CN111006175A - 一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能路灯技术领域，且公开了一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，包括安装箱，所述安装箱内壁底部的中间位置固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接有转杆，所述安装箱顶部的中间位置设置有轴承，所述转杆的顶部通过轴承延伸至安装箱顶部的上方。本发明通过伺服电机的转动，使整个承载板上的太阳能板在水平角度中，能够进行三百六十度自由调整方向，同时配合电动推杆的自动伸缩能力，达到了对于太阳能板进行仰角的调整，从而使太阳能板能够根据一天中阳光的照射角度进行自动调整，使其始终处于光照强度最强的位置，保证了对于光照能源的最大利用化，进而提高了整个太阳能板发电的效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能路灯技术领域，具体为一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯。
背景技术
太阳能是一种清洁而且无污染的能源，有着巨大的开发前景。同时我国是一个太阳能资源比较丰富的国家，提高太阳能利用效率可极大缓解能源短缺的问题。利用太阳能的关键不仅需要改进太阳能电池板，如何能让电池板发挥最大的作用也是必要的，这样才能让电池板得到太阳的最大光照强度，从而最大限度的采集太阳能。
太阳在一天中不断改变位置，这造成太阳能存在着密度低、间歇性的特点，且光照方向和角度随时间不断变化，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。传统太阳能电池板固定在一个角度，太阳能接收板无法根据太阳的照射方向，调整太阳能接收板的方向，不能时刻工作在最大效率处。这样大大降低了光的吸收效率，造成了能量的流失大，影响了整个太阳能板发电的效率。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明的目的在于提供了一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，达到了使太阳能板能够根据一天中阳光的照射角度进行自动调整，使其始终处于光照强度最强位置的目的，大大提高了光的吸收效率，保证了对于光照能源的最大利用化，进而提高了整个太阳能板发电的效率。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，包括安装箱，所述安装箱内壁底部的中间位置固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接有转杆，所述安装箱顶部的中间位置设置有轴承，所述转杆的顶部通过轴承延伸至安装箱顶部的上方，所述转杆的顶部固定连接有承载板，所述承载板底部外边缘的四周均固定连接有万向脚轮，所述安装箱的顶部开设有配合四个万向脚轮使用的轨道槽，所述承载板顶部的右侧固定连接有铰接座，所述铰接座的顶部固定连接有安装架，所述安装架底部的右侧通过铰接座与承载板转动连接，所述安装架上设置有太阳能板，所述安装架的顶部设置有组合光敏电阻。
所述组合光敏电阻包括RT1、RT2、RT3和RT4，所述RT1和RT3分别位于安装架顶部的右侧，且RT1与RT3相对于安装架的中间位置呈对称位置分布，所述RT2和RT4分别位于安装架顶部的左侧，且RT2与RT4相对于安装架的中间位置呈对称位置分布。
优选的，所述承载板顶部的左侧固定连接有电动推杆，所述电动推杆顶部的自由端固定连接有连接件，所述连接件为活动铰链，所述连接件的顶部与安装架底部的左侧固定连接。
优选的，所述安装箱的右侧固定连接有蓄水箱，所述蓄水箱内设置有微型水泵，且微型水泵的两侧分别与蓄水箱内壁两侧的底部固定连接，所述蓄水箱内壁的底部开设有凹槽，所述凹槽的形状为弧形半圆状。
