CN108583363A - 一种光伏气悬浮智能交通动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光伏气悬浮智能交通动力系统，涉及新能源交通领域，包括汽车和道路两部分，汽车前方装有能产生磁场的磁极，汽车底部装有高压气泵和能产生磁场的磁极；道路下埋有蓄电池，道路上装有太阳能电池板，太阳能电池板与蓄电池连接，为蓄电池蓄电；太阳能电池板上覆盖玻璃板，能隔绝空气，玻璃板间隙处装有电生磁线圈，由单片机控制，能通电产生磁场，道路上有车体位置检测装置，为单片机提供信号，得知汽车位置，产生的磁场会根据车的位置实时变化；汽车底部的高压气泵会抽气，然后向下喷气，产生竖直向上的力，与磁力共同作用抵消重力；汽车装有刹车感应器，刹车感应器用于感应刹车动作。

Description

一种光伏气悬浮智能交通动力系统

技术领域

本发明涉及一种光伏气悬浮智能交通动力系统，涉及新能源交通领域。

背景技术

交通领域向来是我国的能源消耗大户。目前的交通主要采用燃烧能源的方式提供动力，污染较大，现行新能源车辆充电又很麻烦，如果能够建立一种光伏路面能充分利用公路路面空间资源，不额外占用土地；贴近用电需求，缩短输电距离，直接满足了公路照明、监控设施等用电需求，还可以为沿线城市和居民提供优质清洁能源，对于节能减排、改善我国能源格局具有深远意义。

磁悬浮技术是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。目前的悬浮技术主要包括磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、电悬浮、粒子束悬浮等，其中磁悬浮技术比较成熟。在国外，1842年，英国物理学家提出了磁悬浮的概念；1900年初，美国，法国等专家曾提出物体摆脱自身重力阻力并高效运营的若干猜想--也就是磁悬浮的早期模型；1937年，德国的赫尔曼·肯佩尔申请了磁悬浮列车这一的专利。在中国，1986年西南交通大学率先召开了磁浮技术与磁浮列车技术研究大会，由此开始了中国汽车工业的革命，其中世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，利用“同性相斥，异性相吸”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。随着社会的发展，人们的生活品质越来越高，磁悬浮汽车速度快、能耗少、零污染的优点符合社会需求，具有广阔的发展和应用前景。但是，目前的磁悬浮耗能高，超导磁悬浮耗能又高。

因此，提供一种利用光伏发电，同时利用光伏路面光滑的特性增加其悬浮，并充分借鉴磁悬浮技术建立新的交通动力系统将非常具有前途。

发明内容

本发明提供了一种光伏气悬浮智能交通动力系统，其目的在于针对上述提出的问题，提供一种利用光伏发电，同时利用光伏路面光滑的特性增加其悬浮，并充分借鉴磁悬浮技术建立新的交通动力系统。

本发明采取的设计方案是：一种光伏气悬浮智能交通动力系统包括汽车和道路两部分，汽车前方装有能产生磁场的磁极，汽车底部装有高压气泵和能产生磁场的磁极；道路下埋有蓄电池，道路上装有太阳能电池板，太阳能电池板与蓄电池连接，为蓄电池蓄电；太阳能电池板上覆盖玻璃板，能隔绝空气，玻璃板间隙处装有电生磁线圈，由单片机控制，能通电产生磁场，道路上有车体位置检测装置，为单片机提供信号，得知汽车位置，产生的磁场会根据车的位置实时变化；整个装置由单片机控制，可实现动态循环、持续工作；汽车底部的高压气泵会抽气，然后向下喷气，产生竖直向上的力，与磁力共同作用抵消重力；汽车装有刹车感应器，刹车感应器用于感应刹车动作，在刹车状态下，道路前方为和车前磁极相同的磁场，汽车下方电生磁线圈部分产生与底部磁极相同的磁场，部分电生磁线圈不产生磁场；刹车感应器与单片机无线连接，刹车感应器用于感应刹车动作，当单片机接收到刹车信号，蓄电池不再为车前道路上的部分电生磁线圈供电，此部分电生磁线圈相当于做切割磁感线运动，阻碍汽车运动，实现刹车效果，且因电磁感应原理，可为蓄电池蓄电；另一部分电生磁线圈持续通电，产生和汽车底部磁极相同的磁场，与汽车底部高压气泵共同作用，抵消重力，保持汽车的悬浮。

进一步的，道路上的太阳能电池板与蓄电池连接，可为蓄电池持续蓄电，单片机与电生磁线圈相连，控制电生磁线圈产生磁场。

进一步的，车体位置检测装置检测到磁场时，会发信号给单片机，单片机控制电生磁线圈产生与其磁性相同的磁场，产生的磁场会根据车的位置实时变化，且与高压气泵产生的力共同作用，抵消重力。

