CN108167730A - 交通节能路灯系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种交通节能路灯系统，包括灯杆，灯杆顶部设有水平支撑板，水平支撑板的下表面固定连接有罩体容纳筒，该灯杆的上端穿入罩体容纳筒中与水平支撑板固定连接，水平支撑板上正对设有两个遮挡半罩，两个遮挡半罩之间设有多角度太阳能采集装置，水平支撑板的下方活动连接有照明装置，灯杆的杆身上设有风力发电装置，灯杆内设有蓄电池和微控制器。与现有技术相比，本发明的交通节能路灯系统降低了来自灯杆、风力发电机等对多角度太阳能采集装置吸收太阳能的限制，提高太阳能吸收率，增强了能量转换能力，同时风力发电装置采用磁悬浮设置，采风面积大，无机械磨损，发电效率高，照明装置发光效率高、稳定性高。

Description

交通节能路灯系统
技术领域
本发明涉及照明工具技术领域，特别涉及一种交通节能路灯系统。
背景技术
随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力。绿色能源的开发使用变的越来越重要，风能、太阳能都是无污染的、取之不尽用之不竭的可再生能源，单独的太阳能或风能系统，由于受时间和地域的约束，很难全天候利用太阳能和风能资源。而太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性，白天光照强时风小，夜间光照弱时，风能由于地表温差变化大而增强，太阳能和风能在时间上的互补性是风光互补发电系统在资源利用上的最佳匹配，将两者结合，即阳光不行就可利用风能，风小而阳光强时则利用太阳能，这样就能在较长的时间保持充足的供电，也就是风能与太阳能相互补充，综合利用了风能、光能的风光互补独立电源系统是一种合理的电源系统。
LED灯具有功耗低、高亮度、色彩艳丽、抗振动、寿命长、冷光源等优点，是真正的“绿色照明”。但是，LED灯的散热问题也是重点问题，散热问题严重影响到LED光源的光效和寿命。传统的LED灯，LED灯底座与基板之间不能快速导热，使热量不能再短时间内扩散到空气中；底座虽然也开有散热孔，但是散热效果一般，装有LED光源的底座一般都是封闭的圆筒形，这样使得底座内部空气无法及时与外面的空气流通，造成散热效率低，导致LED光源和电源温度过高，从而影响到了LED的光效和寿命，浪费资源。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种交通节能路灯系统，以解决太阳能电池板利用率高，低风速可用，风能利用率高，并且两种能源利用相互之间不受限制，增强了能量转换能力以及光源发光效率高，散热好的问题。
本发明采用的技术方案如下：一种交通节能路灯系统，关键在于：包括灯杆，所述灯杆顶部设有水平支撑板，所述水平支撑板的下表面固定连接有所述罩体容纳筒，该灯杆的上端穿入所述罩体容纳筒中与所述水平支撑板固定连接，所述水平支撑板上正对设有两个遮挡半罩，所述水平支撑板上开设有与所述遮挡半罩相适应的弧形通孔，所述遮挡半罩的尖角处与所述弧形通孔的孔壁铰接，所述遮挡半罩的凸面设有翻转装置；两个所述遮挡半罩之间设有多角度太阳能采集装置，所述水平支撑板的下方活动连接有照明装置，所述灯杆内设有蓄电池和微控制器，所述多角度太阳能采集装置、所述照明装置、所述风力发电装置、所述蓄电池分别与所述微控制器电连接；
