CN114963096A - 一种太阳能园林景观灯 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能园林景观灯，包括光伏组件、立柱、横板、探照灯和雨水存储机构、雨水回收机构。雨水回收机构包括第一龙骨和第二龙骨，立柱上设置与第二龙骨连接的转动轴，第一龙骨与第二龙骨之间设置柔性的伞状件。立柱上还设置有驱动组件和控制驱动组件启动的感应电路，感应电路包括电流电压调节模块、感应模块、判断模块、控制模块和执行模块。本发明将景观灯与游人的避雨需求结合起来，并进一步与海绵城市相结合，通过雨水回收、雨水存储以及浇灌再利用等功能的协同作用充分利用水资源，有助于构建新型海绵园林和海绵城市。同时，本发明采用光伏组件吸收太阳能转化为电能，为景观灯及浇灌系统供电。
Description
技术领域
本发明属于海绵城市技术领域，具体涉及一种太阳能园林景观灯。
背景技术
园林，指在一定的地域运用工程技术和艺术手段，通过改造地形(或进一步筑山、叠石、理水)、种植树木花草、营造建筑和布置园路等途径创作而成的自然环境和游憩境域。
随着城市化的进程不断深入，城市中修建了很多园林景观公园，园林内的植被覆盖率高，需要定期进行浇水灌溉。由于园林内地形多变，洒水车无法通达至全部地点，因此往往需要依靠加长的水管才能将水送至绿植区域。加长水管一方面有可能因受到人群踩踏而破损；另一方面，又易使得游人尤其是老人和儿童在游玩的过程中发生磕绊进而引发危险。
在园林内最多的人工设施就是景观灯，现有的景观灯仅可以作为照明使用，功能较为单一，若能将景观灯与蓄水功能相结合，不仅可以增加充分利用水资源、增加浇灌效率，也能避免水管横置在道路中对游人可能带来的危险。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种太阳能园林景观灯，包括立柱、横板、探照灯、光伏组件和雨水存储机构，横板位于立柱的顶部，探照灯位于横板下表面，立柱内部具有空腔，立柱上以横板中轴线为中心左右对称设置有雨水回收机构，立柱下部具有底座，雨水存储机构位于底座内，雨水回收机构包括第一龙骨和第二龙骨，第一龙骨与立柱固定连接，立柱上设置有与第二龙骨连接的转动轴，第一龙骨与第二龙骨之间设置柔性的伞状件，伞状件在第一龙骨与第二龙骨的作用下可形成两种状态：
第一龙骨与第二龙骨相互贴合时，伞状件为收缩状态；
第一龙骨与第二龙骨相互远离时，伞状件为铺展状态；
空腔与伞状件之间设置有下液管，立柱上还设置有驱动组件和控制驱动组件启动的感应电路，驱动组件用于控制转动轴的启动，感应电路包括：
电流电压调节模块，用于对电流进行整流操作，对电压进行稳压操作，使得电流与电压可以满足后级电路的使用要求；
感应模块，耦接于电流电压调节模块，包括雨滴传感器RH，用于输出感应信号；
判断模块，耦接于感应模块并接收感应信号，用于判断是否有雨滴降落。
控制模块，耦接于判断模块，包括继电器J，用于向后级电路输出控制信号；
执行模块，接收控制信号，包括常开的继电器触点J-1和电动机，用于控制转动轴的启动，在转动轴的作用下使得第二龙骨远离第一龙骨。
如此设置，当下雨时，感应电路发出信号，此时伞状件自动开启并对下落的雨水进行回收。通过设置太阳能光伏组件，充分吸收太阳能并转化为电能存储，为探照灯、驱动组件及浇灌系统供电，实现节能环保。
优选地，所述驱动组件包括位于立柱顶部的盒体，盒体内设置位于电动机上的电机轴，电机轴与转动轴之间设置传动组件。
如此设置，下雨时，电动机控制电机轴转动，电机轴通过传动组件可带动转动轴转动，第二龙骨逐渐远离第一龙骨，伞状件铺展对雨水进行收集。
优选地，所述传动组件包括位于电机轴上的主动轮，转动轴上设置有从动轮，主动轮与从动轮之间连接有传动带。
如此设置，电机轴与转动轴之间依靠传动带的连接，实现了快速联动，传动带的联动比单纯的齿动噪音要小，避免对园林内休憩的人群造成打扰。
优选地，所述雨水存储机构包括位于底座内与空腔连通的回收腔室，回收腔室还设置有与外界连通的出水组件。
如此设置，收集到的雨水统一被存放在回收腔室内，工人只需要开启出水组件即可取水。