进一步的，车前磁极产生的磁场与电生磁线圈产生磁场的磁性相反，因“异性相吸”的原则，使汽车前行。

进一步的，刹车感应器感应刹车动作，刹车感应器与单片机无线连接，刹车感应器感受到刹车动作后给单片机发送信号，单片机控制，使蓄电池不再为车前道路上的一部分电生磁线圈供电，此部分电生磁线圈相当于做切割磁感线运动，阻碍汽车运动，实现刹车效果,且可为蓄电池蓄电。

进一步的，整个装置由太阳能发电系统供电，所用芯片的型号为LT1073，太阳能电池板提供6V电压，LT1073经由电阻R6检测充电电流，在蓄电池中维持16毫安的充电电流，LT1073内有低电压测定器，在太阳能电池板的输出电压将至4V时，LT1073将断开充电电路，而当电压升到5V时又可以继续对电池进行充电。

进一步的，磁悬浮道路中的电路系统由时钟电路、复位电路、串口通信电路组成，系统中所用芯片型号为AT89C51。

进一步的，时钟电路：晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统公用一个晶振，以使各部分保持同步；两个谐振电容大小取决于晶振的负载电容值，作用是滤除干扰。

进一步的，为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路，它有上电复位可以对内部存储器进行复位，同步内外的时钟信号电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定，当程序出错时通过复位电路使单片机恢复正常运行状态的功能。

进一步的，串口通信电路常用于计算机获取远程信号，MAX232是电平转换接口，COMPIM即标准的电脑RS232接口，单片机发出的信号经MAX232转换电平之后通过RS232接口传输给电脑。

进一步的，太阳能电池板发电后将电能储存在蓄电池内，蓄电池通过线圈放电，使得磁铁带有磁性，与底部磁极产生作用力，使车辆得以悬浮，车辆位置检测装置检测到车辆位置后通过串口通信将位置信息传递给计算机。

一种光伏气悬浮智能交通动力系统，其工作方法步骤如下：

步骤一：首先启动汽车，使其驶入道路之上；

步骤二：高压气泵抽气，向下喷气产生向上的力，底部磁极产生磁场，当车体位置检测装置检测到磁场时，会向单片机发送信号，单片机控制电生磁线圈产生与其磁性相同的磁场，产生的磁场会根据车的位置实时变化，且与高压气泵产生的力共同作用，抵消重力；

步骤三：车前磁极产生的磁场与电生磁线圈产生磁场的磁性相反，使汽车前进，整个装置由单片机控制，可实现以上步骤的重复工作，实现动态循环。

当汽车刹车感应装置感应到汽车刹车时，线圈依旧放电使磁铁带有磁性，而则切割车上所带磁极的磁场产生电流给蓄电池充电，同时起到刹车的作用，其刹车工作方法步骤如下：

步骤一：道路上的车体位置检测装置，为单片机提供信号，得知汽车位置，产生的磁场会根据车的位置实时变化；

步骤二：发出刹车动作，刹车感应器感受到刹车动作后给单片机发送信号；单片机控制，使蓄电池不再为车前道路上的一部分电生磁线圈供电，此部分电生磁线圈相当于做切割磁感线运动，阻碍汽车运动，车前方道路磁场变为和汽车前部磁场相同的磁场，利用同性相斥原理减速，进而实现刹车效果；

步骤三：因电磁感应原理，车前道路上的一部分电生磁线圈可为蓄电池蓄电；

步骤四：进一步的，车前道路上的另一部分电生磁线圈持续通电，产生磁场和汽车底部磁极相同的磁场，与汽车底部高压气泵共同作用，抵消重力，保持汽车的悬浮。

本发明的工作原理是：通过磁悬浮技术，利用同性相斥、异性相吸的原理使汽车自动前进，实现交通工具变革；通过电磁感应原理、同性相斥原理，实现汽车的电磁式制动。

本发明的有益效果是：本发明车运行速度快，无噪音，不排除有害废气，有利于环境保护，不存在车轮与道路的磨损，减少了维护工作量，符合当代人的生活需求；本发明有操作简单，响应灵敏，寿命长久，使用可靠，制动时有回能作用即能将消耗的动能转化成电能，易于实现远距离控制等优点与磁悬浮道路极汽车配合使用，使我们的出行更加节能、环保、快捷，既可满足人们的需求，还可满足可持续发展的要求，且符合社会需求，具有广阔的发展和应用前景。

