CN102011997A - 一种仿葵花太阳能路灯及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种仿葵花太阳能路灯及方法，采用太阳光不同角度的光照差为能量，全自动同步跟踪太阳光。所述太阳光方位跟踪检测系统1设置在路灯中心主杆(7)中部，所述路灯中心主杆顶上部设置有三个液压传动伺服机构(6)，三个液压传动伺服机构(6)的顶端与太阳能电池板(5)连接；所述液压传动伺服机构(6)与太阳光方位跟踪检测系统(1)之间设置有若干个LED灯具(2)；所述的太阳光方位跟踪检测系统(1)的组件为三个，按顶视南、东北、西北三个方向相错120度均布，所述的三个液压传动伺服机构(6)按顶视北、东南、西南三个方向相错120度均布。本发明根据葵花的趋光，能够同步跟踪太阳光，其结构简单、成本低、寿命长。

Description

一种仿葵花太阳能路灯及方法
技术领域
本发明属于太阳跟踪技术领域，公开一种仿葵花太阳能路灯及方法。
背景技术
太阳光是一个相对不断运动变化的光能，在太阳能的利用领域里，太阳能的固定接受与跟踪接受存在着高达30％的功效差，传统的光电跟踪及液压伺服驱动组成的太阳跟踪系统，由于装备结构复杂，成本较高，是目前在太阳能接受设备上普及应用的重要障碍。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是公开一种仿葵花太阳能路灯及方法，该系统仿照葵花植物趋光的原理，利用太阳光不同角度的光照差为能量，具有结构简单，无其他动力，不需维护不失误，成本低寿命长的特点。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种仿葵花太阳能路灯，包括：太阳光方位跟踪检测系统、LED灯具、液压传动伺服机构、路灯中心主杆；所述太阳光方位跟踪检测系统设置在路灯中心主杆中部，所述路灯中心主杆顶上部设置有三个液压传动伺服机构，三个液压传动伺服机构的顶端与太阳能电池板连接；所述液压传动伺服机构与太阳光方位跟踪检测系统之间设置有若干个LED灯具；所述的太阳光方位跟踪检测系统组件为三个按顶视南、东北、西北三个方向相错120度均布安装，所述的三个液压传动伺服机构组件按顶视北、东南、西南三个方向相错120度均布安装，所述三个太阳光方位跟踪检测系统组件分别通过管道与三个液压传动伺服机构组件相错180度连通。
一种仿葵花太阳能路灯，太阳光方位跟踪检测系统为全方位感知太阳光变化角度的三个感温管，三个感温管绕路灯中心主杆圆周均布，所述感温管由真空管与感温仓组件组成，所述感温管内设置有膨胀液，所述感温管上设置有与液压传动伺服机构连通的输出口。
一种仿葵花太阳能路灯，三个感温管与三个液压传动伺服机构的连接关系，由东北向路灯中心主杆上的第一感温管通过管道与西南向的液压传动伺服机构连通；正南向路灯中心主杆上的第二感温管通过管道与北方向的液压传动伺服机构连通；西北向路灯中心主杆上的第三感温管通过管道与东南向的液压传动伺服机构连通。
一种仿葵花太阳能路灯，太阳光方位跟踪检测系统感温管的出口设置为朝上，用于液压仓的散温和复位。
一种仿葵花太阳能路灯，所述膨胀液为-40°～+200°的工作环境，膨胀系数大、无腐蚀性能。
一种仿葵花太阳能路灯，所述液压传动伺服机构由驱动液压仓、液压传动缸体、活塞杆和调整弹簧构成，所述的驱动液压仓位于液压传动缸体内；液压传动缸体内设置的活塞杆上端通过调整弹簧、万向连接头与太阳能接收板连接，活塞杆下端连接驱动液压仓，驱动液压仓通过管道与感温管连通；活塞杆与驱动液压仓之间设置有活塞杆密封圈。
