CN114396591B - 一种增补型智能市政灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增补型智能市政灯具，包括灯箱，所述灯箱包括灯座和固定安装在所述灯座上的灯具框架，所述灯座的侧面上安装有显示屏，所述灯座或者灯具框架的顶部设有太阳能电池板和风力发电机，所述灯座的内部设有带无线通讯功能的物联网控制模块，所述灯具框架的表面上安装有LED灯条，所述灯具框架的底部设有路况传感器，所述显示屏、太阳能电池板、LED灯条、风力发电机和路况传感器均与所述物联网控制模块电性连接。本发明不仅可以增补普通路灯的功能，为智能路灯改造工程提供了一种中间过渡方案，实现对旧路灯的升级改造，节省了更换智能路灯的成本，推动了智能化城市建设发展，还可以悬挂在房梁上进行美化装饰，提高智能家居的水平。

Description

一种增补型智能市政灯具
技术领域
本发明涉及道路照明装置技术领域，尤其涉及一种增补型智能市政灯具。
背景技术
一般城市的市政路灯或装饰灯依旧采用较为原始的照明灯具，其功能单一仅为市政道路提供单一的照明功能，随着能源的日益紧张和环境问题的日趋严重，节能环保产品越来越受到重视，但是目前的智能路灯的改造工程依旧存在着以下的问题。第一，采购成本高。智能路灯的价格远远高于普通路灯的价格。第二，建造成本高。将现有的路灯替换成智能LED路灯时需要将旧的灯杆挖开，重新架设电路和新的灯杆。第三，回收利用的成本高。旧的灯杆换下后一般直接废弃，造成材料的浪费和环保污染问题。第四，智能路灯改造工程推广困难。旧的路灯往往还没有达到报废的年限，仍然具有很长的使用寿命，马上就更换智能路灯很可能得不偿失，因此，智能城市化建设在市政路灯方面的推进比较迟滞，给智能化城市建设发展带来阻碍。
发明内容
本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种增补型智能市政灯具，具有智能水平高、美化性能强、节能环保等优点，为智能路灯改造工程提供了一种中间过渡方案，有利于推动智能化城市建设发展。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：一种增补型智能市政灯具，包括灯箱，所述灯箱包括灯座和固定安装在所述灯座上的灯具框架，所述灯座的侧面上安装有显示屏，所述灯座或灯具框架的顶部设有太阳能电池板和风力发电机，所述灯座的内部设有带无线通讯功能的物联网控制模块，所述灯具框架的表面上安装有LED灯条，所述灯具框架的底部设有路况传感器，所述显示屏、太阳能电池板、LED灯条、风力发电机和路况传感器均与所述物联网控制模块电性连接。
为了进一步完善，所述灯具框架与灯座之间设有升降机构，升降机构包括若干根周向分布在灯座上的吊杆，吊杆的内端与灯座固定连接，吊杆的下侧的设有传动槽，传动槽内转动安装有蜗杆和卷线轮，卷线轮的轮面上缠绕固定有吊绳，吊绳的下端与所述灯具框架固定连接，所述卷线轮的侧面上固定连接有与所述蜗杆啮合的蜗轮，所述蜗杆的内端延伸于灯座的内部并设有从动齿轮，从动齿轮啮合连接主动齿轮，主动齿轮连接升降电机，升降电机与所述物联网控制模块电性连接。
进一步完善，所述灯具框架包括一大一小的外框架和内框架，外框架和内框架均为直棱柱结构且上下两端为开口结构，所述卷线轮包括分别控制外框架和内框架进行升降的外框升降轮和内框升降轮。
进一步完善，所述外框升降轮的直径和内框升降轮的直径不相等。
进一步完善，所述外框架和内框架的竖棱之间滑动安装有可以上下活动的限位杆。
进一步完善，所述限位杆的两端设有滑块，滑块与设置在外框架或内框架上的竖导轨滑动连接，竖导轨下端设有限位块，竖导轨上端设有吊绳固定连接。
