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一种集成式节能LED太阳能智能路灯

阅读:370发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种集成式节能LED太阳能智能路灯专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及LED照明领域,具体是涉及一种集成式节能LED 太阳能 智能 路灯 ,包括包括灯杆、集成式LED 光源 、控制柜、 太阳能 电池 板和双轴 跟踪 系统,灯杆垂直安装在地面上,灯杆的顶部和底部分别设有集成式LED光源和控制柜,灯杆的顶端设有至少一个双轴跟踪系统,双轴跟踪系统沿灯杆的中 心轴 圆周分布,每个双轴跟踪系统上均设有 太阳能电池板 ,双轴跟踪系统驱动太阳能电池板沿灯杆的轴向进行翻转动作和沿灯杆的径向进行 俯仰 动作,本发明通过设置了双轴跟踪系统,并配套太阳能电池板倾斜 角 度控制系统,利用光强方位控制 电路 联合双轴跟踪系统自动跟踪要阳光,提高了太阳能的利用率。,下面是一种集成式节能LED太阳能智能路灯专利的具体信息内容。

1.一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,包括灯杆(1)、集成式LED光源(2)、控制柜(3)、太阳能电池板(6)和双轴跟踪系统,灯杆(1)垂直安装在地面上,灯杆(1)的顶部和底部分别设有集成式LED光源(2)和控制柜(3),灯杆(1)的顶端设有至少一个双轴跟踪系统,双轴跟踪系统沿灯杆(1)的中心轴圆周分布,每个双轴跟踪系统上均设有太阳能电池板(6),双轴跟踪系统驱动太阳能电池板(6)沿灯杆(1)的轴向进行翻转动作和沿灯杆(1)的径向进行俯仰动作。
2.根据权利要求1所述的一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,双轴跟踪系统包括轴向翻转机构(5)和径向俯仰机构(4),径向俯仰机构(4)安装在灯杆(1)上,径向俯仰机构(4)的输出端连接有轴向翻转机构(5),轴向翻转机构(5)上安装有太阳能电池板(6)。
3.根据权利要求2所述的一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,径向俯仰机构(4)包括安装座(4a)、俯仰驱动电机(4b)、俯仰驱动丝杆(4c)、俯仰丝杆螺母座(4d)、导向杆(4e)、导向(4f)和连杆(4g),灯杆(1)顶部间隔设有两个安装座(4a),位于底部的安装座(4a)上设有俯仰驱动电机(4b),俯仰驱动电机(4b)的输出轴传动连接有俯仰驱动丝杆(4c),俯仰驱动丝杆(4c)的一端与俯仰驱动电机(4b)的输出轴传动连接,俯仰驱动丝杆(4c)的另一端与位于顶部的安装座(4a)转动连接,俯仰驱动丝杆(4c)上螺纹连接有俯仰丝杆螺母座(4d),两个安装座(4a)之间设有导向杆(4e),导向杆(4e)与俯仰驱动丝杆(4c)平行设置,导向杆(4e)上滑动连接有导向块(4f),导向块(4f)的一端与俯仰丝杆螺母座(4d)连接,导向块(4f)的远离丝杆螺母座的一端铰接有连杆(4g),连杆(4g)的一端与导向块(4f)铰接,连杆(4g)的另一端与轴向翻转机构(5)铰接。
4.根据权利要求3所述的一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,导向杆(4e)外部套设有复位弹簧(4h),复位弹簧(4h)的一端与位于顶部的安装座(4a)连接,复位弹簧(4h)的另一端与导向块(4f)连接。
