一种用于游船的充电系统的制作方法

1.本实用新型涉及智能控制领域，尤其是一种用于游船的充电系统，可架设于船舶上，为船舶提供可持续的清洁能源。


背景技术：

2.传统游船采用柴油机驱动，噪音较大，污染环境，油气味道大，不利于智能化改造和乘船体验的升级；现有的电动游船噪音小，操控简单，受到广泛欢迎，但是普通电动游船的空间有限且吃水吨位较小，难以搭载大量“重量大且成本高”的蓄电池组；普通电动游船通常只搭载少量蓄电池，极大限制了电动游船单次航行的能力，往往间隔几个小时就需要靠岸充电，难以长时间持续航行和运营，或需夜间统一充电，极大增加了维护成本。
3.随着人工智能技术的不断发展，越来越多的清洁电源得到友好地应用，其中太阳能充电系统具备持续供电的能力，逐渐应用于各类露天场景中；在陆地上通常采用座北朝南且斜向45度安装的最佳模式；在水域中，由于船舶航行方向不定且容易摇晃，为满足各航向等效的光照需求，太阳能充电系统中电池片通常水平设置，尤其是电动游船需按照游客需求随意航行，不能保持类似坐北朝南的固定姿势，当太阳能充电系统中电池片斜向固定在船顶上后，大概率出现背光状态进入长时间的充电困难；但是水平设置的电池片，除了在正午可高效发电，其它时间也没有最佳光照角度，不能有效利用斜向阳光，同样存在长时间整体发电效率低的问题，降低了为电动游船持续供电的能力。
4.鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型需要解决的技术问题是：在游船上安装的太阳能系统不具备追光能力，光照效果不好，发电能力不足。
6.本实用新型通过如下技术方案达到上述目的：一种用于游船的充电系统，包括控制器、定位导航系统、太阳能板、蓄电池和调光系统；
7.所述控制器作为游船的核心控制中枢，安装于游船的船舱中，连接并监控定位导航系统、太阳能板、蓄电池和调光系统，集中处理游船数据并统一下发指令；
8.所述定位导航系统安装于游船的船舱或船顶上，可提供游船的定位信息和实时航向数据；
9.所述太阳能板水平贴装于游船的船顶，可吸收太阳能并给蓄电池充电；
10.所述蓄电池安装于游船的船舱中，为控制器、定位导航系统和调光系统提供工作电源，并为游船上其他用电设备提供电源；
11.所述调光系统安装于游船的船顶，可调节太阳能板的光照强度，提升太阳能板的发电能力。
12.进一步的，所述调光系统包括配套设置的调光架、调光板、调角电机和支撑座；
13.所述支撑座固定在游船的船顶的侧边，支撑座底部为梯形体或长方体，顶部设置
有圆柱形导向柱；
14.所述调光板安装在调光架中；所述调光板正面设置为反光镜面，可镜面式反射阳光，背面设置为散光粗糙面，可遮挡阳光；
15.所述调光架底侧设置有与导向柱对应的导向孔，调光架底侧的两端设置有旋转孔；所述导向孔可挂载在导向柱上，从而使调光架可旋转地连接在游船的船顶上；
16.所述调角电机固定在游船的船顶的侧边的两端，调角电机的输出轴可配套地插入调光架的旋转孔中；当调角电机动作时，可带动调光架旋转，调光架带动调光板同步旋转，从而调整调光板的反射角度，可将阳光反射至太阳能板上。
17.进一步的，所述调光系统还包括旋转电机；
18.所述调光架一侧中部设置凹孔，另一则中部设置动力孔；
19.所述调光板一侧中部设置凸柱，另一侧中部设置连接孔；
20.所述旋转电机设置在动力孔中，其输出轴插入连接孔中，所述调光板的凸柱插入调光架的凹孔中，从而使调光板可旋转地设置在调光架上；当旋转电机动作时，其输出轴可带动调光板转动，从而调整调光板的反射角度。
21.进一步的，所述调光系统还包括光线传感器和微型陀螺仪，所述光线传感器安装于游船的船顶，所述微型陀螺仪安装于游船的船舱中，具体为，所述光线传感器安装于船顶的四周，监测太阳能板的光照强度，所述微型陀螺仪监测游船的姿态；所述控制器与光线传感器和微型陀螺仪相连，接收光线传感器和微型陀螺仪的监测数据，调整调光板的旋转角度，从而确保调光板的反射光始终照射在船顶的太阳能板上；
22.具体的，所述控制器中保存有全球经纬度和各时间对应的阳光照射角数据表，所述控制器根据定位导航系统提供的定位信息和航向信息，结合当前游船所处的位置确定游船船顶的阳光照射角，计算并设置调光架的最佳工作角度，进而使调光板能将阳光反射至船顶的太阳能板上；控制器根据微型陀螺仪反馈的游船横纵摇角度，实时微调调光板的工作角度，使调光板的反射光照射在船顶太阳能板的范围内，防止反射光的浪费，尤其当反射光不足以覆盖整体太阳能板时，控制器根据光线传感器的反馈数据，确定反射光的扫描边界，周期性的调整调光板的工作角度，使调光板的反射光可对船顶上整个太阳能板进行周期性扫描。
