CN209964019U - 一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，包括设置于工作台上的步进电机控制器、步进电机驱动器、电源模块和弯曲运动机构；弯曲运动机构包括底座、电机、电机连接片、联轴器、滚珠丝杆、第一光轴、第二光轴、第一轴承片、滑块、第二轴承片、宽样品固定板和窄样品固定板；宽样品固定板和窄样品固定板分别用于夹持柔性太阳能电池试样的活动端和固定端。通过电机驱使联轴器转动，驱使滚珠丝杆的转动和滑台的运动，实现柔性太阳能电池试样的弯曲测试，具有弯曲速率、次数和半径可控的优点，节省了人工成本，自动化程度高，质量可靠。

Description

一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置

技术领域

本实用新型属于弯曲测试技术领域，具体涉及一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置。

背景技术

柔性太阳能电池，是一种制备在柔性衬底上的薄膜太阳能电池，主要特征在于其具备可弯曲使用的能力，同时具备质量轻、制备成本低、便于运输等优点，是目前占据主流市场的传统硅基太阳能电池的优选替代物之一。

光电转换性能是科学家们衡量太阳能电池好坏的首要标准，而柔性太阳能电池通常是在弯曲状态下使用，如应用在汽车的顶部、帆船、赛艇的船舱表面、帐篷、服装的特殊曲面上，而弯曲状态会影响柔性太阳能电池的光电性能，弯曲状态对光电转换性能的影响已成为评判柔性太阳能电池好坏的关键标准之一。

目前，已有大量科学家对柔性太阳能电池的光电转换性能进行了耐弯曲测试，发表的报道显示柔性太阳能电池经过弯曲后，光电转换性能会受到影响，特别的，当弯曲次数超过一定数值，例如弯曲1000次，或弯曲半径低于一定数值，例如1mm，光电转换性能显著下降。

在弯曲测试中，大都采用手工操作完成重复多次的弯曲测试，同时兼顾控制每一次的弯曲半径，这种人工操作不仅大量的消耗测试人员的体力和时间，同时也无法保证每次测试弯曲半径的精准性。因此，需要专门的弯曲测试控制装置，以减少人工操作的不便和提高测试的精准性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，包括弯曲运动机构；

所述弯曲运动机构包括底座、电机、电机连接片、联轴器、滚珠丝杆、第一光轴、第二光轴、第一轴承片、滑块、第二轴承片、宽样品固定板和窄样品固定板；

电机位于底座的一端，电机的输出端固定有电机连接片，电机连接片的几何中心位置设置有第一纵向通孔，电机的输出端和联轴器的输入轴通过电机连接片第一纵向通孔相连接；

第一轴承片和第二轴承片固定于底座上；第二轴承片相较于第一轴承片设置于远离电机的一端；第一轴承片的几何中心位置设有第二纵向通孔，第二纵向通孔的两旁等距设有第三纵向通孔和第四纵向通孔；联轴器的输出轴经过第一轴承片的第二纵向通孔与滚珠丝杆的一端相连接，第一光轴和第二光轴平行放置并分别穿过第一轴承片的第三纵向通孔和第四纵向通孔；第一光轴和第二光轴的两端同时分别与电机连接片和第二轴承片相连接；第二轴承片固定于底座上远离电机的一端；

第一轴承片与第二轴承片之间设有滑块，滑块的几何中心位置设有滑块第五纵向通孔，滚珠丝杆的另一端穿过滑块第五纵向通孔与第二轴承片相连接，滑块第五纵向通孔的两旁等距设有滑块第六纵向通孔和滑块第七纵向通孔；第一光轴和第二光轴同时分别穿过滑块第六纵向通孔和滑块第七纵向通孔，第一光轴和第二光轴组成滑块的运动轨道；滑块上设有宽样品固定板，第二轴承片上设有窄样品固定板；