所述多角度太阳能采集装置包括设有两个直线滑轨，两个所述架体支撑架水平设置在水平支撑板上，两个直线滑轨同一直线设置，所述直线滑轨上设有定位滑块，两个所述直线滑轨之间水平设有同一个双轴气缸，活动穿设在该双轴气缸中的两个活塞杆分别水平伸出，两个所述活塞杆的伸出端分别与最近的所述定位滑块固定连接，所述定位滑块上竖直连接有架体支撑座，该架体支撑座的上部活动连接有太阳能板安装架，两个所述太阳能板安装架之间活动连接，所述太阳能板安装架上水平安装有两个翻转轴，两个翻转轴平行设置，所述翻转轴上分别固定连接有太阳能板，所述翻转轴连接有转动装置，所述太阳能板与通过传输线与微控制器连接，用于向蓄电池进行充电；
所述照明装置包括灯体，所述灯体由两个灯体单元通过转轴连接而成，靠近所述灯杆的灯体单元与所述水平支撑板的下表面通过弧形滑动件连接，所述灯体单元上设有灯腔，所述灯腔中安装有LED灯，所述LED灯包括筒状散热器，该筒状散热器上连接有灯座，所述灯座与所述筒状散热器的连接处形成环形台阶，所述筒状散热器上覆盖有柔性电路板，所述柔性电路板与所述环形台阶抵接，所述柔性电路板上焊接有多个LED颗粒，所述LED灯与通过传输线与微控制器连接，所述LED灯、微控制器和蓄电池连接，用于向LED灯进行供电；
所述风力发电装置包括竖直设置的筒状永磁体和两个水平设置的环形永磁铁，该筒状永磁体的内壁与所述灯杆的外壁固定连接，两个所述环形永磁铁分别与所述筒状永磁体的上下边沿固定连接，所述筒状永磁体的外壁上环绕有线圈，所述线圈连接有发电机，围绕所述筒状永磁体均匀分布有多个定向风叶，多个所述定向风叶的内端连接有同一个永磁体制成的旋转筒，该旋转筒位于两个所述环形永磁铁之间，两个所述环形永磁铁的内表面开设有环形凹槽，所述旋转筒的上下端分别伸入相应的环形凹槽中，防止旋转筒随风转动时从所述环形凹槽脱离，所述发电机与通过传输线与微控制器连接，所述发电机、微控制器和蓄电池连接，用于向蓄电池进行充电。
以上方案的有益效果是白天光照强时风小时，两个遮挡罩可通过弧形通孔收入罩体容纳筒中，多角度太阳能采集装置开始工作，多角度太阳能采集装置不仅可以通过定位滑块在直线滑轨上滑动，来调整太阳能板安装架的倾斜角度，还可以通过转动装置来调整太阳能板的翻转角度，从而增大太阳光照射太阳能板的面积，使太阳从东方升起至西方落下，都能充分吸收太阳能，进而提高太阳能的利用率；夜间光照弱，风能增强时，两个遮挡罩合拢可以形成一个半球形罩体，用于防止恶劣天气对多角度太阳能采集装置形成损害，风力发电装置通过围绕灯杆安置的悬浮的定向风叶与筒状永磁体相配合，任何方向的风都能定向运转，极低轻风速就可以启动运转，风轮力矩大，惯性大，无机械磨损；照明装置通过转轴和通过弧形滑动件分别调节灯体的照射角度和灯体的位置，从而改善了炫光的现象和避免高温烈日直射灯体造成LED温度过高，并且导热板、散热通道和散热通孔构成的散热器，增大了与空气的热交换面，进而提高了热排放效率，而在所述弧形底板、电路基板、反射板和透光罩上均有导热通孔，能带走灯体中部的热量，防止中部LED结温升高，加快中部热量传导，从而提高LED的使用寿命，提升灯体的效率和可靠性。
优选的，所述太阳能板安装架的下方设有安装箱，该安装箱的上沿与所述太阳能板安装架的下表面固定连接，所述转动装置包括传动气缸，该传动气缸固定安装在所述安装箱中，所述翻转轴的伸出端分别固定连接有传动杆，所述传动杆活动连接有同一个水平联动座，该传动气缸活塞杆水平伸出后通过连杆与所述水平联动座连接。
该方案的效果是传动气缸推动水平联动座，从而带动水平联动座上的传动杆同向运动，进而翻转轴也随之同向转动。
优选的，所述太阳能板为矩形板，所述太阳能板的长度方向与所述翻转轴的长度方向一致，所述太阳能板随翻转轴转动后，所述太阳能板远离水平联动座的侧边伸出所述太阳能板安装架。
