CN117155233A - 一种基于led路灯的光伏板调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于LED路灯的光伏板调节装置，包括：安装座、压电振动器、主动齿轮、从动齿轮、支撑座和光伏板，主动齿轮和从动齿轮均转动设置在安装座上，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，压电振动器固定安装在安装座表面，压电振动器的振动端与主动齿轮表面耦合，压电振动器的振动端的行波方向与其所在位置的主动齿轮的切线方向平行，从动齿轮与支撑座传动连接，光伏板固定安装在支撑座的顶端。本发明的光伏板调节装置采用压电振动器配合齿轮传动结构，实现对光伏板的朝向调节，结构简单，调节精度高，且电能消耗低，具有良好应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及照明设备技术领域，尤其涉及一种基于LED路灯的光伏板调节装置。
背景技术
LED路灯是一种使用LED作为光源的道路照明设备，其用于提供道路、接到、高速路、停车场、人行道等区域的照面，相比传统路灯，LED路灯节能高效，且使用寿命长。
光伏LED路灯通过在LED路灯基础上集成光伏发电设备，并通过光伏板在白天进行光电转换，从而达到节能减排的目的，光伏板为了达到对光照的最大利用，通常需要设置对应调节装置，并根据控制系统对光伏板进行姿态或位置调节，使其能够适应光照的方向。现有技术中，光伏板的调节结构设计仍然存在较大的改进空间，例如现有技术中，通常采用常规电机作为驱动件，通过一系列的传动结构从而对光伏板的位置和方向进行调节。一方面，电机耗电量大，成本高，不利于光伏LED路灯的电量管理，另一方面，普通电机的调节精度差，光照的方向改变速率慢，常规电机无法满足高频次高精度的调节需求。
鉴于此，提供一种结构设计更加可以，可以进行高精度的方向调节功能的光伏调节装置成为目前亟待解决的技术问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种基于LED路灯的光伏板调节装置，旨在提供一种结构简单，同时调节过程能耗低的调节装置。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种基于LED路灯的光伏板调节装置，包括：安装座、压电振动器、主动齿轮、从动齿轮、支撑座和光伏板，主动齿轮和从动齿轮均转动设置在安装座上，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，压电振动器固定安装在安装座表面，压电振动器的振动端与主动齿轮表面耦合，压电振动器的振动端的行波方向与其所在位置的主动齿轮的切线方向平行，从动齿轮与支撑座传动连接，光伏板固定安装在支撑座的顶端。
在一些实施方式中，还包括铁环和电磁锁，铁环同轴固定安装在主动齿轮的表面，电磁锁固定安装在安装座表面，电磁锁正对铁环设置，电磁锁可选择性吸附在铁环表面。
在一些实施方式中，铁环靠近电磁锁的一面沿周向阵列设置有若干抵持凸起，抵持凸起可选择性抵持在电磁锁沿铁环转动方向的端部。
在一些实施方式中，还包括第一滚动轴承，所述主动齿轮为内齿轮，主动齿轮同轴固定在第一滚动轴承的内圈，第一滚动轴承的外圈固定在安装座表面。
在一些实施方式中，还包括第二滚动轴承和转动轴，第二滚动轴承的外圈固定安装在安装座表面，转动轴贯通第二滚动轴承内圈并与第二滚动轴承键连接，转动轴的一端与从动齿轮键连接，转动轴的另一端与支撑座远离光伏板的一面固定连接。
在一些实施方式中，还包括可调支撑件，所述光伏板的一端与支撑座边缘转动连接，光伏板靠近支撑座顶部的一侧表面通过可调支撑件与支撑座连接。
在一些实施方式中，可调支撑件包括滑块和连接杆，滑块滑动安装在支撑座的顶部，连接杆的两端分别与光伏板靠近支撑座顶部的一侧表面以及滑块的表面铰连接。