5.根据权利要求4所述的一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,轴向翻转机构(5)包括太阳能电池板面框(5a)、翻转驱动电机(5b)、调节座(5c)和滑动座(5d),灯杆(1)的顶端通过支撑杆(1a)连接有安装转轴(1b),太阳能电池板面框(5a)一端套设在安装转轴(1b)上,并以安装转轴(1b)为旋转轴进行转动,太阳能电池板面框(5a)靠近安装转轴(1b)一端设有翻转驱动电机(5b),翻转驱动电机(5b)的输出轴传动连接有太阳能电池板(6),太阳能电池板(6)的一端与翻转驱动电机(5b)的输出轴传动连接,太阳能电池板(6)的另一端与太阳能电池板(6)面框(5a)远离安装转轴(1b)的一端转动连接,太阳能电池板面框(5a)的底端设有调节座(5c),调节座(5c)的底端设有滑动槽,滑动槽内滑动连接有滑动座(5d),滑动座(5d)与连杆(4g)远离导向块(4f)的一端铰接。
6.根据权利要求5所述的一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,滑动槽内设有调节座驱动电机(5e)和调节座驱动丝杆(5f),调节座驱动电机(5e)设置在滑动槽内,调节座驱动电机(5e)的输出轴传动连接有调节座驱动丝杆(5f),调节座驱动丝杆(5f)的一端与调节座驱动电机(5e)的输出轴传动连接,调节座驱动丝杆(5f)的另一端与滑动槽转动连接,调节座驱动丝杆(5f)上螺纹连接有滑动座(5d)。
7.根据权利要求6所述的一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,太阳能电池板(6)安装在翻转外框(5g)内,翻转外框(5g)的一端与翻转驱动电机(5b)的输出轴传动连接,翻转外框(5g)的另一端与太阳能电池板(6)面框(5a)远离安装转轴(1b)的一端转动连接。
8.根据权利要求7所述的一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,翻转外框(5g)靠近安装转轴(1b)的一端设有导向轮(5g1),太阳能电池板面框(5a)靠近安装转轴(1b)的一端设有弧形滑座(5h),弧形滑座(5h)上设有弧形导槽(5h1),导向轮(5g1)在弧形导槽(5h1)内滑动。
9.根据权利要求8所述的一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,翻转外框(5g)内对称设有两个翻转内框(5i),太阳能电池板(6)包括两块子板(6a),子板(6a)安装在翻转内框(5i)内,翻转外框(5g)内设有内框驱动电机(5g2),内框驱动电机(5g2)的输出轴传动连接有翻转内框(5i),翻转内框(5i)的另一端与翻转外框(5g)转动连接。
10.根据权利要求9所述的一种集成式节能LED太阳能智能路灯,其特征在于,太阳能电池板面框(5a)、翻转外框(5g)和翻转内框(5i)均设置为矩形框体,在翻转内框(5i)的每条框架上均设有光感应器,翻转内框(5i)内部设有陀螺仪加速度计。

说明书全文

一种集成式节能LED太阳能智能路灯

技术领域

[0001] 本发明涉及LED照明领域,具体是涉及一种集成式节能LED太阳能智能路灯。

背景技术

