CN110630953A - 一种用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，包括底座、灯杆、光电装置、顶板、处理器、支架、灯壳和灯管，光电装置包括光电机构和清洗机构，清洗机构包括水箱、四个清洗组件和若干支脚，水箱内设有固定板和过滤网，水箱内设有固定板和过滤网，伸缩组件包括驱动杆、伸缩杆和密封板，该用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯通过光电机构可在晴天光伏发电，在雨天将雨水收集到水箱中，便于积蓄水流进行清洗，不仅如此，清洗机构中通过过滤网过滤水中的泥沙杂质，便于水泵抽取清水输送至喷头对光伏板进行清洗维护，保证了对光伏板的清洗效果，从而提高了设备的实用性。

Description

一种用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯

技术领域

本发明涉及太阳能光伏应用领域，特别涉及一种用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯。

背景技术

太阳能路灯作为一种交通照明设施，其工作原理十分简单，就是利用光产生伏特效应原理制成的太阳能电池板，在白天电池板接收太阳能辐射并将其转化为电能，经过充放电控制器存储在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低至设定值时，太阳能电池板开路电压产生一定变化，充放电控制器自动检测到这一电压后发出制动指令，蓄电池开始对灯头放电。蓄电池放电约8.5小时后，充放电控制器发出制动指令，蓄电池放电结束。

现有的太阳能路灯中，太阳能板通常都是直接固定安装在灯杆的顶部，长期运行后，表面容易积灰，影响了发电效率，需要进行清洗维护，但是现有的太阳能路灯仅仅依靠降雨对太阳能板进行清洗，由于雨水中含有空气中的烟尘和其他一些杂物，因此雨水的清洗效果有限，清洗过后，仍有部分杂物残留在太阳能板上，影响太阳光的吸收，降低了光伏发电效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，包括底座、灯杆、光电装置、顶板、处理器、支架、灯壳和灯管，所述灯杆的底端固定在底座的上方，所述顶板固定在灯杆的顶端，所述光电装置设置在顶板的上方，所述处理器固定在灯杆上，所述处理器内设有PLC，所述灯壳通过支架固定在灯壳的上部的一侧，所述灯管设置在灯壳内，所述灯管与PLC电连接；

所述光电装置包括光电机构和清洗机构，所述光电机构通过清洗机构设置在顶板的上方；

所述清洗机构包括水箱、四个清洗组件和若干支脚，所述水箱通过支脚固定在顶板的上方，四个清洗组件分别位于水箱的四侧，所述水箱的上方设有四个进水口，四个进水口分别位于光电机构的下方的四侧，所述水箱内设有固定板和过滤网，所述过滤网的形状为管状，所述过滤网的底端固定在水箱内的底部，所述过滤网的顶端与固定板固定连接，所述水箱的四角处的下方设有排水管，所述排水管内设有阀门，所述阀门与PLC电连接；

所述光电机构包括光伏板、驱动组件、四个伸缩组件和四个支杆，四个支杆分别位于光伏板的四角处，所述光伏板通过支脚固定在水箱的上方，所述驱动组件位于光伏板的下方，四个伸缩组件分别位于驱动组件的四侧，所述伸缩组件与条形口一一对应，所述伸缩组件包括驱动杆、伸缩杆和密封板，所述驱动组件与驱动杆的一端传动连接，所述驱动杆的另一端与伸缩杆的一端铰接，所述伸缩杆的另一端与密封板固定连接，所述密封板抵靠在水箱的上方。

作为优选，为了实现对光伏板的清洗，所述清洗组件包括升降单元、升降板、平移单元、平移块、水泵、输水管、抽水管和喷头，所述升降单元与升降板传动连接，所述平移单元位于升降板的上，所述平移单元与平移块传动连接，所述水泵固定在水箱上，所述水泵与抽水管的一端连通，所述抽水管的另一端与过滤网的内侧连通，所述水泵通过输水管与喷头连通，所述喷头固定在平移块的上方，所述水泵与PLC电连接。

