CN111174166A - 一种便于利用自然资源的风光互补路灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便于利用自然资源的风光互补路灯，包括底座、灯杆、照明灯、处理器、风电机构和光电机构，风电机构包括调节箱、调节组件、转动杆、机舱、轮毂和若干风叶，调节组件包括齿轮、驱动单元和两个齿条，光电机构包括托板、光伏板、第一电机、转动板、连接组件和两个支撑组件，支撑组件包括条形口、伸缩单元、滚珠、滑槽和固定块，该便于利用自然资源的风光互补路灯通过风电机可调整机舱的角度，使得风叶正对风力方向，提高风力发电量，不仅如此，光电机构设置在风电机构的上方，不但避免了光伏板接收的光线受阻挡，同时还可灵活调节光伏板角度，使光伏板正对太阳光，提高光伏发电量，从而提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源设备领域，特别涉及一种便于利用自然资源的风光互补路灯。
背景技术
风光互补道路照明是一个新兴的新能源利用领域，它不仅能为城市照明减少常规电的依赖，也为农村照明提供了新的解决方案。近年来，已有多家公司宣传对此进行投资，各地风光互补路灯项目纷纷启动。
现有的风光互补路灯中，风力发电装置大都安装在灯杆的顶部，虽然便于转动，但是风力发电装置以及灯杆容易对光伏板进行遮挡，使得光伏板上留下阴影，减小光伏板吸收的太阳光量，并且光伏板大都固定安装在灯杆的上部，难以根据太阳光的光照方向灵活调节其接收角度，导致风光互补路灯无法充分利用周围的自然资源，降低了其实用性。
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，提供一种便于利用自然资源的风光互补路灯。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便于利用自然资源的风光互补路灯，包括底座、灯杆、照明灯、处理器、风电机构和光电机构，所述灯杆固定在底座的上方，所述照明灯和处理器分别固定在灯杆的上部的两侧，所述处理器内设有PLC，所述照明灯与PLC电连接，所述光电机构通过风电机构设置在灯杆的顶端；
所述风电机构包括调节箱、调节组件、转动杆、机舱、轮毂和若干风叶，所述调节箱固定在灯杆的顶端，所述调节组件设置在调节箱内，所述转动杆的底端与调节组件连接，所述机舱固定在转动杆的顶端，所述机舱和调节箱之间设有平衡组件，所述轮毂的一端设置在机舱内，所述风叶周向均匀分布在轮毂的另一端，所述调节组件包括齿轮、驱动单元和两个齿条，所述齿轮同轴固定在转动杆上，两个齿条分别位于齿轮的两侧，所述齿条与齿轮啮合，所述驱动单元与齿条传动连接；
所述光电机构包括托板、光伏板、第一电机、转动板、连接组件和两个支撑组件，所述托板固定在机舱的上方，所述第一电机固定在托板的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与转动板传动连接，所述光伏板通过连接组件设置在转动板的上方，两个支撑组件分别位于转动组件的两侧，所述支撑组件包括条形口、伸缩单元、滚珠、滑槽和固定块，所述滑槽设置在光伏板的下方，所述固定块与滑槽滑动连接，所述固定块的下方设有凹口，所述凹口与滚珠相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述条形口设置在转动板上，所述伸缩单元的一端与滚珠连接，所述伸缩单元的另一端抵靠在托板的上方，所述伸缩单元的中心处位于条形口的内侧。
作为优选，为了便于机舱稳定转动，所述平衡组件包括燕尾槽和两个滑块，所述燕尾槽为环形，所述燕尾槽固定在调节箱的上方，两个滑块分别固定在机舱的两端的下方，所述滑块与燕尾槽滑动连接。
作为优选，为了带动两个齿条向相反方向移动，所述驱动单元包括动力单元和两个传动单元，所述传动单元与齿条一一对应，所述传动单元包括驱动锥齿轮、从动锥齿轮、丝杆和平移块，所述动力单元与驱动锥齿轮传动连接，所述从动锥齿轮与驱动锥齿轮啮合，所述丝杆的一端与从动锥齿轮固定连接，所述丝杆的另一端设置在平移块内，所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述平移块抵靠在调节箱内的底部，所述平移块与齿条固定连接。
作为优选，为了带动驱动锥齿轮旋转，所述动力单元包括第二电机、轴承和转轴，所述第二电机和轴承均固定在调节箱内，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与转轴的一端传动连接，所述转轴的另一端设置在轴承内，所述驱动锥齿轮同轴固定在转轴上。
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，为了避免丝杆锈蚀，所述丝杆上设有防腐镀锌层。