优选地，所述出水组件包括位于底座上的放置腔，放置腔与外界之间设置有开口，放置腔内设置有与回收腔室连通的水阀，开口处设置有开关组件。
如此设置，开关组件可以控制放置腔的启闭。
优选地，所述开关组件包括一端与开口铰接的开关门，开关门上设置有把手。
优选地，所述伞状件材质为聚丙烯，伞状件上设置有若干加强筋。
由于伞状件长期暴露于户外，因此需要伞状件的材质可以耐高温，同时为了保护园林内空气的质量，伞状件不能有较大的刺激性气味。聚丙烯材料无毒无味且耐热性好，如此设置，可以满足伞状件对耐热性和无毒性的要求。
优选地，所述下液管设置为伸缩管。
如此设置，伸缩管具有一定的可塑性，方便下液管的弯折。
优选地，所述电流电压调节模块包括与220V市政电压耦接的变压器T，变压器T耦接有由二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3和二极管VD4依次串联的整流电路，整流电路耦接有稳压管VD5。
如此设置，变压器T起到降压的作用，整流电路可以进行整流操作，稳压管实现稳压操作。
优选地，所述判断模块包括耦接于雨滴传感器RH和稳压管VD5之间的与非门A，与非门A耦接有电阻R2，判断模块还包括三极管VT，三极管VT的基极耦接于电阻R2，三极管VT的发射极耦接于雨滴传感器RH，三极管VT的集电极耦接于继电器J。
如此设置，只有下雨时判断模块才会导通，继电器J接收到判断模块传达来的指令后开始工作，继电器J控制继电器触点J-1变为闭合，电动机、继电器触点J-1形成闭合回路，电动机得电开始工作。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明中，将景观灯与雨水自动收集相结合，提高了雨水收集效率。景观灯不会像洒水车一样受地形限制，同时景观灯无需另外占用大量土地破坏植被。需要时直接从景观灯内取水即可，避免洒水车无法进园的困扰。
1、在下雨时，景观灯感应模块自动识别并控制伞状件开启，无需人工操控，能够节省人力。在下雨时可对雨水进行收集，还可为园林内的游人提供一定的避雨区域。
2、伞状件将收集的雨水引流至底座内，当工作人员需要用水时，直接开启水阀即可。在重力的作用下液体自动从水阀排出，无需使用抽水泵，起到节电的效果。通过景观灯侧壁设置的喷淋头，并利用收集的雨水以及海绵城市地下贮水系统中的水，就近为植被进行喷淋，省却了单独设置的喷淋装置。
3、利用太阳能光伏组件，充分吸收太阳能并转化为电能存储，为探照灯、驱动组件及浇灌系统等供电，实现新能源的利用和节能。
4、判断模块为逻辑电路，逻辑电路为二进制，与非门电路内部结构较为简易。众所周知结构越简单，其受外界影响导致出错的概率越低，尤其是景观灯为室外设置，需经受风吹雨淋日晒等复杂的外界环境，因此本方案中判断模块的最优选项为与非门电路，使得景观灯的功能稳定性更佳，易于维护，使用寿命更长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明所述太阳能园林景观灯的盒体局部剖面图；
图2为本发明所述太阳能园林景观灯的底座局部剖面图；
图3为本发明所述太阳能园林景观灯的伞状件铺展状态示意图；
图4为本发明所述太阳能园林景观灯伞状件收缩状态示意图；
图5为图1的A部放大结构示意图；
图6为图2的B部放大结构示意图；
图7为本发明所述感应电路流程示意图；
图8为本发明所述感应电路原理示意图；
图9为本发明所述传动组件另一种优选实施方式的局部剖面示意图；
图10为图9的C部放大示意图。
图11为本发明一种可选实施方式的浇灌机构的结构示意图。
附图标记说明：1、立柱；2、下液管；3、探照灯；4、第二龙骨；5、横板；6、底座；7、盒体；8、转动轴；9、从动轮；10、传动带；11、第一龙骨；12、伞状件；13、电动机M；14、电机轴；15、主动轮；16、空腔；17、回收腔室；18、放置腔；19、开口；20、水阀；21、开关门；22、把手；23、电流电压调节模块；24、感应模块；25、判断模块；26、控制模块；27、执行模块；28、驱动电机；29、转轴；30、第一伞齿轮；31、第二伞齿轮；32、加强筋；33、喷淋头；34、上水管；35、抽水管；36、水泵；37、设备腔。