作为优选，为了实现升降板的升降移动，所述升降单元包括气缸，所述气缸的缸体固定在水箱上，所述气缸的气杆的顶端固定在升降板的下方，所述气缸与PLC电连接。

作为优选，为了驱动平移块进行平移，所述平移单元包括第一电机、轴承和丝杆，所述第一电机和轴承分别固定在升降板的两端的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述平移块抵靠在升降的上方，所述平移块套设在丝杆上，所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。

作为优选，为了扩大集水面积，所述平移单元的上方设有斜板和两个竖杆，两个竖杆分别固定在第一电机和轴承的上方，所述斜板架设在两个竖杆上，所述斜板的一侧抵靠在水箱的上部，所述斜板的远离水箱的一侧的高度大于斜板的靠近水箱的一侧的高度。

作为优选，为了通过驱动杆驱动伸缩杆移动，所述驱动组件包括第二电机和驱动轮，所述第二电机固定在光伏板的下方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与驱动轮传动连接，所述驱动杆的远离伸缩杆的一端与驱动轮的远离圆心处铰接。

作为优选，为了保证第二电机的驱动力，所述第二电机为直流伺服电机。

作为优选，为了固定伸缩杆的移动方向，所述伸缩组件还包括固定环，所述固定环固定在光伏板的下方，所述固定环套设在伸缩杆上。

作为优选，为了检测是否降雨，所述灯壳的上方设有与雨滴传感器，所述雨滴传感器与PLC电连接。

作为优选，为了加固灯杆与底座的连接，所述灯杆与底座为一体成型结构。

本发明的有益效果是，该用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯通过光电机构可在晴天光伏发电，在雨天将雨水收集到水箱中，便于积蓄水流进行清洗，不仅如此，清洗机构中通过过滤网过滤水中的泥沙杂质，便于水泵抽取清水输送至喷头对光伏板进行清洗维护，保证了对光伏板的清洗效果，从而提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯的结构示意图；

图2是本发明的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯的光电装置的结构示意图；

图3是本发明的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯的水箱的剖视图；

图4是本发明的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯的光电机构的结构示意图；

图中：1.底座，2.灯杆，3.顶板，4.处理器，5.支架，6.灯壳，7.灯管，8.水箱，9.支脚，10.固定板，11.过滤网，12.排水管，13.光伏板，14.支杆，15.驱动杆，16.伸缩杆，17.密封板，18.升降板，19.平移块，20.水泵，21.输水管，22.抽水管，23.喷头，24.气缸，25.第一电机，26.轴承，27.丝杆，28.斜板，29.竖杆，30.第二电机，31.驱动轮，32.固定环，33.雨滴传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，包括底座1、灯杆2、光电装置、顶板3、处理器4、支架5、灯壳6和灯管7，所述灯杆2的底端固定在底座1的上方，所述顶板3固定在灯杆2的顶端，所述光电装置设置在顶板3的上方，所述处理器4固定在灯杆2上，所述处理器4内设有PLC，所述灯壳6通过支架5固定在灯壳6的上部的一侧，所述灯管7设置在灯壳6内，所述灯管7与PLC电连接；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

该太阳能路灯中，底座1固定安装在路面的一侧，通过灯杆2对顶板3进行固定支撑，同时灯管7的上部的一侧，通过支架5固定灯壳6，在白天，利用光电装置进行光伏发电，储备电能，而在夜间，PLC控制灯壳6内的灯管7利用白天储备的电能进行发光，对路面进行照明。

如图2-3所示，所述光电装置包括光电机构和清洗机构，所述光电机构通过清洗机构设置在顶板3的上方；

所述清洗机构包括水箱8、四个清洗组件和若干支脚9，所述水箱8通过支脚9固定在顶板3的上方，四个清洗组件分别位于水箱8的四侧，所述水箱8的上方设有四个进水口，四个进水口分别位于光电机构的下方的四侧，所述水箱8内设有固定板10和过滤网11，所述过滤网11的形状为管状，所述过滤网11的底端固定在水箱8内的底部，所述过滤网11的顶端与固定板10固定连接，所述水箱8的四角处的下方设有排水管12，所述排水管12内设有阀门，所述阀门与PLC电连接；

