CN106764844A - 一种球形太阳能灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种球形太阳能灯，包括：球形外壳，球形外壳包括上半球、连接部及下半球，上半球、下半球分别连接在连接部的两端；左轴，其设在连接部的一侧；右轴设在连接部的另一侧；球形外壳位于“U”形支架上，且“U”形支架的两端分别与右轴以及左轴连接，“U”形支架的底端连接有支撑杆，支撑杆的端部设有分叉，分叉上固定设有聚光板；光源部，其设在下半球内；光伏电池板，其设在上半球内，光伏电池板由黄铜合金制成；蓄电池，其设在连接部内，且分别与光源部以及光伏电池板电连接。该太阳灯方便快捷的转换光伏电池板与光源的上下位置，从而兼顾光效与光电转化效率，且寿命长。
Description
技术领域
本发明属于太阳能照明灯具，涉及一种球形太阳能灯。
背景技术
太阳能灯是一种通过将太阳能转化为电能，并持续发光的灯具，具有环保、节约能源等优点。
但是目前的太阳能灯，由于需要让光伏电池板设置在上方，从而使光伏电池板能够最大限度的接受光照，这种结构的太阳能灯，其光源一般固定于光伏电池板的下方，但是这样就会影响发光效果。
如申请号200520101066.6公开的一种球形太阳能灯,包括透明的上半球和下半球,上下半球互相粘接,下半球内设置有太阳能板,太阳能板上面装有太阳能电池和发光二极管,太阳能板背面装有电子线路板,下半球底部有电池盒,电池盒内装有蓄电池,螺纹盖将电池盒与下半球固定在一起,螺纹盖尾部设有孔,可用绳子系住,绳子另一端与重物连在一起,球形太阳能灯便可浮在水面上。可广泛用于湖、河、小溪、水塘、泉水等,晚上发出各种不同彩色的灯光,既美化环境,又安全节能。
上述的球形太阳能灯，虽然外壳是透明的球形，但是其是适用于设置在水面上，主要起装饰美化作用，并不能方便快捷的转换光伏电池板与光源的上下位置，无法兼顾光效与光电转化效率，所以具有一定的改进空间。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种性能好，使用寿命长的球形太阳能灯。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种球形太阳能灯，包括：
透明的球形外壳，所述球形外壳包括上半球、连接部以及下半球，所述上半球以及所述下半球分别连接在所述连接部的两端；
左轴，其设置在所述连接部的一侧；
右轴，其设置在所述连接部的另一侧；
“U”形支架，所述球形外壳位于所述“U”形支架上，且所述“U”形支架的两端分别与所述左轴以及所述右轴连接；所述“U”形支架的底端连接有支撑杆，所述支撑杆的端部设置有分叉，所述分叉上固定设置有聚光板，所述聚光板对准所述上半球；
光源部，其设置在所述下半球内；
光伏电池板，其设置在所述上半球内，所述的光伏电池板由由铜合金制成，所述的铜合金的组成成分及其质量百分比为：Mn：0.12-0.25％，Al：0.05-0.8％，Si：0.5-0.6％，Sn：0.3-0.5％，Ni：0.15-0.25％，Cr：0.15-0.3％；Zn：2.5-3.8％，余量为Cu及不可避免的杂质；
蓄电池，其设置在所述连接部内，且分别与所述光源部以及所述光伏电池板电连接。
本发明球形太阳能灯光伏电池板采用配伍合理的铜合金制成，其中，Zn在Cu中的固溶度为39.9％，Sn在Cu中固溶度为15.8％，而Ni可以与Cu无限互溶，它们与铜形成连续固溶体，具有宽阔的单相区，它们能够明显地提高铜的机械性能、耐蚀性能，Si可以有限固溶于铜，固溶度随着温度变化而激烈的变化，当温度从合金结晶完成之后开始下降时，它们在铜中的固溶度也开始降低，以金属化合物或单质形态从固相中析出，当这些元素固溶于铜中，能够明显地提高其强度，具有固溶强化效应。少量的Mn可以作为脱氧剂，锰可以提高铜的强度，低锰铜合金具有高强和耐蚀性能，由于有同素异晶转变，使铜锰合金固态下相变十分复杂，固相下具有调幅分解，变晶转变等过程，使Cu合金具有耐冲击的性能。和其他合金元素相比，铝不仅可增加铜水的流动性，改善该合金材料的铸造性能，还能最显著地提高铜合金的强度和耐蚀性能。由于铝标准电位相对于锌更负，因而有着更大的离子化趋向，优先于环境中的氧结合，优先形成微密而坚硬的氧化铝膜，可以防止合金的进一步氧化，形成的Al2O3膜有阻滞基体腐蚀的作用。本发明光伏电池板是将铜合金的元素合理地配比，由于加入的元素会产生相反的强化效果，因此，必须要严格控制各元素的配比，才能在提高光伏电池板铜合金的强度，进而提高光伏电池板的强度，进一步提高球形太阳能灯的综合性能。
