CN117267683A - 一种节能型智慧路灯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及节能照明技术领域，具体公开了一种节能型智慧路灯，包括照明组件，所述照明组件外安装有外挂组件，所述外挂组件上活动安装有姿态可调的光伏发电组件；所述光伏发电组件包括安装座与嵌设于安装座中部的光伏发电面板，所述安装座的两端对称开设有两个镂空槽口，两个所述镂空槽口内分别设置有辅助发电的风能利用组件；两个所述镂空槽口内分别安装有与风能利用组件相匹配的自适应支撑组件，其能配合光伏发电组件的姿态变化。本发明能提高光伏发电面板在极端天气下的适应能力，减少其发生晃荡后摔落的可能性，保证电子信息屏、LED灯体的正常运行，并且通过增设的两个风能利用组件，能进一步提高智慧路灯系统的正常运行能力。
Description
技术领域
本发明属于节能照明技术领域，具体涉及一种节能型智慧路灯。
背景技术
节能照明的理念是通过使用高效的照明设备和采取有效的照明管理措施，以减少能源消耗并降低环境影响。智慧路灯是一种基于物联网和人工智能技术的智能照明系统，可以实现自动调光、环境感知等功能，智慧路灯通常由灯杆、LED灯头、传感器、通信模块、控制器等组成。
当前的节能型智慧路灯普遍采用高耸的光伏发电面板对电子信息屏、LED灯体进行电量补充，但是在极端的风雨天气下，高耸的光伏发电面板容易有晃荡、摔落以及被异物撞击损坏的可能，这些情况都有可能导致电子信息屏、LED灯体运行的中断，给智慧路灯系统的运行带来不确定性因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能型智慧路灯，以解决现有技术中在极端风雨天气情况下，高耸的光伏发电面板损坏几率大，易导致智慧路灯系统运行不稳定的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种节能型智慧路灯，包括照明组件，所述照明组件外安装有外挂组件，所述外挂组件上活动安装有姿态可调的光伏发电组件；所述光伏发电组件包括安装座与嵌设于安装座中部的光伏发电面板，所述安装座的两端对称开设有两个镂空槽口，两个所述镂空槽口内分别设置有辅助发电的风能利用组件；两个所述镂空槽口内分别安装有与风能利用组件相匹配的自适应支撑组件，其能配合光伏发电组件的姿态变化，适时收放风能利用组件，且所述安装座外对称安装有两个遮蔽器。
优选的：所述照明组件包括灯柱及安装于灯柱顶端的LED灯体，且所述LED灯体的下方安装有依附于灯柱的电子信息屏。
优选的：所述外挂组件包括横移部件、竖撑架与伸缩部件，所述横移部件设置多个且沿灯柱的高度方向进行排列，所述竖撑架固定于多个横移部件的输出端上；所述竖撑架背对灯柱的一侧顶部与光伏发电组件的侧边通过销轴转动连接，所述伸缩部件处于光伏发电组件与竖撑架之间，且其两端分别与光伏发电组件背部及竖撑架侧面相铰接。
优选的：所述风能利用组件包括安装垫架及固定安装在安装垫架上的小型风力发电机组，所述安装垫架、小型风力发电机组与光伏发电组件的倾斜方向均平行并能动态保持一致。
优选的：所述镂空槽口的内壁对称开设有供安装垫架活动插装的滑槽，所述滑槽沿光伏发电组件的厚度方向进行开设，促使风能利用组件只能在镂空槽口内沿光伏发电组件的厚度方向进行平移。
优选的：所述自适应支撑组件包括异形活塞筒与活塞杆，所述活塞杆滑动安装于异形活塞筒小头端，且与安装垫架固定相连，所述异形活塞筒的大头端内部滑动设置有配重滑块；所述异形活塞筒的大头端内壁上依次设置有两个凸棱，所述配重滑块限制于两个凸棱之间，且所述异形活塞筒内填充有介于配重滑块与活塞杆之间的液压油。
