專利名稱：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在電動玩具上的充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在電動玩具上的充電裝置，具體地說是充分利用太陽能轉(zhuǎn)換的電能作為能源，向電動玩具提供運動時需用的動力，屬于玩具制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
長期以來，電動玩具主要靠化學(xué)能電池提供電力，化學(xué)能電池包括普通化學(xué)能電池和充電化學(xué)能電池兩種。普通化學(xué)能電池中，一開始使用的是電容量小的碳性普通化學(xué)能電池，碳性普通化學(xué)能電池使用壽命短，電動玩具玩了不長時間，就多次更換電池，造成一些家庭里廢舊電池一大堆，碳性普通化學(xué)能電池的鋅殼易銹蝕，極易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。接著出現(xiàn)了較大容量 的堿性普通化學(xué)能電池，使用壽命長了一些，但是，也會造成環(huán)境污染。普通化學(xué)能電池依靠自身的化學(xué)能產(chǎn)生有限的電能，不能近火或高溫，任何使用不當(dāng)都可能造成漏液或破裂，存在一定的安全隱患。
由于電動玩具四驅(qū)車的車速加快，需要低內(nèi)阻、較長的循環(huán)使用壽命、正?？煞磸?fù)使用500次以上的600毫安時(600mAh)鎳鎘充電電池和900毫安時(900mAh)鎳鎘充電電池。玩具模型賽車的出現(xiàn)，更需要特大容量、極低內(nèi)阻、爆發(fā)力強勁的高倍率放電1.2V/1300mAh鎳氫充電電池和高倍率放電1.2/1800mAh鎳氫充電電池。鎳鎘充電電池和鎳氫充電電池都需要從外部電源輸入電能，將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存，使用時，再由化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能輸出。充電化學(xué)能電池雖比普通化學(xué)能電池有所進步，但用在電動玩具上，仍然存在許多注意點當(dāng)給充電化學(xué)能電池充電時，需要成人監(jiān)護；需要及時從玩具內(nèi)取出用盡的化學(xué)能電池；新舊電池不能混用；不同種類、不同容量的電池禁止混用；防止短路，禁止剝掉絕緣層使用；遠(yuǎn)離潮濕、高溫、化學(xué)劑，嚴(yán)禁放入火中。還存在標(biāo)準(zhǔn)充電時間長、容易出現(xiàn)假冒產(chǎn)品、價格較貴、產(chǎn)生廢舊電池等問題。既限制了電動玩具使用的時間和空間，又存在一定程度的安全隱患，少年兒童使用不慎，就會發(fā)生安全事故。
鎳鎘充電電池和鎳氫充電電池從供電網(wǎng)上輸入的電流主要是煤電，人類長期燃燒大量的煤炭和石油用于發(fā)電，已造成大面積的環(huán)境污染和不可再生的礦物能源資源的減少。隨著清潔的、可再生的新能源技術(shù)的進步，人類在盡可能多一些的領(lǐng)域里，采用太陽能光伏發(fā)電新技術(shù)來減少環(huán)境污染、生產(chǎn)工農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和向日用生活電器供電。在已有技術(shù)中，國內(nèi)采用第一代技術(shù)生產(chǎn)的單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率＞17％(2008年可達(dá)20％)，多晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率＞15％；采用第二代技術(shù)生產(chǎn)的多晶硅薄膜太陽能電池轉(zhuǎn)換效率＞10％；采用第三代技術(shù)生產(chǎn)的超高效率太陽能電池轉(zhuǎn)換效率＞50％，擁有先進的三代太陽能電池制造技術(shù)，所制造的體積小、重量輕的獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)已能提供足夠的動力，充分利用太陽能轉(zhuǎn)換的電能用于路燈照明、農(nóng)村提水等，但未在電動玩具的充電上應(yīng)用。太陽能電池的硅片(最新研制成功玻璃片)適合安裝在一部分玩具的外殼表面層上，以便接受太陽光的照射產(chǎn)生電流，向電動玩具內(nèi)部的電動裝置供電，保障電動玩具運動時需要的能量供應(yīng)。