23.进一步的，所述调光板包括顶盖板、底盖板、侧边板和加强筋，具体为，顶盖板设置于调光板的正面，地盖板设置于调光板的背面，侧边板设置于调光板的四周，加强筋设置于顶盖板之间底盖板；其中顶盖板的外侧面设置为反光镜面，可将阳光反射至船顶太阳能板上，底盖板的外侧面设置为散光粗糙面，可为船顶太阳能板遮挡阳光；所述顶盖板和底盖板的周边通过侧边板焊接在一起，形成矩形薄板，在顶盖板、底盖板之间设置加强筋，提高调光板的机械强度。
24.进一步的，所述太阳能板包括钢化玻璃、eva、电池片、背板、铝合金边框、接线盒和硅胶；其中钢化玻璃的作用为保护电池片；其中eva用来粘结固定钢化玻璃和电池片；电池片为发电主体，主要作用就是发电，包括晶体硅太阳电池片和/或薄膜太阳能电池片，其中背板作用在于密封、绝缘、防水；其中铝合金用于保护层压件，起密封和支撑作用；其中接线盒保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路则接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统；其中硅胶起到密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线
盒交界处。
25.进一步的，所述调光板上可贴装柔性薄膜太阳能电池片，具体为，柔性薄膜太阳能电池片可直接贴装于调光板的顶盖板的外侧面上；所述控制器调节调光架旋转角度，使调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片正对阳光，从而扩大整个游船电池片的面积，提高整体发电效率。
26.进一步，游船船顶上的调光架可根据阳光照射角度进行倒伏或扬起动作，实现遮挡阳光或吸收阳光；其中向阳侧的调光架向下倒伏利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电同时遮挡照入船舱的阳光，背阳侧的调光架向上扬起利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电；
27.具体为，当游船左侧有阳光照射过来时，左侧为向阳侧，右侧为背阳侧，左侧调光架向下倒伏利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电同时挡住照入船舱的阳光，右侧调光架向上扬起利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电；当游船右侧有阳光照射过来时，右侧为向阳侧，左侧为背阳侧，右侧调光架向下倒伏利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电同时挡住照入船舱的阳光，左侧调光架向上扬起利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电；其中左侧和右侧调光架上调光板的顶盖板旋转至与阳光垂直时，遮光或发电效率最大；
28.当游船前侧有阳光照射过来时，前侧为向阳侧，后侧为背阳侧，前侧调光架向下倒伏利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电同时挡住照入船舱的阳光，后侧调光架向上扬起利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电；当游船后侧有阳光照射过来时，后侧为向阳侧，前侧为背阳侧，后侧调光架向下倒伏利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电同时挡住照入船舱的阳光，前侧调光架向上扬起利用调光板的顶盖板上柔性薄膜太阳能电池片吸收阳光发电；其中前侧和后侧调光架上调光板的顶盖板旋转至与阳光垂直时，遮光或发电效率最大。
29.本实用新型相比现有技术的优点如下所示。
30.1、通过船顶设置太阳能板，实现游船持续供电。
31.2、通过设置调光架和调光板，确保游船各向航行过程中，可实时追踪阳光，通过反射光强化船顶的光照强度；尤其是调光板可单独旋转，可将反射光控制于船顶太阳能板范围内，抵消船体晃动对反射光的损耗，尤其可周期性扫描太阳能板，防止受热或受光不均，进一步提供发电效率。
