多功能车顶洗澡箱的制作方法

本发明属洗澡设备技术领域，具体涉及一种多功能车顶洗澡箱。

背景技术：

现有的小型移动洗澡机多针对户外爱好者群体设计，工作原理为利用蓄电池本身的电能，或依靠太阳能转化成的电能对水进行加热，如公布号为cn107049101a(在审)的中国发明型专利。该种设备的缺点之一是能源利用不合理：利用电能转化成热能加热水耗电量高，加热次数有限，而太阳能转化成电能再转化成热能的转化效率很低，所需日照时间过长。缺点之二是实用性低：结合水箱和蓄电池的体积、重量和形状，该类产品不适合步行者携带。对自驾游客来说，该类设备也只能放于后备箱，导致太阳能无法使用，因此该设备对自驾人群同样匹配度不高。对位置固定的户外人群和偏远地区人群来说，由于需要外界水源，该设备对位置要求较高，与价格低、环境要求低的传统晒水袋相比缺乏竞争力。此外，该种设备必须配合洗浴间等配套设施使用，实用性进一步降低。

技术实现要素：

为了解决现有移动洗澡机能源利用不合理、缺少配套设施等问题，同时提高其实用性，满足户外自驾游爱好者对热饮用水、冷藏食物和充电的需求，本发明提供了一种直接利用太阳能的、可洗澡、可加热、可充电、可冷藏、可储物并自带洗澡间的多功能车顶洗澡箱。

本发明采用的方案为：

一种分块化多功能车顶洗澡箱，包括箱体本身、功能区和储物区，所述储物区位于箱体左侧和右前侧，包括3个储物间，1号储物间、2号储物间、3号储物间；所述功能区位于箱体右侧和前侧，包括冷藏模块、充电模块、加热模块、洗澡模块，所述冷藏模块和充电模块内均设有太阳能光电板和蓄电池，所述冷藏模块内的蓄电池输出端接入制冷压缩机，所述充电模块内的蓄电池输出端接入降压电路与usb插孔相连；所述冷藏模块位于多功能车顶洗澡箱尾部，所述冷藏模块的冷藏空间分为上层低温室、下层冷冻室，所述上层低温室和下层冷冻室中间设有隔热板相隔；所述加热模块设有扁盒式平板集热器，所述扁盒式平板集热器下方设有热敏控制台；所述洗澡模块内设有保温水箱与太阳能集热板，所述太阳能集热板通过内部导管与水箱相连。

优选的，所述冷藏模块和充电模块的电能来源于三块太阳能光电板，它们分别位于冷藏模块、充电模块和1号储物区上方，其转化后的电能储存在两块蓄电池中，位于充电模块内侧的蓄电池输出端接入降压电路供用电器充电使用，位于3号储物间下方及部分1号储物间处的蓄电池输出端连接制冷压缩机实现冷藏模块制冷，冷藏模块尾部有散热拉门方便散热；加热模块和洗澡模块的能量来源于扁盒式平板集热器和太阳能集热板，它们分别位于加热模块上方和箱体前方斜坡处，其中扁盒式平板集热器下方接入热敏控制电路，达到一定温度的水将通过热敏控制台流入下方保温瓶中保温；箱子最左侧四个顶点的位置分别内置第一、第二、第三、第四伸缩杆，可用于悬挂洗澡帘。

优选的，所述冷藏模块用于冷藏食物，其结构包括太阳能光电板、蓄电池、制冷压缩机、冷藏空间和开合门所述太阳能光电板由位于1号储物间上方和冷藏模块上方的两块并联而成，并在箱体内部与位于3号储物间下方的蓄电池相连，所述蓄电池通过电线与位于冷藏空间边缘处的制冷压缩机相连从而实现冰箱的制冷，针对使用者对冷冻、低温的不同需求，所述冷藏空间中间有一横放的隔热板，将冷藏模块分为冷冻室和低温室。车顶洗澡箱的末端侧壁为一个拉门，门内是扇形通风口，晴天时拉门拉开，便于冷藏模块的散热与蓄电池的通风，阴雨时则为了防止水汽进入而关闭拉门。

优选的，所述充电模块的结构包括太阳能光电板、蓄电池、降压电路和充电空间。太阳能光电板内置在充电模块上方外壳中，并在蓄电池间内部与蓄电池相连；所述蓄电池经降压电路降压后，其输出电压约为4v，基本满足手机、充电筒等小型用电器充电需求，蓄电池间的外侧为充电空间，用隔板分隔为上下两层，用于存放需要充电的电子设备，所述充电空间侧壁上设有usb插孔，空间内则含有固定带和防滑垫用以保护待充电设备。

