CN112413521A - 一种可以调节光照方向的太阳能路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可以调节光照方向的太阳能路灯，包括灯杆和安装在灯杆上的灯体，所述灯杆上设置有太阳能电池板和调节太阳能电池板的光照方向的角度调节装置；所述角度调节装置包括调节机构和光照角度检测装置以及控制装置，所述控制装置根据光照角度检测装置检测到的太阳光线的照射角度控制调节机构调节太阳能电池板的角度，以使太阳光线保持垂直照射在太阳能电池板上。有益效果在于：本申请的太阳能路灯能够自动调整太阳能电池板的光照方向，以确保阳光始终直射太阳能电池板，从而大大提升了太阳能电池板的日发电量，节能环保，实用性好。

Description

一种可以调节光照方向的太阳能路灯
技术领域
本发明涉及路灯领域，具体涉及一种可以调节光照方向的太阳能路灯。
背景技术
随着经济的发展，国家对节能环保的要求越来越高，因此目前道路上新装的路灯多为太阳能路灯，尤其在广大乡镇，国道、省县乡道、甚至村镇小路旁安装的路灯几乎清一色都是太阳能路灯；
太阳能路灯看似节能环保，能够节约电能，但是在实际使用过程中，若没有电网辅助为路灯供电，仅凭太阳能电池板是不足以为路灯提供一夜照明所需的电能，因为一天之中太阳的位置是时刻变化的，而路灯上安装的太阳能电池板是固定不动的，因此照射在太阳能电池板上的太阳光线的照射方向也是时刻发生变化的，众所周知，当阳光直射太阳能电池板时，太阳能电池板的发电效率最高，因此看似太阳能电池板一天之中接受阳光照射的时间较长，实际上产生的电能却很有限。加之广大农村地区财政收入有限，很难专门设置一定的预算为路灯购买电网用电，故安装在广大农村地区的太阳能路灯往往亮上一两个小时就熄灭了，尤其在冬天，基本上个把小时就耗光了太阳能电池板一天产生的电量，而且灯光亮度十分微弱，本是用于新农村建设的惠民工程，却沦落为鸡肋，这严重限制了太阳能路灯的发展。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述背景技术中的问题而提供一种可以调节光照方向的太阳能路灯，该太阳能路灯能够自动检测太阳光线的照射角度，并根据光线角度调整太阳能电池板的位置，使太阳光线始终垂直照射在太阳能电池板上，大大提升了太阳能电池板的日发电量，减少了路灯从电网取电的耗电量，节能环保，实用性好，详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种可以调节光照方向的太阳能路灯，包括灯杆和安装在灯杆上的灯体，所述灯杆上设置有太阳能电池板和调节太阳能电池板的光照方向的角度调节装置；
所述角度调节装置包括调节机构和光照角度检测装置以及控制装置，所述控制装置根据光照角度检测装置检测到的太阳光线的照射角度控制调节机构调节太阳能电池板的角度，以使太阳光线保持垂直照射在太阳能电池板上。
作为本案的重要设计，所述调节机构包括带动太阳能电池板绕水平轴线旋转的旋转机构一和带动太阳能电池板绕竖直轴线旋转的旋转机构二。
作为本案的优化设计，所述旋转机构二包括滚套在灯杆上的套管和驱动套管自转的刹车电机二；
所述旋转机构一包括与套管固定连接的刹车电机一，所述刹车电机一与太阳能电池板固定连接，用于带动太阳能电池板绕水平轴线旋转。
作为本案的优化设计，所述光照角度检测装置包括检测筒和设置在检测筒侧壁上的透光孔；
所述检测筒的内壁上安装有直径大于透光孔的直径的半球壳，所述半球壳的球心位于透光孔的中心轴线上；
所述半球壳上沿径向方向设置有多个安装孔，所述安装孔内安装有光线感应器。
作为本案的优化设计，所述检测筒呈圆柱筒状。
作为本案的优化设计，所述透光孔至少三个，多个透光孔在检测筒上呈中心对称分布。
作为本案的优化设计，所述光线感应器安装在安装孔内远离半球壳的球心的一端。
