專利名稱：一種仿葵花太陽能路燈及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，公開一種仿葵花太陽能路燈及方法。
背景技術(shù)：
太陽光是一個(gè)相對不斷運(yùn)動(dòng)變化的光能，在太陽能的利用領(lǐng)域里，太陽能的固 定接受與跟蹤接受存在著高達(dá)30%的功效差，傳統(tǒng)的光電跟蹤及液壓伺服驅(qū)動(dòng)組成的太 陽跟蹤系統(tǒng)，由于裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，是目前在太陽能接受設(shè)備上普及應(yīng)用的重 要障礙。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是公開一種仿葵花太陽能路燈及方法，該系統(tǒng) 仿照葵花植物趨光的原理，利用太陽光不同角度的光照差為能量，具有結(jié)構(gòu)簡單，無其 他動(dòng)力，不需維護(hù)不失誤，成本低壽命長的特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種仿葵花太陽能路燈，包括太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)、LED燈具、液壓傳 動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)、路燈中心主桿；所述太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)設(shè)置在路燈中心主桿中部， 所述路燈中心主桿頂上部設(shè)置有三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)，三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的頂端 與太陽能電池板連接；所述液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)與太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)之間設(shè)置有若 干個(gè)LED燈具；所述的太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)組件為三個(gè)按頂視南、東北、西北三個(gè) 方向相錯(cuò)120度均布安裝，所述的三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)組件按頂視北、東南、西南三 個(gè)方向相錯(cuò)120度均布安裝，所述三個(gè)太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)組件分別通過管道與三 個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)組件相錯(cuò)180度連通。一種仿葵花太陽能路燈，太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)為全方位感知太陽光變化角 度的三個(gè)感溫管，三個(gè)感溫管繞路燈中心主桿圓周均布，所述感溫管由真空管與感溫倉 組件組成，所述感溫管內(nèi)設(shè)置有膨脹液，所述感溫管上設(shè)置有與液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)連通 的輸出口。—種仿葵花太陽能路燈，三個(gè)感溫管與三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的連接關(guān)系，由 東北向路燈中心主桿上的第一感溫管通過管道與西南向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)連通；正南 向路燈中心主桿上的第二感溫管通過管道與北方向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)連通；西北向路 燈中心主桿上的第三感溫管通過管道與東南向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)連通。一種仿葵花太陽能路燈，太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)感溫管的出口設(shè)置為朝上， 用于液壓倉的散溫和復(fù)位。一種仿葵花太陽能路燈，所述膨脹液為-40° +200°的工作環(huán)境，膨脹系數(shù) 大、無腐蝕性能。一種仿葵花太陽能路燈，所述液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)液壓倉、液壓傳動(dòng)缸 體、活塞桿和調(diào)整彈簧構(gòu)成，所述的驅(qū)動(dòng)液壓倉位于液壓傳動(dòng)缸體內(nèi)；液壓傳動(dòng)缸體內(nèi)