我國光伏發(fā)電事業(yè)起步比歐盟一些國家晚，發(fā)展將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在電動玩具上的充電裝置，有利于教育少年兒童盡早掌握光伏發(fā)電方面的科學(xué)知識和使用方法，向社會和家庭宣傳、普及光伏發(fā)電的工作原理，增強保護環(huán)境的意識。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種由獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與電動玩具動力裝置等部件連接成的電動玩具整體，進行配套使用，充分利用太陽能轉(zhuǎn)換成的電能作為電動玩具運動時需用的動力；從而提供一種清潔的、可再生的太陽能電池新能源，取代了原先輸入電動玩具里的由化學(xué)能轉(zhuǎn)換成的電能或煤炭燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成的電能，消除了廢舊電池造成的環(huán)境污染，節(jié)約了制造普通化學(xué)能電池或充電化學(xué)能電池的原材料消耗，提高了電動玩具充電過程中的先進性、安全性和可靠性的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在電動玩具上的充電裝置。
本實用新型的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的本實用新型獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)9與電動玩具動力裝置10通過導(dǎo)線11連接。
本實用新型獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)9采用太陽能電池方陣2裝在充電裝置箱體1上，通過導(dǎo)線11連接控制器6，控制器6通過導(dǎo)線11分別與蓄電池7、逆變器5連接，逆變器5通過導(dǎo)線11連接電源適配器16，電源適配器16通過導(dǎo)線11連接電動機4，電動機4、逆變器5、控制器6、蓄電池7、電源適配器16分別安裝在充電裝置箱體1內(nèi)。
本實用新型在充電裝置箱體1的上部平面、左側(cè)平面、右側(cè)平面、后側(cè)平面及前部平面上方一半表面層上分別安裝太陽能電池方陣2。
本實用新型電源適配器16通過導(dǎo)線11連接電源開關(guān)3，電源開關(guān)3安裝在充電裝置箱體1上。
本實用新型與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、合理；能源清潔、可再生，用電動玩具新的能源轉(zhuǎn)換模式‘太陽能→電能→機械能’取代了電動玩具中存在多年的能源轉(zhuǎn)換模式‘化學(xué)能→電能→機械能’。其巧妙利用獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，向電動玩具的充電裝置供電；用電安全，消除了大量廢舊化學(xué)能電池造成的環(huán)境污染，節(jié)約了大量的制造化學(xué)能電池的寶貴資源，保護了生態(tài)環(huán)境。目前，電動玩具充電裝置一部分依靠普通化學(xué)能電池供應(yīng)電能，還有一部分從固定供電網(wǎng)上獲取電能，向充電化學(xué)能電池供電。固定供電網(wǎng)上的電能大部分來自燃燒煤炭的火力發(fā)電，核電、水電只占一小部分；歐盟各國為了保護自然生態(tài)環(huán)境，節(jié)約礦產(chǎn)能源資源，利用太陽能轉(zhuǎn)化的發(fā)電量，2005年已占到總發(fā)電量的15％左右，并且計劃在2050年，將這一比例提高到50％。德國已通過‘新能源法’，限制使用造成環(huán)境污染的能源，鼓勵使用新能源。中國是玩具生產(chǎn)和出口大國。在電動玩具的制造領(lǐng)域，應(yīng)當(dāng)重視新能源的應(yīng)用。電動玩具深受少年兒童的喜愛，據(jù)不完全統(tǒng)計，在玩具市場上，電動玩具的銷售份額占到60％左右，其中電動玩具車約占49％，電動玩具船約占9％，電動玩具飛機約占2％。80％以上的電動玩具，不是只使用一節(jié)化學(xué)能電池，通常需要由4～6節(jié)化學(xué)能電池連結(jié)組成的電池組供電。例如四只堿性普通化學(xué)能電池或四只鎳鎘充電電池組成的電池組可以滿足開動電動玩具四驅(qū)車的需要(電壓為6V)；六只鎳氫充電化學(xué)能電池組成的電池組供應(yīng)的電力可以使玩具輕型直升飛機升入低空(電壓為9V)。因此，全國電動玩具所需用的化學(xué)能電池的數(shù)量是一個大的數(shù)字，化學(xué)能電池的使用壽命有限，制造這么多的化學(xué)能電池所耗用的優(yōu)質(zhì)金屬等材料也是一個大的數(shù)字。多年來，人類燃燒大量煤炭、石油發(fā)電，已造成空氣中二氧化碳濃度增加，引發(fā)地球上的溫室效應(yīng)大量冰川融化，海水平面上升，自然界的生態(tài)平衡已經(jīng)遭到嚴(yán)重破壞。推廣使用本實用新型還能在少年兒童的家庭里和活動場所普及、宣傳太陽能電池方陣的使用方法，增強環(huán)境保護意識，提倡用綠色能源向電動玩具供電，減少家庭中的廢舊電池垃圾污染源，保護少年兒童的身體健康，提高電動玩具充電過程中的先進性、安全性和可靠性。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
