一种基于风光储的野战多模电源转换器的制作方法

1.本发明属于电源转换器设备技术领域，尤其涉及一种基于风光储的野战多模电源转换器。


背景技术：

2.野战多模电源转换器功能是将直流、非制式交流电逆变为单相工频交流电，以及为手持、携行等通信、指挥、观瞄和侦察等装备的各型电池提供集中批量充电和低温充电保障。野战多模电源转换器的工作环境比较恶劣，因此对电源转换器的工作性能具有较高的要求。电源转换器良好的工作效率对于实际作战具有较大的意义。现有的野战用的电源转换器通常结构简单，散热性能较差，长时间使用容易出现温度较高而影响使用寿命，同时，在野战过程中，电力设备使用比较频繁，需要及时对电子设备充电，而野外作业中，电力的提供极为不便，由此限制了电子设备的使用，对野战作业造成了极大的影响。


技术实现要素：

3.针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种基于风光储的野战多模电源转换器及工作方法，通过设置独立的充电单元，当充电单元温度较高时，能够自动进行散热处理，保证了充电单元的优良的工作环境，延长了装置的使用寿命，通过设置风光储单元，在野外作业能够充分利用风能和太阳能转化为电能，储存在蓄电池中用于对电子设备的充电，减少了野外作业中对电力的依赖，对野战作业提供了极大的便利。
4.本发明提供如下技术方案：一种基于风光储的野战多模电源转换器，包括充电单元，所述充电单元包括夹具式充电单元、插槽式充电单元和多模逆变单元；所述夹具式充电单元、插槽式充电单元和多模逆变单元依次相邻设置；所述充电单元上侧设置有风光储单元；所述夹具式充电单元、插槽式充电单元、多模逆变单元和风光储单元之间均设置有散热机构；所述夹具式充电单元上设置有导线收放机构；所述风光储单元设置有电源转换器。
5.优选的，所述夹具式充电单元、插槽式充电单元、多模逆变单元均设置有限位槽；所述插槽式充电单元、多模逆变单元、风光储单元均设置有限位槽相对应的限位柱。
6.优选的，所述夹具式充电单元、插槽式充电单元、多模逆变单元均设置有螺纹孔。
7.优选的，所述插槽式充电单元、多模逆变单元和风光储单元均设置有电机；所述电机输出轴设置有第一齿轮；所述第一齿轮连接有第二齿轮；所述第二齿轮连接有螺纹杆；所述螺纹杆与螺纹孔对应设置。
8.优选的，所述夹具式充电单元设置有夹具槽，所述夹具槽内设置有充电夹具。
9.优选的，所述夹具式充电单元、插槽式充电单元和多模逆变单元的电源输入端均与充电线电连接。
10.优选的，所述风光储单元包括风力发电装置、太阳能光伏板和蓄电池，所述风力发电装置和太阳能光伏板均与蓄电池电连接。
11.优选的，所述风力发电装置包括发电机，扇叶，所述扇叶设置连接轴上，所述连接轴与发电机的输出轴连接；所述风光储单元上设置有通风口。
12.优选的，所述太阳能光伏板外侧设置有框架，所述框架一端与风光储单元的外壳铰接连接；所述通风口处设置有螺纹杆，所述螺纹杆的上端与太阳能光伏板的框架接触。
13.优选的，所述散热机构包括电风扇，所述电风扇镶嵌在插槽式充电单元、多模逆变单元和风光储单元的下表面。
14.优选的，所述散热机构还包括控制器和温度传感器，所述夹具式插槽式充电单元、多模逆变单元和风光储单元内侧均设置有温度传感器，所述温度传感器、电风扇、电机均与控制器电连接。
15.优选的，所述夹具槽内设置有导线收放机构；所述导线收放机构包括转轴、棘轮、棘爪和调节块；所述棘轮设置在转轴一端，所述棘爪设置在相应的夹具式充电单元内侧，所述棘爪与棘轮相适配；所述棘爪与夹具式充电单元连接处设置有弹簧，所述弹簧一端与夹具式充电单元连接，另一端与棘爪连接；所述棘爪下侧设置有顶起机构；所述顶起机构与夹具式充电单元之间设置有使顶起机构复位的弹性件；所述夹具式充电单元一侧设置有能够使顶起机构移动的按钮。
16.优选的，所述转轴上套接有扭转弹簧，所述扭转弹簧一端与转轴连接，另一端与夹具式充电单元连接；所述转轴远离棘轮一端连接有轴承。
17.优选的，所述充电单元设置一侧设置有背带。
18.优选的，所述充电单元表面设置有缓冲层，所述缓冲层内侧设置有弹性材料，所述缓冲层表面上涂刷有防腐蚀油漆层。
