CN111981418A - 一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯 - Google Patents

一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智慧城市技术领域，且公开了一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，包括安装箱，所述安装箱的内部分别设置有直流电机与变流装置，所述变流装置的顶部固定连接有蓄电池，所述直流电机的输出端活动连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的左右两侧齿缘处分别啮合连接有第二锥齿轮与第三锥齿轮。该可自动调节电池板角度的太阳能路灯，通过阳光照射不同的光敏电阻时，两个电磁铁分别驱动不同触块抵接，使蓄电池的正负极与直流电机的正负极正反接，从而使直流电机自动改变转向，配合直流电机间接驱动第一齿轮、第二齿轮转动从而驱动齿杆带动太阳能电池板发生偏转，从而达到了自动调节太阳能电池板角度、提高光能转化与储电效率的效果。

Description

一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯
技术领域
本发明涉及智慧城市技术领域，具体为一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯。
背景技术
路灯是城市道路照明中不可缺少的一部分，而为了节能减排，现在城市中多使用节能路灯，包括太阳能路灯与风力发电路灯等，其中太阳能路灯应用广泛；但一般太阳能路灯的太阳能电池板都是固定安装的，在使用时只能转化直射在太阳能电池板上的阳光，这就导致在上午和下午阳光倾斜照射时或在多云等阳光不够强烈的天气时，电池板对光能的转化不够充分，浪费了部分光能资源，储存电能的效率低下，有时候需要频繁为路灯更换电池才能维持照明，这大大增加了工人们的工作量，且在更换电池时也存在一定的安全隐患。因此，我们提出一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯来解决上述问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，具备自动调节太阳能电池板角度、提高光能转化与储电效率、节省大量人力物力的优点，解决了一般太阳能路灯的太阳能电池板不能自动调节、光能转化率低下、需频繁更换电池的问题。
(二)技术方案
为实现上述自动调节太阳能电池板角度、提高光能转化与储电效率、节省大量人力物力的目的，本发明提供如下技术方案：一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，包括安装箱，所述安装箱的内部分别设置有直流电机与变流装置，所述变流装置的顶部固定连接有蓄电池，所述直流电机的输出端活动连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮的左右两侧齿缘处分别啮合连接有第二锥齿轮与第三锥齿轮，所述第二锥齿轮的尾部固定连接有第一螺杆，所述第三锥齿轮的尾部固定连接有第二螺杆，所述第一螺杆与第二螺杆的上方均啮合连接有第一齿轮。
所述第一齿轮上方靠近安装箱内壁的一侧啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮靠近安装箱内壁的一侧啮合连接有齿杆，所述齿杆的顶端铰接有太阳能电池板，所述太阳能电池板的中心位置固定连接有金属球，所述金属球的表面分别固定连接有第一光敏电阻与第二光敏电阻，所述安装箱的底部固定连接有支柱，所述支柱的柱身上固定连接有灯杆，所述灯杆远离支柱的一端固定连接有灯泡。
优选的，所述安装箱的顶部开设有通口，所述齿杆穿过通口设置。
优选的，所述安装箱的顶部中心位置固定连接有支杆，所述支杆与金属球活动连接。
优选的，所述支柱的底部固定连接有底座。
