一种基于太阳能供电的铁路旅客列车上水装置的制作方法

本实用新型属于铁路旅客列车上水技术领域，尤其是涉及一种基于太阳能供电的铁路旅客列车上水装置。

背景技术：

铁路旅客列车用水是通过沿线具有上水能力的大站安排列车上水作业来完成的。目前铁路旅客列车上水装置仅依靠车站股道市电，一旦车站股道无电或因电力故障造成无法给列车上水。

因此现如今缺少一种结构简单、设计合理且操作便捷的基于太阳能供电的铁路旅客列车上水装置，使用效果好，设置太阳能板和电池，实现对电磁阀模块的供电，避免了因电力故障无法给列车上水造成的损失，且太阳能板供电保障了操作人员的用电人身安全。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于太阳能供电的铁路旅客列车上水装置，其结构简单、设计合理，设置太阳能板和电池，实现对电磁阀模块的供电，避免了因电力故障无法给列车上水造成的损失，且太阳能板供电保障了操作人员的用电人身安全。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于太阳能供电的铁路旅客列车上水装置，其特征在于：包括列车上水箱和电磁阀模块，所述列车上水箱设置在铁路旅客列车沿线；

所述列车上水箱包括壳体和设置在所述壳体内的上水机构，以及设置所述壳体内的第一电子线路板与第二电子线路板，所述上水机构包括设置在所述壳体内的卷盘和卷绕在卷盘上且伸出所述壳体的上水胶管，所述上水胶管的一端设置有用于与铁路旅客列车注水口对接的上水接头，所述上水胶管的另一端与供水管连接，所述供水管上设置有电磁阀；

所述第一电子线路板上设置有主控器和主电源模块，所述第二电子线路板上设置有为所述电磁阀模块供电的电磁阀供电模块；

所述壳体上设置有太阳能板，所述电磁阀供电模块包括依次连接的电池管理模块、充电保护模块和电池，所述主电源模块和电池的输出端接有电源切换电路，所述电源切换电路输出端接有用于控制电磁阀的电磁阀驱动模块，所述电磁阀驱动模块由主控器或者手动直接按键进行控制。

上述的一种基于太阳能供电的铁路旅客列车上水装置，其特征在于：所述手动直接按键包括第一按键和第二按键，所述第一按键和第二按键与电磁阀驱动模块连接。

上述的一种基于太阳能供电的铁路旅客列车上水装置，其特征在于：所述壳体包括下壳体和上壳体，所述下壳体上设置有下侧板，所述上壳体上设置有上侧板，所述下侧板和上侧板能开闭，所述下壳体的两侧设置有吊环。

上述的一种基于太阳能供电的铁路旅客列车上水装置，其特征在于：所述上壳体的顶部设置有顶帽，所述手动直接按键位于顶帽上。

上述的一种基于太阳能供电的铁路旅客列车上水装置，其特征在于：所述电池管理模块为pl7501c电池管理模块，所述充电保护模块为pl7022/b充电保护模块。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的列车上水箱结构简单、设计合理且投入成本较低、且安装布设方便。

2、所采用的电磁阀供电模块中包括电池管理模块、充电保护模块和电池，是为了通过太阳能板转换的电能依次通过电池管理模块和充电保护模块为电池充电，从而补充电池的电能，以便于车站股道无电或因电力故障时，通过电池供电进行上水。

3、所采用的电磁阀驱动模块，既可以再车站股道市电正常的状况下，通过主控器控制电磁阀的开闭，又可以在车站股道无电或因电力故障时，通过手动直接按键进行控制电磁阀的开闭，提高了适应范围。

4、所采用的主控器对电磁阀驱动模块进行控制，是为了便于后续远程监控的扩展。

5、所采用的电源切换电路，是为了切换电池或者主电源模块为电磁阀驱动模块进行供电，切换及时，操作便捷。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，设置太阳能板和电池，实现对电磁阀模块的供电，避免了因电力故障无法给列车上水造成的损失，且太阳能板供电保障了操作人员的用电人身安全，实用性强，便与推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型列车上水箱的结构示意图。

