太阳能车挡表示器
阅读：811发布：2023-01-10
专利汇可以提供太阳能车挡表示器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种 太阳能 车挡表示器，该表示器包含： 太阳能 电池 板、 信号 机报警器、 支架 ，以及设置在表示器内部的充放电 控制器 ； 太阳能电池板 设置在支架的顶端；信号机报警器设置在支架的中部；太阳能电池板与充放电控制 电路 电路连接；信号机报警器与充放电控制电路电路连接。本实用新型设有太阳能电池板，利用太阳能转化为 电能 ，为车挡表示器提供电源，没有空气污染，不排放 废 水 ，没有燃烧过程，不需要 燃料 ， 能源 质量 高，运行可靠性、 稳定性 好，符合环保要求；同时只采用太阳能作为能源，系统为独立供电，不需要 电缆 ，电源线，系统应用方便，随装随用，便于管理，具有很好的实用性。，下面是太阳能车挡表示器专利的具体信息内容。
1.一种太阳能车挡表示器，其特点在于，该表示器包含：太阳能电池板（1）、信号机主机箱（2）、竖直设置的支架（3）、信号机报警器（5）以及充放电控制器（6）；
所述的太阳能电池板（1）设置在所述支架（3）的顶端；
所述的信号机主机箱（2）设置在所述支架（3）的中部；
所述的信号机报警器（5）与充放电控制器（6）设置在所述的信号机主机箱（2）内；
所述的太阳能电池板（1）与所述的充放电控制器（6）电路连接；
所述的信号机报警器（5）与所述的充放电控制器（6）电路连接。
2.如权利要求1所述的太阳能车挡表示器，其特征在于，所述的太阳能电池板（1）包含太阳能电池（11），分别贴在太阳能电池（11）上下表面的两层EVA胶膜（12），以及分别设置在两层EVA胶膜（12）外的盖板玻璃（13）和背板玻璃（14）。
3.如权利要求1所述的太阳能车挡表示器，其特征在于，该表示器还包含有蓄电池（4）；所述的蓄电池（4）与所述的太阳能电池板（1）电路连接成充电电路；所述的蓄电池（4）与所述的信号机报警器（6）电路连接成放电电路；
所述的充电电路中还电路连接有充电开关（Q1）；
所述的放电电路中还电路连接有放电开关（Q2）；
所述的充放电控制器（6）分别电路连接所述的充电开关（Q1）和放电开关（Q2）。
4.如权利要求1所述的太阳能车挡表示器，其特征在于，所述的信号机报警器（5）包含报警输入检测模块（51）、与所述的报警输入检测模块（51）电路连接的报警控制模块（52）、分别与所述的报警控制模块（52）电路连接的声音控制模块（53）和灯光控制模块（54），与所述的声音控制模块（53）电路连接的功率放大模块（55）、与所述的功率放大模块（55）电路连接的报警喇叭（56）、与所述的灯光控制模块（54）电路连接的灯光驱动模块（57），以及与所述的灯光驱动模块（57）电路连接的报警灯（58）。
5.如权利要求4所述的太阳能车挡表示器，其特征在于，所述的信号机主机箱（2）上还设有防护罩（21）和显示板（22）；所述的防护罩（21）和显示板（22）与所述的报警灯（58）相对应设置。
6.如权利要求4所述的太阳能车挡表示器，其特征在于，所述的报警灯（58）采用直径
5毫米的超高亮度发光二极管。
7.如权利要求1所述的太阳能车挡表示器，其特征在于，所述的信号机主机箱（2）上还设有传感器（23）；所述的传感器（23）与所述的信号机报警器（5）电路连接。
太阳能车挡表示器
技术领域
背景技术
[0002] 目前，随着国民经济的迅速发展，铁路运输业面临着新的机遇和挑战。国民经济的高速发展给铁路运输业带来了良好的机会，进入二十一世纪以来，由于科学发展观的确立和科学技术的快速发展，为铁路运输业的发展提出了更高的要求。所以，建立一个快速、高效、安全的铁路科学发展保障体系，以适应国民经济发展的需要是十分必要的。最近二十多年来，随着高新技术的发展和计算机在铁路运输的广泛应用，铁路站场设备不断更新改造，编组站综合自动化水平逐步提高，高效运营生产体系和安全体系逐步建立。但在运输生产过程中，还存在着制约运输生产力发展和危及行车安全的问题。