4設(shè)置的活塞桿上端通過調(diào)整彈簧、萬向連接頭與太陽能接收板連接，活塞桿下端連接驅(qū) 動(dòng)液壓倉，驅(qū)動(dòng)液壓倉通過管道與感溫管連通；活塞桿與驅(qū)動(dòng)液壓倉之間設(shè)置有活塞桿 密封圈。一種仿葵花太陽能路燈，LED燈具由燈具支撐臂與LED燈連接構(gòu)成；LED燈具 或?yàn)榻煌ㄐ盘枱簟Ｒ环N仿葵花太陽能路燈跟蹤太陽的方法，采用路燈中心主桿上部的太陽光方位 跟蹤檢測系統(tǒng)，通過三個(gè)120°均布的太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)的感溫管全方位感知太陽 光的變化角度，三個(gè)方位的感溫管內(nèi)的膨脹液通過太陽光照射，三個(gè)方位的感溫管內(nèi)膨 脹液分別收集太陽光不同方位的光能使體積膨脹，膨脹液通過液壓連接管驅(qū)動(dòng)不同相位 的三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)分別推動(dòng)太陽能電池板改變角度與實(shí)現(xiàn)對太陽光的同步跟蹤； 使太陽能電池板充分利用太陽光的能源，太陽能電池板轉(zhuǎn)化的電能通過控制器向蓄電池 充電；當(dāng)天黑時(shí)，感溫管內(nèi)膨脹液體積縮回原體積，液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)使太陽能接收板 恢復(fù)原狀，同時(shí)蓄電池通過控制器向LED燈具輸電；或LED燈具為交通信號燈，太陽能 電池板轉(zhuǎn)化的電能通過控制器向蓄電池充電，同時(shí)通過控制器向交通信號燈輸電。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下所述的優(yōu)越性一種仿葵花太陽能路燈及方法，根據(jù)葵花趨光的原理，利用太陽光不同角度的 光照差為能量，全自動(dòng)自力控制同步跟蹤。具有結(jié)構(gòu)簡單，無其他動(dòng)力，不需維護(hù)不失 誤，成本低壽命長、全自動(dòng)的特點(diǎn)。


圖l.A-A\B-B\C_C是仿葵花太陽能路燈結(jié)構(gòu)示意圖。圖2.C-CM是液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)的感溫管結(jié)構(gòu)示意圖.圖中1、太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)，2、LED燈具，3、燈具支撐臂，4、液壓 傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)支架，5、太陽能電池板，6、液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)，7、路燈中心主桿，8、 基座，9、真空管保護(hù)墊，10、膨脹液輸出口，11、膨脹液輸入口，12、驅(qū)動(dòng)液壓倉， 13、活塞桿密封圈，14、液壓傳動(dòng)缸體，15、活塞桿，16、萬向連接頭，17、固定盤， 18、調(diào)整彈簧，19、液壓連接管，20、上蓋板，21、法蘭盤，22、真空管，23、感溫 倉，24、膨脹液，25、真空管固定壓帽。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明加以說明如圖1、2、3所示一種仿葵花太陽能路燈，包括太陽光方位跟蹤檢測系 統(tǒng)、LED燈具、液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)、路燈中心主桿；所述路燈中心主桿7上部設(shè)置有太 陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)1，所述路燈中心主桿7頂部設(shè)置有三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)6，三 個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)6的頂端與太陽能電池板5連接；所述液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)6與太陽光 方位跟蹤檢測系統(tǒng)1之間設(shè)置有若干個(gè)LED燈具2。所述三個(gè)感溫管分別通過管道與三 個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)6連通。所述太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)為全方位感知太陽光變化角 度的三個(gè)感溫管，三個(gè)感溫管繞路燈中心主桿7圓周均布，所述感溫管由真空管22與感溫倉構(gòu)成，真空管22 —端通過上蓋板20與真空管固定壓帽25連接，真空管22另一端通 過真空管保護(hù)墊9與法蘭盤21連接，所述上蓋板20、法蘭盤21通過調(diào)整螺栓連接，并 固定在路燈中心主桿7上；或上蓋板20、法蘭盤21直接固定在路燈中心主桿7的連接架 上。所述感溫管內(nèi)設(shè)置有膨脹液，所述感溫管上設(shè)置有與液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)6連通 的輸出口 10。所述三個(gè)感溫管與三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)均為120°分布在路燈中心主桿 7上，三個(gè)感溫管與三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的連接關(guān)系，由東北向路燈中心主桿7上的 第一感溫管通過管道與西南向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)連通；正南向路燈中心主桿7上的第 二感溫管通過管道與北方向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)連通；西北向路燈中心主桿7上的第三 感溫管通過管道與東南向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)連通。