该方案的效果是可以根据太阳的运动轨迹来调整太阳能板的翻转角度，从而提高太阳光的照射面积。
优选的，所述翻转装置包括主动齿轮和弧形齿条，所述主动齿轮与翻转电机的输出轴连接，所述弧形齿条的凹面与所述遮挡半罩的凸面固定连接，所述主动齿轮与所述弧形齿条啮合。
该方案的效果是可以根据需要，自动实现两个遮挡半罩的合拢和分开，从而对罩内的装置进行全方位的保护。
优选的，所述反射板上连接有多个半球状的反射器，所述反射器与所述LED颗粒一一对应。
该方案的效果是进一步聚焦光线从而获得高强度聚光效果。
优选的，每个所述LED颗粒的两侧均设有导热管，所述导热管依次穿过透光罩、反射板、电路基板和弧形底板上对应的导热通孔。
该方案的效果是加速空气的对流，带走散热器中部的热量，使热量散发更快，从而加快电路基板到导热板的热量传导。
优选的，所述弧形滑动件包括弧形滑轨，所述弧形滑轨上设有调节滑块，靠近所述灯杆的灯体单元上表面固定连接该调节滑块，该灯体单元上水平连接有灯体连接杆，所述灯体连接杆与所述支撑底座活动连接。
该方案的效果是可以通过在弧形滑轨上滑动来调节灯头的位置，降低强日照对灯体的负面影响。
优选的，所述旋转筒的上下端面分别开设有一圈定位槽，所述定位槽中固定设有多个定位球，所述定位球与所述定向风叶一一对应，所述定位球与所述定位槽的槽底固定连接，所述定位球与所述环形凹槽滑动连接。
该方案的效果是当旋转筒随定向风叶转动时，一方面减少初始旋转的阻力和风能的损耗，另一方面可以防止旋转筒在高速旋转时脱离原运动轨迹。
优选的，所述定向风叶为矩形叶片，所述矩形叶片为十六个，围绕所述筒状永磁体均匀分布。
有益效果：与现有技术相比，本发明的交通节能路灯系统将多角度太阳能采集装置设置在灯杆顶部，将风力发电装置安装于灯杆的杆身上，既降低了来自灯杆、风力发电机等对多角度太阳能采集装置吸收太阳能的限制，使太阳能吸收率较高，提高了太阳能电池板利用率，增强了能量转换能力，同时风力发电装置采用磁悬浮设置，采风面积大，无机械磨损，利用自然轻风就可不间断发电，发电效率高；照明装置发光效率高、使用寿命长，稳定性高，还可以根据不同的炫光保护角度需求，进行不同的路灯光线角度调整。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明另一使用状态的结构示意图；
图3为图2的A处放大图；
图4为图2的左视图；
图5为图1中LED灯b2的分解结构示意图；
图6为图1中风力发电装置c的结构示意图；
图7为图6的B-B剖视图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
如图1-7所示，一种交通节能路灯系统，包括灯杆1，所述灯杆1顶部设有水平支撑板a1a，所述水平支撑板a1a的下表面固定连接有罩体容纳筒a1b，该灯杆1的上端穿入所述罩体容纳筒a1b中与所述水平支撑板a1a固定连接，所述水平支撑板a1a上正对设有两个遮挡半罩2，所述水平支撑板a1a上开设有与所述遮挡半罩2相适应的弧形通孔a13，所述遮挡半罩2的尖角处与所述弧形通孔a13的孔壁铰接，所述遮挡半罩2的凸面设有翻转装置；两个所述遮挡半罩2之间设有多角度太阳能采集装置a，所述水平支撑板a1a的下方活动连接有照明装置b，所述灯杆1的杆身上设有风力发电装置c，所述灯杆1内设有蓄电池和微控制器，所述多角度太阳能采集装置a、所述照明装置b、所述风力发电装置c、所述蓄电池2分别与所述微控制器电连接；