较佳的，所述光伏电池板的加工方法包括如下步骤：
配制光伏电池板的铜合金原料，熔化后经粗炼、精炼，再使用氮气喷粉工艺制得铜粉；
筛选铜粉，并将铜粉与石墨粉混合后粉磨；
将粉磨经烧结后加工成光伏电池板坯件；
将光伏电池板坯件进行热处理，即可制得光伏电池板成品。
作为优选，所述的氮气喷粉工艺为：氮气压力1.5-1.8Mpa，喷嘴口径为3-5毫米，进风角度40-50°。在氮气制粉的过程中，氮气的压力直接决定了制粉的效果。
作为优选，所述铜粉的粒径分布为：50μm以下颗粒的含量为5-15％，50-100μm颗粒的含量为40-60％，余量为100-150μm的颗粒；所述石墨粉的粒径为40～60μm。采用不同粒径的石墨，可使石墨粉均匀充分的分散在铜粉中，大大提高最终产品的力学性能，尤其提高光伏电池板的硬度和抗拉强度。
较佳的，所述“U”形支架的内侧设置有刷条，所述刷条抵触在所述球形外壳的表面上。
较佳的，所述“U”形支架包括左连接块以及与所述左连接块可拆卸连接的右连接块。
较佳的，所述“U”形支架的内侧上设置有由所述左连接块与所述右连接块连接后形成的“U”形的凹槽，所述刷条镶嵌在所述凹槽内。
较佳的，所述“U”形支架的底端连接有支撑杆。
较佳的，所述光源部为LED灯。
较佳的，所述连接部的两端均设置有外螺纹，所述上半球与所述下半球内均设置有与所述外螺纹对应的内螺纹，所述上半球以及所述下半球均通过所述内螺纹与所述外螺纹与所述连接部连接。
较佳的，所述连接部内固定设置有安装座，所述安装座上穿设有转动轴，所述右轴的一端的横截面为多边形，且固定在所述“U”形支架上，另一端与所述转动轴连接。
较佳的，所述左轴为圆柱形，其一端穿设在所述连接部上，另一端穿设在所述“U”形支架上。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、能方便快捷的转换光伏电池板与光源的上下位置，从而兼顾光效与光电转化效率。
2、球形外壳旋转一周，刷条就能够将其表面刷干净，从而达到便于清洁，同时还保证发光效果。
3、通过左连接块与右连接块连接后形成完整的凹槽，这样就能够将刷条限制在“U”形支架内，并且这种连接结构具有安装拆卸方便，简单可靠的优点。
4、右轴与转动轴固定连接，通过安装座与转动轴之间产生相对转动，从而达到使球形外壳转动的目的，并且转动时更加平稳。
5、本发明球形太阳能灯光伏电池板采用配伍合理的铜合金制成，充分发挥各元素的的强化作用，并通过氮气制粉，在铜合金中加入石墨粉，进一步提高光伏电池板的力学性能，进而提高球形太阳能灯的综合性能，提高球形太阳能灯的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的球形太阳能灯的侧视图；
图2为图1的A-a剖面示意图；
图3为本发明的球形外壳与“U”形支架的结构示意图；
图4为本发明的左连接块与连接部的结构示意图。
图中，100、球形外壳；110、上半球；120、连接部；121、安装座；122、转动轴；130、下半球；140、外螺纹；150、内螺纹；200、左轴；300、右轴；400、“U”形支架；410、左连接块；420、右连接块；430、凹槽；440、支撑杆；450、分叉；460、聚光板；500、光源部；600、光伏电池板；700、蓄电池；800、刷条。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2、图3、图4所示，一种球形太阳能灯，包括：透明的球形外壳100，左轴200、右轴300、“U”形支架400、光源部500、光伏电池板600以及蓄电池700。
光源部500、光伏电池板600以及蓄电池700均位于球形外壳100内，用于接收阳光转化为电能，并供给光源部500产生光亮。
左轴200以及右轴300分别位于球形外壳100的左右两侧，从而将球形外壳100设置在“U”形支架400，且球形外壳100能够绕着左、右轴300进行转动，从而改变光源部500与光伏电池板600的位置关系。
简单来说，就是白天可以将光伏电池板600朝上，晚上时，转动球形外壳100，使光源部500朝上。
