CN101818881A - 利用势能发电的自发电式路灯 - Google Patents

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Abstract

一种利用势能发电的自发电式路灯，该路灯包括夜间发电用的重力势能发电装置或弹性势能发电装置，其设于中空的路灯立柱内，并通过重力势能或弹性势能在夜间发电；自然能源供电装置，其与所述重力势能发电装置或弹性势能发电装置相连接，该自然能源供电装置为重力势能发电装置的重物上行提供动力；路灯组件，其与控制电路连接，该路灯组件在夜间由所述势能发电装置产生的电能发光；控制电路，其设于所述路灯组件上，通过光控或定时控制启动重力势能发电装置启动发电。本发明通过风能和太阳能使重物和弹性物体产生势能而发电，因而可有效利用资源，节约公共电网的电力资源，有利于保护环境。

Description

利用势能发电的自发电式路灯
【技术领域】
本发明涉及道路照明用的路灯，特别是涉及一种不消耗公共电网的电力资源，而通过势能发电为路灯供电的利用势能发电的自发电式路灯。
【背景技术】
众所周知，电力是国民经济的命脉，是人们生活中不可缺少的一部分。目前工业和人们生活中的主要用电都是依赖于煤、核燃料等资源发电，而煤、核燃料等能源为不可再生能源。随着全球经济发展和人口增加，对电的需求量与日剧增，而可供开采的能源却不断减少，对电的需求的增加和发电资源短缺的矛盾日益突出。在城市化的发展进程中，人们需要更多的电力发展工业，装点城市和实现家庭电气化，这些都对电力形成持续不断的新的需求。另一方面，用煤发电过程中会释放大量二氧化碳，对大气环境造成直接影响。因此，如何利用天然能源，如风能、太阳能、势能等发电以缓解用电需求和保护环境就成为我们关注的重点。
正如人们所知，城市中路灯是一种耗电的公共设施，现有的路灯都是由城市电网供电，在城市主要街道上的路灯整夜处于点亮状态，所消耗的电力十分可观，且传统的路灯由于直接使用市电照明，因而不节能。现有的风能和太阳能路灯通常需配置化学电池，而化学电池要定期维护且使用寿命有限，废弃电池如不能及时回收则会对环境造成很大污染。因此，风能和太阳能路灯虽节能但不环保。基于上述原因，改变路灯的供电方式将有助于节约电能，保护环境。
【发明内容】
本发明旨在解决上述问题，而提供一种通过风能和太阳能使重物和弹性物体产生势能而发电，因而可有效利用资源，节约公共电网的电力资源，无须使用化学电池，无污染排放，符合国家的节能减排政策，有利于保护环境的利用势能发电的自发电式路灯。
为实现上述目的，本发明提供一种利用势能发电的自发电式路灯，该路灯包括：
夜间发电用的重力势能发电装置，其设于中空的路灯立柱内，并通过重力势能在夜间发电；
自然能源供电装置，其设于连接在路灯立柱上部的中空的上立柱上，并与所述重力势能发电装置相连接，该自然能源供电装置为重力势能发电装置的重物上行提供动力；
路灯组件，其装在所述上立柱上，并与控制电路连接，该路灯组件在夜间由所述重力势能发电装置产生的电能发光。
控制电路，其设于所述路灯组件上，通过光控或定时控制启动重力势能发电装置启动发电。
重力势能发电装置将重物由路灯立柱内的下端向上移动至路灯立柱内的上端而形成重力势能，并通过控制电路的控制信号使重物由路灯立柱内的上端缓慢向下移动而发电。
重力势能发电装置包括重物、直流电机、变速机构、链轮链条机构、支撑板及限位开关，所述直流电机及变速机构通过支撑板固定于路灯立柱内上端部，变速机构的输入端和输出端分别与直流电机及链轮链条机构连接，该链轮链条机构与重物连接，在支撑板下端部设有限位开关；该重力势能发电装置的重物在白天由自然能源供电装置提供的电力提升上行至路灯立柱内顶部，夜间则由所述控制电路控制启动重力势能发电装置下行发电。
直流电机与变速机构为一体式机构，所述直流电机通过导线与控制电路电连接。
链轮链条机构由链轮及与之啮合的链条构成，其中，链轮装在变速机构的输出轴上，所述链条的一端连接于重物的顶部，另一端则向下穿过重物而自由垂吊于路灯立柱内。
限位开关为行程开关，其通过导线与控制电路电连接，该限位开关固定在支撑板的下端部，在限位开关底部具有伸出到支撑板下方的触头，在所述重物上行到位时触发该触头而限位。