所述多角度太阳能采集装置a包括设有两个直线滑轨a2，两个所述架体支撑架a2水平设置在水平支撑板a1a上，两个直线滑轨a2同一直线设置，所述直线滑轨a2上设有定位滑块a3，两个所述直线滑轨a2之间水平设有同一个双轴气缸a4，活动穿设在该双轴气缸a4中的两个活塞杆分别水平伸出，两个所述活塞杆的伸出端分别与最近的所述定位滑块a3固定连接，所述定位滑块a3上竖直连接有架体支撑座a5，该架体支撑座a5的上部活动连接有太阳能板安装架a6，所述太阳能板安装架a6的下方设有安装箱，该安装箱的上沿与所述太阳能板安装架a6的下表面固定连接，两个所述太阳能板安装架a6之间活动连接，所述太阳能板安装架a6上水平安装有两个翻转轴a7，两个翻转轴a7平行设置，所述翻转轴a7上分别固定连接有太阳能板a8，所述翻转轴a7连接有转动装置a9，所述太阳能板a8为矩形板，所述太阳能板a8的长度方向与所述翻转轴a7的长度方向一致，所述太阳能板a8随翻转轴a7转动后，所述太阳能板a8远离水平联动座a93的侧边伸出所述太阳能板安装架a6，所述太阳能板a8与通过传输线与微控制器连接，用于向蓄电池进行充电；
所述照明装置b包括灯体b1，所述灯体b1由两个灯体单元通过转轴b6连接而成，靠近所述灯杆1的灯体单元与所述水平支撑板a1a的下表面通过弧形滑动件b5连接，所述弧形滑动件b5包括弧形滑轨b51，所述弧形滑轨b51上设有调节滑块b52，靠近所述灯杆1的灯体单元上表面固定连接该调节滑块b52，该灯体单元上水平连接有灯体连接杆，所述灯体连接杆与所述支撑底座a1活动连接，所述灯体单元上设有灯腔，所述灯腔中安装有LED灯b2，所述LED灯b2包括多块竖直设置的导热板b21，多块所述导热板b21平行设置，相邻两块所述导热板b21之间形成散热通道，所述导热板b21上开设有散热通孔b22，多个所述导热板b21的下端连接有同一块弧形底板b23，所述弧形底板b23上连接有电路基板b24，该电路基板b24上焊接有多个LED颗粒b25，沿光线投射方向依次设有反射板b26和透光罩b27，所述弧形底板b23、电路基板b24、反射板b26和透光罩b27上对应开设有导热通孔b28，所述LED灯与通过传输线与微控制器连接，所述LED灯b2、微控制器和蓄电池连接，用于向LED灯b2进行供电。
图2和图3中可以看到，所述转动装置a9包括传动气缸a91，该传动气缸a91固定安装在所述安装箱中，所述翻转轴a7的伸出端分别固定连接有传动杆a92，所述传动杆a92活动连接有同一个水平联动座a93，该传动气缸a91活塞杆水平伸出后通过连杆a94与所述水平联动座a93连接。
图1、图2和图4中还可以看到，所述翻转装置包括主动齿轮3和弧形齿条4，所述主动齿轮3与翻转电机的输出轴连接，所述弧形齿条4的凹面与所述遮挡半罩2的凸面固定连接，所述主动齿轮3与所述弧形齿条4啮合，可使两个所述遮挡半罩2合拢或打开。
图5中还可以看到，每个所述LED颗粒b25的两侧均设有导热管b4，所述导热管b4依次穿过透光罩b27、反射板b26、电路基板b24和弧形底板b23上对应的导热通孔b28，所述反射板b26上连接有多个半球状的反射器b3，所述反射器b3与所述LED颗粒b25一一对应。
图1、图6和图7中所示，所述风力发电装置c包括竖直设置的筒状永磁体c1和两个水平设置的环形永磁铁c2，该筒状永磁体c1的内壁与所述灯杆1的外壁固定连接，两个所述环形永磁铁c2分别与所述筒状永磁体c1的上下边沿固定连接，所述筒状永磁体c1的外壁上环绕有线圈，所述线圈连接有发电机，围绕所述筒状永磁体c1均匀分布有十六个定向风叶c3，所述定向风叶c3为矩形叶片，多个所述定向风叶c3的内端连接有同一个永磁体制成的旋转筒c4，该旋转筒c4位于两个所述环形永磁铁c2之间，所述旋转筒c4的上下端面分别开设有一圈定位槽c6，所述定位槽c6中固定设有多个定位球c7，所述定位球c7与所述定向风叶c3一一对应，所述定位球c7与所述定位槽c6的槽底固定连接，两个所述环形永磁铁c2的内表面开设有环形凹槽c5，所述定位球c7与所述环形凹槽c5滑动连接，防止旋转筒c4随风转动时从所述环形凹槽c5脱离，所述发电机与通过传输线与微控制器连接，所述发电机、微控制器和蓄电池连接，用于向蓄电池进行充电。