优选的：所述自适应支撑组件还包括连接片与安装盘，所述连接片固定架设于镂空槽口之中，所述安装盘固定于连接片之间，且所述安装盘侧面与异形活塞筒大头端端面固定连接。
优选的：所述遮蔽器包括背对设置的第一伸缩遮蔽部与第二伸缩遮蔽部，所述第一伸缩遮蔽部用于对光伏发电面板进行遮蔽，所述第二伸缩遮蔽部用于对风能利用组件进行遮蔽。
优选的：所述安装盘上贯穿开设有阵列式的通气孔，通气孔用于配重滑块活动时的进排气。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，在极端天气情况下，通过将光伏发电面板重心降低并逐渐贴靠在灯柱中心线上的方法，能提高起主要发电作用的光伏发电面板在极端天气下的适应能力，减少其发生晃荡后摔落的可能性，保证电子信息屏、LED灯体的正常运行。
2、本发明中贴收于灯柱侧面的光伏发电面板，可通过两个第一伸缩遮蔽部进行遮挡防护，从而能避免极端天气下光伏发电面板被异物撞击损坏的可能，并且通过外露两个风能利用组件的方法，能促使两个风能利用组件投入到利用风能的辅助发电作业中去，从而进一步保证智慧路灯系统的正常运行。
3、本发明中，当光伏发电面板竖直式贴收于灯柱旁时，两个风能利用组件通过两个自适应支撑组件的作用，可外露于安装座之外，此举可提高两个小型风力发电机组对风能的利用效率。
附图说明
图1为本发明的立体图之一；
图2为本发明的立体图之二；
图3为本发明外挂组件与光伏发电组件的连接情况示意图；
图4为本发明外挂组件、光伏发电组件、风能利用组件与自适应支撑组件的连接情况示意图；
图5为本发明光伏发电组件中风能利用组件、自适应支撑组件的位置示意图；
图6为本发明风能利用组件与自适应支撑组件的拆分图；
图7为本发明自适应支撑组件跟随光伏发电组件转至竖直状态时的结构示意图；
图8为图7中自适应支撑组件内部的局部结构剖视图。
图中：
1、照明组件；11、灯柱；12、电子信息屏；13、LED灯体；2、外挂组件；21、横移部件；22、竖撑架；23、销轴；24、伸缩部件；3、光伏发电组件；31、安装座；32、光伏发电面板；33、遮蔽器；331、第一伸缩遮蔽部；332、第二伸缩遮蔽部；34、镂空槽口；341、滑槽；4、风能利用组件；41、安装垫架；42、小型风力发电机组；5、自适应支撑组件；51、连接片；52、安装盘；521、通气孔；53、异形活塞筒；531、凸棱；54、活塞杆；55、配重滑块。
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。
参照图1-图5所示，本发明提供了一种节能型智慧路灯，包括照明组件1，照明组件1包括灯柱11及安装于灯柱11顶端的LED灯体13，灯柱11内可嵌装用于将光伏发电组件3、风能利用组件4转化得来的电力进行收集的蓄电池组，并可通过线路将电力分发至各个需要用电的零部件上，且LED灯体13的下方安装有依附于灯柱11的电子信息屏12，电子信息屏12可用于广告及宣传语等的展示，照明组件1外安装有外挂组件2，外挂组件2包括横移部件21、竖撑架22与伸缩部件24，横移部件21设置多个且沿灯柱11的高度方向进行排列，横移部件21、伸缩部件24均设置为常见的电动推杆即可，横移部件21输出端伸缩，能带动竖撑架22上的光伏发电组件3、风能利用组件4靠近或远离灯柱11，而伸缩部件24的输出端伸缩，能带动光伏发电组件3、风能利用组件4斜置于竖撑架22侧面或竖直贴收于竖撑架22侧面，具体来说，即光伏发电组件3、风能利用组件4斜置于竖撑架22侧面时，为光伏发电面板32正常利用太阳能发电时，光伏发电组件3、风能利用组件4竖直式贴收于竖撑架22侧面时，为光伏发电面板32转变作业状态时的贴收状态，这之后遮蔽器33可对光伏发电面板32进行遮蔽