光伏板紧固件和光伏板模块的安装装置的制作方法

本发明总体上涉及一种紧固件。更具体地，涉及一种用于将光伏板模块附接至支承结构上的光伏板紧固件，以及具有该光伏板紧固件的光伏板模块的安装装置。

背景技术：

与常规能源相比，太阳能使用方便且成本低廉。太阳能光伏板用于将太阳能直接转换为电能，为用电设备供电或者向电网输送电能，以满足用电需要。通常，用以保持固定太阳能光伏板的装配框架被安装到建筑物屋顶的支承结构、导轨或承梁上，或通过螺纹紧固件及支架安装到地面上。

如图1所示，目前，太阳能光伏板的装配框架10主要通过螺栓30和螺母40配合紧固在支承结构20上。螺母40通常置于装配框架10的空腔中，在支承结构20上插入螺栓30并与置于装配框架10中的螺母40配合，从而将装配框架10紧固在支承结构20上。由于装配框架10内用于容纳螺母40的空间较小，不利于在安装过程中准确定位螺母40，使得难以快速找到螺栓30与螺母40对准的位置。此外，在安装的过程中螺母40容易在装配框架10中发生旋转，拧紧力度无法把控，导致整个安装过程费时费力，并且无法保证装配的稳固性。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提出一种结构简单、操作便利的光伏板紧固件，有效降低劳动和生产成本。

为此，根据本发明的一个方面，提供一种光伏板紧固件，所述光伏板紧固件被配置用于与螺纹紧固件配合，以将光伏板的装配框架附接至支承结构，所述光伏板紧固件包括：主体部，所述主体部大致平行于所述支承结构的安装平面；螺纹接合部，所述螺纹接合部垂直于所述主体部延伸出并具有供容置所述螺纹紧固件的通道，所述通道的内壁设有与所述螺纹紧固件的外螺纹配合的内螺纹；一对卡接肋，所述一对卡接肋分别从所述主体部的端面延伸出，并沿第一方向相对于所述螺纹接合部的中轴线对称布置，以适于卡接所述装配框架；以及一对支撑肋，所述一对支撑肋沿第二方向相对于所述螺纹接合部的中轴线对称布置，其中，各个支撑肋分别连接于一个卡接肋并延伸超出所述卡接肋的自由端，以适于抵接所述支承结构的安装平面，所述第二方向垂直于所述第一方向。

通过将与螺纹紧固件适配的螺纹接合部直接设置于光伏板紧固件上，只需操作螺纹紧固件旋入螺纹接合部即可实现快速连接固定，而无需在装配框架中操作螺纹接合部，安装和拆卸方便，节省了人力和时间成本。并且，支撑肋和卡接肋分别在相互垂直的两个方向上对称布置，能够使得光伏板紧固件的结构更加紧凑，并获得提高的整体强度。

根据上述技术构思，本发明可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。

在某些可选形式中，所述螺纹接合部和所述一对卡接肋布置于所述主体部的同侧，所述一对支撑肋之间的间距不与所述螺纹接合部的外周干涉；或者所述螺纹接合部和所述一对卡接肋分别布置于所述主体部的两侧，所述一对支撑肋之间的间距小于相配合的螺纹紧固件的外径。

在某些可选形式中，所述支撑肋被构造为大致u型，包括朝向所述主体部延伸的第一支撑部、用于抵接所述支承结构的安装平面的第二支撑部，以及所述第一支撑部和所述第二支撑部之间的支撑连接部；其中，所述第二支撑部与所述卡接肋通过弧形过渡部连接。

在某些可选形式中，所述弧形过渡部从所述卡接肋的自由端向内弯折延伸至所述第二支撑部。

本发明中支撑肋的独特构造使得支撑肋与支承结构的安装平面之间具有增大的接触面积，从而增加了支撑稳固性。此外，支撑肋与卡接肋通过弧形过渡部连接，有助于获得期望的紧固强度。

在某些可选形式中，所述支撑肋上设有从所述第一支撑部延伸至所述第二支撑部的加强筋。

在某些可选形式中，所述卡接肋上设有槽口，以减小所述卡接肋的刚性。

在某些可选形式中，所述光伏板紧固件被构造为包括预装状态和紧固状态，在所述预装状态，所述支撑肋与所述主体部之间具有第一间隙，在所述紧固状态，所述支撑肋在紧固力作用下压抵所述主体部。