优选的，所述微型水泵底部的进水端固定连通有过滤盒，所述过滤盒的内部设置有滤网，所述过滤盒的底部为弧形曲面，且过滤盒的底部与凹槽内侧壁的底部相接触。
优选的，安装架顶部的左侧固定连接有排管，所述排管的右侧固定连通有增压喷头，所述增压喷头与太阳能板的顶部处于相互平行位置关系，所述增压喷头的数量至少为三个，且三个所述增压喷头相对于排管等距离均匀分布，所述微型水泵顶部的出水端固定连通有连接管，且连接管的另一端与排管的进水端固定连通。
优选的，所述安装箱底部的中间位置固定连接有灯杆，所述灯杆外表面的顶部固定连接有加强臂杆，且加强臂杆的另一端与安装箱的底部固定连接，所述灯杆右侧的顶部固定连接有照明灯。
本发明要解决的另一技术问题是：提供一种太阳能电池板角度可调的电路控制系统，其特征在于：包括伺服电机M、光敏电阻RT1、RT2、RT3和RT4、电位器RP1和RP2、运算放大器LM358、三极管VT1和VT2、继电器K1和K2、桥式整流二极管单元VD1、VD2和VD3、电阻R1、R2、R3和R4、电容C1、C2、C3和C4、工作电压VDD和公共接地端电压VSS。
优选的，双运算放大器LM358与电阻R1和R2构成两个电压比较器，工作电压VDD为6V，光敏电阻RT1、RT2与电位器RP1和光敏电阻RT3、RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动的补偿，当RT1、RT2、RT3、和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1和RP2的中心点电压不变，如果只有RT1、RT3受太阳光的照射，RT1的内阻减小，LM358的3脚电位升高，1脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，其转换触电3与触电1闭合，同时RT3内阻减小，LM358的5脚电位下降，K2不动作，其转换触电3与静触点2闭合，伺服电机M正转，同理，如果只有RT2、RT4受太阳光的照射，继电器K2导通，K1断开，伺服电机M反转，当转到太阳能板两侧，面的光照度相同时，继电器K1、K2都导通，伺服电机M才停转。
优选的，所述伺服电机M采用5V直流电机。
优选的，所述电位器RP1和RP2的阻值均为270k，所述三极管VT1和VT2的型号均为9013，所述桥式整流二极管单元VD1、VD2和VD3的型号均为4001，所述电阻R1和R2的阻值均为100k，所述电阻R3和R4的阻值均为10k，所述电容C1和C2为2.2μf，所述电容C3和C4为100μf。
（三）有益效果
本发明提供了一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯。具备以下有益效果：
（1）、本发明通过伺服电机的转动，使整个承载板上的太阳能板在水平角度中，能够进行三百六十度自由调整方向，同时配合电动推杆的自动伸缩能力，由于太阳能板的一侧与承载板进行活动连接，达到了对于太阳能板进行仰角的调整，从而使太阳能板能够根据一天中阳光的照射角度进行自动调整，使其始终处于光照强度最强的位置，大大提高了光的吸收效率，保证了对于光照能源的最大利用化，进而提高了整个太阳能板发电的效率。
（2）、本发明由于RT1和RT3分别位于安装架顶部的右侧，RT2和RT4分别位于安装架顶部的左侧的设置，通过四只光敏电阻这样交叉安排，LM358的3脚电位升高时，5脚的电位则降低，LM358的5脚电位升高时，3脚电位则降低，可使电机的正反转工作既干脆又可靠，并且在太阳不停地偏移过程中，太阳能板两侧光强度的强弱不断地交替变化，配合伺服电机的转停状态，从而使太阳能板始终面朝太阳，能够根据太阳的照射方向，调整太阳能板的方向，进而保证工作时刻处于最大效率。
（3）、本发明通过微型水泵的运行，能够使蓄水箱的水分由排管分流至各个增压喷头中，并且由于增压喷头与太阳能板处于平行状态，从而能够对太阳能板的外表面进行冲洗，避免了由于处于户外灰尘容易覆盖表面现象的发生，保证了太阳能板表面的清洁度，防止出现灰尘遮挡现象的发生，进而提高了太阳能板的光照吸收能力。