第一纵向通孔、第二纵向通孔、第三纵向通孔、第四纵向通孔、第五纵向通孔、第六纵向通孔和第七纵向通孔的轴向平行设置。

进一步的，柔性太阳能电池的固定端固定在窄样品固定板上，活动端固定在宽样品固定板上。

进一步的，所述宽样品固定板包括通过螺丝连接的上下两块；所述窄样品固定板包括通过螺丝连接的上下两块。

进一步的，所述宽样品固定板的底部通过强力胶与所述滑块固定相连；所述窄样品固定板的底部通过强力胶与所述第二轴承片固定相连。

进一步的，所述宽样品固定板和所述窄样品固定板均由亚克力板制成。

进一步的，所述底座固定于工作台上。

进一步的，工作台上还固定有步进电机控制器、步进电机驱动器和电源模块，步进电机驱动器同时与步进电机控制器、电源模块和电机的接入端相连接。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果如下：

1、柔性太阳能电池试样的活动端的运动次数，运动距离和运动速率，可通过设置步进电机控制器的参数来调整，实现柔性太阳能电池试样指定弯曲速率、弯曲次数和弯曲半径的测试，避免了人工弯曲测试的误差较大的问题，保证了弯曲测试质量和提高了测试的可重复性；

2、本实用新型可对样品进行多次的反复弯曲测试，省去了重复性的人工操作，节省了人工成本和时间，自动化程度高，方便快捷；

3、宽样品固定板和窄样品固定板均为亚克力板，能够保证在驱动柔性太阳能电池试样弯曲的过程中确保柔性太阳能电池试样表面平整且受力均匀，且亚克力板价格低廉，可有效节约成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置的总体结构图；

图2为本实用新型一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置弯曲运动机构结构图；

图3为本实用新型一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置弯曲运动机构局部放大图；

图中，1-底座，2-电机，3-电机连接片，4-联轴器，5-滚珠丝杆，6-第一光轴，7-第二光轴，8-第一轴承片，9-滑块，10-第二轴承片，111-宽样品固定板，112-窄样品固定板，100-工作台，101-步进电机控制器，102-步进电机驱动器，103-电源模块，104-弯曲运动机构。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本实用新型提供进一步的详细说明。除非另有指明，本实用新型所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。

如图1所示，本实用新型提供一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，包括设置于工作台上的步进电机控制器、步进电机驱动器、电源模块和弯曲运动机构；

如图2所示，所述弯曲运动机构包括底座1、电机2、电机连接片3、联轴器4、滚珠丝杆5、第一光轴6、第二光轴7、第一轴承片8、滑块9、第二轴承片10、宽样品固定板111和窄样品固定板112。

弯曲运动机构上设有滑块9，滑块9上设有宽样品固定板111，滑块9运行方向上设有电机2，滑块9与滚珠丝杆5相连接，滚珠丝杆5与联轴器4相连接，联轴器4与电机2相连接，电机2驱动联轴器4转动，联轴器4驱使滚珠丝杆5转动，滚珠丝杆5通过转动驱使滑块9及固定在滑块9顶部的宽样品固定板111往返运动，进而驱使夹持在宽样品固定板111上的柔性太阳能电池试样的活动端运动，由于固定在窄样品固定板112上的柔性太阳能电池试样的固定端是固定不动的，即可完成柔性太阳能电池弯曲测试。需特别强调的是，柔性太阳能电池试样的活动端的运动次数，运动距离和运动速率，可通过设置步进电机控制器的参数来调整，实现柔性太阳能电池试样指定弯曲速率、弯曲次数和弯曲半径的测试，避免了人工弯曲测试的误差较大的问题，保证了弯曲测试质量和提高了测试的可重复性，同时，本实用新型可对样品进行多次的反复弯曲测试，省去了重复性的人工操作，节省了人工成本和时间，自动化程度高，方便快捷。