在一些实施方式中，可调支撑件还包括导向螺杆和螺母，至少两个螺母螺接在导向螺杆上，导向螺杆贯通滑块，滑块可沿导向螺杆滑动，滑块设置在其中两个相邻的螺母之间，螺母可抵持在滑块相对的两侧表面。
在一些实施方式中，还包括两个导杆，两个导杆平行设置在支撑座顶部，两个导杆均贯通滑块设置。
在一些实施方式中，连接杆的数量至少为两个，多个连接杆平行设置。
本发明的基于LED路灯的光伏板调节装置相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明的光伏板调节装置，采用压电振动器作为驱动结构，利用压电振动器的振动产生行走驻波，从而驱动主动齿轮转动，配合齿轮传动实现对支撑座的旋转驱动，从而改变光伏板的朝向，相比常规的电机驱动结构而言，压电振动器的驱动结构更加简单，便于安装和维护，其次，该驱动方式可以实现高精度的转动角度调节，相比电机的高精度调节，具有更低的设备成本，而且该结构能耗低，对于通过光伏发电的LED路灯，可以大幅度降低不必要的电能消耗。
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来讲，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他的附图。
图1为本发明基于LED路灯的光伏板调节装置的轴测图；
图2为本发明基于LED路灯的光伏板调节装置的爆炸图；
图3为本发明基于LED路灯的光伏板调节装置的主视剖视图；
图4为本发明基于LED路灯的光伏板调节装置中光伏板与支撑座部分的轴测图；
图5为本发明基于LED路灯的光伏板调节装置的仰视轴测图；
图6为本发明基于LED路灯的光伏板调节装置的仰视轴测图；
图7为本发明基于LED路灯的光伏板调节装置中铁环的轴测图。
图中：1-安装座、2-压电振动器、3-主动齿轮、4-从动齿轮、5-支撑座、6-光伏板、7-铁环、8-电磁锁、9-第一滚动轴承、10-第二滚动轴承、11-转动轴、12-可调支撑件、71-抵持凸起、121-滑块、122-连接杆、123-导向螺杆、124-螺母、125-导杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明实施例所属技术领域普通技术人员通常理解相同的含义。如果此部分中陈述的定义与通过引用纳入本文的所述专利、专利申请、公布的专利申请和其他出版物中陈述的定义相反或其他方面不一致，此部分中列出的定义优先与通过引用纳入本文中的定义。
如图1所示，结合图2-7，本发明的基于LED路灯的光伏板调节装置，其被安装在光伏LED路灯的顶部或顶部的侧面，在其中一种可行的示范例中，其包括：安装座1、压电振动器2、主动齿轮3、从动齿轮4、支撑座5和光伏板6。其中，安装座1为腔体结构，主动齿轮3和从动齿轮4均转动设置在安装座1内，主动齿轮3与从动齿轮4啮合，压电振动器2固定在安装座1上，且压电振动器2的振动端与主动齿轮3周向侧面耦合，压电振动器2的振动端在振动时会产生行走的驻波，行走驻波的传播方向与其耦合位置的主动齿轮3的切线方向平行或近似平行，支撑座5设置在安装座1的外侧，从动齿轮4的转轴与支撑座5传动连接，从动齿轮4转动从而带动支撑座5转动，光伏板6设置在支撑座5的顶部表面，通过支撑座5转动从而带动光伏板6转动，以达到调节的目的。
以上实施例中，所采用的压电振动器2包括两排直线阵列设置的压电陶瓷和对应的电极，两排电极内通入正弦交流电，并且两排电极之间相位差为90°，压电陶瓷在正弦交流电的驱动下发生振动，由于直线阵列设置，因此，同一排的压电陶瓷在电压驱动下产生正弦驻波，两排并列的且具有90°相位差的正弦驻波经过合并后形成行走驻波，通过将压电陶瓷原理电极的一端与主动齿轮3表面耦合，从而实现对主动齿轮3的转动驱动，压电振动器2可以采用市售相机的压电致动器。
