一种可利用水能和太阳能的便携式发电箱的制作方法

1.本发明涉及新能源发电技术领域，特别是涉及一种可利用水能和太阳能的便携式发电箱。


背景技术：

2.目前，我国通过在大型江河上建立水电站实现对水资源的利用，而对于一些小型的河流，由于水流量小，不具备建立水电站的条件，因此就需要设计出小型的、便携性的水力发电装置来对这部分水资源加以利用。
3.当人们进行野炊或者户外作业的时候，无法及时找到电源为手机、手电筒或者其它小型电器供电，而水流和阳光在野外是较为常见的，因此可设计一种简单便携式的发电箱，充分利用野外的环境优势，进行发电、储电。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是提供一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱，能够在户外方便携带并利用水流或者阳光发电并储能。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
6.一种可利用水能和太阳能的便携式发电箱，包括太阳能光伏板1、顶部转杆固定装置a2、顶部转杆固定装置b3、双头转杆a4、双头转杆b5、双头转杆c6、双头转杆d7、中轴连接杆8、直角固定扣a9、直角固定扣b10、转向盘11、螺旋定位梢15、单头螺栓a16、单头螺栓b17、单头螺栓c18、单头螺栓d19、单头螺栓e20、单头螺栓f21、螺母a22、螺母b23、螺母c24、螺母d25等组成的太阳能光伏板收缩转向结构；包括发电箱壳体26、发电机a34、发电机b35、发电机转轴a36、发电机转轴b37、联轴器a38、联轴器b39、水轮组40、主转轴41、电线a42、电线b43、蓄电池44、led灯管45、手柄46等组成的水力发电结构；包括底部转杆固定装置a47、底部转杆固定装置b48、单头转杆a49、单头转杆b50、套筒支撑板a51、套筒支撑板b52、弹簧圆头卡扣a59、弹簧圆头卡扣b60、弹簧圆头卡扣c61、弹簧圆头卡扣d62、单头螺栓g63、单头螺栓h64、螺母e65、螺母f66等组成的收缩支撑结构；水轮组40包括一号水轮401、二号水轮402、三号水轮403，发电机壳体26顶部设有正方形凹槽27，正方形凹槽27中心设有螺旋定位孔12，正方形凹槽27正下方预留矩形中空部分29，发电箱壳体26顶部侧边设有细矩形槽28，发电机壳体26两侧预留梯形中空部分a30、梯形中空部分b31，发电机壳体26中间设有流道32，包括渐缩流道321、水平流道322以及渐扩流道323，发电机壳体26底部设有矩形凹槽33，转向盘11顶部中心线方向设定位螺旋圆孔a13、定位螺旋圆孔b14，单头转杆a49两侧分别设有主定位圆孔槽a53、主定位圆孔槽b54，单头转杆b50两侧分别设有主定位圆孔槽c55、主定位圆孔槽d56，套筒支撑板a51、套筒支撑板b52分别设有副定位通孔组a57、副定位通孔组b58，副定位通孔组a57包括副定位通孔a571、副定位通孔b572、副定位通孔c573、副定位通孔d574、副定位通孔e575、副定位通孔f576、副定位通孔g577、副定位通孔h578，副定位通孔组b58包括副定位通孔a581、副定位通孔b582、副定位通孔c583、副定位通孔d584、副定位通
孔e585、副定位通孔f586、副定位通孔g587、副定位通孔h588；手柄46焊接在发电箱壳体26侧面；太阳能光伏板1与顶部转杆固定装置a2、顶部转杆固定装置b3采用焊接连接；顶部转杆固定装置a2的通孔与双头转杆a4的上侧通孔对齐，单头螺栓a16穿入其中，由螺母a22实现铰接连接，顶部转杆固定装置b3与双头转杆b5的上侧通孔对齐，单头螺栓b17穿入其中，由螺母b23实现铰接连接；双头转杆a4、双头转杆b5的下侧通孔分别与双头转杆c6、双头转杆d7的上侧通孔对齐，中轴连接杆8穿入其中，两侧铰接连接；直角固定扣