CN106764890A - 一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，包括太阳高度角调整机构、太阳方位角调整机构，灯头主体和控制系统；所述灯头主体包括灯架和灯头；所述灯头通过支架焊接在所述灯架上；所述支架设有光敏二极管集成传感器，用来采集太阳的高度角和方位角；所述太阳方位角调整机构包括直流电机、电机固定盘、传感器托架、刚性联轴器、连接管、第一圆锥滚子轴承、第二圆锥滚子轴承、传扭空心轴、固定圆筒、密封装置和顶盖；所述太阳高度角调整机构包括电动推杆和太阳能电池板；该路灯结构应用在太阳能路灯上时，可以调整太阳能电池板的角度，从而提高太阳能电池板的光电转化效率，将机构合理地嵌入路灯的灯架中，结构紧凑，简约大方。

Description

一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯
技术领域
本发明涉及太阳能路灯的设计领域，尤其涉及一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯。
背景技术
太阳能路灯的应用已经开始普及，但是现阶段的太阳能路灯存在较为严重的缺陷：该类型路灯的能源完全由太阳能电池板通过光电效应转化而来，因此太阳能电池板的光电转化效率直接影响路灯的性能。该问题若处理不当，甚至会导致路灯不工作，影响人们的生产生活。本发明提出一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯结构的设计，该路灯结构应用在太阳能路灯上时，可以调整太阳能电池板的角度，从而提高太阳能电池板的光电转化效率。
目前，可以自动跟踪太阳垂直入射光线的太阳跟踪器结构多样，这类机构的设计往往因使用场合的不同而具有较大的差异，因而太阳跟踪器的结构不可通用，也没有确定的设计方法。但是应用在太阳能路灯上的太阳跟踪器必须要求其工作稳定可靠，且对机构的紧凑性有很大的要求。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，该路灯结构应用在太阳能路灯上时，可以调整太阳能电池板的角度，从而提高太阳能电池板的光电转化效率。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，包括太阳高度角调整机构、太阳方位角调整机构，灯头主体和控制系统；所述灯头主体包括灯架和灯头；所述灯头通过支架焊接在所述灯架上；所述支架设有光敏二极管集成传感器，用来采集太阳的高度角和方位角；所述太阳方位角调整机构包括直流电机、电机固定盘、传感器托架、刚性联轴器、连接管、第一圆锥滚子轴承、第二圆锥滚子轴承、传扭空心轴、固定圆筒、密封装置和顶盖；所述传扭空心轴上安装第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承，所述第一圆锥滚子轴承的外圈和第二圆锥滚子轴承的外圈固定在所述固定圆筒内；所述连接管一端设有外止口，所述固定圆筒通过螺栓安装在所述连接管上设有外止口的一端，且所述连接管的外止口压紧所述第一圆锥滚子轴承外圈；所述电机固定盘和所述连接管另一端通过螺栓固定在所述灯架上；所述直流电机固定在所述电机固定盘上；所述直流电机通过所述刚性联轴器与所述传扭空心轴一端连接；所述顶盖安装在所述传扭空心轴另一端顶部，所述传扭空心轴另一端上焊接铰接支架；所述传扭空心轴另一端安装有密封装置；所述刚性联轴器上设有磁铁；所述电机固定盘上安装传感器托架，所述传感器托架上安装霍尔传感器，通过磁铁磁场的改变测量所述传扭空心轴旋转的角度；所述太阳高度角调整机构包括电动推杆和太阳能电池板；所述太阳能电池板与所述铰接支架铰接；所述传扭空心轴焊接有第一铰接座，所述太阳能电池板设有第二铰接座，所述电动推杆两端分别与第一铰接座和第二铰接座铰接；所述电动推杆上设有测距传感器，测量第一铰接座到第二铰接座的距离；所述控制系统与所述光敏二极管集成传感器、测距传感器、电动推杆、直流电机和霍尔传感器连接。
进一步，所述磁铁为钕铁硼磁铁。
进一步，所述测距传感器为超声波测距传感器。
进一步，所述密封装置包括密封圈和密封座；所述密封座安装在传扭空心轴上，所述密封座内设有密封圈。
