CN217684711U - 一种可自动对准阳光的太阳能路灯 - Google Patents

Abstract

本新型涉及一种可自动对准阳光的太阳能路灯，包括路灯灯杆及与路灯灯杆顶部连接的光伏辅助功能机构，光伏辅助功能机构包括承载机架、转台机构、弹性铰链、承载柱、太阳传感器、光伏板及驱动电路，承载机架通过转台机构与路灯灯杆上端面连接，光伏板环绕承载机架轴线均布，且光伏板上半部的后端面通过弹性铰链与承载机架侧壁上端面外侧面铰接，光伏板后表面与承载机架外侧面间通过承载柱连接，太阳传感器与承载机架上端面，驱动电路嵌于承载机架内。本新型一方面设备集成化程度高，有效的简化了路灯设备的结构体积，提高了环境适应性；另一方面可有效根据太阳角度灵活调整光伏板的工作角度及位置，从而有效的提高光伏发电作业的工作效率。

Description

一种可自动对准阳光的太阳能路灯

技术领域

本新型涉及一种可自动对准阳光的太阳能路灯，属路灯设备技术领域。

背景技术

目前设置配备了光伏发电系统的路灯设备在实际使用中得到了广泛的应用，如专利申请号为“2021228035948 ”的“一种追日型广电传感器的太阳能路灯”、专利申请号为“2020204956903 ”的“一种自动追日型太阳能路灯”，虽然可在在满足使用的需要，但设备解雇相对复杂，使用及维护难度大，且往往易受到使用场地空间因素制约，设备使用的灵活性和通用性均相对较差；另一方面在运行中对光伏板调节的范围、调节灵活性和调节精度相对较差，从而导致光伏板设备发电运行的效率相对较低，无法发挥最佳的发电能力，造成了较大的资源浪费，且为路灯提供的辅助电能也相对较少，节能降耗效果较差。

因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的路灯设备，以满足实际使用的需要。

实用新型内容

为了解决现有技术上的不足，本新型提供一种可自动对准阳光的太阳能路灯，该新型一方面结构简单，通用性好，且设备集成化程度高，有效的简化了路灯设备的结构体积，提高了环境适应性，从而有效满足多种路灯设备及工作环境配套使用的需要，有效为路灯提高辅助电能供给，降低路灯运行能耗；另一方面太阳能发电效率高，可有效根据太阳角度灵活调整光伏板的工作角度及位置，从而有效的提高光伏发电作业的工作效率。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种可自动对准阳光的太阳能路灯，包括路灯灯杆及与路灯灯杆顶部连接的光伏辅助功能机构，光伏辅助功能机构包括承载机架、转台机构、弹性铰链、导向滑轨、行走机构、承载柱、太阳传感器、光伏板及驱动电路，承载机架为轴向截面呈“冂”字形框架结构，包覆在路灯灯杆上端面外，并通过转台机构与路灯灯杆上端面连接，且转台机构嵌于承载机架内，与承载机架槽底连接并同轴分布，光伏板若干，环绕承载机架轴线均布，且光伏板上半部的后端面通过弹性铰链与承载机架侧壁上端面外侧面铰接，且光伏板前端面与承载机架轴线呈0°—120°夹角，光伏板后表面与承载机架外侧面间通过承载柱连接，承载柱两端分别通过导向滑轨与光伏板和承载机架间滑动连接，承载柱与导向滑轨间通过行走机构滑动连接，且承载柱与行走机构间铰接，承载柱轴线与承载机架轴线呈0°—120°夹角，太阳传感器与承载机架上端面并与承载机架同轴分布，驱动电路嵌于承载机架内，并分别与转台机构、行走机构、承载柱、太阳传感器、光伏板电气连接。

进一步的，所述承载机架下端面处另设与承载机架同轴分布的环形导轨，且承载机架下端面通过环形导轨与路灯灯杆外表面滑动连接，且承载机架高度不大于光伏板高度的90%。

进一步的，所述行走机构包括驱动机构、滑块、位移传感器，其中所述驱动机构嵌于导向滑轨内，并与导向滑轨轴线平行分布，所述滑块后端面嵌于导向滑轨内，与驱动机构连接并与导向滑轨滑动连接，所述滑块前端面通过铰链与承载柱铰接，所述滑块侧表面另设至少一个位移传感器，所述驱动机构和位移传感器均与驱动电路电气连接。

进一步的，所述驱动机构为齿轮齿条机构、丝杠机构中的任意一种。

进一步的，所述承载柱为至少两级电动伸缩杆，且承载柱与光伏板后端面连接位置处设压力传感器，所述压力传感器与驱动电路电气连接。

进一步的，所述光伏板为矩形板状结构，相邻两光伏板间另通过至少两条沿光伏板轴线分布的弹性连接带相互连接，所述光伏板后端面均设一个倾角传感器，且倾角传感器与驱动电路电气连接。

