本發(fā)明涉及新能源應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種自動逐日太陽能路燈。

背景技術(shù)：

太陽能作為一種清潔能源，充分利用太陽能一直是人類的探索方向。眾所周知，陽光垂直射入光伏板的時候，相比傾斜射入光伏板，光伏板能獲得更高的太陽能轉(zhuǎn)換率，即獲得更高的太陽能使用率。太陽能跟蹤器是保持太陽能光伏板隨時正對太陽，讓太陽光的光線隨時垂直照射太陽能電池板的動力裝置，采用太陽能跟蹤器能顯著提高太陽能光伏組件的發(fā)電效率。目前市場上已經(jīng)存在很多大、中型太陽能跟蹤器產(chǎn)品，普遍存在體型龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、待機(jī)功耗高以及精確率低等不足之處。

太陽能路燈通常置于室外使用，室外氣候環(huán)境復(fù)雜多變，因此，太陽能路燈需要經(jīng)受刮風(fēng)下雨等天氣的嚴(yán)酷考驗。特別是光伏板，其是太陽能路燈的核心部件，光伏板一旦受到損壞，整個太陽能路燈基本報廢。因此，各個生產(chǎn)廠商都在努力提高光伏板本身的質(zhì)量，例如使用更好材料來防止雨水的侵襲，例如對光伏板進(jìn)行加固來防止大風(fēng)的侵襲，這樣的研發(fā)方向會極大提高太陽能路燈的生產(chǎn)成本，使得太陽能路燈的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)合理的自動逐日太陽能路燈。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種自動逐日太陽能路燈，包括：桿體、光源、充放電管理控制板、儲能裝置、光伏板、支撐桿、固定座、水平太陽能驅(qū)動裝置及垂直太陽能驅(qū)動裝置；

所述光源設(shè)于所述桿體上，所述水平太陽能驅(qū)動裝置安裝于所述桿體上， 所述固定座固定于所述水平太陽能驅(qū)動裝置上，所述支撐桿固定于所述固定座上；

所述光伏板與所述儲能裝置電連接，所述儲能裝置通過所述充放電管理控制板與所述光源電連接，所述儲能裝置與所述水平太陽能驅(qū)動裝置及所述垂直太陽能驅(qū)動裝置電連接；

所述光伏板上設(shè)有第一連接桿及第二連接桿，所述第一連接桿通過第一連接臂與所述支撐桿一端轉(zhuǎn)動連接，所述第二連接桿通過第二連接臂與所述垂直太陽能驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接，所述垂直太陽能驅(qū)動裝置安裝于所述支撐桿的另一端；

所述水平太陽能驅(qū)動裝置包括：上蓋、下蓋、PCB板、電機(jī)、傳動軸、傳動齒輪組、蝸桿、蝸輪及輸出軸，所述電機(jī)與所述PCB板電連接，所述電機(jī)通過所述傳動軸與所述傳動齒輪組驅(qū)動連接，所述蝸桿的兩端分別轉(zhuǎn)動設(shè)于所述上蓋和所述下蓋上，所述傳動齒輪組與所述蝸桿驅(qū)動連接，所述蝸桿與所述蝸輪嚙合，所述輸出軸套接于所述蝸輪上；

所述垂直太陽能驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)與所述水平太陽能驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)相同。

在其中一個實施例中，所述水平太陽能驅(qū)動裝置驅(qū)動所述光伏板沿水平方向的旋轉(zhuǎn)角度為360°。

在其中一個實施例中，所述垂直太陽能驅(qū)動裝置驅(qū)動所述光伏板沿豎直方向的旋轉(zhuǎn)角度為160°。

在其中一個實施例中，所述光源為LED燈。

在其中一個實施例中，所述儲能裝置為蓄電池。

在其中一個實施例中，所述電機(jī)為伺服電機(jī)。

綜上所述，上述技術(shù)方案根據(jù)不同地理位置不同時刻太陽相對于地球的位置計算出光線入射角度，并根據(jù)入射角度信息直接利用旋轉(zhuǎn)馬達(dá)調(diào)整太陽能光伏板，達(dá)到了精準(zhǔn)率高的發(fā)明目的。并且，當(dāng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)不工作時，MCU主控芯片通過馬達(dá)供電控制電路切斷馬達(dá)供電，并且自身進(jìn)入睡眠狀態(tài)，然后通過定時喚醒自身設(shè)定進(jìn)入工作狀態(tài)，實現(xiàn)本發(fā)明待機(jī)功耗低的目的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明專利的自動逐日太陽能路燈結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，成本低。