宽样品固定板111有两块且两块宽样品固定板111通过螺丝过孔配合，窄样品固定板112有两块且两块窄样品固定板112通过螺丝过孔配合。具体的说，通过松紧所述宽样品固定板111和窄样品固定板112配合的螺丝，夹持柔性太阳能电池试样的两端，其中，宽样品固定板111固定柔性太阳能电池试样的活动端，窄样品固定板112固定柔性太阳能电池试样的固定端。更具体的说，宽样品固定板111的底部通过强力胶与滑块9相连。更具体的说，窄样品固定板112的底部通过强力胶与第二轴承片10相连。本实用新型分别利用上下两块宽样品固定板111和窄样品固定板112实现夹持柔性太阳能电池的活动端和固定端，通过活动宽样品固定板111驱动柔性太阳能电池弯曲运动，安装过程只需拧松螺丝并放置柔性太阳能电池试样即可，操作简单，柔性太阳能电池试样固定可靠。

宽样品固定板111和窄样品固定板112为亚克力板。通过将宽样品固定板111和窄样品固定板112设置为亚克力板，在驱动柔性太阳能电池试样弯曲的过程中确保柔性太阳能电池试样表面平整且受力均匀。此外，亚克力板价格低廉，可有效节约成本。

工作台100顶部同时分散固定步进电机控制器101、步进电机驱动器102、电源模块103和弯曲运动机构104，为整个弯曲测试控制装置提供固定的工作平台。具体的说，弯曲运动机构104的底座1固定于工作台100顶部，电机连接片3和第二轴承片10分别设置于底座1的两侧。工作台100起到固定的作用，为滑块9的运动提供稳定、平稳的环境，避免柔性太阳能电池试样在测试过程中的不确定因素的干扰以及受到损伤。

电机2与步进电机驱动器102相连，所述步进电机驱动器102同时与步进电机控制器101和电源模块103相连。具体的说，电机2右侧固定电机连接片3，电机连接片3的几何中心位置设置有第一纵向通孔，电机2的输出端和联轴器4的输入轴通过电机连接片3的第一纵向通孔相连接。联轴器4的输出轴经过第一轴承片8的第二纵向通孔与滚珠丝杆5的一端相连接，其中，第一轴承片8固定于底座1顶部，第一轴承片8的第二纵向通孔位于第一轴承片8的几何中心位置，且第一轴承片8的第二纵向通孔的两旁等距设有第三纵向通孔和第四纵向通孔，第一轴承片8的第二纵向通孔、第三纵向通孔与第四纵向通孔的几何中心点连线在一条与底座1平面平行的直线上，第一光轴6和第二光轴7平行放置并分别穿过第一轴承片8的第三纵向通孔和第四纵向通孔。第一光轴6和第二光轴7的两端同时分别与电机连接片3和第二轴承片10相连接，电机连接片3和第二轴承片10起到固定第一光轴6和第二光轴7的作用。第一光轴6和第二光轴7同时分别穿过滑块9的第六纵向通孔和第七纵向通孔，第一光轴6和第二光轴7组成滑块9的运动轨道，其中，

滑块9的第五纵向通孔位于滑块9的几何中心位置，且滑块9的第五纵向通孔的两旁等距设有第六纵向通孔和第七纵向通孔，滑块9的第五纵向通孔、第六纵向通孔和第七纵向通孔的几何中心点连线在一条与底座1平面平行的直线上，滚珠丝杆5穿过滑块9的第五纵向通孔，另一端与第二轴承片10相连接，同时，滚珠丝杆5的转动驱使滑块9运动，而滑块9上放置有用于夹持柔性太阳能电池试样活动端的宽样品固定板111。更具体的说，电机2驱动联轴器4转动，联轴器4驱使滚珠丝杆5转动，滚珠丝杆5通过转动驱使滑块9及固定在滑块9顶部的宽样品固定板111往返运动，进而驱使夹持在宽样品固定板111上的柔性太阳能电池试样的活动端运动。更具体的说，电机2的运动受步进电机驱动器102的驱使。更具体的说，电源模块103为步进电机驱动器102提供动力。更具体的说，步进电机驱动器102通过接收步进电机控制器101的指令驱使电机2的运动。进一步的说，步进电机控制器101具有自动模式、手动模式、编辑模式和编参模式，相关领域的技术人员可根据弯曲测试需要，快速设置步进电机控制器101的参数，为步进电机驱动器102提供运行指令，进一步驱动电机2运行，实现对柔性太阳能电池试样进行指定弯曲速率、弯曲次数和弯曲半径的测试，避免了人工弯曲测试的误差较大的问题，保证了弯曲测试质量和提高了测试的可重复性，同时，本实用新型可对样品进行多次的反复弯曲测试，省去了重复性的人工操作，节省了人工成本和时间，自动化程度高，方便快捷。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (7)