进一步完善，所述太阳能电池板上设有除尘装置，除尘装置包括除尘电机、竖轴套、扇轮、伸缩杆和除尘刷条，所述竖轴套转动安装在所述太阳能电池板的表面上，所述竖轴套的上下两端分别与所述除尘刷条的一端和伸缩杆的一端进行固定连接，所述扇轮和除尘电机分别位于竖轴套的上下方，所述除尘电机与所述物联网控制模块电性连接，除尘电机的输出端连接有双输出轴减速机，双输出轴减速机的其中一个输出轴穿过所述竖轴套后与上方的扇轮固定连接，所述双输出轴减速机的另一个输出轴上安装有曲柄，曲柄与所述伸缩杆的另一端铰接。
进一步完善，所述灯座上设有固定机构，所述固定机构包括一端铰接在一起的两个箍板，两个所述箍板的开合端之间通过活节螺栓进行固定连接，两个所述箍板的中部之间设有两个相互配合的箍槽，箍槽上固定设置有弧形夹板，弧形夹板的内壁上设有磁性橡胶垫，弧形夹板上间隔设置有若干根向内倾斜的弹性爪条，弹性爪条的内壁上设有吸盘垫。
进一步完善，所述活节螺栓包括锁扣、螺杆和紧固螺母，两个所述箍板的端部分别设有卡勾和U形卡座，U形卡座内放置有所述紧固螺母，所述螺杆的一端与锁扣转动连接，螺杆的另一端穿过U形卡座侧部的通孔后与所述紧固螺母进行螺纹连接，所述锁扣与所述卡勾配合卡接，所述U形卡座内设有防松垫圈，防松垫圈套设在螺杆上，防松垫圈的一侧与紧固螺母端面贴合，防松垫圈的另一侧与U形卡座之间固定连接有防松弹簧。
进一步完善，所述路况传感器为液位传感器、能见度传感器、行人检测传感器、激光雷达传感器或监控摄像头。
本发明有益的效果是：
1、本发明提供了一种增补型智能市政灯具，方便直接固定在普通路灯灯杆上，增补强化路灯的功能，为智能路灯改造工程提供了一种中间过渡方案，实现了对旧路灯的智能升级改造，节省了直接更换为智能路灯的成本。
2、本发明的灯具框架上集成了LED灯条，发光效率高，而且间距设置的LED灯条使得照明效果更加柔和和醒目，不集中不刺眼，避免刺激到道路上行驶的车辆驾驶员和行人。
3、灯具框架底部设置的路况传感器能够实时检测路面的空气能见度、路面积水、交通事故等真实的外界环境信息并通过物联网控制模块智能控制灯具调节照明亮度和颜色，提高路灯照明和指引性能。
4、灯具上设置有太阳能电池板和风力发电机，实现风光互补，有效的节约能源，绿色环保、节能效果高，可以在断电时为路灯应急进行暂时供电，提高交通安全。
5、灯具上设置的无线通信功能的物联网控制模块接入路灯电路后，可以远程操控特定路段路灯的亮灭，采集路面气象数据和电力数据上传到网络，为路灯维护、天气预报和交通出行等方面带来便利，还可以远程下载广告到显示屏上进行滚动播出，广告投放更换方便快捷，带来良好的经济效益，显示屏还可以起到导航和宣传文化的功能，使行人可以更快的获取城市信息，推动了智能化城市建设发展。
附图说明
图1为固定框架式的灯具立体结构示意简图；
图2为升降框架式的灯具主视结构示意图；
图3为升降机构的结构示意图；
图4为除尘装置的结构示意图；
图5为固定机构的主剖结构示意图；
图6为图5的俯视结构示意图；
附图标记说明：1、灯杆，2、灯箱，21、灯座，22、灯具框架，221、外框架，222、内框架，23、显示屏，24、太阳能电池板，25、物联网控制模块，26、LED灯条，27、风力发电机，28、路况传感器，3、固定机构，31、箍板，32、活节螺栓，321、锁扣，322、螺杆，323、卡勾，324、U形卡座，325、紧固螺母，326、防松垫圈，327、防松弹簧，33、箍槽，34、弧形夹板，35、磁性橡胶垫，36、弹性爪条，37、吸盘垫，4、升降机构，41、吊杆，42、蜗杆，43、卷线轮，431、外框升降轮，432、内框升降轮，44、吊绳，45、蜗轮，46、从动齿轮，47、主动齿轮，48、升降电机，49、限位杆，491、滑块，492、竖导轨，493、限位块，5、除尘装置，51、除尘电机，52、竖轴套，53、扇轮，54、伸缩杆，55、除尘刷条，56、双输出轴减速机，57、曲柄。