CN111434980A - 航道亮化专用道钉灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航道亮化专用道钉灯，包括，外壳、冲洗组件，外壳上设置有安装槽和安装筒，安装槽内安装有太阳能电池板，安装筒内安装有灯罩，灯罩内安装有光源，光源通电后发光。本发明利用太阳能的光电转化进行自身供电、节约能源，绿色环保、经久耐用。
Description
技术领域
本发明涉及一种灯具，特别是涉及一种航道亮化专用道钉灯。
背景技术
现有技术中，作为航道指示的道钉灯均是在一个骨架上装有反光材料而做成的。这样的道钉灯在使用一段时间后，反光材料就会因磨损而反光效果不好甚至不能反光，因此需常更换，这样带来了维护及安装上的不便，同时使用成本高。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种航道亮化专用道钉灯，其结构简单，维护方便，且寿命长。
为实现上述目的，本发明提供了一种航道亮化专用道钉灯，包括，外壳、冲洗组件，外壳上设置有安装槽和安装筒，安装槽内安装有太阳能电池板，安装筒内安装有灯罩，灯罩内安装有光源，光源通电后发光。
优选地，外壳内安装有电池、控制电路板、超级电容器；
控制电路板上设置有充放电电路、稳压电路、MCU、继电器；
所述的稳压电路用于将太阳能电池板产生的电能汇聚，然后稳压，再通过充放电电路对电池进行充电；
当太阳能电池板产生的电能不足时，继电器打开，通过充放电电路将电池的电能引出，从而为各个用电设备供电；
MCU用于收发控制指令，如通过接收超级电容器的电压信号判断太阳能电池板是否供电充足，通过判断电池电压信号从而判断电池是否需要充电、以及电池电量；
光源通过控制电路板的出电端供电；超级电容器与太阳能电池板两出电电极并联、且其信号端与MCU信号端通讯连接。
优选地，当太阳能电池板输出电压高于超级电容器额定电压的30%时，控制电路板切断对光源的供电；
当太阳能电池板输出电压低于器额定电压的20%时，控制电路板接通光源的电流，启动光源。
优选地，太阳能电池板采用环氧树脂胶封太阳能板、PET层压太阳能板、玻璃层压太阳能板其中的一种。
优选地，超级电容器采用金属氧化物双电层电容器。
优选地，外壳顶面为由上向下倾斜的斜面。
优选地，冲洗组件，包括，气泵、气罐、水罐、电磁气阀、冲洗阀，在斜面上、太阳能电池板旁设置有喷水板，喷水板内部设置有导流通道、且导流通道与喷水孔一端连通，喷水孔另一端贯穿喷水板；
所述的导流通道一端为封闭端、另一端与连接管连通、连接管与冲洗管一端连通，冲洗管与冲洗阀的出水孔连通，冲洗阀进水孔通过排水管与水罐的储水腔底部连通；
所述的冲洗阀上还设置有开关孔，开关孔顶部与支气管连通，且开关孔由上至下依次安装有活塞、开关板、开关弹簧，所述的活塞与开关孔内壁密封、可轴向滑动装配，所述的开关板将出水孔、进水孔切断，且与开关孔内壁密封、可滑动装配，所述的开关板上还设置有连通孔，开关弹簧一端与开关板底面顶紧，另一端与开关孔内侧底面顶紧；
所述的储水腔内部固定有隔板，隔板将储水腔分割为上下两部分，位于隔板下的储水腔顶部与进水管连通，进水管与单向阀连通后再与位于隔板下的储水腔顶部连通；
位于隔板下的储水腔内还安装有浮板、浮板漂浮在水面上且与连杆一端装配固定，连杆另一端穿过隔板后与储水感应板装配固定，且储水感应板上下两侧分别安装有止水开关、进水开关；
位于隔板下的储水腔顶部还通过第二气管与电磁气阀出气端接通、电磁气阀进气端通过第一气管与充气内腔连通，且第二气管与支气管连通；
所述的充气内腔还通过气管与气泵出气端连通，气泵进气端与大气连通；