1.一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，其特征在于，包括弯曲运动机构；

所述弯曲运动机构包括底座(1)、电机(2)、电机连接片(3)、联轴器(4)、滚珠丝杆(5)、第一光轴(6)、第二光轴(7)、第一轴承片(8)、滑块(9)、第二轴承片(10)、宽样品固定板(111)和窄样品固定板(112)；

电机(2)位于底座(1)的一端，电机(2)的输出端固定有电机连接片(3)，电机连接片(3)的几何中心位置设置有第一纵向通孔，电机(2)的输出端和联轴器(4)的输入轴通过电机连接片(3)第一纵向通孔相连接；

第一轴承片(8)和第二轴承片(10)固定于底座(1)上；第二轴承片(10)相较于第一轴承片(8)设置于远离电机(2)的一端；第一轴承片(8)的几何中心位置设有第二纵向通孔，第二纵向通孔的两旁等距设有第三纵向通孔和第四纵向通孔；联轴器(4)的输出轴经过第一轴承片(8)的第二纵向通孔与滚珠丝杆(5)的一端相连接，第一光轴(6)和第二光轴(7)平行放置并分别穿过第一轴承片(8)的第三纵向通孔和第四纵向通孔；第一光轴(6)和第二光轴(7)的两端同时分别与电机连接片(3)和第二轴承片(10)相连接；第二轴承片(10)固定于底座(1)上远离电机(2)的一端；

第一轴承片(8)与第二轴承片(10)之间设有滑块(9)，滑块(9)的几何中心位置设有滑块第五纵向通孔，滚珠丝杆(5)的另一端穿过滑块第五纵向通孔与第二轴承片(10)相连接，滑块第五纵向通孔的两旁等距设有滑块第六纵向通孔和滑块第七纵向通孔；第一光轴(6)和第二光轴(7)同时分别穿过滑块第六纵向通孔和滑块第七纵向通孔，第一光轴(6)和第二光轴(7)组成滑块(9)的运动轨道；滑块(9)上设有宽样品固定板(111)；第二轴承片(10)上设有窄样品固定板(112)；

第一纵向通孔、第二纵向通孔、第三纵向通孔、第四纵向通孔、第五纵向通孔、第六纵向通孔和第七纵向通孔的轴向平行设置。

2.根据权利要求1所述的一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，其特征在于，柔性太阳能电池的固定端固定在窄样品固定板(112)上，活动端固定在宽样品固定板(111)上。

3.根据权利要求1所述的一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，其特征在于，所述宽样品固定板(111)包括通过螺丝连接的上下两块；所述窄样品固定板(112)包括通过螺丝连接的上下两块。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，其特征在于，所述宽样品固定板(111)的底部通过强力胶与所述滑块(9)固定相连；所述窄样品固定板(112)的底部通过强力胶与所述第二轴承片(10)固定相连。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，其特征在于，所述宽样品固定板(111)和所述窄样品固定板(112)均由亚克力板制成。

6.根据权利要求1所述的一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，其特征在于，还包括工作台；所述底座(1)固定于工作台上。

7.根据权利要求6所述的一种柔性太阳能电池弯曲测试控制装置，其特征在于，工作台上还固定有步进电机控制器(101)、步进电机驱动器(102)和电源模块(103)，步进电机驱动器(102)同时与步进电机控制器(101)、电源模块(103)和电机(2)的接入端相连接。

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