优选的，所述加热模块用于加热饮用水，该模块分为扁盒式平板集热器、热敏控制台、导水管、保温瓶、拉开式水龙头五部分。外界的水从注水口进入扁平式平板集热器，扁盒式平板集热器由透明玻璃盖板、上层吸热板、焊接线、下层吸热板、保温层构成。太阳光透过透明玻璃盖板加热上层吸热板，因上下两层吸热板之间以焊接线相连，上层吸热板的热量可以热传递的方式进入下层，因此两层吸热板可同时对水进行加热。

优选的，所述扁盒式平板集热器下层吸热板中间位置有一小孔，被加热水通过该小孔与扁盒式平板集热器下方热敏控制台相接触。所述热敏控制台为两片由热敏电路控制的开合式结构组成，当上方温度上升至某一温度时，该控制台将会从中间打开，露出导水管口，经加热的饮用水将顺着导水管流入下方保温瓶中，实现保温功能，拉开式出水管内置于保温瓶中，所述拉开式出水管靠外一侧封闭，靠内一侧与保温瓶中的水相通，在距外侧五厘米处的上方有一小孔作为接水口，使用时，拉开并旋转出水管，使接水口朝下即可。

优选的，所述保温水箱与太阳能集热板共同组成热管平板式太阳能热水器，即洗澡模块。太阳能集热板通过内部导管与水箱相连，集热板内部导管中的液态工质受热气化上升，并在上升过程中不断吸热，过热气体进入位于水箱部分的冷凝管中完成液化放热来加热水箱中的水，同时自身回流重新进入太阳能集热板中，实现一次循环。为了方便液体回流并使水充分接收高温气态工质所放出的热量，冷凝管采用了折叠向下设计，适当的斜角提高了液态工质的回流速度，而折叠式螺旋结构则扩大了与水的接触面积，使热量吸收更为充分。水箱侧壁插入电子温度计，时刻监测水温是否达到洗澡要求。

优选的，所述的1号储物间用于存放行李及杂物，本储物间采用侧开的方式，外侧开口处设有安全扣，防止箱子意外打开使内部物品掉落，内侧装有弹性固定带，用于固定内侧物品。

优选的，所述的2号储物间用于存放增压花洒、不透光洗澡帘即其它洗浴相关物品。其中，增压花洒的一端与水箱直接相连，端口处有需要手动打开的阀门。为了提高水压，增压花洒的端口位于靠近水箱一侧的最下端，同时水箱高度较高、长宽较小的特点也进一步增大了压强，加上本发明本身就位于车顶，具有一定高度的特点，压力问题可以被很好地解决；所述2号储物间上壁含有可翻折的花洒支架，使用时，将花洒支架顺时针翻折180度即可用于悬挂花洒；所述不透光洗澡帘分为主体和顶盖两个部分，在温度较高时可以分开悬挂，简化操作步骤并达到通风的效果，在夜晚等温度较低时段可以同时悬挂，实现挡风、保温效果。

优选的，所述3号储物间用于存放防水布，所述防水布的用途在于下雨时保护防水性较弱的吸热板。防水布在靠近1号储物间一侧的最上方与箱体相连，卷起方式为向上卷起从而方便展开；同时为了美观，所述3号储物间最上方有盖子，防水布平时隐藏在盖子下，使用时即被取出；所述3号储物间除防水布部分，其下部为与蓄电池间相连的中空区域，与1号储物间的部分构成存放1号蓄电池的空间。

优选的，所述伸缩杆分别位于所述的多功能车顶洗澡箱最左侧侧壁的四个顶点处，其用途在于悬挂洗澡帘。所述伸缩杆均为嵌套的两截式设计，一截的长度与箱宽基本相等。为了方便打开，所述伸缩杆的靠近功能区的一侧均设有圆柱形凸起，该凸起内部与均伸缩杆内杆相连，握住凸起拉开即可打开伸缩杆，操作简单，空间较大，解决了洗澡配套设施的问题。

