CN212036815U

CN212036815U - 一种新型模块化太阳能发电椅

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Publication number: CN212036815U
Application number: CN202020482920.2U
Authority: CN
Inventors: 王鸿昊; 李成; 黑帅龙; 耿胜哲; 张哲胤; 张鹏羽; 孙翔宇; 李明霞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2030-04-03

Abstract

本实用新型提供一种新型模块化太阳能发电椅，包括：座椅主体；座椅主体包括底座、侧臂和顶棚，底座通过连接部件连接侧臂，侧臂连接顶棚；还包括：设置在所述底座内部的综合控制器、电能存储模块；设置在底座侧面的连接装置，连接装置用于串联组合其他的发电椅；设置在底座后侧面的电力传输模块；设置在底座上方的乘坐区、蓝牙音箱模块和USB充电模块；设置在侧臂内侧的LED灯带模块；座椅主体的顶棚设置有太阳能光伏板；综合控制器电性连接所述电能存储模块、连接装置、电力传输模块、蓝牙音箱模块、USB充电模块、LED灯带模块以及太阳能光伏板。本实用新型以一个模块化太阳能发电椅为基本单位，可根据需求将多个椅子串联组合，满足不同场合的需求。

Description

一种新型模块化太阳能发电椅

技术领域

本实用新型涉及公共基础建设技术领域，具体而言，尤其涉及一种新型模块化太阳能发电椅。

背景技术

在很多公共场合，都设置有大量的椅子供大家的休息，但是现有的椅子普遍追求舒适性、艺术性和成本，而忽略了模块化和其巨大的基数在太阳能发电领域的作用。若加以利用公共场合椅子基数大，分散广，使用率高的特点，在此基础上添加太阳能回收系统，则可在某一区域一定程度上更改能源使用结构，让更多的清洁能源发挥作用。在椅子上添加模块化更能选项，可更好的让椅子在某一区域作用的偏向上得到更好的发挥。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种新型模块化太阳能发电椅。本实用新型以TMS320F28335 DSP为控制电路核心，采用单相桥式DC-AC逆变电路结构，采用DSP片内12位A/D对各模拟信号进行采集检测，简化了系统设计和成本。采用模块化设计，以一个模块化太阳能发电椅为基本单位，可根据需求将多个椅子串联组合，以满足不同场合的各种需求；单个的模块化太阳能发电椅其中所设置的侧臂内侧设置LED灯带、座椅底座上方设置USB充电模块和蓝牙音箱模块均可根据用户需求进行模块化选配，以更好的适应用户不同的需求。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种新型模块化太阳能发电椅，包括：座椅主体；所述座椅主体包括底座、侧臂和顶棚，所述底座通过连接部件连接侧臂，所述侧臂连接顶棚；其特征在于，还包括：

设置在所述底座内部的综合控制器、电能存储模块；

设置在所述底座侧面的连接装置，所述连接装置用于串联组合其他的发电椅；

设置在所述底座后侧面的电力传输模块；

设置在所述底座上方的乘坐区和多功能区，所述多功能区包括蓝牙音箱模块和USB充电模块；

设置在所述侧臂内侧的LED灯带模块；

所述座椅主体的顶棚设置有太阳能光伏板；

所述综合控制器电性连接所述电能存储模块、连接装置、电力传输模块、蓝牙音箱模块、USB充电模块、LED灯带模块以及太阳能光伏板。

进一步地，所述综合控制器以TMS320F28335 DSP为控制电路核心，采用单相桥式DC-AC逆变电路结构。

进一步地，所述综合控制器还包括DSP数字电源电路、DSP模拟电源电路、模拟数字共地电路以及辅助电源电路，所述DSP数字电源电路采用型号为TPS767D301的电源管理芯片，所述DSP模拟电源电路采用型号TPS79533的芯片。

进一步地，所述电能存储模块主要由充电电路和锂电池组组成，锂电池组的输入点和输出点分别连接充电电路输入点和输出点。

进一步地，所述电力传输模块采用型号为STC89C52的芯片，用于实现电能的传输和存储。

进一步地，所述蓝牙音箱模块包括芯片型号为TSSOP20的主控电路、TF卡电路、按键电路、功放电路、充电电路以及耳机输出电路。

进一步地，所述的发电椅还包括数字显示模块，采用彩色液晶TFT LCD实现输出信号波形、频谱特性的在线实时显示，以及输入电压、电流、功率，输出电压、电流、功率，效率，频率，相位差，失真度参数的正确显示。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的新型模块化太阳能发电椅，其所产生的电能经过自主设计的电路控制实现了对电能的储存，并通过设计的电路利用储存的电能实现了蓝牙音乐播放、USB端口供电、LED灯组照明防撞功能。

2、本实用新型提供的新型模块化太阳能发电椅，其综合控制器以TMS320F28335DSP为控制电路核心，采用单相桥式DC-AC逆变电路结构，采用DSP片内12位A/D对各模拟信号进行采集检测，简化了系统设计和成本。同时，本装置具有良好的数字显示功能，采用CPLD自行设计驱动的4.3彩色液晶TFT LCD非常直观地完成了输出信号波形、频谱特性的在线实时显示，以及输入电压、电流、功率，输出电压、电流、功率，效率，频率，相位差，失真度参数的正确显示。本装置具有开机自检、输入电压欠压及输出过流保护，在过流、欠压故障排除后能自动恢复。