光电装置中，由光电机构负责进行光伏发电，而清洗机构负责定期对光电机构中的光伏板13进行清洗，保证光伏板13的发电效率。在清洗机构中，通过支脚9将水箱8固定支撑在顶板3的上方，水箱8上，通过四个进水口方便在降雨时，雨水通过进水口进入到水箱8中，而后在水箱8内，通过固定板10固定过滤网11的位置，使得水中的泥沙杂物停留在过滤网11的外侧，而清水进入到过滤网11的内侧，通过四个清洗组件可分别从过滤网11的内侧抽取清水，对光伏板13的四侧进行清洁维护，以保证光伏板13的发电效率。PLC控制阀门打开，可使得水箱8中的水流带走水中的泥沙杂物从排水管12排出，实现对水箱8内部的清洁。

如图4所示，所述光电机构包括光伏板13、驱动组件、四个伸缩组件和四个支杆14，四个支杆14分别位于光伏板13的四角处，所述光伏板13通过支脚9固定在水箱8的上方，所述驱动组件位于光伏板13的下方，四个伸缩组件分别位于驱动组件的四侧，所述伸缩组件与条形口一一对应，所述伸缩组件包括驱动杆15、伸缩杆16和密封板17，所述驱动组件与驱动杆15的一端传动连接，所述驱动杆15的另一端与伸缩杆16的一端铰接，所述伸缩杆16的另一端与密封板17固定连接，所述密封板17抵靠在水箱8的上方。

光电机构中，通过四个支杆14将光伏板13固定在水箱8的上方，利用光伏板13可在晴朗的白天进行光伏发电，同时驱动组件可作用在四侧的四个伸缩组件上，通过伸缩组件中的驱动杆15作用在伸缩杆16上，带动密封板17在水箱8的表面，沿着伸缩杆16的轴线方向移动，当发生降雨时，PLC控制驱动组件带动四个伸缩组件中的伸缩杆16向中心靠近移动，使得四个密封板17相互靠近，便于水箱8上的进水口打开，方便收集雨水，而降雨停止后，可通过驱动组件带动四个伸缩杆16相互远离，使得密封板17盖设在进水口上，堵住进水口，防止水箱8内的水溶液蒸发，保证水箱8内储备足够的水源，供光伏板13清洗维护使用。

如图2所示，所述清洗组件包括升降单元、升降板18、平移单元、平移块19、水泵20、输水管21、抽水管22和喷头23，所述升降单元与升降板18传动连接，所述平移单元位于升降板18的上，所述平移单元与平移块19传动连接，所述水泵20固定在水箱8上，所述水泵20与抽水管22的一端连通，所述抽水管22的另一端与过滤网11的内侧连通，所述水泵20通过输水管21与喷头23连通，所述喷头23固定在平移块19的上方，所述水泵20与PLC电连接。

在进行清洗时，PLC控制升降单元带动升降板18向上移动，使得喷头23的高度高于光伏板13后，PLC控制水泵20启动，通过抽水管22抽取过滤网11内侧的清水，利用输水管21输送至喷头23后，使得喷头23喷出清水，同时PLC控制平移单元运行，通过平移块19的移动，带动喷头23沿着光伏板13的侧面进行移动，保证了清洗范围，便于光伏板13恢复高效的光伏发电效率。在清洗完毕后，PLC控制升降单元启动，带动升降板18向下移动，使得喷头23的高度低于光伏板13的高度，避免光伏发电时，喷头23遮挡光线，影响光伏板13的发电效率。

作为优选，为了实现升降板18的升降移动，所述升降单元包括气缸24，所述气缸24的缸体固定在水箱8上，所述气缸24的气杆的顶端固定在升降板18的下方，所述气缸24与PLC电连接。PLC控制气缸24启动，调节缸体内的空气量，使得气缸24的气杆进行移动，进而带动升降板18进行升降移动。

如图2所示，所述平移单元包括第一电机25、轴承26和丝杆27，所述第一电机25和轴承26分别固定在升降板18的两端的上方，所述第一电机25与PLC电连接，所述第一电机25与丝杆27的一端传动连接，所述丝杆27的另一端设置在轴承26内，所述平移块19抵靠在升降的上方，所述平移块19套设在丝杆27上，所述平移块19的与丝杆27的连接处设有与丝杆27匹配的螺纹。