（4）、本发明由于凹槽和过滤盒的设置，通过凹槽的弧形状态以及过滤盒底部的弧形设计，能够使蓄水箱内部的水流在底液面时全部处于凹槽内，并且过滤盒的底部与其相接触，能够最大限度内保证微型水泵的吸水能力，从而提高对于太阳能板的清洁效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明结构的部分正面剖示图；
图3为本发明结构安装架的俯视图；
图4为本发明结构的电路系统图。
图中：1、安装箱；2、伺服电机；3、转杆；4、轴承；5、承载板；6、轨道槽；7、万向脚轮；8、铰接座；9、安装架；10、太阳能板；11、组合光敏电阻；12、电动推杆；13、连接件；14、蓄水箱；15、微型水泵；16、过滤盒；17、滤网；18、凹槽；19、连接管；20、排管；21、增压喷头；22、灯杆；23、照明灯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，包括安装箱1，安装箱1内壁底部的中间位置固定连接有伺服电机2，伺服电机2的输出端固定连接有转杆3，安装箱1顶部的中间位置设置有轴承4，转杆3的顶部通过轴承4延伸至安装箱1顶部的上方，转杆3的顶部固定连接有承载板5，承载板5底部外边缘的四周均固定连接有万向脚轮7，安装箱1的顶部开设有配合四个万向脚轮7使用的轨道槽6，承载板5顶部的右侧固定连接有铰接座8，铰接座8的顶部固定连接有安装架9，安装架9底部的右侧通过铰接座8与承载板5转动连接，安装架9上设置有太阳能板10，安装架9的顶部设置有组合光敏电阻11。
组合光敏电阻11包括RT1、RT2、RT3和RT4，RT1和RT3分别位于安装架9顶部的右侧，且RT1与RT3相对于安装架9的中间位置呈对称位置分布，RT2和RT4分别位于安装架9顶部的左侧，且RT2与RT4相对于安装架9的中间位置呈对称位置分布，通过四只光敏电阻这样交叉安排，LM358的3脚电位升高时，5脚的电位则降低，LM358的5脚电位升高时，3脚电位则降低，可使电机的正反转工作既干脆又可靠，并且在太阳不停地偏移过程中，太阳能板10两侧光强度的强弱不断地交替变化，配合伺服电机2的转停状态，从而使太阳能板10始终面朝太阳，能够根据太阳的照射方向，调整太阳能板10的方向，进而保证工作时刻处于最大效率。
承载板5顶部的左侧固定连接有电动推杆12，电动推杆12顶部的自由端固定连接有连接件13，连接件13为活动铰链，连接件13的顶部与安装架9底部的左侧固定连接，安装箱1的右侧固定连接有蓄水箱14，蓄水箱14顶部的中间位置位于太阳能板10右侧底部的下方，该种位置关系能够使蓄水箱14在雨天时，增大对于雨水的续存能力，雨天时，雨水落在太阳能板10上时，由于整个太阳能板10处于倾斜状态，雨水能够由太阳能板10滑落至蓄水箱14内，从而保证了蓄水箱14的蓄水能力，蓄水箱14内设置有微型水泵15，且微型水泵15的两侧分别与蓄水箱14内壁两侧的底部固定连接，蓄水箱14内壁的底部开设有凹槽18，凹槽18的形状为弧形半圆状，微型水泵15底部的进水端固定连通有过滤盒16，过滤盒16的内部设置有滤网17，过滤盒16的底部为弧形曲面，且过滤盒16的底部与凹槽18内侧壁的底部相接触，由于凹槽18和过滤盒16的设置，通过凹槽18的弧形状态以及过滤盒16底部的弧形设计，能够使蓄水箱14内部的水流在底液面时全部处于凹槽18内，并且过滤盒16的底部与其相接触，能够最大限度内保证微型水泵15的吸水能力，从而提高对于太阳能板10的清洁效果，安装架9顶部的左侧固定连接有排管20，排管20的右侧固定连通有增压喷头21，增压喷头21与太阳能板10的顶部处于相互平行位置关系，增压喷头21的数量至少为三个，且三个增压喷头21相对于排管20等距离均匀分布，微型水泵15顶部的出水端固定连通有连接管19，且连接管19的另一端与排管20的进水端固定连通，通过微型水泵15的运行，能够使蓄水箱14的水分由排管20分流至各个增压喷头21中，并且由于增压喷头21与太阳能板10处于平行状态，从而能够对太阳能板10的外表面进行冲洗，避免了由于处于户外灰尘容易覆盖表面现象的发生，保证了太阳能板10表面的清洁度，防止出现灰尘遮挡现象的发生，进而提高了太阳能板10的光照吸收能力，安装箱1底部的中间位置固定连接有灯杆22，灯杆22外表面的顶部固定连接有加强臂杆，且加强臂杆的另一端与安装箱1的底部固定连接，灯杆22右侧的顶部固定连接有照明灯23。