a9的竖向通孔与定位螺旋圆孔a13对齐，单头螺栓e20拧入其中固定，直角固定扣b10的竖向通孔与定位螺旋圆孔b14对齐，单头螺栓f21拧入其中固定；双头转杆a6的下侧通孔与直角固定扣a9的横向通孔对齐，单头螺栓c18穿入其中，由螺母c24实现铰接连接，双头转杆b7的下侧通孔与直角固定扣b10的横向通孔对齐，单头螺栓d19穿入其中，由螺母d25实现铰接连接；螺旋定位梢15焊接在转向盘11底部中心，螺旋定位梢15与螺旋定位孔12中心对齐，旋转拧入实现连接；蓄电池44、发电机a34、发电机b35、led灯管45分别放置于矩形中空部分29、梯形中空部分a30、梯形中空部分b31、细矩形槽28内；水轮组40与主转轴41采用焊接连接，主转轴41两端分别与发电机转轴a34、发电机转轴b35通过联轴器a38、联轴器b39连接，发电机a34、发电机b35分别外接电线a42、电线b43与蓄电池44连接；底部固定装置a47、底部固定装置b48与矩形凹槽33槽底采用焊接连接，底部固定装置a47的通孔与单头转杆a49的通孔对齐，单头螺栓g63穿入其中，由螺母e65实现铰接连接，底部固定装置b48的通孔与单头转杆b50的通孔对齐，单头螺栓h64穿入其中，由螺母f66实现铰接连接；弹簧圆头卡扣a59、弹簧圆头卡扣b60、弹簧圆头卡扣c61、弹簧圆头卡扣d62分别焊接在主定位圆孔槽a53、主定位圆孔槽b54、主定位圆孔槽c55、主定位圆孔槽d56内；套筒支撑板从单头转杆一端无缝套入，将套筒支撑板的通孔与单头转杆的主定位圆孔槽对齐，利用弹簧卡扣圆头的圆头对套筒支撑板进行卡扣固定。
7.所述套筒支撑板a51、套筒支撑板b52的空心横截面积与单头转杆a49、单头转杆b50的横截面积相等。
8.所述一号水轮401、二号水轮402、三号水轮403由中心的轮盘以及8个叶片组成，叶片截面为矩形，其第一侧缘相对于第二侧缘，朝对应于水轮转动方向呈倾斜状，两边设有侧板，侧板与叶片第一侧缘平齐；一号水轮(401)、二号水轮402、三号水轮403之间间距相等。
9.所述渐缩流道321和渐扩流道323的扩张角为45
°
。
10.所述太阳能光伏板1横向面积与正方形凹槽27面积相等。
11.所述转向盘11可以以螺旋定位梢15为中心进行360
°
自由转动。
12.所述手柄46的截面为圆形。
13.所述太阳能光伏板收缩转向结构、水力发电结构以及收缩支撑结构可以充分利用水流和太阳能发电，又能达到可收缩可折叠的便携性目的。
14.本发明的有益效果是：
15.一.本发明通过可360
°
转动的转向盘以及铰接连接的转向杆，使太阳能光伏板可任意改变倾斜角度和方向，从而达到接收阳光的最佳位置；同时在发电箱不使用时，将太阳能光伏板折叠收缩进正方形凹槽内，达到减小体积的目的。
16.二.本发明通过单头转杆上主定位圆孔槽内焊接的弹簧圆头卡扣与套筒支撑板上的通孔组配合固定，从而可以针对不同水深的河流选择不同的合理支撑高度，适应性广。
17.三.本发明通过弹簧圆头卡扣与副定位通孔组的最内侧通孔配合，使整个支撑结构收缩达到最短，同时单头转杆实现套筒支撑板向内侧的转向，从而使支撑结构收缩进矩形凹槽内，达到减小体积的目的。
18.四.本发明通过发电机壳体中间的渐缩流道以及水平流道，对来流起到汇集加速的作用，提高水流对水轮的冲击效果，提高发电效率。
附图说明
19.图1为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱工作状态的三维结构示意图；
20.图2为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱的太阳能光伏板收缩转向结构的装配示意图；
21.图3为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱的收缩支撑结构的第一装配示意图；