自然能源供电装置包括风能发电机和太阳能光电板，所述风能发电机装在所述上立柱的上端部，所述太阳能光电板装在上立柱的下端部，风能发电机和太阳能光电板分别通过导线与控制电路电连接。
路灯组件包括发光体和灯罩，所述发光体为发光二极管。
控制电路包括单片机、整流稳压电路、时间设定单元或光敏检测单元及电源，其中，整流稳压电路分别与单片机及风能发电机和太阳能光电板连接，电源、时间设定单元或光敏检测单元分别与单片机连接，单片机还分别与直流电机、限位开关及发光体相连接。
在本发明的另一方案中，本发明的利用势能发电的自发电式路灯包括：
夜间发电用的弹性势能发电装置，其设于中空的路灯立柱内，并通过弹性势能在夜间发电；
自然能源供电装置，其设于连接在路灯立柱上部的中空的上立柱上，并与所述弹性势能发电装置相连接，该自然能源供电装置为弹性势能发电装置的弹性件的拉伸、扭紧或卷紧提供动力；
路灯组件，其装在所述上立柱上，该路灯组件由所述弹性势能发电装置产生的电能发光。
控制电路，其设于所述路灯组件上，通过光控或定时控制启动重力势能发电装置启动发电。
弹性势能发电装置将弹性件压缩、扭紧或卷紧而形成弹性势能，并通过控制电路的控制信号缓慢释放弹力而发电。
弹性件为扭簧、拉簧、卷簧中的一种。
弹性势能发电装置包括拉簧、直流电机、变速机构、链轮链条机构、支撑板、限位开关及连接板，所述直流电机及变速机构通过支撑板固定于路灯立柱上端部，变速机构的输入端和输出端分别与直流电机及链轮链条机构连接，该链轮链条机构通过连接板与拉簧连接，拉簧的另一端连接在路灯立柱内下端部，在支撑板下端部设有限位开关；该弹性势能发电装置的拉簧在白天由自然能源供电装置提供的电力拉伸，其上端拉伸至路灯立柱内顶部，夜间则由所述控制电路控制启动弹性势能发电装置下行收缩而发电。
弹性势能发电装置包括扭簧、直流电机、变速机构、小齿轮、大齿轮、转轴、支撑板，所述直流电机及变速机构通过支撑板固定于路灯立柱内上端部，变速机构的输入端和输出端分别与直流电机及小齿轮连接，小齿轮与装在多角形转轴上端部的大齿轮相啮合，转轴的下端与装在路灯立柱底部的固定板上的轴承可转动连接，扭簧的上端固定在支撑板上，扭簧的下端与套在所述转轴上并可上下移动的滑块固定；该弹性势能发电装置的扭簧在白天由自然能源供电装置提供的电力扭紧收缩，夜间则由所述控制电路控制启动弹性势能发电装置下缓慢释放弹力而发电。
弹性势能发电装置包括卷簧、直流电机、变速机构、小齿轮、大齿轮、齿轮轴、卷簧转轴及支撑板，所述直流电机及变速机构通过支撑板固定于路灯立柱内上端部，变速机构的输入端和输出端分别与直流电机及小齿轮连接，小齿轮与装在齿轮轴上的大齿轮相啮合，齿轮轴(与卷簧转轴相连接，卷簧转轴的另一端伸出路灯立柱外，在路灯立柱外部的卷簧转轴上装有卷簧，卷簧外部装有与路灯立柱连接的外壳，卷簧的一端固定到卷簧转轴上，另一端扣在所述外壳上；该弹性势能发电装置的卷簧在白天由自然能源供电装置提供的电力卷紧，夜间则由所述控制电路控制启动弹性势能发电装置下缓慢释放弹力而发电。
直流电机与变速机构为一体式机构，所述直流电机通过导线与控制电路电连接。
限位开关为行程开关，其通过导线与控制电路电连接，该限位开关固定在支撑板的下端部，在限位开关底部具有伸出到支撑板下方的触头，在所述连接板由拉簧的弹力上行到位时触发该触头而限位。
自然能源供电装置包括风能发电机和太阳能光电板，所述风能发电机装在所述上立柱的上端部，所述太阳能光电板装在上立柱的下端部，风能发电机和太阳能光电板分别通过导线与控制电路电连接。
路灯组件包括发光体和灯罩，所述发光体为发光二极管。
控制电路包括单片机、整流稳压电路、时间设定单元或光敏检测单元及电源，其中，整流稳压电路分别与单片机及风能发电机和太阳能光电板连接，电源、时间设定单元或光敏检测单元分别与单片机连接，单片机还分别与直流电机、发光体或直流电机、发光体、限位开关相连接。
本发明的贡献在于，其改变了路灯的传统的供电方式。本发明将风能和太阳能的自然能源与势能发电巧妙结合，在白天为重力或弹性势能机构提供和储备势能，在夜间则自动启动势能发电装置发电，因而可实现完全由自然能源发电，不仅有效利用了自然能源，且可避免使用蓄电池储电而产生的弊端。因而可有效利用资源，节约公共电网的电力资源，有利于保护环境。
【附图说明】
