CN215294761U - 一种智慧路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智慧路灯，包括灯杆；灯体；光伏板，设置在灯体的上方，且与灯体电连接；角度调节装置，与光伏板相关联以推动光伏板翻转；该角度调节装置包括伸缩件，所述伸缩件一端与光伏板铰接；方位调节装置，与光伏板相关联以驱动光伏板转动，该方位调节装置至少包括设于所述灯杆上的基座、设于所述基座上的连接管、设于与所述连接管背向基座一端的固定筒、可转动设于所述固定筒上的扭转轴。本实用新型通过设置扭转轴，带动太阳能电池板转动，使得光伏板转向太阳光光强一侧，并且通过伸缩件改变光伏板的角度，实现光伏板与太阳光线尽可能垂直，光电转化效率高。

Description

一种智慧路灯

技术领域

本实用新型属于智慧道路照明技术领域，尤其是涉及一种智慧路灯。

背景技术

太阳能路灯具有寿命长、可靠性高的优势，其安装方便、有助于减少路面损坏，采用太阳光取电，具有良好的节能减排效果，因此获得广泛应用。然而，太阳能路灯自身仍然具备不少缺陷，其中最引人注目的是光伏板的光电转换效率低，一般只有10％-15％。并且太阳能本身并不稳定，其容易受天气影响和光照影响，存在间歇性工作的问题。

太阳能路灯的光源仅仅依赖于太阳能，并且光电转换效率低，器件不稳定，限制了太阳能路灯的广泛应用。目前，提高光伏板的光电转换效率或者使用大面积的光伏板是实现太阳能路灯广泛使用的两条重要路径。

虽然增大光伏板的面积可以提高日发电量，但是同时需要提高太阳能路灯基座的风阻能力。这事因为光伏板通常安装在太阳能路灯的顶部，放大光伏板的面积，同时也会强化风力。并且采用大的光伏板也会增加整体太阳能路灯的成本。

提高光伏板的光电转换效率是提高日发电量的另一种手段。太阳能跟踪系统是提高光电转换效率的有效途径。有研究提出双轴跟踪系统相对于传统的单轴跟踪系统，可以产生20％额外的太阳能。但是使用跟踪系统，随着轴数的增加，成本也会增加。有研究人员通过光学传感器和广电检测电路，将光信号加工成电信号，传输给单片机，输出控制信号控制电机工作，实现跟踪。也有研究通过形状存储合金驱动器，实现由太阳光产生温度变化进行跟踪。采用太阳能跟踪设备可以在一定程度上提高光电转换效率。

但是采用这一类设备成本太高，并且研究发现这类设备在热带地区的效果要明显好于寒冷地区，因为热带地区可以提供更为充足的太阳能。

目前，常用的太阳能路灯的光伏板的角度为固定设置，其光电转化效率受太阳光的方向和高度影响大，光电转换效率低，器件不稳定，限制了太阳能路灯的广泛应用。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种光电转化效率高的智慧路灯。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种智慧路灯，包括灯杆；

灯体，设置于灯杆上；

光伏板，设置在灯体的上方，且与灯体电连接；

角度调节装置，与光伏板相关联以推动光伏板翻转；该角度调节装置包括伸缩件，所述伸缩件一端与光伏板铰接；

方位调节装置，与光伏板相关联以驱动光伏板转动，该方位调节装置至少包括设于所述灯杆上的基座、设于所述基座上的连接管、设于与所述连接管背向基座一端的固定筒、可转动设于所述固定筒上的扭转轴，所述扭转轴由驱动件驱动转动，所述光伏板设于所述扭转轴端部。

通过设置扭转轴，带动太阳能电池板转动，使得光伏板转向太阳光光强一侧，并且通过伸缩件改变光伏板的角度，实现光伏板与太阳光线尽可能垂直，光电转化效率高，实用性高。

可选的，所述方位调节装置还包括设于所述扭转轴上的磁铁和多个沿所述扭转轴圆周方向间隔设置的霍尔传感器。

可选的，所述扭转轴通过联轴器与所述驱动件相连，所述磁铁安装于联轴器上。

可选的，所述连接管与基座之间设有固定板，所述驱动件安装于固定板；所述霍尔传感器通过支架安装于固定板上。

可选的，所述扭转轴上设有扩径部，该扩径部与固定筒相对应，所述扩径部靠近基座一端抵接有第一轴承，所述扩径部远离基座一端抵接有第二轴承。

可选的，所述连接管部分插入所述固定筒，且该连接管一端与所述第一轴承外圈抵接。

可选的，所述固定筒背向所述基座一端可拆卸连接有第一阻隔盖，该第一阻隔盖设有上设有抵部，所述抵部与所述第二轴承的外圈抵接。

可选的，所述第一阻隔盖沿背向所述固定筒方向延伸有套部，该套部套设于所述扭转轴；所述套部外侧套设有第二阻隔盖，该第二阻隔盖远离所述固定筒一端与扭转轴密封配合。

可选的，所述扭转轴通过铰链托架与光伏板活动连接。

可选的，所述扭转轴上设有铰链座，所述伸缩件远离所述光伏板一端与所述铰链座铰接。

综上所述，本实用新型通过设置扭转轴，带动太阳能电池板转动，使得光伏板转向太阳光光强一侧，并且通过伸缩件改变光伏板的角度，实现光伏板与太阳光线尽可能垂直，光电转化效率高，实用性高。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为图1的剖视图。