一种仿葵花太阳能路灯，LED灯具由灯具支撑臂与LED灯连接构成；LED灯具或为交通信号灯。
一种仿葵花太阳能路灯跟踪太阳的方法，采用路灯中心主杆上部的太阳光方位跟踪检测系统，通过三个120°均布的太阳光方位跟踪检测系统的感温管全方位感知太阳光的变化角度，三个方位的感温管内的膨胀液通过太阳光照射，三个方位的感温管内膨胀液分别收集太阳光不同方位的光能使体积膨胀，膨胀液通过液压连接管驱动不同相位的三个液压传动伺服机构分别推动太阳能电池板改变角度与实现对太阳光的同步跟踪；使太阳能电池板充分利用太阳光的能源，太阳能电池板转化的电能通过控制器向蓄电池充电；当天黑时，感温管内膨胀液体积缩回原体积，液压传动伺服机构使太阳能接收板恢复原状，同时蓄电池通过控制器向LED灯具输电；或LED灯具为交通信号灯，太阳能电池板转化的电能通过控制器向蓄电池充电，同时通过控制器向交通信号灯输电。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
一种仿葵花太阳能路灯及方法，根据葵花趋光的原理，利用太阳光不同角度的光照差为能量，全自动自力控制同步跟踪。具有结构简单，无其他动力，不需维护不失误，成本低寿命长、全自动的特点。
附图说明
图1.A-A\B-B\C-C是仿葵花太阳能路灯结构示意图。
图2.C-C\I是液压传动伺服机构的结构示意图。
图3是太阳光方位跟踪检测系统的感温管结构示意图.
图中：1、太阳光方位跟踪检测系统，2、LED灯具，3、灯具支撑臂，4、液压传动伺服机构支架，5、太阳能电池板，6、液压传动伺服机构，7、路灯中心主杆，8、基座，9、真空管保护垫，10、膨胀液输出口，11、膨胀液输入口，12、驱动液压仓，13、活塞杆密封圈，14、液压传动缸体，15、活塞杆，16、万向连接头，17、固定盘，18、调整弹簧，19、液压连接管，20、上盖板，21、法兰盘，22、真空管，23、感温仓，24、膨胀液，25、真空管固定压帽。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明加以说明：
如图1、2、3所示：一种仿葵花太阳能路灯，包括：太阳光方位跟踪检测系统、LED灯具、液压传动伺服机构、路灯中心主杆；所述路灯中心主杆7上部设置有太阳光方位跟踪检测系统1，所述路灯中心主杆7顶部设置有三个液压传动伺服机构6，三个液压传动伺服机构6的顶端与太阳能电池板5连接；所述液压传动伺服机构6与太阳光方位跟踪检测系统1之间设置有若干个LED灯具2。所述三个感温管分别通过管道与三个液压传动伺服机构6连通。所述太阳光方位跟踪检测系统为全方位感知太阳光变化角度的三个感温管，三个感温管绕路灯中心主杆7圆周均布，所述感温管由真空管22与感温仓构成，真空管22一端通过上盖板20与真空管固定压帽25连接，真空管22另一端通过真空管保护垫9与法兰盘21连接，所述上盖板20、法兰盘21通过调整螺栓连接，并固定在路灯中心主杆7上；或上盖板20、法兰盘21直接固定在路灯中心主杆7的连接架上。