最后需要说明，上述描述仅为本发明的优选实施例，本领域的技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种交通节能路灯系统，其特征在于：包括灯杆(1)，所述灯杆(1)顶部设有水平支撑板(a1a)，所述水平支撑板(a1a)的下表面固定连接有罩体容纳筒(a1b)，该灯杆(1)的上端穿入所述罩体容纳筒(a1b)中与所述水平支撑板(a1a)固定连接，所述水平支撑板(a1a)上正对设有两个遮挡半罩(2)，所述水平支撑板(a1a)上开设有与所述遮挡半罩(2)相适应的弧形通孔(a13)，所述遮挡半罩(2)的尖角处与所述弧形通孔(a13)的孔壁铰接，所述遮挡半罩(2)的凸面设有翻转装置；两个所述遮挡半罩(2)之间设有多角度太阳能采集装置(a)，所述水平支撑板(a1a)的下方活动连接有照明装置(b)，所述灯杆(1)的杆身上设有风力发电装置(c)，所述灯杆(1)内设有蓄电池和微控制器，所述多角度太阳能采集装置(a)、所述照明装置(b)、所述风力发电装置(c)、所述蓄电池(2)分别与所述微控制器电连接；
所述多角度太阳能采集装置(a)包括设有两个直线滑轨(a2)，两个所述架体支撑架(a2)水平设置在水平支撑板(a1a)上，两个直线滑轨(a2)同一直线设置，所述直线滑轨(a2)上设有定位滑块(a3)，两个所述直线滑轨(a2)之间水平设有同一个双轴气缸(a4)，活动穿设在该双轴气缸(a4)中的两个活塞杆分别水平伸出，两个所述活塞杆的伸出端分别与最近的所述定位滑块(a3)固定连接，所述定位滑块(a3)上竖直连接有架体支撑座(a5)，该架体支撑座(a5)的上部活动连接有太阳能板安装架(a6)，两个所述太阳能板安装架(a6)之间活动连接，所述太阳能板安装架(a6)上水平安装有两个翻转轴(a7)，两个翻转轴(a7)平行设置，所述翻转轴(a7)上分别固定连接有太阳能板(a8)，所述翻转轴(a7)连接有转动装置(a9)，所述太阳能板(a8)与通过传输线与微控制器连接，用于向蓄电池进行充电；
所述照明装置(b)包括灯体(b1)，所述灯体(b1)由两个灯体单元通过转轴(b6)连接而成，靠近所述灯杆(1)的灯体单元与所述水平支撑板(a1a)的下表面通过弧形滑动件(b5)连接，所述灯体单元上设有灯腔，所述灯腔中安装有LED灯(b2)，所述LED灯(b2)包括多块竖直设置的导热板(b21)，多块所述导热板(b21)平行设置，相邻两块所述导热板(b21)之间形成散热通道，所述导热板(b21)上开设有散热通孔(b22)，多个所述导热板(b21)的下端连接有同一块弧形底板(b23)，所述弧形底板(b23)上连接有电路基板(b24)，该电路基板(b24)上焊接有多个LED颗粒(b25)，沿光线投射方向依次设有反射板(b26)和透光罩(b27)，所述弧形底板(b23)、电路基板(b24)、反射板(b26)和透光罩(b27)上对应开设有导热通孔(b28)，所述LED灯与通过传输线与微控制器连接，所述LED灯(b2)、微控制器和蓄电池连接，用于向LED灯(b2)进行供电；