32.3、通过在调光板上设置柔性电池片，扩大电池片整体面积，实时地追踪太阳，强化整体发电能力。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为实施例1中充电系统前视立体图。
35.图2为实施例1中充电系统俯视图。
36.图3为实施例1中船顶上充电系统部分设备孤立显示时立体图。
37.图4为实施例1中调光架和调光板孤立显示时立体图。
38.图5为实施例1中调光架孤立显示时立体图。
39.图6为实施例1中调光板孤立显示时立体图。
40.图7为实施例1中调光板中侧边板和加强筋孤立显示时立体图。
41.图8为实施例1中单个调光板将阳光反射至太阳能板上的示意图。
42.图9为实施例2中调光板上贴装柔性薄膜太阳能电池片孤立显示时立体图。
43.图10为实施例2中调光板上贴装柔性薄膜太阳能电池片孤立显示时爆炸视图。
44.图11为实施例2中充电系统工作状态立体图。
45.图中：1-控制器；2-太阳能板；3-蓄电池；4-调光系统；401-调光架；402-调光板；403-调角电机；404-支撑座；405-导向柱；406-导向孔；407-旋转孔；408-旋转电机；409-凹孔；410-动力孔；411-凸柱；412-连接孔；413-光线传感器；414-顶盖板；415-底盖板；416-侧边板；417-加强筋；418-薄膜太阳能电池片。
具体实施方式
46.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
47.在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为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而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。
48.此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。
49.实施例1，如图1-7所示，提供一种用于游船的充电系统，包括控制器1、定位导航系统、太阳能板2、蓄电池3和调光系统4；
50.所述控制器1中安装有stm32f系列的cpu，作为游船的核心控制中枢，安装于游船的船舱中，连接并监控定位导航系统、太阳能板2、定位导航系统、蓄电池3和调光系统4，集中处理游船数据并统一下发指令；
51.所述定位导航系统安装于游船的船舱或船顶上，包括gps定位卡、北斗定位卡和/或惯导系统，可提供游船的定位信息和实时航向数据；
52.所述太阳能板2水平贴装于游船的船顶，可吸收太阳能并给蓄电池3充电；其中太阳能板2共设置五块，型号fd-sd的300w大功率光伏板，每块太阳能板2尺寸为：长180cm，宽90cm；
53.所述蓄电池3安装于游船的船舱中，为控制器1、定位导航系统和调光系统4提供工作电源，并为游船上其他用电设备提供电源；其中蓄电池3是免维护胶体蓄电池3，共设置四块，型号为12v3000ah，船舱前侧设置两块，船舱后侧设置两块，在固定蓄电池3时，根据游船整体平稳需求适当调整蓄电池3的位置，确保游船的重心符合航行要求；
54.所述调光系统4安装于游船的船顶，可调节太阳能板2的光照强度，提升太阳能板2
的发电能力。
55.本实施例中，所述调光系统4包括配套设置的调光架401、调光板402、调角电机403和支撑座404；
56.所述支撑座404固定在游船的船顶的侧边，支撑座404底部为梯形体，顶部设置有圆柱形导向柱405；
57.所述调光板402安装在调光架401中；所述调光板402正面设置为反光镜面，可镜面式反射阳光，背面设置为散光粗糙面，可遮挡阳光；其中调光板402尺寸分两种，一种设置于游船前侧和后侧，尺寸为：长155cm，宽89cm；另一种设置于游船左侧和右侧，尺寸为：长355cm，宽89cm；
58.所述调光架401底侧设置有与导向柱405对应的导向孔406，调光架401底侧的两端设置有旋转孔407；所述导向孔406可挂载在导向柱405上，从而使调光架401可旋转地连接在游船的船顶上；其中调光架401的数量和尺寸，与调光板402一一对应；
