專利名稱：太陽能車擋表示器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵路信號表示設備，具體涉及一種太陽能車擋表示器。
背景技術：
目前，隨著國民經濟的迅速發展，鐵路運輸業面臨著新的機遇和挑戰。國民經濟的高速發展給鐵路運輸業帶來了良好的機會，進入二十一世紀以來，由于科學發展觀的確立和科學技術的快速發展，為鐵路運輸業的發展提出了更高的要求。所以，建立一個快速、高效、安全的鐵路科學發展保障體系，以適應國民經濟發展的需要是十分必要的。最近二十多年來，隨著高新技術的發展和計算機在鐵路運輸的廣泛應用，鐵路站場設備不斷更新改造， 編組站綜合自動化水平逐步提高，高效運營生產體系和安全體系逐步建立。但在運輸生產過程中，還存在著制約運輸生產力發展和危及行車安全的問題。現有技術的車擋表示器，其缺點在于，由于多家管理不善和照度不夠，一定程度上給運輸生產安全帶來隱患。我國鐵路線路終端車擋表示器，五十多年以來，一直是多家共管的管理模式，即工務部門負責車擋；電務部門負責信號；水電部門負責電源；車站負責燈炮。雖然分工明確，但是各不盡責，實際處于無人管理狀態。隨機抽樣調查結果顯示吉林北、 吉林、哈達灣、吉林工務段、吉林機務段等六部門的車擋表示器20個，完好率只占10%。80% 存在著各種不同的問題(其中無標志占50%)，嚴重地危及著行車安全。

實用新型內容本實用新型提供一種太陽能車擋表示器，具有發光亮度高、壽命長、節約能源、免維護自動保護蓄電池、易安裝、無污染的特點。為實現上述目的，本實用新型提供一種太陽能車擋表示器，其特征是，該表示器包含太陽能電池板、信號機主機箱、豎直設置的支架、信號機報警器以及充放電控制器；上述的太陽能電池板設置在所述支架的頂端；上述的信號機主機箱設置在所述支架的中部；上述的信號機報警器與充放電控制器設置在信號機主機箱內；上述的太陽能電池板與充放電控制器電路連接；上述的信號機報警器與充放電控制器電路連接。上述的太陽能電池板包含太陽能電池，分別貼在太陽能電池上下表面的兩層EVA 膠膜，以及分別設置在兩層EVA膠膜外的蓋板玻璃和背板玻璃。該表示器還包含有蓄電池；該蓄電池與太陽能電池板電路連接成充電電路；該蓄電池與信號機報警器電路連接成放電電路；上述的充電電路中還電路連接有充電開關；上述的放電電路中還電路連接有放電開關；上述的充放電控制器分別電路連接充電開關和放電開關。上述的信號機報警器包含報警輸入檢測模塊、與該報警輸入檢測模塊電路連接的報警控制模塊、分別與該報警控制模塊電路連接的聲音控制模塊和燈光控制模塊，與該聲音控制模塊電路連接的功率放大模塊、與該功率放大模塊電路連接的報警喇叭、與該燈光控制模塊電路連接的燈光驅動模塊，以及與該燈光驅動模塊電路連接的報警燈。上述的信號機主機箱上還設有防護罩和顯示板；該防護罩和顯示板與上述的報警燈相對應設置。上述的報警燈采用直徑5毫米的超高亮度發光二極管。上述的信號機主機箱上還設有傳感器；該傳感器與信號機報警器電路連接。太陽能電池板在有光照時，將光能轉化為電能傳輸至充放電控制器，充放電控制器實時檢測蓄電池的電量，準備對蓄電池進行充電。充放電控制器檢測到蓄電池電量不飽和時，導通充電開關，用太陽能電池板輸入的電能對蓄電池進行充電。當蓄電池電量飽和，斷開充電開關，停止對蓄電池充電。在蓄電池電量充足時，充放電控制器啟動信號機報警器工作。當在白天時，信號機報警器的正常工作狀態為報警喇叭關閉，報警燈保持關閉。當有列車時，信號機報警器啟動報警，報警燈閃爍亮燈報警，完成報警后自動熄滅。同時報警喇叭啟動發出報警聲響，并在完成報警后自動關閉。