CN113958905B - 一种风光互补的多功能杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风光互补的多功能杆，用于解决现有技术的风光互补路灯不能够充分利用风力以及太阳能资源，导致清洁能源产生量较低的问题，其结构包括：灯头、灯杆、蓄电池、风电器、光电轴，灯头安装在灯杆上，灯杆固定在地面上，所述蓄电池埋在灯杆下方的地面中，将风电器与光电轴产生的清洁能源进行储存，作为灯头使用的备用能源，所述风电器可转动连接在灯杆上，风电器能够随风向不同而进行转动，从而对不同风向的风力资源进行利用，所述光电轴设置在导风板上的安装槽中，能够通过转动调整接受阳光的角度，同时光电轴与安装槽的间隙还可以作为导风板上的通风窗，便于风电器随风向转动。

Description

一种风光互补的多功能杆
技术领域
本发明属于绿色能源利用领域，具体涉及一种风光互补的多功能杆。
背景技术
带路灯的多功能杆可以整合智慧交通领域的红绿灯、电子警察、卡口、指示牌等设备，实现多杆合一，较大提升城市形象，节约城市空间，避免重复建设，通常的带路灯的多功能杆是由顶部结构、中部结构与底部结构构成。其顶部结构一般包括5G网络基站与照明灯具，中部结构一般横向伸出一根不锈钢杆，上面架设包括智能交通设备(抓拍摄像机)、交通信号灯、显示屏、安全监控设备(天网)、限速指示牌等的各种设备，底部结构一般包括街道指示牌、交通指示牌、一键报警、视频监控设备等。
太阳能和风能是目前最受关注的新型能源，太阳能发电是利用太阳能板将太阳能转化为电能，储存在蓄电池里，再由逆变器将直流电变成220V的交流电，从而实现代替传统发电厂发电，风力发电是把风能转化为电能，将电能存在蓄电池中同样再由逆变器将直流电变成交流电，而将上述清洁能源用在市政工程领域，也是目前已经有的尝试，目前主要是将太阳能电池板与传统的路灯结合，通过太阳能的能量对路灯进行供电，从而起到节约电能的作用，但是路灯的使用位置相比于传统的太阳能电站的位置，其太阳能资源显然是不足的，而且太阳能板也不能够随日照位置进行调整，最终就会导致清洁能源提供的电能相对较少，受天气影响明显。
因此现有技术将风力与太阳能进行整合，通过风力对太阳能进行补足，从而提高了清洁能源的发电量，更加环保，如申请号为201620851461.4的中国发明专利提供一种太阳能风光互补的路灯，其中在路灯的主支架上开设安装有风力发电装置的通孔，风流过风力发电装置就能够进行发电，但是该申请只是简单的将风力发电机集成到太阳能路灯上，而且风力发电机的位置是固定的，也就是接受风力的方向是恒定的，对于风力条件本就不如风力发电厂的安装环境，这种定向的风力发电机的发电量相对较小，不能充分利用安装环境中的风能。
发明内容
本发明的目的是提供一种风光互补的多功能杆，不仅能够利用风力以及太阳能，而且通过将太阳能板与风电器创造性的结合，提高了二者利用太阳能以及风能的能力，进而提高了清洁能源的生产效率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种风光互补的多功能杆，包括：灯头、灯杆、蓄电池、风电器，所述风电器包括：导风板、导风舵、连接框、风电机，所述连接框顶面以及底面上对应设置有两个通孔，灯杆穿过通孔与连接框可转动连接，连接框中设置有风电机，所述导风板、导风舵固定在连接框上相对的一组侧面上，该组侧面不设置面板，气流穿过该组侧面作用在风电机上，所述导风板有两块，两个导风板向外张开，且导风板上还设置有条状的安装槽，所述导风舵同样有两片，两片导风舵之间的夹角大于导风板之间的夹角，且导风舵的面积大于导风板的面积；
所述安装槽是通槽；
所述安装槽中设置有光电轴，所述光电轴包括：连接轴、端板、轴棒、轴片，所述轴棒是圆柱形的棒体，其两端与端板的一侧可转动连接，轴棒与端板的转动轴上还设置有扭簧，所述端板的另一侧均设置有连接轴，连接轴与安装槽可转动连接。
