CN109442319A - 基于户外共享充电的太阳能路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于户外共享充电的太阳能路灯，包括灯杆、安装在灯杆上的照明灯、太阳能发电装置、蓄电池和控制器；该基于户外共享充电的太阳能路灯还包括：充电接口，充电接口设于灯杆并与控制器相连，用于给移动设备充电；无线通信装置，无线通信装置与控制器相连，用于与上位机和/或移动设备相通信；电压传感器，电压传感器与蓄电池的一输出端相连，用于采集蓄电池的电压信号并将该电压信号传至控制器；蓄电池的另一输出端与控制器相连；程控开关，程控开关设于控制器与照明灯之间并与市电电网相连，用于控制蓄电池或市电电网向照明灯供电；以及GPS定位器。本发明能够为社会提供更方便、更及时的充电渠道，同时还能够保证照明灯的顺利使用。

Description

基于户外共享充电的太阳能路灯
技术领域
本发明涉及环保装置领域，尤其涉及一种基于户外共享充电的太阳能路灯。
背景技术
路灯，是指给道路提供照明功能的灯具，生活中随处可见；节能路灯则是利用了太阳能发电技术或者风能发电技术的新能源路灯。现有技术中，节能路灯一般包括灯杆、安装在灯杆上的照明灯、安装在灯杆上用于发电的发电装置、用于储存发电装置所产生电能的蓄电池和控制器，发电装置利用可再生能源(如太阳能、风能)发电后将电能储存于蓄电池，当需要启动照明灯时控制器即利用蓄电池中的电能驱动照明灯。这一结构的节能路灯至少还存在两方面的技术问题：第一，功能较为单一，而随着社会的发展，移动设备(包括手机、电脑等电子设备及电动车)的充电需求暴增，具有合理规划性质的路灯实际上是能够为社会提供更方便、更及时的充电渠道的；第二，在电能供应上矫枉过正，采用新能源虽然便于路灯的铺设，但是新能源也严重受制于自然条件状况，当蓄电池所储存电能不足时则影响了照明灯的顺利使用。
因此，就需要一种基于户外共享充电的太阳能路灯，能够为社会提供更方便、更及时的充电渠道，同时还能够保证照明灯的顺利使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于户外共享充电的太阳能路灯，能够为社会提供更方便、更及时的充电渠道，同时还能够保证照明灯的顺利使用。
本发明的基于户外共享充电的太阳能路灯，包括灯杆、安装在灯杆上的照明灯、用于将光能转换成电能的太阳能发电装置、用于储存太阳能发电装置所产生电能的蓄电池和控制器；该太阳能路灯还包括：
充电接口，所述充电接口设于灯杆并与控制器相连，用于给移动设备充电；
无线通信装置，所述无线通信装置与控制器相连，用于与上位机和/或移动设备相通信；
电压传感器，所述电压传感器与蓄电池的一输出端相连，用于采集蓄电池的电压信号并将该电压信号传至控制器；所述蓄电池的另一输出端与控制器相连；
程控开关，所述程控开关设于控制器与照明灯之间并与市电电网相连，用于控制蓄电池或市电电网向照明灯供电；
GPS定位器，所述GPS定位器与控制器相连，用于获取太阳能路灯的位置信息。
作为对上述技术方案的进一步改进，。
作为对上述技术方案的进一步改进，该太阳能路灯还包括光线传感器，所述光线传感器与控制器相连，用于采集环境光线亮度信号。
作为对上述技术方案的进一步改进，该太阳能路灯还包括状态指示灯，所述状态指示灯设于灯杆并与控制器电连接。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述照明灯为LED灯结构。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述移动设备为手机、平板电脑或者便携式电脑。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述充电接口包括有线充电接口和无线充电接口。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述灯杆上设有用于放置物品的置物台。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述灯杆通过连接杆连接有挡雨棚。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述灯杆的顶部安装有避雷装置。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述太阳能发电装置包括太阳能电池板，所述太阳能电池板通过调节组件安装在灯杆上；