进一步，所述密封装置包括第一防雨盖和第二防雨盖，所述第一防雨盖一端设有外止口，所述第一防雨盖通过螺栓安装在所述固定圆筒上，且所述第一防雨盖的外止口压紧所述第二圆锥滚子轴承外圈；所述第二防雨盖焊接在所述传扭空心轴，且与所述第一防雨盖组成迷宫密封；
进一步，所述第一防雨盖设有旋转密封圈，所述旋转密封圈的唇边与传扭空心轴紧密贴合。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，可以使太阳能电池板能在三维空间中活动，更大程度上提高了太阳能电池板的光电转换效率。
2.本发明所述的自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，将机构合理地嵌入路灯的灯架中，结构紧凑，简约大方。
附图说明
图1为本发明所述自动跟踪太阳角度的太阳能路灯的外形图。
图2为本发明所述太阳方位角调整机构结构图。
图3为本发明所述太阳方位角调整机构A视图。
图4为本发明所述太阳高度角调整机构的结构图。
图中：
1-太阳高度角调整机构；2-太阳方位角调整机构；3-传感器托架；4-磁铁；5-直流电机；6-灯架；7-电机固定盘；8-连接管；9-刚性联轴器；10-第一圆锥滚子轴承；11-固定圆筒；12-第二圆锥滚子轴承；13-第一防雨盖；14-第二防雨盖；15-传扭空心轴；16-顶盖；17-铰接支架；18-电动推杆；19-阳能电池板；20-第二铰接座；21-灯头；22-第一铰接座；23-光敏二极管集成传感器。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，包括太阳高度角调整机构1、太阳方位角调整机构2，灯头主体和控制系统；所述灯头主体包括灯架6和灯头21；所述灯头21通过支架焊接在所述灯架6上；所述支架设有光敏二极管集成传感器23，用来采集太阳的高度角和方位角；所述太阳方位角调整机构2包括直流电机5、电机固定盘7、传感器托架3、刚性联轴器9、连接管8、第一圆锥滚子轴承10、第二圆锥滚子轴承12、传扭空心轴15、固定圆筒11、密封装置和顶盖16；所述传扭空心轴上安装第一圆锥滚子轴承10和第二圆锥滚子轴承12，所述第一圆锥滚子轴承10的外圈和第二圆锥滚子轴承12的外圈固定在所述固定圆筒11内；所述连接管8一端设有外止口，所述固定圆筒11通过螺栓安装在所述连接管8上设有外止口的一端，且所述连接管8的外止口压紧所述第一圆锥滚子轴承10外圈；所述电机固定盘7和所述连接管8另一端通过螺栓固定在所述灯架6上；所述直流电机5固定在所述电机固定盘7上；所述直流电机5通过所述刚性联轴器9与所述传扭空心轴15一端连接；所述顶盖16安装在所述传扭空心轴15另一端顶部，所述传扭空心轴15另一端上焊接铰接支架17；所述传扭空心轴15另一端安装有密封装置，通过密封防止雨水进入；所述刚性联轴器9上设有磁铁4；所述磁铁4优选用钕铁硼磁铁；所述电机固定盘7上安装传感器托架3，所述传感器托架3上安装霍尔传感器，通过磁铁4磁场的改变测量所述传扭空心轴15旋转的角度；所述太阳高度角调整机构1包括电动推杆18和太阳能电池板19；所述太阳能电池板19与所述铰接支架17铰接；所述传扭空心轴15焊接有第一铰接座22，所述太阳能电池板19设有第二铰接座20，所述电动推杆18两端分别与第一铰接座22和第二铰接座20铰接；所述电动推杆18上设有测距传感器，测量第一铰接座22到第二铰接座20的距离；所述测距传感器为超声波测距传感器。所述控制系统与所述光敏二极管集成传感器23、测距传感器、电动推杆18、直流电机5和霍尔传感器连接。
所述密封装置包括密封圈和密封座；所述密封座安装在传扭空心轴15上，所述密封座内设有密封圈。
为了方便安装和现场的制造，所述密封装置包括第一防雨盖13和第二防雨盖14，所述第一防雨盖13一端设有外止口，所述第一防雨盖13通过螺栓安装在所述固定圆筒11上，且所述第一防雨盖13的外止口压紧所述第二圆锥滚子轴承12外圈；所述第二防雨盖14焊接在所述传扭空心轴15，且与所述第一防雨盖13组成迷宫密封；所述第一防雨盖13设有旋转密封圈，所述旋转密封圈的唇边与传扭空心轴15紧密贴合。
