专利名称：太阳能光伏发电系统应用在电动玩具上的充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能光伏发电系统应用在电动玩具上的充电装置，具体地说是充分利用太阳能转换的电能作为能源，向电动玩具提供运动时需用的动力，属于玩具制造技术领域。
背景技术：
长期以来，电动玩具主要靠化学能电池提供电力，化学能电池包括普通化学能电池和充电化学能电池两种。普通化学能电池中，一开始使用的是电容量小的碳性普通化学能电池，碳性普通化学能电池使用寿命短，电动玩具玩了不长时间，就多次更换电池，造成一些家庭里废旧电池一大堆，碳性普通化学能电池的锌壳易锈蚀，极易造成严重的环境污染。接着出现了较大容量 的碱性普通化学能电池，使用寿命长了一些，但是，也会造成环境污染。普通化学能电池依靠自身的化学能产生有限的电能，不能近火或高温，任何使用不当都可能造成漏液或破裂，存在一定的安全隐患。
由于电动玩具四驱车的车速加快，需要低内阻、较长的循环使用寿命、正常可反复使用500次以上的600毫安时(600mAh)镍镉充电电池和900毫安时(900mAh)镍镉充电电池。玩具模型赛车的出现，更需要特大容量、极低内阻、爆发力强劲的高倍率放电1.2V/1300mAh镍氢充电电池和高倍率放电1.2V/1800mAh镍氢充电电池。镍镉充电电池和镍氢充电电池都需要从外部电源输入电能，将电能转换成化学能储存，使用时，再由化学能转换成电能输出。充电化学能电池虽比普通化学能电池有所进步，但用在电动玩具上，仍然存在许多注意点当给充电化学能电池充电时，需要成人监护；需要及时从玩具内取出用尽的化学能电池；新旧电池不能混用；不同种类、不同容量的电池禁止混用；防止短路，禁止剥掉绝缘层使用；远离潮湿、高温、化学剂，严禁放入火中。还存在标准充电时间长、容易出现假冒产品、价格较贵、产生废旧电池等问题。既限制了电动玩具使用的时间和空间，又存在一定程度的安全隐患，少年儿童使用不慎，就会发生安全事故。
镍镉充电电池和镍氢充电电池从供电网上输入的电流主要是煤电，人类长期燃烧大量的煤炭和石油用于发电，已造成大面积的环境污染和不可再生的矿物能源资源的减少。随着清洁的、可再生的新能源技术的进步，人类在尽可能多一些的领域里，采用太阳能光伏发电新技术来减少环境污染、生产工农业优质产品和向日用生活电器供电。在已有技术中，国内采用第一代技术生产的单晶硅太阳能电池转换效率＞17％(2008年可达20％)，多晶硅太阳能电池转换效率＞15％；采用第二代技术生产的多晶硅薄膜太阳能电池转换效率＞10％；采用第三代技术生产的超高效率太阳能电池转换效率＞50％，拥有先进的三代太阳能电池制造技术，所制造的体积小、重量轻的独立太阳能光伏发电系统已能提供足够的动力，充分利用太阳能转换的电能用于路灯照明、农村提水等，但未在电动玩具的充电上应用。太阳能电池的硅片(最新研制成功玻璃片)适合安装在一部分玩具的外壳表面层上，以便接受太阳光的照射产生电流，向电动玩具内部的电动装置供电，保障电动玩具运动时需要的能量供应。我国光伏发电事业起步比欧盟一些国家晚，发展将太阳能光伏发电系统应用在电动玩具上的充电装置，有利于教育少年儿童尽早掌握光伏发电方面的科学知识和使用方法，向社会和家庭宣传、普及光伏发电的工作原理，增强保护环境的意识。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种由独立太阳能光伏发电系统与电动玩具动力装置等部件连接成的电动玩具整体，进行配套使用，充分利用太阳能转换成的电能作为电动玩具运动时需用的动力；从而提供一种清洁的、可再生的太阳能电池新能源，取代了原先输入电动玩具里的由化学能转换成的电能或煤炭燃烧产生的热能转换成的电能，消除了废旧电池造成的环境污染，节约了制造普通化学能电池或充电化学能电池的原材料消耗，提高了电动玩具充电过程中的先进性、安全性和可靠性的太阳能光伏发电系统应用在电动玩具上的充电装置。
本发明的主要解决方案是这样实现的本发明独立太阳能光伏发电系统9与电动玩具动力装置10通过导线11连接。
本发明独立太阳能光伏发电系统9采用太阳能电池方阵2装在充电装置箱体1上，通过导线11连接控制器6，控制器6通过导线11分别与蓄电池7、逆变器5连接，逆变器5通过导线11连接电源适配器16，电源适配器16通过导线11连接电动机4，电动机4、逆变器5、控制器6、蓄电池7、电源适配器16分别安装在充电装置箱体1内。
本发明在充电装置箱体1的上部平面、左侧平面、右侧平面、后侧平面及前部平面上方一半表面层上分别安装太阳能电池方阵2。
