CN107842802A - 带有自动清洁功能的太阳能路灯 - Google Patents

Abstract

本发明申请属于灯具技术领域，具体公开了一种带有自动清洁功能的太阳能路灯，包括太阳能单元、照明单元、清洗单元和输水单元，太阳能单元包括中空支架、太阳能板和支撑板；输水单元包括蓄水槽、集水腔和中转筒；中转筒与集水腔之间连接有排水管，中转筒与蓄水槽之间连接有进水管；清洗单元包括推柱、内齿轮、外齿轮和限位结构，电机的输出轴上连接有螺纹柱；推柱一端的两侧分别固定有顶杆和推杆，顶杆铰接在支撑板上，推杆固定在活塞上；内齿轮固定在电机的输出轴上，内齿轮的一侧穿过中空支架并与外齿轮啮合；外齿轮上设有刷杆，刷杆上设有刷毛。采用本发明的技术方案，在充分利用太阳能资源的同时能够定时清除灯具上的灰尘。

Description

带有自动清洁功能的太阳能路灯

技术领域

本发明属于灯具技术领域，尤其涉及一种带有自动清洁功能的太阳能路灯。

背景技术

众所周知，路灯是人们生产生活中最常见的灯具之一，是人们生活中必不可少的用具，也是城市照明的重要基础设施之一，在夜晚来临时，路灯组成的灯带也能给夜晚的城市带来别样的美丽。路灯是与人们日常生活紧密相关的市政公共设施，既关系到夜间行人和交通的安全，又承担着美化市政、降低社会犯罪率的重任。

太阳能路灯是路灯的一种，太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给灯源供电使用，无需复杂昂贵的管线铺设，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，无需人工操作工作稳定可靠，节省电费免维护，同时太阳能路灯各自为一个循环，无需担心像普通路灯线路断而整体不亮，因此太阳能路灯应用越来越广泛。

现有的太阳能路灯存在以下缺陷：1、太阳能路灯大都采用太阳能电池板固定朝南安装的方式对太阳能进行采集，但是一日之内的光照方向是有所不同的，无法对太阳能资源充分利用，转换效率较低。2、太阳能路灯一般安装在人流量、车流量较多的地方，灯具以及太阳能板等容易蒙上灰尘，灯具上的灰尘会影响灯光的透光率，降低路上的能见度。因而需要定期对灯具进行清洁，除去灰尘。现有的清洁方式一般为：工人将水晒在灯具的表面，然后使用抹布进行擦拭，除去灰尘。由于太阳能板和灯具所处的位置较高，工人清洁十分不便，且容易发生意外造成人员伤亡。

发明内容

本发明的目的在提供一种带有自动清洁功能的太阳能路灯，在充分利用太阳能资源的同时能够定时清除灯具上的灰尘。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：带有自动清洁功能的太阳能路灯，包括太阳能单元、照明单元、清洗单元和输水单元，太阳能单元包括中空支架、太阳能板和用于支撑太阳能板并倾斜设置的支撑板，支撑板的上部铰接在中空支架上；照明单元包括安装在中空支架侧壁的照明灯；输水单元包括用于收集雨水的蓄水槽、安装在支撑板上的集水腔和一端设有开口的中转筒，中转筒固定在中空支架内；中转筒内滑动连接有活塞，中转筒与集水腔之间连接有排水管，排水管上设有第一单向阀；中转筒与蓄水槽之间连接有进水管，进水管上设有第二单向阀；集水腔的底部铰接有单向门，单向门与中空支架的外壁之间连接有弹簧；清洗单元包括电机、推柱、内齿轮、环绕在中空支架外壁的外齿轮、与电机电连接的控制器和用于限制推柱转动的限位结构，推柱和电机均位于中空支架内，电机的输出轴上连接有螺纹柱；推柱的一端开有与螺纹柱螺纹连接的螺纹槽，另一端的两侧分别固定有顶杆和推杆，顶杆铰接在支撑板上，推杆穿过开口并固定在活塞上；内齿轮固定在电机的输出轴上，内齿轮的一侧穿过中空支架的侧壁并与外齿轮啮合；中空支架的外壁开有环形槽，外齿轮上设有刷杆，刷杆上设有能与照明灯接触的刷毛，刷杆的一端卡合在环形槽内。