工作过程：光敏二极管集成传感器23采集太阳的高度角和方位角信息，将信息传递控制系统进行处理，控制系统向太阳方位角调整机构2发送动作信号，该机构运动时磁铁4也一起运动，导致周围磁场发生改变，由安装在传感器托架3上的霍尔传感器检测磁场的变化，并向处理器反馈调整角度，保证太阳能电池板19在方位角与光敏二极管集成传感器23采集的太阳的方位角一致，从而实现跟踪太阳；控制系统向太阳高度角调整机构1发送动作信号，电动推杆18开始伸或缩，所述电动推杆18上设有测距传感器，测量第一铰接座22到第二铰接座20的距离，并实时传输给控制系统，反馈测量的数据，实现太阳能电池板19在高度角与光敏二极管集成传感器23采集的太阳的高度角一致，从而实现跟踪太阳。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，其特征在于，包括太阳高度角调整机构(1)、太阳方位角调整机构(2)，灯头主体和控制系统；
所述灯头主体包括灯架(6)和灯头(21)；所述灯头(21)通过支架焊接在所述灯架(6)上；所述支架设有光敏二极管集成传感器(23)，用来采集太阳的高度角和方位角；
所述太阳方位角调整机构(2)包括直流电机(5)、电机固定盘(7)、传感器托架(3)、刚性联轴器(9)、连接管(8)、第一圆锥滚子轴承(10)、第二圆锥滚子轴承(12)、传扭空心轴(15)、固定圆筒(11)、密封装置和顶盖(16)；所述传扭空心轴上安装第一圆锥滚子轴承(10)和第二圆锥滚子轴承(12)，所述第一圆锥滚子轴承(10)的外圈和第二圆锥滚子轴承(12)的外圈固定在所述固定圆筒(11)内；所述连接管(8)一端设有外止口，所述固定圆筒(11)通过螺栓安装在所述连接管(8)上设有外止口的一端，且所述连接管(8)的外止口压紧所述第一圆锥滚子轴承(10)外圈；所述电机固定盘(7)和所述连接管(8)另一端通过螺栓固定在所述灯架(6)上；所述直流电机(5)固定在所述电机固定盘(7)上；所述直流电机(5)通过所述刚性联轴器(9)与所述传扭空心轴(15)一端连接；所述顶盖(16)安装在所述传扭空心轴(15)另一端顶部，所述传扭空心轴(15)另一端上焊接铰接支架(17)；所述传扭空心轴(15)另一端安装有密封装置；所述刚性联轴器(9)上设有磁铁(4)；所述电机固定盘(7)上安装传感器托架(3)，所述传感器托架(3)上安装霍尔传感器，通过磁铁(4)磁场的改变测量所述传扭空心轴(15)旋转的角度；
所述太阳高度角调整机构(1)包括电动推杆(18)和太阳能电池板(19)；所述太阳能电池板(19)与所述铰接支架(17)铰接；所述传扭空心轴(15)焊接有第一铰接座(22)，所述太阳能电池板(19)设有第二铰接座(20)，所述电动推杆(18)两端分别与第一铰接座(22)和第二铰接座(20)铰接；所述电动推杆(18)上设有测距传感器，测量第一铰接座(22)到第二铰接座(20)的距离；
所述控制系统与所述光敏二极管集成传感器(23)、测距传感器、电动推杆(18)、直流电机(5)和霍尔传感器连接。
2.根据权利要求1所述自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，其特征在于，所述磁铁(4)为钕铁硼磁铁。
3.根据权利要求1所述自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，其特征在于，所述测距传感器为超声波测距传感器。
4.根据权利要求1所述自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，其特征在于，所述密封装置包括密封圈和密封座；所述密封座安装在传扭空心轴(15)上，所述密封座内设有密封圈。
5.根据权利要求1所述自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，其特征在于，所述密封装置包括第一防雨盖(13)和第二防雨盖(14)，所述第一防雨盖(13)一端设有外止口，所述第一防雨盖(13)通过螺栓安装在所述固定圆筒(11)上，且所述第一防雨盖(13)的外止口压紧所述第二圆锥滚子轴承(12)外圈；所述第二防雨盖(14)焊接在所述传扭空心轴(15)，且与所述第一防雨盖(13)组成迷宫密封。
6.根据权利要求5所述自动跟踪太阳角度的太阳能路灯，其特征在于，所述第一防雨盖(13)设有旋转密封圈，所述旋转密封圈的唇边与传扭空心轴(15)紧密贴合。
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