下面本實用新型將結(jié)合附圖中的實施例作進一步描述本實用新型主要由充電裝置箱體1、太陽能電池方陣2、電源開關(guān)3、電動機4、逆變器5、控制器6、蓄電池7、傳動箱8、電動玩具動力裝置10、傳動軸14、變速箱15、驅(qū)動軸13、車輪12、電源適配器16(充電器)、支座架17等組成。
本實用新型主要是通過獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)9與電動玩具動力裝置10通過導(dǎo)線11連接，獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)9中的充電裝置箱體1連接在電動玩具支座架17上，共同組成一個電動玩具(廂式貨車)；本實用新型獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)9中的充電裝置箱體1采用不銹鋼金屬板制成長方體。先按照長方體外表的六個平面的尺寸(長度×寬度)裁剪或切割板材，板材的結(jié)合部進行焊接或粘接。其底部平面、上部平面、右側(cè)平面、左側(cè)平面、后部平面和前部平面六塊板材結(jié)合成為長方體充電裝置箱體1。在充電裝置箱體1的上部平面、左側(cè)平面、右側(cè)平面、后側(cè)平面、前部平面上方一半面積共五個地方預(yù)留位置和結(jié)構(gòu)安裝和各平面預(yù)留面積(長度×寬度)相等的獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)9中的太陽能電池方陣2，五大片太陽能電池方陣2安裝在充電裝置箱體1各有關(guān)平面的表面層上，便于接受陽光的照射。太陽能電池方陣2通過導(dǎo)線11連接控制器6，控制器6通過導(dǎo)線11分別與蓄電池7、逆變器5連接，逆變器5連接電源適配器16，電源適配器16通過導(dǎo)線11連接電動機4，電動機4、逆變器5、控制器6、蓄電池7、電源適配器16分別安裝在充電裝置箱體1內(nèi)。電源適配器16(充電器)通過導(dǎo)線11連接電源開關(guān)3，電源開關(guān)3安裝在充電裝置箱體1壁上。
本實用新型由于在廂式貨車的充電裝置箱體1內(nèi)上部表面、左部側(cè)面、右部側(cè)面、后部側(cè)面、前部上半部側(cè)面上均安裝有太陽能電池方陣2，凡是陽光照射到的那部分太陽能電池方陣2上，均能將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，通過導(dǎo)線11向控制器6輸送直流電，從控制器6通過導(dǎo)線11向逆變器5輸送直流電，從逆變器5輸出交流電。只需開啟電源開關(guān)3，保持從逆變器5輸送交流電給電動機4之間的電路暢通，電動玩具車廂體(廂式貨車)就可以開始運動。
本實用新型電動玩具動力裝置10采用傳動箱8通過動力輸出軸與電動機4連接，在傳動箱8與變速箱15之間裝有傳動軸14，在變速箱15下方安裝驅(qū)動軸13與另一根傳動軸連接，在前后驅(qū)動軸13上安裝車輪12。由電能轉(zhuǎn)換成的機械能，由電動機4的動力輸出軸傳進傳動箱8，然后通過傳動軸14傳進變速箱15，再從變速箱15下方的另一根傳動軸帶動驅(qū)動軸13的轉(zhuǎn)動，驅(qū)動軸13的轉(zhuǎn)動帶動車輪12的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)整個電動玩具(廂式貨車)的整體運動。
本實用新型獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的供電量及電壓、電流等需要與電動玩具的型號，以及電動玩具用電要求中的電壓、電流相匹配，才能協(xié)調(diào)一致、順利工作。電壓、電流的調(diào)整可以通過安裝在電路中的電源適配器16(充電器)來進行。
由于太陽能電池方陣2的原材料采供、加工技術(shù)、制造工藝不斷進步，太陽能電池方陣的光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高，太陽能電池方陣的硅片可以做得更薄、更小、更輕，相應(yīng)的控制器6、逆變器5、蓄電池7同樣可以做得更小、更輕；不久的將來，太陽能電池方陣2可以制造得更加輕巧、實用，電動玩具(廂式貨車)可以跑得更快。為了利用新的制造材料，一種新的‘玻璃太陽能電池’將和‘硅太陽能電池’并存。
