CN117968004B - 一种地插式led庭院灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地插式LED庭院灯，包括：庭院灯主体、换能组盒和装饰面板，庭院灯主体的底面固定连接有插杆，庭院灯主体的顶面固定安装有若干光伏面板灯罩，换能组盒包括盒体、动压块、浮动板和压电组件，盒体的表面活动连接有盒盖，且盒盖的一侧设有与盒体相适配的扣件，压电组件的数量为若干且均匀分布于浮动板的外周。本发明中，通过设置换能组盒结构进行独立供电，将换能组盒嵌入地面并布置于装饰面板地面，人员走动的机械压力作用于多个压电组件表面通过压电效应转换电能，实现清洁、可再生的能源供应，将庭院灯转变为环保的绿色光源，避免传统电源的污染和资源浪费，为庭院提供可持续的照明无需要线路铺设，安装施工简单。

Description

一种地插式LED庭院灯

技术领域

本发明涉及庭院灯技术领域，具体为一种地插式LED庭院灯。

背景技术

现有的地插式LED庭院灯在供电方式上主要采用线缆和再生能源两种方式，在中国专利公开(公告)号：CN209555706U中公开了一种踩踏式智能发电地砖，通过可将人体日常行走过程中消耗的机械能收集，转化成电能进行存储、利用和显示，并可通过终端监控发电量。目前智能踩踏发电主要有利用电磁感应原理的动生电动势模式和利用压电陶瓷的正压电效应产生电能这两种模式。前者是利用导体切割磁感线动生电动势，后者是压电陶瓷材料在受到震动和挤压的过程中，各向异性晶体会成比例的产生电荷，从而诱导出电场。而现有技术中均未进行很好的改善踩踏智能发电在踩踏动作与能量交换过程中的运动问题，即人员踩踏发电地砖表面时存在运动形变过小动生电动势发电较小、以及运动形变过大引发设备结构疲劳实用寿命断以及渗水的问题。

使用压电陶瓷作为踩踏发电设备中的技术组件可能会面临一些缺点和挑战。以下是一些可能存在的问题：

脆性：压电陶瓷通常具有一定的脆性，容易受到外部冲击或应力而破裂。在踩踏发电中，特别是在户外环境中，设备可能面临不同程度的冲击和负载，这可能导致陶瓷部件的损坏：

耐久性：压电陶瓷在长时间的使用中可能会受到疲劳和老化的影响，降低其性能。这可能会导致设备在使用一段时间后性能下降，需要更换或维修：

灵敏度：压电陶瓷的性能可能受到温度、湿度等环境条件的影响，而这些条件在户外环境中可能变化较大。这可能导致设备的灵敏度受到影响，影响发电效率：

能量转换效率：尽管压电陶瓷可以将机械能转换为电能，但其能量转换效率可能相对较低。在某些情况下，可能需要较大的踩踏力或频繁的踩踏以产生足够的电能。有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种地插式LED庭院灯，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种地插式LED庭院灯，包括：庭院灯主体、换能组盒和装饰面板，所述庭院灯主体的底面固定连接有插杆，所述庭院灯主体的顶面固定安装有若干光伏面板灯罩，所述换能组盒包括盒体、动压块、浮动板和压电组件，所述盒体的表面活动连接有盒盖，且盒盖的一侧设有与盒体相适配的扣件，所述压电组件的数量为若干且均匀分布于浮动板的外周，所述盒体的内侧固定安装有固定座，所述压电组件的两端分别与浮动板和固定座的表面固定连接，所述压电组件的端部电连接有逆变转换器；

所述压电组件包括压电体、第一拉耳、第二拉耳和弹性件，所述第一拉耳和第二拉耳呈L形板结构且呈原点对称布置与压电体的两侧，所述第一拉耳和第二拉耳的一端分别与浮动板和固定座的表面固定连接，所述弹性件位于压电体的上下两侧且两端与浮动板和固定座的表面固定连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述盒体和盒盖的一侧通过合页连接，所述盒体和盒盖为聚乙烯材质构件，且盒盖的表面设有与盒体相适配的扣件。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述动压块的外周固定套接有密封膜片，所述密封膜片固定黏贴于盒盖表面且与盒盖表面接合密封，所述动压块的底端贯穿盒盖表面且与浮动板的表面相抵接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述动压块的顶面设有与装饰面板连接的扣耳，所述装饰面板为石板、混凝土板或木饰板中的任意一种。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述光伏面板灯罩和压电组件的输出端与逆变转换器的端部电连接，所述逆变转换器的输出端电连接有锂电池组，所述庭院灯主体的表面设有光敏控制开关用于进行庭院灯主体的开关控制。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述压电体为铅锆钛酸钠压电陶瓷或硼酸铌酸钠压电陶瓷中的一种