进一步地，所述导风板与导风舵的质量相同。
进一步地，所述导风板上还设置镶嵌有风电机。
进一步地，所述导风舵之间设置有固定杆。
本发明至少具有以下有益效果：
(1)通过利用风电器以及光电轴对风力以及太阳能进行利用，产生的电能储存在蓄电池中，能够减少路灯的电能消耗，起到更好的节能效果。
(2)风电器中的导风舵大于导风板，其受风面积更大，风从侧向吹来时，导风舵受力更大，从而带动连接框转动，使导风板能够接受到风力，能够更好的顺应风向，充分利用不同风向的风力。
(3)太阳能板设置在光电轴上，光电轴安装在挡风板上，能够通过转动调整角度，更好的接受太阳光，而且在收到大风作用时，还可以通过转动留出空隙，空隙部分可以作为导风板上的通风窗，减少导风板上受到的风力，便于风电器进行转向。
附图说明
构成本申请一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
附图中：
图1示意性示出了本发明的使用状态图；
图2示意性示出了图1中A-A线剖面的结构示意图；
图3示意性示出了本发明中导风板的结构示意图；
图4示意性示出了本发明中光电轴的结构示意图；
图5示意性示出了本发明的另一种使用状态图；
其中，上述附图包括以下附图标记：
1-灯头，2-灯杆，3-蓄电池；
41-导风板，411-安装槽，42-导风舵，43-连接框，44-轴承，45-固定杆，46-风电机；
51-连接轴，52-端板，53-轴棒，54-轴片，6-延长杆。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明；除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系；应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
实施例
如图1所示的是一种风光互补的多功能杆，用于解决现有技术的风光互补路灯不能够充分利用风力以及太阳能资源，导致清洁能源产生量较低的问题，其结构包括：灯头1、灯杆2、蓄电池4、风电器、光电轴，灯头1安装在灯杆2上，灯杆2固定在地面上，所述蓄电池4埋在灯杆2下方的地面中，将风电器与光电轴产生的清洁能源进行储存，作为灯头1使用的备用能源，所述风电器可转动连接在灯杆2上，风电器能够随风向不同而进行转动，从而对不同风向的风力资源进行利用，所述光电轴设置在导风板41上的安装槽411中，能够通过转动调整接受阳光的角度，同时光电轴与安装槽411的间隙还可以作为导风板41上的通风窗，便于风电器随风向转动。
所述风电器包括：导风板41、导风舵42、连接框43、风电机46，如图2所示，所述连接框43是长方形的空心盒体，连接框43的底面、顶面对应位置设置有通孔，通孔的孔壁上固定有轴承44，轴承44与灯杆2可转动连接，所述导风板41、导风舵42固定在连接框43上相对的一组侧面上，该组侧面不设置面板，保证风能够顺畅流过，且连接框43中设置有风电机46，风电机46与设置有导风板41的侧面平行，所述导风板41有两块，两个导风板41向外张开，增加受风面积，且导风板41上还设置有用于安装光电轴的安装槽411，所述安装槽411是通槽；所述导风舵42同样有两片，两片导风舵42之间的夹角大于导风板41之间的夹角，且导风舵42的面积大于导风板41的面积，这样的结构能够保证导风板41始终对准风向；在使用时，风力被导风板41接受并集中，经过连接框43时，带动风电机46转动，从而产生电能，再从导风舵42一侧排出。
需要说明的是：通过调整导风板41与导风舵42的厚度不同，使二者的质量相同，对轴承的负荷更加均匀。
进一步地，所述导风舵42之间设置有固定杆45，通过固定杆45维持两片导风舵42之间的夹角，减少导风舵42变形的发生。
