專利名稱：一種多功能智能化太陽(yáng)能背包的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能背包，特別是涉及一種多功能智能化的太陽(yáng)能背包。
背景技術(shù)：
對(duì)于旅游愛(ài)好者或其他野外工作的人來(lái)說(shuō)，經(jīng)常會(huì)遇到手機(jī)、相機(jī)等電量不足的情況，如果攜帶各式各樣的充電器會(huì)造成額外的負(fù)擔(dān)而且也不可能隨處找到電源。此時(shí)，利用太陽(yáng)能來(lái)充電無(wú)疑是最為有效且環(huán)保的方式，且隨著太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能做為人類最安全有效的能源模式，逐步成為人類的主要能源之一。目前市場(chǎng)上已有了既具備收納功能又能夠利用太陽(yáng)能充電的太陽(yáng)能背包，這類太陽(yáng)能背包的輸出功率一般都比較小，輸出電流基本為毫安級(jí)，輸出電壓在5V左右，僅適合于給手機(jī)、Mp3、數(shù)碼相機(jī)等小功率電子設(shè)備充電；且該太陽(yáng)能背包接口模式單一，不足以滿足需要，充放電不能根據(jù)需要進(jìn)行控制，使用起來(lái)也不方便。中國(guó)西部北部多山和沙漠，通過(guò)電網(wǎng)送電路線長(zhǎng)，能耗大，線路維護(hù)費(fèi)用高，也容易遭到破壞。遇到極端自然災(zāi)害，如冰雪災(zāi)害，地震，泥石流都容易造成斷電。另外，車載、 野外作戰(zhàn)用的大功率電子設(shè)備也需要可移動(dòng)的電能供給。因此，有必要研究一種既能夠滿足大功率電子設(shè)備電量需求也能給小功率電子設(shè)備充電，而且能夠根據(jù)需要控制充放電， 同時(shí)具有防護(hù)功能的多功能智能化太陽(yáng)能背包。
實(shí)用新型內(nèi)容鑒于以上原因，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠滿足多種電子設(shè)備的功率需求且能夠根據(jù)需要控制充放電，同時(shí)具有防護(hù)功能的多功能智能化太陽(yáng)能背包。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案—種多功能智能化太陽(yáng)能背包，它包括包體、設(shè)置在包體內(nèi)的控制單元、蓄電裝置，其特征在于在所述包體的左右兩側(cè)和背部一側(cè)設(shè)置有數(shù)塊單晶硅太陽(yáng)能板；在所述包體內(nèi)設(shè)置有減震裝置；所述包體還設(shè)置有防水層和導(dǎo)流口。進(jìn)一步地所述太陽(yáng)能板設(shè)于包體背部一側(cè)面，數(shù)目為9塊；所述太陽(yáng)能板設(shè)于包體左、右兩側(cè)面，分別為6塊。所述太陽(yáng)能板的規(guī)格為額定電壓12V，峰值電流2. 3A，峰值電壓14V，額定功率 1. 5ff0所述每一側(cè)面的數(shù)塊太陽(yáng)能板均相互串聯(lián)。所述減震裝置包括上層減震件、下層減震件及中間層減震件，該上層減震件與下層減震件通過(guò)該中間層減震件連接。所述上層減震件與下層減震件為輕質(zhì)木材，所述中間層減震件為PVC材質(zhì)的套管。[0016]所述包體頂部設(shè)有防水層，與人體背部接觸一側(cè)面設(shè)有防水隔層，包體背部一側(cè)面的太陽(yáng)能板外側(cè)設(shè)有收放式防水簾，包體底部設(shè)有導(dǎo)流口 ；所述控制單元與所述蓄電裝置設(shè)于該防水隔層內(nèi)。所述控制單元包括手動(dòng)控制模塊、智能控制模塊、報(bào)警模塊、接口模塊，該智能控制模塊與手動(dòng)控制模塊、報(bào)警模塊、接口模塊電性連接，該手動(dòng)控制模塊與報(bào)警模塊、接口模塊電性連接。所述接口模塊包括USB接口，139接口，通用手機(jī)充電接口，汽車電源接口，可調(diào)節(jié)輸出電壓為 4. 5V, 5. 5V, 9V, 12-24V。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1)數(shù)塊高配置的單晶硅太陽(yáng)能板、多組蓄電裝置及多種接口的設(shè)置使得該太陽(yáng)能背包能夠提供多種輸出電壓選擇，可以為具有不同種輸入電壓標(biāo)準(zhǔn)的大功率、小功率電子設(shè)備充電；2)使用者可以根據(jù)需要選擇不同的模式控制充放電，了解充放電情況，并在不需要時(shí)最大限度地節(jié)約電能；3)減震裝置和防水層、導(dǎo)流口的設(shè)計(jì)大大增強(qiáng)了太陽(yáng)能背包的防護(hù)性和實(shí)用性。