其中，球形外壳100，所述球形外壳100包括上半球110、连接部120以及下半球130，连接部120为圆盘状，具有上下两个端面，且内部中空，所述上半球110以及所述下半球130分别连接在所述连接部120的上下两端面上，并且上半球110位于连接部120的上方，下半球130位于连接部120的下方。
左轴200，其设置在所述连接部120的一侧；右轴300，其设置在所述连接部120的另一侧；从而使球形外壳100具备绕着左轴200、右轴300翻转的能力。
“U”形支架400，其形状类似于字母U，所述球形外壳100位于所述“U”形支架400上，并且“U”形支架400的弧度与球形外壳100的形状相匹配，这样就能够使球形外壳100位于“U”形支架400的“U”形缺口内。
且所述“U”形支架400的两端分别与所述左轴200以及所述右轴300连接，也就是说，“U”形支架400的两端支撑起球形外壳100，从而使球形外壳100能够绕着左、右轴300转动。
所述支撑杆的端部设置有分叉450，所述分叉450上固定设置有聚光板460，所述聚光板460对准所述上半球，聚光板460能够把光聚集到上半球110的光伏电池板600上，从而提高光照效率。
光源部500，其设置在所述下半球130内，光伏电池板600，其设置在所述上半球110内；由于光伏电池板600位于上半球110内，可以最大范围的与阳光进行接触，当夜晚或者处于需要照明时，则可以转动球形外壳100，使下半球130朝上，上半球110朝下，这样就能够使光源部500位于最上端发光了，此处值得指出的是，当下半球130朝下时，光源部500也可以发光。
蓄电池700，其设置在所述连接部120内，且分别与所述光源部500以及所述光伏电池板600电连接，蓄电池700能够储存光伏电池板600产生电能，平稳的给光源部500供电，且蓄电池700内储存有电力，即使遇到阴天，也能够使光源部500发光。
当本发明需要充电时，则转动球形外壳100，使上半球110朝上，下半球130朝下，这样光伏电池板600就能够产生电能，并存储到蓄电池700中，当本发明需要照明时，可以直接启动光源部500；也可以转动球形外壳100，使下半球130朝上，这样能方便快捷的转换光伏电池板600与光源部500的上下位置，从而兼顾光效与光电转化效率。
如图2、图3、图4所示，在上述实施方式的基础上，所述“U”形支架400的内侧设置有刷条800，刷条800能够用于清洁球形外壳100的表面，所述刷条800抵触在所述球形外壳100的表面上，也就是说，刷条800是位于球形外壳100表面与“U”形支架400之间的。
当球形外壳100转动时，会与刷体产生相对摩擦，刷条800上的杂物会被刮掉，在实际操作时，可以将球形外壳100旋转一周，就能够将其表面刷干净，从而达到便于清洁，同时还保证发光效果。
如图1所示，在上述实施方式的基础上，所述“U”形支架400包括左连接块410以及与所述左连接块410可拆卸连接的右连接块，左连接块410与右连接块固定在一起时，就能够形成“U”形支架400，这种可拆卸连接的结构，可以便于安装刷条800。
如图2、图3、图4所示，在上述实施方式的基础上，所述“U”形支架400的内侧上设置有由所述左连接块410与所述右连接块连接后形成的“U”形的凹槽430。
此处值得指出的是，左连接块410的右侧上设置有凹槽430的一半，右连接块420的左侧上设置有凹槽430的另一半，刷条800可以先镶嵌在左连接块410上半个凹槽430中，然后将右连接块420安装到左连接块410上，从而形成完整的凹槽430，这样就能够将刷条800限制在“U”形支架400内，并且这种连接结构具有安装拆卸方便，简单可靠的优点。
如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，所述“U”形支架400的底端连接有支撑杆440，“U”形支架400的底端可以设置一个接头，支撑杆440可以螺纹连接在这个接头上，通过支撑杆440可以支撑起球形太阳能灯。
如图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，所述光源部500为LED灯，LED灯具有体积小、节能、长寿且非常环保。
如图2、图3、图4所示，在上述实施方式的基础上，所述连接部120的两端均设置有外螺纹140，所述上半球110与所述下半球130内均设置有与所述外螺纹140对应的内螺纹150，所述上半球110以及所述下半球130均通过所述内螺纹150以及所述外螺纹140与所述连接部120连接，螺纹连接的方式具有拆卸方便，连接比较稳固的优点。