[0003] 现有技术的车挡表示器，其缺点在于，由于多家管理不善和照度不够，一定程度上给运输生产安全带来隐患。我国铁路线路终端车挡表示器，五十多年以来，一直是多家共管的管理模式，即工务部门负责车挡；电务部门负责信号；水电部门负责电源；车站负责灯炮。虽然分工明确，但是各不尽责，实际处于无人管理状态。随机抽样调查结果显示吉林北、吉林、哈达湾、吉林工务段、吉林机务段等六部门的车挡表示器20个，完好率只占10%。80%存在着各种不同的问题（其中无标志占50%），严重地危及着行车安全。实用新型内容
[0007] 上述的信号机主机箱设置在所述支架的中部；
[0008] 上述的信号机报警器与充放电控制器设置在信号机主机箱内；
[0009] 上述的太阳能电池板与充放电控制器电路连接；
[0010] 上述的信号机报警器与充放电控制器电路连接。
[0012] 该表示器还包含有蓄电池；该蓄电池与太阳能电池板电路连接成充电电路；该蓄电池与信号机报警器电路连接成放电电路；
[0014] 上述的放电电路中还电路连接有放电开关；
[0015] 上述的充放电控制器分别电路连接充电开关和放电开关。
[0016] 上述的信号机报警器包含报警输入检测模块、与该报警输入检测模块电路连接的报警控制模块、分别与该报警控制模块电路连接的声音控制模块和灯光控制模块，与该声音控制模块电路连接的功率放大模块、与该功率放大模块电路连接的报警喇叭、与该灯光控制模块电路连接的灯光驱动模块,以及与该灯光驱动模块电路连接的报警灯。
[0017] 上述的信号机主机箱上还设有防护罩和显示板；该防护罩和显示板与上述的报警灯相对应设置。
[0020] 太阳能电池板在有光照时，将光能转化为电能传输至充放电控制器，充放电控制器实时检测蓄电池的电量，准备对蓄电池进行充电。
[0021] 充放电控制器检测到蓄电池电量不饱和时，导通充电开关，用太阳能电池板输入的电能对蓄电池进行充电。当蓄电池电量饱和，断开充电开关，停止对蓄电池充电。在蓄电池电量充足时，充放电控制器启动信号机报警器工作。
[0022] 当在白天时，信号机报警器的正常工作状态为报警喇叭关闭，报警灯保持关闭。当有列车时，信号机报警器启动报警，报警灯闪烁亮灯报警，完成报警后自动熄灭。同时报警喇叭启动发出报警声响，并在完成报警后自动关闭。
[0023] 当在夜间时，信号机报警器的正常工作状态为报警喇叭关闭，报警灯保持持续亮灯。当有列车时，信号机报警器启动报警，报警灯转为闪烁亮灯报警，完成报警后恢复持续亮灯。同时报警喇叭启动发出报警声响，并在完成报警后恢复关闭。
[0024] 本实用新型太阳能车挡表示器和现有技术的车挡表示器相比，其优点在于，本实用新型设有太阳能电池板，利用太阳能转化为电能，为车挡表示器提供电源，没有空气污染，不排放废水，没有燃烧过程，不需要燃料，能源质量高，运行可靠性、稳定性好，符合环保要求；同时只采用太阳能作为能源，系统为独立供电，不需要电缆，电源线，系统应用方便，随装随用，便于管理，具有很好的实用性；
[0026] 本实用新型的充放电控制器工作稳定可靠，具有防反接、防反充、防过放、防过充、过载及短路自动保护功能。通过光控实现了对发光二极管信号灯的自动启闭；
[0029] 图1为本实用新型太阳能车挡表示器的结构示意图；
[0030] 图2为本实用新型太阳能车挡表示器的结构示意图；
[0031] 图3为本实用新型太阳能车挡表示器的太阳能电池板的结构示意图；
[0032] 图4为本实用新型太阳能车挡表示器的总体电路模块图；
[0033] 图5为本实用新型太阳能车挡表示器的充电控制电路的电路图；
[0034] 图6为本实用新型太阳能车挡表示器的放电控制电路的电路图；
[0036] 图8为本实用新型太阳能车挡表示器的信号机报警器的电路模块图。
具体实施方式
[0037] 以下结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
[0038] 如图1所示，本实用新型说明了一种太阳能车挡表示器，该太阳能车挡表示器包含太阳能电池板1、信号机主机箱2、支架3、蓄电池4、信号机报警器5，以及充放电控制器6。太阳能电池板1设置在支架3的顶端，信号机主机箱2设置在支架3的中部。蓄电池4、信号机报警器5与充放电控制器6都设置在信号机主机箱2内，信号机主机箱2具有防晒、散热好的特性。