所述膨脹液為-40° +200°的工 作環(huán)境，膨脹系數(shù)大、無腐蝕性能。所述液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)液壓倉、液壓傳動(dòng)缸 體、活塞桿和調(diào)整彈簧構(gòu)成，所述的驅(qū)動(dòng)液壓倉位于液壓傳動(dòng)缸體內(nèi)；液壓傳動(dòng)缸體內(nèi) 設(shè)置的活塞桿上端通過調(diào)整彈簧、萬向連接頭與太陽能接收板連接，活塞桿下端連接驅(qū) 動(dòng)液壓倉，驅(qū)動(dòng)液壓倉通過管道與感溫管連通；活塞桿與驅(qū)動(dòng)液壓倉之間設(shè)置有活塞桿 密封圈。所述LED燈具由燈具支撐臂與LED燈連接構(gòu)成；LED燈具或?yàn)榻煌ㄐ盘枱簟Ｒ环N仿葵花太陽能路燈跟蹤太陽的方法，采用路燈中心主桿7上部的太陽光方 位跟蹤檢測系統(tǒng)1，通過三個(gè)120°均布的感溫管全方位感知太陽光的變化角度，三個(gè)方 位的感溫管內(nèi)的膨脹液通過太陽光照射，三個(gè)方位的感溫管內(nèi)膨脹液體積膨脹，通過同 相位的三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)分別推動(dòng)太陽能電池板5與太陽光的變化角度同步；使太 陽能電池板5充分利用太陽光的能源，太陽能電池板5轉(zhuǎn)化的電能通過控制器向蓄電池充 電；當(dāng)天黑時(shí)，感溫管內(nèi)膨脹液體積縮回原體積，液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)使太陽能接收板恢 復(fù)原狀，同時(shí)蓄電池通過控制器向LED燈具輸電；或LED燈具為交通信號燈，太陽能電 池板5轉(zhuǎn)化的電能通過控制器向蓄電池充電，同時(shí)通過控制器向交通信號燈輸電。如圖1給出本發(fā)明實(shí)施的仿生太陽能路燈結(jié)構(gòu)圖所述的太陽能電池板5安裝在 燈桿的頂端，并在其下方設(shè)置液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)6 ；所述的太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)1安 裝在路燈中心主桿7的中部，路燈中心主桿7的上端通過液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)支架4上的固 定盤17連接液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)6，組成仿葵花太陽能路燈，使太陽能電池板5如葵花般 跟蹤陽光，高效的LED燈具2提供電能，路燈中心主桿7固定在基座8上；并對應(yīng)LED 燈具2設(shè)置有燈具支撐臂3。驅(qū)動(dòng)的設(shè)備采取相錯(cuò)180度相位連接；即位于南方位感溫 管的膨脹液輸出口 10連通位于北方位的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的膨脹液輸入口 11，位于東北 方位感溫管的膨脹液輸出口 10與位于西南方位的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的膨脹液輸入口 11連 通，位于西北方位感溫倉的膨脹液輸出口 10連通東南方位的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)的膨脹液 輸入口 11，構(gòu)成測光與傳動(dòng)相錯(cuò)180度的驅(qū)動(dòng)方式。當(dāng)太陽由東北方向升起的時(shí)候，東北向路燈中心主桿7上的第一感溫管受光， 管內(nèi)的溫差使感溫倉23內(nèi)的膨脹液24膨脹，通過管道進(jìn)入西南向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)， 驅(qū)動(dòng)液壓倉12、活塞桿15再推動(dòng)再推動(dòng)連接調(diào)整彈簧18、萬向連接頭16使太陽能電池 板5朝太陽方向傾斜達(dá)到跟蹤的目的。感溫管在安裝時(shí)出口為朝上，有利于液壓倉的散 溫即復(fù)位。太陽光是一個(gè)角度緩慢變化的能量，當(dāng)夜晚及陰天無陽光時(shí)在感溫倉積聚的熱能在無光照時(shí)通過金屬的連接部分耗散；感溫倉內(nèi)液體冷縮回原體積，液壓傳動(dòng)伺服機(jī) 構(gòu)在大氣壓的作用下使被驅(qū)動(dòng)太陽能電池板5恢復(fù)水平狀態(tài)。 圖中調(diào)整彈簧18主要用于克服太陽能電池板5角度變化時(shí)產(chǎn)生的非垂直應(yīng)力， 當(dāng)陽光隨時(shí)間變化，圓柱型的太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)，會(huì)輸出不同角度的感溫倉膨脹 液膨脹能量，該能量使相應(yīng)的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)太陽能電池板5平面同步傾斜跟蹤變化。
權(quán)利要求