22.图4为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱的收缩支撑结构的第二装配示意图；
23.图5为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱的收缩支撑结构调整支撑高度时的装配示意图；
24.图6为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱的收缩支撑结构固定状态的三维结构示意图；
25.图7为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱的水力发电结构的前侧三维剖视图；
26.图8为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱的水力发电结构的上侧三维剖视图；
27.图9为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱的太阳能光伏板收缩转向结构收缩状态的结构剖视图；
28.图10为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱的收缩支撑结构收缩状态的结构示意图；
29.图11为本发明一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱整体收缩状态的示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
31.本发明为一种可利用水能和太阳能的便携式户外发电箱，包括包括太阳能光伏板1、顶部转杆固定装置a2、顶部转杆固定装置b3、双头转杆a4、双头转杆b5、双头转杆c6、双头转杆d7、中轴连接杆8、直角固定扣a9、直角固定扣b10、转向盘11、螺旋定位梢15、单头螺栓a16、单头螺栓b17、单头螺栓c18、单头螺栓d19、单头螺栓e20、单头螺栓f21、螺母a22、螺母b23、螺母c24、螺母d25等组成的太阳能光伏板收缩转向结构；包括发电箱壳体26、发电机
a34、发电机b35、发电机转轴a36、发电机转轴b37、联轴器a38、联轴器b39、水轮组40、主转轴41、电线a42、电线b43、蓄电池44、led灯管45、手柄46等组成的水力发电结构；包括底部转杆固定装置a47、底部转杆固定装置b48、单头转杆a49、单头转杆b50、套筒支撑板a51、套筒支撑板b52、弹簧圆头卡扣a59、弹簧圆头卡扣b60、弹簧圆头卡扣c61、弹簧圆头卡扣d62、单头螺栓g63、单头螺栓h64、螺母e65、螺母f66等组成的收缩支撑结构；
32.参照图2，按如图所示将太阳能光伏板1的顶部转杆固定装置a2、顶部转杆固定装置b3的通孔分别与双头转杆a4、双头转杆b5的上侧通孔对齐，按如图所示方向将单头螺栓a16、单头螺栓b17分别穿入其中，穿出各通孔的部分分别用螺母a22、螺母b23实现铰接连接；双头转杆a4、双头转杆b5的下侧通孔分别与双头转杆c6、双头转杆d7上侧通孔对齐，中轴连接杆8穿入其中，两侧铰接连接；将双头转杆a6、双头转杆b7的下侧通孔分别与直角卡扣a9、直角卡扣b10的横向通孔对齐，按如图所示方向将单头螺栓c18、单头螺栓d19分别穿入其中，穿出各通孔的部分分别用螺母c24、螺母d25实现铰接连接；按图中黑色箭头方向，将直角固定扣a9、直角固定扣b10的竖向通孔分别与转向盘11上的定位螺旋圆孔a13、定位螺旋圆孔b14对齐，单头螺栓e20、单头螺栓f21分别拧入预紧。
