CN109973906A - 一种安全可靠的城市智慧照明路灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全可靠的城市智慧照明路灯，灯杆为空心状结构，灯杆内横向设置一减速一体电机，减速一体电机的输出轴上设置一伸缩机构，伸缩机构的伸缩端上设置一第一伞齿轮，第一伞齿轮的外端壁上设置有端面齿牙，灯杆的管壁上转动设置一平齿轮，平齿轮外侧端凸出于灯杆的管壁一定距离，平齿轮的内侧端啮合连接一螺杆，螺杆的端头设置一端面齿轮，端面齿轮与第一伞齿轮上的端面齿牙选择性连接；电子广告牌通过环形轴套套设在灯杆上，环形轴套转动设置在灯杆外周，且至少一个环形轴套的内周壁上设置内齿圈，内齿圈与平齿轮的外侧凸出端啮合，减速一体电机带动电子广告牌转动。本发明提高了灯杆及电子广告牌的抗风能力。

Description

一种安全可靠的城市智慧照明路灯

技术领域

本发明涉及照明路灯技术领域，更具体地说，本发明涉及一种安全可靠的城市智慧照明路灯。

背景技术

太阳能是取之不尽，用之不竭，清洁无污染并可再生的绿色环保能源，利用太阳能发电，无可比拟的清洁性、高度的安全性、能源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等其他常规能源所不具备的优点，光伏能源被认为是二十一世纪最重要的新能源，而太阳能路灯无需铺设线缆、无需交流供电、不产生电费；采用直流供电、控制；具有稳定性好、寿命长、发光效率高，安装维护简便、安全性能高、节能环保、经济实用等优点。

为了充分利用太阳能资源，目前很多路灯上装配有太阳能电池板，以形成光电互补性路灯系统，同时，随着潮流的发展，在路灯上配置有电子广告牌，从而搭建成智慧照明路灯，但目前来讲存在两点问题，第一，太阳能电池板是固定的，不能随着光线的转移而转动，发电效率不高；第二、电子广告牌的表面积大，当出现风速过大时，广告牌会晃动甚至这段掉落危机马路上的行驶安全，同时广告牌上的风阻力会增加灯杆的晃动，增加灯头损坏和灯杆折断的几率。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种安全可靠的城市智慧照明路灯，在灯杆内设置有转动驱动系统，该转动驱动系统可以驱动太阳能电池板的追日运动，以实现太阳能电池板的最大功率发电，并且可以驱动电子广告牌，当风速过大时，可以通过该转动驱动系统来调整电子广告牌和太阳能电池板的转向，以将电子广告牌和太阳能电池板调整至与风向相同，降低电子广告牌和太阳能电池板上的风阻力，从而降低灯杆整体的风阻力，本发明提高了灯杆及电子广告牌的抗风能力。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种安全可靠的城市智慧照明路灯，包括：

灯杆，其为空心状结构，所述灯杆内横向设置一减速一体电机，所述减速一体电机的输出轴上设置一伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩端上设置一第一伞齿轮，所述第一伞齿轮的外端壁上设置有端面齿牙，所述灯杆的管壁上转动设置一平齿轮，所述平齿轮外侧端凸出于所述灯杆的管壁一定距离，所述平齿轮的内侧端啮合连接一螺杆，所述螺杆的端头设置一端面齿轮，所述端面齿轮与所述第一伞齿轮上的端面齿牙选择性连接；

电子广告牌，其通过环形轴套套设在所述灯杆上，所述环形轴套转动设置在所述灯杆外周，且至少一个所述环形轴套的内周壁上设置内齿圈，所述内齿圈与所述平齿轮的外侧凸出端啮合，所述减速一体电机带动所述电子广告牌转动。

优选的，所述灯杆上部侧壁横向贯穿开设一开口，所述开口上下两侧的所述灯杆侧壁上分别固定一第一轴承，两侧的所述第一轴承中转动设置一转轴，所述平齿轮套设在所述转轴上，且所述平齿轮贯穿所述开口内外两侧。