第一间隙的设置不仅提供了支撑肋在不同状态下的视觉检测效果，当支撑肋压抵主体部时，主体部同时提供了支撑作用，进一步加强了光伏板紧固件的整体强度。

在某些可选形式中，所述紧固力通过将所述螺纹紧固件沿所述通道旋入所述螺纹接合部来施加。

根据本发明的另一方面，提供了一种光伏板模块的安装装置，包括用于安装光伏板的装配框架、支承结构以及至少一个上述的光伏板紧固件，所述装配框架包括框架主体和设置于所述框架主体顶部的光伏板卡槽，所述框架主体包括设有开槽的空腔供容置所述光伏板紧固件，所述光伏板紧固件的一对卡接肋被构造为适于从所述开槽插入后被所述空腔内的内抵接面止挡；其中，所述光伏板紧固件在预装状态时，所述卡接肋与所述内抵接面之间具有第二间隙，所述光伏板紧固件在紧固状态时，所述卡接肋在紧固力作用下压抵所述内抵接面。

在某些可选形式中，所述支承结构设有与所述开槽对应的安装孔，以适于螺纹紧固件经由所述安装孔和所述开槽与所述光伏板紧固件的螺纹接合部配合，所述紧固力通过将所述螺纹紧固件从所述支承结构朝向所述光伏板紧固件旋入所述螺纹接合部来施加。

在某些可选形式中，所述光伏板紧固件的支撑肋的宽度被构造为小于等于所述开槽的宽度。

本发明提供的光伏板紧固件结构简单、布局紧凑、占用空间小，易于在支承结构和装配框架上定位调整和安装拆卸，节省安装成本，提高了工作效率。将光伏板紧固件应用于光伏板模块的安装装置，能够便捷地获得稳固可靠的安装，适于广泛应用。

附图说明

本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的标记标识相同或相似的部件，其中：

图1为现有光伏板模块的安装装置的示意图；

图2a为根据本发明一种实施方式的光伏板的装配框架的透视示意图，

图2b为图2a所示装配框架的平面示意图；

图3a为根据本发明一种实施方式的支承结构的透视示意图，其中示出了已装配的螺纹紧固件，图3b为图3a所示支承结构的平面示意图；

图4a为根据本发明一种实施方式的光伏板紧固件的透视示意图，图4b为光伏板紧固件的另一透视示意图，图4c为光伏板紧固件从支撑肋角度看的平面示意图，图4d为光伏板紧固件从卡接肋角度看的平面示意图，图4e为光伏板紧固件从上方看的平面示意图，图4f为光伏板紧固件从下方看的平面示意图；

图5a为光伏板紧固件安装至支承结构上处于第一状态的透视示意图，图5b为图5a所示状态下的截面示意图，图5c为图5a所示状态下的另一截面示意图；

图6a为装配框架安装至支承结构上并将光伏板紧固件容置于其空腔内处于第二状态的透视示意图，图6b为图6a所示状态下的截面示意图；

图7a为光伏板紧固件与螺纹紧固件配合处于第三状态以将装配框架和支承结构紧固连接的透视示意图，图7b为图7a所示状态下的截面示意图。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。

根据本发明的光伏板紧固件用于将光伏板的装配框架和支承结构紧固连接。在以下所描述的实施例中，示例性示出一种装配框架和一种支承结构，然而应当理解的是，本发明的光伏板紧固件同样适用于具有其它相似结构的装配框架和支承结构。

首先参见图2a和图2b，示出了一种形式的装配框架10，该装配框架10例如为长条形箱体结构，包括框架主体11和设置于框架主体11顶部的光伏板卡槽12，框架主体11包括设有开槽111的空腔112供容置光伏板紧固件，开槽111例如沿装配框架10的长度延伸。其中，框架主体11的设有开槽111的一侧包括适于与支承结构接触的外接触面113，以及位于空腔112内的内抵接面114，该内抵接面114用于与光伏板紧固件的对应部件相配合。

图3a和图3b示出了一种形式的支承结构20，该支承结构20例如为c型承梁，包括适于与装配框架10的外接触面113接触的安装平面21，其中，安装平面21上设有与开槽111对应的安装孔(图5c中的安装孔22)以用于安装螺纹紧固件。可选地，螺纹紧固件为图中所示的带有螺帽31的螺栓30。在某些实施方式中，螺栓30的螺帽31与支承结构20之间设有垫片50，螺栓30的螺柱段能够经由安装孔22和装配框架10的开槽111与光伏板紧固件配合，进而将装配框架10和支承结构20紧固连接。

根据本发明的构思，将螺纹接合部集成于光伏板紧固件之上，通过在支承结构上操作螺栓即可实现螺栓与螺纹接合部之间的啮合，从而将操作空间从装配框架上的狭小空间转换为支承结构上的较大空间，便于操作人员的装配和拆卸，操作便捷。此外，相比于现有结构，本发明的光伏板紧固件具有增加的整体强度，使得装配后的光伏板模块更加稳固可靠，能够适应多种应用环境。