[0040] 如图2所示，信号机主机箱2包含紧固件25、信号机支架24和机箱23，紧固件25固定在支架3钢支架的中部，信号机支架24水平固定在紧固件25上，机箱23水平固定在信号机支架24上。信号机主机箱2上还设有防护罩21和显示板22，在机箱23的侧面设为开口，信号机报警器5的设置在机箱23中，信号机主机箱2的发光面正对应机箱23的开口设置，通过该开口发光。防护罩21设置在机箱23的侧面开口上，用于保护信号机报警器5。显示板22中间设有与机箱23的形状大小相适配的开口，显示板22竖直套设在机箱23上。该显示板22采用红色的方牌。白天时信号机报警器5不持续发光，由显示板22反光显示红色指示信号，当夜晚时信号机报警器5持续发光，由信号机报警器5发光显示红色指示信号。当太阳能车挡表示器设置在铁路轨道上时，其机箱23上设有开口正朝向列车驶来的方向，同时显示板22也正对列车行进方向设置。
[0041] 太阳能电池板1以一定倾斜角度设置在支架3的顶端，便于吸收阳光。如图3所示，太阳能电池板1包含一个太阳能电池11，该太阳能电池11采用9串4列共36片串联的单晶硅组件。由于太阳能电池11易破碎，易被腐蚀，若直接暴露在空气中，光电转化效率会因为潮湿、灰尘、酸雨等影响而下降，甚至损坏失效。因此，太阳能电池11必须经过胶封、层压等方式封装成平板式构造再投入使用。所以在太阳能电池11的上下表面各覆盖一层透明、耐老化、黏结性好的热融性EVA胶膜12，EVA胶膜12是采用乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物，在高透光性的前提下保护太阳能电池11。在太阳能电池11上下表面的EVA胶膜12外还各设有盖板玻璃13和背板玻璃14，该盖板玻璃13和背板玻璃14采用低铁钢化玻璃，厚度在3.2毫米，透光率额为90%以上，增加太阳能电池板1的硬度和抗冲击能力，使太阳能电池11寿命可达20年以上。该太阳能电池板1与充放电控制器6电路连接，太阳能电池板1由光能转换产生的电能传输至充放电控制器6，通过充放电控制器6传输给蓄电池4储存，保证蓄电池4内电量充足。
[0042] 如图4所示，蓄电池4与太阳能电池板1电路连接成充电电路，蓄电池4与信号机报警器5电路连接成放电电路。充放电控制器6与上述的蓄电池4、太阳能电池板1和信号机报警器5并联连接。充电电路中还串联连接有充电开关Q1，当充电开关Q1闭合时，太阳能电池板1由光能转化产生的电能输入蓄电池4中储存。放电电路中还串联连接有放电开关Q2。当放电开关Q2闭合，蓄电池4为信号机报警器5供电。充放电控制器6分别电路连接充电开关Q1和放电开关Q2。根据指令和外界环境情况控制充电开关Q1和放电开关Q2的开闭。其中，蓄电池4采用免维护铅酸蓄电池，其在30%浅放电情况下，循环充放电次数需在1000以上。蓄电池容量为17A·h，输出的电压为DC12V，并且与太阳能电池板1的功率、负载功率及使用条件相匹配。
[0043] 如图5所示，图中说明了包含有充放电控制器6的充电电路的电路图。电路中的接头CN2外接12V的蓄电池4，与该CN2 串联连接的SW为整个充放电控制器6的工作开关，在CN2 与SW之间还串联连接有熔断器F1，开关SW闭合后，充放电控制器6工作。接头CN3电路连接太阳能电池板1，CN3与充电开关Q1电路连接，该充电开关Q1与T1电路连接，IC1A与T1电路连接。充电指示灯L1电路连接在充电开关Q1与T1之间，充满指示灯L3电路连接在IC1A的输出的1端与地之间。其中，充电开关Q1为光耦开关，通过接收充电指示灯L1的光触发开启或关闭。
[0044] IC1A为电压比较器，如果蓄电池4的电压低于饱和电压，IC1A的1脚输出为低，打开T1，驱动充电指示灯L1发光，同时触发打开Q1导通电路，实现对蓄电池4进行充电，如果蓄电池4的电压高于饱和电压，IC1A输出高电平，充满指示灯L3亮起，同时关闭T1，并断开Q1，停止对蓄电池4进行充电。
