CN107816686A - 可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，涉及照明领域，包括路灯头、控制模块和旋转机构，所述控制模块内置于所述路灯头内部，所述旋转机构与所述路灯头衔接，其中，所述旋转机构包括同轴驱动机构和角度驱动机构，所述同轴驱动机构通过第一衔接件与灯杆连接，所述同轴驱动机构与所述角度驱动机构通过第二衔接件连接，所述角度驱动机构通过第三衔接件与所述路灯头连接，所述控制模块控制所述同轴驱动机构带动所述路灯头沿轴向旋转，所述控制模块控制所述角度驱动机构带动所述路灯头沿上下方向旋转。本发明使光能路灯头更加高效的利用太阳能，安装更加灵活方便，适应于任何地理位置及气候环境。

Description

可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其是可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头。
背景技术
目前市面上所出现的一体化太阳能路灯头，所采用的光伏组件多为单晶硅或非晶硅，其转换效率在15％～24％，而光伏板随着温度及光照角度等影响实际转换效率大打折扣。例如，夏天气温高，太阳处于高纬度，我国大部分地区太阳光基本是直射，所以光伏发电效率非常高，但到了冬天，环境气温低，太阳处于低纬度，太阳光是斜着照射到光伏板上，发电效率比夏天低很多。另外，冬天由于冰雪覆盖，大量的太阳光被厚雪的表面反射，而透过厚雪折射后的太阳光转换发电效果非常差，几乎处于不发电的状况。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，有效提高太阳能的利用率。
本发明具体采用如下技术方案实现：
一种可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，包括路灯头、控制模块和旋转机构，所述控制模块内置于所述路灯头内部，所述旋转机构与所述路灯头衔接，其中，所述旋转机构包括同轴驱动机构和角度驱动机构，所述同轴驱动机构通过第一衔接件与灯杆连接，所述同轴驱动机构与所述角度驱动机构通过第二衔接件连接，所述角度驱动机构通过第三衔接件与所述路灯头连接，所述控制模块控制所述同轴驱动机构带动所述路灯头沿轴向旋转，所述控制模块控制所述角度驱动机构带动所述路灯头沿上下方向旋转。
作为优选，所述同轴驱动机构包括第一电机、第一蜗杆和第一涡轮，所述第一电机固定在所述第一衔接件上，所述第一电机的输出轴带动所述第一蜗杆旋转，所述第一蜗杆带动所述第一涡轮旋转，所述第一涡轮固定在所述第二衔接件上。
作为优选，所述角度驱动机构包括第二电机、第二蜗杆和第二涡轮，所述第二电机固定在所述第二衔接件上，所述第二电机的输出轴带动所述第二蜗杆旋转，所述第二蜗杆带动所述第二涡轮旋转，所述第二涡轮固定在所述第三衔接件上。
作为优选，所述第一电机为直流电机。
作为优选，所述第二电机为直流电机。
作为优选，所述控制模块包括中央微处理器和电池模组，所述中央微处理器外围连接有光源驱动模块、电机驱动电路和充电电流检测模块，所述电池模组连接有电池保护模块，所述电池保护模块与所述电机驱动电路连接，所述电池模组依次连接有电池保护系统和电源稳压模块，所述电源稳压模块为所述中央微处理器和所述光源驱动模块供电。
作为优选，所述中央微处理器还连接有传感器模组。
作为优选，所述传感器模组包括雨雪传感器和亮度传感器。
作为优选，所述中央微处理器还连接有无线通讯模块。
本发明提供的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其有益效果在于：通过同轴驱动机构和角度驱动机构实现了路灯头的上下和左右两个方向旋转，再结合控制模块对两个驱动机构的控制，使光能路灯头更加高效的利用太阳能，安装更加灵活方便，适应于任何地理位置及气候环境。
附图说明
图1是本发明光能路灯头的立体结构图；
图2是本发明光能路灯头驱动部分的分解图；
图3是本发明控制模块的原理框图；
图4是本发明的电机驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-2所示，本实施例提出的一种可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，包括路灯头1、控制模块和旋转机构，控制模块内置于路灯头1内部，旋转机构与路灯头1衔接，其中，
旋转机构包括同轴驱动机构2和角度驱动机构3，同轴驱动机构2通过第一衔接件4与灯杆连接，同轴驱动机构2与角度驱动机构3通过第二衔接件5连接，角度驱动机构3通过第三衔接件6与路灯头1连接。
