置有销孔。

5.根据权利要求3所述的一种多晶硅太阳能电池芯片的可转向搭载设备，其特征在于，所述输出头（8）上设置有外螺纹。