59.所述调角电机403为直流伺服电机，固定在游船的船顶的侧边的两端，调角电机403的输出轴可配套地插入调光架401的旋转孔407中；当调角电机403动作时，可带动调光架401旋转，调光架401带动调光板402同步旋转，从而调整调光板402的反射角度，可将阳光反射至太阳能板2上；所述调光架401旋转范围0至270度，其中0度对应为调光架401向下垂直倒伏状态，270度对应为调光架401向上扬起直到贴合至船顶上；
60.其中游船前侧的调光板402扬起来后，可将游船后侧方向照射来的光线反射至船顶上；
61.其中游船后侧的调光板402扬起来后，可将游船前侧方向照射来的光线反射至船顶上；
62.其中游船左侧的调光板402扬起来后，可将游船右侧方向照射来的光线反射至船顶上；
63.其中游船右侧的调光板402扬起来后，可将游船左侧方向照射来的光线反射至船顶上。
64.本实施例中，所述调光系统4还包括旋转电机408；
65.所述调光架401一侧中部设置凹孔409，另一则中部设置动力孔410；
66.所述调光板402一侧中部设置凸柱411，另一侧中部设置连接孔412；
67.所述旋转电机408为直流伺服电机，设置在动力孔410中，其输出轴插入连接孔412中，所述调光板402的凸柱411插入调光架401的凹孔409中，从而使调光板402可旋转地设置在调光架401上；当旋转电机408动作时，其输出轴可带动调光板402转动，从而调整调光板402的反射角度，调光板402在调光架401内旋转范围0至360，即具备全向旋转能力。
68.本实施例中，所述调光系统4还包括光线传感器413和微型陀螺仪，所述光线传感器413安装于游船的船顶，所述微型陀螺仪安装于游船的船舱中，具体为，所述光线传感器413安装于船顶的四周，监测太阳能板2的光照强度，所述微型陀螺仪监测游船的姿态；所述控制器1与光线传感器413和微型陀螺仪相连，接收光线传感器413和微型陀螺仪的监测数据，调整调光板402的旋转角度，从而确保调光板402的反射光始终照射在船顶的太阳能板2上；
69.具体的，所述控制器1中保存有全球经纬度和各时间对应的阳光照射角数据表，所
述控制器1根据定位导航系统提供的定位信息和航向信息，结合当前游船所处的位置确定游船船顶的阳光照射角，计算并设置调光架401的最佳工作角度，进而使调光板402能将阳光反射至船顶的太阳能板2上；控制器1根据微型陀螺仪反馈的游船横纵摇角度，实时微调调光板402的工作角度，抵消游船摇晃的影响，使调光板402的反射光照射在船顶太阳能板2的范围内，防止反射光的浪费，尤其当反射光不足以覆盖对应太阳能板2时，控制器1根据光线传感器413的反馈数据，确定反射光的扫描边界，周期性的调整调光板402的工作角度，使调光板402的反射光可对船顶上整个太阳能板2进行周期性扫描；
70.本实施例中，光线传感器413共设置四个，均匀设置在太阳能板2的外边界，分别命名为前侧光线传感器413、后侧光线传感器413、左侧光线传感器413和右侧光线传感器413；初始状态，当阳光直照船顶的太阳能板2和光线传感器413上时，光线传感器413监测到无调光效果时整体光照强度，控制器1启动调角电机403和旋转电机408动作，使调光板402将阳光反射至船顶的太阳能板2，此时被反射的位置除了阳光直照，还叠加了反射阳光，所以光照强度增大约一倍或二倍，对称位置的光线传感器413的探测数据可构成反射光的最佳扫描边界，反馈至控制器1，确定调角电机403和旋转电机408的最佳旋转角度范围，例如发射光从离开前侧光线传感器413至接触后侧光线传感器413即可定义为前后扫描区，发射光从离开左侧光线传感器413至接触右侧光线传感器413即可定义为左右扫描区。
71.本实施例中，如图8所示，图中右上角为太阳示意图，abcd代表调光板402上镜面反射区的四个顶点，在调光板402的作用下，阳光反射至船顶太阳能板2平面的区域为abcd，由于阳光斜着照向调光板402，所以反射光在ab方向上只有部分照射至太阳能板2上；由于调光板402高度有限，所以反射光在ac方向上长度小于船顶整个太阳能板2的纵向长度，需要不断调整调光板402的工作角度，才能使调光板402的反射光对船顶整个太阳能板2纵向地进行周期性扫描，使太阳能板2尽量均匀受热和受光；其中船顶整个太阳能板2的纵向长度上左侧的光线传感器413的探测信息可形成左侧边界，右侧的光线传感器413的探测信息可形成右侧边界。