如图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，所述连接部120内固定设置有安装座121，所述安装座121上穿设有转动轴122，转动轴122可在安装座121内进行转动，所述右轴300的一端的横截面为多边形，且固定在所述“U”形支架400上，所述右轴300是不会进行转动的，另一端与所述转动轴122固定连接，通过安装座121与转动轴122之间产生相对转动，从而达到使球形外壳100转动的目的，并且转动时更加平稳。
并且，在此基础上，还可在连接部120内安装微型驱动电机，用以驱动转动轴122转动，这样就能自动控制球形外壳100转动了。
如图2、图3所示，在上述实施方式的基础上，所述左轴200为圆柱形，其一端穿设在所述连接部120上，另一端穿设在所述“U”形支架400上，主要起到辅助转动以及支撑的作用。
在实际使用时，上半球110朝上，光伏电池板600充电，等充电完毕后，打开LED灯，或者根据需要转动球形外壳100，使下半球130朝上，在转动球形外壳100的同时，刷条800会清理下半球130以及连接部120，避免污物影响LED灯的发光效果，在需要充电时，则可以继续转动球形外壳100，此时刷条800会清理上半球110以及连接部120，避免污物影响光伏电池板600的充电效果。
光伏电池板600由铜合金制成，下面通过具体实施例进一步说明光伏电池板。
实施例1
配制光伏电池板的铜合金原料，熔化后经粗炼、精炼，再在氮气压力1.6Mpa、喷嘴口径为4毫米、进风角度45°的条件下使用氮气喷粉工艺制得铜粉；所述的铜合金的组成成分及其质量百分比为：Mn：0.18％，Al：0.35％，Si：0.55％，Sn：0.42％，Ni：0.2％，Cr：0.22％；Zn：3.3％，余量为Cu及不可避免的杂质；铜粉的粒径分布为：50μm以下颗粒的含量为10％，50-100μm颗粒的含量为50％，余量为100-150μm的颗粒。
筛选铜粉，并将铜粉与石墨粉混合后粉磨；石墨粉的粒径为40-60μm。
将粉磨在810℃下烧结，并加工成光伏电池板坯件；
将光伏电池板坯件进行热处理，即可制得光伏电池板成品。热处理为退火处理，具体温度为530℃，保温时间为3小时。
实施例2
配制光伏电池板的铜合金原料，熔化后经粗炼、精炼，再在氮气压力1.7Mpa、喷嘴口径为3.5毫米、进风角度48°的条件下使用氮气喷粉工艺制得铜粉；所述的铜合金的组成成分及其质量百分比为：Mn：0.22％，Al：0.52％，Si：0.52％，Sn：0.36％，Ni：0.18％，Cr：0.18％；Zn：2.8％，余量为Cu及不可避免的杂质；铜粉的粒径分布为：50μm以下颗粒的含量为12％，50-100μm颗粒的含量为46％，余量为100-150μm的颗粒。
筛选铜粉，并将铜粉与石墨粉混合后粉磨；石墨粉的粒径为40-60μm。
将粉磨在815℃下烧结，并加工成光伏电池板坯件；
将光伏电池板坯件进行热处理，即可制得光伏电池板成品。热处理为退火处理，具体温度为540℃，保温时间为4小时。
实施例3
配制光伏电池板的铜合金原料，熔化后经粗炼、精炼，再在氮气压力1.8Mpa、喷嘴口径为5毫米、进风角度50°的条件下使用氮气喷粉工艺制得铜粉；所述的铜合金的组成成分及其质量百分比为：Mn：0.25％，Al：0.05％，Si：0.6％，Sn：0.3％，Ni：0.25％，Cr：0.15％；Zn：3.8％，余量为Cu及不可避免的杂质；铜粉的粒径分布为：50μm以下颗粒的含量为15％，50-100μm颗粒的含量为40％，余量为100-150μm的颗粒。
筛选铜粉，并将铜粉与石墨粉混合后粉磨；石墨粉的粒径为60μm。
将粉磨在820℃下烧结，并加工成光伏电池板坯件。
将光伏电池板坯件进行热处理，即可制得光伏电池板成品。热处理为退火处理，具体温度为550℃，保温时间为2小时。
实施例4
配制光伏电池板的铜合金原料，熔化后经粗炼、精炼，再在氮气压力1.5Mpa、喷嘴口径为3毫米、进风角度40°的条件下使用氮气喷粉工艺制得铜粉；所述的铜合金的组成成分及其质量百分比为：Mn：0.12％，Al：0.8％，Si：0.5％，Sn：0.5％，Ni：0.15％，Cr：0.3％；Zn：2.5％，余量为Cu及不可避免的杂质；铜粉的粒径分布为：50μm以下颗粒的含量为5％，50-100μm颗粒的含量为60％，余量为100-150μm的颗粒。