當在夜間時，信號機報警器的正常工作狀態為報警喇叭關閉，報警燈保持持續亮燈。當有列車時，信號機報警器啟動報警，報警燈轉為閃爍亮燈報警，完成報警后恢復持續亮燈。同時報警喇叭啟動發出報警聲響，并在完成報警后恢復關閉。本實用新型太陽能車擋表示器和現有技術的車擋表示器相比，其優點在于，本實用新型設有太陽能電池板，利用太陽能轉化為電能，為車擋表示器提供電源，沒有空氣污染，不排放廢水，沒有燃燒過程，不需要燃料，能源質量高，運行可靠性、穩定性好，符合環保要求；同時只采用太陽能作為能源，系統為獨立供電，不需要電纜，電源線，系統應用方便， 隨裝隨用，便于管理，具有很好的實用性；本實用新型的太陽能電池板采用EVA膠膜和玻璃板保護太陽能電池，使太陽能電池壽命可達20年以上，同時采用發光二極管，其使用壽命在10萬小時以上，相當于20多年，使系統的使用壽命長；本實用新型的充放電控制器工作穩定可靠，具有防反接、防反充、防過放、防過充、 過載及短路自動保護功能。通過光控實現了對發光二極管信號燈的自動啟閉；本實用新型采用的信號燈為直徑5毫米的超高亮廢發光二極管，具有發光亮度高、聚光穩定、節省能源、可靠性高、無沖擊電流、免維護等特點；本實用新型系統結構簡單，基本上實現無維修化，降低了維修費用，節省了維修人
員O

圖1為本實用新型太陽能車擋表示器的結構示意圖；圖2為本實用新型太陽能車擋表示器的結構示意圖；圖3為本實用新型太陽能車擋表示器的太陽能電池板的結構示意圖；圖4為本實用新型太陽能車擋表示器的總體電路模塊圖；圖5為本實用新型太陽能車擋表示器的充電控制電路的電路圖；[0034]圖6為本實用新型太陽能車擋表示器的放電控制電路的電路圖；圖7為本實用新型太陽能車擋表示器的電壓調整電路的電路圖；圖8為本實用新型太陽能車擋表示器的信號機報警器的電路模塊圖。
具體實施方式
以下結合附圖，說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1所示，本實用新型說明了一種太陽能車擋表示器，該太陽能車擋表示器包含太陽能電池板1、信號機主機箱2、支架3、蓄電池4、信號機報警器5，以及充放電控制器 6。太陽能電池板1設置在支架3的頂端，信號機主機箱2設置在支架3的中部。蓄電池4、 信號機報警器5與充放電控制器6都設置在信號機主機箱2內，信號機主機箱2具有防曬、 散熱好的特性。支架3包含設置在地面上的水泥基礎支架，以及設置在水泥基礎支架上的鋼支架。其中水泥基礎支架設為梯形，用于水平設置在鐵路軌道上，鋼支架為長桿，通過緊固螺栓豎直固定在水泥基礎支架上。如圖2所示，信號機主機箱2包含緊固件25、信號機支架M和機箱23，緊固件25 固定在支架3鋼支架的中部，信號機支架M水平固定在緊固件25上，機箱水平固定在信號機支架M上。信號機主機箱2上還設有防護罩21和顯示板22，在機箱23的側面設為開口，信號機報警器5的設置在機箱23中，信號機主機箱2的發光面正對應機箱23的開口設置，通過該開口發光。防護罩21設置在機箱23的側面開口上，用于保護信號機報警器 5。顯示板22中間設有與機箱23的形狀大小相適配的開口，顯示板22豎直套設在機箱23 上。該顯示板22采用紅色的方牌。白天時信號機報警器5不持續發光，由顯示板22反光顯示紅色指示信號，當夜晚時信號機報警器5持續發光，由信號機報警器5發光顯示紅色指示信號。當太陽能車擋表示器設置在鐵路軌道上時，其機箱23上設有開口正朝向列車駛來的方向，同時顯示板22也正對列車行進方向設置。太陽能電池板1以一定傾斜角度設置在支架3的頂端，便于吸收陽光。