优选的，所述减速一体电机通过支架安装在所述灯杆的内侧壁上，所述减速一体电机的输出轴与所述开口处于同一水平面上，所述伸缩机构的伸缩方向与所述输出轴的长度方向一致。

优选的，所述螺杆横向设置在所述灯杆内侧，所述端面齿轮设置在所述螺杆的第一端头，所述螺杆的第二端头通过一第二轴承转动设置在所述灯杆的内侧壁上；所述螺杆与所述输出轴处于同一直线上，且所述端面齿轮与所述第一伞齿轮对应间隔设置。

优选的，所述环形轴套为可打开式结构，所述环形轴套中心内侧壁上开设一环形凹槽，所述环形凹槽与所述开口位置对应，所述内齿圈设置在所述环形凹槽的侧壁上，所述环形凹槽上下两端分别凸出设置一第一环形导轨，所述开口上下两端的所述灯杆外侧壁上分别开设有一第一环形导槽，所述第一环形导轨滑动设置在所述第一环形导槽中。

优选的，所述环形轴套下端的所述灯杆上套设有一随动轴套，所述随动轴套上下两端内侧壁上分别凸出设置一第二环形导轨，所述第一环形导槽下端的所述灯杆外侧壁间隔开设有两条第二环形导槽，所述第二环形导轨滑动设置在所述第二环形导槽中。

优选的，所述电子广告牌纵向设置，且所述电子广告牌上端与所述环形轴套外侧壁固定，所述电子广告牌下端与所述随动轴套外侧壁固定。

优选的，所述减速一体电机的机壳上延伸出一固定轴，所述固定轴平行间隔设置在所述输出轴的上端，所述固定轴的端头设置一第二伞齿轮，所述第二伞齿轮的下端伞齿面与所述第一伞齿轮的上端伞齿面选择性啮合。

优选的，所述第二伞齿轮的上端伞齿面啮合联动一第三伞齿轮，所述第三伞齿轮上端面轴中心设置一连接轴，所述连接轴从所述灯杆中向上引出，且所述连接轴与所述灯杆上端通过第三轴承连接，所述连接轴引出端的端头设置一太阳能电池板，所述太阳能电池板倾斜设置。

优选的，所述第二伞齿轮位于所述第一伞齿轮的轴向第一端，所述端面齿轮位于所述第一伞齿轮的轴向第二端，所述伸缩机构驱动所述第一伞齿轮轴向移动，所述第一伞齿轮选择性与所述端面齿轮或第二伞齿轮联动。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明可以调整太阳能电池板的转向，以追踪最大功率点，提高了电池板的发电效率；

2、当出现风速过大时，可以调整电子广告牌和太阳能电池板的转向，以将电子广告牌和太阳能电池板调整至与风向相同，降低电子广告牌和太阳能电池板上的风阻力，从而降低灯杆整体的风阻力，避免折断损耗。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为开口位置处灯杆侧壁的剖视图；

图2为转轴的安装结构示意图；

图3为减速一体电机的安装结构示意图；

图4为电子广告牌的安装结构示意图；

图5为环形轴套的结构示意图；

图6为随动轴套的结构示意图；

图7为电子广告牌位置调整后的结构示意图；

图8为第一伞齿轮处于第二伞齿轮与端面齿轮中间位置时的结构示意图；

图9为第一伞齿轮与端面齿轮啮合时的结构示意图；

图10为第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

一种安全可靠的城市智慧照明路灯，如图1-10所示，包括：灯杆100、减速一体电机400、电子广告牌300和太阳能电池板540。

灯杆100为空心状结构，所述灯杆100内横向设置一减速一体电机400，减速一体电机400的安装高度与电子广告牌300的安装高度对应，一般电子广告牌300安装在灯杆100的中上部位置处。

具体的，所述减速一体电机400通过支架401安装在所述灯杆100的内侧壁上，所述减速一体电机400的输出轴410上设置一伸缩机构420，比如伸缩气缸、液压缸、滑动丝杠等，本实施例中采用的单轴伸缩气缸。所述伸缩机构420的伸缩端上设置一第一伞齿轮430，第一伞齿轮430的伞面朝向减速一体电机400一侧，同时在所述第一伞齿轮430的外侧端面上设置有端面齿牙431。减速一体电机400驱动输出轴410、伸缩机构420以及第一伞齿轮430同步转动，同时，伸缩机构420驱动第一伞齿轮430轴向伸缩。