，外露风能利用组件4进行辅助发电，竖撑架22固定于多个横移部件21的输出端上；竖撑架22背对灯柱11的一侧顶部与光伏发电组件3的侧边通过销轴23转动连接，伸缩部件24处于光伏发电组件3与竖撑架22之间，且其两端分别与光伏发电组件3背部及竖撑架22侧面相铰接，外挂组件2上活动安装有姿态可调的光伏发电组件3，光伏发电组件3可斜置于竖撑架22侧面，利用光伏发电面板32进行正常发电，也可竖直式贴收于竖撑架22侧面，进行收纳与挡遮，并利用外露的风能利用组件4进行辅助发电；具体的，关于光伏发电组件3的姿态调整，可在灯柱11顶端加装传感器或感应设备，对天气情况进行监测，在极端天气状况下，传感器或感应设备接受到极端天气信息，路灯系统配套的控制器，便可将光伏发电组件3竖直贴收于灯柱11侧面，并放出风能利用组件4对风能进行利用，进行辅助发电，而正常天气状况下，传感器或感应设备未接受到极端天气信息，路灯系统配套的控制器，便可将光伏发电组件3外放并斜置，收回风能利用组件4，并依靠光伏发电面板32实现正常的太阳能发电目的；
光伏发电组件3包括安装座31与嵌设于安装座31中部的光伏发电面板32，光伏发电面板32的发电原理及实现手段，为现有的成熟技术，故在此不再赘述，安装座31的两端对称开设有两个镂空槽口34，两个镂空槽口34内分别设置有辅助发电的风能利用组件4，风能利用组件4可在光伏发电面板32遮挡并收靠于灯柱11旁后进行辅助发电，也可在太阳能不足的阴天，配合正常太阳能发电的光伏发电面板32进行辅助发电；
两个镂空槽口34内分别安装有与风能利用组件4相匹配的自适应支撑组件5，其能配合光伏发电组件3的姿态变化，适时收放风能利用组件4，风能利用组件4的外露、外放与内收无需主动介入，而是能配合自适应支撑组件5，通过安装座31、光伏发电面板32的方位变化进行自适应调控，且安装座31外对称安装有两个遮蔽器33。
如图5、图6所示，风能利用组件4包括安装垫架41及固定安装在安装垫架41上的小型风力发电机组42，小型风力发电机组42一般包括主轴、叶片、塔架及配套的永磁同步发电机，具体的发电原理及实现手段，为现有的成熟技术，故在此不再赘述，安装垫架41、小型风力发电机组42与光伏发电组件3的倾斜方向均平行并能动态保持一致；进一步的，镂空槽口34的内壁对称开设有供安装垫架41活动插装的滑槽341，滑槽341沿光伏发电组件3的厚度方向进行开设，促使风能利用组件4只能在镂空槽口34内沿光伏发电组件3的厚度方向进行平移；也就是说安装垫架41、小型风力发电机组42是随安装座31一起偏转与水平移动的，至于安装垫架41、小型风力发电机组42沿安装座31厚度方向的位置微移，则是自适应支撑组件5的结构特征赋予的，从而实现小型风力发电机组42相较于镂空槽口34的外放与内收目的。
如图6-图8所示，关于自适应支撑组件5的具体结构设计如下：自适应支撑组件5包括异形活塞筒53与活塞杆54，活塞杆54滑动安装于异形活塞筒53小头端，活塞杆54的滑动方向与安装座31的厚度方向一致，且与安装垫架41固定相连，异形活塞筒53的大头端内部滑动设置有配重滑块55，配重滑块55为具有配重效用的实心体，异形活塞筒53的大头端为弯折管结构，且其弯折的夹角在120度-140度之间；异形活塞筒53的大头端内壁上依次设置有两个凸棱531，配重滑块55限制于两个凸棱531之间，且异形活塞筒53内填充有介于配重滑块55与活塞杆54之间的液压油；参照图6，安装座31斜置时，异形活塞筒53内的配重滑块55，在异形活塞筒53大头端是远离活塞杆54的趋势，这是重力导致的，这样液压油不会挤压活塞杆54，安装垫架41、小型风力发电机组42也会在重力作用下收纳于镂空槽口34之内；相反，参照图7，安装座31竖直式收贴于灯柱11旁时，即光伏发电面板32降低重心贴靠于灯柱11旁时，配重滑块55在重力作用下，在异形活塞筒53大头端会出现往活塞杆54靠近的趋势，这样液压油被推挤，促使活塞杆54顶升，从而能带动安装垫架41、小型风力发电机组42，沿安装座31的厚度方向外放，从而能促使两个风能利用组件4投入到利用风能的辅助发电作业中去。