3、本实用新型提供的新型模块化太阳能发电椅，采用模块化设计，以一个模块化太阳能发电椅为基本单位，可根据需求将多个椅子串联组合，以满足不同场合的各种需求；单个的模块化太阳能发电椅其中所设置的侧臂内侧设置LED灯带、座椅底座上方设置USB充电模块和蓝牙音箱模块均可根据用户需求进行模块化选配，以更好的适应用户不同的需求。

基于上述理由本实用新型可在公共基础建设等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型发电椅侧面示意图。

图2为本实用新型发电椅底座上表面示意图。

图3为本实用新型发电椅的系统结构框图。

图4为本实用新型发电椅的综合控制器测试电路图。

图5为本实用新型发电椅的单相桥式DC-AC逆变电路结构电路图。

图6为本实用新型发电椅中综合控制器的DSP数字电源电路图。

图7为本实用新型发电椅中综合控制器的DSP模拟电源电路图。

图8为本实用新型发电椅中综合控制器的模拟数字共地电路图。

图9为本实用新型发电椅中综合控制器的辅助电源电路图。

图10为本实用新型发电椅中电能存储模块充电电路图。

图11为本实用新型发电椅中蓄电池组的电路图。

图12为本实用新型发电椅中电力传输模块的电路图。

图13为本实用新型蓝牙音箱模块中的主控电路图。

图14为本实用新型蓝牙音箱模块中的按键电路图。

图15为本实用新型蓝牙音箱模块中的TF卡电路图。

图16为本实用新型蓝牙音箱模块中的功放电路图。

图17为本实用新型蓝牙音箱模块中的充电电路图。

图18为本实用新型蓝牙音箱模块中的耳机输出电路图。

图19为本实用新型发电椅中LED灯带模块的电路图。

图20为本实用新型发电椅中USB充电模块的电路图。

图21为本实用新型发电椅中的连接装置结构示意图。

图中：1、太阳能光伏板；2、LED灯带模块；3、多功能区；4、电力传输模块；5、锂电池组；6、连接装置；7、综合控制器；8、连接部件；9、乘坐区；10、USB充电模块；11、蓝牙音箱模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型提供了一种新型模块化太阳能发电椅，包括：座椅主体；座椅主体包括底座、侧臂和顶棚，底座通过连接部件8连接侧臂，侧臂连接顶棚；还包括设置在底座内部的综合控制器7、电能存储模块；设置在底座侧面的连接装置6，连接装置6用于串联组合其他的发电椅；设置在底座后侧面的电力传输模块4；设置在侧臂内侧的LED灯带模块2；座椅主体的顶棚设置有太阳能光伏板1；如图2所示，还包括设置在底座上方的乘坐区9和多功能区3，多功能区3包括蓝牙音箱模块11和USB充电模块10；综合控制器7电性连接电能存储模块、连接装置6、电力传输模块4、蓝牙音箱模块11、USB充电模块10、LED灯带模块2以及太阳能光伏板1。如图3所示，为本实用新型发电椅的系统结构框图。

进一步的作为本实用新型优选的实施方式，如图4、5所示，本实用新型的综合控制器7以TMS320F28335 DSP为控制电路核心，采用单相桥式DC-AC逆变电路结构。采用DSP片内12位A/D对各模拟信号进行采集检测，简化了系统设计和成本。综合控制器还包括DSP数字电源电路、DSP模拟电源电路、模拟数字共地电路以及辅助电源电路。

如图6所示，DSP数字电源电路采用型号为TPS767D301的电源管理芯片，TMS320F28335芯片需要双数字电源3.3V、1.8V供电，为了保证在上电过程中内部所有模块能够得到正确的复位状态，要求在设计供电电路时考虑上电及掉电时的顺序问题，即：上电时，首先应保证所有模块的3.3V电压(包括VDDIO、DD3VFL、VDDAI/VDDAZ/VDDAIO/AVDDREFBG)先供电，然后提供1.8V或1.9V电压。掉电过程中，在VDD降低到1.5V之前，处理器的复位引脚必须插入最小8us的低电平。电源管理芯片TPS767D301可以自动完成上电顺序的控制。

如图7所示，DSP模拟电源电路采用型号TPS79533的芯片。本系统需要处理多路模拟信号，因此，模拟电源的设计尤为重要。TPS79533具有低噪声、高电源抑制比(PSRR)的优点，能够为DSP提供稳定的模拟电源，实现ADC的高精度数据采集转换。

对于数字电路和模拟电路混合构成的系统，在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。数字电路产生的噪声会影响模拟电路，使模拟电路的小信号指标变差。为了将这一干扰降至最低，除了加粗和缩短地线之外，电路的模拟数字部分还采用了分开布线，在一点通过磁珠和0欧姆电阻接地。模拟数字共地电路如图8所示。