2、本發(fā)明專利的自動逐日太陽能路燈采用雙馬達(dá)控制，且水平旋轉(zhuǎn)馬達(dá)可控制光伏板旋轉(zhuǎn)360°，垂直旋轉(zhuǎn)馬達(dá)可控制光伏板旋轉(zhuǎn)160°；控制器根據(jù)地理位置和實際時間太陽的方位控制光伏板，實現(xiàn)控制精度高，太陽能使用率高。

3、本發(fā)明專利MCU主控芯片未控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動時，通過馬達(dá)供電電路切斷馬達(dá)供電，自身進(jìn)入睡眠。然后通過定時喚醒自身，達(dá)到低功耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的自動逐日太陽能路燈的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1所示的自動逐日太陽能路燈的水平太陽能驅(qū)動裝置的分解圖；

圖3為圖2所示的水平太陽能驅(qū)動裝置的局部分解圖；

圖4為本發(fā)明一實施例的自動逐日太陽能路燈的刮風(fēng)下雨感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖；

圖5為MCU主控芯片的電路圖；

圖6為數(shù)據(jù)存儲IC的電路圖；

圖7為實時時鐘的電路圖；

圖8為電源供電的電路圖；

圖9為顯示與按鍵的電路圖；

圖10為馬達(dá)供電控制的電路圖；

圖11為馬達(dá)硬件控制的電路圖；

圖12為PC串口的線路圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖1、圖2及圖3所示，一種自動逐日太陽能路燈10，包括：桿體100、光源200、充放電管理控制板300、儲能裝置400、光伏板500、支撐桿600、固定座700、水平太陽能驅(qū)動裝置800及垂直太陽能驅(qū)動裝置900。

光源200設(shè)于桿體100上，水平太陽能驅(qū)動裝置800安裝于桿體100上，固定座700固定于水平太陽能驅(qū)動裝置800上，支撐桿600固定于固定座700上。

光伏板500與儲能裝置400電連接，儲能裝置400通過充放電管理控制板300與光源200電連接，儲能裝置400與水平太陽能驅(qū)動裝置800及垂直太陽能驅(qū)動裝置900電連接。

光伏板500上設(shè)有第一連接桿510及第二連接桿520，第一連接桿510通過第一連接臂512與支撐桿600一端轉(zhuǎn)動連接，第二連接桿520通過第二連接臂522與垂直太陽能驅(qū)動裝置900轉(zhuǎn)動連接，垂直太陽能驅(qū)動裝置900安裝于支撐桿600的另一端。

水平太陽能驅(qū)動裝置800包括：上蓋810、下蓋820、PCB板830、電機(jī)840、傳動軸850、傳動齒輪組860、蝸桿870、蝸輪880及輸出軸890。電機(jī)840與PCB板830電連接，電機(jī)840通過傳動軸850與傳動齒輪組860驅(qū)動連接，蝸桿870的兩端分別轉(zhuǎn)動設(shè)于上蓋810和下蓋820上，傳動齒輪組860與蝸桿870驅(qū)動連接，蝸桿870與蝸輪880嚙合，輸出軸890套接于蝸輪880上，輸出軸890的一端與固定座700連接

垂直太陽能驅(qū)動裝置900的結(jié)構(gòu)與水平太陽能驅(qū)動裝置800的結(jié)構(gòu)相同，垂直太陽能驅(qū)動裝置900的輸出軸與第二連接臂522連接。

在本實施例中，水平太陽能驅(qū)動裝置800驅(qū)動光伏板500沿水平方向的旋轉(zhuǎn)角度為360°，垂直太陽能驅(qū)動裝置900驅(qū)動光伏板500沿豎直方向的旋轉(zhuǎn)角度為160°。