减速一体电机400所处高度位置处的所述灯杆100管壁上转动设置一平齿轮110，平齿轮110在水平面上转动，所述平齿轮110外侧端凸出于所述灯杆100的管壁一定距离，所述平齿轮110的内侧端啮合连接一螺杆450，所述螺杆450的端头设置一端面齿轮440，所述端面齿轮440与所述第一伞齿轮430上的端面齿牙431选择性连接。

具体的，在所述灯杆100上部侧壁横向贯穿开设一开口150，开口150的所处高度与减速一体电机400的安装高度一致，所述开口150上下两侧的所述灯杆100侧壁上分别对应开设有一安装孔位150，安装孔位150中固定一第一轴承111，两侧的所述第一轴承111中转动设置一转轴112，从而使得转轴112纵向贯穿开口150，所述平齿轮110套设在所述转轴112上，使得平齿轮110转动在开口150中，且所述平齿轮110贯穿所述开口150内外两侧，也就是平齿轮110凸出于灯杆100侧壁的内外两侧。

所述减速一体电机400的输出轴410与所述开口150处于同一水平面上，所述伸缩机构420的伸缩方向与所述输出轴410的长度方向一致。所述螺杆450横向设置在所述灯杆100内侧，所述端面齿轮440设置在所述螺杆450的第一端头，所述螺杆450的第二端头通过一第二轴承460转动设置在所述灯杆100的内侧壁上，而螺杆450自身与平齿轮110内侧端啮合。

所述螺杆450与所述输出轴410处于同一直线上，且所述端面齿轮440与所述第一伞齿轮430对应间隔设置，当驱动伸缩机构420驱动第一伞齿轮430向螺杆450方向移动直到端面齿轮440与端面齿牙431啮合连接，使得减速一体电机400的输出轴410通过螺杆450与平齿轮110联动，控制减速一体电机400转动时，即可带动平齿轮110转动。

上述技术方案中，电子广告牌300通过环形轴套200套设在所述灯杆100上，所述环形轴套200转动设置在所述灯杆100外周，且所述环形轴套200的内周壁上设置内齿圈211，所述内齿圈211与所述平齿轮110的外侧凸出端啮合，从而当所述减速一体电机400带动平齿轮110转动时，即可驱动所述电子广告牌300绕着灯杆100转动，调整迎风面，减小风阻，避免受力折断。

具体的，所述环形轴套200为可打开式结构，方便环形轴套200的拆装和维护。所述环形轴套200中心内侧壁上开设一环形凹槽210，所述环形凹槽210与所述开口150位置对应，所述内齿圈211设置在所述环形凹槽210的侧壁上，所述环形凹槽210上下两端分别凸出设置一第一环形导轨220，对应的，所述开口150上下两端的所述灯杆100外侧壁上分别开设有一第一环形导槽120，所述第一环形导轨220滑动设置在所述第一环形导槽120中。

当所述减速一体电机400带动平齿轮110转动时，由于平齿轮110与内齿圈211啮合带动环形轴套200绕着第一环形导槽120转动。

上述技术方案中，所述环形轴套200下端的所述灯杆100上套设有一随动轴套600，所述随动轴套600上下两端内侧壁上分别凸出设置一第二环形导轨610，所述第一环形导槽120下端的所述灯杆100外侧壁间隔开设有两条第二环形导槽130，所述第二环形导轨610滑动设置在所述第二环形导槽130中。

上述技术方案中，所述电子广告牌300纵向设置，且所述电子广告牌300上端与所述环形轴套200外侧壁固定，所述电子广告牌300下端与所述随动轴套600外侧壁固定，当风速过大时，所述减速一体电机400环形轴套200绕着第一环形导槽120转动，带动整个电子广告牌300绕着灯杆100转动，随动轴套600配合跟随转动，最终调整电子广告牌300的方向，以将电子广告牌300调整至与风向相同，也就是调整电子广告牌300的迎风角度，减小自身的风阻至最小化，避免受力折断，同时减小了整个灯杆100上的风阻，提高灯杆100的可靠性。