本基础方案的工作原理在于：预先对控制器进行设置，控制器控制电机运动，使电机的运动符合实际要求。上午的时候，太阳能板朝向阳光照射的方向，太阳能板吸收太阳能。到了中午，控制器控制电机往固定方向转动，电机通过螺纹柱驱动推柱向上运动，推杆和顶杆随推柱一同向上运动。在顶杆的作用下，支撑板沿与中空支架铰接的点发生转动，支撑板逐渐变平齐，当支撑板上的太阳能板与地面相互平行时，控制器控制电机停止运动。到了下午，控制器控制电机继续往相同的方向转动，顶杆继续上升，当太阳能板呈固定角度倾斜时，控制器控制电机停止工作。到了晚上，控制器再次控制电机往相反方向转动，使太阳能板的位置恢复到上午所处的位置。新的一天开始，控制器控制电机重复上述运动。

在电机工作的过程中，支撑板沿着与中空支架铰接的点发生转动，支撑板挤压或者拉伸弹簧。当支撑板挤压弹簧时，弹簧对单向门施加作用力，使单向门向集水腔的内部打开，此时集水腔中的水通过单向门流在了中空支架的外壁上。由于在这个过程中，电机一直保持转动，电机通过内齿轮驱动外齿轮转动，在外齿轮转动的过程中，刷杆随之一同转动，在与水的共同作用下，刷毛能够清刷灯具的表面，除去灯具表面的灰尘、污渍。

电机通过推柱带动推杆上行时，活塞挤压中转筒内的水，此时第一单向阀打开而第二单向阀保持关闭，中转筒内的水通过排水管转移到集水腔中，为集水腔补充水；而在推杆下行时，活塞随之向下，中转筒内的压强减小，此时第一单向阀保持关闭而第二单向阀打开，蓄水槽内的水通过进水管转移到中转筒内，为中转筒补充水。

本基础方案的有益效果在于：

1、一日之内阳光的照射方向有所不同，通过电机及时调整太阳能板的方向，使太阳能板尽可能地朝向阳光照射的方向，提高太阳能的转换效率。

2、在电机调整太阳能板方向的同时，电机驱动刷杆不断转动，刷杆上的刷毛能够清刷灯具的表面，提高灯光的透光率，不需工人定时进行清洁，节省人工成本；而且在刷杆往固定方向转动时，集水腔中的水通过单向门流到中空支架的外壁，在与水的共同作用下，能将灯具清洗得更加干净。

3、利用蓄水槽收集雨水，活塞上下运动的过程中，集水腔中的水不断得到补充，不需人为的往集水腔加入水，降低工人的劳动强度。

进一步，限位结构包括固定在中空支架内壁上的凸起，推柱的侧壁开有沿高度方向分布的条形槽，凸起卡合在条形槽内。凸起的设置限制了推柱的转动，使得推柱只能沿中空支架上下滑动。

进一步，刷杆位于环形槽内的部分转动连接有滚球。滚球的设置能够有效减少刷杆与环形槽之间的摩擦，使刷杆的运动更加顺畅。顶杆驱太阳能板沿一侧倾斜时，

进一步，支撑板的两侧均设有导轨，导轨上滑动连接有滚珠，两个滚珠之间连接有滑杆，滑杆上设有用于清洁太阳能板的清洁条。太阳能板使用一段时间后表面会沾附大量的灰尘，灰尘的存在会降低太阳能转换为电能的转换率。顶杆通过支撑板带动太阳能板沿铰接点动时，太阳能板发生倾斜，在重力的作用下，滚珠和滚珠上的滑杆沿导轨向下运动，在滑杆向下运动的过程中，清洁条擦拭太阳能板的表面，将太阳能板表面的灰尘清理干净，提高太阳能板转换太阳能的能力。