圖1為本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的控制單元的方塊圖；圖3為本實(shí)用新型的開關(guān)控制面板的實(shí)施例示意圖；圖4為本實(shí)用新型的智能控制模塊的部分電路圖；圖5為本實(shí)用新型在自動(dòng)模式下的系統(tǒng)工作狀態(tài)圖；圖6為本實(shí)用新型的減震裝置實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖，該太陽(yáng)能背包包括包體、 背帶、護(hù)腰9等，于包體處設(shè)有數(shù)塊太陽(yáng)能板1，包體內(nèi)部設(shè)有控制單元2和蓄電裝置3，太陽(yáng)能板1通過(guò)控制單元2與蓄電裝置3電性連接，太陽(yáng)能板1將其采集轉(zhuǎn)換后的電能通過(guò)控制單元2存儲(chǔ)于蓄電裝置3中。為了能夠滿足大功率電子設(shè)備的電量需求，太陽(yáng)能板1采用光電轉(zhuǎn)換效率較高的單晶硅太陽(yáng)能板，規(guī)格為額定電壓12V，峰值電流2. 3A，峰值電壓14V，額定功率1. 5W。綜合考慮背包者的承受能力，本實(shí)用新型的優(yōu)選方案是于背包的背部一側(cè)面設(shè)置9塊相互串聯(lián)的單晶硅太陽(yáng)能板1，左、右兩側(cè)面各設(shè)置6塊可拆卸的相互串聯(lián)的單晶硅太陽(yáng)能板1，這樣，太陽(yáng)能背包共使用21塊高配置的單晶硅太陽(yáng)能板1，能夠達(dá)到充電最大功率31. 5W，負(fù)載最大功率100W，可以滿足軍用電子設(shè)備、車載等大功率電子設(shè)備的電量需求，而且背包的總重量也控制在使用者能夠承受的范圍內(nèi)。圖2為本實(shí)用新型的控制單元的方塊圖。如圖，該控制單元2包括智能控制模塊 21、手動(dòng)控制模塊22、接口模塊^與報(bào)警模塊M，智能控制模塊21與手動(dòng)控制模塊22、報(bào)警模塊Μ、接口模塊23電性連接，手動(dòng)控制模塊22與報(bào)警模塊Μ、接口模塊23電性連接。 手動(dòng)控制模塊22還包括一開關(guān)控制面板221，用于通過(guò)開關(guān)控制選擇背包的工作模式、節(jié)能模式、充放電模式、輸出模式等。其中，背包的工作模式包括自動(dòng)模式和手動(dòng)模式，自動(dòng)模式下，智能控制模塊21控制蓄電裝置3的充放電、電壓及溫度報(bào)警、是否節(jié)能等；手動(dòng)模式下，可以根據(jù)需要通過(guò)手動(dòng)控制模塊22手動(dòng)調(diào)節(jié)充放電模式、報(bào)警模式、節(jié)能模式等。圖3為本實(shí)用新型的開關(guān)控制面板實(shí)施例示意圖，如圖，該開關(guān)控制面板221設(shè)有總開關(guān)2211、自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)2212、手動(dòng)多路選通開關(guān)2213、輸出電壓調(diào)鈕2214、自動(dòng)信號(hào)燈2215及電量顯示燈2216?？傞_關(guān)2211打開時(shí)，可以根據(jù)需要通過(guò)自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)2212選擇手動(dòng)模式或是自動(dòng)模式。當(dāng)選擇自動(dòng)模式時(shí)，手動(dòng)控制模塊22啟動(dòng)智能控制模塊21用以控制太陽(yáng)能背包的工作狀態(tài)。圖5為本實(shí)用新型在自動(dòng)模式下的系統(tǒng)工作狀態(tài)圖。