本發(fā)明涉及光伏組件測試領(lǐng)域，具體涉及一種氣囊式動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)機(jī)。

背景技術(shù)：

由于我國是一個(gè)能源匱乏的國家，太陽能是一個(gè)行之有效、取之不盡的清潔能源，是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)不可缺少的重要手段。從太陽能獲得電力，需通過太陽電池進(jìn)行光電變換來實(shí)現(xiàn)。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同，具有以下特點(diǎn)：1、無枯竭危險(xiǎn)；2、絕對干凈(無公害)；3、不受資源分布地域的限制；4、可在用電處就近發(fā)電；5、能源質(zhì)量高；6、使用者從感情上容易接受；7、獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。

太陽能電池片經(jīng)過一系列封裝工藝制作成太陽能光伏組件。但生產(chǎn)企業(yè)不單只是要會制造而已，必須要考慮自己所研發(fā)生產(chǎn)的太陽能光伏組件可以通過相關(guān)的國際規(guī)范認(rèn)證及試驗(yàn)，或者是取得相關(guān)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)代碼，才能銷售到全世界。因此，在銷售前需要對太陽能光伏組件進(jìn)行一系列試驗(yàn)，俗稱“可靠性試驗(yàn)”。市面上存在的動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)機(jī)大多為吸盤式的，吸盤與吸盤之間中心距離小于20cm。試驗(yàn)時(shí)，氣缸帶動(dòng)吸盤上下運(yùn)動(dòng)，從而完成設(shè)定的試驗(yàn)。此種試驗(yàn)機(jī)由于吸盤不能完全覆蓋組件表面，導(dǎo)致組件表面承受壓力的均勻性較差，無法真實(shí)模擬戶外環(huán)境中組件承受的風(fēng)壓、雪壓等情況。

現(xiàn)有技術(shù)也有通過其他方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)的嘗試，如公告號為cn203840283u的實(shí)用新型專利公開了一種通過氣囊測試光伏組件動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷的試驗(yàn)裝置，但該技術(shù)方案中采用兩個(gè)電機(jī)分別帶動(dòng)氣囊對光伏組件交錯(cuò)試壓，這種施壓方式并不能使得光伏組件得到精準(zhǔn)測試。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種氣囊式動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)機(jī)，解決了試驗(yàn)時(shí)光伏組件表面受力不均的問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的氣囊式動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)機(jī)，包括傳動(dòng)組件、動(dòng)力組件、測試組件和控制組件；所述測試組件包括機(jī)架，固定在機(jī)架上的上載板、下載板，與上載板、下載板分別相連的上氣囊、下氣囊；所述控制組件與上氣囊、下氣囊相連用于氣囊的充放氣和壓強(qiáng)監(jiān)測；所述傳動(dòng)組件包括送樣機(jī)、樣品夾緊模塊，送樣機(jī)包括送樣支架和送樣爪，樣品夾緊模塊設(shè)置在上氣囊、下氣囊之間，送樣支架通過送樣爪將樣品送至樣品夾緊模塊處進(jìn)行夾緊固定；所述動(dòng)力組件與樣品夾緊模塊相連、用于帶動(dòng)樣品夾緊模塊垂直運(yùn)動(dòng)使得樣品與上氣囊、下氣囊形成擠壓。送樣機(jī)與樣品夾緊模塊組成聯(lián)動(dòng)部分，送樣機(jī)具有自動(dòng)送樣的功能，通過插入式送樣爪將光伏組件準(zhǔn)確送入，送樣機(jī)與樣品夾緊模塊都有精準(zhǔn)定位，保證光伏組件幾無碰撞送入夾緊模塊固定住測試組件進(jìn)行測試；退樣時(shí)，采用送樣的逆序退出測試組件。

進(jìn)一步完善上述技術(shù)方案，所述樣品夾緊模塊包括分布在兩側(cè)的夾緊單元，每側(cè)夾緊單元包括兩個(gè)夾塊組件以及用于調(diào)節(jié)夾塊組件水平間距的伸縮桿，每個(gè)夾塊組件包括上夾塊、下夾塊以及用于調(diào)節(jié)上夾塊、下夾塊之間垂直間距的壓縮氣缸。夾緊模塊采用模塊化安裝方式，能夠根據(jù)待測光伏組件的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)水平和垂直間距，使得本發(fā)明提供的氣囊式動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)機(jī)能測試帶邊框的常規(guī)光伏組件外，還可測試雙玻組件等非常規(guī)光伏組件。通過氣壓控制夾緊模塊夾緊樣品，保證測量時(shí)光伏組件不會滑動(dòng)，夾緊模塊具有自動(dòng)伸縮式調(diào)節(jié)夾塊，模擬現(xiàn)場安裝支架的不同位置，可以壓住不同類型的組件。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)力組件包括升降電機(jī)、運(yùn)動(dòng)絲桿、絲桿導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)絲桿設(shè)置在所述機(jī)架兩側(cè)，升降電機(jī)與運(yùn)動(dòng)絲桿傳動(dòng)相連，絲桿導(dǎo)軌設(shè)置在運(yùn)動(dòng)絲桿外側(cè)與運(yùn)動(dòng)絲桿底部相連，運(yùn)動(dòng)絲桿的絲母與絲桿導(dǎo)軌限位相連且與所述樣品夾緊模塊固聯(lián)，升降電機(jī)與運(yùn)動(dòng)絲桿傳動(dòng)相連，運(yùn)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)在絲桿導(dǎo)軌的限位作用下帶動(dòng)樣品夾緊模塊升降。