[0002] 发光二极管LED(Light Emitting Diode)作为一种绿色环保型照明光源,以及成为了人们广泛应用的照明设备,在家庭、公共场所内被广泛使用,它具有耗电量少、发光纯、全固态、质量轻、体积小、环保等一系列的优点,目前大功率的LED光源又分为两种,一种是阵列分布式LED光源,它是将数个LED进行阵列分布布置,另一种是集成式LED光源,将数颗LED集成封装在一起,相对来说,集成式LED光源制成的灯具质量较轻,在封装材料方面用料更少,配光方面与阵列分布式LED光源相比也更能打到路灯照明的要求,是目前路灯常用的光源方式大多是集成式LED光源。集成式LED太阳能路灯主要是由LED光源(含驱动)、太阳能电池板、蓄电池包括蓄电池保温箱、太阳能路灯控制器、路灯灯杆及辅料线材等构成,太阳能电池组件一般选用单晶或者多晶硅太阳能电池组件,控制器一般放置在灯杆内,具有光控、时控制、过充过放保护及反接保护,更高级的控制器更具备四季调整亮灯时间功能、半功率功能、智能充放电功能等;蓄电池一般放置于地下或则会有专的蓄电池保温箱,可采用控式铅酸蓄电池、胶体蓄电池、蓄电池或者锂电池等。
[0003] 中国专利CN201720196439.5公开了一种双向照明式节能路灯,包括灯杆和焊接固定在灯杆上端左右两侧的安装架,安装架中间上端焊接有安装座,安装座上螺纹连接有旋转支架,旋转支架上粘接有太阳能电池板,太阳能电池板上端面安装有多个沿同一条直线平行排布的光感应器,太阳能电池板的反面安装有与光感应器电连接的控制芯片,控制芯片与旋转支架电连接,旋转支架在控制芯片的调控下总是使所述太阳能电池板朝向光线强度最高的方向;安装架末端安装有路灯,灯杆顶端设有微型发电机和与变速器,变速器传动连接有车,微型发电机、太阳能电池板与蓄电池电连接,蓄电池与路灯电连接。该路灯具有供电能更强,能够满足道路左右两端照明需求。
[0004] 然而该路灯系统中太阳能电池板都是采用固定式安装,太阳能电池板对于光的采集不够完全,导致太阳能的利用率较低。如果能够根据季节、天气、地理位置、安装位置进行太阳能电池板倾斜的优化设计,特别是能够去调整太阳能电池的倾斜角度,使得太阳能电池板能够根据光照的情况,提高对太阳光跟踪精度,更好地采集太阳光,将能够大大提高太阳能的利用率。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种集成式节能LED太阳能智能路灯,该技术方案解决了目前太阳能电池板都是采用固定式安装对于光的采集不够完全的问题,通过设置了双轴跟踪系统,并配套太阳能电池板倾斜角度控制系统,利用光强方位控制电路联合双轴跟踪系统自动跟踪要阳光,提高了太阳能的利用率。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明提供以下技术方案:
[0007] 提供一种集成式节能LED太阳能智能路灯,包括灯杆、集成式LED光源、控制柜、太阳能电池板和双轴跟踪系统,灯杆垂直安装在地面上,灯杆的顶部和底部分别设有集成式LED光源和控制柜,灯杆的顶端设有至少一个双轴跟踪系统,双轴跟踪系统沿灯杆的中心轴圆周分布,每个双轴跟踪系统上均设有太阳能电池板,双轴跟踪系统驱动太阳能电池板沿灯杆的轴向进行翻转动作和沿灯杆的径向进行俯仰动作。
[0008] 作为集成式节能LED太阳能智能路灯的一种优选方案,双轴跟踪系统包括轴向翻转机构和径向俯仰机构,径向俯仰机构安装在灯杆上,径向俯仰机构的输出端连接有轴向翻转机构,轴向翻转机构上安装有太阳能电池板。
[0009] 作为集成式节能LED太阳能智能路灯的一种优选方案,径向俯仰机构包括安装座、俯仰驱动电机、俯仰驱动丝杆、俯仰丝杆螺母座、导向杆、导向连杆,灯杆顶部间隔设有两个安装座,位于底部的安装座上设有俯仰驱动电机,俯仰驱动电机的输出轴传动连接有俯仰驱动丝杆,俯仰驱动丝杆的一端与俯仰驱动电机的输出轴传动连接,俯仰驱动丝杆的另一端与位于顶部的安装座转动连接,俯仰驱动丝杆上螺纹连接有俯仰丝杆螺母座,两个安装座之间设有导向杆,导向杆与俯仰驱动丝杆平行设置,导向杆上滑动连接有导向块,导向块的一端与俯仰丝杆螺母座连接,导向块的远离丝杆螺母座的一端铰接有连杆,连杆的一端与导向块铰接,连杆的另一端与轴向翻转机构铰接。