图1是本发明的实施例1结构示意图，其中，图1A为整体立体示意图，图1B为图1A的A部放大图，图1C为整体平面示意图，1D为图1C的A部放大图，图1E为图1C的B部放大图，图1F为图1C的侧视图，图1G为图1F的A部放大图。
图2是本发明的实施例2结构示意图，其中，图2A为整体立体示意图，图2B为图2A的A部放大图，图2C为整体平面示意图，2D为图2C的A部放大图，图2E为图2C的B部放大图，图2F为图2C的侧视图，图2G为图2F的A部放大图。
图3是本发明的实施例3结构示意图，其中，图3A为部件分解立体示意图，图3B为图3A的A部放大图，图3C为整体平面示意图，3D为图3C的A部放大图，图3E为图3C的B向剖视图，图3F为图3C的A向剖视图，图3G为图3C的B部放大图。
图4是本发明的实施例4结构示意图，其中，图4A为第一结构整体立体示意图，图4B为图4A的A部放大图，图4C图4A的B部放大图，图4D为第一整体平面示意图，图4E为图4D的A部放大图，图4F为图4D的B部放大图，图4G为第二结构整体平面示意图，图4H为第三结构整体平面示意图，图4I为第二整体平面示意图，图4J为A部放大图，4K为B部放大图。
图5是本发明的控制电路框图。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。
实施例1
本实施例将详述重力势能发电装置的实施方式。
参阅图1，本发明的利用势能发电的自发电式路灯包括重力势能发电装置11、路灯立柱21、自然能源供电装置30、路灯组件40及控制电路50。
所述重力势能发电装置11设于中空的路灯立柱21内，其将重物111由路灯立柱21内的下端向上移动至路灯立柱21内的上端而形成重力势能，并通过控制电路50的控制信号使重物111由路灯立柱21内的上端缓慢向下移动而发电。
该重力势能发电装置11的具体结构如图1A～图1G所示，图1G中，装设重力势能发电装置的路灯立柱21为中空柱状体，且上端敞口。图1A及图1G中，在路灯立柱21上部连接有上立柱22，该上立柱为直径小于路灯立柱21的中空柱状体，上立柱22下端部设有连接盘221，该连接盘的内径略大于路灯立柱21的外径，其套设于路灯立柱21的上端部，并用螺钉固定。图1B、图1E及图1G中，所述重力势能发电装置11包括重物111、直流电机112、变速机构113、链轮链条机构114、支撑板115及限位开关116，其中，重物111是由水泥块或铸铁制成的柱状体，其外径略小于路灯立柱21的内径，其直径和长度由发电功率确定，在重物111上设有穿设链条1142用的轴向通孔1111。当该重物111由路灯立柱21内底部到达顶部时，便形成重力势能。所述直流电机112及变速机构113呈横向设置，变速机构113的输入端和输出端分别与直流电机112及链轮链条机构114连接。直流电机112及变速机构113可采用通用一体式的带变速机构的电机，该机构在将所述重物111提升至路灯立柱21内上端过程中是作为电机，而在下行发电时则为发电机，直流电机112通过导线1121与控制电路50电连接。该直流电机112及变速机构113通过支撑板115固定于路灯立柱21内上端部，所述支撑板115包括横板1151和竖板1152，横板1151与路灯立柱21的上端面形状相对应，横板上设有穿置导线用的导线孔11511，导线1121穿过该孔将直流电机112与控制电路50电连接。竖板1152呈矩形，其垂直连接于横板下部。支撑板115通过上立柱的连接盘221固定于路灯立柱21的顶部，用于重力势能发电装置11的连接和支撑。变速机构113的输出轴通过轴承支承于竖板1152上，并与链轮链条机构的链轮1141的轮轴相连接。所述链轮链条机构114由链轮1141及与之啮合的链条1142构成，其中，链轮1141的轮轴与变速机构113的输出轴1131连接，或直接装在变速机构113的输出轴上。图1A中，链条1142的一端连接于重物111的顶部，另一端则绕经链轮1141，并向下穿过重物上的轴向通孔1111而自由垂吊于路灯立柱21内，链条的长度长于重物111由路灯立柱21内下端至上端的行程。如图1B、图1E，为使重物111在上行到位时能够定位，在支撑板的竖板1152下端部装有限位开关116，该限位开关为行程开关，在其底部设有触头1161，该触头向下伸出到支撑板115下方，该限位开关通过导线与控制电路50电连接。当重物111上行到位时，其顶部触发该触头1161，控制电路50接到触发信号时控制电机112停转而限位。
