CN114876341A - 一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗 - Google Patents

一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗 Download PDF

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    • A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract

本发明公开了一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗，包括窗框、横支撑臂、光伏窗和种植箱。本发明根据现有的住宅建筑居室外墙的窗墙布置特点，通过合理的***分区，将动态光伏遮阳***与外墙垂直农业***在建筑外墙进行了集成设计。充分利用了动态光伏模块来高效吸收太阳辐射、提供合理的室内光热环境质量，同时利用外墙窗户下部区域来进行农业生产并通过垂直滑动装置来实现种植单元的操作。

Description

一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗。
背景技术
作为光伏建筑一体化的发展分支，动态光伏遮阳通过追踪太阳高度角与方位角，将过多的太阳能资源转换为电能，从而显著提高太阳辐射的接收效率，同时通过形态或位置来变化来调节室内光热环境质量；作为建筑农业一体化的发展分支，外墙垂直农业充分利用外墙接收的太阳能资源，在不增加用地需求的前提下，进行可观的农业产出，同时起到调节社区微气候，增强建筑墙体保温隔热效果的作用。将两种***同时应用于建筑外墙具有显著的环境效益与生态效益。然而两种***具有自身应用特点，目前尚缺乏针对两种***在建筑外墙的统筹设计考虑。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构可靠，分区协调，成本可控，操作可行的集成装置，即一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗，包括窗框、横支撑臂、光伏窗和种植箱；
所述窗框包括四周边框、竖边框和横边框，所述竖边框和横边框相互垂直地设置于所述四周边框内部，所述竖边框和横边框的交叉位置的外侧设置横支撑臂，在相邻横支撑臂之间通过角度调节机构安装光伏窗，在所述光伏窗的下方、每两条相邻的竖边框之间设置一竖列的种植箱；
所述角度调节机构包括支撑短臂、转轴中柱、背侧边方柱、步进电机、第一传动杆、第二传动杆和驱动中柱，每一组角度调节机构包括2根支撑短臂，其一端连接在横支撑臂末端的内侧，另一端连接转轴中柱；所述背侧边方柱设置于所述光伏窗背侧的两边，其中部设置第一通孔和第二通孔，并于第一通孔位置转动安装在所述转轴中柱的两端，所述第二通孔之间转动安装驱动中柱；所述支撑短臂上设置步进电机，步进电机的输出端铰接第一传动杆，第一传动杆与第二传动杆相铰接，第二传动杆连接所述驱动中柱；
所述种植箱包括箱体、底座、滑轮和限位轮，箱体底部的两侧各设置一底座，底座的下方设置抵在竖边框工字钢结构外表面的滑轮，底座向内一侧形成伸入竖边框工字钢结构两侧凹槽的短臂，短臂上分别安装限位轮。
在上述技术方案中，每所述的一竖列的种植箱的数量至少为3。
在上述技术方案中，所述滑轮上安装有锁止装置。
本发明的优点：
本发明公开了一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗，其共包括2个独立***：动态光伏遮阳***与外墙垂直农业***。根据各自需求与特点，动态光伏遮阳***位于上部，外墙垂直农业***位于下部。在工作状态下光伏模块可以进行角度调节以满足不同环境条件或者场景的需求。动态光伏遮阳***的支撑模块与外墙垂直农业***的滑动模块连接并固定于建筑外墙。种植模块由滑动模块提供竖直方向上的位移，以满足种植、采摘、收获等农业生产活动的需求。本发明根据现有的住宅建筑居室外墙的窗墙布置特点，通过合理的***分区，将动态光伏遮阳***与外墙垂直农业***在建筑外墙进行了集成设计。充分利用了动态光伏模块来高效吸收太阳辐射、提供合理的室内光热环境质量，同时利用外墙窗户下部区域来进行农业生产并通过垂直滑动装置来实现种植单元的操作。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图(外侧)。
图2为本发明整体结构示意图(内测)。
图3为本发明正视结构示意图。
图4为本发明侧视结构示意图。
图5为本发明俯视结构示意图。
图6为角度调节机构结构示意图。
图7为种植箱结构示意图。