图4a至图4f示出了一种实施方式的光伏板紧固件60。光伏板紧固件60主要包括主体部61、螺纹接合部62、一对卡接肋63和一对支撑肋64。其中，主体部61大致平行于支承结构20的安装平面21，螺纹接合部62垂直于主体部61延伸出并具有供容置螺栓30的通道622(图4e)，通道622的内壁设有与螺栓30的外螺纹32(图5b)配合的内螺纹621。结合图4c所示，一对卡接肋63分别从主体部61的端面延伸出，并沿第一方向d1相对于螺纹接合部62的中轴线x-x对称布置，以适于卡接装配框架10。结合图4d所示，一对支撑肋64沿第二方向d2相对于螺纹接合部62的中轴线x-x对称布置，各个支撑肋64分别连接于一个卡接肋63并延伸超出卡接肋63的自由端，以适于抵接支承结构20的安装平面21，其中，第二方向d2垂直于第一方向d1，如图4e所示。以这种方式，卡接肋和支撑肋能够以紧凑的方式布局，使得光伏板紧固件所占用的空间更小，尤其适用于装配框架中的狭小空间。此外，卡接肋和支撑肋各自对称布置的方式也使得结构设计更为简单，同时，在起到支撑和卡接作用时受力更加均匀。在以下的描述中，为清楚起见，仅描述其中的一个卡接肋以及一个支撑肋。

在所示实施方式中，螺纹接合部62示例性示出为具有圆形截面的螺母形式。应理解的是，螺纹接合部的外周形状并不限定为图中所示，亦可为方形或其它的形状，只要其内螺纹适于与螺栓的外螺纹配合。

在未图示的某些实施方式中，螺纹接合部62和一对卡接肋63可布置于主体部61的同侧，也就是图中所示方位时均位于主体部61的下方，从而可进一步减小光伏板紧固件的外观尺寸。这种方式下，一对支撑肋64之间的间距不与螺纹接合部的外周干涉。在如图所示实施方式中，螺纹接合部62和一对卡接肋63分别布置于主体部61的两侧，这种方式下，有利地使得一对支撑肋64之间的间距小于相配合的螺栓30的外径。这样，在某些情形中，通过将光伏板紧固件套接在图3a和图3b所示的螺栓30上，使得螺栓30的端部插入支撑肋64之间并得以保持，从而可直接将光伏板紧固件60预安装在支承结构20上。

结合图4a至图4f以及图5b所示，在某些实施方式中，支撑肋64被构造为大致u型，包括朝向主体部61延伸的第一支撑部641、用于抵接支承结构20的安装平面21的第二支撑部642，以及第一支撑部641和第二支撑部642之间的支撑连接部643，其中，第二支撑部642与卡接肋63通过弧形过渡部65连接。这样，通过第二支撑部642使得支撑肋64与支承结构20的安装平面21之间具有增大的接触面积，能够获得可靠的支撑作用。采用弧形过渡部65连接支撑肋64和卡接肋63的方式，还有助于获得所期望的紧固强度，结合下文的详细描述将会更清晰地理解。有利地，如图4c所示，弧形过渡部65从卡接肋63的自由端向内弯折延伸至第二支撑部642。如此，支撑肋64在受力变形时不会与卡接肋63发生干涉。而且，这也使得支撑肋64的宽度能够被构造为小于等于装配框架10的开槽111的宽度，不会影响与装配框架10的安装。

为使得支撑肋64具有增加的结构强度，有利地在支撑肋64上设置从第一支撑部641延伸至第二支撑部642的加强筋644。可选地，该加强筋644可如图所示从第一支撑部641连续延伸经过支撑连接部643并延伸至第二支撑部642；或者，加强筋可形成为不连续延伸的多段结构，也就是分别在第一支撑部641、支撑连接部643和第二支撑部642上形成独立的加强筋，同样能够起到增加支撑肋强度的作用。

在某些实施方式中，卡接肋63上设有槽口，以减小卡接肋的刚性。如图4a和图4b所示实施方式，槽口66可形成在卡接肋63的自由端且邻近弧形过渡部65的位置，当装配框架10与光伏板紧固件60实施装配时，有助于减小所需的插入力。作为选择，可设置多于一个的槽口，并且可将槽口设置为在卡接肋上的任意适当位置，例如可通过在卡接肋的中部位置开口以形成上述槽口。

根据本发明的光伏板紧固件被有利地构造为包括预装状态和紧固状态。从图4c中可见，当光伏板紧固件未实施紧固作用，也就是处于预装状态时，支撑肋64的u型结构使得第一支撑部641与主体部61之间形成有第一间隙d1，一旦被施加紧固力且处于紧固状态后，第一支撑部641在紧固力作用下会压抵主体部61，该第一间隙d1在视觉上不可见。换句话说，主体部61辅助提供了支撑作用，并且从操作人员的角度可以直观地通过第一间隙d1是否消失来得知是否紧固到位，从而可控地实施紧固力，避免产生过度施力而导致损坏部件的弊端。在某些实施方式中，上述紧固力通过将螺栓30沿螺纹接合部62的通道622旋入螺纹接合部62来施加，这在下文中会详细描述。