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述弹性件为之字形弹簧结构，所述弹性件与第一拉耳和第二拉耳的表面平行布置。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置换能组盒结构进行独立供电，将换能组盒嵌入地面并布置于装饰面板地面，人员走动的机械压力作用于多个压电组件表面通过压电效应转换电能，实现清洁、可再生的能源供应，利用人员踩踏作用力在下压浮动板作用下转换为第一拉耳和第二拉耳对压电体表面的作用力效果，改变传统竖向作用力导致，触发压电效应产生电能并通过逆变转换器逆变转换进行储存，发电效率高，配合光伏面板灯罩的光伏发电，形成庭院灯主体工作的清洁能源。

2.本发明中，设置新型换能结构，在下压浮动板作用下转换为第一拉耳和第二拉耳对压电体表面的作用力效果，转换踩踏作用力的方向并夹紧压电陶瓷，可以减缓压电陶瓷在垂直方向上受到的直接冲击和压力，有助于提高其耐久性，减少可能的破裂和疲劳，且通过改变力的作用方向，可以减少传统竖向踩踏时陶瓷易受脆性破裂的问题，第一拉耳和第二拉耳对压电体夹紧作用力的引入可能提供一些弹性，减缓冲击对陶瓷的影响；调整作用力的方向增大运动形变量，使其在第一拉耳和第二拉耳对压电体夹紧作用力的情况下，压电陶瓷更容易产生电荷，提高发电效率。

3.本发明中，采用密封换能组盒结构进行压电组件的安装，盒体和盒盖配合密封膜片进行密封，形成空腔层结构进行密封防护，隔离外界温度环境以及水汽等干扰侵染问题，避免压电陶瓷在温度影响下发电效率的降低，并提高设备使用寿命。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的换能组盒开启状态示意图；

图3为本发明一个实施例的盒盖和动压块结构示意图；

图4为本发明一个实施例的固定座表面结构示意图；

图5为本发明一个实施例的逆变转换器安装结构示意图；

图6为本发明一个实施例的压电组件结构示意图；

图7为本发明一个实施例的安装演示结构示意图。

附图标记：

100、庭院灯主体；110、插杆；120、光伏面板灯罩；

200、换能组盒；210、盒体；220、盒盖；230、动压块；240、浮动板；250、压电组件；260、逆变转换器；211、固定座；221、扣件；231、密封膜片；251、压电体；252、第一拉耳；253、第二拉耳；254、弹性件；

300、装饰面板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种地插式LED庭院灯。

结合图1-图7所示，本发明提供的一种地插式LED庭院灯，包括：庭院灯主体100、换能组盒200和装饰面板300，庭院灯主体100的底面固定连接有插杆110，庭院灯主体100的顶面固定安装有若干光伏面板灯罩120，换能组盒200包括盒体210、动压块230、浮动板240和压电组件250，盒体210的表面活动连接有盒盖220，且盒盖220的一侧设有与盒体210相适配的扣件221，压电组件250的数量为若干且均匀分布于浮动板240的外周，盒体210的内侧固定安装有固定座211，压电组件250的两端分别与浮动板240和固定座211的表面固定连接，压电组件250的端部电连接有逆变转换器260；

压电组件250包括压电体251、第一拉耳252、第二拉耳253和弹性件254，第一拉耳252和第二拉耳253呈L形板结构且呈原点对称布置与压电体251的两侧，第一拉耳252和第二拉耳253的一端分别与浮动板240和固定座211的表面固定连接，弹性件254位于压电体251的上下两侧且两端与浮动板240和固定座211的表面固定连接。

在该实施例中，盒体210和盒盖220的一侧通过合页连接，盒体210和盒盖220为聚乙烯材质构件，且盒盖220的表面设有与盒体210相适配的扣件221。

具体的，盒体210和盒盖220组合形成密封盒体结构，将换能组盒200嵌入地面并布置于装饰面板300地面，盒体和盒盖配合密封膜片进行密封，形成空腔层结构进行密封防护，隔离外界温度环境以及水汽等干扰侵染问题，且隐形设计使得庭院灯外观美观大方，不受外部设备影响，适应于不同地面情况。

在该实施例中，动压块230的外周固定套接有密封膜片231，密封膜片231固定黏贴于盒盖220表面且与盒盖220表面接合密封，动压块230的底端贯穿盒盖220表面且与浮动板240的表面相抵接。

具体的，动压块230的下行运动效果转换为浮动板240的浮动效果，行程较长使人员在踩踏中具有类似踩踏土地的绵软感，脚感更加舒适，转换踩踏作用力的方向使其通过第一拉耳252和第二拉耳253夹紧压电陶瓷，可以减缓压电陶瓷在垂直方向上受到的直接冲击和压力，有助于提高其耐久性，避免压电陶瓷的脆性损坏。

在该实施例中，动压块230的顶面设有与装饰面板300连接的扣耳，装饰面板300为石板、混凝土板或木饰板中的任意一种。

具体的，可根据庭院设计选择不同装饰面板300作为路面基材，提供更广泛的应用场景。

在该实施例中，光伏面板灯罩120和压电组件250的输出端与逆变转换器260的端部电连接，逆变转换器260的输出端电连接有锂电池组，庭院灯主体100的表面设有光敏控制开关用于进行庭院灯主体100的开关控制。