上述实施例结构结构简单，通过压电振动器2驱动主动齿轮3转动，具有低能耗、高精度的优势，相比常规电机驱动系统，结构更加简单，成本更低且驱动精度高。
在一些实施例中，还包括铁环7和电磁锁8，铁环7同轴固定安装在主动齿轮3的表面，电磁锁8固定安装在安装座1表面，电磁锁8正对铁环7设置，电磁锁8可选择性吸附在铁环7表面。
上述实施例中，采用电磁锁8和铁环7进行配合，用于对主动齿轮3的角度进行锁定，由于压电振动器2对主动齿轮3进行驱动时，无法实现对主动齿轮3的角度锁定，因此设置电磁锁8配合铁环7实现对主动齿轮3的角度锁定，从而维持光伏板6的位置锁定。
上述实施例中，压电振动器2与主动齿轮3未设置铁环7的位置进行耦合驱动。
在一些实施例中，铁环7靠近电磁锁8的一面沿周向阵列设置有若干抵持凸起71，抵持凸起71可选择性抵持在电磁锁8沿铁环7转动方向的端部。
上述实施例中，抵持凸起71用于限位，避免电磁锁8的磁吸锁定效果不足以对抗外部的作用力时，主动齿轮3发生漂移转动，应当理解的是，在对主动齿轮3进行转动驱动后需要进行角度锁定时，抵持凸起71位于电磁锁8的侧面，不会直接正对电磁锁8。
在一些实施例中，还包括第一滚动轴承9，所述主动齿轮3为内齿轮，主动齿轮3同轴固定在第一滚动轴承9的内圈，第一滚动轴承9的外圈固定在安装座1表面。
上述实施例中，主动齿轮3采用内齿轮，可以有效提高扭矩比，且有利于缩小设备尺寸，由于压电振动器2在驱动力量上比较欠缺，为了避免这种缺陷，因此考虑采用更大尺寸的主动齿轮3和更小尺寸的从动齿轮4，从而增大扭矩，采用内齿轮作为主动齿轮3可以有效避免尺寸过大的问题。其次，内齿轮具有良好的低噪音使用效果，且内齿轮的转动惯性小，由于压电振动器2与主动齿轮3之间为耦合连接，因此，主动齿轮3的转动惯性可能会磨损压电振动器2，影响使用寿命，采用内齿轮可以在一定程度上降低这种磨损。
在一些实施例中，还包括第二滚动轴承10和转动轴11，第二滚动轴承10的外圈固定安装在安装座1表面，转动轴11贯通第二滚动轴承10内圈并与第二滚动轴承10键连接，转动轴11的一端与从动齿轮4键连接，转动轴11的另一端与支撑座5远离光伏板6的一面固定连接。
上述实施例中，从从动齿轮4与支撑座5之间通过转动轴11固定连接，转动轴11通过第二滚动轴承10安装在安装座1上，第二滚动轴承10可以采用密封轴承，从而可以使压电振动器2、主动齿轮3、从动齿轮4均设置在安装座1内侧，起到良好的保护作用。
在一些实施例中，还包括可调支撑件12，所述光伏板6的一端与支撑座5边缘转动连接，光伏板6靠近支撑座5顶部的一侧表面通过可调支撑件12与支撑座5连接。
以上实施例中，光伏板6通过铰链与支撑座5铰连接，光伏板6可相对支撑座5围绕铰链翻转，实现角度调节，铰链的转轴与转动轴11相互垂直，可调支撑件12用于维持光伏板6与支撑座5之间的角度稳定。
在一些实施例中，可调支撑件12包括滑块121和连接杆122，滑块121滑动安装在支撑座5的顶部，连接杆122的两端分别与光伏板6靠近支撑座5顶部的一侧表面以及滑块121的表面铰连接。
上述实施例中，滑块121可沿垂直于铰链的转轴方向相对支撑座5的表面滑动，滑动过程中，通过连接杆122的铰接作用，使光伏板6相对支撑座5的角度改变，上述滑块121在滑动过程中，可以选择性进行位置固定，以维持光伏板6的角度稳定。
在一些实施例中，可调支撑件12还包括导向螺杆123和螺母124，至少两个螺母124螺接在导向螺杆123上，导向螺杆123贯通滑块121，滑块121可沿导向螺杆123滑动，滑块121设置在其中两个相邻的螺母124之间，螺母124可抵持在滑块121相对的两侧表面。
以上实施例中，作为滑块121的位置可固定的一种可行的示范例结构，滑块121滑动在导向螺杆123上，导向螺杆123的长度方向与铰链的转轴垂直，在导向螺杆123上还螺接设置有螺母124，通过改变螺母124在导向螺杆123上的位置，可以实现对滑块121的位置的限定，螺母124可以抵持在滑块121表面，两个螺母124同时抵持时可以实现对滑块121的位置锁定。