[0045] 如图6所示，图中说明了包含有充放电控制器6的放电电路的电路图。电路中芯片JP0为外部检测及控制信号接口，通过1脚外部可以检测当前的状态，2脚输入驱动控制信号，3脚为外部控制信号的地线。IC2A和IC6B的输出端电路连接IC3A(CD4011)的两个输入端，IC3A(CD4011)的输出端电路连接T2，T2电路连接放电开关Q2，在T2与放电开关Q2之间还电路连接有驱动放电工作LED指示灯L2，放电开关Q2电路连接CN1，CN1电路连接信号机报警器5。其中，放电开关Q2为光耦开关，通过接收驱动放电工作LED指示灯L2的光触发开启或关闭。
[0046] 当芯片JP0接收到外部控制信号（即系统启动的信号）后，其输出低电平时，IC6B输出为高电平，当蓄电池4电压处于工作状态内时电压比较器IC2A的输出为高电平，当这两路同时为高电平，IC3A(CD4011)的输出为低电平，打开T2，驱动放电工作LED指示灯L2亮起，同时发光触发打开Q2，驱动后端电路连接负载的接头CN1，该负载为信号机报警器5。如果外部控制信号为高或是蓄电池4电压低于工作电压，那IC3A的输出为高，关闭T2和Q1，关掉放电指示灯L2，同时关闭信号机报警器5的电源，信号机报警器5停止工作。
[0047] 如图7所示，为电压调整电路，通过型号为78L05的IC4将蓄电池4输出的电压转换成充放电控制器6工作所需的5V电压。蓄电池4输出12V的电压，通过IC4将蓄电池4的输出转化为5V的电压，输出至充放电控制器6电路中的各VCC端，为充放电控制器6提供电能。
[0048] 信号机主机箱2上还设有传感器，传感器与信号机报警器5电路连接。该传感器采用光学探测器，该传感器具有一定的探测距离，同时传感器的探测方向与机箱23上的开口和显示板22对应设置，传感器的探测方向正对列车行进的方向，例如：当太阳能车挡表示器实际应用在火车站台时，需将传感器的探测方向与火车铁轨的方向平行设置，并正对火车驶来的方向，传感器可准确在规定距离内探测到火车，并发出报警信号。传感器实时通过光线探测列车与太阳能车挡表示器之间的距离，当列车与太阳能车挡表示器之间的距离达到传感器的探测距离，传感器即发送报警信号至信号机报警器5，触发信号机报警器5工作。
[0049] 如图8所示，信号机报警器5包含报警输入检测模块51、与该报警输入检测模块51电路连接的报警控制模块52、分别与该报警控制模块52电路连接的声音控制模块53和灯光控制模块54，与该声音控制模块53电路连接的功率放大模块55、与功率放大模块55电路连接的报警喇叭56、与灯光控制模块54电路连接的灯光驱动模块57,以及与该灯光驱动模块57电路连接的报警灯58。信号机报警器5中还设有电源管理模块，该电源管理模块与充放电控制器6的接头CN1电路连接。由充放电控制器6输出的电能启动信号机报警器
5工作，电源管理模块对蓄电池4通过充放电控制器6输入的电压进行整理，输出信号机报警器5所需的电压，提供信号机报警器5工作。
5工作，电源管理模块对蓄电池4通过充放电控制器6输入的电压进行整理，输出信号机报警器5所需的电压，提供信号机报警器5工作。
[0050] 报警输入检测模块51接收传感器发送的报警信号，对输入的报警信号进行检测，整理后传输至报警控制模块52。报警控制模块52接收报警信号输入模块51的信号，并根据充放电控制器6发送的报警信号的类型控制声音及灯光报警。
[0051] 灯光控制模块54接收报警控制模块52的命令，送出相应的灯光信号给灯光驱动模块57。灯光驱动模块57接收灯光控制模块54的灯光信号，对灯光信号进行放大，推动报警灯58进行报警。报警灯58进行灯光报警，报警灯58采用红色的直径5毫米的超高亮度发光二极管，可视距离大于500米，其使用寿命大约10万小时。该报警灯58与机箱23的开口对应设置，并通过机箱23上的开口发光，报警灯58的发光方向朝向列车，例如：当太阳能车挡表示器实际应用在火车站台时，报警灯58的发光方向与火车运行的铁轨保持平行，并正对火车驶来的方向，保证火车上的驾驶员能清楚看到报警灯58的灯光。