[0010] 作为集成式节能LED太阳能智能路灯的一种优选方案,导向杆外部套设有复位弹簧复位弹簧的一端与位于顶部的安装座连接,复位弹簧的另一端与导向块连接。
[0011] 作为集成式节能LED太阳能智能路灯的一种优选方案,轴向翻转机构包括太阳能电池板面框、翻转驱动电机、调节座和滑动座,灯杆的顶端通过支撑杆连接有安装转轴,太阳能电池板面框一端套设在安装转轴上,并以安装转轴为旋转轴进行转动,太阳能电池板面框靠近安装转轴一端设有翻转驱动电机,翻转驱动电机的输出轴传动连接有太阳能电池板,太阳能电池板的一端与翻转驱动电机的输出轴传动连接,太阳能电池板的另一端与太阳能电池板面框远离安装转轴的一端转动连接,太阳能电池板面框的底端设有调节座,调节座的底端设有滑动槽,滑动槽内滑动连接有滑动座,滑动座与连杆远离导向块的一端铰接。
[0012] 作为集成式节能LED太阳能智能路灯的一种优选方案,滑动槽内设有调节座驱动电机和调节座驱动丝杆,调节座驱动电机设置在滑动槽内,调节座驱动电机的输出轴传动连接有调节座驱动丝杆,调节座驱动丝杆的一端与调节座驱动电机的输出轴传动连接,调节座驱动丝杆的另一端与滑动槽转动连接,调节座驱动丝杆上螺纹连接有滑动座。
[0013] 作为集成式节能LED太阳能智能路灯的一种优选方案,太阳能电池板安装在翻转外框内,翻转外框的一端与翻转驱动电机的输出轴传动连接,翻转外框的另一端与太阳能电池板面框远离安装转轴的一端转动连接。
[0014] 作为集成式节能LED太阳能智能路灯的一种优选方案,翻转外框靠近安装转轴的一端设有导向轮,太阳能电池板面框靠近安装转轴的一端设有弧形滑座,弧形滑座上设有弧形导槽,导向轮在弧形导槽内滑动。
[0015] 作为集成式节能LED太阳能智能路灯的一种优选方案,翻转外框内对称设有两个翻转内框,太阳能电池板包括两块子板,子板安装在翻转内框内,翻转外框内设有内框驱动电机,内框驱动电机的输出轴传动连接有翻转内框,翻转内框的另一端与翻转外框转动连接。
[0016] 作为集成式节能LED太阳能智能路灯的一种优选方案,太阳能电池板面框、翻转外框和翻转内框均设置为矩形框体,在翻转内框的每条框架上均设有光感应器,翻转内框内部设有陀螺仪加速度计。
[0017] 本发明与现有技术相比具有的有益效果是:
[0018] 自动跟踪开始时,微处理读入根据目标的位置、当地经纬度、日期好时间数据,首先计算出目前是否是日出后且日落前,然后计算太阳高度角和方位角,驱动轴向翻转机构和径向俯仰机构开始工作,进行太阳能电池板倾斜角度的调整,调整的过程中,通过陀螺仪加速度计实时反馈太阳能电池板的姿态角度,并传输给微处理器,微处理器计算当前角度与理论角度差值的绝对值是否在设置好的阈值范围内,如果不在阈值范围内,则反复进行调整直至在阈值范围内,然后根据光强方位判断控制电路得出太阳能电池板被太阳光照射的光强强弱情况,微处理会判断是否需要根据光强再驱动轴向翻转机构和径向俯仰机构开始工作,进行太阳能电池板倾斜角度的调整。
[0019] 通过设置了双轴跟踪系统,并配套太阳能电池板倾斜角度控制系统,利用光强方位控制电路联合双轴跟踪系统自动跟踪要阳光,提高了太阳能的利用率,该路灯基于太阳能电池板,采用具有防过充、过放、自动调整充电电流、极性反接及输出短路保护功能的电池控制器,延长蓄电池的使用寿命,所使用的集成式LED光源经过相应的产品监督检验中心检测,满足行业标准要求,使用反映良好。附图说明
