权利要求

1.一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，包括铝合金型材框(1);

所述铝合金型材框(1)内形成有装载口，且装载口内安装有两个装载框(2)，两个装载框(2)间的两侧均安装有波浪件(3)，两个装载框(2)间的两端均安装有气顶组件(4)，且气顶组件(4)与两个波浪件(3)配合;

两个装载框(2)的四周内侧拐角处均安装有加强筋(5)，且加强筋(5)在两个装载框(2)的拐角处形成三角结构，所述装载框(2)的中部设置有拉绳件(6)，且拉绳件(6)分别与四周的加强筋(5)连接，拉绳件(6)还与波浪件(3)配合。

2.根据权利要求1所述的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，所述波浪件(3)包括波浪板(31)与受力杆(32)，两个装载框(2)间的两侧均安装有波浪板(31)，两个波浪板(31)上均穿接有横向布置的受力杆(32)。

3.根据权利要求2所述的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，两根受力杆(32)的两端均安装有支撑杆(33)，且支撑杆(33)与两个装载框(2)连接，两根受力杆(32)两端的支撑杆(33)分别在两个装载框(2)间的四周形成支撑结构。

4.根据权利要求3所述的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，所述气顶组件(4)包括气顶部(41)与导管(42)，两个装载框(2)间的两端均安装有多个间隔布置的气顶部(41)，且气顶部(41)用于对上部的装载框(2)顶撑，相邻气顶部(41)间均通过导管(42)连通。

5.根据权利要求4所述的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，所述气顶部(41)包括气轴(411)与顶柱(412)，两个装载框(2)间的两端设置有多个气轴(411)，所述气轴(411)的底端与下部的装载框(2)固定，所述气轴(411)内开设有气腔，所述气轴(411)上设置有插入气腔内并对上部装载框(2)顶撑的顶柱(412)，所述导管(42)的两端分别与相邻气轴(411)连接，所述气轴(411)的外周安装有阀门(413)。

6.根据权利要求5所述的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，所述气顶组件(4)还包括加强杆(43)，所述支撑杆(33)与靠近其位置的气轴(411)间连接有加强杆(43)。

7.根据权利要求6所述的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，所述加强杆(43)倾斜布置，在两个装载框(2)间形成三角结构。

8.根据权利要求2所述的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，所述拉绳件(6)包括受力块(61)与第一拉绳(62)，所述受力块(61)设置在装载框(2)的中部，所述受力块(61)的四周均连接有第一拉绳(62)，四周的第一拉绳(62)分别与四周的加强筋(5)连接。

9.根据权利要求8所述的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，所述受力块(61)的两侧均连接有第二拉绳(63)，两条第二拉绳(63)分别穿过两根受力杆(32)。

10.根据权利要求1所述的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，其特征在于，所述铝合金型材框(1)与装载框(2)的外周均涂覆有防护层。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及铝合金型材技术领域，尤其涉及一种应用复杂海洋工况的铝合金型材。

背景技术

[0002]随着海洋新能源开发的不断推进，海洋周边地区对于清洁能源的需求日益增加，光伏板被广泛应用于海洋周边的能源开发中，在实际安装过程中，铝合金型材框以其良好的机械强度和加工性能而被广泛采用，它不仅能够为光伏板提供稳定的支撑，还能在一定程度上抵御海洋环境的侵蚀，在设计上，铝合金型材框的内壁通常设置有矩形凸起，这些矩形凸起专门用于支撑和固定光伏板，这种独特的设计不仅能够确保光伏板在安装过程中的稳定性，还能通过凸起的结构限制光伏板的位置，有效防止其在恶劣环境下的位移;

[0003]由于海洋风速较大，光伏板及其支撑结构长期暴露在高风压环境中，这种高风压会持续作用于铝合金型材框，进而施加在支撑光伏板的矩形凸起上，长期的风压作用会导致矩形凸起产生形变，甚至出现撕裂现象，这种结构的不稳定性不仅影响光伏板的固定效果，还可能对整个光伏系统的安全性造成威胁。

[0004]为解决上述问题，本申请中提出一种应用复杂海洋工况的铝合金型材。

发明内容

[0005]本发明提出了一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，解决了相关技术中海洋高风压环境下，铝合金型材框的矩形凸起长期受力易变形、撕裂，导致光伏板固定不稳，威胁光伏系统安全性的问题。

[0006]本发明提出的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，包括铝合金型材框;

[0007]所述铝合金型材框内形成有装载口，且装载口内安装有两个装载框，两个装载框间的两侧均安装有波浪件，两个装载框间的两端均安装有气顶组件，且气顶组件与两个波浪件配合;