具体实施方式
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
本发明提供了多个实施例方案，各实施例方案介绍的各可选方式可在不冲突的情况下相互结合、交叉引用，从而延伸出多种可能的实施例方案，这些均可认为是本发明实施例披露、公开的实施例方案。
参照图1至图6，作为本发明一种优选的园林内使用的太阳能园林景观灯，包括立柱1、横板5、探照灯3和雨水存储机构，横板5位于立柱1的顶部，探照灯3位于横板5下表面，横板5设置有光伏组件，光伏组件包括位于横板5上表面的光伏面板。在光照充足时光伏组件存储电能，在夜晚降临或雨水天气时，光伏组件存储的电可供探照灯3点亮以及伞状件12的铺展。立柱1内部具有空腔16，立柱1上以横板5中轴线为中心左右对称设置有雨水回收机构，立柱1下部具有底座6，雨水存储机构位于底座6内。
雨水回收机构包括第一龙骨11和靠近横板5的第二龙骨4。第一龙骨11与立柱1固定连接，立柱1上设置与第二龙骨4连接的转动轴8。
第一龙骨11与第二龙骨4之间设置有柔性的伞状件12，伞状件12为聚丙烯材质，聚丙烯具有抗老化性，同时防水性能较好。伞状件12上设置有若干加强筋32，伞状件12在第一龙骨11与第二龙骨4的作用下可形成两种状态：
第一龙骨11与第二龙骨4相互贴合时，伞状件12为收缩状态。
第一龙骨11与第二龙骨4相互远离时，伞状件12为铺展状态。
空腔16与伞状件12之间设置有下液管2，为了方便将下液管2弯折进空腔16内，下液管2设置为伸缩管。
伞状件12开启时会在立柱1的顶部形成半圆形遮挡，相比较收缩状态，铺展状态的伞状件增大了与雨水的接触面积，方便对雨水进行回收。伞状件12收拢时第一龙骨11与第二龙骨4靠近，此时伞状件12面积缩小无法对雨水进行大面积收集。
伞状件12在晴天无需进行铺展，在雨天伞状件12自动铺展。伞状件12铺展的过程无需人工进行操作。铺展开的伞状件12对上可以进行雨水的收集，并将收集到的雨水回收至底座6内，对下可以为游人提供避雨遮挡。
立柱1内部设置有感应电路，感应电路用于识别天气是否在下雨。下雨时感应电路控制驱动组件启动，在驱动组件的作用下转动轴进行转动。由于转动轴与第二龙骨连接，因此第二龙骨开始远离第一龙骨，伞状件实现铺展。作为一种优选的实施方式，第一龙骨和第二龙骨远离转动轴的一端均高于靠近转动轴的一端。
参照图8，所述感应电路包括电流电压调节模块23、感应模块24、判断模块25和执行模块27。其中，电流电压调节模块23用于对电流进行整流操作，对电压进行稳压操作，使得电流与电压可以满足后级电路的使用要求。感应模块24耦接于电流电压调节模块23，包括雨滴传感器RH，输出感应信号。判断模块25耦接于感应模块24并接收感应信号，用于判断雨天是否来临。控制模块26耦接于判断模块25，包括继电器J，用于向后级电路输出控制信号。执行模块27接收控制信号，包括继电器触点J-1和电动机M13(以下用电动机13代替)，用于控制转动轴8的启动，在转动轴8的作用下使得第二龙骨4远离第一龙骨11，此时伞状件12接收雨水。
当下雨时，雨滴传感器RH感应到液体进入，此时感应模块24发出感应信号，判断模块25识别感应信号成功，控制模块26使得执行模块27启动，执行模块27中的电动机13开始工作并使得转动轴8转动，在转动轴8的作用下第二龙骨4开始逐渐远离第一龙骨11，伞状件12在第二龙骨4的作用下变为铺展状态。
伞状件12将收集到的雨水集中引流至下液管2内，下液管2与立柱1内的空腔16连通，因此进入下液管2内的雨水会流入空腔16内，雨水通过重力的作用流入底座6内的雨水存储机构，在工作人员需要进行浇水操作时直接从底座6内取水即可。
驱动组件包括位于立柱1顶部的盒体7，盒体7内设置位于电动机13上的电机轴14，电机轴14与转动轴8之间设置传动组件。传动组件包括主动轮15、从动轮9和传动带10。主动轮15位于电机轴14上，从动轮9位于转动轴8上，主动轮15与从动轮9之间连接有传动带10。雨水存储机构包括位于底座6内与空腔16连通的回收腔室17，回收腔室17还设置有与外界连通的出水组件。