作为优选，为了便于光伏板随转动板转动，同时方便光伏板与连接板之间的角度发生变化，所述连接组件包括中心轴和两个支撑管，所述中心轴的两端分别设置在两个支撑管内，所述支撑管固定在转动板的上方，所述中心轴的中心处与光伏板固定连接。
作为优选，为了支撑光伏板，所述伸缩单元包括气缸，所述气缸的缸体与条形口滑动连接，所述气缸的缸体固定在滚珠的下方，所述气缸与PLC电连接。
作为优选，为了避免气缸的气杆底端发生磨损，所述气缸的气杆的底端设有滚轮。
作为优选，为了便于检测风力方向，所述照明灯的上方设有风向传感器，所述风向传感器与PLC电连接。
本发明的有益效果是，该便于利用自然资源的风光互补路灯通过风电机可调整机舱的角度，使得风叶正对风力方向，提高风力发电量，不仅如此，光电机构设置在风电机构的上方，不但避免了光伏板接收的光线受阻挡，同时还可灵活调节光伏板角度，使光伏板正对太阳光，提高光伏发电量，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是本发明的便于利用自然资源的风光互补路灯的结构示意图；
图2是本发明的便于利用自然资源的风光互补路灯的风电机构的结构示意图；
图3是本发明的便于利用自然资源的风光互补路灯的调节箱的剖视图；
图4是本发明的便于利用自然资源的风光互补路灯的光电机构的结构示意图；
图中：1.底座，2.灯杆，3.照明灯，4.处理器，5.调节箱，6.转动杆，7.机舱，8.轮毂，9.风叶，10.齿轮，11.齿条，12.托板，13.光伏板，14.第一电机，15.转动板，16.滚珠，17.固定块，18.燕尾槽，19.滑块，20.驱动锥齿轮，21.从动锥齿轮，22.丝杆，23.平移块，24.第二电机，25.轴承，26.转轴，27.中心轴，28.支撑管，29.气缸，30.滚轮，31.风向传感器。
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，一种便于利用自然资源的风光互补路灯，包括底座1、灯杆2、照明灯3、处理器4、风电机构和光电机构，所述灯杆2固定在底座1的上方，所述照明灯3和处理器4分别固定在灯杆2的上部的两侧，所述处理器4内设有PLC，所述照明灯3与PLC电连接，所述光电机构通过风电机构设置在灯杆2的顶端；
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。
该风光互补路灯中，利用灯杆2固定支撑照明灯3、处理器4和风电机构，光电机构位于风电机构的上方，从而避免了风电机构和光电机构阻挡太阳光照射在光电机构的光伏板13上，便于光伏板13充分利用太阳光进行光伏发电，提高发电量，从而提高了设备的实用性。
如图2-3所示，所述风电机构包括调节箱5、调节组件、转动杆6、机舱7、轮毂8和若干风叶9，所述调节箱5固定在灯杆2的顶端，所述调节组件设置在调节箱5内，所述转动杆6的底端与调节组件连接，所述机舱7固定在转动杆6的顶端，所述机舱7和调节箱5之间设有平衡组件，所述轮毂8的一端设置在机舱7内，所述风叶9周向均匀分布在轮毂8的另一端，所述调节组件包括齿轮10、驱动单元和两个齿条11，所述齿轮10同轴固定在转动杆6上，两个齿条11分别位于齿轮10的两侧，所述齿条11与齿轮10啮合，所述驱动单元与齿条11传动连接；
风电机构中，利用调节箱5内的驱动单元启动，可带动两个齿条11同时向相反的方向移动，两个齿条11同时移动，便于两个齿条11之间的齿轮10进行稳定的转动，方便带动转动杆6进行稳定的转动，从而调节了机舱7的角度，便于风叶9正对风力方向，风吹在风叶9上，通过风叶9带动轮毂8旋转，对机舱7内部做功，实现风力发电，利用平衡组件便于机舱7稳定转动，如此，便于风电机构充分利用风力资源进行风力发电，提高发电量，从而提高了设备的实用性。
如图4所示，所述光电机构包括托板12、光伏板13、第一电机14、转动板15、连接组件和两个支撑组件，所述托板12固定在机舱7的上方，所述第一电机14固定在托板12的上方，所述第一电机14与PLC电连接，所述第一电机14与转动板15传动连接，所述光伏板13通过连接组件设置在转动板15的上方，两个支撑组件分别位于转动组件的两侧，所述支撑组件包括条形口、伸缩单元、滚珠16、滑槽和固定块17，所述滑槽设置在光伏板13的下方，所述固定块17与滑槽滑动连接，所述固定块17的下方设有凹口，所述凹口与滚珠16相匹配，所述滚珠16的球心位于凹口内，所述条形口设置在转动板15上，所述伸缩单元的一端与滚珠16连接，所述伸缩单元的另一端抵靠在托板12的上方，所述伸缩单元的中心处位于条形口的内侧。
光电机构中，托板12的位置固定在机舱7的上方，为了便于调节光伏板13的角度，使得光伏板13充分吸收太阳光进行光伏发电，PLC控制第一电机14启动，可带动转动板15转动，转动板15通过连接组件带动光伏板13在水平方向上进行转动，而后两个支撑组件运行，调整光伏板13在竖直方向上的角度，使得光伏板13在竖直方向上进行转动，如此，调整了光伏板13的角度，便于光伏板13正对太阳光，提高光伏发电量。