其中：1为光伏窗，2为角度调节机构，2-1为步进电机，2-2为第一传动杆，2-3为第二传动杆，2-4为支撑短臂，2-5为转轴中柱，2-6为驱动中柱，2-7为背侧边方柱，3为横支撑臂，4为箱体，4-1为底座，4-2为滑轮，4-3为限位轮，5为竖边框，6为横边框，7为四周边框。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗，包括窗框、横支撑臂3、光伏窗1和种植箱；
所述窗框包括四周边框7、竖边框5和横边框6，所述竖边框5和横边框6相互垂直地设置于所述四周边框7内部，所述竖边框5和横边框6的交叉位置的外侧设置横支撑臂3，在相邻横支撑臂3之间通过角度调节机构安装光伏窗1，在所述光伏窗1的下方、每两条相邻的竖边框5之间设置一竖列的种植箱；
所述角度调节机构包括支撑短臂2-4、转轴中柱2-5、背侧边方柱2-7、步进电机2-1、第一传动杆2-2、第二传动杆2-3和驱动中柱2-6，每一组角度调节机构包括2根支撑短臂2-4，其一端连接在横支撑臂3末端的内侧，另一端连接转轴中柱2-5；所述背侧边方柱2-7设置于所述光伏窗1背侧的两边，其中部设置第一通孔和第二通孔，并于第一通孔位置转动安装在所述转轴中柱2-5的两端，所述第二通孔之间转动安装驱动中柱2-6；所述支撑短臂2-4上设置步进电机2-1，步进电机2-1的输出端铰接第一传动杆2-2，第一传动杆2-2与第二传动杆2-3相铰接，第二传动杆2-3连接所述驱动中柱2-6；
所述种植箱包括箱体4、底座4-1、滑轮4-2和限位轮4-3，箱体底部的两侧各设置一底座4-1，底座4-1的下方设置抵在竖边框5工字钢结构外表面的滑轮4-2，底座4-1向内一侧形成伸入竖边框5工字钢结构两侧凹槽的短臂，短臂上分别安装限位轮4-3。
在本实施例中，每所述的一竖列的种植箱的数量的数量为3。
上述实施例中，一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗在进行使用时，包含2部分机构的运动：一、光伏窗通过角度调节机构进行角度的调节，二、种植箱在竖边框进行上下位置的调节；
一、光伏窗通过角度调节机构进行角度的调节：步进电机驱动第一传动杆转动，第一传动杆驱动第二传动杆，第二传动杆连接驱动中柱，驱动中柱带动背侧边方柱以转轴中柱为转轴的进行转动，背侧边方柱上安装的是光伏窗，进而光伏窗发生角度的变化，通过改变步进电机输出扭矩的正反，即可实现两个方向的任意调节。
二、种植箱在竖边框进行上下位置的调节：竖边框选用拟工字钢的结构，底座的下方设置抵在竖边框工字钢结构外表面的滑轮，底座向内一侧形成伸入竖边框工字钢结构两侧凹槽的短臂，短臂上分别安装限位轮，种植箱通过自身重量向下压底座，滑轮向内用力作用在工字钢结构外表面，限位轮向外用力作用在工字钢结构外钢板的内壁上，即可实现种植箱与竖边框之间位置的固定，当需要调节位置时，稍抬种植箱沿竖直方向调节位置，调节好后，放下种植箱即可再次固定位置，当需要拆卸时，向两侧掰开短臂，由竖边框上取下限位轮即可，再次安装时也是同理，掰开短臂，将限位轮嵌入竖边框工字钢结构两侧凹槽中即可。
实施例2
在上述实施例的基础上，为了种植箱方便在竖边框上进行位置的定位，进一步加强种植箱的稳定，在滑轮上安装有锁止装置，避免滑轮发生滑动，使用时先上下调节种植箱，然后通过锁止装置对滑轮锁死，进而固定种植箱的位置。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗，其特征在于，包括窗框、横支撑臂、光伏窗和种植箱；
所述窗框包括四周边框、竖边框和横边框，所述竖边框和横边框相互垂直地设置于所述四周边框内部，所述竖边框和横边框的交叉位置的外侧设置横支撑臂，在相邻横支撑臂之间通过角度调节机构安装光伏窗，在所述光伏窗的下方、每两条相邻的竖边框之间设置一竖列的种植箱；
所述角度调节机构包括支撑短臂、转轴中柱、背侧边方柱、步进电机、第一传动杆、第二传动杆和驱动中柱，每一组角度调节机构包括2根支撑短臂，其一端连接在横支撑臂末端的内侧，另一端连接转轴中柱；所述背侧边方柱设置于所述光伏窗背侧的两边，其中部设置第一通孔和第二通孔，并于第一通孔位置转动安装在所述转轴中柱的两端，所述第二通孔之间转动安装驱动中柱；所述支撑短臂上设置步进电机，步进电机的输出端铰接第一传动杆，第一传动杆与第二传动杆相铰接，第二传动杆连接所述驱动中柱；
所述种植箱包括箱体、底座、滑轮和限位轮，箱体底部的两侧各设置一底座，底座的下方设置抵在竖边框工字钢结构外表面的滑轮，底座向内一侧形成伸入竖边框工字钢结构两侧凹槽的短臂，短臂上分别安装限位轮。
2.根据权利要求1所述的一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗，其特征在于：每所述的一竖列的种植箱的数量至少为3。
3.根据权利要求1所述的一种动态光伏遮阳与外墙垂直农业集成窗，其特征在于：所述滑轮上安装有锁止装置。
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