所述感温管内设置有膨胀液，所述感温管上设置有与液压传动伺服机构6连通的输出口10。所述三个感温管与三个液压传动伺服机构均为120°分布在路灯中心主杆7上，三个感温管与三个液压传动伺服机构的连接关系，由东北向路灯中心主杆7上的第一感温管通过管道与西南向的液压传动伺服机构连通；正南向路灯中心主杆7上的第二感温管通过管道与北方向的液压传动伺服机构连通；西北向路灯中心主杆7上的第三感温管通过管道与东南向的液压传动伺服机构连通。所述膨胀液为-40°～+200°的工作环境，膨胀系数大、无腐蚀性能。所述液压传动伺服机构由驱动液压仓、液压传动缸体、活塞杆和调整弹簧构成，所述的驱动液压仓位于液压传动缸体内；液压传动缸体内设置的活塞杆上端通过调整弹簧、万向连接头与太阳能接收板连接，活塞杆下端连接驱动液压仓，驱动液压仓通过管道与感温管连通；活塞杆与驱动液压仓之间设置有活塞杆密封圈。所述LED灯具由灯具支撑臂与LED灯连接构成；LED灯具或为交通信号灯。
一种仿葵花太阳能路灯跟踪太阳的方法，采用路灯中心主杆7上部的太阳光方位跟踪检测系统1，通过三个120°均布的感温管全方位感知太阳光的变化角度，三个方位的感温管内的膨胀液通过太阳光照射，三个方位的感温管内膨胀液体积膨胀，通过同相位的三个液压传动伺服机构分别推动太阳能电池板5与太阳光的变化角度同步；使太阳能电池板5充分利用太阳光的能源，太阳能电池板5转化的电能通过控制器向蓄电池充电；当天黑时，感温管内膨胀液体积缩回原体积，液压传动伺服机构使太阳能接收板恢复原状，同时蓄电池通过控制器向LED灯具输电；或LED灯具为交通信号灯，太阳能电池板5转化的电能通过控制器向蓄电池充电，同时通过控制器向交通信号灯输电。
如图1给出本发明实施的仿生太阳能路灯结构图：所述的太阳能电池板5安装在灯杆的顶端，并在其下方设置液压传动伺服机构6；所述的太阳光方位跟踪检测系统1安装在路灯中心主杆7的中部，路灯中心主杆7的上端通过液压传动伺服机构支架4上的固定盘17连接液压传动伺服机构6，组成仿葵花太阳能路灯，使太阳能电池板5如葵花般跟踪阳光，高效的LED灯具2提供电能，路灯中心主杆7固定在基座8上；并对应LED灯具2设置有灯具支撑臂3。驱动的设备采取相错180度相位连接；即位于南方位感温管的膨胀液输出口10连通位于北方位的液压传动伺服机构的膨胀液输入口11，位于东北方位感温管的膨胀液输出口10与位于西南方位的液压传动伺服机构的膨胀液输入口11连通，位于西北方位感温仓的膨胀液输出口10连通东南方位的液压传动伺服机构的膨胀液输入口11，构成测光与传动相错180度的驱动方式。
当太阳由东北方向升起的时候，东北向路灯中心主杆7上的第一感温管受光，管内的温差使感温仓23内的膨胀液24膨胀，通过管道进入西南向的液压传动伺服机构，驱动液压仓12、活塞杆15再推动再推动连接调整弹簧18、万向连接头16使太阳能电池板5朝太阳方向倾斜达到跟踪的目的。感温管在安装时出口为朝上，有利于液压仓的散温即复位。
太阳光是一个角度缓慢变化的能量，当夜晚及阴天无阳光时在感温仓积聚的热能在无光照时通过金属的连接部分耗散；感温仓内液体冷缩回原体积，液压传动伺服机构在大气压的作用下使被驱动太阳能电池板5恢复水平状态。
图中调整弹簧18主要用于克服太阳能电池板5角度变化时产生的非垂直应力，当阳光随时间变化，圆柱型的太阳光方位跟踪检测系统，会输出不同角度的感温仓膨胀液膨胀能量，该能量使相应的液压传动伺服机构驱动太阳能电池板5平面同步倾斜跟踪变化。

Claims (8)