所述调节组件包括固定于灯杆的安装台，所述安装台的顶侧固定安装有调节电机，所述调节电机的输出轴通过联轴器固定安装有转动轴，所述转动轴的顶端固定安装有转动盘，所述转动盘的顶侧固定安装有两个支架，两个所述支架的顶侧固定安装有同一个U型架，所述U型架的四周活动套接有同一个安装框，所述安装框的顶侧固定安装有安装架，所述安装架的顶侧固定安装太阳能电池板；所述调节电机与控制器相连；
所述U型架的两侧内壁上均转动安装有转轴，两个所述转轴相互靠近的一端固定安装有同一个转块，所述转块的一侧开设有转孔，所述转孔内活动安装有活动轴，所述活动轴的两端均延伸至转孔外并分别转动安装在安装框的两侧内壁上；
所述安装框相邻的两侧均固定安装有固定块，两个固定块的底侧均活动安装有顶杆，所述调节电机的四周均设有固定安装在安装台顶侧上的弧形块，所述弧形块位于转动盘的下方，所述顶杆的底端贯穿转动盘并与弧形块的顶侧相接触；
所述U型架的两侧内壁上均开设有转槽，两个转轴相互远离的一端分别转动安装在两个转槽内；
所述安装框的两侧内壁上均开设有活动槽，活动轴的两端分别活动安装在两个活动槽内；
所述转动盘的顶侧开设有两个滑孔，两个顶杆的底端分别贯穿两个滑孔；
所述顶杆的底端活动安装有滚轮，滚轮与弧形块的顶侧相接触；
所述固定块的底侧开设有球形槽，球形槽内活动安装有球形块，顶杆的顶端固定安装在球形块的底侧上。
通过上述公开内容，本发明具有以下有益技术效果：
本发明的基于户外共享充电的太阳能路灯，通过设置充电接口，路灯的电能不仅可供路灯使用，而且还能够给移动设备充电，从而为社会提供更方便、更及时的充电渠道，提高移动设备的续航能力，满足社会需要；同时，通过电压传感器实时采集蓄电池的电压信号，由控制器判断蓄电池的蓄电状态，一旦蓄电池的电能不足时则通过市电电网进行供电，从而保证了照明灯的顺利使用，保证路灯基本功能的实现。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的原理框图；
图3为本发明的调节组件与太阳能电池板的安装结构主视图；
图4为本发明的调节组件与太阳能电池板的安装结构俯视图；
图5为图3中A处放大图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图5所示：本实施例的基于户外共享充电的太阳能路灯，包括灯杆1、安装在灯杆1上的照明灯2、安装在灯杆1上用于将光能转换成电能的太阳能发电装置、用于储存太阳能发电装置所产生电能的蓄电池和控制器；灯杆1可为金属杆结构，灯杆1底部可埋入地面或者通过地脚螺栓固定于地面；灯杆1的顶部安装有避雷装置10(例如避雷针)，以防止雷击导致过载损坏；照明灯2的数量、布置方式可与现有技术一致；照明灯2优选为LED灯结构，其能耗较低，且寿命长久，满足节能减排的需求。
蓄电池优选为锂电池，安装在灯杆1内部或者其他合理位置；控制器则可为STM32微控制器。
该太阳能路灯还包括充电接口、电压传感器、程控开关及GPS定位器。
所述充电接口设于灯杆1的合适位置(便于进行充电即可)并与控制器相连，用于给移动设备充电；充电接口包括有线充电接口4和无线充电接口5，便于服务多种需求人群。有线充电接口4连接充电线，无线充电接口5连接无线充电座；通过设置充电接口，路灯的电能不仅可供路灯使用，而且还能够给移动设备充电，从而为社会提供更方便、更及时的充电渠道，提高移动设备的续航能力，满足社会需要。
所述无线通信装置与控制器相连，用于与上位机和移动设备相通信；无线通信装置例如可通过3G网络、4G网络、WiFi网络等现有网络实现控制器与外置装置的通信；上位机是设于监控室的监控机器，路灯的整个运行状态通过无线通信装置发送至上位机，使得上位机可对路灯进行远程监控及控制；移动设备包括手机、平板电脑或者便携式电脑，充电接口与这些设备的通用接口相对应即可；在移动设备中可预设相关的应用程序，通过该应用程序可实现移动设备与控制器的信息交互，从而实现使用充电接口的计时收费。