更进一步地，如图2所示，所述导风板41上还设置镶嵌有风电机46，沿着导风板41流动的风能够带动风电机46转动，虽然风电机46本身不会运动，但是可以随着导风板41的转动而利用风力，提高风的利用率。
如图4所示，所述光电轴设置在安装槽411中，其结构包括：连接轴51、端板52、轴棒53、轴片54，所述轴棒53是圆柱形的棒体，其两端与端板52的一侧可转动连接，轴棒53与端板52的转动轴上还设置有扭簧，在受到较大的风力作用时，轴棒53会随之转动到与风向平行的位置，风力消除后恢复原来的位置，该转动过程端板52不随之转动，所述端板52的另一侧均设置有连接轴51，其中一个连接轴51与安装槽411通过轴承连接，另一个连接轴51通过小型电机的输出端连接，通过小型电机驱动而转动，所述轴片54设置在轴棒53上，轴片54上铺设有太阳能板，用于接收太阳光。
进一步地，所述小型电机还与现有技术的调整机构连接，能够随阳光方向不同而转动位置，也就是在轴片54的四个角上安装光敏电阻，光敏电阻与单片机电连接，单片机与小型电机电连接，控制小型电机的转动，利用太阳位置不同光敏电阻电平不同的原理，采集各个位置光敏电阻的电压，收到光敏电阻信号后，单片机按照预设的程序驱动光电轴转动，从而对准太阳方向，由于该部分是成熟的现有技术，属于本领域技术人员通常采用的方法，故不做详细说明。
如图2所示的视图为例对风电器能够自动对准风向的原理进行说明，如果风向为从左到右，一部分的风通过导风板41进入连接框43中，还有部分风会作用在导风舵42上，只有在两个导风板41夹角中线与风向重合时，作用在两个导风舵42上的风力相同，一旦风力方向改变，作用在导风舵42上的风力大小不同，导风舵42会带动连接框43向导风舵42受风力较大的一侧转动，因此两个导风板41夹角中线总是与风向重合，充分利用多个风向的风力；如果风向是从上到下，由于导风舵42的面积更大，受到的风力更大，而且导风板41受到风力后，光电轴的轴片54会发生转动，使光电轴与安装槽411之间存在间隙，该间隙作为导风板41上的通风窗，部分气流能够通过通风窗流动，从而较小作用在导风板41上的风力，减小导风舵42受到风力方向转动的阻力。
如图5所示，所述灯杆2上还设置有延长杆6，所述延长杆6上设置有现有技术的设备，如：智能交通设备、交通信号灯、显示屏、安全监控设备、限速指示牌等，根据使用场景的不同，延长杆6上的设备也略有不同，本实施例中不做详细限定，这些设备同样与灯杆2底部的蓄电池4电连接，通过蓄电池4中的电力维持日常使用。

Claims (4)

1.一种风光互补的多功能杆，包括：灯头、灯杆、蓄电池，其特征在于：还包括:风电器，所述风电器包括：导风板、导风舵、连接框、风电机，所述连接框顶面以及底面上对应设置有两个通孔，灯杆穿过通孔与连接框可转动连接，连接框中设置有风电机，所述导风板、导风舵固定在连接框上相对的一组侧面上，该组侧面不设置面板，气流穿过该组侧面作用在风电机上，所述导风板有两块，两个导风板向外张开，且导风板上还设置有条状的安装槽，所述导风舵同样有两片，两片导风舵之间的夹角大于导风板之间的夹角，且导风舵的面积大于导风板的面积；
所述安装槽是通槽；
所述安装槽中设置有光电轴，所述光电轴包括：连接轴、端板、轴棒、轴片，所述轴棒是圆柱形的棒体，其两端与端板的一侧可转动连接，轴棒与端板的转动轴上还设置有扭簧，所述端板的另一侧均设置有连接轴，连接轴与安装槽可转动连接，轴片设置在轴棒上，轴片上铺设太阳能板。
2.根据权利要求1所述的一种风光互补的多功能杆，其特征在于：所述导风板与导风舵的质量相同。
3.根据权利要求1所述的一种风光互补的多功能杆，其特征在于：所述导风板上还设置镶嵌有风电机。
4.根据权利要求1所述的一种风光互补的多功能杆，其特征在于：所述导风舵之间设置有固定杆。
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