[0020] 图1为本发明的结构示意图;
[0021] 图2为本发明的太阳能电池板和双轴跟踪系统处的结构示意图;
[0022] 图3为本发明的灯杆顶端的结构示意图;
[0023] 图4、图5和图6分别为本发明的双轴跟踪系统三种不同视角下的结构示意图;
[0024] 图7为图4中A处的放大示意图;
[0025] 图8为图6中B处的放大示意图;
[0026] 图9为本发明的太阳能电池板面框处的结构示意图;
[0027] 图10为本发明的翻转外框处的结构示意图;
[0028] 图11为本发明的翻转外框处的俯视图;
[0029] 图12为图11中A-A处的剖面示意图;
[0030] 图13为本发明的太阳能电池板倾斜角度控制系统的结构框图
[0031] 图中标号为:
[0032] 1-灯杆;1a-支撑杆;1b-安装转轴;
[0033] 2-集成式LED光源;
[0034] 3-控制柜;
[0035] 4-径向俯仰机构;4a-安装座;4b-俯仰驱动电机;4c-俯仰驱动丝杆;4d-俯仰丝杆螺母座;4e-导向杆;4f-导向块;4g-连杆;4h-复位弹簧;
[0036] 5-轴向翻转机构;5a-太阳能电池板面框;5b-翻转驱动电机;5c-调节座;5d-滑动座;5e-调节座驱动电机;5f-调节座驱动丝杆;5g-翻转外框;5g1-导向轮;5g2-内框驱动电机;5h-弧形滑座;5h1-弧形导槽;5i-翻转内框;
[0037] 6-太阳能电池板;6a-子板。

具体实施方式

[0038] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0039] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0040] 太阳能作为可再生能源的重要组成部分,因其资源潜力大、环境污染低、可持续利用,在路灯系统中被广泛应用,太阳能路灯是采用太阳能电池供电,免维护阀控式密封蓄电池储存电能,LED灯具作为光源,并由智能化充放电控制器控制,用于代替传统公用电力照明的路灯,利用太阳能供电可以有效地节约能源。太阳能路灯主要是由LED光源(含驱动)、太阳能电池板、蓄电池包括蓄电池保温箱、太阳能路灯控制器、路灯灯杆及辅料线材等构成,太阳能电池组件一般选用单晶硅或者多晶硅太阳能电池组件;LED光源一般选用大功率LED光源,控制器一般放置在灯杆内,具有光控、时控制、过充过放保护及反接保护,更高级的控制器更具备四季调整亮灯时间功能、半功率功能、智能充放电功能等;蓄电池一般放置于地下或则会有专门的蓄电池保温箱,可采用阀控式铅酸蓄电池、胶体蓄电池、铁铝蓄电池或者锂电池等。
[0041] 本实施例中,集成式LED太阳能路灯的路灯控制系统包括电池控制器、时钟电路、反接保护电路、过充保护电路、电量检测装置和过放保护电路,控制器分别电性连接连接时钟电路、电量检测装置、过充保护电路和过放保护电路,电池控制器的工作模式分为冬季和夏季两种模式,通过时钟电路对当前所属的月份进行监控,达到电池控制器内部设置的阈值月份,电池控制器则对集成式LED光源2亮灭的时间进行转换。过充保护电路和过放保护电路由继电器构成,通过电池控制器输出的高低电平直接控制过充保护电路和过放保护电路是否工作,反接保护电路为MOS管型反接保护电路,利用MOS管的开关特性,控制电路的导通和断开,极性反接保护将保护用场效应管与被保护的电路串联起来,一旦被保护电路的电源极性反接,保护用场效应管会形成断路,避免因为反接而造成元件的损坏。