优选的，所述变流装置的内部分别设置有第一电磁铁、第二电磁铁与滑轨，所述滑轨的轨道上滑动连接有金属滑块，所述滑轨的顶部左右两侧均固定连接有绝缘杆，所述金属滑块的正面固定连接有移动杆，所述金属滑块的两侧均固定连接有复位弹簧，所述绝缘杆靠近移动杆的一侧杆身上固定连接有第一触块，所述移动杆的杆身左右两侧均固定连接有第二触块。
优选的，所述第一电磁铁与第一光敏电阻电连接，所述第二电磁铁与第二光敏电阻电连接。
优选的，所述第一触块共有八个，每个绝缘杆上有四个，且位于上方的第一触块与蓄电池电连接，位于下方的第一触块与直流电机电连接；所述第二触块共有八个，移动杆的两侧各有四个，左侧分别为a、b、c、d四个触块，右侧分别为e、f、g、h四个触块，其中a与d，b与c，e与g，f与h通过导线连接。
优选的，所述第二锥齿轮与第三锥齿轮关于第一锥齿轮的轴线东西对称设置，且第一螺杆与第二螺杆的螺纹方向相反。
优选的，所述太阳能电池板为东西方向设置，所述第一光敏电阻固定连接在金属球的东侧，所述第二光敏电阻固定连接在金属球的西侧，使对光能的感知与转化效率最大化。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，具备以下有益效果：
1、该可自动调节电池板角度的太阳能路灯，通过当阳光照射在第一光敏电阻上时，第一电磁铁磁性增强，吸引金属滑块带动移动杆移动，靠近第一电磁铁的第一触块与第二触块抵接，蓄电池的正极和负极间接与直流电机的正极和负极电连接，直流电机正转，配合当阳光照射在第二光敏电阻上时，第二电磁铁磁性增强，同理靠近第二电磁铁的第一触块与第二触块抵接，蓄电池的正极和负极间接与直流电机的负极和正极电连接，直流电机反转，从而达到了根据太阳照射的方向不同自动改变电机转动方向的效果。
2、该可自动调节电池板角度的太阳能路灯，通过直流电机正转时，驱动锥齿轮、螺杆转动从而驱动第一齿轮顺时针转动，第一齿轮驱动第二齿轮逆时针转动从而驱动齿杆带动太阳能电池板发生东降西升的偏转，配合直流电机反转时，齿轮和齿杆的运动方向相反，从而驱动太阳能电池板东升西降，使太阳能电池板始终与阳光照射方向垂直，保持最大照射面积，从而达到了自动调节太阳能电池板角度、提高光能转化与储电效率的效果。
附图说明
图1为本发明安装箱内部结构示意图；
图2为本发明图1中结构运动状态示意图；
图3为本发明整体结构示意图；
图4为本发明图1中A区域结构放大示意图；
图5为本发明太阳能电池板结构示意图；
图6位本发明金属球结构示意图；
图7为本发明变流装置内部结构示意图；
图8为本发明图7中结构运动状态示意图；
图9为本发明变流装置电路图。
图中：1、安装箱；2、直流电机；3、变流装置；31、第一电磁铁；32、第二电磁铁；33、滑轨；34、金属滑块；341、复位弹簧；35、绝缘杆；351、第一触块；36、移动杆；361、第二触块；4、蓄电池；5、第一锥齿轮；6、第二锥齿轮；7、第三锥齿轮；8、第一螺杆；9、第二螺杆；10、第一齿轮；11、第二齿轮；12、齿杆；13、太阳能电池板；14、金属球；15、第一光敏电阻；16、第二光敏电阻；17、支柱；18、灯杆；19、灯泡；20、通口；21、支杆；22、底座。
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。
请参阅图1-9，一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，包括安装箱1，安装箱1的顶部开设有通口20，安装箱1的内部分别设置有直流电机2与变流装置3，变流装置3的内部分别设置有第一电磁铁31、第二电磁铁32与滑轨33，滑轨33的轨道上滑动连接有金属滑块34，滑轨33的顶部左右两侧均固定连接有绝缘杆35，金属滑块34的正面固定连接有移动杆36，金属滑块34的两侧均固定连接有复位弹簧341，绝缘杆35靠近移动杆36的一侧杆身上固定连接有第一触块351，移动杆36的杆身左右两侧均固定连接有第二触块361，第一触块351共有八个，每个绝缘杆35上有四个，且位于上方的第一触块351与蓄电池4电连接，位于下方的第一触块351与直流电机