同轴驱动机2构包括第一电机21、第一蜗杆22和第一涡轮23，第一电机21固定在第一衔接件4上，第一电机21的输出轴带动第一蜗杆22旋转，第一蜗杆22带动第一涡轮23旋转，第一涡轮23固定在第二衔接件5上。角度驱动机构3包括第二电机31、第二蜗杆32和第二涡轮33，第二电机31固定在第二衔接件5上，第二电机31的输出轴带动第二蜗杆32旋转，第二蜗杆32带动第二涡轮33旋转，第二涡轮33固定在第三衔接件6上。
如图3所示，控制模块包括中央微处理器和电池模组，中央微处理器外围连接有光源驱动模块、电机驱动电路、充电电流检测模块、传感器模组和无线通讯模块，电池模组连接有电池保护模块，电池保护模块与电机驱动电路连接，电池模组依次连接有电池保护系统和电源稳压模块，电源稳压模块为中央微处理器和光源驱动模块供电，其中传感器模组包括雨雪传感器和亮度传感器。
本申请的工作原理如下：
控制模块的充电电流检测模块通过对光伏组件的充电电流检测，一天之内分几个时间段来调整路灯头的角度，例如早上太阳升起时，路灯头会自动寻找光照的最佳点，通过充电电流检测模块检测到充电电流的最大值，此时路灯头处于光照的最佳点，并且把当前两个电机的位置参数记录在中央微处理器的EEPROM里面，然后每隔一小时寻找一次光照最佳点，并且调整两个电机的位置，这个使得路灯头上的光伏板能随着太阳光而转动。为了起到的节能作用，一般选择一小时调整一次。
并且为了更好的降低成本，第一电机和第二电机采用普通直流电机，采用PWM算法控制电机精准的转动，来实现角度值，电机驱动电路如图4所示。到了太阳落山后充电电流较小时，第一电机和第二电机转到原点，也就是正常亮灯时灯板模组所照射路面所需要的角度。
另外，传感器模组的雨雪传感器和亮度传感器，对光照强度和雨雪天进行判断。如遇雪覆盖情况，同轴驱动机构会带动路灯头作180度翻转，将光伏组件表面的积雪自然脱落，然后再转回原点位置。
控制模块的无线通讯模块，用低功耗远距离无线收发模块加上基站转发技术结合服务器端应用平台，使客户厂商随时可以了解到路灯灯的状态及运行情况，方便灯具的维护及远距离调整。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其特征在于，包括路灯头、控制模块和旋转机构，所述控制模块内置于所述路灯头内部，所述旋转机构与所述路灯头衔接，其中，所述旋转机构包括同轴驱动机构和角度驱动机构，所述同轴驱动机构通过第一衔接件与灯杆连接，所述同轴驱动机构与所述角度驱动机构通过第二衔接件连接，所述角度驱动机构通过第三衔接件与所述路灯头连接，所述控制模块控制所述同轴驱动机构带动所述路灯头沿轴向旋转，所述控制模块控制所述角度驱动机构带动所述路灯头沿上下方向旋转。
2.根据权利要求1所述的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其特征在于：所述同轴驱动机构包括第一电机、第一蜗杆和第一涡轮，所述第一电机固定在所述第一衔接件上，所述第一电机的输出轴带动所述第一蜗杆旋转，所述第一蜗杆带动所述第一涡轮旋转，所述第一涡轮固定在所述第二衔接件上。
3.根据权利要求1所述的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其特征在于：所述角度驱动机构包括第二电机、第二蜗杆和第二涡轮，所述第二电机固定在所述第二衔接件上，所述第二电机的输出轴带动所述第二蜗杆旋转，所述第二蜗杆带动所述第二涡轮旋转，所述第二涡轮固定在所述第三衔接件上。
4.根据权利要求2所述的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其特征在于：所述第一电机为直流电机。
5.根据权利要求3所述的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其特征在于：所述第二电机为直流电机。
6.根据权利要求1所述的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其特征在于：所述控制模块包括中央微处理器和电池模组，所述中央微处理器外围连接有光源驱动模块、电机驱动电路和充电电流检测模块，所述电池模组连接有电池保护模块，所述电池保护模块与所述电机驱动电路连接，所述电池模组依次连接有电池保护系统和电源稳压模块，所述电源稳压模块为所述中央微处理器和所述光源驱动模块供电。
7.根据权利要求6所述的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其特征在于：所述中央微处理器还连接有传感器模组。
8.根据权利要求7所述的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其特征在于：所述传感器模组包括雨雪传感器和亮度传感器。
9.根据权利要求6所述的可旋转自动跟踪的一体化光能路灯头，其特征在于：所述中央微处理器还连接有无线通讯模块。
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