本實用新型中的電動機4采用常壓交流電實現(xiàn)運轉(zhuǎn)，如果電動機4需要采用低壓交流電，則需由電路中的電源適配器進行電壓調(diào)整。
本實用新型中太陽能電池方陣2、蓄電池7、控制器6、逆變器5、電動機4、電源開關(guān)3、傳動箱8、傳動軸14、變速箱15、電源適配器16均為市場所購。
本實用新型的工作原理在太陽光的照射下，電動玩具廂體(廂式貨車)上凡是受到陽光照射的太陽能電池方陣2都能將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，所產(chǎn)生的直流電通過導(dǎo)線11輸入控制器6，控制器6通過導(dǎo)線11將直流電輸入逆變器5(也可以通過導(dǎo)線11輸送直流電進入蓄電池7儲存?zhèn)溆?，逆變器5輸出交流電向電動機4供應(yīng)電力(此處輸電導(dǎo)線11受電源開關(guān)3控制)，電源適配器16按照電動機4的工作需要調(diào)整電路中交流電的電壓和電流，電動機4的運轉(zhuǎn)將電能轉(zhuǎn)換成機械能，由電動機4的動力輸出軸將機械能傳進傳動箱8，傳動軸14改變機械能的傳送方向，將機械能傳進變速箱15，變速箱15通過向下方的另一根傳動軸將機械能傳送到驅(qū)動軸13上，使驅(qū)動軸13轉(zhuǎn)動，驅(qū)動軸13帶動車輪12整體轉(zhuǎn)動。由于前輪中間的驅(qū)動軸13通過廂式貨車底部的傳動大軸連接后輪中間的驅(qū)動軸13，兩根驅(qū)動軸13的同步轉(zhuǎn)動，驅(qū)動四只車輪12的同步轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了電動玩具(廂式四驅(qū)貨車)的行駛。
權(quán)利要求1.一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在電動玩具上的充電裝置，其特征是采用獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)(9)與電動玩具動力裝置(10)通過導(dǎo)線(11)連接；獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)(9)中太陽能電池方陣(2)裝在充電裝置箱體(1)上，通過導(dǎo)線(11)連接控制器(6)，控制器(6)通過導(dǎo)線(11)分別與蓄電池(7)、逆變器(5)連接，逆變器(5)通過導(dǎo)線(11)連接電源適配器(16)，電源適配器(16)通過導(dǎo)線(11)連接電動機(4)，電動機(4)、逆變器(5)、控制器(6)、蓄電池(7)、電源適配器(16)分別安裝在充電裝置箱體(1)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在電動玩具上的充電裝置，其特征在于所述的充電裝置箱體(1)的上部平面、左側(cè)平面、右側(cè)平面、后側(cè)平面及前部平面上方一半表面層上分別安裝太陽能電池方陣(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在電動玩具上的充電裝置，其特征在于所述的電源適配器(16)通過導(dǎo)線(11)連接電源開關(guān)(3)，電源開關(guān)(3)安裝在充電裝置箱體(1)上。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用在電動玩具上的充電裝置，屬于玩具制造技術(shù)領(lǐng)域。其主要采用獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與電動玩具動力裝置通過導(dǎo)線連接。獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)采用太陽能電池方陣裝在充電裝置箱體上，通過導(dǎo)線連接控制器，控制器分別與蓄電池、逆變器連接，逆變器連接電源適配器，電源適配器連接電動機，并分別安裝在充電裝置箱體內(nèi)。本實用新型充分利用太陽能轉(zhuǎn)換成的電能作為電動玩具運動時需用的動力；從而提供一種清潔的、可再生的太陽能電池新能源，消除了廢舊電池造成的環(huán)境污染，節(jié)約了制造普通化學(xué)能電池或充電化學(xué)能電池的原材料消耗，提高了電動玩具充電過程中的先進性、安全性和可靠性。
文檔編號A63H29/22GK2907039SQ20062007268
公開日2007年5月30日 申請日期2006年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者繆江紅 申請人:繆江紅