之后，当光伏发电面板32恢复到初始的斜置位置时，即回到图6所示的状态时，活塞杆54可自主落缩，小型风力发电机组42便能实现自主回收目的。
需要进一步说明的是，自适应支撑组件5的设计还有一个好处，那便是当外放的小型风力发电机组42遭受异物撞击时，其还能溃缩，即受压后被动收于镂空槽口34之中，避免小型风力发电机组42的进一步损毁。
具体的，为了能将异形活塞筒53主体固定在镂空槽口34之中，故而作出如下的进一步设置：自适应支撑组件5还包括连接片51与安装盘52，连接片51固定架设于镂空槽口34之中，安装盘52固定于连接片51之间，且安装盘52侧面与异形活塞筒53大头端端面固定连接，这样能将异形活塞筒53固定在镂空槽口34之中，活塞杆54、配重滑块55，配合液压油与重力作用适应性位移即可。
更进一步的，安装盘52上贯穿开设有阵列式的通气孔521，通气孔521用于配重滑块55活动时的进排气，这样可以在配重滑块55活动时，对异形活塞筒53大头端内的气体进行适应性进排，避免负压等情况导致配重滑块55运动不畅；另外，多微孔、多孔洞设计，能避免大风对配重滑块55的吹动作用，确保配重滑块55运动只受预设参数影响，比如重力等。
如图2与图4所示，遮蔽器33包括背对设置的第一伸缩遮蔽部331与第二伸缩遮蔽部332，第一伸缩遮蔽部331与第二伸缩遮蔽部332的向外展开与回收折叠均为电驱动方式实现，简便可靠，第一伸缩遮蔽部331用于对光伏发电面板32进行遮蔽，第二伸缩遮蔽部332用于对风能利用组件4进行遮蔽，这样可以适时对不在工作状态的发电器件进行遮挡防护与分隔。
本发明的工作原理如下：
在正常天气情况下，两个遮蔽器33上两个第一伸缩遮蔽部331折叠回收，光伏发电面板32在斜置状态下外露，进行最大程度的太阳能利用，两个第二伸缩遮蔽部332外展对两个风能利用组件4进行防护，两个风能利用组件4无需参与发电；
在阴天，太阳能不足的情况下，一方面，两个遮蔽器33上两个第一伸缩遮蔽部331折叠回收，光伏发电面板32在斜置状态下外露，进行最大程度的太阳能利用，另一方面，可折叠两个第二伸缩遮蔽部332，两个风能利用组件4在内收的情况下，参与一定的发电；
当在极端天气情况下，通过横移部件21与伸缩部件24配合，将光伏发电面板32由斜置状态转为竖直状态，降低其重心，之后将光伏发电面板32往回拉动，使其贴靠在灯柱11旁，通过将光伏发电面板32重心降低并逐渐贴靠在灯柱11中心线上的方法，能提高起主要发电作用的光伏发电面板32在极端天气下的适应能力，同时贴收于灯柱11侧面的光伏发电面板32，可通过两个遮蔽器33上的两个第一伸缩遮蔽部331进行遮挡防护，从而能避免极端天气下光伏发电面板32被异物撞击损坏的可能，减少其发生晃荡后摔落的可能性，保证电子信息屏12、LED灯体13的正常运行；
之后，两个遮蔽器33上的两个第二伸缩遮蔽部332可折叠，在之后通过两个自适应支撑组件5的作用，外露、外放两个风能利用组件4，促使两个风能利用组件4投入到利用风能的辅助发电作业中去，从而进一步保证智慧路灯系统的正常运行，并且此举能提高两个小型风力发电机组42对风能的利用效率；
最后，光伏发电面板32恢复原位后，两个小型风力发电机组42能自主回收，实用简便。
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)