附图说明

图1为本发明的机械图。

图2为本发明的太阳能发电电路原理图。

图3为本发明的磁悬浮道路电路原理图。

图4为本发明的刹车电路原理图。

图中各标号为：101-车前磁极；102-底部磁极；2-高压气泵；3-串口通信电路；4-太阳能电池板；5-玻璃板；6-电生磁线圈；7刹车感应器；8-车辆位置检测装置；9-时钟电路；10-复位电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，一种光伏气悬浮智能交通动力系统包括汽车和道路两部分，汽车前方装有能产生磁场的磁极101，汽车底部装有高压气泵2和能产生磁场的磁极102；道路下埋有蓄电池，道路上装有太阳能电池板4，太阳能电池板4与蓄电池连接，为蓄电池蓄电；太阳能电池板上覆盖玻璃板5，能隔绝空气，玻璃板间隙处装有电生磁线圈6，电生磁线圈6由单片机，能通电产生磁场，道路上有车体位置检测装置8，为单片机提供信号，得知汽车位置，产生的磁场会根据车的位置实时变化；汽车底部的高压气泵2会抽气，然后向下喷气，产生竖直向上的力，与磁力共同作用抵消重力；

汽车装有刹车感应器7，刹车感应器7用于感应刹车动作，车体位置检测装置8用于检测车辆实时位置，单片机控制道路上电生磁线圈6产生相应磁场，刹车时，道路前方为和车前磁极101相同的磁场，汽车下方电生磁线圈6部分产生与底部磁极102相同的磁场，部分电生磁线圈6不产生磁场。刹车感应器7与刹车感应器7无线连接，刹车感应器7用于感应刹车动作，当刹车感应器7接收到刹车信号，蓄电池不再为车前道路上的部分电生磁线圈6供电，此部分电生磁线圈6相当于做切割磁感线运动，阻碍汽车运动，实现刹车效果，且因电磁感应原理，可为蓄电池蓄电；另一部分电生磁线圈6持续通电，产生磁场和汽车底部磁极102相同的磁场，与底部高压气泵2共同作用，抵消重力，保持汽车的悬浮。

进一步的，太阳能电池板4与蓄电池连接，可为蓄电池持续蓄电。

进一步的，车体位置检测装置8检测到磁场时，会发信号给单片机，单片机控制电生磁线圈6产生与其磁性相同的磁场，产生的磁场会根据车的位置实时变化，且与高压气泵2产生的力共同作用，抵消重力。

进一步的，车前磁极101产生的磁场与电生磁线圈6产生磁场的磁性相反，因“异性相吸”的原则，使汽车前行。

进一步的，刹车感应器7感应刹车动作，刹车感应器7与刹车感应器7无线连接，刹车感应器7感受到刹车动作后给刹车感应器7发送信号，刹车感应器7控制，使蓄电池不再为车前道路上的一部分电生磁线圈6供电，此部分电生磁线圈6相当于做切割磁感线运动，阻碍汽车运动，实现刹车效果,且可为蓄电池蓄电。

进一步的，整个装置由太阳能发电系统供电，所用芯片的型号为LT1073，太阳能电池板4提供6V电压，LT1073经由电阻R6检测充电电流，在蓄电池中维持16毫安的充电电流，LT1073内有低电压测定器，在太阳能板4的输出电压将至4V时，LT1073将断开充电电路，而当电压升到5V时又可以继续对电池进行充电。

进一步的，磁悬浮道路中的电路系统由时钟电路9、复位电路10、串口通信电路3组成，系统中所用芯片型号为AT89C51。

进一步的，时钟电路9：晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统公用一个晶振，以使各部分保持同步；两个谐振电容大小取决于晶振的负载电容值，作用是滤除干扰。

进一步的，为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路10，它有上电复位可以对内部存储器进行复位，同步内外的时钟信号电压波动或不稳定时，复位电路10给电路延时直到电路稳定，当程序出错时通过复位电路10使单片机恢复正常运行状态的功能。

进一步的，串口通信电路3常用于计算机获取远程信号，MAX232是电平转换接口，COMPIM即标准的电脑RS232接口，单片机发出的信号经MAX232转换电平之后通过RS232接口传输给电脑。

进一步的，太阳能电池板4发电后将电能储存在蓄电3池内，蓄电池通过电生磁线圈6放电，使得磁铁带有磁性，与底部磁极102产生作用力，使车辆得以悬浮，车辆位置检测装置8检测到车辆位置后通过串口通信将位置信息传递给计算机。

Claims (7)