[0052] 灯光控制模块54中还设有定时控制模块，通过对定时控制模块进行设置，设置一段发送持续亮灯的信号的时间段，该时间段与夜间、傍晚和清晨的时间相对应，在夜间、傍晚和清晨时，定时控制模块控制灯光控制模块54驱动报警灯58的常态工作状态为持续亮灯状态，并在接收到报警信号时，灯光控制模块54即驱动报警灯58进行闪烁报警，并在报警完毕后恢复持续亮灯状态。在白天，定时控制模块控制灯光控制模块54驱动报警灯58的常态工作状态为关闭状态，实现在白天时灯光控制模块54在有列车靠近太阳能车挡表示器收到报警信号时，驱动报警灯58进行闪烁报警，并在报警完毕后恢复关闭熄灭状态。
[0053] 声音控制模块53接收报警控制模块52的命令，当有报警信号输入时调取相应的报警音，把信号送给功率放大模块。功率放大模块55对声音信号进行放大，驱动报警喇叭56进行报警。
[0054] 本实用新型太阳能车挡表示器的运作流程如下：
[0055] 太阳能车挡表示器平稳设置在列车铁轨上，其报警灯58和显示板22的显示朝向与列车铁轨的轴向方向平行，并且传感器的探测方向也与列车铁轨的轴向方向相平行。
[0056] 太阳能电池板1在有光照时，实时将光能转化为电能传输至充放电控制器6，充放电控制器6实时检测蓄电池4的电量，并根据蓄电池4的电量，准备对蓄电池4进行充电。
[0057] 充放电控制器6内的IC1A实时检测蓄电池4的输出电压，当蓄电池4的电压低于饱和电压，即说明蓄电池4内的电量不饱和时，IC1A输出低电平打开T1，驱动充电指示灯L1，充电开关Q1接收充电指示灯L1的光打开，用太阳能电池板1转化输入的电能对蓄电池4进行充电。当蓄电池4电压高于饱和电压，IC1A输出高电平，驱动充满指示灯L3亮起，说明蓄电池4已经充满电量，同时关闭T1，充电指示灯L1不亮，关断Q1，断开对蓄电池4的充电。
[0058] 芯片JP0接收整个系统启动的控制信号后输出低电平，当芯片JP0的输出为低电平时，IC6B输出为高电平。并当蓄电池4的电压处于工作状态内时电压比较器IC2A的输出为高电平，当这两路同时为高IC3A(CD4011)的输出为低电平，打开T2，驱动放电工作指示灯L2亮起，同时打开Q2，驱动后端CN1连接的信号机报警器5启动工作。当芯片JP0输出为高或是蓄电池4电压低于工作电压，那IC3A的输出为高，关闭T2和Q1，熄灭放电指示灯L2，同时关闭对信号机报警器5的电能输出。
[0059] 传感器实时检测太阳能车挡表示器前探测范围内的物体状况，检测是否有列车靠近。当有列车出现在传感器的探测范围内时，传感器即发送报警信号至信号机报警器5的报警输入检测模块51，报警输入检测模块51对输入的信号进行整理后传输至报警控制模块52，报警控制模块52分别发送报警信号至灯光控制模块54和声音控制模块53。灯光控制模块54通过灯光驱动模块57驱动报警灯58亮灯或熄灭工作。同时声音控制模块53通过功率放大模块55驱动报警喇叭56报警工作。
[0060] 当在白天时，信号机报警器5在正常工作状态下，报警喇叭56关闭，报警灯58保持关闭状态。传感器实时探测其探测范围内是否有列车靠近。当传感器没有探测到有列车时，不发送报警信号至信号机报警器，信号机报警器5不尽进行报警工作。当传感器探测到有列车进入其探测范围中时，传感器发送报警信号至信号机报警器5，信号机报警器5启动报警工作。由于在白天，报警灯58启动工作时，开始闪烁亮灯报警90次/分，持续1分钟闪烁报警后自动熄灭，恢复关闭的正常工作状态。报警喇叭56同时启动发出报警声响，持续一分钟后自动关闭，恢复正常工作状态。
[0061] 当在夜间，以及光线不充足的傍晚或清晨时，信号机报警器5在正常工作状态下，报警喇叭56关闭，报警灯58保持持续亮灯状态。传感器同样实时探测其探测范围内是否有列车靠近。当传感器没有探测到有列车时，不发送报警信号至信号机报警器，信号机报警器5不尽进行报警工作。当传感器探测到有列车进入其探测范围中时，传感器发送报警信号至信号机报警器5，信号机报警器5启动报警工作。由于在夜间，报警灯58启动工作时，由持续亮灯转为闪烁亮灯报警90次/分，持续1分钟闪烁亮灯报警后，恢复正常工作状态，持续亮灯显示。报警喇叭56同时启动发出报警声响，持续一分钟后自动关闭，恢复正常工作状态。
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