72.本实施例中，所述调光板402包括顶盖板414、底盖板415、侧边板416和加强筋417，具体为，顶盖板414设置于调光板402的正面，地盖板设置于调光板402的背面，侧边板416设置于调光板402的四周，加强筋417设置于顶盖板414之间底盖板415；其中顶盖板414的外侧面设置为反光镜面，可将阳光反射至船顶太阳能板2上，底盖板415的外侧面设置为散光粗糙面，当向阳侧的调光板402扬起来，使底盖板415的外侧面对准阳光时，底盖板415的外侧面可为船顶太阳能板2遮挡阳光；所述顶盖板414和底盖板415的周边通过侧边板416焊接在一起，形成矩形薄板，在顶盖板414、底盖板415之间设置加强筋417，提高调光板402的机械强度。
73.本实施例中，所述太阳能板2包括钢化玻璃、eva、电池片、背板、铝合金边框、接线盒和硅胶；其中钢化玻璃的作用为保护电池片；其中eva用来粘结固定钢化玻璃和电池片；电池片为发电主体，主要作用就是发电，本实施例中船顶太阳能板2对应为晶体硅太阳电池片，其中背板作用在于密封、绝缘、防水；其中铝合金用于保护层压件，起密封和支撑作用；其中接线盒保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，如果组件短路则接线盒自动断开短路电池串，防止烧坏整个系统；其中硅胶起到密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处。
74.实施例2，如图9-11所示，在实施例1的基础上，在所述调光板402上贴装柔性薄膜太阳能电池片418，具体为，柔性薄膜太阳能电池片418可直接贴装于调光板402的顶盖板414的外侧面上；所述控制器1调节调光架401旋转角度，使调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418正对阳光，从而扩大整个游船电池片的面积，提高整体发电效率。
75.本实施例中，游船船顶上的调光架401可根据阳光照射角度进行倒伏或扬起动作，实现遮挡阳光或吸收阳光；其中向阳侧的调光架401向下倒伏利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电同时遮挡照入船舱的阳光，背阳侧的调光架401向上扬起，利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电；
76.具体为，当游船左侧有阳光照射过来时，左侧为向阳侧，右侧为背阳侧，左侧调光架401向下倒伏利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电同时挡住照入船舱的阳光，右侧调光架401向上扬起利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电；当游船右侧有阳光照射过来时，右侧为向阳侧，左侧为背阳侧，右侧调光架401向下倒伏利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电同时挡住照入船舱的阳光，左侧调光架401向上扬起利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电；其中左侧和右侧调光架401上调光板402的顶盖板414旋转至与阳光垂直时，遮光或发电效率最大；
77.当游船前侧有阳光照射过来时，前侧为向阳侧，后侧为背阳侧，前侧调光架401向下倒伏利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电同时挡住照入船舱的阳光，后侧调光架401向上扬起利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电；当游船后侧有阳光照射过来时，后侧为向阳侧，前侧为背阳侧，后侧调光架401向下倒伏利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电同时挡住照入船舱的阳光，前侧调光架401向上扬起利用调光板402的顶盖板414上柔性薄膜太阳能电池片418吸收阳光发电；其中前侧和后侧调光架401上调光板402的顶盖板414旋转至与阳光垂直时，遮光或发电效率最大。
78.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。