所述电压传感器与蓄电池的一输出端相连，用于采集蓄电池的电压信号并将该电压信号传至控制器；所述蓄电池的另一输出端与控制器相连；电压传感器可采用霍尔电压传感器；所述程控开关设于控制器与照明灯2之间并与市电电网相连，用于控制蓄电池或市电电网向照明灯2供电。当然，市电电网通过程控开关也可向充电接口供电。通过电压传感器实时采集蓄电池的电压信号，由控制器判断蓄电池的蓄电状态，一旦蓄电池的电能不足时则通过市电电网进行供电，从而保证了照明灯2的顺利使用，保证路灯基本功能的实现。
所述GPS定位器主要是一种信号接收器，其安装在灯杆1上，与GPS卫星相连，能够定位特定太阳能路灯的具体位置；GPS定位器与控制器相连，通过无线通信装置向上位机及移动设备提供太阳能路灯的位置信息，从而方便监控及方便使用者寻找到特定的路灯。
本实施例中，该太阳能路灯还包括光线传感器，所述光线传感器与控制器相连，用于采集环境光线亮度信号。光线传感器可安装在灯杆1上；通过光线传感器实时采集路灯周围的环境光线亮度，只有当光线亮度达到规定值时才启动照明灯2，从而避免能源的不当浪费，提高路灯的节能环保性质。
本实施例中，该太阳能路灯还包括状态指示灯8，所述状态指示灯8设于灯杆1并与控制器电连接；状态指示灯可设在充电接口下方；状态指示灯8可用于显示蓄电池的蓄电状态，有利于对其进行检修及行人更好地选择相应路灯进行充电。
本实施例中，为了提高使用的方便，所述灯杆1上设有用于放置物品的置物台6，在充电时，用户可将移动设备置于置物台6上，不必全程手持，更为轻松方便；同时，所述灯杆1通过连接杆9连接有挡雨棚7，为使用充电接口的用户遮风挡雨。
本实施例中，太阳能发电装置的主要发电部件为太阳能电池板3，可通过调节组件安装在灯杆1上，例如太阳能电池板3安装在照明灯2上方，当然也可以根据需要设置在其他位置。在蓄电池与太阳能发电装置之间可设置过充保护装置，当蓄电池内电压大于蓄电池额定电压时开启以进行过充保护。
本实施例中，所述调节组件包括固定于灯杆1的安装台11，安装台11的顶侧固定安装有调节电机12，调节电机12为旋转电机结构；所述调节电机12与控制器相连，控制器可预设相关程序，使得调节电机12可自动根据太阳方位进行追踪，也可由人工在远程对调节电机12进行控制；调节电机12的输出轴通过联轴器固定安装有转动轴21，转动轴21的顶端固定安装有转动盘14，转动盘14的顶侧固定安装有两个支架15，两个支架15的顶侧固定安装有同一个U型架16，U型架16的四周活动套接有同一个安装框17，安装框17的顶侧固定安装有安装架30，安装架30的顶侧固定安装有太阳能电池板3，U型架16的两侧内壁上均转动安装有转轴19，两个转轴19相互靠近的一端固定安装有同一个转块20，转块20的一侧开设有转孔13，转孔13内活动安装有活动轴22，活动轴22的两端均延伸至转孔13外并分别转动安装在安装框17的两侧内壁上，安装框17相邻的两侧均固定安装有固定块24，两个固定块24的底侧均活动安装有顶杆27，调节电机12的四周均设有固定安装在安装台11顶侧上的弧形块29，弧形块29位于转动盘14的下方，顶杆27的底端贯穿转动盘14并与弧形块29的顶侧相接触。
U型架16的两侧内壁上均开设有转槽18，两个转轴19相互远离的一端分别转动安装在两个转槽18内，安装框17的两侧内壁上均开设有活动槽23，活动轴22的两端分别活动安装在两个活动槽23内，转动盘14的顶侧开设有两个滑孔28，两个顶杆27的底端分别贯穿两个滑孔28，顶杆27的底端活动安装有滚轮，滚轮与弧形块29的顶侧相接触，固定块24的底侧开设有球形槽25，球形槽25内活动安装有球形块26，顶杆27的顶端固定安装在球形块26的底侧上。
由于设置了调节组件，当需要根据太阳方位来调节太阳能电池板3的角度时，启动调节电机12，使得转动轴21转动，转动轴21转动带动转动盘14转动，转动盘14转动带动支架15转动，支架15转动带动U型架16转动，U型架16转动带动安装框17旋转，安装框17旋转通过安装架30带动太阳能电池板23旋转，同时安装框17转动带动两个固定块24转动，两个固定块24转动分别带动两个顶杆27转动，两个顶杆27转动的同时其底端均沿着弧形块29的顶侧上下移动，当一个顶杆27移动带动安装框17转动，安装框17转动带动活动轴22转动，活动轴22转动在两个活动槽23内转动，当另一个顶杆27移动时，使得活动轴22带动转块20转动，转块20通过两个转轴19在两个转槽18内转动，从而使得安装框17转动通过安装架30带动太阳能电池板3翻转，使得太阳能电池板3在旋转的同时能够便捷地调节其角度，从而使其能够充分地接收太阳光，提高其发电效率和能源利用率。