所述风力发电装置(c)包括竖直设置的筒状永磁体(c1)和两个水平设置的环形永磁铁(c2)，该筒状永磁体(c1)的内壁与所述灯杆(1)的外壁固定连接，两个所述环形永磁铁(c2)分别与所述筒状永磁体(c1)的上下边沿固定连接，所述筒状永磁体(c1)的外壁上环绕有线圈，所述线圈连接有发电机，围绕所述筒状永磁体(c1)均匀分布有多个定向风叶(c3)，多个所述定向风叶(c3)的内端连接有同一个永磁体制成的旋转筒(c4)，该旋转筒(c4)位于两个所述环形永磁铁(c2)之间，两个所述环形永磁铁(c2)的内表面开设有环形凹槽(c5)，所述旋转筒(c4)的上下端分别伸入相应的环形凹槽(c5)中，防止旋转筒(c4)随风转动时从所述环形凹槽(c5)脱离，所述发电机与通过传输线与微控制器连接，所述发电机、微控制器和蓄电池连接，用于向蓄电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的交通节能路灯系统，其特征在于：所述太阳能板安装架(a6)的下方设有安装箱，该安装箱的上沿与所述太阳能板安装架(a6)的下表面固定连接，所述转动装置(a9)包括传动气缸(a91)，该传动气缸(a91)固定安装在所述安装箱中，所述翻转轴(a7)的伸出端分别固定连接有传动杆(a92)，所述传动杆(a92)活动连接有同一个水平联动座(a93)，该传动气缸(a91)活塞杆水平伸出后通过连杆(a94)与所述水平联动座(a93)连接。
3.根据权利要求1或2所述的交通节能路灯系统，其特征在于：所述太阳能板(a8)为矩形板，所述太阳能板(a8)的长度方向与所述翻转轴(a7)的长度方向一致，所述太阳能板(a8)随翻转轴(a7)转动后，所述太阳能板(a8)远离水平联动座(a93)的侧边伸出所述太阳能板安装架(a6)。
4.根据权利要求3所述的交通节能路灯系统，其特征在于：所述翻转装置包括主动齿轮(3)和弧形齿条(4)，所述主动齿轮(3)与翻转电机的输出轴连接，所述弧形齿条(4)的凹面与所述遮挡半罩(2)的凸面固定连接，所述主动齿轮(3)与所述弧形齿条(4)啮合。
5.根据权利要求1、2或4任一项所述的交通节能路灯系统，其特征在于：所述反射板(b26)上连接有多个半球状的反射器(b3)，所述反射器(b3)与所述LED颗粒(b25)一一对应。
6.根据权利要求5所述的交通节能路灯系统，其特征在于：每个所述LED颗粒(b25)的两侧均设有导热管(b4)，所述导热管(b4)依次穿过透光罩(b27)、反射板(b26)、电路基板(b24)和弧形底板(b23)上对应的导热通孔(b28)。
7.根据权利要求6所述的交通节能路灯系统，其特征在于：所述弧形滑动件(b5)包括弧形滑轨(b51)，所述弧形滑轨(b51)与所述水平支撑板(a1a)的下表面固定连接，所述弧形滑轨(b51)上设有调节滑块(b52)，靠近所述灯杆(1)的灯体单元上表面固定连接该调节滑块(b52)，该灯体单元上水平连接有灯体连接杆，所述灯体连接杆与所述罩体容纳筒(a1b)的筒壁活动连接。
8.根据权利要求1、2或7所述的交通节能路灯系统，其特征在于：所述旋转筒(c4)的上下端面分别开设有一圈定位槽(c6)，所述定位槽(c6)中固定设有多个定位球(c7)，所述定位球(c7)与所述定向风叶(c3)一一对应，所述定位球(c7)与所述定位槽(c6)的槽底固定连接，所述定位球(c7)与所述环形凹槽(c5)滑动连接。
9.根据权利要求8所述的交通节能路灯系统，其特征在于：所述定向风叶(c3)为矩形叶片，所述矩形叶片为十六个，围绕所述筒状永磁体(c1)均匀分布。
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