如图1A、图1C所示，在所述上立柱22上装有自然能源供电装置30及路灯组件40。该自然能源供电装置30包括风能发电机31和太阳能光电板32，它们可采用通用产品。所述风能发电机31装在上立柱22的上端部，两块或多块太阳能光电板32通过支撑杆321装在上立柱22的下端部，风能发电机31和太阳能光电板32分别通过导线与控制电路50电连接。控制电路50可根据风能发电机31和太阳能光电板32的发电量进行输出控制，如果风能发电机31因无风而发电少，则主要由太阳能光电板32供电；如果在阴天则主要由风能发电机31供电，控制电路50亦可控制由两者同时联合供电。该自然能源供电装置30所产生的电力用于使重力势能发电装置的重物111由路灯立柱21内底部升上行至顶部而产生势能。具体地说，在白天，风能发电机31和太阳能光电板32所发的电驱动直流电机112及变速机构113带动重物111上行到路灯立柱21顶部而产生势能。很显然，该过程直接利用了自然能源而无须耗费电网的电能资源。
如图1A、图1C、图1D所示，所述路灯组件40包括发光体41和灯罩42，灯罩42由上灯罩421与下灯罩422对合连接而成。所述发光体41为多个发光二极管，它们装设在线路板411上，线路板411装在灯罩42内，并通过导线与控制电路50连接。
所述控制电路50结构如图5所示，所述控制电路50包括单片机51、整流电路52、稳压电路53、时间设定单元54或光敏检测单元55及单片机电源56。整流电路52及稳压电路53可采用通用电路，其中，整流电路52用于对风能发电机31发的电进行整流，其分别与风能发电机31及稳压电路53连接。稳压电路53分别与整流电路52、太阳能光电板32及单片机51连接。风能发电机31发的电经整流电路52整流后与太阳能光电板32发的电由稳压电路53稳压整合后通过单片机51控制为直流电机112供电储能，储能完成后由单片机51将直流电机112锁定。时间设定单元54或光敏检测单元55为可选择单元，其与单片机51连接，可通过时间设定单元54设定路灯的开启时间，也可通过光敏检测单元55的光敏传感器感测环境亮度来开启路灯，它们均可采用公知的时钟电路和光敏器件。单片机电源56为纽扣电池，其用于在没有风能和太阳能且直流电机未发电时为单片机供电。单片机51还分别与直流电机112、发光体41及限位开关116相连接。该控制电路50通过光控或定时控制启动重力势能发电装置11启动发电。
参见图1A、图1C、图1F及图5，本发明的重力势能发电装置11的工作分两个步骤，第一个步骤是势能的产生，第二个步骤是通过势能发电。第一个步骤是在白天完成，第二个步骤则是在夜间进行。在第一个步骤中，重力势能发电装置11将风能发电机31和太阳能光电板32产生的电能由单片机51控制送到直流电机112，直流电机112经变速机构113驱动链轮链条机构114运转，带动重物111由路灯立柱21内底部向上移动至顶部，当重物111到达路灯立柱21顶部时，由控制电路50的单片机51将电机锁定，此时重物111即形成了重力势能。在第二步骤中，当夜晚来临时，由控制电路的时间设定单元54或光敏检测单元55按预定的开启时间或通过光敏检测单元55根据环境亮度来启动直流电机112而释放重物111，重物111在缓慢下行过程中通过链轮链条机构114、变速机构113带动直流电机112发电，并由控制电路50的稳压电路53将直流电机112所发的电和风能发电机31发的电稳压整合后供发光体照明。显而易见，本发明的重力势能发电装置11完全利用了能源和势能发电，因而具有显著的节能、环保效果。
实施例2
本实施例将详述以拉簧为弹性件的弹性势能发电装置的实施方式。
参阅图2A～图2G，本发明的利用势能发电的自发电式路灯包括弹性势能发电装置12、路灯立柱21、自然能源供电装置30、路灯组件40及控制电路50，其中，路灯立柱21、自然能源供电装置30、路灯组件40、限位开关116及控制电路50结构同实施例1，因此不再赘述。所不同的是，发电装置为弹性势能发电装置。
所述弹性势能发电装置12设于中空的路灯立柱21内，其将弹性件拉伸而形成弹性势能，并通过控制电路50的控制信号缓慢释放弹力而发电。