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照附图1-2：本实施例中一种增补型智能市政灯具，包括灯箱2，灯箱2可以悬挂或固定安装在灯杆1、屋檐等物体的高处上，所述灯箱2包括灯座21和固定安装在所述灯座21上的灯具框架22，所述灯座21的侧面上安装有显示屏23，所述灯座21或者灯具框架22的顶部设有太阳能电池板24和风力发电机27，所述灯座21的内部设有带无线通讯功能的物联网控制模块25，所述灯具框架22的表面上安装有LED灯条26，所述灯具框架22的底部设有路况传感器28，所述显示屏23、太阳能电池板24、LED灯条26、风力发电机27和路况传感器28均与所述物联网控制模块25电性连接。该广告灯具不仅可以固定在普通路灯灯杆上，增补强化路灯的为智能路灯改造工程提供了一种中间过渡方案，实现了对旧路灯的智能升级改造，节省了直接更换为智能路灯的成本，该灯具还可以悬挂在房梁上进行美化装饰，提高智能家居的水平。
使用时，物联网控制模块25上设有输入输出接口和无线通信单元，可以接入路灯的电路进行联网控制，利用物联网控制模块25远程操控特定路段路灯的亮灭，灯具上的太阳能电池板24和风力发电机27可以利用自然光和自然风进行发电，为灯具和路灯进行额外供电，实现风光互补，有效的节约能源，绿色环保、节能效果高，在断电时为路灯应急进行暂时供电，提高交通安全；灯具框架22上集成了LED灯条26，发光效率高，而且间距设置的LED灯条26使得照明效果更加柔和和醒目，不集中不刺眼，避免刺激到道路上行驶的车辆驾驶员和行人；灯具框架22底部设置的路况传感器28能够实时检测路面的空气能见度、路面积水等真实的外界环境信息并通过物联网控制模块25智能控制灯具调节LED灯条26照明亮度和颜色，提高路灯照明和指引性能；所述路况传感器28为液位传感器、能见度传感器、行人检测传感器、激光雷达传感器或监控摄像头。路况传感器28能够采集的路面气象数据和电力数据并实时上传到网络，能够实时检测路面的空气能见度、路面积水、交通事故等真实的外界环境信息并通过物联网控制模块智能控制灯具调节照明亮度和颜色，提高路灯照明和指引性能，为路灯维护、天气预报和交通出行等方面带来便利。显示屏23可以通过物联网控制模块25远程下载广告到上进行滚动播出，使广告投放更换方便快捷，带来良好的经济效益，显示屏23还可以起到导航和宣传文化的功能，使行人可以更快的获取城市信息，推动了智能化城市建设发展。
如附图3所示，灯具的框架也可以设计为升降式结构，所述灯具框架22与灯座21之间设有升降机构4，升降机构4包括若干根周向分布在灯座21上的吊杆41，吊杆41的内端与灯座21固定连接，吊杆41的下侧的设有传动槽，传动槽内转动安装有蜗杆42和卷线轮43，卷线轮43的轮面上缠绕固定有吊绳44，吊绳44的下端与所述灯具框架22固定连接，所述卷线轮43的侧面上固定连接有与所述蜗杆42啮合的蜗轮45，所述蜗杆42的内端延伸于灯座21的内部并设有从动齿轮46，从动齿轮46啮合连接主动齿轮47，主动齿轮47连接升降电机48，升降电机48与所述物联网控制模块25电性连接。