作为优选，为了便于机舱7稳定转动，所述平衡组件包括燕尾槽18和两个滑块19，所述燕尾槽18为环形，所述燕尾槽18固定在调节箱5的上方，两个滑块19分别固定在机舱7的两端的下方，所述滑块19与燕尾槽18滑动连接。
利用固定在调节箱5上方的燕尾槽18，固定了滑块19的转动轨迹，便于机舱7稳定的转动。
如图3所示，所述驱动单元包括动力单元和两个传动单元，所述传动单元与齿条11一一对应，所述传动单元包括驱动锥齿轮20、从动锥齿轮21、丝杆22和平移块23，所述动力单元与驱动锥齿轮20传动连接，所述从动锥齿轮21与驱动锥齿轮20啮合，所述丝杆22的一端与从动锥齿轮21固定连接，所述丝杆22的另一端设置在平移块23内，所述平移块23的与丝杆22的连接处设有与丝杆22匹配的螺纹，所述平移块23抵靠在调节箱5内的底部，所述平移块23与齿条11固定连接。
PLC控制动力单元启动，使得两个驱动锥齿轮20同时旋转，带动从动锥齿轮21转动，使得丝杆22旋转，丝杆22通过螺纹作用在平移块23上，使得平移块23沿着丝杆22的轴线进行移动，进而带动齿条11移动，使得齿轮10两侧的齿条11沿着相反方向移动。
作为优选，为了带动驱动锥齿轮20旋转，所述动力单元包括第二电机24、轴承25和转轴26，所述第二电机24和轴承25均固定在调节箱5内，所述第二电机24与PLC电连接，所述第二电机24与转轴26的一端传动连接，所述转轴26的另一端设置在轴承25内，所述驱动锥齿轮20同轴固定在转轴26上。
PLC控制第二电机24启动，带动转轴26在轴承25的支撑作用下转动，使得驱动锥齿轮20旋转。
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24的驱动力，所述第二电机24为直流伺服电机。
作为优选，为了避免丝杆22锈蚀，所述丝杆22上设有防腐镀锌层。利用防腐镀锌层保护丝杆22，避免丝杆22发生锈蚀影响其与平移块23之间的传动连接。
如图4所示，同时方便光伏板13与连接板之间的角度发生变化，所述连接组件包括中心轴27和两个支撑管28，所述中心轴27的两端分别设置在两个支撑管28内，所述支撑管28固定在转动板15的上方，所述中心轴27的中心处与光伏板13固定连接。
第二电机24可带动转动板15进行水平转动，使得支撑管28带动中心轴27转动，中心轴27带动光伏板13在水平方向上进行转动。而当支撑组件运行时，中心轴27可在套管的支撑作用下转动，方便光伏板13与转动板15之间竖直方向的角度发生变化。
作为优选，为了支撑光伏板13，所述伸缩单元包括气缸29，所述气缸29的缸体与条形口滑动连接，所述气缸29的缸体固定在滚珠16的下方，所述气缸29与PLC电连接。
PLC控制气缸29启动，调节气缸29的气杆的伸缩长度，气杆抵靠在托板12上，气缸29的缸体的顶端与滚珠16连接，使得固定块17通过滑槽顶在光伏板13上，可调整光伏板13在水平方向的角度。
作为优选，为了避免气缸29的气杆底端发生磨损，所述气缸29的气杆的底端设有滚轮30。利用滚轮30方便在托板12上方滚动，减小气缸29的气杆的底端发生磨损。
作为优选，为了便于检测风力方向，所述照明灯3的上方设有风向传感器31，所述风向传感器31与PLC电连接。利用风向传感器31可检测风力方向，并将风向数据传递给PLC，PLC根据风向控制调节组件启动，调整机舱7的角度位置，使得风叶9正对风力方向。
该风光互补路灯在使用时，利用调节组件调整机舱7的角度，使得风叶9正对风力方向，便于充分利用风力资源进行发电，不仅如此，光电机构设置在风电机构的上方，避免光伏板13接收的光线受到灯杆2和风电机构的阻挡，通过第一电机14、连接组件和支撑组件配合运行，调整光伏板13的角度，使得光伏板13正对太阳光，充分利用太阳能进行光伏发电，提高发电量，从而提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该便于利用自然资源的风光互补路灯通过风电机可调整机舱7的角度，使得风叶9正对风力方向，提高风力发电量，不仅如此，光电机构设置在风电机构的上方，不但避免了光伏板13接收的光线受阻挡，同时还可灵活调节光伏板13角度，使光伏板13正对太阳光，提高光伏发电量，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)
1.一种便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，包括底座（1）、灯杆（2）、照明灯（3）、处理器（4）、风电机构和光电机构，所述灯杆（2）固定在底座（1）的上方，所述照明灯（3）和处理器（4）分别固定在灯杆（2）的上部的两侧，所述处理器（4）内设有PLC，所述照明灯（3）与PLC电连接，所述光电机构通过风电机构设置在灯杆（2）的顶端；