本发明要解决的另一技术问题是：提供一种太阳能电池板角度可调的电路控制系统，包括伺服电机M、光敏电阻RT1、RT2、RT3和RT4、电位器RP1和RP2、运算放大器LM358、三极管VT1和VT2、继电器K1和K2、桥式整流二极管单元VD1、VD2和VD3、电阻R1、R2、R3和R4、电容C1、C2、C3和C4、工作电压VDD和公共接地端电压VSS。
双运算放大器LM358与电阻R1和R2构成两个电压比较器，工作电压VDD为6V，光敏电阻RT1、RT2与电位器RP1和光敏电阻RT3、RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动的补偿，当RT1、RT2、RT3、和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1和RP2的中心点电压不变，如果只有RT1、RT3受太阳光的照射，RT1的内阻减小，LM358的3脚电位升高，1脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，其转换触电3与触电1闭合，同时RT3内阻减小，LM358的5脚电位下降，K2不动作，其转换触电3与静触点2闭合，伺服电机M正转，同理，如果只有RT2、RT4受太阳光的照射，继电器K2导通，K1断开，伺服电机M反转，当转到太阳能板两侧，面的光照度相同时，继电器K1、K2都导通，伺服电机M才停转。
伺服电机M采用5V直流电机，电位器RP1和RP2的阻值均为270k，三极管VT1和VT2的型号均为9013，桥式整流二极管单元VD1、VD2和VD3的型号均为4001，电阻R1和R2的阻值均为100k，电阻R3和R4的阻值均为10k，电容C1和C2为2.2μf，电容C3和C4为100μf。
在使用时，通过伺服电机2的转动，使整个承载板5上的太阳能板10在水平角度中，能够进行三百六十度自由调整方向，同时配合电动推杆12的自动伸缩能力，由于太阳能板10的一侧与承载板5进行活动连接，达到了对于太阳能板10进行仰角的调整，从而使太阳能板10能够根据一天中阳光的照射角度进行自动调整。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，包括安装箱（1），其特征在于：所述安装箱（1）内壁底部的中间位置固定连接有伺服电机（2），所述伺服电机（2）的输出端固定连接有转杆（3），所述安装箱（1）顶部的中间位置设置有轴承（4），所述转杆（3）的顶部通过轴承（4）延伸至安装箱（1）顶部的上方，所述转杆（3）的顶部固定连接有承载板（5），所述承载板（5）底部外边缘的四周均固定连接有万向脚轮（7），所述安装箱（1）的顶部开设有配合四个万向脚轮（7）使用的轨道槽（6），所述承载板（5）顶部的右侧固定连接有铰接座（8），所述铰接座（8）的顶部固定连接有安装架（9），所述安装架（9）底部的右侧通过铰接座（8）与承载板（5）转动连接，所述安装架（9）上设置有太阳能板（10），所述安装架（9）的顶部设置有组合光敏电阻（11）；
所述组合光敏电阻（11）包括RT1、RT2、RT3和RT4，所述RT1和RT3分别位于安装架（9）顶部的右侧，且RT1与RT3相对于安装架（9）的中间位置呈对称位置分布，所述RT2和RT4分别位于安装架（9）顶部的左侧，且RT2与RT4相对于安装架（9）的中间位置呈对称位置分布。