[0008]两个装载框的四周内侧拐角处均安装有加强筋，且加强筋在两个装载框的拐角处形成三角结构，所述装载框的中部设置有拉绳件，且拉绳件分别与四周的加强筋连接，且拉绳件还与波浪件配合。

[0009]作为本发明的进一步优化方案，所述波浪件包括波浪板与受力杆，两个装载框间的两侧均安装有波浪板，两个波浪板上均穿接有横向布置的受力杆。

[0010]作为本发明的进一步优化方案，两根受力杆的两端均安装有支撑杆，且支撑杆与两个装载框连接，两根受力杆两端的支撑杆分别在两个装载框间的四周形成支撑结构。

[0011]作为本发明的进一步优化方案，所述气顶组件包括气顶部与导管，两个装载框间的两端均安装有多个间隔布置的气顶部，且气顶部用于对上部的装载框顶撑，相邻气顶部间均通过导管连通。

[0012]作为本发明的进一步优化方案，所述气顶部包括气轴与顶柱，两个装载框间的两端设置有多个气轴，所述气轴的底端与下部的装载框固定，所述气轴内开设有气腔，所述气轴上设置有插入气腔内并对上部装载框顶撑的顶柱，所述导管的两端分别与相邻气轴连接，所述气轴的外周安装有阀门。

[0013]作为本发明的进一步优化方案，所述气顶组件还包括加强杆，所述支撑杆与靠近其位置的气轴间连接有加强杆。

[0014]作为本发明的进一步优化方案，所述加强杆倾斜布置，在两个装载框间形成三角结构。

[0015]作为本发明的进一步优化方案，所述拉绳件包括受力块与第一拉绳，所述受力块设置在装载框的中部，所述受力块的四周均连接有第一拉绳，四周的第一拉绳分别与四周的加强筋连接。

[0016]作为本发明的进一步优化方案，所述受力块的两侧均连接有第二拉绳，两条第二拉绳分别穿过两根受力杆。

[0017]作为本发明的进一步优化方案，所述铝合金型材框与装载框的外周均涂覆有防护层。

[0018]本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

[0019]1.本发明对铝合金型材框内传统承载光伏板安装的矩形凸起进行改进，由两个装载框以及波浪件组成，在两个装载框间的两侧均安装波浪件，当光伏板受到风压导致压力作用上部装载框上时，可通过两个装载框间的波浪件分散这种压力，具体的波浪件由呈连续弯折的波浪板以及横向穿接在波浪板上的受力杆组成，可通过波浪板将这种压力分散，并且受力杆可以起到稳固整体波浪板的作用，增强了整体的抗风压能力，上述通过装载框与波浪件的配合，可以增强整体的结构强度，并且采用波浪件的结构设计，有效分散了风压对装载框的压力，避免了传统矩形凸起在高风压下容易出现的形变和撕裂问题，提高了光伏板安装结构的稳定性;

[0020]2.本发明在波浪件中受力杆的两端均安装支撑杆，两根受力杆两端的支撑杆分别在两个装载框间的四周形成支撑，这种设计不仅进一步分散了风压作用力，还能有效增强装载框之间的连接强度，防止在长期高风压环境下出现松动或变形，确保光伏板在各种恶劣环境下的安装稳定性;

[0021]3.为了增强两个装载框间两端的结构强度，本发明在两个装载框间的两端均安装气顶组件，气顶组件由多个气顶部组成，并且相邻气顶部间连接有导管，可往其中一个气顶部内充气，通过导管对气体进行传递，可使多个气顶部中都能进入气体，当气体进入气顶部内后，气顶部上的结构上移对上部的装载框进行顶撑，从而增强两个装载框间两端的结构强度，上述气顶组件的设计提供了额外的动态支撑，通过充气使气顶部上移顶撑上部的装载框，能够根据实际风压大小动态调整支撑力度，从而有效应对不同强度的风压，这种设计不仅增强了两端的结构强度，还能在一定程度上缓冲风压带来的冲击力，减少结构因瞬间高风压而产生的应力集中，进一步提高了光伏板安装结构的抗风压能力和整体稳定性;

[0022]4.本发明在支撑杆以及靠近其位置的气顶部间连接倾斜布置的加强杆，且加强杆在两个装载框间形成三角支撑结构，上述设计形成了稳定的三角支撑结构，能够有效分散和承受来自各个方向的力，进一步增强了装载框四周的结构强度;