进一步，刷杆设有多根，多根刷杆沿外齿轮的周向均匀分布。设置多根刷杆，使外齿轮的受力更加均匀，避免外齿轮受力不均而向一侧倾斜，导致传动不稳定。

进一步，单向门为只能向集水腔内部打开的单向门。单向门只能向集水腔的内部打开，避免集水腔装有的水过多时，在水的作用下，单向门向下打开，导致水资源流失。

附图说明

图1是本发明带有自动清洁功能的太阳能路灯实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图1的附图标记包括：支撑板10、太阳能板11、集水腔12、导轨13、滑杆14、清洁条15、单向门16、弹簧17、中转筒20、活塞21、排水管22、第一单向阀23、进水管24、第二单向阀25、中空支架30、凸起31、照明灯32、电机40、推柱41、内齿轮42、螺纹柱43、顶杆44、推杆45、条形槽46、外齿轮50、刷杆51、刷毛52、蓄水槽60。

如图1所示，带有自动清洁功能的太阳能路灯，包括太阳能单元、照明单元、清洗单元和输水单元，太阳能单元包括中空支架30、太阳能板11和倾斜设置的支撑板10，太阳能板11安装在支撑板10的上表面，支撑板10的上部铰接在中空支架30上。支撑板10的两侧均设有导轨13，导轨13上滑动连接有滚珠，两个滚珠之间连接有滑杆14，滑杆14上设有用于清洁太阳能板11的清洁条15。太阳能板11发生倾斜时，在重力的作用下，滚珠和滚珠上的滑杆14会沿导轨13向下运动，在滑杆14向下运动的过程中，清洁条15擦拭太阳能板11的表面。照明单元包括照明灯32，中空支架30上部的外壁开有凹槽，照明灯32安装在凹槽内。

输水单元包括蓄水槽60、集水腔12和下端设有开口的中转筒20，蓄水槽60位于中空支架30的一侧，蓄水槽60用于收集雨水。集水腔12安装在支撑板10上，集水腔12的底部铰接有只能向集水腔12内部打开的单向门16，单向门16与中空支架30的外壁之间连接有弹簧17，单向门16打开时，集水腔12内的水能沿着中空支架30的外壁流动。中转筒20固定在中空支架30内的上部，中转筒20内滑动连接有活塞21，中转筒20与集水腔12之间连接有排水管22，排水管22上设有只能向集水腔12一侧打开的第一单向阀23，中转筒20内的压强增大时，第一单向阀23打开；中转筒20与蓄水槽60之间连接有进水管24，进水管24上设有只能向中转筒20一侧打开的第二单向阀25，中转筒20内的压强减小时，第二单向阀25打开。

清洗单元包括电机40、控制器、推柱41、限位结构、内齿轮42和环绕在中空支架30外壁的外齿轮50，控制器与电机40电连接，预先对控制器进行设置，使电机40的运动符合实际要求；本实施例中所用的控制器从市场上直接购买所得，为从深圳市腾舟电气有限公司购买的GU641B型控制器。推柱41和电机40均位于中空支架30内，电机40的输出轴上连接有螺纹柱43；推柱41的下端开有螺纹槽，螺纹柱43螺纹连接在螺纹槽内；推柱41的上端的两侧分别固定有顶杆44和推杆45，顶杆44的上端铰接在支撑板10上，而推杆45穿过开口并固定在活塞21上。内齿轮42固定在电机40的输出轴上，内齿轮42的一侧穿过中空支架30的侧壁并与外齿轮50啮合，启动电机40，电机40能够通过内齿轮42驱动外齿轮50转动。中空支架30的外壁开有环形槽，外齿轮50上设有多根刷杆51，刷杆51上设有能与照明灯32接触的刷毛52，多根刷杆51沿外齿轮50的周向均匀分布。刷杆51的一端卡合在环形槽内，刷杆51位于环形槽内的部分转动连接有滚球，滚球的设置能够有效减少刷杆51与环形槽之间的摩擦。限位结构包括固定在中空支架30内壁上的凸起31，推柱41的侧壁开有沿高度方向分布的条形槽46，凸起31卡合在条形槽46内。凸起31的设置限制了推柱41的转动，使得推柱41只能沿中空支架30上下滑动。