1.一种仿葵花太阳能路灯，其特征在于：包括：太阳光方位跟踪检测系统(1)、LED灯具、液压传动伺服机构、路灯中心主杆；所述太阳光方位跟踪检测系统1设置在路灯中心主杆(7)中部，所述路灯中心主杆(7)顶上部设置有三个液压传动伺服机构(6)，三个液压传动伺服机构(6)的顶端与太阳能电池板(5)连接；所述液压传动伺服机构(6)与太阳光方位跟踪检测系统(1)之间设置有若干个LED灯具(2)；所述的太阳光方位跟踪检测系统(1)的组件为三个，按顶视南、东北、西北三个方向相错120度均布安装，所述的三个液压传动伺服机构(6)按顶视北、东南、西南三个方向相错120度均布安装，所述三个太阳光方位跟踪检测系统(1)是组件分别通过管道与三个液压传动伺服机构(6)组件相错180度连通。
2.根据权利要求1所述的一种仿葵花太阳能路灯，其特征在于：太阳光方位跟踪检测系统(1)为全方位感知太阳光变化角度的三个感温管，三个感温管绕路灯中心主杆(7)圆周均布，所述感温管由真空管(22)与感温仓(23)组件组成，所述感温管内设置有膨胀液(24)，所述感温管上设置有与液压传动伺服机构(6)连通的输出口(10)。
3.根据权利要求2所述的一种仿葵花太阳能路灯，其特征在于：三个感温管与三个液压传动伺服机构(6)的连接关系，由东北向路灯中心主杆(7)上的第一感温管通过管道与西南向的液压传动伺服机构连通；正南向路灯中心主杆(7)上的第二感温管通过管道与北方向的液压传动伺服机构(6)连通；西北向路灯中心主杆(7)上的第三感温管通过管道与东南向的液压传动伺服机构(6)连通。
4.根据权利要求1所述的一种仿葵花太阳能路灯，其特征在于：太阳光方位跟踪检测系统感温管的出口(10)设置为朝上，用于驱动液压仓的散温和复位。
5.根据权利要求2所述的一种仿葵花太阳能路灯，其特征在于：所述膨胀液(24)为-40°～+200°的工作环境，膨胀系数大、无腐蚀性能。
6.根据权利要求1所述的一种仿葵花太阳能路灯，其特征在于：所述液压传动伺服机构(6)由驱动液压仓(12)、液压传动缸体(14)、活塞杆(15)和调整弹簧(18)构成，所述的驱动液压仓(12)位于液压传动缸体内(14)；液压传动缸体(14)内设置的活塞杆(15)上端通过调整弹簧(18)、万向连接头(16)与太阳能电池板(5)连接，活塞杆(15)下端连接驱动液压仓(12)，驱动液压仓通过管道与感温管连通；活塞杆与驱动液压仓(12)之间设置有活塞杆密封圈(13)。
7.根据权利要求1所述的一种仿葵花太阳能路灯，其特征在于：LED灯具(2)由灯具支撑臂(3)与LED灯连接构成；LED灯具(2)或为交通信号灯。
8.一种仿葵花太阳能路灯跟踪太阳的方法，其特征在于：采用路灯中心主杆(7)上部的太阳光方位跟踪检测系统(1)，通过三个120°均布的太阳光方位跟踪检测系统(1)的感温管全方位感知太阳光的变化角度，三个方位的感温管内的膨胀液(24)通过太阳光照射，三个方位的感温管内膨胀液(24)分别收集太阳光不同方位的光能使体积膨胀，膨胀液(24)通过液压连接的管道(19)驱动不同相位的三个液压传动伺服机构(6)分别推动太阳能电池板(5)改变角度与实现对太阳光的同步跟踪；使太阳能电池板(5)充分利用太阳光的能源，太阳能电池板(5)转化的电能通过控制器向蓄电池充电；当天黑时，感温管内膨胀液体积缩回原体积，液压传动伺服机构(6)使太阳能电池板(5)位置恢复原状，同时蓄电池通过控制器向LED灯具(2)输电；或LED灯具(2)为交通信号灯，太阳能电池板(5)转化的电能通过控制器向蓄电池充电，同时通过控制器向交通信号灯输电。
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