在本實施例中，光源200優(yōu)先采用LED燈，LED燈具有較好的節(jié)能效果。

在本實施例中，儲能裝置400為蓄電池。

在本實施例中，電機(jī)840為伺服電機(jī)，伺服電機(jī)能達(dá)到精準(zhǔn)的控制效果。

如圖4所示，為了提高自動逐日太陽能路燈10的結(jié)構(gòu)合理性，例如，所述自動逐日太陽能路燈10還包括刮風(fēng)下雨感應(yīng)器20，所述刮風(fēng)下雨感應(yīng)器20包括：雨水收集箱21、電路通斷器22及浮力球80，所述電路通斷器22設(shè)于所述雨水收集箱21的頂端，所述電路通斷器22包括：輸入端23、輸出端24、感應(yīng)彈簧25、擺動片26、第一滑塊27，所述擺動片26的一端轉(zhuǎn)動設(shè)于所述輸入端23上，所述擺動片26的另一端與所述輸出端24連接或斷開，所述感應(yīng)彈簧25一端與所述輸入端23連接，所述感應(yīng)彈簧25的另一端與所述擺動片26連接，所述第一滑塊27的一端與所述感應(yīng)彈簧25抵接，所述浮力球80通過擺桿28安裝于雨水收集箱21內(nèi)，所述浮力球80與所述第一滑塊27的另一端抵接或斷開。當(dāng)下雨時，雨水收集箱21內(nèi)的雨水會逐漸增多，從而帶動雨水收集箱21內(nèi)的浮力球80往上浮動，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度，浮力球80會與第一滑塊27抵接，第一滑塊27觸動感應(yīng)彈簧25，感應(yīng)彈簧25再使得擺動片26擺動并與輸出端24連接，從而使得輸入端23與輸出端24導(dǎo)通，進(jìn)而使得外部驅(qū)動裝置接通，外部驅(qū)動裝置動作，驅(qū)動光伏板500運(yùn)動，例如，驅(qū)動裝置驅(qū)動光伏板500回位到收容箱的密閉中空腔體內(nèi)，從而免受下雨的侵蝕，進(jìn)而提高自動逐日太陽能路燈10的結(jié)構(gòu)合理性。

為了進(jìn)一步提高自動逐日太陽能路燈10的結(jié)構(gòu)合理性，例如，所述刮風(fēng)下雨感應(yīng)器20還包括雨水引導(dǎo)器29，所述雨水引導(dǎo)器29具有一喇叭狀收集口30。呈喇叭狀的收集口30可以對雨水進(jìn)行更充分的收集，防止雨水收集箱21的開口過小而不能對雨水進(jìn)行收集，使得所述刮風(fēng)下雨感應(yīng)器20更加靈敏， 進(jìn)而提高自動逐日太陽能路燈10的結(jié)構(gòu)合理性。

為了進(jìn)一步提高自動逐日太陽能路燈10的結(jié)構(gòu)合理性，例如，所述雨水收集箱21的底部開設(shè)有排水口31，所述排水口31的開口面積小于所述喇叭狀收集口30的面積，一方面有利于雨水的收集，另一方面也有利于雨水的排干。

為了進(jìn)一步提高自動逐日太陽能路燈10的結(jié)構(gòu)合理性，例如，所述自動逐日太陽能路燈10還包括：風(fēng)頁32、轉(zhuǎn)動桿33、扭簧34、凸輪35、推動桿36、拉簧37、滑塊38、滑軌39、頂桿40。所述轉(zhuǎn)動桿33穿設(shè)于所述雨水收集箱21，所述扭簧34一端與所述雨水收集箱21連接，所述扭簧34的另一端與所述轉(zhuǎn)動桿33連接，所述轉(zhuǎn)動桿33的一端與所述風(fēng)頁32連接，所述轉(zhuǎn)動桿33的另一端與所述凸輪35連接，所述推動桿36的一端與所述凸輪35抵接，所述推動桿36的另一端與所述滑塊38連接，所述拉簧37一端與所述滑塊38連接，所述拉簧37另一端與所述雨水收集箱21連接，所述滑塊38滑動設(shè)于所述滑軌39上，所述滑塊38具有一斜面41，所述頂桿40的一端與所述斜面41抵接，所述頂桿40的另一端與所述感應(yīng)彈簧25抵接。當(dāng)刮起大風(fēng)時，風(fēng)頁32轉(zhuǎn)動，由于所述扭簧34的作用，只能達(dá)到一定程度的大風(fēng)才會使得風(fēng)頁32帶動轉(zhuǎn)動桿33，轉(zhuǎn)動桿33進(jìn)而帶動凸輪35轉(zhuǎn)動，凸輪35轉(zhuǎn)動帶動推動桿36運(yùn)動，推動桿36帶動滑塊38沿滑軌39移動，由于斜面41的作用，滑塊38通過斜面41帶動頂桿40頂出，進(jìn)而觸動感應(yīng)彈簧25，從而使得輸入端23與輸出端24導(dǎo)通，進(jìn)而使得外部驅(qū)動裝置接通，外部驅(qū)動裝置動作，驅(qū)動光伏板500運(yùn)動，例如，驅(qū)動裝置驅(qū)動光伏板500回位到收容箱的密閉中空腔體內(nèi)，從而免受大風(fēng)天氣將光伏板500刮倒，有效保護(hù)了光伏板500，進(jìn)而提高自動逐日太陽能路燈10的結(jié)構(gòu)合理性。

