专利名称：太阳能车挡表示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路信号表示设备，具体涉及一种太阳能车挡表示器。
背景技术：
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。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。
实用新型内容本实用新型提供一种太阳能车挡表示器，具有发光亮度高、寿命长、节约能源、免维护自动保护蓄电池、易安装、无污染的特点。为实现上述目的，本实用新型提供一种太阳能车挡表示器，其特征是，该表示器包含太阳能电池板、信号机主机箱、竖直设置的支架、信号机报警器以及充放电控制器；上述的太阳能电池板设置在所述支架的顶端；上述的信号机主机箱设置在所述支架的中部；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；上述的太阳能电池板与充放电控制器电路连接；上述的信号机报警器与充放电控制器电路连接。上述的太阳能电池板包含太阳能电池，分别贴在太阳能电池上下表面的两层EVA 胶膜，以及分别设置在两层EVA胶膜外的盖板玻璃和背板玻璃。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；上述的充电电路中还电路连接有充电开关；上述的放电电路中还电路连接有放电开关；上述的充放电控制器分别电路连接充电开关和放电开关。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。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。上述的报警灯采用直径5毫米的超高亮度发光二极管。上述的信号机主机箱上还设有传感器；该传感器与信号机报警器电路连接。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。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。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。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。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；本实用新型的太阳能电池板采用EVA胶膜和玻璃板保护太阳能电池，使太阳能电池寿命可达20年以上，同时采用发光二极管，其使用寿命在10万小时以上，相当于20多年，使系统的使用寿命长；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；本实用新型采用的信号灯为直径5毫米的超高亮废发光二极管，具有发光亮度高、聚光稳定、节省能源、可靠性高、无冲击电流、免维护等特点；本实用新型系统结构简单，基本上实现无维修化，降低了维修费用，节省了维修人
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图1为本实用新型太阳能车挡表示器的结构示意图；图2为本实用新型太阳能车挡表示器的结构示意图；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；图4为本实用新型太阳能车挡表示器的总体电路模块图；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；图7为本实用新型太阳能车挡表示器的电压调整电路的电路图；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
以下结合附图，说明本实用新型的具体实施方式
。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。支架3包含设置在地面上的水泥基础支架，以及设置在水泥基础支架上的钢支架。其中水泥基础支架设为梯形，用于水平设置在铁路轨道上，钢支架为长杆，通过紧固螺栓竖直固定在水泥基础支架上。如图2所示，信号机主机箱2包含紧固件25、信号机支架M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M水平固定在紧固件25上，机箱水平固定在信号机支架M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。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。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Ql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Ql和放电开关Q2。根据指令和外界环境情况控制充电开关Ql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。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Ql电路连接，该充电开关Ql与Tl电路连接， IClA与Tl电路连接。充电指示灯Ll电路连接在充电开关Ql与Tl之间，充满指示灯L3电路连接在IClA的输出的1端与地之间。其中，充电开关Ql为光耦开关，通过接收充电指示灯Ll的光触发开启或关闭。IClA为电压比较器，如果蓄电池4的电压低于饱和电压，IClA的1脚输出为低，打开Tl，驱动充电指示灯Ll发光，同时触发打开Ql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，IClA输出高电平，充满指示灯L3亮起，同时关闭Tl，并断开 Ql，停止对蓄电池4进行充电。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JPO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(⑶4011)的两个输入端，IC3A(⑶4011)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，CNl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。当芯片JPO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(⑶4011)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CNl，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。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。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。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M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CNl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。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。灯光控制模块M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M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。灯光控制模块M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M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M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M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M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。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。本实用新型太阳能车挡表示器的运作流程如下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。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。充放电控制器6内的IClA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，IClA输出低电平打开Tl，驱动充电指示灯 Li，充电开关Ql接收充电指示灯Ll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，IClA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Tl，充电指示灯Ll不亮，关断Q1，断开对蓄电池4的充 H1^ ο芯片JPO接收整个系统启动的控制信号后输出低电平，当芯片JPO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CNl连接的信号机报警器5启动工作。当芯片JPO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。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M和声音控制模块53。灯光控制模块M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。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。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。尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求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(Ql)；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(Ql)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。
专利摘要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。
文档编号H01L31/042GK201961343SQ20112002421
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者韩晓峰 申请人:上海驼峰自动化技术有限公司