本发明多功能车顶洗澡箱通过行李架固定在车顶，所述行李架上安装手电筒支架，在夜晚洗澡时，使用者可以将手电筒放在支架上以提供照明。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明洗澡箱摒弃了同类洗澡机对电加热水的依赖，转而引入太阳能集热板，通过收集太阳光的热量加热水，从而将蓄电池从洗澡的模块中解放出来，从根本上消除了同类洗澡机蓄电池容量小、充电难的问题。独立出来的蓄电池将成立充电模块和冷藏模块，利用太阳能光电板将太阳能转化成电能为手机、手电筒、相机等用电器充电和对冷藏模块的充电，从而实现了太阳能的更高效利用。同时，位于车顶的设计使本发明洗澡箱的太阳能光电板、太阳能集热板、扁盒式平板集热器可以时刻接收太阳光，从而解决了充电时间、加热时间的问题，而由于蓄电池的储电和水箱的保温功能，使用者同样不受夜晚无光条件影响，从而真正达到随时使用的目的。此外，车顶本身的高度和水箱高度深、底面积小的特点也在一定程度上解决了同类洗澡机压力不足的问题。伸缩杆的设计旨在实现洗澡间的快速搭建，解决洗澡配套设施问题，而加热、冷藏、储物模块的设计则是为了从更多角度满足自驾爱好者需求，并提高车顶空间的利用率。

本发明的模块化设计实现了电热分离，在洗澡、加热模块中，本发明通过太阳能集热板和扁盒式平板集热器直接吸收热量完成加热过程，而在充电、冷藏模块中，本发明通过太阳能光电板完成光电转化并利用蓄电池储能来提供充电和冰箱运行所需电量，同时，拉开置于箱子一侧的四个伸缩杆即可形成一个洗澡间，操作极为简单。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明爆炸图；

图2为本发明结构示意图；

图3为图1中充电模块的降压电路示意图；

图4为图1中加热模块示意图；

图5为图1中扁盒式平板集热器结构示意图；

图6为图1中热敏控制台电路示意图；

图7为图1中洗澡间安装示意图；

图中：1.充电模块，2.充电空间，3.usb插孔，4.蓄电池间，5.太阳能光电板，6.蓄电池，7.降压电路，8.冷藏模块，9.制冷压缩机，10.低温室，11.隔热板，12.冷冻室,13.加热模块,14.注水口，15.热敏控制台，16.导水管，17.保温瓶，18.伸缩龙头，19.扁盒式平板集热器,20.洗澡模块，21.水箱,22.冷凝器，23.温度计,24.太阳能集热板25.内部导管26.2号储物间,27.增压花洒，28.手动阀门,29.花洒支架，30.1号储物间，31.3号储物间，32.防水布,33.伸缩杆，34.通风口，35.挡水拉门，u3.lm7805三端稳压器，p1.虚拟串口compim，rx.电阻，u1.集成电路芯片atmega328p，u2.数字温度传感器ds18b20，cx.电容，x1.晶振crystal，q1.mps6562，dx.二极管，rl1.继电器，l298.电机驱动芯片，h1.透明玻璃盖板，h2.上层吸热板、h3.焊接线、h4.下层吸热板、h5.被加热液体，h6.保温层，h7.外壳，t1.上层洗澡帘,t2.下层洗澡帘,t3.挂钩及绑带,t4.魔术贴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1-7，本发明提供一种多功能车顶洗澡箱，包括充电模块1、冷藏模块8、加热模块13、洗澡模块20、一号储物间30、二号储物间25、三号储物间31；充电模块1分为蓄电池间4和充电空间2，其中蓄电池间4正上方外壳处嵌入太阳能光电板5，太阳能光电板5在蓄电池间4内侧通过连接线与蓄电池6相连，为了满足手机等用电器等电压需求，蓄电池6输出端接入降压电路7，降压电路7通过连接线与usb插孔3相连，降压电路7的具体构造详见图3；充电空间2内部具有防滑垫用于固定用电器，靠近蓄电池间4的侧壁上有usb插孔3，最外侧有开合门。冷藏模块8的冷藏空间分为上方低温室10和下方冷冻室12，两层以隔热板11相隔，外侧分别设有开合门，冷藏模块8上方及1号储物间30上方分别有一块太阳能光电板5，两个太阳能光电板5并联接入位于3号储物间31下方及1号储物间30内侧的蓄电池6，蓄电池6通过连接线与制冷压缩机9相连完成制冷，位于冷藏模块8末端出的通风口34为扇形结构，通风口34外侧设有挡水拉门35，天气晴朗时挡水拉门35打开，露出通风口34以便于冷藏模块8散热和蓄电池6通风，下雨时挡水拉门35关闭，防止水汽进入；加热模块13主要用于饮用水的加热，外界的水经注水口14进入扁盒式平板集热器19中加热，被加热后的水通过下层吸热板h4中央小口与热敏控制台15相接触，当水温到达一定温度时，热敏控制台15打开，水经导水管16进入保温瓶17中保温，饮用时，拉开并旋转伸缩龙头18使出水口向下即可，扁盒式平板集热器详见图5，热敏控制台内部电路详见图6；洗澡模块包括水箱21和太阳能集热板24，水箱21上方有注水口14，被加热液体从加热模块上方注水口14处进入进入扁盒式平板集热器19的上层吸热板h2和下层吸热板h4中间位置加热。扁盒式平板集热器19保温层h4下方嵌入热敏控制台15，被加热的水通过下层吸热板h4的细长小孔经保温层h6与热敏控制台15接触，该小孔的设计是为了避免因阳光直射或下层吸热板h4本身的热量导致热敏控制台15失灵；所述控制台主要由温控电路进行测温及控制电机运转，通过电机运转来控制门开合，当加热温度达到设定温度时，电机运转，通过连接皮带牵引阀门打开，从而使加热层的水经导管16掉落入保温瓶17中。水流出后后，热敏控制台15降温，电机反向运转阀门关闭；伸缩龙头把手凸起处一侧有一小孔，旋转伸缩龙头使小孔向下即可出水。