所述的充气内腔设置在气罐内，且充气内腔内还与压力塞密封装配，压力塞与压力杆一端装配固定，压力杆另一端穿过气罐后进入防护罩内且与气压感应板装配固定，所述的压力杆在压力塞于充气内腔内侧顶面之间安装有压力弹簧，且所述的气压感应板顶部、防护罩内侧固定有气压感应开关。
优选地，气泵、电磁气阀进电端分别与两个不同的继电器开关出电端接通导电，这两个继电器开关进电端分别与充放电电路出电端接通导电、信号端与控制电路板上的MCU信号端通讯连接。
优选地，太阳能电池板出电端与电源继电器进电端连通，且电源继电器与超级电容器并联，超级电容器输出端与电源继电器输入端导电连接，电源继电器出电端与稳压电路进电端导电连接，稳压电路出电端与充放电电路进电端导电连接，充放电电路的第一出电端与充电电池电源端导电连接、第二出电端分别与LED驱动器进电端、第一继电器、第二继电器进电端导电连接；
所述的充放电电路信号端与MCU信号端通信连接，且充放电电路，用于对充电电池进行充放电；稳压电路用于将太阳能电池板产生的电压保持在稳定的数值，从而为充放电电路提供稳定的电压；
LED驱动器出电端与LED灯珠进电端导电连接；第一继电器出电端与气泵进电端导电连接；气压感应开关两端分别与MCU信号端通信连接，且其默认断开，当气压感应开关被触发时，气压感应开关闭合，MCU产生信号输入；第二继电器出电端与电磁气阀进电端导电连接；
LED驱动器、第一继电器、第二继电器信号端分别与MEC信号端通讯连接，进水开关、止水开关两端分别与MCU信号端通信连接，且进水开关、止水开关默认断开。
优选地，所述的气压感应开关、止水开关、进水开关均为按钮开关；
气压感应开关接入和接出端分别与MCU第一信号端连通；
止水开关接入和接出端分别与MCU第二信号端连通；
进水开关接入和接出端分别与MCU第三信号端连通。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用太阳能的光电转化进行自身供电、节约能源，绿色环保、经久耐用；
2、本发明利用了快放快充、深度充放电的超级电容器，实现高效储放电，能够满足恶略天气下LED的照明及量化效果，使用寿命可达20000小时；
3、本发明通过控制电路板，将太阳板、微型超级电容器、LED灯珠有效地连接起来，进行合理地控制，在达到照明和量化需求时，也能够有效地保护各元件功能，保障系统使用寿命；
4、本发明安装维护及控制都很便捷，使用效果好，成本低。
5、本发明利用冲洗组件可实现自动清理，节约人工，且可以实现智能化控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明的改进结构示意图。
图4是本发明的冲洗组件结构示意图。
图5是本发明的冲洗阀结构示意图。
图6是本发明的电气模块图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参见图1-图2，一种航道亮化专用道钉灯，包括，外壳110，外壳110上设置有安装槽111和安装筒120，安装槽111内安装有太阳能电池板210，安装筒120内安装有灯罩220，灯罩内安装有光源，光源120通电后发光，且外壳110内安装有电池、控制电路板、超级电容器（电容）；
控制电路板上设置有充放电电路、稳压电路、MCU、继电器，可以直接采用现有太阳能路灯的控制电路板；
所述的稳压电路用于将太阳能电池板产生的电能汇聚，然后稳压，再通过充放电电路对电池进行充电，从而存储电能、为各个用电设备供电；
当太阳能电池板产生的电能不足时，继电器打开，通过充放电电路将电池的电能引出，从而为各个用电设备供电；这里可以直接参考现有楼道应急灯的电源切换电路；