有益效果在于：本申请的太阳能路灯能够自动调整太阳能电池板的光照方向，以确保阳光始终直射太阳能电池板，从而大大提升了太阳能电池板的日发电量，节能环保，实用性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中的A部放大图；
图3是图2的内部结构图；
图4是图2中的C-C剖视图；
图5是图4中的B部放大图；
图6是光照角度检测装置的工作原理图。
附图标记说明如下：
1、灯杆；2、灯体；3、管座；4、推力轴承；5、齿圈；6、套管；
7、光照角度检测装置；
71、检测筒；72、筒盖；73、透光孔；74、半球壳；75、处理器；76、控制器；77、安装孔；78、光线感应器；
8、刹车电机二；9、刹车电机一；10、安装架；11、太阳能电池板；12、齿轮；13、转角传感器。
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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供的一种可以调节光照方向的太阳能路灯，包括灯杆1和安装在灯杆1上的灯体2，如图1所示，灯杆1上设置有太阳能电池板11和调节太阳能电池板11的光照方向的角度调节装置；传统的太阳能电池板11是固定安装在路灯上，光照方向不能调节，因此太阳能电池板11的发电效率较低，本申请通过加装角度调节装置来调节太阳能电池板11的光照方向，以确保阳光始终直射太阳能电池板11，这样，太阳能电池板11能够持续高效的进行发电，显著增加了太阳能电池板11的日发电量，减少了路灯从电网取电的耗电量，节能环保，实用性好。
本申请的角度调节装置包括调节机构和光照角度检测装置7以及控制装置，控制装置根据光照角度检测装置7检测到的太阳光线的照射角度控制调节机构调节太阳能电池板11的角度，以使太阳光线保持垂直照射在太阳能电池板11上。
具体的，调节机构包括带动太阳能电池板11绕水平轴线旋转的旋转机构一和带动太阳能电池板11绕竖直轴线旋转的旋转机构二；
如图2和图3所示，旋转机构二包括滚套在灯杆1上的套管6和驱动套管6自转的刹车电机二8，为了保证套管6不在灯杆1上上下滑动，套管6的下端设置有与灯杆1固定连接的管座3，管座3与套管6间设置有推力轴承4，以防止套管6与管座3摩擦，刹车电机二8固定安装在管座3的一侧，套管6上紧套一齿圈5，刹车电机二8上安装有与齿圈5啮合的齿轮12，刹车电机二8转动通过齿轮12和齿圈5带动套管6自转；
如图2和图3所示，旋转机构一包括与套管6固定连接的刹车电机一9，刹车电机一9与太阳能电池板11固定连接，用于带动太阳能电池板11绕水平轴线旋转，具体的，刹车电机一9水平固定安装在套管6的一侧，刹车电机一9的输出轴上固定安装有安装架10，太阳能电池板11固定安装在安装架10上。
如图4和图5所示，光照角度检测装置7包括检测筒71和设置在检测筒71侧壁上的透光孔73；检测筒71的上端安装有筒盖72；检测筒71呈圆柱筒状，透光孔73至少三个，且多个透光孔73在检测筒71上呈中心对称分布，这样设计，方可保证任意角度的太阳光线都能够通过透光孔73照射进入检测筒71内，如图6所示，位于角度范围a、c、e内的光线分别从三个透过孔进入半球壳74内，位于角度范围b、d、f内的光线能够从其中两个透光孔73进入半球壳74内。
如图4和图5所示，检测筒71的内壁上安装有直径大于透光孔73的直径的半球壳74，半球壳74的球心位于透光孔73的中心轴线上，这样设计，由透光孔73进入半球壳74内的光线与半球壳74的半径重合。