如圖2及圖5，選擇自動(dòng)模式時(shí)，智能控制模塊21進(jìn)入自動(dòng)控制檢測(cè)狀態(tài)，當(dāng)智能控制模塊21檢測(cè)到太陽(yáng)能板1 的電壓達(dá)到其工作電壓時(shí)，跳轉(zhuǎn)至自動(dòng)充電狀態(tài)，對(duì)蓄電裝置3進(jìn)行充電，充電過(guò)程中智能控制模塊21檢測(cè)到蓄電裝置3的溫度高于一定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警模塊M進(jìn)行溫度異常報(bào)警， 報(bào)警一定時(shí)間，如10秒后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)回自動(dòng)充電狀態(tài)，當(dāng)智能控制模塊21檢測(cè)到太陽(yáng)能板1 電壓低于其工作電壓時(shí)，跳轉(zhuǎn)回自動(dòng)控制檢測(cè)狀態(tài)，不再對(duì)蓄電裝置3充電；當(dāng)有負(fù)載接入時(shí)，智能控制模塊21跳轉(zhuǎn)至自動(dòng)負(fù)載輸出狀態(tài)，給負(fù)載充電，充電過(guò)程中若智能控制模塊 21檢測(cè)到輸出電流大于額定輸出電流則進(jìn)入過(guò)流保護(hù)狀態(tài)，保護(hù)一定時(shí)間，如10秒后自動(dòng)跳回負(fù)載輸出狀態(tài)，負(fù)載充電完成后，跳轉(zhuǎn)回自動(dòng)控制檢測(cè)狀態(tài)；當(dāng)一定時(shí)間，如15秒內(nèi)既無(wú)需對(duì)蓄電裝置3充電也無(wú)負(fù)載接入，則跳轉(zhuǎn)至節(jié)電控制狀態(tài)，一定時(shí)間，如5分鐘后跳轉(zhuǎn)回自動(dòng)控制檢測(cè)狀態(tài)，以檢測(cè)是否需要對(duì)蓄電裝置3充電或是有負(fù)載接入。圖4為本實(shí)用新型智能控制模塊的部分電路圖。如圖所示，智能控制模塊21包括主控制芯片P87LPC767、充電調(diào)節(jié)芯片ΜΑΧ1758、溫度采集芯片DS18B20。使用P87LPC767 單片機(jī)作為主控制芯片，并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)上述的對(duì)背包工作狀態(tài)，如自動(dòng)控制檢測(cè)狀態(tài)、自動(dòng)充電狀態(tài)、自動(dòng)負(fù)載輸出狀態(tài)等的控制，與該主控制芯片相連接的充電調(diào)節(jié)芯片ΜΑΧ1785 具有電壓轉(zhuǎn)換、溫度檢測(cè)及電壓調(diào)節(jié)功能。這部分的電路設(shè)計(jì)屬于公知技術(shù)，此處不再贅述。為了實(shí)現(xiàn)使用者可以根據(jù)需要手動(dòng)控制充放電的功能，如圖3，通過(guò)開關(guān)控制面板 221選擇手動(dòng)模式即可。此模式下，可以通過(guò)調(diào)節(jié)手動(dòng)多路選通開關(guān)2213控制蓄電裝置3 的充放電狀態(tài)。由于本實(shí)用新型的目的在于滿足大功率、小功率等不同規(guī)格電子設(shè)備的電量需求，所以，針對(duì)不同規(guī)格的電子設(shè)備也要設(shè)置多組不同規(guī)格的蓄電裝置3。以三組(若根據(jù)上述的電路設(shè)計(jì)，每組可以是一至四塊鋰電池)為例，為了分別控制三組蓄電裝置3的充放電，于手動(dòng)多路選通開關(guān)2213中設(shè)置一個(gè)充放電模式選擇開關(guān)①，三組蓄電裝置3的充放電選擇開關(guān)②、③、④。具體的使用方法為當(dāng)充放電模式選擇開關(guān)①開啟時(shí)，若開關(guān)②、③、 ④打開則三組蓄電裝置3處于放電狀態(tài)，關(guān)閉則處于充電狀態(tài)；當(dāng)充放電模式選擇開關(guān)① 關(guān)閉時(shí)，若開關(guān)②、③、④打開三組蓄電裝置3處于充電狀態(tài)，關(guān)閉則處于放電狀態(tài)，這樣設(shè)計(jì)的好處在于，當(dāng)需要同時(shí)更改多組蓄電裝置3的充放電狀態(tài)時(shí)，可以直接調(diào)節(jié)充放電模式選擇開關(guān)①而無(wú)需分別調(diào)節(jié)各組蓄電裝置3的充放電選擇開關(guān)。[0038]此處需要說(shuō)明的是，當(dāng)選擇手動(dòng)模式時(shí)，手動(dòng)控制模塊22切斷智能控制模塊21的電源，通過(guò)單獨(dú)的電壓轉(zhuǎn)換電路和電壓、溫度檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電裝置3的充放電和電壓、 溫度報(bào)警，以在實(shí)現(xiàn)正常功能的情況下充分節(jié)約電能。其中，電壓轉(zhuǎn)換電路及電壓、溫度檢測(cè)電路部分屬于公知技術(shù)不再贅述。