上述技术方案中，所述减速一体电机400的机壳上延伸出一固定轴520，所述固定轴520平行间隔设置在所述输出轴410的上端，所述固定轴520的端头设置一第二伞齿轮510，第二伞齿轮510的伞面朝向第一伞齿轮430方向，所述第二伞齿轮510的下端伞齿面与所述第一伞齿轮430的上端伞齿面选择性啮合。

具体的，正常状态时，也就是风俗处于正常范围时，第一伞齿轮430与第二伞齿轮510处于啮合状态，由于螺杆450的作用，平齿轮110无法主动转动，也就是说电子广告牌300保持位置固定状态。当风速过大时，伸缩机构420驱动第一伞齿轮430向螺杆450方向移动直到端面齿轮440与端面齿牙431啮合连接，使得减速一体电机400的输出轴410通过螺杆450与平齿轮110联动，控制减速一体电机400转动时，即可带动平齿轮110转动，进而驱动电子广告牌300转动，调整电子广告牌300的方向，以将电子广告牌300调整至与风向相同，也就是调整电子广告牌300的迎风角度，减小自身的风阻至最小化，避免受力折断，同时减小了整个灯杆100上的风阻，提高灯杆100的可靠性。电子广告牌300的转动调整到位后，伸缩机构420驱动第一伞齿轮430复位，使得第一伞齿轮430与第二伞齿轮510重新啮合。

上述技术所述第二伞齿轮510的上端伞齿面啮合联动一第三伞齿轮550，第三伞齿轮550水平设置，且所述第三伞齿轮550上端面轴中心设置一连接轴530，所述连接轴530从所述灯杆100中向上引出，且所述连接轴530与所述灯杆100上端通过第三轴承560连接，从而使得连接轴530的轴向位置固定，避免晃动。当减速一体电机400驱动第一伞齿轮430、第二伞齿轮510以及第三伞齿轮550转动，即可带动连接轴530转动在第三轴承560中，而所述连接轴530引出端的端头设置一太阳能电池板540，从而即可带动太阳能电池板540旋转，以追逐光线角度变化，提高太阳能电池板的发电效率。

本实施例中，所述太阳能电池板540倾斜设置，使其与太阳的高度角大体一致，正常状态时，通过减速一体电机400驱动太阳能电池板540转动，以调整水平方向角，以追逐太阳光线在水平方向的变化，从而实现太阳能电池板的最大发电效率。

综上可知，所述第二伞齿轮510位于所述第一伞齿轮430的轴向第一端，所述端面齿轮440位于所述第一伞齿轮430的轴向第二端，正常状态时，第二伞齿轮510与第一伞齿轮430的伞面啮合接触，减速一体电机400驱动太阳能电池板540转动以追逐最大功率点，提高太阳能电池板540的最大发电效率。当出现风速过大时，类似于调整吊塔的掉臂方向，实现避风调向，本实施例中，具体是调整太阳能电池板540和电子广告牌300的方向，以减小各自的风阻，降低太阳能电池板540、电子广告牌300以及灯杆100被折断的几率。

太阳能电池板540、电子广告牌300方向的具体调整过程如下：

根据风向，减速一体电机400驱动太阳能电池板540转动，直到太阳能电池板540的上表面正好迎着风向，风沿着太阳能电池板540上表面流动，从而降低了太阳能电池板540上的风阻。

当太阳能电池板540的方位调整到位后，所述伸缩机构420驱动所述第一伞齿轮430向端面齿轮440方向轴向移动，直到所述第一伞齿轮430与第二伞齿轮510脱离，并与所述端面齿轮440啮合联动，此后通过减速一体电机400来调整电子广告牌300的方向，以将电子广告牌300调整至与风向相同，也就是调整电子广告牌300的迎风角度，减小自身的风阻至最小化，避免受力折断，同时减小了整个灯杆100上的风阻，提高灯杆100的可靠性。

由上所述，本发明可以调整太阳能电池板540的转向，以追踪最大功率点，提高了电池板的发电效率；同时，当出现风速过大时，可以调整电子广告牌300和太阳能电池板540的转向，以将电子广告牌300和太阳能电池板540调整至与风向相同，降低电子广告牌300和太阳能电池板540上的风阻力，从而降低灯杆100整体的风阻力，避免折断损耗。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，包括：