如图4和图5所示，半球壳74上沿径向方向设置有多个安装孔77，安装孔77内安装有光线感应器78，当经透光孔73进入半球壳74内的光线射入安装孔77内后，位于该安装孔77内的光线感应器78能够检测到一亮度信号，该信号被传递给控制装置的处理器75，由于半球壳74上不同位置的安装孔77对应不同照射角度的光线，因此处理器75根据不同安装孔77内的光线感应器78检测到的亮度信号可计算出太阳光的照射方向，并据此分析计算出太阳能电池板11需要调整的角度，也即刹车电机一9和刹车电机二8需要旋转的角度，然后，处理器75向控制装置的控制器76发送控制指令，由控制器76控制刹车电机一9和刹车电机二8转动调整太阳能电池板11的倾斜角度，调整过程中，转角传感器13实时检测刹车电机一9和刹车电机二8的旋转角度，直至太阳能电池板11调整到位。
半球壳74上不同位置的安装孔77对应的光线的照射角度信息可以提前植入处理器75内，这样当光线感应器78给处理器75反馈一亮度信号时，处理器75能够立即获知此时此刻太阳光线的照射角度；
加之转角传感器13将实时检测到的刹车电机一9和刹车电机二8的旋转角度信息传递给处理器75，因此处理器75根据该转角信息能够获知太阳能电池板11的实时倾斜角度信息，处理器75通过对太阳光线的实时照射角度信息和太阳能电池板11的实时倾斜角度信息进行分析即可得出刹车电机一9和刹车电机二8需要旋转的角度信息，继而向控制器76发送控制指令，由控制器76控制刹车电机一9和刹车电机二8旋转指定的角度。
由于一天中太阳光线的照射角度不停的变化，因此能够检测到亮度信号的光线感应器78也不停的发生变换，相应的，控制器76也不停的控制刹车电机一9和刹车电机二8旋转，从而实现太阳光线始终垂直照射太阳能电池板11的目的。
为了防止外界杂光对光线感应器78产生干扰，光线感应器78可安装在安装孔77内远离半球壳74的球心的一端，如图5所示，这样设计，只有在太阳光线射入安装孔77内后，位于该安装孔77内的光线感应器78才感应到一亮度信号，当太阳光线射入与该安装孔77相邻的安装孔77内时，半球壳74内的杂光不会引起该安装孔77内的光线感应器78误触发。
尽管本申请的路灯相比现有路灯结构上更加复杂，造价成本更高，但是由于本申请的路灯每天可节约一定的电能，因此在整个路灯的生命周期内，本申请的路灯所节省的电费要远远超过其与普通太阳能路灯相比增加的成本，因此非常适用于广大农村地区的道路照明使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种可以调节光照方向的太阳能路灯，包括灯杆和安装在灯杆上的灯体，其特征在于，所述灯杆上设置有太阳能电池板和调节太阳能电池板的光照方向的角度调节装置；
所述角度调节装置包括调节机构和光照角度检测装置以及控制装置，所述控制装置根据光照角度检测装置检测到的太阳光线的照射角度控制调节机构调节太阳能电池板的角度，以使太阳光线保持垂直照射在太阳能电池板上。
2.根据权利要求1所述的太阳能路灯，其特征在于，所述调节机构包括带动太阳能电池板绕水平轴线旋转的旋转机构一和带动太阳能电池板绕竖直轴线旋转的旋转机构二。
3.根据权利要求2所述的太阳能路灯，其特征在于，所述旋转机构二包括滚套在灯杆上的套管和驱动套管自转的刹车电机二；
所述旋转机构一包括与套管固定连接的刹车电机一，所述刹车电机一与太阳能电池板固定连接，用于带动太阳能电池板绕水平轴线旋转。
4.根据权利要求1所述的太阳能路灯，其特征在于，所述光照角度检测装置包括检测筒和设置在检测筒侧壁上的透光孔；
所述检测筒的内壁上安装有直径大于透光孔的直径的半球壳，所述半球壳的球心位于透光孔的中心轴线上；
所述半球壳上沿径向方向设置有多个安装孔，所述安装孔内安装有光线感应器。
5.根据权利要求4所述的太阳能路灯，其特征在于，所述检测筒呈圆柱筒状。
6.根据权利要求4所述的太阳能路灯，其特征在于，所述透光孔至少三个，多个透光孔在检测筒上呈中心对称分布。
7.根据权利要求4所述的太阳能路灯，其特征在于，所述光线感应器安装在安装孔内远离半球壳的球心的一端。
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