無(wú)論是在手動(dòng)或是自動(dòng)模式下，當(dāng)通過(guò)接口模塊23接入負(fù)載時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸出電壓調(diào)鈕2214來(lái)選擇相應(yīng)的輸出電壓。本實(shí)用新型的接口模塊23包括USB接口，139接口，通用手機(jī)充電接口，汽車電源接口等，可調(diào)節(jié)輸出電壓為4. 5V，5. 5V，9V，12-24V.當(dāng)接入手機(jī)、Mp3時(shí)，可以選擇4. 5V或是5. 5V檔；當(dāng)接入攝像機(jī)時(shí)，可以選擇9V檔；當(dāng)接入車載充電器時(shí)，可以選擇12V或是24V檔，以上僅為舉例說(shuō)明，實(shí)際中可根據(jù)需要配置不同的接口類型并根據(jù)接口類型配置相應(yīng)的蓄電裝置3以輸出相應(yīng)的輸出電壓。另外，自動(dòng)信號(hào)燈2215中的四個(gè)信號(hào)燈分別為快速充電信號(hào)燈、電滿充信號(hào)燈、 充電故障信號(hào)燈及溫度異常信號(hào)燈。當(dāng)通過(guò)USB接計(jì)算機(jī)方式等對(duì)蓄電裝置3充電時(shí)，快速充電信號(hào)燈亮；接入的負(fù)載充電完成時(shí)，電滿充信號(hào)燈亮；當(dāng)輸出電流大于額定輸出電流， 比如負(fù)載內(nèi)部短路時(shí)，充電故障信號(hào)燈亮；當(dāng)蓄電裝置3溫度大于一定閾值時(shí)，溫度異常信號(hào)燈亮。電量顯示燈2216的三個(gè)信號(hào)燈分別顯示三組蓄電裝置3的電量，燈光的強(qiáng)弱表示電量的多少。手動(dòng)多路選通開關(guān)2213中的開關(guān)⑤為低壓報(bào)警開關(guān)，打開時(shí)可以知道蓄電裝置3的電量何時(shí)不足。為了增加背包的使用安全性，整個(gè)背包的包體設(shè)置了減震裝置4(如圖1)，圖6為本實(shí)用新型的減震裝置實(shí)施例示意圖。如圖，該減震裝置4包括上、中、下三層減震件41、 42、43，上、下層減震件41、43通過(guò)中間層減震件42連接。其中，上、下層減震件41、43均為輕質(zhì)木板，中間層減震層42為PVC材質(zhì)的套管，該套管內(nèi)含木塞44和泡沫塑料層45，具有良好的緩沖作用。該減震裝置4一方面能夠有效防止背包內(nèi)尖銳物品對(duì)背包者的傷害，另一方面在一定距離內(nèi)能夠減小外部振動(dòng)、撞擊對(duì)背包的影響，進(jìn)而可以保護(hù)背包內(nèi)的貴重物品。在圖1的具體實(shí)施例中，該太陽(yáng)能背包的有效防摔距離為3米，總重量為2. 5千克， 在使用者能夠承受的范圍內(nèi)。如圖1及圖3，考慮到戶外天氣狀況的多變性，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能背包于包體底部設(shè)有兩個(gè)直徑為5厘米的導(dǎo)流口 5，用于導(dǎo)流雨水；于包體的頂部設(shè)有防水層6，與人體背部接觸一側(cè)面設(shè)有防水隔層8，用于防止雨水對(duì)背包內(nèi)部物品的浸濕，同時(shí)將控制單元2與蓄電裝置3設(shè)于防水隔層8內(nèi)部，能夠有效地防止控制單元2與蓄電裝置3受潮，于包體背部設(shè)置的太陽(yáng)能板1外設(shè)有可收放的防水簾7，用于保護(hù)太陽(yáng)能板1免受潮。另外，當(dāng)使用者進(jìn)入涉水路段，夜間休息，或是遇到極端天氣情況時(shí)，只要將開關(guān)控制單元221的總開關(guān) 2211關(guān)閉，就可斷開所有的輸入輸出電路，既能減少電量的損耗也能保護(hù)電路。本實(shí)用新型的多功能智能化太陽(yáng)能背包，通過(guò)使用高效的單晶硅太陽(yáng)能板、多組蓄電裝置和多種類型的接口，不僅能夠滿足手機(jī)、相機(jī)等小功率電子設(shè)備的電量需求，也可直接作為車載、野外作戰(zhàn)用的軍用設(shè)備、救災(zāi)搶險(xiǎn)時(shí)用的設(shè)備等大功率電子設(shè)備的電源使用；通過(guò)控制單元，使用者可以根據(jù)需要使用自動(dòng)或是手動(dòng)模式，及時(shí)了解充放電情況，并在不需要的情況下節(jié)約能源，手動(dòng)模式下可以自由控制蓄電裝置的充放電；另外，在使用者能夠承受的范圍內(nèi)，背包的減震裝置能夠有效的保護(hù)使用者和包內(nèi)的物品，防水層和導(dǎo)流口能夠防止背包受到雨水的浸濕，具有較強(qiáng)的防護(hù)性和實(shí)用性，充分體現(xiàn)了本實(shí)用新型太陽(yáng)能背包的人性化設(shè)計(jì)。 