本发明电源适配器16通过导线11连接电源开关3，电源开关3安装在充电装置箱体1上。
本发明与已有技术相比具有以下优点本发明结构简单、紧凑、合理；能源清洁、可再生，用电动玩具新的能源转换模式‘太阳能→电能→机械能’取代了电动玩具中存在多年的能源转换模式‘化学能→电能→机械能’。其巧妙利用独立太阳能光伏发电系统将太阳能转换成电能，向电动玩具的充电装置供电；用电安全，消除了大量废旧化学能电池造成的环境污染，节约了大量的制造化学能电池的宝贵资源，保护了生态环境。目前，电动玩具充电装置一部分依靠普通化学能电池供应电能，还有一部分从固定供电网上获取电能，向充电化学能电池供电。固定供电网上的电能大部分来自燃烧煤炭的火力发电，核电、水电只占一小部分；欧盟各国为了保护自然生态环境，节约矿产能源资源，利用太阳能转化的发电量，2005年已占到总发电量的15％左右，并且计划在2050年，将这一比例提高到50％。德国已通过‘新能源法’，限制使用造成环境污染的能源，鼓励使用新能源。中国是玩具生产和出口大国。在电动玩具的制造领域，应当重视新能源的应用。电动玩具深受少年儿童的喜爱，据不完全统计，在玩具市场上，电动玩具的销售份额占到60％左右，其中电动玩具车约占49％，电动玩具船约占9％，电动玩具飞机约占2％。80％以上的电动玩具，不是只使用一节化学能电池，通常需要由4～6节化学能电池连结组成的电池组供电。例如四只碱性普通化学能电池或四只镍镉充电电池组成的电池组可以满足开动电动玩具四驱车的需要(电压为6V)；六只镍氢充电化学能电池组成的电池组供应的电力可以使玩具轻型直升飞机升入低空(电压为9V)。因此，全国电动玩具所需用的化学能电池的数量是一个大的数字，化学能电池的使用寿命有限，制造这么多的化学能电池所耗用的优质金属等材料也是一个大的数字。多年来，人类燃烧大量煤炭、石油发电，已造成空气中二氧化碳浓度增加，引发地球上的温室效应大量冰川融化，海水平面上升，自然界的生态平衡已经遭到严重破坏。推广使用本发明还能在少年儿童的家庭里和活动场所普及、宣传太阳能电池方阵的使用方法，增强环境保护意识，提倡用绿色能源向电动玩具供电，减少家庭中的废旧电池垃圾污染源，保护少年儿童的身体健康，提高电动玩具充电过程中的先进性、安全性和可靠性。
图1为本发明结构使用状态示意图。
具体实施例方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述本发明主要由充电装置箱体1、太阳能电池方阵2、电源开关3、电动机4、逆变器5、控制器6、蓄电池7、传动箱8、电动玩具动力装置10、传动轴14、变速箱15、驱动轴13、车轮12、电源适配器16(充电器)、支座架17等组成。
本发明主要是通过独立太阳能光伏发电系统9与电动玩具动力装置10通过导线11连接，独立太阳能光伏发电系统9中的充电装置箱体1连接在电动玩具支座架17上，共同组成一个电动玩具(厢式货车)；本发明独立太阳能光伏发电系统9中的充电装置箱体1采用不锈钢金属板制成长方体。先按照长方体外表的六个平面的尺寸(长度×宽度)裁剪或切割板材，板材的结合部进行焊接或粘接。其底部平面、上部平面、右侧平面、左侧平面、后部平面和前部平面六块板材结合成为长方体充电装置箱体1。在充电装置箱体1的上部平面、左侧平面、右侧平面、后侧平面、前部平面上方一半面积共五个地方预留位置和结构安装和各平面预留面积(长度×宽度)相等的独立太阳能光伏发电系统9中的太阳能电池方阵2，五大片太阳能电池方阵2安装在充电装置箱体1各有关平面的表面层上，便于接受阳光的照射。太阳能电池方阵2通过导线11连接控制器6，控制器6通过导线11分别与蓄电池7、逆变器5连接，逆变器5连接电源适配器16，电源适配器16通过导线11连接电动机4，电动机4、逆变器5、控制器6、蓄电池7、电源适配器16分别安装在充电装置箱体1内。电源适配器16(充电器)通过导线11连接电源开关3，电源开关3安装在充电装置箱体1壁上。
本发明由于在厢式货车的充电装置箱体1内上部表面、左部侧面、右部侧面、后部侧面、前部上半部侧面上均安装有太阳能电池方阵2，凡是阳光照射到的那部分太阳能电池方阵2上，均能将太阳能转换成电能，通过导线11向控制器6输送直流电，从控制器6通过导线11向逆变器5输送直流电，从逆变器5输出交流电。只需开启电源开关3，保持从逆变器5输送交流电给电动机4之间的电路畅通，电动玩具车厢体(厢式货车)就可以开始运动。