MCU用于收发控制指令，如通过接收稳压电路的电压信号判断太阳能电池板是否供电充足，通过判断电池电压信号从而判断电池是否需要充电、以及电池电量，控制继电器的开关等。具体可以直接采用现有带电池的太阳能路灯的相关技术；
光源通过控制电路板的出电端供电，控制电路板可以控制光源的电流参数，如电流组合方式、大小等从而控制光源的发光状态，如发光颜色、亮度等。本实施例中光源采用LED灯珠。
超级电容器与太阳能电池板210两出电电极并联、且其信号端与MCU信号端通讯连接，从而可以通过超级电容器检测太阳能电池板210的输出电压，当太阳能电池板210输出电压高于超级电容器额定电压的30%时，控制电路板切断对光源的供电；
当太阳能电池板210输出电压低于器额定电压的20%时，控制电路板接通光源的电流，启动光源，从而实现光控功能。
光源采用LED灯珠时，通过不同的连接方式、不同电流参数，可以实现常亮、闪烁功能的转化选择。闪烁频率可以通过外接的电阻来调节。LED灯珠可以选用红、蓝、绿、黄、紫、白等不同颜色，并可以控制不同的频闪时间及周期，实现丰富多彩的量化特色。
太阳能电池板可使用环氧树脂胶封太阳能板、PET层压太阳能板、玻璃层压太阳能板等，这种选择可最大程度地将太阳能转换为电能，并利用透明的太阳能罩保护起来，免收外部损害，并能够提高整体使用寿命。
超级电容器采用金属氧化物双电层电容器，可实现快速充放电，并能够实现深度放电，在阴雨及其他光照不充足的情况下，可以满足LED灯珠5-10天点亮需求。
控制电路板设置欠压和过压保护功能，当超级电容器电压低于1.8V，自动切断放电电路，当超级电容器电压高于2.8V时，自动切断太阳能充电电路，从而对超级电容器起到有效地保护。控制电路板的技术可以参考或直接公开号为CN204180363U的中国专利中记载的技术。
整个装置通过双层灌封胶灌封，一层利用硅胶将所有的接口黏结牢固，确保各部件牢固，不移位；第二层利用电子灌封胶将内部各元件灌胶成整体，确保元器件不受潮湿空气的浸入腐蚀。
本发明可以通过螺丝固定在路面，或粘贴在桥侧，安装方式多样、便捷。
参见图3-图5，由于在使用过程中，空气中的灰尘、杂物等容易覆盖在太阳能电池板210表面，从而影响其光照面积，也就影响其发电效率。而且本发明一般一次会设置上百个，通过人工维护的话成本太高，因此申请人进行如下设计：
将外壳110顶面设计为由上向下倾斜的斜面111，在斜面112上、太阳能电池板旁设置有喷水板130，喷水板130内部设置有导流通道131、且导流通道131与喷水孔132一端连通，喷水孔132另一端贯穿喷水板130，从而使得导流通道131内的水可以从喷水孔132喷出，且喷出后直接喷射在太阳能电池板上，从而实现对太阳能电池板表面的清洗，类似于现有汽车的大灯自动清洗；
所述的导流通道131一端为封闭端、另一端与连接管140连通、连接管140与冲洗管150一端连通，冲洗管150与冲洗阀260的出水孔262连通，冲洗阀进水孔261通过排水管164与水罐320的储水腔321底部连通；
所述的冲洗阀260上还设置有开关孔263，开关孔263顶部与支气管163连通，且开关孔263由上至下依次安装有活塞610、开关板620、开关弹簧630，所述的活塞610与开关孔263内壁密封、可轴向滑动装配，所述的开关板620将出水孔262、进水孔261切断，且与开关孔263内壁密封、可滑动装配，所述的开关板620上还设置有连通孔621，开关弹簧630一端与开关板620底面顶紧，另一端与开关孔263内侧底面顶紧。
初始状态时，开关弹簧630保持开关板620切断进水孔261、出水孔262，也就是连通孔621不与进水孔261、出水孔262连通，此时冲洗阀260处于关闭状态；