2.根据权利要求1所述的一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述承载板（5）顶部的左侧固定连接有电动推杆（12），所述电动推杆（12）顶部的自由端固定连接有连接件（13），所述连接件（13）为活动铰链，所述连接件（13）的顶部与安装架（9）底部的左侧固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述安装箱（1）的右侧固定连接有蓄水箱（14），所述蓄水箱（14）内设置有微型水泵（15），且微型水泵（15）的两侧分别与蓄水箱（14）内壁两侧的底部固定连接，所述蓄水箱（14）内壁的底部开设有凹槽（18），所述凹槽（18）的形状为弧形半圆状。
4.根据权利要求3所述的一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述微型水泵（15）底部的进水端固定连通有过滤盒（16），所述过滤盒（16）的内部设置有滤网（17），所述过滤盒（16）的底部为弧形曲面，且过滤盒（16）的底部与凹槽（18）内侧壁的底部相接触。
5.根据权利要求1所述的一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述安装架（9）顶部的左侧固定连接有排管（20），所述排管（20）的右侧固定连通有增压喷头（21），所述增压喷头（21）与太阳能板（10）的顶部处于相互平行位置关系，所述增压喷头（21）的数量至少为三个，且三个所述增压喷头（21）相对于排管（20）等距离均匀分布，所述微型水泵（15）顶部的出水端固定连通有连接管（19），且连接管（19）的另一端与排管（20）的进水端固定连通。
6.根据权利要求1所述的一种可调太阳能电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述安装箱（1）底部的中间位置固定连接有灯杆（22），所述灯杆（22）外表面的顶部固定连接有加强臂杆，且加强臂杆的另一端与安装箱（1）的底部固定连接，所述灯杆（22）右侧的顶部固定连接有照明灯（23）。
7.一种太阳能电池板角度可调的电路控制系统，其特征在于：包括伺服电机M、光敏电阻RT1、RT2、RT3和RT4、电位器RP1和RP2、运算放大器LM358、三极管VT1和VT2、继电器K1和K2、桥式整流二极管单元VD1、VD2和VD3、电阻R1、R2、R3和R4、电容C1、C2、C3和C4、工作电压VDD和公共接地端电压VSS。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能电池板角度可调的电路控制系统，其特征在于：双运算放大器LM358与电阻R1和R2构成两个电压比较器，工作电压VDD为6V，光敏电阻RT1、RT2与电位器RP1和光敏电阻RT3、RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路，该电路的特殊之处在于能根据环境光线的强弱进行自动的补偿，当RT1、RT2、RT3、和RT4同时受环境自然光线作用时，RP1和RP2的中心点电压不变，如果只有RT1、RT3受太阳光的照射，RT1的内阻减小，LM358的3脚电位升高，1脚输出高电平，三极管VT1饱和导通，继电器K1导通，其转换触电3与触电1闭合，同时RT3内阻减小，LM358的5脚电位下降，K2不动作，其转换触电3与静触点2闭合，伺服电机M正转，同理，如果只有RT2、RT4受太阳光的照射，继电器K2导通，K1断开，伺服电机M反转，当转到太阳能板两侧，面的光照度相同时，继电器K1、K2都导通，伺服电机M才停转。
9.根据权利要求7所述的一种太阳能电池板角度可调的电路控制系统，其特征在于：所述伺服电机M采用5V直流电机。
10.根据权利要求7所述的一种太阳能电池板角度可调的电路控制系统，其特征在于：所述电位器RP1和RP2的阻值均为270k，所述三极管VT1和VT2的型号均为9013，所述桥式整流二极管单元VD1、VD2和VD3的型号均为4001，所述电阻R1和R2的阻值均为100k，所述电阻R3和R4的阻值均为10k，所述电容C1和C2为2.2μf，所述电容C3和C4为100μf。
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