电动机13启动后，电机轴14会跟随电动机13进行同步转动，电机轴14上的主动轮15通过传动带10带动从动轮9转动，最终从动轮9使得第二龙骨4远离第一龙骨11。
出水组件包括位于底座6上的放置腔18，放置腔18与外界之间设置有开口19，放置腔18内设置有与回收腔室17连通的水阀20，开口19处设置有开关组件。开关组件包括一端与开口19铰接的开关门21，开关门21上设置有把手22。
需要取水时，通过把手22将开关门21开启，将外界的喷淋管直接与放置腔18内的水阀20连接即可实现浇水操作。
参照图7，电流电压调节模块23包括与220V市政电压耦接的变压器T，变压器T耦接有由二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3和二极管VD4依次串联的整流电路，整流电路耦接有稳压管VD5。判断模块25包括耦接于雨滴传感器RH和稳压管VD5之间的与非门A，与非门A耦接有电阻R2，判断模块25还包括三极管VT，三极管VT的基极耦接于电阻R2，三极管VT的发射极耦接于雨滴传感器RH，三极管VT的集电极耦接于继电器J。
感应电路的工作原理为：
当晴天时，雨滴传感器RH处于开路状态，与非门A的输入端由定值电阻R1提供高电位，与非门A的输出端为低电位，三极管VT截止，继电器J不工作。
当下雨时，雨滴传感器RH与水接触导通，与非门A的输入端相当于与地之间接入一个低阻值电阻，使与非门A的输出端输出高电位，三极管VT导通，继电器J工作，继电器触点J-1由常开触点变为闭合，电动机13开始运行并带动主动轮15转动。伞状件12铺展开接收雨水，雨水经过下液管2和空腔16被回收至底座6内。
电动机13为正反电机，放置腔18内设置与电动机13耦接的反向开关K。需要伞状件12进行收缩时，按动反向开关K，此时电动机13反转带动转动轴8复位转动，第二龙骨4逐渐靠近第一龙骨11，伞状件12完成收缩。
作为驱动组件另一种可选的实施方式，参照图9至图10，盒体7内设置包括侧壁，侧壁上设置有驱动电机28，驱动电机28上设置转轴29以及位于转轴29上的第一伞齿轮30，转动轴8上设置第二伞齿轮31，第一伞齿轮30与第二伞齿轮31为齿动连接。
驱动电机28运行时带动第一伞齿轮30转动，第一伞齿轮30通过齿动连接控制第二伞齿轮31转动，在第二伞齿轮31的作用下第二龙骨4开合，最终伞状件12变为铺展状态用于接收雨水。伞齿轮的咬合力更强且噪音较小，在伞状件12变为铺展状态的过程中可以避免较大噪音的出现。
作为一种可选的实施方式，可以在景观灯的顶部设置避雷针装置并接地，以避免雷雨天躲避在景观灯下避雨的人群遭遇可能的危险。
本发明对园林内的照明设施尤其是景观灯进行功能扩展，将景观灯的景观照明与收集雨水以及避雨功能结合为一体。在晴天时不会对植被造成遮挡，影响植被的光合作用；在雨天时解决了游人的避雨需求，游人在突遇暴雨的天气下，可就近寻找自动铺展开伞状件的景观灯进行躲避；同时又充分利用了水资源，有助于构建新型海绵园林。
在雨天时往往伴随有大风，大风可能将树叶等杂物刮落在伞状件12上。作为本发明另一种优选的实施方式，在下液管2与伞状件12的连通处设置有过滤网。通过过滤网的设置，防止树叶等杂物随雨水流入下液管2内导致下液管2发生堵塞。
作为一种可选的实施方式，参照图11，可以在景观灯的下部设置浇灌机构，浇灌机构包括位于底座6内的设备腔37、水泵36和在立柱1侧壁设置的若干喷淋头33。水泵36位于设备腔37内，水泵36分别连接有上水管34和抽水管35，抽水管35穿过设备腔37延伸至回收腔室17底部。喷淋头33设置在立柱1的侧壁距面0.6米高度处，喷淋头33与水泵36之间通过上水管34连通。
需要对绿植进行喷淋浇灌时，启动水泵36，此时抽水管35内产生吸力，回收腔室内17的雨水被吸入抽水管35内，水经过水泵36的加压后传送至上水管34内，最终通过喷淋头33喷出实施浇灌。
目前各个城市都在进行海绵城市或园林建设，作为本发明再一种优选的实施方式，景观灯的回收腔室17还通过连接管道与海绵城市或园林的雨水回收处理系统相连接。连接管道也可以直接与园林内的储水系统连接，然后通过储水系统供水对园林内的植被进行喷淋操作。