系统辅助电源采用一路+5V输入，利用TI公司的开关电源芯片TPS61085调制出+12V电源，给驱动芯片供电，再利用TPS5430芯片分别调制出模拟+5V，-5V电源给运放，交流互感器供电。TPS61085是升压开关电源芯片，输入Vin＝2.3V～6V，输出Vout＝2.8V～18.5V。TPS5430是一款3A降压转换器，输入Vin＝5.5V～36V，输出Vo＝1.23V～31V，效率达到95％。电路如图9所示。

进一步的作为本实用新型优选的实施方式，电能存储模块主要由充电电路和锂电池组5组成，如图10、11所示，锂电池组5的A、B引脚分别连接充电电路的A、B引脚。

进一步的作为本实用新型优选的实施方式，如图12所示，电力传输模块采用型号为STC89C52的芯片，包括电压检测与继电器控制电路和接口电路，该电路的3接口通过导线连接电压检测与继电器控制电路中继电器电路的3接口。用于实现电能的传输和存储，工作原理如下：

电能传输模式：通过STC89C52单片机检测太阳能给电池的充电电压和充电电流，并在1602液晶上显示出来。当电压检测电路检测到锂电池充电电压超过10V时，单片机控制继电器动作，继电器1、3触头导通，进入电能传输模式。此时储存在锂电池组的电能通过接口电路，向外界输出。

电能储存模式：通过STC89C52单片机检测锂电池组的电压和电流，并在1602液晶上显示出来。当锂电池组的电压低于10V时，进入电能储存模式。单片机控制继电器动作，继电器1、3触头断开，1、2触头导通，此时锂电池进行由太阳能发电进行充电，并断开接口电路，停止向外界输电。

进一步的作为本实用新型优选的实施方式，蓝牙音箱模块11包括如图13所示的芯片型号为TSSOP20的主控电路、如图14所示的按键电路、如图15所示的TF卡电路、如图16所示的功放电路、如图17所示的充电电路，充电电路里A、B引脚和电能储存模块A、B引脚连接，以及如图18所示的耳机输出电路。蓝牙音箱模块的功放功率在15w-30w；支持蓝牙、TF卡、U盘、SPIFLASH播放功能；支持音量加减、上下选曲功能；支持单曲循环和全部循环；支持耳机输出；

进一步的作为本实用新型优选的实施方式，如图19所示，为LED灯带模块2的电路图，其A、B引脚和电能储存模块A、B引脚连接。

进一步的作为本实用新型优选的实施方式，如图20所示，为USB充电模块10的电路图，使用者可以利用USB接口对电子设备进行充电。如图21所示，为本实用新型的连接装置示意图，可根据需求将多个椅子串联组合，以满足不同场合的各种需求。

进一步的作为本实用新型优选的实施方式，本实用新型发电椅还包括数字显示模块，采用彩色液晶TFT LCD实现输出信号波形、频谱特性的在线实时显示，以及输入电压、电流、功率，输出电压、电流、功率，效率，频率，相位差，失真度参数的正确显示。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种新型模块化太阳能发电椅，包括：座椅主体；所述座椅主体包括底座、侧臂和顶棚，所述底座通过连接部件连接侧臂，所述侧臂连接顶棚；其特征在于，还包括：

设置在所述底座内部的综合控制器、电能存储模块；

设置在所述底座后侧面的电力传输模块；

设置在所述侧臂内侧的LED灯带模块；

所述座椅主体的顶棚设置有太阳能光伏板；

2.根据权利要求1所述的新型模块化太阳能发电椅，其特征在于，所述综合控制器以TMS320F28335 DSP为控制电路核心，采用单相桥式DC-AC逆变电路结构。

3.根据权利要求1或2所述的新型模块化太阳能发电椅，其特征在于，所述综合控制器还包括DSP数字电源电路、DSP模拟电源电路、模拟数字共地电路以及辅助电源电路，所述DSP数字电源电路采用型号为TPS767D301的电源管理芯片，所述DSP模拟电源电路采用型号TPS79533的芯片。

4.根据权利要求1所述的新型模块化太阳能发电椅，其特征在于，所述电能存储模块主要由充电电路和锂电池组组成，锂电池组的输入点和输出点分别连接充电电路输入点和输出点。

5.根据权利要求1所述的新型模块化太阳能发电椅，其特征在于，所述电力传输模块采用型号为STC89C52的芯片，用于实现电能的传输和存储。

6.根据权利要求1所述的新型模块化太阳能发电椅，其特征在于，所述蓝牙音箱模块包括芯片型号为TSSOP20的主控电路、TF卡电路、按键电路、功放电路、充电电路以及耳机输出电路。

7.根据权利要求1所述的新型模块化太阳能发电椅，其特征在于，所述的发电椅还包括数字显示模块，采用彩色液晶TFT LCD实现输出信号波形、频谱特性的在线实时显示，以及输入电压、电流、功率，输出电压、电流、功率，效率，频率，相位差，失真度参数的正确显示。