PLC控制第一电机25启动，带动丝杆27在轴承26的支撑作用下旋转，丝杆27通过螺纹作用在平移块19上，使得平移块19紧贴着升降板18的表面，沿着丝杆27的轴线方向带动喷头23进行平移。

作为优选，为了扩大集水面积，所述平移单元的上方设有斜板28和两个竖杆29，两个竖杆29分别固定在第一电机25和轴承26的上方，所述斜板28架设在两个竖杆29上，所述斜板28的一侧抵靠在水箱8的上部，所述斜板28的远离水箱8的一侧的高度大于斜板28的靠近水箱8的一侧的高度。利用两个竖杆29将斜板28固定在第一电机25和轴承26的上方，在发生降雨后，雨水打在斜板28上，可顺着斜板28流到进水口处，通过进水口进入水箱8内，扩大了集水面积。

如图4所示，所述驱动组件包括第二电机30和驱动轮31，所述第二电机30固定在光伏板13的下方，所述第二电机30与PLC电连接，所述第二电机30与驱动轮31传动连接，所述驱动杆15的远离伸缩杆16的一端与驱动轮31的远离圆心处铰接。

PLC控制第二电机30启动，带动驱动轮31转动90°，驱动轮31作用在驱动杆15上，使得驱动杆15带动伸缩杆16进行平移。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机30的驱动力，所述第二电机30为直流伺服电机。

作为优选，为了固定伸缩杆16的移动方向，所述伸缩组件还包括固定环32，所述固定环32固定在光伏板13的下方，所述固定环32套设在伸缩杆16上。通过固定在光伏板13下方的固定环32，固定了伸缩杆16的移动方向，当驱动力转动后，伸缩杆16沿着固定环32的轴线保持平稳的移动。

作为优选，为了检测是否降雨，所述灯壳6的上方设有与雨滴传感器33，所述雨滴传感器33与PLC电连接。利用雨滴传感器33检测外部天气是否发生降雨，并将信号传递给PLC，PLC根据信号内容控制密封板17的移动，在发生降雨后，伸缩组件中的密封板17移动，脱离进水口，方便雨水通过进水口进入到水箱8中，而在雨停后，密封板17盖住进水口，防止水箱8内的水溶液蒸发。

作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了加固灯杆2与底座1的连接，所述灯杆2与底座1为一体成型结构。

该太阳能路灯使用过程中，通过驱动组件可带动伸缩组件中的密封板17移动，在雨天，密封板17脱离进水口，方便雨水通过进水口进入水箱8中，而在晴天，密封板17堵住进水口，防止水箱8内的水溶液蒸发，水箱8内部，通过过滤网11对水溶液进行过滤清洁，在对光伏板13清洗维护时，升降单元带动升降板18向上移动，使得喷头23高于光伏板13后，水泵20抽取过滤网11内侧的清水，同时平移单元通过平移块19带动喷头23进行移动，从光伏板13的四侧对光伏板13进行清洁，由于水溶液经过了过滤处理，避免水中含有杂质，从而保证了对光伏板13的清洗效果，便于保持光伏板13高效的发电效率，从而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯通过光电机构可在晴天光伏发电，在雨天将雨水收集到水箱8中，便于积蓄水流进行清洗，不仅如此，清洗机构中通过过滤网11过滤水中的泥沙杂质，便于水泵20抽取清水输送至喷头23对光伏板13进行清洗维护，保证了对光伏板13的清洗效果，从而提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，包括底座(1)、灯杆(2)、光电装置、顶板(3)、处理器(4)、支架(5)、灯壳(6)和灯管(7)，所述灯杆(2)的底端固定在底座(1)的上方，所述顶板(3)固定在灯杆(2)的顶端，所述光电装置设置在顶板(3)的上方，所述处理器(4)固定在灯杆(2)上，所述处理器(4)内设有PLC，所述灯壳(6)通过支架(5)固定在灯壳(6)的上部的一侧，所述灯管(7)设置在灯壳(6)内，所述灯管(7)与PLC电连接；