1.一种光伏气悬浮智能交通动力系统，包括汽车和道路两部分，其特征在于：汽车前方装有能产生磁场的磁极，汽车底部装有高压气泵和能产生磁场的磁极；道路下埋有蓄电池，道路上装有太阳能电池板，太阳能电池板与蓄电池连接，为蓄电池蓄电；太阳能电池板上覆盖玻璃板，能隔绝空气，玻璃板间隙处装有电生磁线圈，由单片机控制，能通电产生磁场，道路上有车体位置检测装置，为单片机提供信号，得知汽车位置，产生的磁场会根据车的位置实时变化；整个装置由单片机控制，可实现动态循环、持续工作；汽车底部的高压气泵会抽气，然后向下喷气，产生竖直向上的力，与磁力共同作用抵消重力；汽车装有刹车感应器，刹车感应器用于感应刹车动作，在刹车状态下，道路前方为和车前磁极相同的磁场，汽车下方电生磁线圈部分产生与底部磁极相同的磁场，部分电生磁线圈不产生磁场；刹车感应器与单片机无线连接，刹车感应器用于感应刹车动作，当单片机接收到刹车信号，蓄电池不再为车前道路上的部分电生磁线圈供电，此部分电生磁线圈相当于做切割磁感线运动，阻碍汽车运动，实现刹车效果，且因电磁感应原理，可为蓄电池蓄电；另一部分电生磁线圈持续通电，产生和汽车底部磁极相同的磁场，与汽车底部高压气泵共同作用，抵消重力，保持汽车的悬浮。

2.根据权利要求1所述的一种光伏气悬浮智能交通动力系统，其特征在于：道路上的太阳能电池板与蓄电池连接，可为蓄电池持续蓄电，单片机与电生磁线圈相连，控制电生磁线圈产生磁场。

3.根据权利要求1所述的一种光伏气悬浮智能交通动力系统，其特征在于：车体位置检测装置检测到磁场时，会发信号给单片机，单片机控制电生磁线圈产生与其磁性相同的磁场，产生的磁场会根据车的位置实时变化，且与高压气泵产生的力共同作用，抵消重力。

4.根据权利要求1所述的一种光伏气悬浮智能交通动力系统，其特征在于：刹车感应器感应刹车动作，刹车感应器与单片机无线连接，刹车感应器感受到刹车动作后给单片机发送信号，单片机控制，使蓄电池不再为车前道路上的一部分电生磁线圈供电，此部分电生磁线圈相当于做切割磁感线运动，阻碍汽车运动，实现刹车效果,且可为蓄电池蓄电。

5.根据权利要求1所述的一种光伏气悬浮智能交通动力系统，其特征在于：太阳能电池板发电后将电能储存在蓄电池内，蓄电池通过线圈放电，使得磁铁带有磁性，与底部磁极产生作用力，使车辆得以悬浮，车辆位置检测装置检测到车辆位置后通过串口通信将位置信息传递给计算机。

6.根据权利要求1所述的一种光伏气悬浮智能交通动力系统，其特征在于：其工作方法步骤如下：

步骤一：首先启动汽车，使其驶入道路之上；

步骤二：高压气泵抽气，向下喷气产生向上的力，底部磁极产生磁场，当车体位置检测装置检测到磁场时，会向单片机发送信号，单片机控制电生磁线圈产生与其磁性相同的磁场，产生的磁场会根据车的位置实时变化，且与高压气泵产生的力共同作用，抵消重力；

步骤三：车前磁极产生的磁场与电生磁线圈产生磁场的磁性相反，使汽车前进，整个装置由单片机控制，可实现以上步骤的重复工作，实现动态循环。

7.根据权利要求1所述的一种光伏气悬浮智能交通动力系统，其特征在于：当汽车刹车感应装置感应到汽车刹车时，线圈依旧放电使磁铁带有磁性，而则切割车上所带磁极的磁场产生电流给蓄电池充电，同时起到刹车的作用，其刹车工作方法步骤如下：

步骤一：道路上的车体位置检测装置，为单片机提供信号，得知汽车位置，产生的磁场会根据车的位置实时变化；

步骤二：发出刹车动作，刹车感应器感受到刹车动作后给单片机发送信号；单片机控制，使蓄电池不再为车前道路上的一部分电生磁线圈供电，此部分电生磁线圈相当于做切割磁感线运动，阻碍汽车运动，车前方道路磁场变为和汽车前部磁场相同的磁场，利用同性相斥原理减速，进而实现刹车效果；

步骤三：因电磁感应原理，车前道路上的一部分电生磁线圈可为蓄电池蓄电；

步骤四：进一步的，车前道路上的另一部分电生磁线圈持续通电，产生磁场和汽车底部磁极相同的磁场，与汽车底部高压气泵共同作用，抵消重力，保持汽车的悬浮。