要說明的是，扭簧34還起到了復(fù)位的作用，當(dāng)大風(fēng)停止吹刮時，扭簧34帶動轉(zhuǎn)動桿33復(fù)位，進(jìn)而帶動凸輪35復(fù)位，推動桿36在拉簧37的作用下復(fù)位，進(jìn)而使得頂桿40復(fù)位。

自動逐日太陽能路燈10還包括控制盒50，控制盒可根據(jù)需求安裝于室內(nèi)戶外均可?？刂坪型ㄟ^PC串口輸入當(dāng)?shù)厝臧丛露男r太陽的相對方位角度與高度角，當(dāng)主控芯片讀取實時時鐘芯片，當(dāng)時鐘鐘點發(fā)生變化時，則發(fā) 送數(shù)據(jù)給垂直、水平馬達(dá)。兩馬達(dá)設(shè)定不同的地址，控制盒發(fā)送不同的地址來分開控制旋轉(zhuǎn)。其中控制協(xié)議用衛(wèi)星設(shè)備通用協(xié)議DISEQC1.3。控制旋轉(zhuǎn)精度可達(dá)0.1°。主要電路部分，有電壓轉(zhuǎn)換電路、MCU主控芯片、控制開關(guān)、數(shù)據(jù)存儲IC、實時時鐘電路、22KHz產(chǎn)生電路、垂直水平馬達(dá)電路供電切斷電路、顯示電路等等。

如圖5所示，MCU復(fù)位電路R5，C1，晶體振蕩電路Y1，C4，C5，供電+5V電壓輸入，引腳上拉電阻等。各引腳對輸入輸出進(jìn)行檢測控制。MCU未控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動時，通過馬達(dá)供電電路切斷馬達(dá)供電，自身進(jìn)入睡眠。然后通過定時喚醒自身，達(dá)到低功耗。

數(shù)據(jù)存儲控制電路如圖6中U2，R26，R27，R29等，與MCU U1中的34,35,36引腳相接，用來存儲跟蹤太陽轉(zhuǎn)動所需要的水平角與方位角的數(shù)據(jù)。每一小時U1從U2中讀取數(shù)據(jù)。U2所存數(shù)據(jù)根據(jù)地理緯度精度的變化而不同。實時時鐘電路如圖7中U3、C2、C3、Y2和BT1、R28、R31、R30等。C2、C3、Y2為U3時鐘振蕩信號。紐扣電池BT1用來保證外部斷電情況下，MCU再次上電后，時鐘仍然準(zhǔn)確。

電源供電電路如圖8所示。蓄電池電源從J3輸出，經(jīng)D2輸出給U4經(jīng)行電壓轉(zhuǎn)換成+5V供其他芯片工作。其中D2用來防止輸入正負(fù)極接反而導(dǎo)致?lián)p壞蓄電池等。LED D3用來指示輸出電源是否正常供電。C14，C15等電容用來濾波穩(wěn)定輸出。

顯示與按鍵電路如圖9，S1，S2，S3，S4用來調(diào)整時鐘的年、月、日、時、分、秒，以及所處位置選擇的設(shè)定等等。J1所接進(jìn)行數(shù)字顯示。Q2、Q3進(jìn)行對顯示位碼進(jìn)行選擇。DISPLAY_A-P進(jìn)行段碼顯示。

兩旋轉(zhuǎn)馬達(dá)供電控制電路如圖10，主控芯片通過P1.7以及R38來控制Q4通斷，從而控制繼電器RLY1的電路切換動作。RLY1開關(guān)切換到無輸出以及正常電壓輸出。平時兩旋轉(zhuǎn)馬達(dá)不需動作時，RLY1處于斷開狀態(tài)。從而降低待機(jī)功耗。

如圖11所示，是用來產(chǎn)生衛(wèi)星設(shè)備通用協(xié)議的信號硬件電路。MCU通過RFOUT控制Q1通斷，再經(jīng)過R19、R20、L7等電路產(chǎn)生所需的信號。水平馬 達(dá)與垂直馬達(dá)均通過P1接收指令。根據(jù)信號解析出來的地址、命令、數(shù)據(jù)等分別進(jìn)行各自的旋轉(zhuǎn)。

如圖12所示，PC通過J2向MCU傳輸太陽的方位角與高度角，并進(jìn)行存儲與回讀，以保證所存儲數(shù)據(jù)的正確性。

以上所述實施方式僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。