CN108390451A - 一种太阳能充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能充电器，其包括：柔性充电组件，其包括多个太阳能薄膜元件；旋转支架，所述柔性充电组件与旋转支架相连并可以缠绕在所述旋转支架上。本发明所提供的太阳能充电器可实现卷曲收纳，克服太阳能薄膜元件不能弯折缺点，容纳多层太阳能薄膜元件，使得整个充电器充电能力和续电能力都有极大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能充电设备，尤其是一种太阳能充电器。
背景技术
现代人户外出行越来越频繁，所携带电子产品也越来越多，电子产品都需要消耗能源，移动电源成为出行必须携带的配件。传统的锂电池电源需要事先充电，在户外无电源情况下无法续电，不能使用，并且废旧电池产品处理上也会增加环保压力。因此，对于自发电充电设备有着迫切的需求。
目前，市场上出现了由平面充电单元构成的太阳能充电器。图1示出了一种晶硅太阳能发电片充电器。图2示出了一种薄膜发电纸太阳能充电器。这两种类型的太阳能充电器都不可弯折，面积很大，携带非常不便。市场上也有一种可卷曲的太阳能充电器。这种太阳能充电器卷曲时弯曲直径超过30cm，体积也非常大不易携带，而且充电单元外露容易引起损伤和失效。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明提供一种太阳能充电器，其特征在于，包括：柔性充电组件，其包括多个太阳能薄膜元件；以及旋转支架，所述柔性充电组件与旋转支架相连；其中，旋转支架定义多个围绕旋转轴的平面；在缠绕状态，每个平面上停留一个或多个太阳能薄膜元件；在展开状态，太阳能薄膜元件与旋转支架的平面分离。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，多个太阳能薄膜元件之间设置有间隔；在缠绕状态，所述间隔与所述旋转支架的相邻平面的连接处相对应。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，旋转支架为括三角形支架、四边形支架、五边形支架或者更多边数的支架。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，其进一步包括外壳，所述旋转支架设置在外壳中；其中，多个太阳能薄膜元件在缠绕状态处于外壳内，在展开状态通过外壳的开口伸出外壳。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，柔性充电组件包括进一步拉手，其中在缠绕状态拉手封闭外壳的开口。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，相邻的太阳能薄膜元件之间通过可弯折的元件彼此相互连接。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，包括衬底，多个太阳能薄膜元件设置在衬底上，衬底包括多个太阳能薄膜元件之间的可弯折区域。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，可弯折区域包括切槽。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，多个太阳能薄膜元件之间的距离符合如下公式：Ln＝2/k*π[R1+n*(t+g)]，其中，Ln表示第n个间距，k表示是边数，R1表示支架原始圆角，t为太阳能薄膜元件厚度，g为预留间隙。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，进一步包括与旋转支架相连的旋转盖，其经配置以带动所述旋转支架旋转。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，其进一步包括连接在旋转支架与外壳上固定位置之间涡簧。
如上所述的太阳能充电器，其特征在于，其进一步包括与柔性充电组件电连接的储能装置以及与储能装置电连接的照明装置。
根据本发明的另一个方面，提出一种太阳能组件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：提供柔性充电组件，其包括多个太阳能薄膜元件；其中多个太阳能薄膜元件之间的距离符合如下公式：Ln＝2/k*π[R1+n*(t+g)]；其中， Ln表示第n个间距，k表示是边数，R1表示支架原始圆角，t为太阳能薄膜元件厚度，g为预留间隙；以及提供旋转支架，所述旋转支架定义多个围绕旋转轴的平面；在缠绕状态，每个平面上停留一个或多个太阳能薄膜元件。