[0042] 过充保护电路和过放保护电路保护蓄电池组不因过充或过放而被损坏,通过光感应器对光线强度进行捕捉,同时通过时钟电路对时间进行定时,到了预设时间,如果光线传感器不能捕捉到一定强度的光线,电池控制器强制将集成式LED光源2点亮,同时分为夏季和冬季两个季节,每个季节对应一个点亮集成式LED光源2的时间,更加有利于节能环保和道路的安全性。
[0043] 太阳能路灯的核心就是太阳能电池板,太阳能电池板可以将太阳能转换为电能,但是由于太阳能电池板的转化效率在25%左右,导致太阳能的利用率比较低下,所以如何提高太阳能的利用率有重大意义。目前大多数的路灯系统中太阳能电池板都是采用固定式安装,太阳能电池板对于光的采集不够完全,导致太阳能的利用率较低。以我国为例,对于固定式安装的太阳能电池板,其相对于水平面的倾斜角度是30-40°较好,方向为正南方最好,理想的倾斜角是使太阳能电池年发电量尽可能大,而冬季和夏季发电量差异尽可能小时的倾斜角,一般取当地纬度或当地纬度加上几度做为当地太阳能电池组件安装的倾斜角。如果能够根据季节、天气、地理位置、安装位置进行太阳能电池板倾斜角的优化设计,特别是能够去调整太阳能电池的倾斜角度,使得太阳能电池板能够根据光照的情况,提高对太阳光跟踪的精度,更好地采集太阳光,将能够大大提高太阳能的利用率。
[0044] 请参阅图1,该智能路灯包括灯杆1、集成式LED光源2、控制柜3、太阳能电池板6和双轴跟踪系统,灯杆1垂直安装在地面上,灯杆1的顶部和底部分别设有集成式LED光源2和控制柜3,灯杆1的顶端设有至少一个双轴跟踪系统,双轴跟踪系统沿灯杆1的中心轴圆周分布,每个双轴跟踪系统上均设有太阳能电池板6,本实施例中,采用了6块太阳能电池板6,即配置了6个双轴跟踪系统,每个双轴跟踪系统对其连接的太阳能电池板6进行独立控制,双轴跟踪系统驱动太阳能电池板6沿灯杆1的轴向进行翻转动作和沿灯杆1的径向进行俯仰动作。
[0045] 请参阅图13,该智能路灯通过双轴跟踪系统去调整每块太阳能电池板6的倾斜角度,控制柜3内设有相应太阳能电池板倾斜角度控制系统。本实施例中,太阳能电池板倾斜角度控制系统主要包括光强方位控制电路、手动控制电路、微处理器、双轴跟踪电路、太阳能电池板6、陀螺仪加速度计电路和人机交互界面。
[0046] 微处理器接收来自光强方位控制电路、手动控制电路的输入信号,并反馈给双轴跟踪电路,双轴跟踪电路驱动太阳能电池板6进行倾斜角度的调整,安装在太阳能电池板上的陀螺仪加速度计再将太阳能电池板6当前的姿态角度反馈给微处理器,实现了对太阳能电池板姿态角度的实时反馈,形成了闭环回路控制,提好了对太阳能电池板6倾斜角度的精度控制。操作者可以通过人际交互界面去了解到当前太阳能电池板6的倾斜角度数据,并进行手动控制以及参数设置。
[0047] 考虑到陀螺仪加速度计其传输的数据怎么样被控制器接收到,本实施例中,为了避免连线导致太阳能电池板6进行角度调整时的不便,采用无线数据传输蓝牙互传的方式。整个太阳能电池板倾斜角度控制系统可以分为两级跟踪形式,第一级跟踪根据目标的位置、当地经纬度、日期和时间经过天文学公式计算得到太阳的高度角和方位角,然后经过微处理处理后分别发送给双轴跟踪系统,使得太阳能电池板6达到与太阳高度角和方位角相对应的角度,之后太阳光还会照射到光强方位控制电路中的光感应器,本实施例中,光感应器可以采用光敏电阻和光强处理芯片,光敏电阻收到太阳光照射后,由光强处理芯片输出的电平高低判断光照强度强弱的方位,然后再由微处理处理后控制双轴跟踪系统驱动太阳能电路板6向着光照强度较强的方位进行运动,系统每隔一定的时间进入依次调整姿态的中断程序,使得每块太阳能电池板6能够自适应地调整倾斜角度跟踪太阳光,实现对太阳能的充分吸收和利用。当微处理器接收到某个或者某些双轴跟踪系统所能感应到的光照强度过于弱,则驱动相应的双轴跟踪系统停止工作并复位,将太阳能电池板6收回。