进一步的，所述驱动电路为以FPGA芯片、DSP芯片及可编程控制器中任意为基础的电路系统，且驱动电路另设电子开关电路、充放电控制电路及接线端子，且接线端子嵌于承载机架下端面外。

本新型一方面结构简单，通用性好，且设备集成化程度高，有效的简化了路灯设备的结构体积，提高了环境适应性，从而有效满足多种路灯设备及工作环境配套使用的需要，有效为路灯提高辅助电能供给，降低路灯运行能耗；另一方面太阳能发电效率高，可有效根据太阳角度灵活调整光伏板的工作角度及位置，从而有效的提高光伏发电作业的工作效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本新型；

图1为本新型一种运行状态结构示意图；

图2为本新型另一种运行状态结构示意图；

图3为行走机构结构示意图。

具体实施方式

为使本新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于施工，下面结合具体实施方式，进一步阐述本新型。

如图1-3所示，一种可自动对准阳光的太阳能路灯，包括路灯灯杆1及与路灯灯杆1顶部连接的光伏辅助功能机构2，光伏辅助功能机构2包括承载机架21、转台机构22、弹性铰链23、导向滑轨24、行走机构25、承载柱26、太阳传感器27、光伏板28及驱动电路29，承载机架21为轴向截面呈“冂”字形框架结构，包覆在路灯灯杆1上端面外，并通过转台机构22与路灯灯杆21上端面连接，且转台机构22嵌于承载机架21内，与承载机架21槽底连接并同轴分布，光伏板28若干，环绕承载机架21轴线均布，且光伏板28上半部的后端面通过弹性铰链23与承载机架21侧壁上端面外侧通过弹性铰链23铰接，且光伏板28前端面与承载机架21轴线呈0°—120°夹角，光伏板28后表面与承载机架21外侧面间通过承载柱26连接，承载柱26两端分别通过导向滑轨24与光伏板28和承载机架21间滑动连接，承载柱26与导向滑轨24间通过行走机构25滑动连接，且承载柱26与行走机构25间铰接，承载柱26轴线与承载机架21轴线呈0°—120°夹角，太阳传感器27与承载机架21上端面并与承载机架21同轴分布，驱动电路29嵌于承载机架21内，并分别与转台机构22、行走机构25、承载柱26、太阳传感器27、光伏板28电气连接。

本实施例中，所述承载机架21下端面处另设与承载机架21同轴分布的环形导轨3，且承载机架21下端面通过环形导轨3与路灯灯杆1外表面滑动连接，且承载机架21高度不大于光伏板28高度的90%。

其中，所述行走机构25包括驱动机构251、滑块252、位移传感器253，其中所述驱动机构251嵌于导向滑轨24内，并与导向滑轨24轴线平行分布，所述滑块252后端面嵌于导向滑轨24内，与驱动机构251连接并与导向滑轨24滑动连接，所述滑块252前端面通过铰链与承载柱26铰接，所述滑块252侧表面另设至少一个位移传感器253，所述驱动机构251和位移传感器253均与驱动电路29电气连接。

进一步优化的，所述驱动机构251为齿轮齿条机构、丝杠机构中的任意一种。

此外，所述承载柱26为至少两级电动伸缩杆，且承载柱26与光伏板28后端面连接位置处设压力传感器4，所述压力传感器4与驱动电路29电气连接。

与此同时，所述光伏板28为矩形板状结构，相邻两光伏板28间另通过至少两条沿光伏板28轴线分布的弹性连接带5相互连接，所述光伏板5后端面均设一个倾角传感器6，且倾角传感器6与驱动电路29电气连接。

在运行中，一方面可通过弹性连接带实现光伏板调节时，相邻两个光伏板协同调节运行；另一方面通过倾角传感器对各光伏板调节时的倾斜角度进行检测，提高光伏板调整监控作业精度。

本实施例中，所述驱动电路29为以FPGA芯片、DSP芯片及可编程控制器中任意为基础的电路系统，且驱动电路29另设电子开关电路、充放电控制电路及接线端子7，且接线端子7嵌于承载机架21下端面外。

在实际使用中，通过接线端子将本新型与路灯的电路系统间电气连接，实现与路灯同步运行的同时，另为路灯提供电能供给。

本新型在具体试试中，首先对构成本新型的载机架、转台机构、弹性铰链、导向滑轨、行走机构、承载柱、太阳传感器、光伏板及驱动电路进行装配，得到成品光伏辅助功能机构，然后将光伏辅助功能机构通过承载机架包覆在路灯灯杆上端面外并通过转台机构与路灯灯杆连接，最后将驱动电路与路灯的电路系统电气连接，即可完成本新型装配。