本发明的有益效果是：可灵活组合多片太阳能薄膜元件，增大受光面积，增加发电量，能在无户外电源情况下解决出行充电之急需。太阳能薄膜元件在卷曲过程中不弯折，不易损伤。本发明的产品外形美观，结构紧凑，易于携带，并能给太阳能薄膜元件提供很好的保护，减少损伤。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1是现有技术中晶硅太阳能发电片充电器示意图；
图2是现有技术中薄膜发电纸示意图；
图3是根据本发明一个实施例的太阳能充电器的收纳示意图；
图4是根据本发明一个实施例的太阳能充电器的尺寸示例图；
图5是根据本发明一个实施例的太阳能充电器的展开示意图；
图6是根据本发明一个实施例的充电组件尺寸示例图；
图7是根据本发明一个实施例的三角形支架旋转结构示意图；
图8是根据本发明一个实施例的柔性充电组件进出的状态示意图；
图9是根据本发明一个实施例的太阳能充电器的内部切面图；以及
图10是根据本发明一个实施例的涡簧示意图。
图中的附图标记对应的元件如下：1.旋转盖，2.多片太阳能芯片，3.拉手， 4.固定圆筒，5.切槽，6.太阳能芯片组件，7.支架，8.缠绕多层芯片，9.芯片出口端，10.弯折区域，以及11.固定轴。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
图3是根据本发明一个实施例的太阳能充电器的收纳示意图。图4是根据本发明一个实施例的太阳能充电器的尺寸示例图。本领域技术人员应当理解，图4中所示尺寸并非限制性尺寸，而是为了说明本发明优点的实例。实际情况中，根据芯片不同的情况下可能存在不同尺寸。
太阳能充电器包括外壳1和柔性充电组件2。外壳1包括开口，柔性充电组件2包括把手3。如图所示，在收纳状态，柔性充电组件2的大部分都位于外壳1内，把手3通过外壳1的开口而位于外壳1之外。
图5是根据本发明一个实施例的太阳能充电器的展开示意图。图6是根据本发明一个实施例的充电组件尺寸示例图。本领域技术人员应当理解，图6中所示尺寸并非限制性尺寸，而是为了说明本发明优点的实例。实际情况中，根据芯片不同的情况下可能存在不同尺寸。柔性充电组件2展开时接受太阳光的照射，可将太阳能转化为电能给其他电子产品充电。
如图所示，柔性充电组件2包括一个或多个太阳能薄膜元件4。根据本发明的一个实施例，多个太阳能薄膜元件4通过可弯折的元件相互连接。可弯折的元件包括但不限于：铰链、胶条、转动件、可转动卡接件等。在其他一些实施例中，柔性充电组件2包括衬底5，一个或多个太阳能薄膜元件4设置在衬底上。多个太阳能组件通之间包括可弯折区域10连接。根据本发明的一个实施例，可弯折区域可进一步包括切槽11以加强可折弯性。本领域技术人员应当理解，太阳能薄膜元件4可能是刚性的或者柔性的。柔性充电组件2的柔性体现在多个太阳能薄膜元件4之间的连接是可弯折的，或者多个太阳能薄膜元件4之间的衬底5是可弯折的，或者衬底5本身即为柔性的。
参考图4和图6，图4和图6的实例性尺寸说明，在收纳状态，太阳能充电器的体积为209mm x D70mm。这个尺寸与手持的荧光棒差不多，携带非常方便。而在展开状态，展开的柔性充电组件的面积可以200mm x 300mm。柔性充电组件的面积足以满足普通的用电需求。由此，本发明的产品实现了便携性与实用性的统一。
根据本发明的一个实施例，太阳能充电器包括外壳1中的支架6。支架6 与柔性充电组件2相连。支架6可以旋转而使得柔性充电组件2缠绕在支架6 上。在一个具体的实施例中，支架6采用包括多个平面的可绕轴旋转的旋转支架，使得多片太阳能薄膜芯片组件卷曲缠绕在所述旋转支架上，且所述多片太阳能薄膜芯片组件的每片太阳能薄膜芯片能够停留在所述旋转支架的一个平面上。
更为具体地，旋转支架为三角形支架。图7是根据本发明一个实施例的三角形支架旋转结构示意图。图8是根据本发明一个实施例的柔性充电组件进出的状态示意图。
如图所示，柔性充电组件2以多层重叠方式缠绕在支架6上。采用三角形而不是采用其它多边形支架的具体思路如下：在同样直径的外接圆(设半径为 R)情况下，通过计算，内接三角形每边边长为1.732R,而内接四边形的边长为 1.414R，内接五边形的边长为1.176R,以此类推，边数越多，每边就越短。三角形支架平面位置比四边形长22.5％，比五边形多47.3％，三角形可使放置不能弯折的组件区域更大。另外三角形尖角部位用圆角链接时，圆角弧度为 120°，弯折比较平缓，弯折处材料浪费较小，两边形的跑道形在弯折时，弯折角度达到180度，需要较大过渡区域，弯折处材料浪费较多。可以理解的是，旋转支架也可以采用别的多边形旋转支架来实现。相应地，在多个太阳能薄膜元件之间的距离也逐渐增加。图6示出了这样的一个例子。如图6所示，由于太阳能薄膜组件芯片卷曲时是多层叠加，其每一层的转折处长度是不一样的，组件展开时要精确计算各折弯段的长度，这样生产的组件样品才能很好贴合三角形支架，组件拉出及收纳顺畅。具体的计算公式为：Ln＝2/k*π[R1+n*(t+g)]。其中，Ln表示第n个间距，k表示是边数(例如三角形k＝3，四边形k＝4，以此类推)，R1表示支架原始圆角，t为太阳能薄膜元件厚度，g为预留间隙。可以理解的是，多个太阳能薄膜元件的面积也可以逐渐增加以更好的利用展开面积。
