专利名称：可旋转高速公路收费站太阳能顶棚的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能装置，尤其是一种可旋转高速公路收费站太阳能顶棚。
背景技术：
为响应国家节能减排号召，交通领域也掀起一股开发与利用清洁能源的风潮。如南京师范的陈丹丹等人发明的“智能型一体化太阳能公交站台”(专利号2010201670 . 1 公告日2010年12月15日)，它以太阳能作为公交站台的能源，并使用LED灯，实现了不污染环境又节约能源地提供公共交通服务；重庆爱车港公司的实用新型专利“太阳能多功能广告停车棚”(专利号200920127846. 6公告日2010年05月12日)发掘了停车棚的广告功能，又考虑到节约公共资源和使用成本，因而利用太阳能提供电力满足了节能环保要求; 上海枫泾中学的吴马綮等以太阳能为动力结合红外探测，发明了一种能随人移动避雨防晒的“能移动的太阳能智能晴雨棚”(专利号200620049439. 4公告日2008年01月23日)。我国约有8万公里的高速公路，各地分布着数量众多的收费站，拥有收费系统、收费栏杆等许多耗电量大的设备，而且，高速公路收费站顶棚面积巨大，为利用太阳能提供了有利条件，市场前景广阔。然而，目前未见有相关应用的报道。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、能量转换率高的可旋转高速公路收费站太阳能顶棚，以充分利用高速公路收费站自身优越的日照条件满足其用电需求，达到节能减排的目的。为解决上述技术问题采用如下技术方案可旋转高速公路收费站太阳能顶棚，主要由顶棚、太阳能电池板、阳光传感器、齿轮传动组、控制电机、控制柜组成；太阳能电池板布置在顶棚上；顶棚一端位于旋转轨道上，另一端经紧固螺栓与第一啮合齿轮的中心杆紧固连接，第一啮合齿轮和第二啮合齿轮构成齿轮传动组；控制电机与第二啮合齿轮同轴并连接控制柜受其控制旋转；阳光传感器安装在顶棚上并连接控制柜。顶棚为圆形。控制柜包括蓄电池、嵌入式系统、5V稳压电源模块、36V升压器、逆变器、12V稳压电源、继电器、场效应管和九个端子；蓄电池的正极和负极分别经1号端子和2号端子连接太阳能电池板，阳光传感器经9号端子连接嵌入式系统；蓄电池的正极连接5V稳压电源模块、36V升压器、逆变器和12V稳压电源，3号端子从12V稳压电源接出，4号端子和5号端子从逆变器接出，6号端子从36V升压器接出，5V稳压电源模块连接嵌入式系统；嵌入式系统有四个引脚，引脚a依次连接场效应管Q2、K2继电器的常开触点、8号端子、控制电机、7号端子、Kl继电器的常闭触点、地线，引脚b依次连接场效应管Q1、K1继电器的常开触点、7号端子、控制电机、8号端子、K2继电器的常闭触点、地线，引脚c连接并控制Kl继电器通电， 引脚d连接并控制K2继电器通电。本实用新型利用了高速公路收费站顶棚巨大的日照面积，将其改造成太阳能顶棚用来发电以满足高速公路收费站的用电需求；考虑到各种设备对不同电压和电源的要求， 科学地设计了控制柜，使其能提供常用的5V、12V和36V直流电及220V交流电；为提高太阳能利用率，安装了阳光传感器和传动系统，令太阳能顶棚能随着太阳移动而自由转动，始终朝向阳光充足的方向充分吸收太阳能储备最大电能。本实用新型结构简单、布局合理、易于推广，适用于各类高速公路收费站，可实现节能减排目的。
图1是本实用新型可旋转高速公路收费站太阳能顶棚的结构示意图。图2是本实用新型可旋转高速公路收费站太阳能顶棚(三个顶棚)的主视图。图3是图2中可旋转高速公路收费站太阳能顶棚的俯视图。图4是图1中控制柜的原理图。图中1顶棚，2太阳能电池板，3阳光传感器，4控制电机，5控制柜，6旋转轨道，7 紧固螺栓，8第一啮合齿轮，9第二啮合齿轮，10蓄电池，11嵌入式系统，125V稳压电源模块， 1336V升压器，14逆变器，1512V稳压电源，16K1继电器，17K2继电器，18场效应管Ql，19场效应管Q2，211号端子，222号端子，233号端子，244号端子，255号端子，266号端子，277号端子，288号端子，299号端子。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型可旋转高速公路收费站太阳能顶棚，主要由顶棚1、太阳能电池板2、阳光传感器3、齿轮传动组、控制电机4、控制柜5组成；多块太阳能电池板2布置在顶棚1上，铺满顶棚；顶棚1 一端位于旋转轨道6上可绕其旋转，另一端经紧固螺栓7 与第一啮合齿轮8的中心杆紧固连接，第一啮合齿轮8和第二啮合齿轮9构成齿轮传动组； 控制电机4与第二啮合齿轮9同轴并连接控制柜5受其控制旋转方向；阳光传感器3安装在顶棚1上并连接控制柜5。图2和图3显示的可旋转高速公路收费站太阳能顶棚是由三套如图1所示的系统组成，其顶棚为圆形(日照面积最大)，供电输出端并联使用。