在一些实施例中，还包括两个导杆125，两个导杆125平行设置在支撑座5顶部，两个导杆125均贯通滑块121设置。
以上实施例中，为了实现滑块121滑动过程的稳定和姿态的稳定，还设置两个导杆125用于对滑块121的滑动方向进行限定，导杆125与导向螺杆123平行。
在一些实施例中，所述连接杆122的数量至少为两个，多个连接杆122平行设置。
以上实施例中，多个连接杆122可以为光伏板6提供更多的支撑点，从而可以进一步提高光伏板6的稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，包括：安装座、压电振动器、主动齿轮、从动齿轮、支撑座和光伏板，主动齿轮和从动齿轮均转动设置在安装座上，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，压电振动器固定安装在安装座表面，压电振动器的振动端与主动齿轮表面耦合，压电振动器的振动端的行波方向与其所在位置的主动齿轮的切线方向平行，从动齿轮与支撑座传动连接，光伏板固定安装在支撑座的顶端。
2.如权利要求1所述的基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，还包括铁环和电磁锁，铁环同轴固定安装在主动齿轮的表面，电磁锁固定安装在安装座表面，电磁锁正对铁环设置，电磁锁可选择性吸附在铁环表面。
3.如权利要求2所述的基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，所述铁环靠近电磁锁的一面沿周向阵列设置有若干抵持凸起，抵持凸起可选择性抵持在电磁锁沿铁环转动方向的端部。
4.如权利要求1所述的基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，还包括第一滚动轴承，所述主动齿轮为内齿轮，主动齿轮同轴固定在第一滚动轴承的内圈，第一滚动轴承的外圈固定在安装座表面。
5.如权利要求1所述的基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，还包括第二滚动轴承和转动轴，第二滚动轴承的外圈固定安装在安装座表面，转动轴贯通第二滚动轴承内圈并与第二滚动轴承键连接，转动轴的一端与从动齿轮键连接，转动轴的另一端与支撑座远离光伏板的一面固定连接。
6.如权利要求1所述的基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，还包括可调支撑件，所述光伏板的一端与支撑座边缘转动连接，光伏板靠近支撑座顶部的一侧表面通过可调支撑件与支撑座连接。
7.如权利要求6所述的基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，所述可调支撑件包括滑块和连接杆，滑块滑动安装在支撑座的顶部，连接杆的两端分别与光伏板靠近支撑座顶部的一侧表面以及滑块的表面铰连接。
8.如权利要求7所述的基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，所述可调支撑件还包括导向螺杆和螺母，至少两个螺母螺接在导向螺杆上，导向螺杆贯通滑块，滑块可沿导向螺杆滑动，滑块设置在其中两个相邻的螺母之间，螺母可抵持在滑块相对的两侧表面。
9.如权利要求7所述的基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，还包括两个导杆，两个导杆平行设置在支撑座顶部，两个导杆均贯通滑块设置。
10.如权利要求7所述的基于LED路灯的光伏板调节装置，其特征在于，所述连接杆的数量至少为两个，多个连接杆平行设置。
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