图2为本实用新型上水机构的结构示意图。

图3为本实用新型太阳能板和电磁阀供电模块的电路原理框图。

图4为本实用新型电池、主电源模块、电源切换电路、电磁阀驱动模块、主控器和手动直接按键的电路原理框图。

图5为本实用新型电池管理模块的电路原理图。

图6为本实用新型充电保护模块的电路原理图。

图7为本实用新型电磁阀驱动模块、手动直接按键和电磁阀的电路原理图。

图8为本实用新型电源切换电路的电路原理图。

图9为本实用新型5v转3.3v模块的电路原理图。

附图标记说明:

1—下侧板；2—下壳体；3—吊环；

4—上壳体；5—上侧板；

7—顶帽；8—太阳能板；9—电磁阀；

9-1—第一按键；9-2—第二按键；10—主控器；

11—电池管理模块；12—充电保护模块；13—电池；

14—卷盘；15—上水胶管；16—上水接头；

17—供水管；18—电磁阀驱动模块；19—主电源模块；

20—电源切换电路；21—手动直接按键。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型包括列车上水箱和电磁阀模块，所述列车上水箱设置在铁路旅客列车沿线；

所述列车上水箱包括壳体和设置在所述壳体内的上水机构，以及设置所述壳体内的第一电子线路板与第二电子线路板，所述上水机构包括设置在所述壳体内的卷盘14和卷绕在卷盘14上且伸出所述壳体的上水胶管15，所述上水胶管15的一端设置有用于与铁路旅客列车注水口对接的上水接头16，所述上水胶管15的另一端与供水管17连接，所述供水管17上设置有电磁阀9；

所述第一电子线路板上设置有主控器10和主电源模块19，所述第二电子线路板上设置有为所述电磁阀模块供电的电磁阀供电模块；

所述壳体上设置有太阳能板8，所述电磁阀供电模块包括依次连接的电池管理模块11、充电保护模块12和电池13，所述主电源模块19和电池13的输出端接有电源切换电路20，所述电源切换电路20输出端接有用于控制电磁阀9的电磁阀驱动模块18，所述电磁阀驱动模块18由主控器10或者手动直接按键21进行控制。

本实施例中，所述手动直接按键21包括第一按键9-1和第二按键9-2，所述第一按键9-1和第二按键9-2与电磁阀驱动模块18连接。

如图1所示，本实施例中，所述壳体包括下壳体2和上壳体4，所述下壳体2上设置有下侧板1，所述上壳体4上设置有上侧板5，所述下侧板1和上侧板5能开闭，所述下壳体2的两侧设置有吊环3。

本实施例中，所述上壳体4的顶部设置有顶帽7，所述手动直接按键21位于顶帽7上。

本实施例中，所述电池管理模块11为pl7501c电池管理模块，所述充电保护模块12为pl7022/b充电保护模块。

本实施例中，第一按键9-1和第二按键9-2位于顶帽7上。

本实施例中，设置太阳能板8，是为了有阳光时采用太阳能板8接收太阳光通过光生伏特效应将光能转换为电能，然后经电池管理模块11和充电保护模块12给电池13储存电能，作为电磁阀9的备用电能。

本实施例中，设置电池13，电池13储存的电能给电磁阀驱动模块18供电控制电磁阀9，在电池13满电能饱和情况下了可为电磁阀9提供长达3个月的工作时效，减少供电电力故障问题或光能不足时影响铁路列车上水问题。

本实施例中，需要说明的是，在电池13供电的过程中，一旦有阳光时采用太阳能板8为电池13补能,不再需要短时期内定期去更换电池，降低了维修成本，减少了维修人员的劳动强度。