灯杆，其为空心状结构，所述灯杆内横向设置一减速一体电机，所述减速一体电机的输出轴上设置一伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩端上设置一第一伞齿轮，所述第一伞齿轮的外端壁上设置有端面齿牙，所述灯杆的管壁上转动设置一平齿轮，所述平齿轮外侧端凸出于所述灯杆的管壁一定距离，所述平齿轮的内侧端啮合连接一螺杆，所述螺杆的端头设置一端面齿轮，所述端面齿轮与所述第一伞齿轮上的端面齿牙选择性连接；

电子广告牌，其通过环形轴套套设在所述灯杆上，所述环形轴套转动设置在所述灯杆外周，且至少一个所述环形轴套的内周壁上设置内齿圈，所述内齿圈与所述平齿轮的外侧凸出端啮合，所述减速一体电机带动所述电子广告牌转动。

2.如权利要求1所述的一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，所述灯杆上部侧壁横向贯穿开设一开口，所述开口上下两侧的所述灯杆侧壁上分别固定一第一轴承，两侧的所述第一轴承中转动设置一转轴，所述平齿轮套设在所述转轴上，且所述平齿轮贯穿所述开口内外两侧。

3.如权利要求2所述的一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，所述减速一体电机通过支架安装在所述灯杆的内侧壁上，所述减速一体电机的输出轴与所述开口处于同一水平面上，所述伸缩机构的伸缩方向与所述输出轴的长度方向一致。

4.如权利要求3所述的一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，所述螺杆横向设置在所述灯杆内侧，所述端面齿轮设置在所述螺杆的第一端头，所述螺杆的第二端头通过一第二轴承转动设置在所述灯杆的内侧壁上；所述螺杆与所述输出轴处于同一直线上，且所述端面齿轮与所述第一伞齿轮对应间隔设置。

5.如权利要求4所述的一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，所述环形轴套为可打开式结构，所述环形轴套中心内侧壁上开设一环形凹槽，所述环形凹槽与所述开口位置对应，所述内齿圈设置在所述环形凹槽的侧壁上，所述环形凹槽上下两端分别凸出设置一第一环形导轨，所述开口上下两端的所述灯杆外侧壁上分别开设有一第一环形导槽，所述第一环形导轨滑动设置在所述第一环形导槽中。

6.如权利要求5所述的一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，所述环形轴套下端的所述灯杆上套设有一随动轴套，所述随动轴套上下两端内侧壁上分别凸出设置一第二环形导轨，所述第一环形导槽下端的所述灯杆外侧壁间隔开设有两条第二环形导槽，所述第二环形导轨滑动设置在所述第二环形导槽中。

7.如权利要求6所述的一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，所述电子广告牌纵向设置，且所述电子广告牌上端与所述环形轴套外侧壁固定，所述电子广告牌下端与所述随动轴套外侧壁固定。

8.如权利要求4所述的一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，所述减速一体电机的机壳上延伸出一固定轴，所述固定轴平行间隔设置在所述输出轴的上端，所述固定轴的端头设置一第二伞齿轮，所述第二伞齿轮的下端伞齿面与所述第一伞齿轮的上端伞齿面选择性啮合。

9.如权利要求8所述的一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，所述第二伞齿轮的上端伞齿面啮合联动一第三伞齿轮，所述第三伞齿轮上端面轴中心设置一连接轴，所述连接轴从所述灯杆中向上引出，且所述连接轴与所述灯杆上端通过第三轴承连接，所述连接轴引出端的端头设置一太阳能电池板，所述太阳能电池板倾斜设置。

10.如权利要求9所述的一种安全可靠的城市智慧照明路灯，其特征在于，所述第二伞齿轮位于所述第一伞齿轮的轴向第一端，所述端面齿轮位于所述第一伞齿轮的轴向第二端，所述伸缩机构驱动所述第一伞齿轮轴向移动，所述第一伞齿轮选择性与所述端面齿轮或第二伞齿轮联动。