通过上述技术方案，灯具框架22上的LED灯条26点亮后，可以实现对路灯的照明增补，升降机构4可以驱动灯具框架22在灯杆1上进行升降，具有灵活性高的优点，可以改变灯具框架22的位置实现动态照明，更加容易照亮灯杆1底部位置周围的路面，并与顶部的路灯形成上下辉映，实现更佳的夜间照明效果，灯具框架22具有升降功能后还方便了灯具框架22及LED灯条26的安装和维护，解决灯杆1太高而带来的灯具维护困难的问题，在台风天、雾天等恶劣天气时可以将灯具框架22降下，起到降低重心、减震、贴近地面照明的效果，提升路灯和交通的安全。物联网控制模块25控制升降电机48通电正转时，通过主动齿轮47、从动齿轮46、蜗杆42和蜗轮45传动驱动卷线轮43收卷吊绳44，实现灯具框架22位置的上移；同理，升降电机48通电反转时，卷线轮43放下吊绳44，实现灯具框架22位置的下降；升降电机48断电停转时，在蜗杆42和蜗轮45的自锁作用下，灯具框架22位置的静止不动。
所述灯具框架22包括一大一小的外框架221和内框架222，外框架221和内框架222均为直棱柱结构且上下两端为开口结构，附图1中选用立方体框架结构，所述卷线轮43包括分别控制外框架221和内框架222进行升降的外框升降轮431和内框升降轮432，可以将灯具框架22的重量从外到内多作用点的分摊到吊杆41上，使升降更加省力，传动零件不容易磨损。外框架221和内框架222间隔嵌套在一起，可以实现多层间隔立体式的空间照明，使得LED灯条26分散开来，照明效果更加柔和和醒目，不集中不刺眼，避免刺激到道路上行驶的车辆驾驶员和行人，看起来有更大的照明体积，提高路灯位置辨识度。
所述外框升降轮431的直径和内框升降轮432的直径不相等。当外框升降轮431的直径大于或小于内框升降轮432的直径时，灯具框架22(在附图1位置)开始整体进行下降的过程中，外框架221和内框架222之间会发生相对移动，逐渐在灯杆上展开，最后呈金字塔形。如果框架的层数越多、升降轮直径参差不齐，那么展开的形状可以更加的丰富，提高路灯的美感。
所述外框架221和内框架222的竖棱之间滑动安装有可以上下活动的限位杆49。限位杆49可以控制外框架221和内框架222之间的距离，提高灯具框架22整体的结构强度，避免升降时相互之间晃动发生磕碰。
所述限位杆49的两端设有滑块491，滑块491与设置在外框架221或内框架222上的竖导轨492滑动连接，竖导轨492下端设有限位块493，竖导轨492上端设有吊绳44固定连接。外框架221和内框架222上下相对移动，限位杆49的两端的滑块491可以在竖导轨492和吊绳44进行滑移，外框架221和内框架222之间活动更加灵活有序，具有更大的活动距离。
如附图4所示，所述太阳能电池板24上设有除尘装置5，除尘装置5包括除尘电机51、竖轴套52、扇轮53、伸缩杆54和除尘刷条55，所述竖轴套52转动安装在所述太阳能电池板24的表面上，所述竖轴套52的上下两端分别与所述除尘刷条55的一端和伸缩杆54的一端进行固定连接，所述扇轮53和除尘电机51分别位于竖轴套52的上下方，所述除尘电机51与所述物联网控制模块25电性连接，除尘电机51的输出端连接有双输出轴减速机56，双输出轴减速机56的其中一个输出轴穿过所述竖轴套52后与上方的扇轮53固定连接，所述双输出轴减速机56的另一个输出轴上安装有曲柄57，曲柄57与所述伸缩杆54的另一端铰接。
通过上述技术方案，除尘电机51转动时驱动双输出轴减速机56的两个输出轴转动，分别控制扇轮53和曲柄57转动，扇轮53转动时会向上吹气，在太阳能电池板24上形成上升气流，避免空气中的灰尘沉积在太阳能电池板24或灯具上面，曲柄57转动时会摇动伸缩杆54，驱动除尘刷条55在太阳能电池板24表面进行移动角度的往复摆动，擦去其表面的积水和污渍，保持太阳能电池板24表面的整洁，提高其发电效率，延长了太阳能电池板24的使用寿命。