如圖3所示，太陽能電池板1包含一個太陽能電池11，該太陽能電池11采用9串4列共36片串聯的單晶硅組件。由于太陽能電池11易破碎，易被腐蝕，若直接暴露在空氣中，光電轉化效率會因為潮濕、灰塵、酸雨等影響而下降，甚至損壞失效。因此，太陽能電池11必須經過膠封、 層壓等方式封裝成平板式構造再投入使用。所以在太陽能電池11的上下表面各覆蓋一層透明、耐老化、黏結性好的熱融性EVA膠膜12，EVA膠膜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護太陽能電池11。在太陽能電池11上下表面的EVA膠膜12外還各設有蓋板玻璃13和背板玻璃14，該蓋板玻璃13和背板玻璃14采用低鐵鋼化玻璃，厚度在3. 2毫米，透光率額為90%以上，增加太陽能電池板1的硬度和抗沖擊能力，使太陽能電池11壽命可達20年以上。該太陽能電池板1與充放電控制器6電路連接，太陽能電池板1由光能轉換產生的電能傳輸至充放電控制器6，通過充放電控制器6傳輸給蓄電池4儲存，保證蓄電池4內電量充足。如圖4所示，蓄電池4與太陽能電池板1電路連接成充電電路，蓄電池4與信號機報警器5電路連接成放電電路。充放電控制器6與上述的蓄電池4、太陽能電池板1和信號機報警器5并聯連接。充電電路中還串聯連接有充電開關Q1，當充電開關Ql閉合時，太陽能電池板1由光能轉化產生的電能輸入蓄電池4中儲存。放電電路中還串聯連接有放電開關Q2。當放電開關Q2閉合，蓄電池4為信號機報警器5供電。充放電控制器6分別電路連接充電開關Ql和放電開關Q2。根據指令和外界環境情況控制充電開關Ql和放電開關Q2 的開閉。其中，蓄電池4采用免維護鉛酸蓄電池，其在30%淺放電情況下，循環充放電次數需在1000以上。蓄電池容量為17A · h，輸出的電壓為DC12V，并且與太陽能電池板1的功率、負載功率及使用條件相匹配。如圖5所示，圖中說明了包含有充放電控制器6的充電電路的電路圖。電路中的接頭CN2外接12V的蓄電池4，與該CN2串聯連接的SW為整個充放電控制器6的工作開關，在CN2與SW之間還串聯連接有熔斷器F1，開關SW閉合后，充放電控制器6工作。接頭 CN3電路連接太陽能電池板1，CN3與充電開關Ql電路連接，該充電開關Ql與Tl電路連接， IClA與Tl電路連接。充電指示燈Ll電路連接在充電開關Ql與Tl之間，充滿指示燈L3電路連接在IClA的輸出的1端與地之間。其中，充電開關Ql為光耦開關，通過接收充電指示燈Ll的光觸發開啟或關閉。IClA為電壓比較器，如果蓄電池4的電壓低于飽和電壓，IClA的1腳輸出為低，打開Tl，驅動充電指示燈Ll發光，同時觸發打開Ql導通電路，實現對蓄電池4進行充電，如果蓄電池4的電壓高于飽和電壓，IClA輸出高電平，充滿指示燈L3亮起，同時關閉Tl，并斷開 Ql，停止對蓄電池4進行充電。如圖6所示，圖中說明了包含有充放電控制器6的放電電路的電路圖。電路中芯片JPO為外部檢測及控制信號接口，通過1腳外部可以檢測當前的狀態，2腳輸入驅動控制信號，3腳為外部控制信號的地線。IC2A和IC6B的輸出端電路連接IC3A(⑶4011)的兩個輸入端，IC3A(⑶4011)的輸出端電路連接T2，T2電路連接放電開關Q2，在T2與放電開關 Q2之間還電路連接有驅動放電工作LED指示燈L2，放電開關Q2電路連接CN1，CNl電路連接信號機報警器5。其中，放電開關Q2為光耦開關，通過接收驅動放電工作LED指示燈L2 的光觸發開啟或關閉。