如图4所示，控制柜包括蓄电池10、嵌入式系统11、5V稳压电源模块12、36V升压器13、逆变器14、12V稳压电源15、继电器、场效应管和九个端子；蓄电池10的正极和负极分别经1号端子21和2号端子22连接太阳能电池板2，阳光传感器3经9号端子四连接嵌入式系统11 ；蓄电池10的正极连接5V稳压电源模块12、36V升压器13、逆变器14和12V 稳压电源15，3号端子23从12V稳压电源15接出，4号端子M和5号端子25从逆变器14 接出，6号端子沈从36V升压器13接出，5V稳压电源模块12连接嵌入式系统11 ；嵌入式系统11有四个引脚，引脚a依次连接场效应管Q219、K2继电器17的常开触点、8号端子28、 控制电机4、7号端子27、Kl继电器16的常闭触点、地线，引脚b依次连接场效应管Q118、 Kl继电器16的常开触点、7号端子27、控制电机4、8号端子^、K2继电器17的常闭触点、 地线，引脚c连接并控制Kl继电器16通电，引脚d连接并控制K2继电器17通电。工作原理阳光传感器将信号输送到控制柜的9号端子，控制柜每隔一段时间监测一次阳光传感器的输入信号，并根据信号控制控制电机正转或者反转，使顶棚处于阳光最强位置以获得最大日照，传动系统的动力传递路线为控制电机中心轴一第二啮合齿轮一第一啮合齿轮一第一啮合齿轮的中心轴一紧固螺栓一顶棚。能量转换及流向太阳能顶棚上的太阳能电池板将太阳能转变为电能，并经过1、2号端子向控制柜内的蓄电池充电。蓄电池输出电压经过5V稳压电源模块稳压后，输出5V直流电作为嵌入式系统电源；经过12V稳压电源后，从3号端子输出12V直流电；经过36V稳压电源后，从6 号端子输出36V直流电；经过逆变器输出220V交流电。当阳光传感器信号由强变弱时，嵌入式系统将控制控制电机操纵顶棚向西边旋转，即顺时针旋转，此时嵌入式系统通过引脚c 控制Kl继电器通电，Kl继电器的常开触点闭合、常闭触点断开，电流流向为嵌入式系统引脚b —场效应管Ql — Kl继电器的常开触点一7号端子一控制电机一8号端子一K2继电器的常闭触点一地线。当阳光传感器信号由弱变强时，嵌入式系统将控制控制电机操纵顶棚向东边旋转，即逆时针旋转，此时嵌入式系统通过引脚d控制K2继电器通电，K2继电器的常开触点闭合、常闭触点断开，电流流向为嵌入式系统引脚a —场效应管Q2 — K2继电器的常开触点一8号端子一控制电机一7号端子一Kl继电器的常闭触点一地线。
权利要求1.一种可旋转高速公路收费站太阳能顶棚，其特征在于主要由顶棚、太阳能电池板、阳光传感器、齿轮传动组、控制电机、控制柜组成；所述太阳能电池板布置在顶棚上；所述顶棚一端位于旋转轨道上，另一端经紧固螺栓与第一啮合齿轮的中心杆紧固连接，第一啮合齿轮和第二啮合齿轮构成齿轮传动组；所述控制电机与所述第二啮合齿轮同轴并连接控制柜受其控制旋转；所述阳光传感器安装在所述顶棚上并连接控制柜。
2.根据权利要求1所述的可旋转高速公路收费站太阳能顶棚，其特征在于所述顶棚为圆形。
3.根据权利要求1或2所述的可旋转高速公路收费站太阳能顶棚，其特征在于所述控制柜包括蓄电池、嵌入式系统、5V稳压电源模块、36V升压器、逆变器、12V稳压电源、继电器、场效应管和九个端子；所述蓄电池的正极和负极分别经1号端子和2号端子连接太阳能电池板，所述阳光传感器经9号端子连接嵌入式系统；所述蓄电池的正极连接5V稳压电源模块、36V升压器、逆变器和12V稳压电源，3号端子从12V稳压电源接出，4号端子和5号端子从逆变器接出，6号端子从36V升压器接出，5V稳压电源模块连接嵌入式系统；所述嵌入式系统有四个引脚，引脚a依次连接场效应管Q2、K2继电器的常开触点、8号端子、控制电机、7号端子、Kl继电器的常闭触点、地线，引脚b依次连接场效应管Q1、K1继电器的常开触点、7号端子、控制电机、8号端子、K2继电器的常闭触点、地线，引脚c连接并控制Kl继电器通电，引脚d连接并控制K2继电器通电。
专利摘要本实用新型公开了一种可旋转高速公路收费站太阳能顶棚，主要由顶棚、太阳能电池板、阳光传感器、齿轮传动组、控制电机、控制柜组成；太阳能电池板布置在顶棚上；顶棚一端位于旋转轨道上，一端经紧固螺栓与第一啮合齿轮的中心杆紧固连接，第一啮合齿轮和第二啮合齿轮构成齿轮传动组；控制电机与第二啮合齿轮同轴并连接控制柜受其控制旋转；阳光传感器安装在顶棚上并连接控制柜。本实用新型结构设计合理、能量转换率高，可充分利用高速公路收费站自身优越的日照条件满足其用电需求，达到节能减排的目的。
文档编号E04D13/18GK202055428SQ201120133398
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者刘存香, 刘学军 申请人:刘存香, 刘学军