如附图5所示，所述灯座21上设有固定机构3，可以和灯杆1进行固定连接，所述固定机构3包括一端铰接在一起的两个箍板31，两个所述箍板31的开合端之间通过活节螺栓32进行固定连接，两个所述箍板31的中部之间设有两个相互配合的箍槽33，箍槽33的形状与路灯灯杆1的形状相适配，箍槽33上固定设置有弧形夹板34，可以增强与灯杆1表面的接触面积，弧形夹板34的内壁上设有磁性橡胶垫35，磁性橡胶垫35的弹性、止滑性和磁性的性能强，可以贴合灯杆1表面，增强摩擦力，弧形夹板34上间隔设置有若干根向内倾斜的弹性爪条36，固定时弹性爪条36周向分布在灯杆1侧面上，形变产生向内的弹力，进一步增强固定机构3和灯杆1连接的牢固性，弹性爪条36的内壁上设有吸盘垫37，吸盘垫37上设有微型吸盘，可以吸附灯杆1的粗糙表面，进一步增强静摩擦力。
如附图6所述，所述活节螺栓32包括锁扣321、螺杆322和紧固螺母325，两个所述箍板31的端部分别设有卡勾323和U形卡座324，U形卡座324内放置有所述紧固螺母325，所述螺杆322的一端与锁扣321转动连接，螺杆322的另一端穿过U形卡座324侧部的通孔后与所述紧固螺母325进行螺纹连接，所述锁扣321与所述卡勾323配合卡接，所述U形卡座324内设有防松垫圈326，防松垫圈326套设在螺杆322上，防松垫圈326的一侧与紧固螺母325端面贴合，防松垫圈326的另一侧与U形卡座324之间固定连接有防松弹簧327。防松垫圈326在防松弹簧327的作用下可以压住紧固螺母325表面，实现防松效果，防松垫圈326在弹力作用下的防松效果持久，不容易因为长时间的挤压而失效。使用时，将两个所述箍板31合拢，使两个箍槽33箍住灯杆1进行定位，然后将锁扣321转动扣到卡勾323上，然后用扳手拧动紧固螺母325，在螺纹驱动下螺杆322右移拉动锁扣321进行锁紧，实现两个所述箍板31对灯杆1夹紧固定，然后在固定机构3上继续安装灯座21，对灯具进行装配，需要拆卸时，用扳手拧松紧固螺母325，驱动下螺杆322左移使锁扣321进行松开，实现两个所述箍板31的打开。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (8)

1.一种增补型智能市政灯具，包括灯箱(2)，其特征在于：所述灯箱(2)包括灯座(21)和固定安装在所述灯座(21)上的灯具框架(22)，所述灯座(21)的侧面上安装有显示屏(23)，所述灯座(21)或者灯具框架(22)的顶部设有太阳能电池板(24)和风力发电机(27)，所述灯座(21)的内部设有带无线通讯功能的物联网控制模块(25)，所述灯具框架(22)的表面上安装有LED灯条(26)，所述灯具框架(22)的底部设有路况传感器(28)，所述显示屏(23)、太阳能电池板(24)、LED灯条(26)、风力发电机(27)和路况传感器(28)均与所述物联网控制模块(25)电性连接；
所述灯具框架(22)与灯座(21)之间设有升降机构(4)，升降机构(4)包括若干根周向分布在灯座(21)上的吊杆(41)，吊杆(41)的内端与灯座(21)固定连接，吊杆(41)的下侧的设有传动槽，传动槽内转动安装有蜗杆(42)和卷线轮(43)，卷线轮(43)的轮面上缠绕固定有吊绳(44)，吊绳(44)的下端与所述灯具框架(22)固定连接，所述卷线轮(43)的侧面上固定连接有与所述蜗杆(42)啮合的蜗轮(45)，所述蜗杆(42)的内端延伸于灯座(21)的内部并设有从动齿轮(46)，从动齿轮(46)啮合连接主动齿轮(47)，主动齿轮(47)连接升降电机(48)，升降电机(48)与所述物联网控制模块(25)电性连接；