弹性势能发电装置的具体结构如图2B、图2E、图2G所示，该弹性势能发电装置12包括拉簧1201、直流电机112、变速机构113、链轮链条机构114、支撑板115、限位开关116及连接板117。所述拉簧1201是通过拉伸产生弹性势能的弹性件，其一端挂接于圆形连接板117下侧的耳座1171上，拉簧另一端挂接在路灯立柱21内下端部基座上侧的耳环211上。连接板117的直径小于路灯立柱21的内径，其上设有上下贯通的链条孔1171，连接板可在链轮链条机构带动下在路灯立柱21内上下移动。所述链轮链条机构114的链条1142的一端固接在连接板117的上侧，链条的另一端绕经装在支撑板115上的链轮1141，并向下穿过连接板117的链条孔1172而自由垂吊于路灯立柱21内。
参见图2A、图2C及图2F，该弹性势能发电装置在白天由自然能源供电装置30为直流电机112、变速机构113及链轮链条机构114提供电力，将拉簧1201由收缩状态形成拉伸状态，其上端拉伸至路灯立柱21内顶部，因此形成弹性势能。夜间则由所述控制电路50控制启动直流电机112反向转动，使拉簧1201下行释放弹力收缩而发电。
实施例3
本实施例给出以扭簧为弹性件的弹性势能发电装置的实施方式。
参阅图3A～3G，本发明的利用势能发电的自发电式路灯包括弹性势能发电装置12、路灯立柱21、自然能源供电装置30、路灯组件40及控制电路50，其中，路灯立柱21、自然能源供电装置30、路灯组件40及控制电路50结构同实施例1，因此不再赘述。所不同的是，发电装置为弹性势能发电装置。
所述弹性势能发电装置12设于中空的路灯立柱21内，其将弹性件扭紧而形成弹性势能，并通过控制电路50的控制信号缓慢释放弹力而发电。
该弹性势能发电装置的具体结构如图3B、图3E、图3G所示，该弹性势能发电装置12包括扭簧1202、直流电机112、变速机构113、小齿轮1204、大齿轮1205、转轴1206、支撑板115。所述直流电机112及变速机构113呈竖向设置，它们通过支撑板115固定于路灯立柱21内上端部。变速机构的输入端与直流电机112连接，其输出端与其下部的小齿轮1204连接，小齿轮1204则与大齿轮1205相啮合，大齿轮1205装在六角形转轴1206的上端，转轴1206的上端支承于轴承1215上，转轴1206的下端与装在路灯立柱21底部的固定板上的轴承1207可转动连接。扭簧1202的上端固定在支撑板的竖板1152上，扭簧的下端固定在滑块1208上，滑块1208则套在所述转轴1206上并可上下移动。
参见图3A及图3C，该弹性势能发电装置在白天由自然能源供电装置30为直流电机112、变速机构113提供电力，通过小齿轮1204、大齿轮1205带动转轴1206转动将扭簧1202扭紧，扭簧1202在扭紧过程中，连接在其下端的滑块1208向上移动，当扭簧1202完全扭紧时，小齿轮1204及大齿轮1205停止转动，使得直流电机112转动。此时，扭簧1202因完全扭紧而形成弹性势能。夜间则由所述控制电路50控制启动直流电机112反向转动，使扭簧1202松开释放弹力而发电。
实施例4
本实施例给出以卷簧为弹性件的弹性势能发电装置的实施方式。
参阅图4A～图4K，本发明的利用势能发电的自发电式路灯包括弹性势能发电装置12、路灯立柱21、自然能源供电装置30、路灯组件40及控制电路50，其中，路灯立柱21、自然能源供电装置30、路灯组件40及控制电路50结构同实施例1，因此不再赘述。所不同的是，发电装置为弹性势能发电装置。
所述弹性势能发电装置12设于中空的路灯立柱21内，其将弹性件上紧而形成弹性势能，并通过控制电路50的控制信号缓慢释放弹力而发电。
该弹性势能发电装置的具体结构如图4B、图4C、图4E、图4F、图4K所示，所述弹性势能发电装置12包括卷簧1209、直流电机112、变速机构113、小齿轮1210、大齿轮1211、齿轮轴1212、卷簧转轴1213及支撑板115。所述支撑板的竖板1152包括间隔设置的两块，其间形成大齿轮1211的安装空间。直流电机112及变速机构113通过支撑板115横向设置于路灯立柱21内上端部。变速机构113的输入端与直流电机112连接，其输出端与小齿轮122连接，该小齿轮装在变速机构113的输出轴上。小齿轮122与装在齿轮轴1212上的大齿轮1211相啮合，齿轮轴1212的两端由装在两竖板1152上的轴承1216支承。齿轮轴1212的一端设有六角形的内孔12121，卷簧转轴1213为六角形轴，其插入内孔12121中而将两者相连接，卷簧转轴1213的另一端穿过灯立柱21管壁伸出路灯立柱外。在路灯立柱外部的卷簧转轴1213上装有卷簧1209，卷簧1209外部装有与路灯立柱21连接的外壳1214，如图4E、图4F，外壳1214由前壳12141、后壳12142对合连接并用螺栓与路灯立柱21固定。如图4K，卷簧的一端固定到卷簧转轴上， 另一端扣在所述外壳1214上。