[0023]5.本发明在两个装载框四周内侧的拐角处增加呈三角分布的加强筋，能够有效增强装载框在风压作用下的局部稳定性，防止拐角部位因应力集中而出现变形或损坏，并且在装载框的中部设置受力块，且受力块的四周均连接有第一拉绳，多条第一拉绳分别与多个加强筋连接，当装载框受到风压作用时，将风压作用力通过第一拉绳传递到加强筋，形成一个整体的拉力支撑系统，这种设计不仅进一步增强了装载框的抗风压能力，还能使整个结构在受力时更加均匀，避免局部过度受力;

[0024]6.本发明还在受力块的两侧均连接第二拉绳，两条第二拉绳分别穿过两根受力杆，然后将第二拉绳连接安装在光伏板附近的地桩上，使得装载框受力时，能够将力分散给波浪板以及地桩，上述设计不仅利用了波浪板的分散作用，还将部分力传递到地面，进一步增强了光伏板安装结构的稳定性，在高风压环境下，这种多点分散受力的结构能够有效防止装载框的位移或变形。

附图说明

[0025]图1为本发明提出的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材的整体结构示意图;

[0026]图2为本发明装载框、波浪件、加强筋与拉绳件的配合结构示意图;

[0027]图3为本发明图2整体的侧视图;

[0028]图4为本发明波浪件与气顶组件的配合结构示意图;

[0029]图5为本发明图4中A的放大图;

[0030]图6为本发明气顶部的结构示意图;

[0031]图7为本发明拉绳件的结构示意图。

[0032]附图标记：1、铝合金型材框;2、装载框;3、波浪件;31、波浪板;32、受力杆;33、支撑杆;4、气顶组件;41、气顶部;411、气轴;412、顶柱;413、阀门;42、导管;43、加强杆;5、加强筋;6、拉绳件;61、受力块;62、第一拉绳;63、第二拉绳。

具体实施方式

[0033]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

[0034]如图1-7所示，本发明提出的一种应用复杂海洋工况的铝合金型材，包括铝合金型材框1;

[0035]铝合金型材框1内形成有装载口，且装载口内安装有两个装载框2，两个装载框2间的两侧均安装有波浪件3，两个装载框2间的两端均安装有气顶组件4，且气顶组件4与两个波浪件3配合;

[0036]两个装载框2的四周内侧拐角处均安装有加强筋5，且加强筋5在两个装载框2的拐角处形成三角结构，装载框2的中部设置有拉绳件6，且拉绳件6分别与四周的加强筋5连接，拉绳件6还与波浪件3配合。

[0037]铝合金型材框1为整体结构提供外部防护与安装基础，其内部装载口用于固定两个装载框2，形成光伏板的双层承载结构;

[0038]两个装载框2间两侧的波浪件3可通过自身结构特性分散风压，两端的气顶组件4与波浪件3配合，共同抵御横向与纵向的风压作用力，装载框2拐角处的加强筋5通过三角结构增强局部刚性，避免拐角因应力集中变形，中部的拉绳件6连接加强筋5与波浪件3，形成全域受力传递网络，将局部风压分散至整体结构，上述通过双重承载到全域受力传递的设计，替代传统单一矩形凸起，大幅提升结构抗风压能力，避免局部形变与撕裂，确保光伏板安装稳定性。

[0039]本实施例中，波浪件3包括波浪板31与受力杆32，两个装载框2间的两侧均安装有波浪板31，两个波浪板31上均穿接有横向布置的受力杆32;波浪板31采用连续弯折结构，当风压作用于上部装载框2时，弯折面可将垂直压力转化为沿波浪面的分散力，减少局部受力强度，横向穿接在波浪板31上的受力杆32贯穿整个波浪板31，形成横向支撑，防止波浪板31在风压下出现局部凹陷或断裂，上述波浪板31的分散作用与受力杆32的稳固作用相结合，使波浪件3既能有效卸压，又具备足够刚性，提升整体结构的抗风压与抗变形能力。

[0040]本实施例中，两根受力杆32的两端均安装有支撑杆33，且支撑杆33与两个装载框2连接，两根受力杆32两端的支撑杆33分别在两个装载框2间的四周形成支撑结构;当装载框2承受风压时，可通过支撑杆33对装载框2的四周起到支撑的作用，进一步分散了风压作用力，还能有效增强装载框2之间的连接强度，防止在长期高风压环境下出现松动或变形，确保光伏板在各种恶劣环境下的安装稳定性。

[0041]本实施例中，气顶组件4包括气顶部41与导管42，两个装载框2间的两端均安装有多个间隔布置的气顶部41，且气顶部41用于对上部的装载框2顶撑，相邻气顶部41间均通过导管42连通;当海洋风压增大时，可通过充气设备向任意一个气顶部41充气，气体通过导管42快速填充所有气顶部41，使气顶部41同步产生向上的顶撑力，直接作用于上部装载框2的两端，上述动态调整支撑力度，针对不同风压强度提供自适应支撑，缓冲风压对装载框2两端的冲击力，避免两端因受力过大变形，同时增强装载框2的纵向稳定性。