以下结合图5a至图7b描述根据本发明一种实施方式的光伏板紧固件应用于光伏板模块的安装装置中的操作方式。

在所示实施方式中，光伏板模块的安装装置包括如上所述的装配框架10、支承结构20和光伏板紧固件60。当支承结构20上已如图3a和图3b所示装入螺栓30之后，如图5a至图5c所示，光伏板紧固件60可从支承结构20的安装平面21的上方套在螺栓30的螺柱段上，使得螺栓30与螺纹接合部62的部分内螺纹621啮合，同时从图5b中可见，螺栓30由一对支撑肋的支撑连接部643所夹持。此时，光伏板紧固件60处于初步定位的第一状态，或者是未受力的预装状态，支撑肋64的第一支撑部641与主体部61之间存在第一间隙d1，如图5b所示，同时第二支撑部642未受力地接触支承结构20的安装平面21。而且，操作人员可以手动转动光伏板紧固件以将其置于所期望的方向。由于这种结构设计及对应的操作方式，如上所述的，在某些实施方式中，可考虑将光伏板紧固件60和支承结构20作为预组装的组件，例如在支承结构20上预组装多个相适配的螺栓30和光伏板紧固件60，从而便利地适用于多种不同的装配场合。举例来说，光伏板通常为矩形结构，需要两个支承结构20上的至少四个光伏板紧固件60来对光伏板实施固定，上述预组装的组件就能够在装配初期有效减少装配时间，节省劳动成本。

在随后的操作中，如图6a至图6b所示，装配框架10沿图6a中箭头方向开槽朝下地从光伏板紧固件的上方插入。如上所述的，卡接肋63被配置用于卡接装配框架10，为此，光伏板紧固件的一对卡接肋63可被构造为适于从开槽插入后被空腔112内的内抵接面114止挡。也就是，当装配框架10向下插入时，其底部会接触并挤压一对卡接肋63的表面，进而使得一对卡接肋63彼此朝向形变，直至装配框架10完全通过并且其底部的外接触面113与支承结构的安装平面21接触，卡接肋63复位并由内抵接面114止挡，这也是在卡接肋63上设置槽口以减小刚性的原因，使得装配框架易于插入。此时，光伏板紧固件处于装配于装配框架的空腔内的第二状态，但仍处于未受力的预装状态，第一支撑部641与主体部61之间存在第一间隙d1。而且，从图6a和图6b中可见，在卡接肋63与内抵接面114之间还形成有第二间隙d2，因此，装配框架10能够沿着安装平面21例如在图6b所示方位水平移动以调整位置，从而保证定位的准确性。

当定位到位之后，如图7a和图7b所示，操作人员可从支承结构的下方沿箭头方向向上进一步旋转螺栓30，以使得光伏板紧固件的螺纹接合部62在螺纹啮合作用下向下移动，直至卡接肋63压抵装配框架10的内抵接面114，第二间隙d2不可见，同时在旋转螺栓的过程中施加扭矩以获得期望的紧固强度。由于弧形过渡部的设置，在施加扭矩以使得支撑肋变形时，弧形过渡部也会相应发生变形，从而赋予支撑肋较宽的变形区间，也可以说是紧固力区间。而且，相比于刚性接触，弧形过渡部的存在也使得螺栓30在紧固后不易失效。此时，光伏板紧固件处于将装配框架10和支承结构20紧固连接的第三状态，也就是施加紧固作用的紧固状态，从图中可见，第一间隙d1已不可见，第一支撑部641与主体部61相互抵靠，加强了光伏板紧固件的整体强度，使得紧固作用更加稳固可靠。并且，在紧固状态下，弧形过渡部的存在还使得装配框架在紧固方向上具有一定的弹性变量，进一步起到抗振动的效果。

反之，当需要实施拆卸操作时，可通过在支承结构20下方反向旋转螺栓30，以使得光伏板紧固件60的螺纹接合部62在螺纹啮合作用下向上移动并复位至图6a所示状态，进而可相应实施拆卸操作，便利快捷。由此可见，相比于现有光伏板紧固方式，根据本发明的光伏板紧固件结构简单、制造容易，在安装过程中仅需较小的力和简单操作即可获得稳固的连接，应用广泛。

这里应当理解的是，图中所示实施方式仅显示了根据本发明的光伏板紧固件及光伏板模块的安装装置的各个可选部件的可选架构、形状、尺寸和布置方式，然而其仅为示意而非限制，在不背离本发明的思想和范围的情况下，亦可采取其他形状、尺寸和布置方式。

以上已揭示本发明的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。