所述卷簧1209可以是一组，也可以是多组，图4G示出了具有两组卷簧的弹性势能发电装置，两组卷簧1209对称设置在路灯立柱21外侧。图4H示出了具有三组卷簧的弹性势能发电装置，很显然，卷簧还可以是多组。
参见图4A、图4D、图4G及图4H，该弹性势能发电装置在白天由自然能源供电装置30为直流电机112、变速机构113提供电力，通过小齿轮1小齿轮1210、大齿轮1211带动卷簧转轴1213转动将卷簧1209卷紧，当卷簧1209完全卷紧时，直流电机112停止转动。此时，卷簧1209因完全卷紧而形成弹性势能。夜间则由所述控制电路50控制启动直流电机112反向转动，使卷簧1209松开释放弹力而发电。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (20)

1.一种利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，该路灯包括：
夜间发电用的重力势能发电装置(11)，其设于中空的路灯立柱(21)内，并通过重力势能在夜间发电；
自然能源供电装置(30)，其设于连接在路灯立柱(21)上部的中空的上立柱(22)上，并与所述重力势能发电装置(11)相连接，该自然能源供电装置为重力势能发电装置(11)的重物(111)上行提供动力；
路灯组件(40)，其装在所述上立柱(22)上，并与控制电路(50)连接，该路灯组件在夜间由所述重力势能发电装置(11)产生的电能发光。
控制电路(50)，其设于所述路灯组件(40)上，通过光控或定时控制启动重力势能发电装置(11)启动发电。
2.如权利要求1所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述重力势能发电装置(11)将重物(111)由路灯立柱(21)内的下端向上移动至路灯立柱(21)内的上端而形成重力势能，并通过控制电路(50)的控制信号使重物(111)由路灯立柱(21)内的上端缓慢向下移动而发电。
3.如权利要求2所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述重力势能发电装置(11)包括重物(111)、直流电机(112)、变速机构(113)、链轮链条机构(114)、支撑板(115)及限位开关(116)，所述直流电机(112)及变速机构(113)通过支撑板(115)固定于路灯立柱(21)内上端部，变速机构的输入端和输出端分别与直流电机(112)及链轮链条机构(114)连接，该链轮链条机构(114)与重物(111)连接，在支撑板(115)下端部设有限位开关(116)；该重力势能发电装置的重物(111)在白天由自然能源供电装置(30)提供的电力提升上行至路灯立柱(21)内顶部，夜间则由所述控制电路(50)控制启动重力势能发电装置(11)下行发电。
4.如权利要求3所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述直流电机(112)与变速机构(113)为一体式机构，所述直流电机(112)通过导线与控制电路(50)电连接。
5.如权利要求3所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述链轮链条机构(114)由链轮(1141)及与之啮合的链条(1142)构成，其中，链轮(1141)装在变速机构(113)的输出轴(1131)上，所述链条(1142)的一端连接于重物(111)的顶部，另一端则向下穿过重物(111)而自由垂吊于路灯立柱(21)内。