图3为图2的A向视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

参考图1，一种智慧路灯，包括光伏板18、灯体(未图示)、灯杆、自动跟踪系统、调节机构及控制系统；所述灯杆对光伏板18、灯体及调节机构进行支撑；所述光伏板18设置在灯体的上方，且与灯体电连接；所述自动跟踪系统用于检测太阳光的方向和高度并输出信号至调节机构；所述调节机构包括方位调节装置和角度调节装置，方位调节装置通过改变光伏板18的角度，实现光伏板18 转向太阳光光强一侧，角度调节装置改变光伏板18的角度，实现光伏板18与太阳光线尽可能垂直；所述控制系统用于控制方位调节装置和角度调节装置动作。

参考图1、图2，在一些实施例中，所述方位调节装置包括基座6、固定筒 11、连接管8、扭转轴15、驱动件5及联轴器9；所述基座6设为筒状结构，且与所述灯杆相连；所述固定筒11设于所述基座6上，且通过连接管8与所述基座6可拆卸连接，所述基座6、固定筒11及连接管8同轴设置；所述扭转轴15 与所述固定筒11转动连接，且该扭转轴15部分伸出固定筒11，所述光伏板18 与所述扭转轴15活动连接，与扭转轴15同步转动以持续面向太阳光，从而提高光电转换效率；所述驱动件5设为直流减速电机，设于所述基座6内，且该驱动件5的输出轴通过联轴器9与所述扭转轴15连接，用于驱动所述扭转轴15转动；所述连接管8与基座6之间设有固定板7，所述驱动件5通过螺丝安装于固定板7上。

参考图2，在一些实施例中，所述扭转轴15设为空心轴，以减轻扭转轴15 的重量；该扭转轴15顶部设有顶盖17，所述顶盖17部分插入所述扭转轴15内，且所述顶盖17背向所述扭转轴15一端设为弧形面，避免雨水积留。

参考图2，在一些实施例中，所述基座6靠近连接管8一端设有第一法兰面，所述连接管8面向基座6一端设有第二法兰面，所述第一法兰面与第二法兰面通过螺栓连接；所述固定套两端均设有第三法兰面。

参考图2，在一些实施例中，所述方位调节装置还包括支架3、霍尔传感器及磁铁2；所述支架3设有多个，多个支架3沿所述扭转轴15圆周方向间隔设置在固定板7上，且该支架3上安装有霍尔传感器；所述磁铁2设于所述联轴器 9上，该磁铁2连接到直流减速电机上，且所述磁铁2与所述霍尔传感器相对应；当然，在其他实施例中，所述磁铁2安装与扭转轴15上。磁铁2与联轴器9同步转动，当磁铁2靠近其中一个霍尔传感器时，霍尔传感器会产生一个感应信号输入单片机，以获得光伏板的位置。

参考图2，在一些实施例中，所述扭转轴15上设有扩径部151，所述扩径部 151为扭转轴15的一部分；该扩径部151与固定筒11相对应，且所述扩径部151 靠近基座6一端抵接有第一轴承10，所述扩径部151远离基座6一端抵接有第二轴承12，通过扩径部151对第一、第二轴承进行快速定位，提高装配效率；所述第一、第二轴承均设为圆锥滚子轴承，且所述第一、第二轴承外圈与所述固定筒11过盈配合，对扭转轴15的转动进行支撑。

参考图2，在一些实施例中，所述连接管8部分插入所述固定筒11，且该连接管8一端与所述第一轴承10外圈抵接以对第一轴承10进行压紧，结构简单，所述连接管8上设有与位于靠近基座6一侧的第三法兰面相对应的第四法兰面，当第三法兰面与第四法兰面连接时即可对第一轴承10进行限位，方便装配。

参考图2，在一些实施例中，所述固定筒11背向所述基座6一端可拆卸连接有第一阻隔盖13，该第一阻隔盖13设有上设有抵部131，所述抵部131部分插入固定筒11内且与所述第二轴承12的外圈抵接以对第二轴承12进行压紧，结构简单，当第一阻隔盖13与位于远离基座6一侧的第三法兰面连接时即可对第二轴承12进行限位，方便装配。