進(jìn)一步地，所述送樣支架包括送樣平臺、固定送樣平臺底部的平臺支架以及固定在支架底部的導(dǎo)輪，送樣平臺與所述送樣夾緊模塊對齊設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述控制組件包括直流穩(wěn)壓電源和壓力控制單元，直流穩(wěn)壓電源與光伏組件的正負(fù)極相連、用于監(jiān)測光伏組件內(nèi)部的通斷，壓力控制單元與所述上氣囊、下氣囊相連。

采用上述氣囊式動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行光伏組件動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)方法，包括如下步驟：

(1)將待測試光伏組件置于送樣機(jī)的送樣爪上，光伏組件的正負(fù)極與直流穩(wěn)壓電源相連；

(2)送樣機(jī)采用插入式將光伏組件送入樣品夾緊模塊之間，調(diào)節(jié)樣品夾緊模塊固定好光伏組件，退出送樣機(jī)；

(3)打開直流穩(wěn)壓電源和氣壓控制單元，氣壓控制單元對上氣囊、下氣囊進(jìn)行充氣；

(4)啟動(dòng)升降電機(jī)，升降電機(jī)通過運(yùn)動(dòng)絲桿帶動(dòng)固定有光伏組件的樣品夾緊模塊向上運(yùn)動(dòng)，光伏組件壓迫上氣囊至設(shè)定壓強(qiáng)；

(5)調(diào)節(jié)升降電機(jī)，升降電機(jī)通過運(yùn)動(dòng)絲桿帶動(dòng)固定有光伏組件的樣品夾緊模塊向下運(yùn)動(dòng)，光伏組件壓迫下氣囊至設(shè)定壓強(qiáng)；

(6)重復(fù)步驟(4)、(5)直至完成測試。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提出的是一種氣囊式動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)機(jī)，采用氣囊代替吸盤，升降電機(jī)通過運(yùn)動(dòng)絲桿帶動(dòng)光伏組件上下運(yùn)動(dòng)壓迫氣囊，從而完成設(shè)定的試驗(yàn)，由于氣囊內(nèi)各處壓強(qiáng)相等，所以光伏組件表面承受壓強(qiáng)的均勻性得到大幅提高，能夠很好地模擬戶外環(huán)境中組件承受的風(fēng)壓、雪壓等情況，解決了試驗(yàn)時(shí)光伏組件表面受力不均的問題；設(shè)置送樣機(jī)自動(dòng)送樣，比人工送樣更加方便與準(zhǔn)確，自動(dòng)化程度更高；樣品夾緊模塊通過電機(jī)控制組件升降，每分鐘可以循環(huán)3-7次，甚至更快；樣品夾緊模塊采用模塊化安裝方式，除能夾緊測試帶邊框的常規(guī)光伏組件外，還夾緊測試裝雙玻組件等非常規(guī)光伏組件進(jìn)行試驗(yàn)；該試驗(yàn)機(jī)將壓力控制單元、機(jī)械支撐系統(tǒng)、升降系統(tǒng)及通斷監(jiān)控系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，有對內(nèi)部壓力進(jìn)行閉環(huán)控制達(dá)到氣囊內(nèi)壓穩(wěn)定均勻，除可進(jìn)行動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)外，還可進(jìn)行靜態(tài)載荷試驗(yàn)。兩種試驗(yàn)共用一套設(shè)備，試驗(yàn)時(shí)只需切換程序即可，簡潔方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖；

圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖；

圖3為本發(fā)明中夾緊單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中夾塊組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：如圖1、圖2所示的氣囊式動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷試驗(yàn)機(jī)，包括運(yùn)動(dòng)絲桿1、上氣囊21、下氣囊22、支撐架3、上載板、下載板4、絲桿導(dǎo)軌6、升降電機(jī)7、機(jī)架8、送樣機(jī)9、樣品夾緊模塊10、絲桿導(dǎo)軌、直流穩(wěn)壓電源、壓力控制單元；上氣囊21、下氣囊22分別通過上載板、下載板4固定在機(jī)架8上，樣品夾緊模塊10設(shè)置在上氣囊21、下氣囊22之間的兩端；運(yùn)動(dòng)絲桿1設(shè)置機(jī)架8兩側(cè)，絲桿導(dǎo)軌6設(shè)置在運(yùn)動(dòng)絲桿1外側(cè)，運(yùn)動(dòng)絲桿1、絲桿導(dǎo)軌6頂部通過支撐架3固定，升降電機(jī)7設(shè)置在機(jī)架8底部，升降電機(jī)7的輸出端與運(yùn)動(dòng)絲桿1傳動(dòng)相連，運(yùn)動(dòng)絲桿1底部與絲桿導(dǎo)軌6相連，運(yùn)動(dòng)絲桿1的絲母與樣品夾緊模塊10相連同時(shí)與絲桿導(dǎo)軌6限位相連；送樣機(jī)9包括送樣平臺、平臺支架、導(dǎo)輪、送樣爪，送樣平臺通過平臺支架支撐保證與樣品夾緊模塊10對齊，通過就地或者遠(yuǎn)程控制將光伏組件5送入樣品夾緊模塊10中，當(dāng)送入到位時(shí)，送樣機(jī)9下撤，同時(shí)樣品夾緊模塊10固定住光伏組件5，保證光伏組件5幾無碰撞送入樣品夾緊模塊10固定住進(jìn)行測試，導(dǎo)輪用于移動(dòng)送樣平臺，送樣爪置于送樣平臺上、用于承載光伏組件5；直流穩(wěn)壓電源與光伏組件5正負(fù)極相連，測試時(shí)用于監(jiān)控光伏組件5內(nèi)部的通斷情況，壓力控制單元與上氣囊21、下氣囊22相連，用于氣囊的充放氣和壓強(qiáng)監(jiān)測。

如圖3、圖4所示，樣品夾緊模塊分布在兩側(cè)的夾緊單元，每側(cè)夾緊單元包括兩個(gè)夾塊組件11、12以及用于調(diào)節(jié)夾塊組件11、12水平間距的伸縮桿13；每個(gè)夾塊組件包括上夾塊111，下夾塊112，連接在上夾塊111、下夾塊112的夾塊外框以及用于調(diào)節(jié)上夾塊、下夾塊之間間距的壓縮氣缸，伸縮桿103用于調(diào)節(jié)每側(cè)兩個(gè)夾塊組件之間的水平間距，壓縮氣缸104用于調(diào)節(jié)上夾塊101與下夾塊102之間的垂直間距；從而能夠保證對不同結(jié)構(gòu)待測光伏組件5的固定，模擬現(xiàn)場安裝支架的不同位置，可以壓住不同類型的組件。

動(dòng)態(tài)載荷測試過程如下：全程采用plc自動(dòng)控制完成機(jī)械載荷試驗(yàn)，由人機(jī)界面進(jìn)行控制與操作。設(shè)計(jì)可分為自動(dòng)式和點(diǎn)控式檢測，點(diǎn)控式分即將自動(dòng)式檢測分為多個(gè)測試環(huán)節(jié)。將光伏組件5以正面朝下的方式置于送樣爪上，將直流穩(wěn)壓電源與光伏組件5正負(fù)極連接好，打開直流穩(wěn)壓電源與壓力控制單元，選擇“動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)”程序，送樣機(jī)9自動(dòng)將光伏組件5插入樣品夾緊模塊10，光伏組件5送到位時(shí)，樣品夾緊模塊10將光伏組件5壓住，試驗(yàn)開始。同時(shí)壓力控制單元給氣囊充氣至一定壓強(qiáng)，升降電機(jī)7帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)絲桿1向上移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)絲桿1帶動(dòng)樣品夾緊模塊10使得光伏組件5上下運(yùn)動(dòng)，光伏組件5向上下運(yùn)動(dòng)壓迫上氣囊21，待壓強(qiáng)達(dá)到1000pa時(shí)停止向上運(yùn)動(dòng)，靜止4-10秒；然后運(yùn)動(dòng)絲桿1帶著光伏組件5向下移動(dòng)，壓迫下氣囊22，待壓強(qiáng)達(dá)到1000pa時(shí)停止向下運(yùn)動(dòng)，靜止4-10秒。光伏組件5上下一個(gè)往復(fù)為一個(gè)循環(huán)，循環(huán)頻率為3-7次/分鐘，循環(huán)次數(shù)為1000次。

本發(fā)明能夠迅速切換控制模式，進(jìn)行“動(dòng)態(tài)機(jī)械載荷”、“靜態(tài)機(jī)械載荷”等多種試驗(yàn)，滿足iec62782、iec61215-2、ul1703、ieee1262、vde-qt-pv-001等標(biāo)準(zhǔn)的要求見表1。

表1技術(shù)指標(biāo)

如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。