2电连接，第二触块361共有八个，移动杆36的两侧各有四个，左侧分别为a、b、c、d四个触块，右侧分别为e、f、g、h四个触块，其中a与d，b与c，e与g，f与h通过导线连接；变流装置3的顶部固定连接有蓄电池4，直流电机2的输出端活动连接有第一锥齿轮5，第一锥齿轮5的左右两侧齿缘处分别啮合连接有第二锥齿轮6与第三锥齿轮7，第二锥齿轮6的尾部固定连接有第一螺杆8，第三锥齿轮7的尾部固定连接有第二螺杆9，第二锥齿轮6与第三锥齿轮7关于第一锥齿轮5的轴线东西对称设置，且第一螺杆8与第二螺杆9的螺纹方向相反；第一螺杆8与第二螺杆9的上方均啮合连接有第一齿轮10。
第一齿轮10上方靠近安装箱1内壁的一侧啮合连接有第二齿轮11，第二齿轮11靠近安装箱1内壁的一侧啮合连接有齿杆12，齿杆12穿过通口20设置，齿杆12的顶端铰接有太阳能电池板13，太阳能电池板13的中心位置固定连接有金属球14，安装箱1的顶部中心位置固定连接有支杆21，支杆21与金属球14活动连接；金属球14的表面分别固定连接有第一光敏电阻15与第二光敏电阻16，太阳能电池板13为东西方向设置，第一光敏电阻15固定连接在金属球14的东侧，第二光敏电阻16固定连接在金属球14的西侧，使对光能的感知与转化效率最大化；第一电磁铁31与第一光敏电阻15电连接，第二电磁铁32与第二光敏电阻16电连接；安装箱1的底部固定连接有支柱17，支柱17的底部固定连接有底座22，支柱17的柱身上固定连接有灯杆18，灯杆18远离支柱17的一端固定连接有灯泡19。
工作过程和原理：当早上太阳从东边升起时，阳光照射在位于金属球14东面的第一光敏电阻15上，第一光敏电阻15的阻值迅速减小，电路中电流增大，则与之电连接的第一电磁铁31磁性增强，第一电磁铁31吸引金属滑块34，金属滑块34驱动移动杆36向靠近第一电磁铁31的方向移动，靠近第一电磁铁31的复位弹簧341被压缩，从而使位于移动杆36左侧的第二触块361与靠近第一电磁铁31的绝缘杆35上的第一触块351抵接，此时蓄电池4的正极和负极通过触块与导线间接与直流电机2的正极和负极电连接，直流电机2通电运作并驱动第一锥齿轮5转动，第一锥齿轮5驱动第二锥齿轮6与第三锥齿轮7转动，且第二锥齿轮6与第三锥齿轮7的转动方向相反，从而驱动第一螺杆8与第二螺杆9做方向相反的转动，由于两个螺杆的螺纹方向相反，则分别与两个螺杆啮合连接的两个第一齿轮10均做顺时针转动，第一齿轮10驱动与之啮合连接的第二齿轮11做逆时针转动，则位于东侧的第二齿轮11驱动与之啮合连接的齿杆12向下移动，位于西侧的第二齿轮11驱动与之啮合连接的齿杆12向上移动，两个齿杆12驱动与之铰接的太阳能电池板13发生偏转，太阳能电池板13的西侧升高，东侧降低，且驱动与之固定连接的金属球14偏转，直至阳光垂直照射在金属球14的正上方，此时两个光敏电阻均不受光照，则第一光敏电阻15的阻值迅速增大，电路中几乎不通电流，系统停止工作，第一电磁铁31的磁性减小，移动杆36在金属滑块34与复位弹簧341的作用下复位。
当阳光照射在金属球14西侧时，第二光敏电阻16的电阻迅速减小，电路中电流增大，与之电连接的第二电磁铁32磁性增强，第二电磁铁32吸引金属滑块34，金属滑块34驱动移动杆36向靠近第二电磁铁32的方向移动，靠近第二电磁铁32的复位弹簧341被压缩，从而使位于移动杆36右侧的第二触块361与靠近第二电磁铁32的绝缘杆35上的第一触块351抵接，此时蓄电池4的正极和负极通过触块与导线间接与直流电机2的负极和正极电连接，则直流电机2的输出端转动方向改变，直流电机2驱动锥齿轮和螺杆的转动方向均相反，第一齿轮10逆时针转动，从而驱动第二齿轮11顺时针转动，两个第二齿轮11驱动东侧的齿杆12向上移动，西侧的齿杆12向下移动，从而驱动太阳能电池板13的东侧升高，西侧降低，发生偏转，当阳光再次垂直照射在金属球14正上方时，光敏电阻均不受光照，电阻急剧增大，电路中几乎不通电，系统停止工作，第二电磁铁32的磁性减小，移动杆36在金属滑块34与复位弹簧341的作用下复位。