在该实施例中，压电体251为铅锆钛酸钠压电陶瓷或硼酸铌酸钠压电陶瓷中的一种

具体的，铅锆钛酸钠是一种常见的压电陶瓷材料，广泛用于压电换能器、传感器和压电陶瓷马达等，硼酸铌酸钠是一种新型的无铅压电陶瓷材料，具有环保的特点。

在该实施例中，弹性件254为之字形弹簧结构，弹性件254与第一拉耳252和第二拉耳253的表面平行布置。

具体的，利用弹性件254进行浮动板240的浮动安装，提供第一拉耳252和第二拉耳253的弹性回复力，且为动压块230的上浮顶起运动提供一定回复力。

本发明的工作原理及使用流程：

在庭院中选择合适的位置，确保阳光能够充分照射到光伏面板，同时地面开挖安装嵌入式结构，如果需要，可以选择不同的装饰面板300作为安装路面需求根据设备中的换能组盒200设计，埋设结构于地面确保结构与地面平齐，说明书附图7所示内容，将庭院灯主体100通过插杆110扦插布置与合适位置并连接于换能组盒200的线缆；

庭院灯主体100内部装有压电组件250，包括压电体251，第一拉耳252，第二拉耳253，以及弹性件254，当人员走动时，机械压力作用于浮动板240的表面，下压浮动板240作用下转换为第一拉耳252和第二拉耳253对压电体251表面的作用力效果，触发压电效应产生电能并通过逆变转换器260逆变转换进行储存，发电效率高，配合光伏面板灯罩120的光伏发电，形成庭院灯主体100工作的清洁能源，通过压电效应，压电组件250将机械压力转换为电能，确保了庭院灯在需要时可以提供稳定的照明；除了压电组件，庭院灯还配备了光伏面板光伏面板灯罩120，通过光伏发电技术，将阳光能转换为电能，进一步补充电能储备；庭院灯通过上述机制实现了独立供电，避免了对传统电源的依赖；这使得庭院灯成为一种清洁、可再生的绿色光源，为庭院提供可持续的照明。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨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,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种地插式LED庭院灯，其特征在于，包括：庭院灯主体（100）、换能组盒（200）和装饰面板（300），换能组盒（200）设置在装饰面板（300）下面，且装饰面板（300）埋设于地面内；

所述庭院灯主体（100）的底面固定连接有插杆（110），所述庭院灯主体（100）的顶面固定安装有若干光伏面板灯罩（120），所述换能组盒（200）包括盒体（210）、动压块（230）、浮动板（240）和压电组件（250），所述压电组件（250）的数量为若干且均匀分布于浮动板（240）的外周，所述压电组件（250）的端部电连接有逆变转换器（260）；

所述压电组件（250）包括压电体（251）、第一拉耳（252）、第二拉耳（253）和弹性件（254），所述第一拉耳（252）和第二拉耳（253）呈L形板结构且呈原点对称布置与压电体（251）的两侧；

所述盒体（210）的内侧固定安装有固定座（211），所述压电组件（250）的两端分别与浮动板（240）和固定座（211）的表面固定连接；

所述第一拉耳（252）和第二拉耳（253）的一端分别与浮动板（240）和固定座（211）的表面固定连接，所述弹性件（254）位于压电体（251）的上下两侧且两端与浮动板（240）和固定座（211）的表面固定连接；

所述弹性件（254）为之字形弹簧结构，所述弹性件（254）与第一拉耳（252）和第二拉耳（253）的表面平行布置。

2.根据权利要求1所述的一种地插式LED庭院灯，其特征在于，所述盒体（210）的表面活动连接有盒盖（220），且盒盖（220）的一侧设有与盒体（210）相适配的扣件（221），所述盒体（210）和盒盖（220）的一侧通过合页连接，所述盒体（210）和盒盖（220）为聚乙烯材质构件，且盒盖（220）的表面设有与盒体（210）相适配的扣件（221）。

3.根据权利要求1所述的一种地插式LED庭院灯，其特征在于，所述动压块（230）的外周固定套接有密封膜片（231），所述密封膜片（231）固定黏贴于盒盖（220）表面且与盒盖（220）表面接合密封，所述动压块（230）的底端贯穿盒盖（220）表面且与浮动板（240）的表面相抵接。

4.根据权利要求1所述的一种地插式LED庭院灯，其特征在于，所述动压块（230）的顶面设有与装饰面板（300）连接的扣耳，所述装饰面板（300）为石板、混凝土板或木饰板中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种地插式LED庭院灯，其特征在于，所述光伏面板灯罩（120）和压电组件（250）的输出端与逆变转换器（260）的端部电连接，所述逆变转换器（260）的输出端电连接有锂电池组，所述庭院灯主体（100）的表面设有光敏控制开关用于进行庭院灯主体（100）的开关控制。

6.根据权利要求1所述的一种地插式LED庭院灯，其特征在于，所述压电体（251）为铅锆钛酸钠压电陶瓷或硼酸铌酸钠压电陶瓷中的一种。