[0048] 请参阅图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8,双轴跟踪系统包括轴向翻转机构5和径向俯仰机构4,径向俯仰机构4安装在灯杆1上,径向俯仰机构4的输出端连接有轴向翻转机构5,轴向翻转机构5上安装有太阳能电池板6,轴向翻转机构5使得太阳能电池板6能与太阳方位角相对应,径向俯仰机构4使得太阳能电池板能够与太阳高度角相对应。当自动跟踪开始时,微处理读入根据目标的位置、当地经纬度、日期好时间数据,首先计算出目前是否是日出后且日落前,然后计算太阳高度角和方位角,驱动轴向翻转机构5和径向俯仰机构4开始工作,进行太阳能电池板6倾斜角度的调整,调整的过程中,通过陀螺仪加速度计实时反馈太阳能电池板6的姿态角度,并传输给微处理器,微处理器计算当前角度与理论角度差值的绝对值是否在设置好的阈值范围内,如果不在阈值范围内,则反复进行调整直至在阈值范围内,然后根据光强方位判断控制电路得出太阳能电池板6被太阳光照射的光强强弱情况,微处理会判断是否需要根据光强再驱动轴向翻转机构5和径向俯仰机构4开始工作,进行太阳能电池板6倾斜角度的调整,整个自动跟踪过程是一个自适应地连续调整过程。
[0049] 径向俯仰机构4使得太阳能电池板能够与太阳高度角相对应,径向俯仰机构4包括安装座4a、俯仰驱动电机4b、俯仰驱动丝杆4c、俯仰丝杆螺母座4d、导向杆4e、导向块4f和连杆4g,灯杆1顶部间隔设有两个安装座4a,位于底部的安装座4a上设有俯仰驱动电机4b,俯仰驱动电机4b的输出轴传动连接有俯仰驱动丝杆4c,俯仰驱动丝杆4c的一端与俯仰驱动电机4b的输出轴传动连接,俯仰驱动丝杆4c的另一端与位于顶部的安装座4a转动连接,俯仰驱动丝杆4c上螺纹连接有俯仰丝杆螺母座4d,两个安装座4a之间设有导向杆4e,导向杆4e与俯仰驱动丝杆4c平行设置,导向杆4e上滑动连接有导向块4f,导向块4f的一端与俯仰丝杆螺母座4d连接,导向块4f的远离丝杆螺母座的一端铰接有连杆4g,连杆4g的一端与导向块4f铰接,连杆4g的另一端与轴向翻转机构5铰接。导向杆4e外部套设有复位弹簧4h,复位弹簧4h的一端与位于顶部的安装座4a连接,复位弹簧4h的另一端与导向块4f连接。
[0050] 通过俯仰驱动电机4b驱动俯仰驱动丝杆4c转动,与俯仰驱动丝杆4c螺纹配合俯仰丝杆螺母座4d便会顺着俯仰驱动丝杆4c进行上升或者下降,与丝杆螺母座4d连接的导向块4f也便会顺着导向杆4e进行上升或者下降,导向块4f上铰接有连杆4g,连杆4g的另一端又与轴向翻转机构5铰接,当微处理器控制俯仰驱动电机4b工作时,便能够驱动轴向翻转机构
5绕着安装转轴1b进行转动,进而使得太阳能电池板6相对于灯杆1的径向进行俯仰动作。
[0051] 轴向翻转机构5使得太阳能电池板6能与太阳方位角相对应,轴向翻转机构5包括太阳能电池板面框5a、翻转驱动电机5b、调节座5c和滑动座5d,灯杆1的顶端通过支撑杆1a连接有安装转轴1b,太阳能电池板面框5a一端套设在安装转轴1b上,并以安装转轴1b为旋转轴进行转动,太阳能电池板面框5a靠近安装转轴1b一端设有翻转驱动电机5b,翻转驱动电机5b的输出轴传动连接有太阳能电池板6,太阳能电池板6的一端与翻转驱动电机5b的输出轴传动连接,太阳能电池板6的另一端与太阳能电池板6面框5a远离安装转轴1b的一端转动连接,太阳能电池板面框5a的底端设有调节座5c,调节座5c的底端设有滑动槽,滑动槽内滑动连接有滑动座5d,滑动座5d与连杆4g远离导向块4f的一端铰接。