6.如权利要求3所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述限位开关(116)为行程开关，其通过导线与控制电路(50)电连接，该限位开关(116)固定在支撑板(115)的下端部，在限位开关底部具有伸出到支撑板(115)下方的触头(1161)，在所述重物(111)上行到位时触发该触头(1161)而限位。
7.如权利要求1所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述自然能源供电装置(30)包括风能发电机(31)和太阳能光电板(32)，所述风能发电机(31)装在所述上立柱(22)的上端部，所述太阳能光电板(32)装在上立柱(22)的下端部，风能发电机(31)和太阳能光电板(32)分别通过导线与控制电路(50)电连接。
8.如权利要求1所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述路灯组件(40)包括发光体(41)和灯罩(42)，所述发光体(41)为发光二极管。
9.如权利要求1所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述控制电路(50)包括单片机(51)、整流电路(52)、稳压电路(53)、时间设定单元(54)或光敏检测单元(55)及单片机电源(56)，其中，整流电路(52)分别与稳压电路(53)及风能发电机(31)连接，稳压电路(53)分别与太阳能光电板(32)、整流电路(52)、单片机(51)连接，时间设定单元(53)或光敏检测单元(54)与单片机(51)连接，单片机(51)还分别与直流电机(112)、限位开关(116)及发光体(41)相连接，该控制电路设置在电路板(57)上。
10.一种利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，该路灯包括：
夜间发电用的弹性势能发电装置(12)，其设于中空的路灯立柱(21)内，并通过弹性势能在夜间发电；
自然能源供电装置(30)，其设于连接在路灯立柱(21)上部的中空的上立柱(22)上，并与所述弹性势能发电装置(12)相连接，该自然能源供电装置为弹性势能发电装置(12)的弹性件的压缩、扭紧或卷紧提供动力；
路灯组件(40)，其装在所述上立柱(22)上，该路灯组件由所述弹性势能发电装置(12)产生的电能发光。
控制电路(50)，其设于所述路灯组件(40)上，通过光控或定时控制启动重力势能发电装置(11)启动发电。
11.如权利要求10所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述弹性势能发电装置(12)将弹性件(121)拉伸、扭紧或卷紧而形成弹性势能，并通过控制电路(50)的控制信号缓慢释放弹力而发电。
12.如权利要求11所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述弹性件为扭簧、拉簧、卷簧中的一种。
13.如权利要求12所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述弹性势能发电装置(12)包括拉簧(1201)、直流电机(112)、变速机构(113)、链轮链条机构(114)、支撑板(115)、限位开关(116)及连接板(117)，所述直流电机(112)及变速机构(113)通过支撑板(115)固定于路灯立柱(21)上端部，变速机构的输入端和输出端分别与直流电机(112)及链轮链条机构(114)连接，该链轮链条机构(114)通过连接板(117)与拉簧(1201)连接，拉簧(1201)的另一端连接在路灯立柱(21)内下端部，在支撑板(115)下端部设有限位开关(116)；该弹性势能发电装置的拉簧(1201)在白天由自然能源供电装置(30)提供的电力拉伸，其上端拉伸至路灯立柱(21)内顶部，夜间则由所述控制电路(50)控制启动弹性势能发电装置(12)下行收缩而发电。