太阳能集热板24内部具有导管25，内部导管25中具有液态工质，阳光照射时，导管壁受热温度升高，其内液态工质气化上升并在上升的过程中不断加热，过热液体进入水箱21中的冷凝器22中遇冷液化放热回流，完成一次循环，水箱侧壁上有温度计插口，温度计23旋入插孔中从而监测水箱温度；1号储物间30用于存放行李，是侧开式结构，其内部具有固定带、防滑垫，外部具有安全扣等装置以保障行李安全。2号储物间26用于存放洗浴相关设施如洗澡帘、沐浴露等，其靠近水箱21侧壁的最下方连有增压花洒27，增压花洒27末端为手动阀门28，用于开关花洒，2号储物间26上壁有可旋转的花洒支架29，该支架平时隐藏在2号储物间26内侧，使用时，将花洒支架旋转180度即可；3号储物间31用于存放防水布32，它是一个浅层空间，其下方空地处用于存放蓄电池6；本发明箱体侧壁的四个顶点处分别设有四个伸缩杆33，用于悬挂洗澡帘，洗澡间搭建方式详见图7；洗澡帘分为可拆卸的两部分，当外界温度较高时，仅抽开位于本洗澡箱侧壁下端的两个伸缩杆并挂上下层洗澡帘t2即可形成一个简易的洗澡间，当外界温度较低时，抽开四个伸缩杆并分别悬挂上层洗澡帘t1,下层洗澡帘t2，其连接处用魔术贴t4封好即可，下层洗澡帘t2中间处有拉链，便于使用者进出。

其中，因蓄电池正常输出为12v，而手机充电限电压为4-5v，所以设计了限压电路实现电压降压，降压电路运用了三端集成稳压电路lm7805u3，因lm7805u3的输出电压为5v，故串联两个二极管dx使其输出电压降为4v，从而实现其能直接通过usb插座3为手机等电器充电的功能。

其中，扁盒式平板集热器由透明玻璃盖板h1、上层吸热板h2、焊接线h3、下层吸热板h4、保温层h6和外壳h7构成。玻璃盖板h1与上层吸热板h2之间的部分为真空区域，太阳光透过透明玻璃盖板h1加热上层吸热板h2，因上下两层吸热板之间以焊接线h3相连，上层吸热板h2的热量可以热传递的方式进入下层，因此两层吸热板可同时对水h5进行加热，所述扁盒式平板集热器下层吸热板h4某位置有一细长小孔，被加热水h5通过该小孔与扁盒式平板集热器19下方热敏控制台15相接触实现温度感应。

其中，热敏控制台内部的温控电路采用了基于atmega238p芯片u1的arduinouno单片机作为核心处理器，通过ds18b20数字式温度传感器u2进行模数转换及温度测量，用电压做信号反馈至继电器从而控制电机部分电路的工作，将ds18b20数字式温度传感器u2的dq管脚接至数字口2脚，也就是atmega328p芯片u1的4管脚，同时接10kω的上拉电阻，vcc接至+5v，gnd接至地端，atmega238p芯片u1左边电路为其复位和晶振电路，同时将引脚接为+5v，因为单片机输出口的电流很小，无法驱动继电器，所以在继电器输入端接一个pnp三极管，用来放大电流，驱动继电器工作，而为了保护此三极管的正常工作，还在三极管的输出端(集电极)加上一个二极管用来保护三极管不被过流击穿，直流电机采用直流电机驱动芯片l298n，控制驱动左右两个直流电机运作来控制阀门开关。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。