虽然本发明实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种太阳能园林景观灯，包括立柱(1)、横板(5)、探照灯(3)、光伏组件和雨水存储机构，横板(5)位于立柱(1)的顶部，探照灯(3)位于横板(5)下表面，其特征在于，立柱(1)内部具有空腔(16)，立柱(1)上以横板(5)中轴线为中心左右对称设置有雨水回收机构，立柱(1)下部具有底座(6)，雨水存储机构位于底座(6)内，雨水回收机构包括第一龙骨(11)和第二龙骨(4)，第一龙骨(11)与立柱(1)固定连接，立柱(1)上设置有与第二龙骨(4)连接的转动轴(8)，第一龙骨(11)与第二龙骨(4)之间设置柔性的伞状件(12)，伞状件(12)在第一龙骨(11)与第二龙骨(4)的作用下可形成两种状态：
第一龙骨(11)与第二龙骨(4)相互贴合时，伞状件(12)为收缩状态，
第一龙骨(11)与第二龙骨(4)相互远离时，伞状件(12)为铺展状态，
空腔(16)与伞状件(12)之间设置有下液管(2)；立柱(1)上还设置有驱动组件和控制驱动组件启动的感应电路，驱动组件用于控制转动轴(8)的启动，感应电路包括：
电流电压调节模块(23)，用于对电流进行整流操作，对电压进行稳压操作，使得电流与电压可以满足后级电路的使用要求；
感应模块(24)，耦接于电流电压调节模块(23)，包括雨滴传感器RH，用于输出感应信号；
判断模块(25)，耦接于感应模块(24)并接收感应信号，用于判断是否有雨滴降落；
控制模块(26)，耦接于判断模块(25)，包括继电器J，用于向后级电路输出控制信号；
执行模块(27)，接收控制信号，包括常开的继电器触点J-1和电动机(13)，用于控制转动轴(8)的启动，在转动轴(8)的作用下使得第二龙骨(4)远离第一龙骨(11)。
2.根据权利要求1所述的太阳能园林景观灯，其特征在于，所述驱动组件包括位于立柱(1)顶部的盒体(7)，盒体(7)内设置位于电动机(13)上的电机轴(14)，电机轴(14)与转动轴(8)之间设置传动组件。
3.根据权利要求2所述的太阳能园林景观灯，其特征在于，所述传动组件包括位于电机轴(14)上的主动轮(15)，转动轴(8)上设置有从动轮(9)，主动轮(15)与从动轮(9)之间连接有传动带(10)。
4.根据权利要求1所述的太阳能园林景观灯，其特征在于，所述雨水存储机构包括位于底座(6)内与空腔(16)连通的回收腔室(17)，回收腔室(17)还设置有与外界连通的出水组件。
5.根据权利要求4所述的太阳能园林景观灯，其特征在于，所述出水组件包括位于底座(6)上的放置腔(18)，放置腔(18)与外界之间设置有开口(19)，放置腔(18)内设置有与回收腔室(17)连通的水阀(20)，开口(19)处设置有开关组件。
6.根据权利要求5所述的太阳能园林景观灯，其特征在于，所述开关组件包括一端与开口(19)铰接的开关门(21)，开关门(21)上设置有把手(22)。
7.根据权利要求1所述的太阳能园林景观灯，其特征在于，所述伞状件(12)材质为聚丙烯，伞状件上设置有若干加强筋。
8.根据权利要求1所述的太阳能园林景观灯，其特征在于，所述下液管(2)设置为伸缩管。
9.根据权利要求1所述的太阳能园林景观灯，其特征在于，所述电流电压调节模块(23)包括与220V市政电压耦接的变压器T，变压器T耦接有由二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3和二极管VD4依次串联的整流电路，整流电路耦接有稳压管VD5。
10.根据权利要求9所述的太阳能园林景观灯，其特征在于，所述判断模块(25)包括耦接于雨滴传感器RH和稳压管VD5之间的与非门A，与非门A耦接有电阻R2，判断模块(25)还包括三极管VT，三极管VT的基极耦接于电阻R2，三极管VT的发射极耦接于雨滴传感器RH，三极管VT的集电极耦接于继电器J。
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