滑动槽内设有调节座驱动电机5e和调节座驱动丝杆5f,调节座驱动电机5e设置在滑动槽内,调节座驱动电机5e的输出轴传动连接有调节座驱动丝杆5f,调节座驱动丝杆5f的一端与调节座驱动电机5e的输出轴传动连接,调节座驱动丝杆5f的另一端与滑动槽转动连接,调节座驱动丝杆5f上螺纹连接有滑动座5d。通过调节座驱动电机5e带动调节座驱动丝杆5f进行转动,与调剂座驱动丝杆5f螺纹配合的滑动座5d便可以在调节座驱动丝杆5f上滑动,通过调节座驱动电机5e带动滑动座5d位置的移动,既能够调整轴向翻转机构5相对于连杆4g的初始倾斜角度,即设置了太阳能电池板6初始的倾斜角度。
[0052] 请参阅图9、图10、图11和图12,太阳能电池板6安装在翻转外框5g内,翻转外框5g的一端与翻转驱动电机5b的输出轴传动连接,翻转外框5g的另一端与太阳能电池板6面框5a远离安装转轴1b的一端转动连接。通过翻转南区东电机5b带动翻转外框5g进行转动,实现了额安装在翻转外框5g内的太阳能电池板6相对于灯杆1的轴向进行翻转动作。
[0053] 为了避免翻转外框5g转动过度,因此需要对其转动的角度进行限制,翻转外框5g靠近安装转轴1b的一端设有导向轮5g1,太阳能电池板面框5a靠近安装转轴1b的一端设有弧形滑座5h,弧形滑座5h上设有弧形导槽5h1,导向轮5g1在弧形导槽5h1内滑动。在翻转驱动电机5b带动翻转外框5g转动时,翻转外框5g上导向轮5g1收到弧形滑座5h的弧形导槽5h1的限制,对其转动角度进行了限制。
[0054] 翻转外框5g内对称设有两个翻转内框5i,太阳能电池板6包括两块子板6a,子板6a安装在翻转内框5i内,翻转外框5g内设有内框驱动电机5g2,内框驱动电机5g2的输出轴传动连接有翻转内框5i,翻转内框5i的另一端与翻转外框5g转动连接。通过内框驱动电机5g2带动翻转内框5i进行转动,在本实施例中,每个翻转外框5g内设置了两块子板6a,每个内框驱动电机5g2都会对翻转内框5i进行独立控制,实现外框5g内的每个子板6a可以根据当前光照强度进行自适应调整。太阳能电池板面框5a、翻转外框5g和翻转内框5i均设置为矩形框体,在翻转内框5i的每条框架上均设有光感应器,翻转内框5i内部设有陀螺仪加速度计。
[0055] 本发明的工作原理为:自动跟踪开始时,微处理读入根据目标的位置、当地经纬度、日期好时间数据,首先计算出目前是否是日出后且日落前,然后计算太阳高度角和方位角,驱动轴向翻转机构5和径向俯仰机构4开始工作,进行太阳能电池板6倾斜角度的调整,调整的过程中,通过陀螺仪加速度计实时反馈太阳能电池板6的姿态角度,并传输给微处理器,微处理器计算当前角度与理论角度差值的绝对值是否在设置好的阈值范围内,如果不在阈值范围内,则反复进行调整直至在阈值范围内,然后根据光强方位判断控制电路得出太阳能电池板6被太阳光照射的光强强弱情况,微处理会判断是否需要根据光强再驱动轴向翻转机构5和径向俯仰机构4开始工作,进行太阳能电池板6倾斜角度的调整。
[0056] 通过设置了双轴跟踪系统,并配套太阳能电池板倾斜角度控制系统,利用光强方位控制电路联合双轴跟踪系统自动跟踪要阳光,提高了太阳能的利用率,该路灯基于太阳能电池板,采用具有防过充、过放、自动调整充电电流、极性反接及输出短路保护功能的电池控制器,延长蓄电池的使用寿命,所使用的集成式LED光源2经过相应的产品监督检验中心检测,满足行业标准要求,使用反映良好。
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