参考图2，在一些实施例中，所述第一阻隔盖13沿背向所述固定筒11方向延伸有套部132，该套部132套设于所述扭转轴15，且所述套部132与所述扭转轴15间隙配合；所述套部132外侧套设有第二阻隔盖14，该第二阻隔盖14的旋转截面设为“U”形，所述第二阻隔盖14靠近固定筒11一侧边与第一阻隔盖 13接触，且该第二阻隔盖14远离所述固定筒11一端与扭转轴15密封配合，具体的，所述第二阻隔盖14与扭转轴15焊接或胶接；第一阻隔盖13与第二阻隔盖14配合以避免雨水进入。

参考图2、图3，在一些实施例中，所述扭转轴15远离所述基座6一端设有铰链托架16，所述光伏板18与所述铰链托架16活动连接。所述铰链托架16包括第一支部161及第二支部162；所述第一支部161设有两个，设为L形，该第一支部161一端与扭转轴15相连，且两个所述第一支部161相对扭转轴15对称设置，所述光伏板18与第一支部161一端铰接；所述第一支部161一端固设于所述扭转轴15上，垂直扭转轴15设置，且所述第二支部162与第一支部161 的夹角为90°，所述光伏板18与第二支部162一端铰接，通过第一、第二支部对光伏板18进行支撑以提高稳定性。所述第一、第二支部与扭转轴15的夹角处设有第一加强筋以提高第一、第二支部的强度，所述第一支部161与第二支部 162通过第二加强筋连接以进一步提高第一、第二支部的强度，避免光伏板发生晃动。

参考图1、图2，在一些实施例中，所述角度调节装置包括铰链座1及伸缩件19；所述铰链座1固设于所述扭转轴15侧壁上；所述伸缩件19设为电动推杆，该电动推杆一端与铰链座1铰接，另一端通过连接座20与所述光伏板18 铰接，伸缩件19调节光伏板18的角度，使得光伏板始终保持垂直于阳光入射方向，提高光电转换效率。

在使用过程中，根据太阳光的方向和高度，路灯的自动跟踪系统输出控制信号到调节机构。同时，控制系统采集霍尔传感器上的运动和位置信息调节机构反馈，形成闭环控制光伏板18的方向可以精确地调整到始终保持垂直于阳光入射方向。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智慧路灯，其特征在于：包括

灯杆；

灯体，设置于灯杆上；

光伏板，设置在灯体的上方，且与灯体电连接；

角度调节装置，与光伏板相关联以推动光伏板翻转；该角度调节装置包括伸缩件，所述伸缩件一端与光伏板铰接；

方位调节装置，与光伏板相关联以驱动光伏板转动，该方位调节装置至少包括设于所述灯杆上的基座、设于所述基座上的连接管、设于与所述连接管背向基座一端的固定筒、可转动设于所述固定筒上的扭转轴，所述扭转轴由驱动件驱动转动，所述光伏板设于所述扭转轴端部。

2.根据权利要求1所述的一种智慧路灯，其特征在于：所述方位调节装置还包括设于所述扭转轴上的磁铁和多个沿所述扭转轴圆周方向间隔设置的霍尔传感器。

3.根据权利要求2所述的一种智慧路灯，其特征在于：所述扭转轴通过联轴器与所述驱动件相连，所述磁铁安装于联轴器上。

4.根据权利要求2所述的一种智慧路灯，其特征在于：所述连接管与基座之间设有固定板，所述驱动件安装于固定板；所述霍尔传感器通过支架安装于固定板上。

5.根据权利要求1所述的一种智慧路灯，其特征在于：所述扭转轴上设有扩径部，该扩径部与固定筒相对应，所述扩径部靠近基座一端抵接有第一轴承，所述扩径部远离基座一端抵接有第二轴承。

6.根据权利要求5所述的一种智慧路灯，其特征在于：所述连接管部分插入所述固定筒，且该连接管一端与所述第一轴承外圈抵接。

7.根据权利要求5所述的一种智慧路灯，其特征在于：所述固定筒背向所述基座一端可拆卸连接有第一阻隔盖，该第一阻隔盖设有上设有抵部，所述抵部与所述第二轴承的外圈抵接。

8.根据权利要求7所述的一种智慧路灯，其特征在于：所述第一阻隔盖沿背向所述固定筒方向延伸有套部，该套部套设于所述扭转轴；所述套部外侧套设有第二阻隔盖，该第二阻隔盖远离所述固定筒一端与扭转轴密封配合。

9.根据权利要求1所述的一种智慧路灯，其特征在于：所述扭转轴通过铰链托架与光伏板活动连接。

10.根据权利要求1所述的一种智慧路灯，其特征在于：所述扭转轴上设有铰链座，所述伸缩件远离所述光伏板一端与所述铰链座铰接。

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