19.优选的，所述多模逆变单元一侧设置有第一插槽；所述插槽式充电单元一侧设置有第二插槽；所述夹具式充电单元、插槽式充电单元、多模逆变单元和风光储单元均对应设置有开关按钮。
20.优选的，所述风光储单元一侧设置有第一插槽、第二插槽和充电夹具，所述第一插槽、第二插槽和充电夹具均与蓄电池电连接。
21.优选的，为了使装置达到更好的散热目的，所述充电单元、插槽式充电单元和多模逆变单元之间的间隙距离d、缓冲层的厚度s与充电单元内的温度t满足以下关系：d＝(α
·
t/s) m；式中：d和s的单位为cm；t的单位为摄氏度；α为相关系数，取值范围为0.8-2.0；m为修正常数，取值范围为1-3。
22.为了提高风光储单元的发电效率，所述通风口的面积a、扇叶与通风口之间的距离b和发电机的数量n满足以下关系：a＝β
·
lnb
·
n；a的单位为cm2；β为相关系数，取值范围为40-80；b的单位为cm。
23.一种基于风光储的野战多模电源转换器工作方法，包括以下步骤：
s1、连接外部电源，当需要对相应的电子设备充电时，首先将充电线与外部电源电连接；s2、连接电子设备，对需要充电或者需要用电的电子设备插接在相应的充电单元内；s3、温度检测，在电源转换器工作的同时，充电单元内的温度检测装置对充电单元的温度进行检测；s4、通风散热，当充电单元内的温度高于预先设置的阈值时，控制器控制电机转动，夹具式充电单元、插槽式充电单元和多模逆变单元之间发生分离形成通风间隙，对充电单元进行散热处理；s5、装置复位，当充电单元内的温度在预先设置的阈值范围内时，控制器控制电机转动，夹具式充电单元、插槽式充电单元和多模逆变单元实现复位动作；s6、风光储单元进行储能，在装置对电子设备进行充电时，风光储单元能够将太阳能转化为电能，同时，风力作用于扇叶，利用风能进行发电；s7、风光储单元对电子设备充电，当处于没有外部电能的情况下，利用风光储单元内的蓄电池对电子设备进行充电。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本发明一种基于风光储的野战多模电源转换器，通过设置独立的充电单元，当充电单元温度较高时，能够自动进行散热处理，保证了充电单元的优良的工作环境，延长了装置的使用寿命。
25.(2)本发明一种基于风光储的野战多模电源转换器，通过设置导线收放机构，能够自动对导线进行收纳，缩短了整理装置的时间，为野战作业提供了极大的便利。
26.(3)本发明一种基于风光储的野战多模电源转换器，通过设置风光储单元，在野外作业能够充分利用风能和太阳能转化为电能，储存在蓄电池中用于对电子设备的充电，减少了野外作业中对电力的依赖，对野战作业提供了极大的便利。
27.(4)本发明一种基于风光储的野战多模电源转换器，通过限定通风口的面积a、扇叶与通风口之间的距离b和发电机的数量n，能够充分利用风能，提高了能源的转化率。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
29.图1是本发明的立体结构示意图。
30.图2是本发明的主视示意图。
31.图3是本发明的充电单元连接示意图。
32.图4是本发明的导线收放机构主视图。
33.图5是本发明的充电单元缓冲层示意图。
34.图中：1、夹具式充电单元；2、插槽式充电单元；3、多模逆变单元；4、风光储单元；5、太阳能光伏板；6、通风口；7、第一插槽；8、第二插槽；9、夹具槽；10、开关按钮；11、风力发电
装置；12、第二螺纹杆；13、顶起机构；14、限位柱；15、螺纹孔；16、第一螺纹杆；17、第二齿轮；18、电机；19、第一齿轮；20、缓冲层；21、转轴；22、棘爪；23、顶起机构；24、棘轮。
具体实施方式
35.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
36.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