當芯片JPO接收到外部控制信號(即系統啟動的信號)后，其輸出低電平時，IC6B 輸出為高電平，當蓄電池4電壓處于工作狀態內時電壓比較器IC2A的輸出為高電平，當這兩路同時為高電平，IC3A(⑶4011)的輸出為低電平，打開T2，驅動放電工作LED指示燈L2 亮起，同時發光觸發打開Q2，驅動后端電路連接負載的接頭CNl，該負載為信號機報警器5。 如果外部控制信號為高或是蓄電池4電壓低于工作電壓，那IC3A的輸出為高，關閉T2和 Q1，關掉放電指示燈L2，同時關閉信號機報警器5的電源，信號機報警器5停止工作。如圖7所示，為電壓調整電路，通過型號為78L05的IC4將蓄電池4輸出的電壓轉換成充放電控制器6工作所需的5V電壓。蓄電池4輸出12V的電壓，通過IC4將蓄電池4 的輸出轉化為5V的電壓，輸出至充放電控制器6電路中的各VCC端，為充放電控制器6提供電能。信號機主機箱2上還設有傳感器，傳感器與信號機報警器5電路連接。該傳感器采用光學探測器，該傳感器具有一定的探測距離，同時傳感器的探測方向與機箱23上的開口和顯示板22對應設置，傳感器的探測方向正對列車行進的方向，例如當太陽能車擋表示器實際應用在火車站臺時，需將傳感器的探測方向與火車鐵軌的方向平行設置，并正對火車駛來的方向，傳感器可準確在規定距離內探測到火車，并發出報警信號。傳感器實時通過光線探測列車與太陽能車擋表示器之間的距離，當列車與太陽能車擋表示器之間的距離達到傳感器的探測距離，傳感器即發送報警信號至信號機報警器5，觸發信號機報警器5工作。如圖8所示，信號機報警器5包含報警輸入檢測模塊51、與該報警輸入檢測模塊 51電路連接的報警控制模塊52、分別與該報警控制模塊52電路連接的聲音控制模塊53和燈光控制模塊54，與該聲音控制模塊53電路連接的功率放大模塊55、與功率放大模塊55 電路連接的報警喇叭56、與燈光控制模塊M電路連接的燈光驅動模塊57，以及與該燈光驅動模塊57電路連接的報警燈58。信號機報警器5中還設有電源管理模塊，該電源管理模塊與充放電控制器6的接頭CNl電路連接。由充放電控制器6輸出的電能啟動信號機報警器 5工作，電源管理模塊對蓄電池4通過充放電控制器6輸入的電壓進行整理，輸出信號機報警器5所需的電壓，提供信號機報警器5工作。報警輸入檢測模塊51接收傳感器發送的報警信號，對輸入的報警信號進行檢測， 整理后傳輸至報警控制模塊52。報警控制模塊52接收報警信號輸入模塊51的信號，并根據充放電控制器6發送的報警信號的類型控制聲音及燈光報警。燈光控制模塊M接收報警控制模塊52的命令，送出相應的燈光信號給燈光驅動模塊57。燈光驅動模塊57接收燈光控制模塊M的燈光信號，對燈光信號進行放大，推動報警燈58進行報警。報警燈58進行燈光報警，報警燈58采用紅色的直徑5毫米的超高亮度發光二極管，可視距離大于500米，其使用壽命大約10萬小時。該報警燈58與機箱23的開口對應設置，并通過機箱23上的開口發光，報警燈58的發光方向朝向列車，例如當太陽能車擋表示器實際應用在火車站臺時，報警燈58的發光方向與火車運行的鐵軌保持平行， 并正對火車駛來的方向，保證火車上的駕駛員能清楚看到報警燈58的燈光。燈光控制模塊M中還設有定時控制模塊，通過對定時控制模塊進行設置，設置一段發送持續亮燈的信號的時間段，該時間段與夜間、傍晚和清晨的時間相對應，在夜間、傍晚和清晨時，定時控制模塊控制燈光控制模塊M驅動報警燈58的常態工作狀態為持續亮燈狀態，并在接收到報警信號時，燈光控制模塊M即驅動報警燈58進行閃爍報警，并在報警完畢后恢復持續亮燈狀態。