需要打开冲洗阀时，支气管163送来气流，气流推动活塞610、开关板620克服开关弹簧630弹力下移，直到连通孔621与进水孔261、出水孔262连通即可。
所述的储水腔321内部固定有隔板322，隔板322将储水腔321分割为上下两部分，位于隔板322下的储水腔321顶部与进水管165连通，进水管165与单向阀250连通后再与位于隔板322下的储水腔321顶部连通，单向阀250打开方向为向储水腔321；
位于隔板322下的储水腔321内还安装有浮板510、浮板510与连杆520一端装配固定，连杆520另一端穿过隔板322后与储水感应板530装配固定，且储水感应板530上下两侧分别安装有止水开关273、进水开关272；
位于隔板322下的储水腔321顶部还通过第二气管162与电磁气阀240出气端接通、电磁气阀240进气端通过第一气管161与充气内腔311连通，且第二气管162与支气管163连通；
所述的充气内腔311还通过气管与气泵230出气端连通，气泵230进气端与大气连通，且气泵通过控制电路板控制器其电流通断；
所述的充气内腔311设置在气罐310内，且充气内腔311内还与压力塞410密封装配，压力塞410与压力杆430一端装配固定，压力杆430另一端穿过气罐310后进入防护罩312内且与气压感应板431装配固定，所述的压力杆430在压力塞410于充气内腔311内侧顶面之间安装有压力弹簧420，且所述的气压感应板431顶部、防护罩312内侧固定有气压感应开关271；所述的电磁气阀240通过控制电路板控制器电流通断。
优选地，气泵230、电磁气阀240进电端分别与两个不同的继电器开关出电端接通导电，这两个继电器开关进电端分别与充放电电路出电端接通导电、信号端与控制电路板上的MCU通讯连接。
所述的气压感应开关271、止水开关273、进水开关272均为按钮开关。气压感应开关271接入和接出端分别与MCU同一信号端连通；
止水开关273接入和接出端分别与MCU同一信号端连通；
进水开关272接入和接出端分别与MCU同一信号端连通。
使用时，单向阀250打开，水流进入储水腔321内，直到储水腔321内的储水感应板530触发止水开关273，此时MCU判断储水腔水位达到预设要求，与此同时，在太阳能电池板发电量过多时（电池充满电时），接通气泵电流，气泵启动对充气内腔311充气，直到气压感应板431触发气压感应开关271时停止；
然后MCU控制电磁气阀240打开，气流进入储水腔321、支气管163，支气管内的气流打开开关板620，此时，充气内腔中的气压对储水腔内的水加压，最后通过排水管164进入冲洗管150、导流通道131从喷水孔132喷出对太阳能电池板进行冲洗。这种设计能够进行自动冲洗，从而降低人工参与度，也就节省人工成本。
当储水感应板530触发进水开关272时，电磁气阀关闭、开关板复位、储水腔内压力降低，从而水流重新进入，然后再次循环上述动作。可以在储水腔顶部连接排气阀，当储水感应板530触发进水开关272时排气阀打开，从而将其内部的空气排出，使得储水腔内的气压等于大气压。
参见图6，所述的太阳能电池板出电端与电源继电器进电端连通，且电源继电器与超级电容器并联，超级电容器输出端与电源继电器输入端导电连接，电源继电器出电端与稳压电路进电端导电连接，稳压电路出电端与充放电电路进电端导电连接，充放电电路的第一出电端与充电电池电源端导电连接、第二出电端分别与LED驱动器进电端、第一继电器、第二继电器进电端导电连接；
所述的充放电电路信号端与MCU信号端通信连接，且充放电电路，用于对充电电池进行充放电，根据监测充电电池电压判断充电电池是否需要充电，可以直接采用现有手机电池的充放电电路；
稳压电路用于将太阳能电池板产生的电压保持在稳定的数值，从而为充放电电路提供稳定的电压；