预先对控制器进行设置，控制器控制电机40运动，使电机40的运动符合实际要求。上午的时候，太阳能板11朝向阳光照射的方向，太阳能板11吸收太阳能。到了中午12点，控制器控制电机40往固定方向转动，电机40通过螺纹柱43驱动推柱41向上运动，推杆45和顶杆44随推柱41一同向上运动。在顶杆44的作用下，支撑板10逐渐变平齐，当支撑板10上的太阳能板11与地面相互平行时，控制器控制电机40停止运动。到了下午2点，控制器控制电机40继续往相同的方向转动，顶杆44继续上升，当太阳能板11呈固定角度倾斜时，电机40停止工作。到了晚上21点，控制器再次控制电机40往相反方向转动，使太阳能板11的位置恢复到上午所处的位置。新的一天开始，控制器控制电机40重复上述运动。在电机40工作的过程中，支撑板10沿着与中空支架30铰接的点发生转动，支撑板10挤压或者拉伸弹簧17。当支撑板10挤压弹簧17时，弹簧17对单向门16施加作用力，使单向门16向集水腔12的内部打开，此时集水腔12中的水通过单向门16流在了中空支架30的外壁上。由于在这个过程中，电机40一直保持转动，电机40通过内齿轮42驱动外齿轮50转动，在外齿轮50转动的过程中，刷杆51随之一同转动，在与水的共同作用下，刷毛52能够清刷灯具的表面灰尘。电机40通过推柱41带动推杆45上行时，活塞挤压中转筒20内的水，此时第一单向阀23打开而第二单向阀25保持关闭，中转筒20内的水通过排水管22转移到集水腔12中，为集水腔12补充水；而在推杆45下行时，活塞随之向下，中转筒20内的压强减小，此时第一单向阀23保持关闭而第二单向阀25打开，蓄水槽60内的水通过进水管24转移到中转筒20内，为中转筒20补充水。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.带有自动清洁功能的太阳能路灯，其特征在于，包括太阳能单元、照明单元、清洗单元和输水单元，太阳能单元包括中空支架、太阳能板和用于支撑太阳能板并倾斜设置的支撑板，支撑板的上部铰接在中空支架上；照明单元包括安装在中空支架侧壁的照明灯；输水单元包括用于收集雨水的蓄水槽、安装在支撑板上的集水腔和一端设有开口的中转筒，中转筒固定在中空支架内；中转筒内滑动连接有活塞，中转筒与集水腔之间连接有排水管，排水管上设有第一单向阀；中转筒与蓄水槽之间连接有进水管，进水管上设有第二单向阀；集水腔的底部铰接有单向门，单向门与中空支架的外壁之间连接有弹簧；清洗单元包括电机、推柱、内齿轮、环绕在中空支架外壁的外齿轮、与电机电连接的控制器和用于限制推柱转动的限位结构，推柱和电机均位于中空支架内，电机的输出轴上连接有螺纹柱；推柱的一端开有与螺纹柱螺纹连接的螺纹槽，另一端的两侧分别固定有顶杆和推杆，顶杆铰接在支撑板上，推杆穿过开口并固定在活塞上；内齿轮固定在电机的输出轴上，内齿轮的一侧穿过中空支架的侧壁并与外齿轮啮合；中空支架的外壁开有环形槽，外齿轮上设有刷杆，刷杆上设有能与照明灯接触的刷毛，刷杆的一端卡合在环形槽内。

2.如权利要求1所述的带有自动清洁功能的太阳能路灯，其特征在于，限位结构包括固定在中空支架内壁上的凸起，推柱的侧壁开有沿高度方向分布的条形槽，凸起卡合在条形槽内。

3.如权利要求1所述的带有自动清洁功能的太阳能路灯，其特征在于，刷杆位于环形槽内的部分转动连接有滚球。

4.如权利要求1所述的带有自动清洁功能的太阳能路灯，其特征在于，支撑板的两侧均设有导轨，导轨上滑动连接有滚珠，两个滚珠之间连接有滑杆，滑杆上设有用于清洁太阳能板的清洁条。

5.如权利要求1所述的带有自动清洁功能的太阳能路灯，其特征在于，刷杆设有多根，多根刷杆沿外齿轮的周向均匀分布。

6.如权利要求1所述的带有自动清洁功能的太阳能路灯，其特征在于，单向门为只能向集水腔内部打开的单向门。