如图8所示，外壳开槽位置在组件开始伸出位置是与组件平齐的(如图7 中左图所示)，弯折区域的存在使得平面组件在旋转伸出时能够在120°范围内调整位置，保持组件在平面状态顺利伸出(图7中右图所示)。
另一方面，三角形支架和柔性充电组件2都设置在外壳1内，柔性充电组件通过圆筒外壳的开口伸出外壳1并与拉手3固定。柔性充电组件在收纳状态时，拉手3可堵住外壳1的开口，达到防水防尘的作用。
根据本发明的一个实施例，支架可以手动旋转或者自动旋转。图9是根据本发明一个实施例的太阳能充电器的内部切面图。在图9的实施例中，支架6 与旋转盖7相互固定并套接在转轴8上。直接拉动拉手3可以展开柔性充电组件2；而利用旋转盖7带动支架6围绕转轴8旋转可以手动收纳柔性充电组件 2。
另一个方面，可以通过增加如图10所示的涡簧结构以实现自动卷曲柔性充电组件2。在组件手动拉出展开时，涡簧受到旋转力，储蓄能量，当外部拉伸力撤销后，涡簧释放储蓄的旋转能量，使得组件自动卷曲收纳。如本领域技术人员所理解的，还可以采用别的自动收线结构来实现自动收纳，例如涡簧棘轮结构等。在另一个实施例中，太阳能薄膜元件可以为发电纸。
在一些实施例中，太阳能发电器还可以包括照明装置和储能装置(例如安装在旋转盖中)，其中，储能装置与柔性发电组件电连接。柔性发电装置可以为储能装置充电。由此，太阳能发电器还可以作为手电使用。
在上述的具体实例中，采用旋转支架(例如三角形支架)来固定柔性充电组件，使得薄膜元件可以停留在旋转支架的一个平面上不弯折，不损伤芯片还可达到多层折叠收纳，且旋转式结构可让太阳能薄膜元件的展开及卷曲收纳容易实现。本发明进一步可以自动轻松便捷地卷曲收纳柔性充电组件。本发明进一步采用封闭外壳，防灰防尘，增加组件使用寿命。本发明的产品外形规整美观，便携可靠。
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。
Claims (13)
1.一种太阳能充电器，其特征在于，包括：
柔性充电组件，其包括多个太阳能薄膜元件；以及
旋转支架，所述柔性充电组件与旋转支架相连；
其中，旋转支架定义多个围绕旋转轴的平面；在缠绕状态，每个平面上停留一个或多个太阳能薄膜元件；在展开状态，太阳能薄膜元件与旋转支架的平面分离。
2.根据权利要求1所述的太阳能充电器，其特征在于，多个太阳能薄膜元件之间设置有间隔；在缠绕状态，所述间隔与所述旋转支架的相邻平面的连接处相对应。
3.根据权利要求1所述的太阳能充电器，其特征在于，旋转支架为括三角形支架、四边形支架、五边形支架或者更多边数的支架。
4.根据权利要求1所述的太阳能充电器，其特征在于，其进一步包括外壳，所述旋转支架设置在外壳中；其中，多个太阳能薄膜元件在缠绕状态处于外壳内，在展开状态通过外壳的开口伸出外壳。
5.根据权利要求4所述的太阳能充电器，其特征在于，柔性充电组件包括进一步拉手，其中在缠绕状态拉手封闭外壳的开口。
6.根据权利要求1所述的太阳能充电器，其特征在于，相邻的太阳能薄膜元件之间通过可弯折的元件彼此相互连接。
7.根据权利要求1所述的太阳能充电器，其特征在于，包括衬底，多个太阳能薄膜元件设置在衬底上，衬底包括多个太阳能薄膜元件之间的可弯折区域。
8.根据权利要求7所述的太阳能充电器，其特征在于，可弯折区域包括切槽。
9.根据权利要求1所述的太阳能充电器，其特征在于，多个太阳能薄膜元件之间的距离符合如下公式：
Ln＝2/k*π[R1+n*(t+g)]；
其中，Ln表示第n个间距，k表示是边数，R1表示支架原始圆角，t为太阳能薄膜元件厚度，g为预留间隙。
10.根据权利要求4所述的太阳能充电器，其特征在于，进一步包括与旋转支架相连的旋转盖，其经配置以带动所述旋转支架旋转。
11.根据权利要求4所述的太阳能充电器，其特征在于，其进一步包括连接在旋转支架与外壳上固定位置之间涡簧。
12.根据权利要求1所述的太阳能充电器，其特征在于，其进一步包括与柔性充电组件电连接的储能装置以及与储能装置电连接的照明装置。
13.一种太阳能组件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供柔性充电组件，其包括多个太阳能薄膜元件；其中多个太阳能薄膜元件之间的距离符合如下公式：
Ln＝2/k*π[R1+n*(t+g)]；
其中，Ln表示第n个间距，k表示是边数，R1表示支架原始圆角，t为太阳能薄膜元件厚度，g为预留间隙；以及
提供旋转支架，所述旋转支架定义多个围绕旋转轴的平面；在缠绕状态，每个平面上停留一个或多个太阳能薄膜元件。
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