37.实施例一：如图1-5所示，一种基于风光储的野战多模电源转换器，包括充电单元，所述充电单元包括夹具式充电单元1、插槽式充电单元2和多模逆变单元3；所述夹具式充电单元1、插槽式充电单元2和多模逆变单元3依次相邻设置；所述夹具式充电单元1、插槽式充电单元2和多模逆变单元3用于对不同型号接头的电子设备充电；所述充电单元上侧设置有风光储单元4；所述夹具式充电单元1、插槽式充电单元2、多模逆变单元3和风光储单元4之间均设置有散热机构；所述夹具式充电单元1上设置有导线收放机构25；所述风光储单元设置有电源转换器，所述风光储单元能够将风能和太阳能转化为电能储存在蓄电池中。
38.所述夹具式充电单元1、插槽式充电单元2、多模逆变单元3均设置有限位槽13；所述插槽式充电单元2、多模逆变单元3、风光储单元4均设置有限位槽13相对应的限位柱14，所述限位柱14插接在限位槽13内。
39.所述夹具式充电单元1、插槽式充电单元2、多模逆变单元3均设置有螺纹孔15。所述插槽式充电单元2、多模逆变单元3和风光储单元4均设置有第一电机18；所述电机输出轴设置有第一齿轮19；所述第一齿轮19连接有第二齿轮17；所述第二齿轮17连接有第一螺纹杆16；所述第一螺纹杆16与螺纹孔15对应设置，通过第一电机18带动第一螺纹杆16转动，实现调节夹具式充电单元1、插槽式充电单元2、多模逆变单元3、风光储单元4之间的距离的目的，从而对充电单元进行降温。
40.所述夹具式充电单元1设置有夹具槽9，所述夹具槽9内设置有充电夹具，所述充电夹具通过导线与夹具式充电单元1电连接，充电夹具用于对电子设备进行充电。
41.所述夹具式充电单元1、插槽式充电单元2和多模逆变单元3的电源输入端均与充电线电连接。
42.所述风光储单元4包括风力发电装置11、太阳能光伏板5和蓄电池，所述风力发电装置11和太阳能光伏板5均与蓄电池电连接，所述蓄电池用于储存电能。
43.所述风力发电装置11包括发电机，扇叶，所述扇叶设置连接轴上，所述连接轴与发电机的输出轴连接；所述风光储单元4上设置有通风口6。
44.所述太阳能光伏板5外侧设置有框架，所述框架一端与风光储单元4的外壳铰接连
接；所述通风口6处设置有第二螺纹杆12，所述螺纹杆的上端与太阳能光伏板5的框架接触，转动第二螺纹杆12，调节太阳能光伏板5的角度，使太阳能光伏板5的光能转化率达到最大化。
45.所述散热机构包括电风扇，所述电风扇镶嵌在插槽式充电单元2、多模逆变单元3和风光储单元4的下表面，风扇转动实现气流对充电单元的降温。
46.所述散热机构还包括控制器和温度传感器，所述夹具式插槽式充电单元2、多模逆变单元3和风光储单元4内侧均设置有温度传感器，所述温度传感器、电风扇、电机均与控制器电连接，当相应的单元内的温度高于预先设置的阈值时，启动电风扇和第一电机18，充电单元之间形成通风道，利用电风扇进行降温。
47.所述夹具槽9内设置有导线收放机构25；所述导线收放机构25包括转轴21、棘轮24、棘爪22和调节块23，充电导线缠绕在转轴21上；所述棘轮24设置在转轴21一端，所述棘爪22设置在相应的夹具式充电单元1内侧，所述棘爪22与棘轮24相适配；所述棘爪22与夹具式充电单元1连接处设置有弹簧，所述弹簧一端与夹具式充电单元1连接，另一端与棘爪22连接；所述棘爪22下侧设置有顶起机构23；所述顶起机构23与夹具式充电单元1之间设置有使顶起机构23复位的弹性件；所述夹具式充电单元1一侧设置有能够使顶起机构13移动的按钮。所述转轴21上套接有扭转弹簧，所述扭转弹簧一端与转轴21连接，另一端与夹具式充电单元1连接；所述转轴21远离棘轮24一端连接有轴承，按动按钮，棘爪22与棘轮24分离，在扭转弹簧的作用下，转轴21复位，充电导线快速缠绕在转轴21上。
48.所述充电单元设置一侧设置有背带，便于携带装置。所述充电单元表面设置有缓冲层20，所述缓冲层20内侧设置有弹性材料，所述缓冲层表面上涂刷有防腐蚀油漆层，延长了装置的使用寿命。