1.一种节能型智慧路灯，包括照明组件(1)，其特征在于，所述照明组件(1)外安装有外挂组件(2)，所述外挂组件(2)上活动安装有姿态可调的光伏发电组件(3)；
所述光伏发电组件(3)包括安装座(31)与嵌设于安装座(31)中部的光伏发电面板(32)，所述安装座(31)的两端对称开设有两个镂空槽口(34)，两个所述镂空槽口(34)内分别设置有辅助发电的风能利用组件(4)；
两个所述镂空槽口(34)内分别安装有与风能利用组件(4)相匹配的自适应支撑组件(5)，其能配合光伏发电组件(3)的姿态变化，适时收放风能利用组件(4)，且所述安装座(31)外对称安装有两个遮蔽器(33)。
2.根据权利要求1所述的节能型智慧路灯，其特征在于：所述照明组件(1)包括灯柱(11)及安装于灯柱(11)顶端的LED灯体(13)，且所述LED灯体(13)的下方安装有依附于灯柱(11)的电子信息屏(12)。
3.根据权利要求2所述的节能型智慧路灯，其特征在于：所述外挂组件(2)包括横移部件(21)、竖撑架(22)与伸缩部件(24)，所述横移部件(21)设置多个且沿灯柱(11)的高度方向进行排列，所述竖撑架(22)固定于多个横移部件(21)的输出端上；
所述竖撑架(22)背对灯柱(11)的一侧顶部与光伏发电组件(3)的侧边通过销轴(23)转动连接，所述伸缩部件(24)处于光伏发电组件(3)与竖撑架(22)之间，且其两端分别与光伏发电组件(3)背部及竖撑架(22)侧面相铰接。
4.根据权利要求1所述的节能型智慧路灯，其特征在于：所述风能利用组件(4)包括安装垫架(41)及固定安装在安装垫架(41)上的小型风力发电机组(42)，所述安装垫架(41)、小型风力发电机组(42)与光伏发电组件(3)的倾斜方向均平行并能动态保持一致。
5.根据权利要求4所述的节能型智慧路灯，其特征在于：所述镂空槽口(34)的内壁对称开设有供安装垫架(41)活动插装的滑槽(341)，所述滑槽(341)沿光伏发电组件(3)的厚度方向进行开设，促使风能利用组件(4)只能在镂空槽口(34)内沿光伏发电组件(3)的厚度方向进行平移。
6.根据权利要求5所述的节能型智慧路灯，其特征在于：所述自适应支撑组件(5)包括异形活塞筒(53)与活塞杆(54)，所述活塞杆(54)滑动安装于异形活塞筒(53)小头端，且与安装垫架(41)固定相连，所述异形活塞筒(53)的大头端内部滑动设置有配重滑块(55)；
所述异形活塞筒(53)的大头端内壁上依次设置有两个凸棱(531)，所述配重滑块(55)限制于两个凸棱(531)之间，且所述异形活塞筒(53)内填充有介于配重滑块(55)与活塞杆(54)之间的液压油。
7.根据权利要求6所述的节能型智慧路灯，其特征在于：所述自适应支撑组件(5)还包括连接片(51)与安装盘(52)，所述连接片(51)固定架设于镂空槽口(34)之中，所述安装盘(52)固定于连接片(51)之间，且所述安装盘(52)侧面与异形活塞筒(53)大头端端面固定连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的节能型智慧路灯，其特征在于：所述遮蔽器(33)包括背对设置的第一伸缩遮蔽部(331)与第二伸缩遮蔽部(332)，所述第一伸缩遮蔽部(331)用于对光伏发电面板(32)进行遮蔽，所述第二伸缩遮蔽部(332)用于对风能利用组件(4)进行遮蔽。
9.根据权利要求7所述的节能型智慧路灯，其特征在于：所述安装盘(52)上贯穿开设有阵列式的通气孔(521)，通气孔(521)用于配重滑块(55)活动时的进排气。
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