所述灯具框架(22)包括一大一小的外框架(221)和内框架(222)，外框架(221)和内框架(222)均为直棱柱结构且上下两端为开口结构，所述卷线轮(43)包括分别控制外框架(221)和内框架(222)进行升降的外框升降轮(431)和内框升降轮(432)。
2.根据权利要求1所述的一种增补型智能市政灯具，其特征在于：所述外框升降轮(431)的直径和内框升降轮(432)的直径不相等。
3.根据权利要求1所述的一种增补型智能市政灯具，其特征在于：所述外框架(221)和内框架(222)的竖棱之间滑动安装有可以上下活动的限位杆(49)。
4.根据权利要求3所述的一种增补型智能市政灯具，其特征在于：所述限位杆(49)的两端设有滑块(491)，滑块(491)与设置在外框架(221)或内框架(222)上的竖导轨(492)滑动连接，竖导轨(492)下端设有限位块(493)，竖导轨(492)上端设有吊绳(44)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种增补型智能市政灯具，其特征在于：所述太阳能电池板(24)上设有除尘装置(5)，除尘装置(5)包括除尘电机(51)、竖轴套(52)、扇轮(53)、伸缩杆(54)和除尘刷条(55)，所述竖轴套(52)转动安装在所述太阳能电池板(24)的表面上，所述竖轴套(52)的上下两端分别与所述除尘刷条(55)的一端和伸缩杆(54)的一端进行固定连接，所述扇轮(53)和除尘电机(51)分别位于竖轴套(52)的上下方，所述除尘电机(51)与所述物联网控制模块(25)电性连接，除尘电机(51)的输出端连接有双输出轴减速机(56)，双输出轴减速机(56)的其中一个输出轴穿过所述竖轴套(52)后与上方的扇轮(53)固定连接，所述双输出轴减速机(56)的另一个输出轴上安装有曲柄(57)，曲柄(57)与所述伸缩杆(54)的另一端铰接。
6.根据权利要求1所述的一种增补型智能市政灯具，其特征在于：所述灯座(21)上设有固定机构(3)，所述固定机构(3)包括一端铰接在一起的两个箍板(31)，两个所述箍板(31)的开合端之间通过活节螺栓(32)进行固定连接，两个所述箍板(31)的中部之间设有两个相互配合的箍槽(33)，箍槽(33)上固定设置有弧形夹板(34)，弧形夹板(34)的内壁上设有磁性橡胶垫(35)，弧形夹板(34)上间隔设置有若干根向内倾斜的弹性爪条(36)，弹性爪条(36)的内壁上设有吸盘垫(37)。
7.根据权利要求6所述的一种增补型智能市政灯具，其特征在于：所述活节螺栓(32)包括锁扣(321)、螺杆(322)和紧固螺母(325)，两个所述箍板(31)的端部分别设有卡勾(323)和U形卡座(324)，U形卡座(324)内放置有所述紧固螺母(325)，所述螺杆(322)的一端与锁扣(321)转动连接，螺杆(322)的另一端穿过U形卡座(324)侧部的通孔后与所述紧固螺母(325)进行螺纹连接，所述锁扣(321)与所述卡勾(323)配合卡接，所述U形卡座(324)内设有防松垫圈(326)，防松垫圈(326)套设在螺杆(322)上，防松垫圈(326)的一侧与紧固螺母(325)端面贴合，防松垫圈(326)的另一侧与U形卡座(324)之间固定连接有防松弹簧(327)。
8.根据权利要求1所述的一种增补型智能市政灯具，其特征在于：所述路况传感器(28)为液位传感器、能见度传感器、行人检测传感器、激光雷达传感器或监控摄像头。
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