本实施例中，主控器10可参考stm8l151k4t6微控制器。

如图5所示，本实施例中，所述电池管理模块11包括芯片pl7501c，所述芯片pl7501c的第1引脚分两路，一路经电阻r5接二端接口j5的第1引脚，另一路接电容c6的一端；所述芯片pl7501c的第2引脚接电容c6的另一端，所述芯片pl7501c的第3引脚分两路，一路经电感l1接二端接口j5的第1引脚，另一路接二极管d4的阳极；所述芯片pl7501c的第4引脚分两路，一路经并联的电容c3、电容c4和电容c7接地，另一路接二极管d4的阴极；所述芯片pl7501c的第5引脚分两路，一路为电池管理模块11的输出端，另一路接电容c5的一端；所述电容c5的另一端接地；所述芯片pl7501c的第6引脚经电阻r6接地，所述芯片pl7501c的第7引脚分两路，一路经电阻r9接二端接口j5的第1引脚，另一路经电阻r10接地；所述芯片pl7501c的第8引脚接发放二极管d5的阴极，所述发放二极管d5的阳极经电阻r8接二端接口j5的第1引脚，所述芯片pl7501c的第9引脚接地；所述二端接口j5的第1引脚还与电阻r4的一端和电容c2的一端连接，所述电阻r4的另一端接电容c1的一端，所述二端接口j5的第2引脚、电容c1的另一端和电容c2的另一端均接地。

本实施例中，设置芯片pl7501c，是因为其内部设置自适应电流调节环路，从而防止电流过大，且将功率管内置从而减少了外围器件并节约成本。

本实施例中，太阳能板8可参考bachofen的6v4.5w太阳能板。

本实施例中，实际连接过程中，太阳能板8的正输出端插接在二端接口j5的第1引脚，太阳能板8的负输出端插接在二端接口j5的第2引脚。

本实施例中，所述电池13包括第一节电池bt1和第一节电池bt2，所述第一节电池bt1和第一节电池bt2串联。

本实施例中，第一节电池bt1和第一节电池bt2均为18650充电锂电池3.7v。

如图6所示，本实施例中，所述充电保护模块12包括芯片pl7022/b，所述芯片pl7022/b的第1引脚接nmos管q2的栅极，所述芯片pl7022/b的第1引脚接nmos管q4的栅极，所述nmos管q2的漏极与nmos管q4的漏极连接，所述nmos管q4的源极接地，所述芯片pl7022/b的第3引脚经电阻r13接地，所述芯片pl7022/b的第4引脚分两路，一路接电阻r12的一端，另一路接电容c9的一端；所述芯片pl7022/b的第5引脚分两路，一路接电阻r11的一端，另一路接电容c8的一端；所述电阻r11的另一端分两路，一路接电池管理模块11的输出端，另一路接第一节电池bt1的正极；所述电阻r12的另一端与第一节电池bt1的负极和第二节电池bt2的正极的连接端连接，所述芯片pl7022/b的第6引脚分四路，第一路接电容c9的另一端，第二路接电容c8的另一端，第三路接第二节电池bt2的负极，第四路接nmos管q2的源极。

本实施例中，设置芯片pl7022/b，是因为其集过电压充电保护、过电压放电保护、过电流放电保护、电池短路保护等性能，以实现对电池13的保护。

本实施例中，第一按键9-1为按键s1，第二按键9-2为按键s2。

如图7所示，本实施例中，所述电磁阀驱动模块18包括芯片l9110s，所述芯片l9110s的第2引脚和第3引脚与电源切换电路20的输出端连接，所述l9110s的第1引脚接电磁阀9的一个引脚，所述电磁阀9的第4引脚接电磁阀9的另一个引脚，所述电磁阀9的第5引脚和第8引脚接地，所述芯片l9110s的第6引脚分两路，一路与按键s1的一端连接，另一路接二极管d2的阴极；所述芯片l9110s的第7引脚分两路，一路与按键s2的一端连接，另一路接二极管d3的阴极；所述二极管d2的阳极接主控器10的pd0引脚，所述二极管d3的阳极接主控器10的pd1引脚，所述按键s1的一端还经电阻r2接地，所述按键s2的一端还经电阻r3接地，所述按键s1的另一端和按键s2的另一端接电池13的输出端。