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 (9)

1.一种可自动调节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)的内部分别设置有直流电机(2)与变流装置(3)，所述变流装置(3)的顶部固定连接有蓄电池(4)，所述直流电机(2)的输出端活动连接有第一锥齿轮(5)，所述第一锥齿轮(5)的左右两侧齿缘处分别啮合连接有第二锥齿轮(6)与第三锥齿轮(7)，所述第二锥齿轮(6)的尾部固定连接有第一螺杆(8)，所述第三锥齿轮(7)的尾部固定连接有第二螺杆(9)，所述第一螺杆(8)与第二螺杆(9)的上方均啮合连接有第一齿轮(10)；
所述第一齿轮(10)上方靠近安装箱(1)内壁的一侧啮合连接有第二齿轮(11)，所述第二齿轮(11)靠近安装箱(1)内壁的一侧啮合连接有齿杆(12)，所述齿杆(12)的顶端铰接有太阳能电池板(13)，所述太阳能电池板(13)的中心位置固定连接有金属球(14)，所述金属球(14)的表面分别固定连接有第一光敏电阻(15)与第二光敏电阻(16)，所述安装箱(1)的底部固定连接有支柱(17)，所述支柱(17)的柱身上固定连接有灯杆(18)，所述灯杆(18)远离支柱(17)的一端固定连接有灯泡(19)。
2.根据权利要求1所述的一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述安装箱(1)的顶部开设有通口(20)，所述齿杆(12)穿过通口(20)设置。
3.根据权利要求1所述的一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述安装箱(1)的顶部中心位置固定连接有支杆(21)，所述支杆(21)与金属球(14)活动连接。
4.根据权利要求1所述的一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述支柱(17)的底部固定连接有底座(22)。
5.根据权利要求1所述的一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述变流装置(3)的内部分别设置有第一电磁铁(31)、第二电磁铁(32)与滑轨(33)，所述滑轨(33)的轨道上滑动连接有金属滑块(34)，所述滑轨(33)的顶部左右两侧均固定连接有绝缘杆(35)，所述金属滑块(34)的正面固定连接有移动杆(36)，所述金属滑块(34)的两侧均固定连接有复位弹簧(341)，所述绝缘杆(35)靠近移动杆(36)的一侧杆身上固定连接有第一触块(351)，所述移动杆(36)的杆身左右两侧均固定连接有第二触块(361)。
6.根据权利要求5所述的一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述第一电磁铁(31)与第一光敏电阻(15)电连接，所述第二电磁铁(32)与第二光敏电阻(16)电连接。
7.根据权利要求5所述的一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述第一触块(351)共有八个，每个绝缘杆(35)上有四个，且位于上方的第一触块(351)与蓄电池(4)电连接，位于下方的第一触块(351)与直流电机(2)电连接；所述第二触块(361)共有八个，移动杆(36)的两侧各有四个。
8.根据权利要求1所述的一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述第二锥齿轮(6)与第三锥齿轮(7)关于第一锥齿轮(5)的轴线东西对称设置，且第一螺杆(8)与第二螺杆(9)的螺纹方向相反。
9.根据权利要求1所述的一种可自动调节电池板角度的太阳能路灯，其特征在于：所述太阳能电池板(13)为东西方向设置，所述第一光敏电阻(15)固定连接在金属球(14)的东侧，所述第二光敏电阻(16)固定连接在金属球(14)的西侧。
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