LED驱动器出电端与LED灯珠（光源）进电端导电连接，从而使得LED驱动器可以调节不同的电流、电压等对LED灯珠进行供电，以控制LED灯珠的亮度、发光颜色、闪烁频率等；
第一继电器出电端与气泵进电端导电连接；气压感应开关两端分别与MCU信号端通信连接，且其默认断开，当其被触发时，气压感应开关闭合，MCU产生信号输入；第二继电器出电端与电磁气阀进电端导电连接；
LED驱动器、第一继电器、第二继电器信号端分别与MEC信号端通讯连接，进水开关、止水开关两端分别与MCU信号端通信连接，且进水开关、止水开关默认断开。
MCU还与无线模块信号端通信连接，无线模块用于和外部设备通信连接，可以是WIFI模块、ZigBee模块、4G模块等。
使用时，超级电容器检测太阳能电池板输出的电压值，当太阳能电池输出的电压高于超级电容器额定负载的30%时，电源继电器关闭，对充放电电路的供电断开，此信号传输至MCU，MCU判定为白天，然后控制LED驱动器对LED灯珠断电，LED灯珠处于关闭状态；
当太阳能电池输出的电压低于超级电容器额定负载的20%时，电源继电器闭合，充放电电路获得电压输入，MCU判断为晚上，LED驱动器对LED灯珠接通电流，从而控制LED灯珠通电发光；
另外在太阳能电池输出的电压位于超级电容器额定负载的20%至超级电容器额定负载的30%之间时，充放电电路对充电电池进行供电、同时还对LED去东区、气压感应开关、第二继电器供电，当充电电池充满电后，充电电路断开对充电电池的充电，从而避免过充，这种技术目前广泛用于各种电子设备的充电中，本案就不再赘述，可以直接采用现有的防过充电路实现；
而且在充电电池充满电后，MCU控制第一继电器闭合，从而使得气泵启动，直到气压感应开关被触而闭合后，MCU产生信号输入，从而控制第一继电器断开，此时判定气罐内气压达到预设值；
同时，在使用时，水通过单向阀进入水罐，当止水开关被触发后，止水开关闭合，MCU获得信号输入，此时MCU控制第二继电器闭合，电磁气阀打开，从而使气罐内的高压气体进入水罐、冲洗阀内，一方面对水罐内的水加压，另一方面打开冲洗阀，使得被加压的水进入喷水孔132内喷出，也就实现对太阳能电池板的冲洗。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.航道亮化专用道钉灯，包括，外壳、冲洗组件，其特征是：外壳上设置有安装槽和安装筒，安装槽内安装有太阳能电池板，安装筒内安装有灯罩，灯罩内安装有光源，光源通电后发光。
2.如权利要求1所述的航道亮化专用道钉灯，其特征是：外壳内安装有电池、控制电路板、超级电容器；
控制电路板上设置有充放电电路、稳压电路、MCU、继电器；
所述的稳压电路用于将太阳能电池板产生的电能汇聚，然后稳压，再通过充放电电路对电池进行充电；
当太阳能电池板产生的电能不足时，继电器打开，通过充放电电路将电池的电能引出，从而为各个用电设备供电；
MCU用于收发控制指令，如通过接收超级电容器的电压信号判断太阳能电池板是否供电充足，通过判断电池电压信号从而判断电池是否需要充电、以及电池电量；
光源通过控制电路板的出电端供电；超级电容器与太阳能电池板两出电电极并联、且其信号端与MCU信号端通讯连接。
3.如权利要求2所述的航道亮化专用道钉灯，其特征是：当太阳能电池板输出电压高于超级电容器额定电压的30%时，控制电路板切断对光源的供电；
当太阳能电池板输出电压低于器额定电压的20%时，控制电路板接通光源的电流，启动光源。
4.如权利要求1所述的航道亮化专用道钉灯，其特征是：太阳能电池板采用环氧树脂胶封太阳能板、PET层压太阳能板、玻璃层压太阳能板其中的一种。