如图8所示，本实施例中，所述电源切换电路20包括三极管q1和nmos管q3，所述三极管q1的集电极接地，所述三极管q1的基极分两路，一路经电阻r1接地，另一路接主电源模块19输出的5v电源；所述三极管q1的发射极分两路，一路经电阻r7接电池13的输出端，另一路接nmos管q3的栅极；所述nmos管q3的源极接电池13的输出端，所述nmos管q3的漏极分两路，一路为电源切换电路20的输出端，另一路接二极管d1的阴极；所述二极管d1的阳极分两路，一路接5v电源输出端，另一路经电容c16接地。

本实施例中，设置芯片l9110s驱动电磁阀9，是因为芯片l9110s的第6引脚和第7引脚可直接与主控器10的io接口，具有良好的抗干扰性；另外设置二极管d2和二极管d3，避免电池13加载电压至芯片l9110s时，造成主控器10的损坏。

本实施例中，所述主电源模块19包括220v转5v的开关电源和5v转3.3v模块。

本实施例中，220v转5v的开关电源可参考美赞电子的20v转5v直流电源。

如图9所示，本实施例中，所述5v转3.3v模块包括芯片pam3101dab330，所述芯片pam3101dab330的第1引脚和第3引脚的连接端分两路，一路接5v电源输出端，另一路经电容c12接地；所述芯片pam3101dab330的第2引脚接地，所述芯片pam3101dab330的第4引脚经电容c15接地，所述芯片pam3101dab330的第5引脚分三路，一路经并联的电容c17和电容c18接地，另一路经电阻r21接发光二极管d10的阳极，第三路为3.3v电源输出端；所述发光二极管d10的阴极接地。

本实施例中，220v转5v的开关电源输出的5v电源，一方面可以经过5v转3.3v模块转换为3.3v为主控器10及其他用电模块供电；另一方面可以经过电源切换电路20为电磁阀驱动模块18供电。

本实用新型具体实施时，当铁路旅客列车需要上水时，铁路工作人员将上水胶管15从卷盘14上往外抽拉，使上水胶管15上一端的上水接头16插入铁路旅客列车上的注水口，且保证与铁路旅客列车注水口对接成功；然后，当车站股道车站股道市电正常时，5v电源至三极管q1，三极管q1导通，则nmos管q3导通，5v电源加载至芯片l9110s的第2和第3引脚，接着通过主控器10的pd0引脚输出高电平和主控器10的pd1引脚输出低电平，则电磁阀驱动模块18中芯片l9110s的第1引脚为高电平，芯片l9110s的第4引脚为低电平，则电磁阀9闭合打开，供水管17中的水通过上水胶管15和上水接头16为铁路旅客列车上水；

当铁路旅客列车水箱水加满后有水溢出时，通过主控器10的pd0引脚输出低电平和主控器10的pd1引脚输出高电平，则电磁阀驱动模块18中芯片l9110s的第1引脚为低电平，芯片l9110s的第4引脚为高电平，则电磁阀9关闭，为铁路旅客列车停止上水；

当车站股道车站股道市电故障时，三极管q1截止，电池13输出的电压至nmos管q3导通，电池13输出的电压加载至芯片l9110s的第2和第3引脚，接着操作第一按键9-1闭合，第二按键9-2断开，则电磁阀驱动模块18中芯片l9110s的第1引脚为高电平，芯片l9110s的第4引脚为低电平，电磁阀9闭合打开，供水管17中的水通过上水胶管15和上水接头16为铁路旅客列车上水；

当铁路旅客列车水箱水加满后有水溢出时，接着操作第一按键9-1断开，第二按键9-2闭合，则电磁阀驱动模块18中芯片l9110s的第1引脚为低电平，芯片l9110s的第4引脚为高电平，则电磁阀9关闭，为铁路旅客列车停止上水。铁路旅客列车停止上水后，卷盘14带动上水胶管15卷回。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，设置太阳能板和电池，实现对电磁阀模块的供电，避免了因电力故障无法给列车上水造成的损失，且太阳能板供电保障了操作人员的用电人身安全，实用性强，便与推广使用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。