本发明电动玩具动力装置10采用传动箱8通过动力输出轴与电动机4连接，在传动箱8与变速箱15之间装有传动轴14，在变速箱15下方安装驱动轴13与另一根传动轴连接，在前后驱动轴13上安装车轮12。由电能转换成的机械能，由电动机4的动力输出轴传进传动箱8，然后通过传动轴14传进变速箱15，再从变速箱15下方的另一根传动轴带动驱动轴13的转动，驱动轴13的转动带动车轮12的转动，从而实现整个电动玩具(厢式货车)的整体运动。
本发明独立太阳能光伏发电系统的供电量及电压、电流等需要与电动玩具的型号，以及电动玩具用电要求中的电压、电流相匹配，才能协调一致、顺利工作。电压、电流的调整可以通过安装在电路中的电源适配器16(充电器)来进行。
由于太阳能电池方阵2的原材料采供、加工技术、制造工艺不断进步，太阳能电池方阵的光电转换效率不断提高，太阳能电池方阵的硅片可以做得更薄、更小、更轻，相应的控制器6、逆变器5、蓄电池7同样可以做得更小、更轻；不久的将来，太阳能电池方阵2可以制造得更加轻巧、实用，电动玩具(厢式货车)可以跑得更快。为了利用新的制造材料，一种新的‘玻璃太阳能电池’将和‘硅太阳能电池’并存。
本发明装置中的电动机4采用常压交流电实现运转，如果电动机4需要采用低压交流电，则需由电路中的电源适配器进行电压调整。
本发明中太阳能电池方阵2、蓄电池7、控制器6、逆变器5、电动机4、电源开关3、传动箱8、传动轴14、变速箱15、电源适配器16均为市场所购。
本发明的工作原理在太阳光的照射下，电动玩具厢体(厢式货车)上凡是受到阳光照射的太阳能电池方阵2都能将太阳能转换成电能，所产生的直流电通过导线11输入控制器6，控制器6通过导线11将直流电输入逆变器5(也可以通过导线11输送直流电进入蓄电池7储存备用)，逆变器5输出交流电向电动机4供应电力(此处输电导线11受电源开关3控制)，电源适配器16按照电动机4的工作需要调整电路中交流电的电压和电流，电动机4的运转将电能转换成机械能，由电动机4的动力输出轴将机械能传进传动箱8，传动轴14改变机械能的传送方向，将机械能传进变速箱15，变速箱15通过向下方的另一根传动轴将机械能传送到驱动轴13上，使驱动轴13转动，驱动轴13带动车轮12整体转动。由于前轮中间的驱动轴13通过厢式货车底部的传动大轴连接后轮中间的驱动轴13，两根驱动轴13的同步转动，驱动四只车轮12的同步转动，从而实现了电动玩具(厢式四驱货车)的行驶。
权利要求
1.一种太阳能光伏发电系统应用在电动玩具上的充电装置，其特征是采用独立太阳能光伏发电系统(9)与电动玩具动力装置(10)通过导线(11)连接；独立太阳能光伏发电系统(9)中太阳能电池方阵(2)装在充电装置箱体(1)上，通过导线(11)连接控制器(6)，控制器(6)通过导线(11)分别与蓄电池(7)、逆变器(5)连接，逆变器(5)通过导线(11)连接电源适配器(16)，电源适配器(16)通过导线(11)连接电动机(4)，电动机(4)、逆变器(5)、控制器(6)、蓄电池(7)、电源适配器(16)分别安装在充电装置箱体(1)内。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电系统应用在电动玩具上的充电装置，其特征在于所述的充电装置箱体(1)的上部平面、左侧平面、右侧平面、后侧平面及前部平面上方一半表面层上分别安装太阳能电池方阵(2)。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电系统应用在电动玩具上的充电装置，其特征在于所述的电源适配器(16)通过导线(11)连接电源开关(3)，电源开关(3)安装在充电装置箱体(1)上。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能光伏发电系统应用在电动玩具上的充电装置，属于玩具制造技术领域。其主要采用独立太阳能光伏发电系统与电动玩具动力装置通过导线连接。独立太阳能光伏发电系统采用太阳能电池方阵装在充电装置箱体上，通过导线连接控制器，控制器分别与蓄电池、逆变器连接，逆变器连接电源适配器，电源适配器连接电动机，并分别安装在充电装置箱体内。本发明充分利用太阳能转换成的电能作为电动玩具运动时需用的动力；从而提供一种清洁的、可再生的太阳能电池新能源，消除了废旧电池造成的环境污染，节约了制造普通化学能电池或充电化学能电池的原材料消耗，提高了电动玩具充电过程中的先进性、安全性和可靠性。
文档编号A63H19/00GK1866661SQ200610039818
公开日2006年11月22日 申请日期2006年4月12日 优先权日2006年4月12日
发明者缪江红 申请人:缪江红