所述光电装置包括光电机构和清洗机构，所述光电机构通过清洗机构设置在顶板(3)的上方；

所述清洗机构包括水箱(8)、四个清洗组件和若干支脚(9)，所述水箱(8)通过支脚(9)固定在顶板(3)的上方，四个清洗组件分别位于水箱(8)的四侧，所述水箱(8)的上方设有四个进水口，四个进水口分别位于光电机构的下方的四侧，所述水箱(8)内设有固定板(10)和过滤网(11)，所述过滤网(11)的形状为管状，所述过滤网(11)的底端固定在水箱(8)内的底部，所述过滤网(11)的顶端与固定板(10)固定连接，所述水箱(8)的四角处的下方设有排水管(12)，所述排水管(12)内设有阀门，所述阀门与PLC电连接；

所述光电机构包括光伏板(13)、驱动组件、四个伸缩组件和四个支杆(14)，四个支杆(14)分别位于光伏板(13)的四角处，所述光伏板(13)通过支脚(9)固定在水箱(8)的上方，所述驱动组件位于光伏板(13)的下方，四个伸缩组件分别位于驱动组件的四侧，所述伸缩组件与条形口一一对应，所述伸缩组件包括驱动杆(15)、伸缩杆(16)和密封板(17)，所述驱动组件与驱动杆(15)的一端传动连接，所述驱动杆(15)的另一端与伸缩杆(16)的一端铰接，所述伸缩杆(16)的另一端与密封板(17)固定连接，所述密封板(17)抵靠在水箱(8)的上方。

2.如权利要求1所述的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，所述清洗组件包括升降单元、升降板(18)、平移单元、平移块(19)、水泵(20)、输水管(21)、抽水管(22)和喷头(23)，所述升降单元与升降板(18)传动连接，所述平移单元位于升降板(18)的上，所述平移单元与平移块(19)传动连接，所述水泵(20)固定在水箱(8)上，所述水泵(20)与抽水管(22)的一端连通，所述抽水管(22)的另一端与过滤网(11)的内侧连通，所述水泵(20)通过输水管(21)与喷头(23)连通，所述喷头(23)固定在平移块(19)的上方，所述水泵(20)与PLC电连接。

3.如权利要求2所述的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，所述升降单元包括气缸(24)，所述气缸(24)的缸体固定在水箱(8)上，所述气缸(24)的气杆的顶端固定在升降板(18)的下方，所述气缸(24)与PLC电连接。

4.如权利要求2所述的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，所述平移单元包括第一电机(25)、轴承(26)和丝杆(27)，所述第一电机(25)和轴承(26)分别固定在升降板(18)的两端的上方，所述第一电机(25)与PLC电连接，所述第一电机(25)与丝杆(27)的一端传动连接，所述丝杆(27)的另一端设置在轴承(26)内，所述平移块(19)抵靠在升降的上方，所述平移块(19)套设在丝杆(27)上，所述平移块(19)的与丝杆(27)的连接处设有与丝杆(27)匹配的螺纹。

5.如权利要求4所述的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，所述平移单元的上方设有斜板(28)和两个竖杆(29)，两个竖杆(29)分别固定在第一电机(25)和轴承(26)的上方，所述斜板(28)架设在两个竖杆(29)上，所述斜板(28)的一侧抵靠在水箱(8)的上部，所述斜板(28)的远离水箱(8)的一侧的高度大于斜板(28)的靠近水箱(8)的一侧的高度。

6.如权利要求1所述的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，所述驱动组件包括第二电机(30)和驱动轮(31)，所述第二电机(30)固定在光伏板(13)的下方，所述第二电机(30)与PLC电连接，所述第二电机(30)与驱动轮(31)传动连接，所述驱动杆(15)的远离伸缩杆(16)的一端与驱动轮(31)的远离圆心处铰接。

7.如权利要求6所述的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，所述第二电机(30)为直流伺服电机。

8.如权利要求1所述的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，所述伸缩组件还包括固定环(32)，所述固定环(32)固定在光伏板(13)的下方，所述固定环(32)套设在伸缩杆(16)上。

9.如权利要求1所述的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，所述灯壳(6)的上方设有与雨滴传感器(33)，所述雨滴传感器(33)与PLC电连接。

10.如权利要求1所述的用于城市照明的具有自动维护功能的太阳能路灯，其特征在于，所述灯杆(2)与底座(1)为一体成型结构。

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