在白天，定時控制模塊控制燈光控制模塊M驅動報警燈58 的常態工作狀態為關閉狀態，實現在白天時燈光控制模塊M在有列車靠近太陽能車擋表示器收到報警信號時，驅動報警燈58進行閃爍報警，并在報警完畢后恢復關閉熄滅狀態。聲音控制模塊53接收報警控制模塊52的命令，當有報警信號輸入時調取相應的報警音，把信號送給功率放大模塊。功率放大模塊55對聲音信號進行放大，驅動報警喇叭 56進行報警。本實用新型太陽能車擋表示器的運作流程如下太陽能車擋表示器平穩設置在列車鐵軌上，其報警燈58和顯示板22的顯示朝向與列車鐵軌的軸向方向平行，并且傳感器的探測方向也與列車鐵軌的軸向方向相平行。太陽能電池板1在有光照時，實時將光能轉化為電能傳輸至充放電控制器6，充放電控制器6實時檢測蓄電池4的電量，并根據蓄電池4的電量，準備對蓄電池4進行充電。充放電控制器6內的IClA實時檢測蓄電池4的輸出電壓，當蓄電池4的電壓低于飽和電壓，即說明蓄電池4內的電量不飽和時，IClA輸出低電平打開Tl，驅動充電指示燈 Li，充電開關Ql接收充電指示燈Ll的光打開，用太陽能電池板1轉化輸入的電能對蓄電池4進行充電。當蓄電池4電壓高于飽和電壓，IClA輸出高電平，驅動充滿指示燈L3亮起，說明蓄電池4已經充滿電量，同時關閉Tl，充電指示燈Ll不亮，關斷Q1，斷開對蓄電池4的充 H1^ ο芯片JPO接收整個系統啟動的控制信號后輸出低電平，當芯片JPO的輸出為低電平時，IC6B輸出為高電平。并當蓄電池4的電壓處于工作狀態內時電壓比較器IC2A的輸出為高電平，當這兩路同時為高IC3A(CD4011)的輸出為低電平，打開T2，驅動放電工作指示燈L2亮起，同時打開Q2，驅動后端CNl連接的信號機報警器5啟動工作。當芯片JPO輸出為高或是蓄電池4電壓低于工作電壓，那IC3A的輸出為高，關閉T2和Q1，熄滅放電指示燈L2，同時關閉對信號機報警器5的電能輸出。傳感器實時檢測太陽能車擋表示器前探測范圍內的物體狀況，檢測是否有列車靠近。當有列車出現在傳感器的探測范圍內時，傳感器即發送報警信號至信號機報警器5的報警輸入檢測模塊51，報警輸入檢測模塊51對輸入的信號進行整理后傳輸至報警控制模塊52，報警控制模塊52分別發送報警信號至燈光控制模塊M和聲音控制模塊53。燈光控制模塊M通過燈光驅動模塊57驅動報警燈58亮燈或熄滅工作。同時聲音控制模塊53通過功率放大模塊55驅動報警喇叭56報警工作。當在白天時，信號機報警器5在正常工作狀態下，報警喇叭56關閉，報警燈58保持關閉狀態。傳感器實時探測其探測范圍內是否有列車靠近。當傳感器沒有探測到有列車時，不發送報警信號至信號機報警器，信號機報警器5不盡進行報警工作。當傳感器探測到有列車進入其探測范圍中時，傳感器發送報警信號至信號機報警器5，信號機報警器5啟動報警工作。由于在白天，報警燈58啟動工作時，開始閃爍亮燈報警90次/分，持續1分鐘閃爍報警后自動熄滅，恢復關閉的正常工作狀態。報警喇叭56同時啟動發出報警聲響，持續一分鐘后自動關閉，恢復正常工作狀態。當在夜間，以及光線不充足的傍晚或清晨時，信號機報警器5在正常工作狀態下， 報警喇叭56關閉，報警燈58保持持續亮燈狀態。傳感器同樣實時探測其探測范圍內是否有列車靠近。當傳感器沒有探測到有列車時，不發送報警信號至信號機報警器，信號機報警器5不盡進行報警工作。當傳感器探測到有列車進入其探測范圍中時，傳感器發送報警信號至信號機報警器5，信號機報警器5啟動報警工作。由于在夜間，報警燈58啟動工作時， 由持續亮燈轉為閃爍亮燈報警90次/分，持續1分鐘閃爍亮燈報警后，恢復正常工作狀態， 持續亮燈顯示。報警喇叭56同時啟動發出報警聲響，持續一分鐘后自動關閉，恢復正常工作狀態。