49.所述多模逆变单元3一侧设置有第一插槽7；所述插槽式充电单元2一侧设置有第二插槽8；所述夹具式充电单元1、插槽式充电单元2、多模逆变单元3和风光储单元4均对应设置有开关按钮10。所述风光储单元4一侧设置有第一插槽7、第二插槽8和充电夹具，所述第一插槽7、第二插槽8和充电夹具均与蓄电池电连接。
50.实施例二：与实施例一不同之处在于，为了使装置达到更好的散热目的，所述充电单元、插槽式充电单元和多模逆变单元之间的间隙距离d、缓冲层的厚度s与充电单元内的温度t满足以下关系：d＝(α
·
t/s) m；式中：d和s的单位为cm；t的单位为摄氏度；α为相关系数，取值范围为0.8-2.0；m为修正常数，取值范围为1-3。
51.当α的取值范围小于0.8时，导致间隙过小，散热效果较差；当α的取值范围大于2.0时，导致间隙过大，散热较块，容易导致电机的频繁运行，散热效率低；实施例三：结合实施例二，α取值0.8，当温度超过预先设定的阈值时，电机启动，进行散热动作，散热用时为t，当温度降低到设置的温度范围内时，夹具式充电单元1、插槽式充电单元2
和多模逆变单元3之间相互贴合。
52.实施例四：结合实施例二，α取值1.5，当温度超过预先设定的阈值时，电机启动，进行散热动作，散热用时为0.8t，当温度降低到设置的温度范围内时，夹具式充电单元1、插槽式充电单元2和多模逆变单元3之间相互贴合。
53.实施例五：结合实施例二，α取值2.0，当温度超过预先设定的阈值时，电机启动，进行散热动作，散热用时为0.5t，当温度降低到设置的温度范围内时，夹具式充电单元1、插槽式充电单元2和多模逆变单元3之间相互贴合。
54.实施例六：一种基于风光储的野战多模电源转换器工作方法，包括以下步骤：s1、连接外部电源，当需要对相应的电子设备充电时，首先将充电线与外部电源电连接；s2、连接电子设备，对需要充电或者需要用电的电子设备插接在相应的充电单元内；s3、温度检测，在电源转换器工作的同时，充电单元内的温度检测装置对充电单元的温度进行检测；s4、通风散热，当充电单元内的温度高于预先设置的阈值时，控制器控制电机转动，夹具式充电单元、插槽式充电单元和多模逆变单元之间发生分离形成通风间隙，对充电单元进行散热处理；s5、装置复位，当充电单元内的温度在预先设置的阈值范围内时，控制器控制电机转动，夹具式充电单元、插槽式充电单元和多模逆变单元实现复位动作；s6、风光储单元进行储能，在装置对电子设备进行充电时，风光储单元能够将太阳能转化为电能，同时，风力作用于扇叶，利用风能进行发电；s7、风光储单元对电子设备充电，当处于没有外部电能的情况下，利用风光储单元内的蓄电池对电子设备进行充电。
55.实施例七：与实施例一不同之处在于，为了提高风光储单元的发电效率，所述通风口的面积a、扇叶与通风口之间的距离b和发电机的数量n满足以下关系：a＝β
·
lnb
·
n；a的单位为cm2；β为相关系数，取值范围为40-80；b的单位为cm当β小于40时，进入通风口的风量较小，风能利用率较低，蓄电池充电用时较长；当β大于80时，风力对发电装置的冲击力较大，易于损坏风力发电装置。
56.实施例八结合实施例七，当β取40时，在风速与温度恒定的状态下，完成蓄电池的充电工作需要时间为t。当β取60时，在风速与温度恒定的状态下，完成蓄电池的充电工作需要时间为0.8t；当β取80时，完成蓄电池的充电工作需要时间为0.75t。
57.通过上述技术方案得到的装置是一种基于风光储的野战多模电源转换器及工作方法，在使用夹具式充电单元1进行充电时，拉出充电导线和夹具，对电子设备进行充电，充电结束后，按动按钮，按钮用于棘爪22上，在扭转弹簧的作用下，转轴21转动复位，实现充电导线的快速收缩整理。在充电单元进行充电工作时，相应的充电单元内的温度传感器对充电单元内的温度进行监测，当温度高于预先设置的阈值时，控制器启动电机，实现夹具式充电单元1、插槽式充电单元2和多模逆变单元3之间的互相分离，电风扇对充电单元进行通风散热。当温度位于合理的温度范围内时，电风扇停止工作，夹具式充电单元1、插槽式充电单元2和多模逆变单元3之间处于贴合状态。
58.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。