以上所述是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實(shí)用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見的改變，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多功能智能化太陽(yáng)能背包，它包括包體、設(shè)置在包體內(nèi)的控制單元、蓄電裝置， 其特征在于在所述包體的左右兩側(cè)和背部一側(cè)設(shè)置有數(shù)塊單晶硅太陽(yáng)能板；在所述包體內(nèi)設(shè)置有減震裝置；所述包體還設(shè)置有防水層和導(dǎo)流口。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能智能化太陽(yáng)能背包，其特征在于，所述太陽(yáng)能板設(shè)于包體背部一側(cè)面，數(shù)目為9塊；所述太陽(yáng)能板設(shè)于包體左、右兩側(cè)面，分別為6塊。
3.如權(quán)利要求2所述的多功能智能化太陽(yáng)能背包，其特征在于，所述太陽(yáng)能板的規(guī)格為額定電壓12V，峰值電流2. 3A，峰值電壓14V，額定功率1. 5W。
4.如權(quán)利要求3所述的多功能智能化太陽(yáng)能背包，其特征在于，所述每一側(cè)面的數(shù)塊太陽(yáng)能板均相互串聯(lián)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的多功能智能化太陽(yáng)能背包，其特征在于，所述減震裝置包括上層減震件、下層減震件及中間層減震件，該上層減震件與下層減震件通過(guò)該中間層減震件連接。
6.如權(quán)利要求5所述的多功能智能化太陽(yáng)能背包，其特征在于，所述上層減震件與下層減震件為輕質(zhì)木材，所述中間層減震件為PVC材質(zhì)的套管。
7.如權(quán)利要求6所述的多功能智能化太陽(yáng)能背包，其特征在于，所述包體頂部設(shè)有防水層，與人體背部接觸一側(cè)面設(shè)有防水隔層，包體背部一側(cè)的太陽(yáng)能板外側(cè)設(shè)有收放式防水簾，包體底部設(shè)有導(dǎo)流口 ；所述控制單元與所述蓄電裝置設(shè)于該防水隔層內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的多功能智能化太陽(yáng)能背包，其特征在于，所述控制單元包括手動(dòng)控制模塊、智能控制模塊、報(bào)警模塊、接口模塊，該智能控制模塊與手動(dòng)控制模塊、報(bào)警模塊、接口模塊電性連接，該手動(dòng)控制模塊與報(bào)警模塊、接口模塊電性連接。
9.如權(quán)利要求8所述的多功能智能化太陽(yáng)能背包，其特征在于，所述接口模塊包括 USB接口，139接口，通用手機(jī)充電接口，汽車電源接口，可調(diào)節(jié)輸出電壓為4. 5V，5. 5V，9V， 12-24V0
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多功能智能化太陽(yáng)能背包，該太陽(yáng)能背包包括包體、設(shè)置在包體內(nèi)的控制單元、蓄電裝置，在包體的左右兩側(cè)和背部一側(cè)設(shè)置有數(shù)塊高配置的單晶硅太陽(yáng)能板，能夠滿足不同規(guī)格大功率及小功率電子設(shè)備的電量需求；包體內(nèi)設(shè)置有由輕質(zhì)木板和PVC材質(zhì)的套管構(gòu)成的減震裝置，可以有效地保護(hù)使用者和背包內(nèi)的貴重物品；包體的頂部及側(cè)面設(shè)有防水層，底部還設(shè)有導(dǎo)流口，以使背包免受雨水的浸濕。本實(shí)用新型的多功能智能化太陽(yáng)能背包不僅能夠滿足多種電子設(shè)備的電量需求，而且具有良好的防護(hù)性，且使用者可以根據(jù)需要控制背包的工作模式、節(jié)電模式、工作狀態(tài)等，使用上更為人性化。
文檔編號(hào)A45F3/04GK202233693SQ20112032902
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者宋春偉, 張罡, 曹輝, 杭和平, 樊曉兵 申請(qǐng)人:北京聯(lián)合大學(xué)生物化學(xué)工程學(xué)院