盡管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.一種太陽能車擋表示器，其特點在于，該表示器包含太陽能電池板(1)、信號機主機箱(2)、豎直設置的支架(3)、信號機報警器(5)以及充放電控制器(6)；所述的太陽能電池板(1)設置在所述支架(3)的頂端；所述的信號機主機箱(2)設置在所述支架(3)的中部；所述的信號機報警器(5)與充放電控制器(6)設置在所述的信號機主機箱(2)內；所述的太陽能電池板(1)與所述的充放電控制器(6)電路連接；所述的信號機報警器(5)與所述的充放電控制器(6)電路連接。
2.如權利要求1所述的太陽能車擋表示器，其特征在于，所述的太陽能電池板(1)包含太陽能電池(11)，分別貼在太陽能電池(11)上下表面的兩層EVA膠膜(12)，以及分別設置在兩層EVA膠膜(12)外的蓋板玻璃(13)和背板玻璃(14)。
3.如權利要求1所述的太陽能車擋表示器，其特征在于，該表示器還包含有蓄電池 (4);所述的蓄電池(4)與所述的太陽能電池板(1)電路連接成充電電路；所述的蓄電池(4) 與所述的信號機報警器(6)電路連接成放電電路；所述的充電電路中還電路連接有充電開關(Ql)；所述的放電電路中還電路連接有放電開關(Q2)；所述的充放電控制器(6)分別電路連接所述的充電開關(Ql)和放電開關(Q2)。
4.如權利要求1所述的太陽能車擋表示器，其特征在于，所述的信號機報警器(5)包含報警輸入檢測模塊(51)、與所述的報警輸入檢測模塊(51)電路連接的報警控制模塊(52)、 分別與所述的報警控制模塊(52)電路連接的聲音控制模塊(53)和燈光控制模塊(54)，與所述的聲音控制模塊(53)電路連接的功率放大模塊(55)、與所述的功率放大模塊(55)電路連接的報警喇叭(56)、與所述的燈光控制模塊(54)電路連接的燈光驅動模塊(57)，以及與所述的燈光驅動模塊(57 )電路連接的報警燈(58 )。
5.如權利要求4所述的太陽能車擋表示器，其特征在于，所述的信號機主機箱(2)上還設有防護罩(21)和顯示板(22);所述的防護罩(21)和顯示板(22)與所述的報警燈(58)相對應設置。
6.如權利要求4所述的太陽能車擋表示器，其特征在于，所述的報警燈(58)采用直徑 5毫米的超高亮度發光二極管。
7.如權利要求1所述的太陽能車擋表示器，其特征在于，所述的信號機主機箱(2)上還設有傳感器(23)；所述的傳感器(23)與所述的信號機報警器(5)電路連接。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能車擋表示器，該表示器包含太陽能電池板、信號機報警器、支架，以及設置在表示器內部的充放電控制器；太陽能電池板設置在支架的頂端；信號機報警器設置在支架的中部；太陽能電池板與充放電控制電路電路連接；信號機報警器與充放電控制電路電路連接。本實用新型設有太陽能電池板，利用太陽能轉化為電能，為車擋表示器提供電源，沒有空氣污染，不排放廢水，沒有燃燒過程，不需要燃料，能源質量高，運行可靠性、穩定性好，符合環保要求；同時只采用太陽能作為能源，系統為獨立供電，不需要電纜，電源線，系統應用方便，隨裝隨用，便于管理，具有很好的實用性。
文檔編號H01L31/042GK201961343SQ20112002421
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月26日 優先權日2011年1月26日
發明者韓曉峰 申請人:上海駝峰自動化技術有限公司