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述(如稳压、整流及相关信号处理等常规技术及可根据需要调节的部件安装位置)。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种基于户外共享充电的太阳能路灯，包括灯杆、安装在灯杆上的照明灯、用于将光能转换成电能的太阳能发电装置、用于储存太阳能发电装置所产生电能的蓄电池和控制器；其特征在于，该太阳能路灯还包括：
充电接口，所述充电接口设于灯杆并与控制器相连，用于给移动设备充电；
无线通信装置，所述无线通信装置与控制器相连，用于与上位机和/或移动设备相通信；
电压传感器，所述电压传感器与蓄电池的一输出端相连，用于采集蓄电池的电压信号并将该电压信号传至控制器；所述蓄电池的另一输出端与控制器相连；
程控开关，所述程控开关设于控制器与照明灯之间并与市电电网相连，用于控制蓄电池或市电电网向照明灯供电；
GPS定位器，所述GPS定位器与控制器相连，用于获取太阳能路灯的位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于户外共享充电的太阳能路灯，其特征在于：该太阳能路灯还包括光线传感器，所述光线传感器与控制器相连，用于采集环境光线亮度信号。
3.根据权利要求1所述的基于户外共享充电的太阳能路灯，其特征在于：该太阳能路灯还包括状态指示灯，所述状态指示灯设于灯杆并与控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的基于户外共享充电的太阳能路灯，其特征在于：所述照明灯为LED灯结构。
5.根据权利要求1所述的基于户外共享充电的太阳能路灯，其特征在于：所述移动设备为手机、平板电脑或者便携式电脑。
6.根据权利要求1所述的基于户外共享充电的太阳能路灯，其特征在于：所述充电接口包括有线充电接口和无线充电接口。
7.根据权利要求1所述的基于户外共享充电的太阳能路灯，其特征在于：所述灯杆上设有用于放置物品的置物台。
8.根据权利要求1所述的基于户外共享充电的太阳能路灯，其特征在于：所述灯杆通过连接杆连接有挡雨棚。
9.根据权利要求1所述的基于户外共享充电的太阳能路灯，其特征在于：所述灯杆的顶部安装有避雷装置。
10.根据权利要求1至9任一项所述的基于户外共享充电的太阳能路灯，其特征在于：所述太阳能发电装置包括太阳能电池板，所述太阳能电池板通过调节组件安装在灯杆上；
所述调节组件包括固定于灯杆的安装台，所述安装台的顶侧固定安装有调节电机，所述调节电机的输出轴通过联轴器固定安装有转动轴，所述转动轴的顶端固定安装有转动盘，所述转动盘的顶侧固定安装有两个支架，两个所述支架的顶侧固定安装有同一个U型架，所述U型架的四周活动套接有同一个安装框，所述安装框的顶侧固定安装有安装架，所述安装架的顶侧固定安装太阳能电池板；所述调节电机与控制器相连；
所述U型架的两侧内壁上均转动安装有转轴，两个所述转轴相互靠近的一端固定安装有同一个转块，所述转块的一侧开设有转孔，所述转孔内活动安装有活动轴，所述活动轴的两端均延伸至转孔外并分别转动安装在安装框的两侧内壁上；
所述安装框相邻的两侧均固定安装有固定块，两个固定块的底侧均活动安装有顶杆，所述调节电机的四周均设有固定安装在安装台顶侧上的弧形块，所述弧形块位于转动盘的下方，所述顶杆的底端贯穿转动盘并与弧形块的顶侧相接触；
所述U型架的两侧内壁上均开设有转槽，两个转轴相互远离的一端分别转动安装在两个转槽内；
所述安装框的两侧内壁上均开设有活动槽，活动轴的两端分别活动安装在两个活动槽内；
所述转动盘的顶侧开设有两个滑孔，两个顶杆的底端分别贯穿两个滑孔；
所述顶杆的底端活动安装有滚轮，滚轮与弧形块的顶侧相接触；
所述固定块的底侧开设有球形槽，球形槽内活动安装有球形块，顶杆的顶端固定安装在球形块的底侧上。
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