5.如权利要求2所述的航道亮化专用道钉灯，其特征是：超级电容器采用金属氧化物双电层电容器。
6.如权利要求1所述的航道亮化专用道钉灯，其特征是：外壳顶面为由上向下倾斜的斜面。
7.如权利要求6所述的航道亮化专用道钉灯，其特征是：冲洗组件，包括，气泵、气罐、水罐、电磁气阀、冲洗阀，在斜面上、太阳能电池板旁设置有喷水板，喷水板内部设置有导流通道、且导流通道与喷水孔一端连通，喷水孔另一端贯穿喷水板；
所述的导流通道一端为封闭端、另一端与连接管连通、连接管与冲洗管一端连通，冲洗管与冲洗阀的出水孔连通，冲洗阀进水孔通过排水管与水罐的储水腔底部连通；
所述的冲洗阀上还设置有开关孔，开关孔顶部与支气管连通，且开关孔由上至下依次安装有活塞、开关板、开关弹簧，所述的活塞与开关孔内壁密封、可轴向滑动装配，所述的开关板将出水孔、进水孔切断，且与开关孔内壁密封、可滑动装配，所述的开关板上还设置有连通孔，开关弹簧一端与开关板底面顶紧，另一端与开关孔内侧底面顶紧；
所述的储水腔内部固定有隔板，隔板将储水腔分割为上下两部分，位于隔板下的储水腔顶部与进水管连通，进水管与单向阀连通后再与位于隔板下的储水腔顶部连通；
位于隔板下的储水腔内还安装有浮板、浮板漂浮在水面上且与连杆一端装配固定，连杆另一端穿过隔板后与储水感应板装配固定，且储水感应板上下两侧分别安装有止水开关、进水开关；
位于隔板下的储水腔顶部还通过第二气管与电磁气阀出气端接通、电磁气阀进气端通过第一气管与充气内腔连通，且第二气管与支气管连通；
所述的充气内腔还通过气管与气泵出气端连通，气泵进气端与大气连通；
所述的充气内腔设置在气罐内，且充气内腔内还与压力塞密封装配，压力塞与压力杆一端装配固定，压力杆另一端穿过气罐后进入防护罩内且与气压感应板装配固定，所述的压力杆在压力塞于充气内腔内侧顶面之间安装有压力弹簧，且所述的气压感应板顶部、防护罩内侧固定有气压感应开关。
8.如权利要求7所述的航道亮化专用道钉灯，其特征是：气泵、电磁气阀进电端分别与两个不同的继电器开关出电端接通导电，这两个继电器开关进电端分别与充放电电路出电端接通导电、信号端与控制电路板上的MCU信号端通讯连接。
9.如权利要求8所述的航道亮化专用道钉灯，其特征是：太阳能电池板出电端与电源继电器进电端连通，且电源继电器与超级电容器并联，超级电容器输出端与电源继电器输入端导电连接，电源继电器出电端与稳压电路进电端导电连接，稳压电路出电端与充放电电路进电端导电连接，充放电电路的第一出电端与充电电池电源端导电连接、第二出电端分别与LED驱动器进电端、第一继电器、第二继电器进电端导电连接；
所述的充放电电路信号端与MCU信号端通信连接，且充放电电路，用于对充电电池进行充放电；稳压电路用于将太阳能电池板产生的电压保持在稳定的数值，从而为充放电电路提供稳定的电压；
LED驱动器出电端与LED灯珠进电端导电连接；第一继电器出电端与气泵进电端导电连接；气压感应开关两端分别与MCU信号端通信连接，且其默认断开，当气压感应开关被触发时，气压感应开关闭合，MCU产生信号输入；第二继电器出电端与电磁气阀进电端导电连接；
LED驱动器、第一继电器、第二继电器信号端分别与MEC信号端通讯连接，进水开关、止水开关两端分别与MCU信号端通信连接，且进水开关、止水开关默认断开。
10.如权利要求9所述的航道亮化专用道钉灯，其特征是：所述的气压感应开关、止水开关、进水开关均为按钮开关；
气压感应开关接入和接出端分别与MCU第一信号端连通；
止水开关接入和接出端分别与MCU第二信号端连通；
进水开关接入和接出端分别与MCU第三信号端连通。
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