14.如权利要求12所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述弹性势能发电装置(12)包括扭簧(1202)、直流电机(112)、变速机构(113)、小齿轮(1204)、大齿轮(1205)、转轴(1206)、支撑板(115)，所述直流电机(112)及变速机构(113)通过支撑板(115)固定于路灯立柱(21)内上端部，变速机构的输入端和输出端分别与直流电机(112)及小齿轮(1204)连接，小齿轮(1204)与装在多角形转轴(1206)上端部的大齿轮(1205)相啮合，转轴(1206)的下端与装在路灯立柱(21)底部的固定板上的轴承(1207)可转动连接，扭簧(1202)的上端固定在支撑板(115)上，扭簧的下端与套在所述转轴(1206)上并可上下移动的滑块(1208)固定；该弹性势能发电装置的扭簧(1202)在白天由自然能源供电装置(30)提供的电力扭紧收缩，夜间则由所述控制电路(50)控制启动弹性势能发电装置(12)下缓慢释放弹力而发电。
15.如权利要求12所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述弹性势能发电装置(12)包括卷簧(1209)、直流电机(112)、变速机构(113)、小齿轮(1210)、大齿轮(1211)、齿轮轴(1212)、卷簧转轴(1213)及支撑板(115)，所述直流电机(112)及变速机构(113)通过支撑板(115)固定于路灯立柱(21)内上端部，变速机构的输入端和输出端分别与直流电机(112)及小齿轮(122)连接，小齿轮(122)与装在齿轮轴(1212)上的大齿轮(1211)相啮合，齿轮轴(1212)与卷簧转轴(1213)相连接，卷簧转轴(1213)的另一端伸出路灯立柱(21)外，在路灯立柱外部的卷簧转轴(1213)上装有卷簧(1209)，卷簧(1209)外部装有与路灯立柱(21)连接的外壳(1214)，卷簧的一端固定到卷簧转轴上，另一端扣在所述外壳(1214)上；该弹性势能发电装置的卷簧(1209)在白天由自然能源供电装置(30)提供的电力卷紧，夜间则由所述控制电路(50)控制启动弹性势能发电装置(12)下缓慢释放弹力而发电。
16.如权利要求13、14、15中任一条所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述直流电机(112)与变速机构(113)为一体式机构，所述直流电机(112)通过导线与控制电路(50)电连接。
17.如权利要求13所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述限位开关(116)为行程开关，其通过导线与控制电路(50)电连接，该限位开关(116)固定在支撑板(115)的下端部，在限位开关底部具有伸出到支撑板(115)下方的触头(1161)，在所述连接板(117)由拉簧(1201)的弹力上行到位时触发该触头(1161)而限位。
18.如权利要求13、14、15中任一条所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述自然能源供电装置(30)包括风能发电机(31)和太阳能光电板(32)，所述风能发电机(31)装在所述上立柱(22)的上端部，所述太阳能光电板(32)装在上立柱(22)的下端部，风能发电机(31)和太阳能光电板(32)分别通过导线与控制电路(50)电连接。
19.如权利要求13、14、15中任一条所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述路灯组件(40)包括发光体(41)和灯罩(42)，所述发光体(41)为发光二极管。
20.如权利要求13、14、15中任一条所述的利用势能发电的自发电式路灯，其特征在于，所述控制电路(50)包括单片机(51)、整流电路(52)、稳压电路(53)、时间设定单元(54)或光敏检测单元(55)及单片机电源(56)，其中，整流电路(52)分别与稳压电路(53)及风能发电机(31)连接，稳压电路(53)分别与太阳能光电板及(32)、整流电路(52)、单片机(51)连接，时间设定单元(53)或光敏检测单元(54)与单片机(51)连接，单片机(51)还分别与直流电机(112)、发光体(41)或直流电机(112)、发光体(41)、限位开关(116)相连接。
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