其中，在进行本新型装配过程中，根据路灯设备空间环境、发电需求量要求，设置光伏板的数量及表面积。

在路灯设备运行时，初始状态本新型的各光伏板与路灯灯杆轴线平行分布，即可实现局部光伏板利用太阳辐照发电的同时另有效的缩小本新型的结构体积，满足狭小空间范围使用的需要；

在进行发电作业时，首先由太阳传感器对当前太阳的位置及太阳与本新型轴线间的夹角进行检测，同时，由驱动电路检测当前各光伏板的发电量和发电效率，然后一方面驱动转台机构运行，使得各光伏板环绕灯杆轴线旋转，调整光伏板工作位置，使得其中至少一个光伏板发电效率达高于剩余光伏板发电效率，然后驱动行走机构、承载柱运行，由行走机构、承载柱配合运行调整各光伏板前端面与路灯灯杆间的夹角，使得各光伏板均处于最佳发电效率，从而达到提高本新型发电效率的目的。

同时在本新型运行中，根据太阳与本新型间的相对位置关系变换，通过驱动转台机构、行走机构、承载柱运行，使各光伏板随太阳位置变化同步调整，延长本新型最佳发电状态工作时间，提高发电量，为路灯系统运行提供更多的电能，从而达到降低路灯运行能耗的目的。

本新型一方面结构简单，通用性好，且设备集成化程度高，有效的简化了路灯设备的结构体积，提高了环境适应性，从而有效满足多种路灯设备及工作环境配套使用的需要，有效为路灯提高辅助电能供给，降低路灯运行能耗；另一方面太阳能发电效率高，可有效根据太阳角度灵活调整光伏板的工作角度及位置，从而有效的提高光伏发电作业的工作效率。

以上显示和描述了本新型的基本原理和主要特征和本新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本新型的原理，在不脱离本新型精神和范围的前提下，本新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本新型范围内。本新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种可自动对准阳光的太阳能路灯，包括路灯灯杆及与路灯灯杆顶部连接的光伏辅助功能机构，其特征在于：所述的光伏辅助功能机构包括承载机架、转台机构、弹性铰链、导向滑轨、行走机构、承载柱、太阳传感器、光伏板及驱动电路，所述承载机架为轴向截面呈“冂”字形框架结构，包覆在路灯灯杆上端面外，并通过转台机构与路灯灯杆上端面连接，且所述转台机构嵌于承载机架内，与承载机架槽底连接并同轴分布，所述光伏板若干，环绕承载机架轴线均布，且光伏板上半部的后端面通过弹性铰链与承载机架侧壁上端面外侧面铰接，且光伏板前端面与承载机架轴线呈0°—120°夹角，所述光伏板后表面与承载机架外侧面间通过承载柱连接，所述承载柱两端分别通过导向滑轨与光伏板和承载机架间滑动连接，承载柱与导向滑轨间通过行走机构滑动连接，且承载柱与行走机构间铰接，承载柱轴线与承载机架轴线呈0°—120°夹角，所述太阳传感器与承载机架上端面并与承载机架同轴分布，所述驱动电路嵌于承载机架内，并分别与转台机构、行走机构、承载柱、太阳传感器、光伏板电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种可自动对准阳光的太阳能路灯，其特征在于：所述承载机架下端面处另设与承载机架同轴分布的环形导轨，且承载机架下端面通过环形导轨与路灯灯杆外表面滑动连接，且承载机架高度不大于光伏板高度的90%。

3.根据权利要求1所述的一种可自动对准阳光的太阳能路灯，其特征在于：所述行走机构包括驱动机构、滑块、位移传感器，其中所述驱动机构嵌于导向滑轨内，并与导向滑轨轴线平行分布，所述滑块后端面嵌于导向滑轨内，与驱动机构连接并与导向滑轨滑动连接，所述滑块前端面通过铰链与承载柱铰接，所述滑块侧表面另设至少一个位移传感器，所述驱动机构和位移传感器均与驱动电路电气连接。

4.根据权利要求3所述的一种可自动对准阳光的太阳能路灯，其特征在于：所述驱动机构为齿轮齿条机构、丝杠机构中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种可自动对准阳光的太阳能路灯，其特征在于：所述承载柱为至少两级电动伸缩杆，且承载柱与光伏板后端面连接位置处设压力传感器，所述压力传感器与驱动电路电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种可自动对准阳光的太阳能路灯，其特征在于：所述光伏板为矩形板状结构，相邻两光伏板间另通过至少两条沿光伏板轴线分布的弹性连接带相互连接，所述光伏板后端面均设一个倾角传感器，且倾角传感器与驱动电路电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种可自动对准阳光的太阳能路灯，其特征在于：所述驱动电路为以FPGA芯片、DSP芯片及可编程控制器中任意为基础的电路系统，且驱动电路另设电子开关电路、充放电控制电路及接线端子，且接线端子嵌于承载机架下端面外。

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