所述风电机构包括调节箱（5）、调节组件、转动杆（6）、机舱（7）、轮毂（8）和若干风叶（9），所述调节箱（5）固定在灯杆（2）的顶端，所述调节组件设置在调节箱（5）内，所述转动杆（6）的底端与调节组件连接，所述机舱（7）固定在转动杆（6）的顶端，所述机舱（7）和调节箱（5）之间设有平衡组件，所述轮毂（8）的一端设置在机舱（7）内，所述风叶（9）周向均匀分布在轮毂（8）的另一端，所述调节组件包括齿轮（10）、驱动单元和两个齿条（11），所述齿轮（10）同轴固定在转动杆（6）上，两个齿条（11）分别位于齿轮（10）的两侧，所述齿条（11）与齿轮（10）啮合，所述驱动单元与齿条（11）传动连接；
所述光电机构包括托板（12）、光伏板（13）、第一电机（14）、转动板（15）、连接组件和两个支撑组件，所述托板（12）固定在机舱（7）的上方，所述第一电机（14）固定在托板（12）的上方，所述第一电机（14）与PLC电连接，所述第一电机（14）与转动板（15）传动连接，所述光伏板（13）通过连接组件设置在转动板（15）的上方，两个支撑组件分别位于转动组件的两侧，所述支撑组件包括条形口、伸缩单元、滚珠（16）、滑槽和固定块（17），所述滑槽设置在光伏板（13）的下方，所述固定块（17）与滑槽滑动连接，所述固定块（17）的下方设有凹口，所述凹口与滚珠（16）相匹配，所述滚珠（16）的球心位于凹口内，所述条形口设置在转动板（15）上，所述伸缩单元的一端与滚珠（16）连接，所述伸缩单元的另一端抵靠在托板（12）的上方，所述伸缩单元的中心处位于条形口的内侧。
2.如权利要求1所述的便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，所述平衡组件包括燕尾槽（18）和两个滑块（19），所述燕尾槽（18）为环形，所述燕尾槽（18）固定在调节箱（5）的上方，两个滑块（19）分别固定在机舱（7）的两端的下方，所述滑块（19）与燕尾槽（18）滑动连接。
3.如权利要求1所述的便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，所述驱动单元包括动力单元和两个传动单元，所述传动单元与齿条（11）一一对应，所述传动单元包括驱动锥齿轮（20）、从动锥齿轮（21）、丝杆（22）和平移块（23），所述动力单元与驱动锥齿轮（20）传动连接，所述从动锥齿轮（21）与驱动锥齿轮（20）啮合，所述丝杆（22）的一端与从动锥齿轮（21）固定连接，所述丝杆（22）的另一端设置在平移块（23）内，所述平移块（23）的与丝杆（22）的连接处设有与丝杆（22）匹配的螺纹，所述平移块（23）抵靠在调节箱（5）内的底部，所述平移块（23）与齿条（11）固定连接。
4.如权利要求3所述的便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，所述动力单元包括第二电机（24）、轴承（25）和转轴（26），所述第二电机（24）和轴承（25）均固定在调节箱（5）内，所述第二电机（24）与PLC电连接，所述第二电机（24）与转轴（26）的一端传动连接，所述转轴（26）的另一端设置在轴承（25）内，所述驱动锥齿轮（20）同轴固定在转轴（26）上。
5.如权利要求4所述的便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，所述第二电机（24）为直流伺服电机。
6.如权利要求3所述的便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，所述丝杆（22）上设有防腐镀锌层。
7.如权利要求1所述的便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，所述连接组件包括中心轴（27）和两个支撑管（28），所述中心轴（27）的两端分别设置在两个支撑管（28）内，所述支撑管（28）固定在转动板（15）的上方，所述中心轴（27）的中心处与光伏板（13）固定连接。
8.如权利要求1所述的便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，所述伸缩单元包括气缸（29），所述气缸（29）的缸体与条形口滑动连接，所述气缸（29）的缸体固定在滚珠（16）的下方，所述气缸（29）与PLC电连接。
9.如权利要求8所述的便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，所述气缸（29）的气杆的底端设有滚轮（30）。
10.如权利要求1所述的便于利用自然资源的风光互补路灯，其特征在于，所述照明灯（3）的上方设有风向传感器（31），所述风向传感器（31）与PLC电连接。
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