筛选铜粉，并将铜粉与石墨粉混合后粉磨；石墨粉的粒径为40μm。
将粉磨在800℃下烧结，并加工成光伏电池板坯件。
将光伏电池板坯件进行热处理，即可制得光伏电池板成品。热处理为退火处理，具体温度为520℃，保温时间为6小时。
对比例1
该对比例中的光伏电池板为通过普通铜合金制成。
对比例2
对比例2与实施例1的区别仅在于，采用如实施例1的铜合金通过普通加工方法制成光伏电池板，即未通过氮气制粉，也未加入石墨粉。
对比例3
对比例3与实施例1的区别仅在于，采用普通的铜合金通过如实施例1中所述的加工方法制成光伏电池板。
将实施例1-4及对比例1-3中的光伏电池板进行性能测试，测试结果如表1。
表1：实施例1-4及对比例1-3光伏电池板的性能测试结果
综上所述，本发明球形太阳能灯光伏电池板采用配伍合理的铜合金制成，充分发挥各元素的的强化作用，并通过氮气制粉，在铜合金中加入石墨粉，进一步提高光伏电池板的力学性能，进而提高球形太阳能的综合性能，提高球形太阳能的使用寿命。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种球形太阳能灯，其特征在于，包括：
透明的球形外壳，所述球形外壳包括上半球、连接部以及下半球，所述上半球以及所述下半球分别连接在所述连接部的两端；
左轴，其设置在所述连接部的一侧；
右轴，其设置在所述连接部的另一侧；
“U”形支架，所述球形外壳位于所述“U”形支架上，且所述“U”形支架的两端分别与所述左轴以及所述右轴连接；所述“U”形支架的底端连接有支撑杆，所述支撑杆的端部设置有分叉，所述分叉上固定设置有聚光板，所述聚光板对准所述上半球；
光源部，其设置在所述下半球内；
光伏电池板，其设置在所述上半球内，所述的光伏电池板由由铜合金制成，所述的铜合金的组成成分及其质量百分比为：Mn：0.12-0.25％，Al：0.05-0.8％，Si：0.5-0.6％，Sn：0.3-0.5％，Ni：0.15-0.25％，Cr：0.15-0.3％；Zn：2.5-3.8％，余量为Cu及不可避免的杂质；
蓄电池，其设置在所述连接部内，且分别与所述光源部以及所述光伏电池板电连接。
2.如权利要求1中所述的球形太阳能灯，其特征在于：所述光伏电池板的加工方法包括如下步骤：
配制光伏电池板的铜合金原料，熔化后经粗炼、精炼，再使用氮气喷粉工艺制得铜粉；
筛选铜粉，并将铜粉与石墨粉混合后粉磨；
将粉磨经烧结后加工成光伏电池板坯件；
将光伏电池板坯件进行热处理，即可制得光伏电池板成品。
3.如权利要求2中所述的球形太阳能灯，其特征在于：所述的氮气喷粉工艺为：氮气压力1.5-1.8Mpa，喷嘴口径为3-5毫米，进风角度40-50°。
4.如权利要求2中所述的球形太阳能灯，其特征在于：所述铜粉的粒径分布为：50μm以下颗粒的含量为5-15％，50-100μm颗粒的含量为40-60％，余量为100-150μm的颗粒；所述石墨粉的粒径为40-60μm。
5.如权利要求1中所述的球形太阳能灯，其特征在于：所述“U”形支架的内侧设置有刷条，所述刷条抵触在所述球形外壳的表面上；所述“U”形支架包括左连接块以及与所述左连接块可拆卸连接的右连接块。
6.如权利要求5中所述的球形太阳能灯，其特征在于：所述“U”形支架的内侧上设置有由所述左连接块与所述右连接块连接后形成的“U”形的凹槽，所述刷条镶嵌在所述凹槽内。
7.如权利要求1中所述的球形太阳能灯，其特征在于：所述光源部为LED灯。
8.如权利要求1中所述的球形太阳能灯，其特征在于：所述连接部的两端均设置有外螺纹，所述上半球与所述下半球内均设置有与所述外螺纹对应的内螺纹，所述上半球以及所述下半球均通过所述内螺纹与所述外螺纹与所述连接部连接。
9.如权利要求8中所述的球形太阳能灯，其特征在于：所述连接部内固定设置有安装座，所述安装座上穿设有转动轴，所述右轴的一端的横截面为多边形，且固定在所述“U”形支架上，另一端与所述转动轴连接。
10.如权利要求9中所述的球形太阳能灯，其特征在于：所述左轴为圆柱形，其一端穿设在所述连接部上，另一端穿设在所述“U”形支架上。
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