33.参照图3，将底部转杆固定装置a47的通孔与单头转杆a49的通孔对齐，按如图所示方向将单头螺栓g63穿入其中，穿出通孔的部分用螺母e65实现铰接连接；焊接弹簧圆头卡扣a59、弹簧圆头卡扣b60分别焊接在单头转杆a49两侧的主定位圆孔槽a53、主定位圆孔槽b54内；参照图5，调节支撑高度时，将弹簧圆头卡扣a59、弹簧圆头卡扣b60的弹簧部分分别完全压缩进入主定位圆孔槽a53、主定位圆孔槽b54内，弹簧圆头卡扣a59、弹簧圆头卡扣b60的圆头顶部正好与主定位圆孔槽a53口、主定位圆孔槽b54口平齐，将套筒支撑板a51按图中黑色箭头方向从单头转杆a49一端无缝套入，选择与所需支撑高度对应的副定位通孔与单头转杆a49两侧的主定位圆孔槽a53、主定位圆孔槽b54对齐；参照图6，松开弹簧圆头卡扣a59、弹簧圆头卡扣b60，圆头顶部正好与套筒支撑板a51的副定位通孔口平齐，对套筒支撑板a51进行卡扣固定。
34.参照图6，发电箱壳体26从上至下依次设有细矩形槽28、正方形凹槽27、矩形中空部分29、流道32、梯形中空部分a30、梯形中空部分b31、矩形凹槽33；细矩形槽28内安装led灯管45，将蓄电池44置于矩形中空部分29内，蓄电池44两侧分别通过电线a42、电线b43与两侧梯形中空部分a30、梯形中空部分b31内的发电机a34、发电机b35连接；参照图8，流道32沿水流方向即图中黑色箭头方向依次包括渐缩流道321、水平流道322以及渐扩流道323；将水轮组40等距焊接于主转轴41上，并安装在水平流道322内，主转轴41两端分别通过联轴器a38、联轴器b39与发电机转轴a36、发电机转轴b37连接；参照图7，按图中黑色箭头方向将转向盘11底部中心焊接的螺旋定位梢旋转拧入正方形凹槽27中心的螺旋定位孔12；参照图1，将太阳能光伏板收缩转向结构与发电机壳体26连接起来；底部转杆固定装置a47、底部转杆固定装置b48对称焊接在矩形凹槽33纵向中心线上。
35.作为本发明的优选实施方式，如图1所示，黑色箭头代表水流方向，水流冲击水轮组，带动主转轴转动，通过联轴器将动能传递至发电机转轴，从而带动发电机发电，同时顶部的太阳能光伏板1接收太阳光也进行发电，对蓄电池44充电、对led灯管45或其他用电设备供电。
36.根据野外实际情况，通过360
°
转动的转向盘11改变太阳能光伏板1的方向，同时通
过相互铰接的双头转杆a4、双头转杆b5、双头转杆c6、双头转杆d7的收缩，改变太阳能光伏板的倾斜角度，从而达到接收阳光的最佳位置。对于不同的水深的河流，调节支撑高度时，将弹簧圆头卡扣的弹簧部分完全压缩进入主定位圆孔槽内，此时弹簧圆头卡扣的圆头顶部正好与主定位圆孔槽槽口平齐，将套筒支撑板从单头转杆一端无缝套入，从套筒支撑板上选择与所需支撑高度对应的副定位通孔和单头转杆两侧的主定位圆孔槽对齐，再松开弹簧圆头卡扣，此时圆头顶部正好与副定位通孔口平齐，实现对套筒的支撑板卡扣固定，从而可以根据不同情况调节发电箱支撑高度，提高水流对水轮的冲击效果，提高利用水流的发电效率。
37.在不使用发电箱时，如图9所示，调整双头转杆6、双头转杆7的侧边与正方形凹槽27底面平行，同时顶部转杆固定装置a2、顶部转杆固定装置b3的圆弧部分分别与双头转杆6、双头转杆7的侧边相切，使得太阳能光伏板1与正方形凹槽27槽口平齐，整个太阳能光伏板收缩转向结构收缩进正方形凹槽27内部；如图10所示，选择套筒支撑板a51的副定位通孔578和套筒支撑板b52的副定位通孔588分别与单头转杆a49、单头转杆b50的弹簧圆头卡扣配合，使得发电箱的收缩支撑结构达到最短，同时将单头转杆a49、单头转杆b50向内侧翻转，使其一侧与矩形凹槽33底面平行，此时套筒支撑板a51、套筒支撑板b52刚好与矩形凹槽33槽口平齐。
38.综上所述，本发明通过太阳能光伏板收缩转向结构可以任意调整太阳能光伏板的方向和倾斜角度，实现太阳能光伏板对阳光的最大程度吸收，同时也能将太阳能光伏板收缩折叠至正方形凹槽内，达到减小体积的目的；利用收缩支撑结构可以根据水深来改变发电箱的支撑高度，提高水流对水轮的冲击效果，同时在不工作时可以将其收进矩形凹槽内，减小体积；整个发电箱结构简单，操作方便，可以收缩折叠，便于携带，同时利用水流和太阳能发电，适用于野外情景。