[0042]本实施例中，气顶部41包括气轴411与顶柱412，两个装载框2间的两端设置有多个气轴411，气轴411的底端与下部的装载框2固定，气轴411内开设有气腔，气轴411上设置有插入气腔内并对上部装载框2顶撑的顶柱412，导管42的两端分别与相邻气轴411连接，气轴411的外周安装有阀门413;

[0043]充气时，气体进入气腔推动顶柱412向上伸出，紧密顶撑上部装载框2，通过刚性支撑抵消风压带来的向下压力，阀门413可控制气腔的充气量与放气，实现顶撑力的调节，导管42连接相邻气轴411，确保所有气顶部41的顶撑力均匀一致，避免上部装载框2受力不均，上述顶柱412的刚性顶撑与气压调节相结合，既保证支撑强度，又具备灵活调节性，有效应对瞬时强风压与长期稳态风压，延长结构使用寿命;

[0044]需要说明的是：气轴411通过软管连接气泵，在气泵的作用下，实现气体充入气轴411内。

[0045]本实施例中，气顶组件4还包括加强杆43，支撑杆33与靠近其位置的气轴411间连接有加强杆43;当波浪件3承受风压时，支撑杆33的受力可通过加强杆43传递至气轴411，气轴411的刚性结构再将力分散至下部装载框2。

[0046]本实施例中，加强杆43倾斜布置，在两个装载框2间形成三角结构;三角结构能够将来自任意方向的风压分解为沿加强杆43、支撑杆33和气轴411的轴向力，避免横向或纵向的剪切力对连接部位造成破坏，多个三角结构在两个装载框2间均匀分布，形成全域稳定的支撑网络，上述利用三角结构的稳定性，大幅提升结构抗扭转、抗剪切能力，确保在强风、风浪冲击等复杂海洋工况下，装载框2与各组件连接牢固，无松动或变形风险。

[0047]本实施例中，拉绳件6包括受力块61与第一拉绳62，受力块61设置在装载框2的中部，受力块61的四周均连接有第一拉绳62，四周的第一拉绳62分别与四周的加强筋5连接;当装载框2中部受压时，受力块61通过第一拉绳62将力传递至加强筋5，再由加强筋5分散至装载框2的边框，同时，第一拉绳62的拉力可抵消部分风压带来的压力，上述可以解决装载框2中部因跨度大易变形的问题，使装载框2受力均匀，避免局部过度受压，进一步提升光伏板安装面的平整度与稳定性。

[0048]本实施例中，受力块61的两侧均连接有第二拉绳63，两条第二拉绳63分别穿过两根受力杆32;当装载框2、波浪件3承受风压时，部分力通过第二拉绳63传递至地桩，借助地面的固定力抵消风压的推力或拉力，同时，第二拉绳63穿过受力杆32，可对受力杆32形成横向拉力，辅助受力杆32保持直线形态，增强波浪件3的刚性。

[0049]本实施例中，铝合金型材框1与装载框2的外周均涂覆有防护层;防护层形成的致密保护膜，既能防止腐蚀介质渗透至铝合金型材框1与装载框2，又能减少海洋环境对型材力学性能的破坏，确保各组件的连接强度与结构稳定性不受腐蚀影响。

[0050]本发明的具体工作原理如下：

[0051]当海洋环境中的风压作用于光伏板时，压力首先传递至上部装载框2，开启全域受力防护体系：

[0052]上部装载框2将压力分散至两侧的波浪板31，波浪板31通过连续弯折结构将垂直压力转化为沿板面的分散力，横向穿接的受力杆32加固波浪板31，防止其局部变形，受力杆32两端的支撑杆33将力传递至两个装载框2的边框，同时支撑杆33与气轴411间的倾斜加强杆43形成三角结构，抵御剪切力与扭转力;

[0053]两个装载框2间两端的气顶部41通过导管42实现气压同步，气轴411内充气后推动顶柱412顶撑上部装载框2，阀门413调节充气量以适配不同风压强度，缓冲两端的纵向压力，与波浪件3协同形成横向分散与纵向顶撑的双重防护;

[0054]装载框2拐角处的加强筋5通过三角结构增强局部刚性，中部的受力块61通过四周的第一拉绳62连接加强筋5，将装载框2中部的压力传递至拐角，避免局部应力集中，受力块61两侧的第二拉绳63穿过受力杆32连接地桩，将部分荷载转移至地面，实现力的外部卸荷。

[0055]上面对本发明的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

说明书附图(7)