1.一種仿葵花太陽能路燈，其特征在于包括太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)(1)、LED 燈具、液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)、路燈中心主桿；所述太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)1設(shè)置在路燈 中心主桿(7)中部，所述路燈中心主桿(7)頂上部設(shè)置有三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)，三 個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)的頂端與太陽能電池板(5)連接；所述液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)與 太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)(1)之間設(shè)置有若干個(gè)LED燈具(2)；所述的太陽光方位跟蹤 檢測系統(tǒng)(1)的組件為三個(gè)，按頂視南、東北、西北三個(gè)方向相錯(cuò)120度均布安裝，所述 的三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)按頂視北、東南、西南三個(gè)方向相錯(cuò)120度均布安裝，所述 三個(gè)太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)(1)是組件分別通過管道與三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)組件 相錯(cuò)180度連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿葵花太陽能路燈，其特征在于太陽光方位跟蹤檢 測系統(tǒng)(1)為全方位感知太陽光變化角度的三個(gè)感溫管，三個(gè)感溫管繞路燈中心主桿(7) 圓周均布，所述感溫管由真空管(22)與感溫倉(23)組件組成，所述感溫管內(nèi)設(shè)置有膨脹 液(24)，所述感溫管上設(shè)置有與液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)連通的輸出口(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種仿葵花太陽能路燈，其特征在于三個(gè)感溫管與三個(gè) 液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)的連接關(guān)系，由東北向路燈中心主桿(7)上的第一感溫管通過管道 與西南向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)連通；正南向路燈中心主桿(7)上的第二感溫管通過管道 與北方向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)連通；西北向路燈中心主桿(7)上的第三感溫管通過管 道與東南向的液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿葵花太陽能路燈，其特征在于太陽光方位跟蹤檢 測系統(tǒng)感溫管的出口(10)設(shè)置為朝上，用于驅(qū)動(dòng)液壓倉的散溫和復(fù)位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種仿葵花太陽能路燈，其特征在于所述膨脹液(24) 為-40° +200°的工作環(huán)境，膨脹系數(shù)大、無腐蝕性能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿葵花太陽能路燈，其特征在于所述液壓傳動(dòng)伺服 機(jī)構(gòu)(6)由驅(qū)動(dòng)液壓倉(12)、液壓傳動(dòng)缸體(14)、活塞桿(15)和調(diào)整彈簧(18)構(gòu)成， 所述的驅(qū)動(dòng)液壓倉(12)位于液壓傳動(dòng)缸體內(nèi)(14)；液壓傳動(dòng)缸體(14)內(nèi)設(shè)置的活塞桿 (15)上端通過調(diào)整彈簧(18)、萬向連接頭(16)與太陽能電池板(5)連接，活塞桿(15)下 端連接驅(qū)動(dòng)液壓倉(12)，驅(qū)動(dòng)液壓倉通過管道與感溫管連通；活塞桿與驅(qū)動(dòng)液壓倉(12) 之間設(shè)置有活塞桿密封圈(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿葵花太陽能路燈，其特征在于LED燈具(2)由燈 具支撐臂(3)與LED燈連接構(gòu)成；LED燈具(2)或?yàn)榻煌ㄐ盘枱簟?br> 8.—種仿葵花太陽能路燈跟蹤太陽的方法，其特征在于采用路燈中心主桿(7)上 部的太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)(1)，通過三個(gè)120°均布的太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)(1) 的感溫管全方位感知太陽光的變化角度，三個(gè)方位的感溫管內(nèi)的膨脹液(24)通過太陽光 照射，三個(gè)方位的感溫管內(nèi)膨脹液(24)分別收集太陽光不同方位的光能使體積膨脹，膨 脹液(24)通過液壓連接的管道(19)驅(qū)動(dòng)不同相位的三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)分別推動(dòng) 太陽能電池板(5)改變角度與實(shí)現(xiàn)對太陽光的同步跟蹤；使太陽能電池板(5)充分利用太 陽光的能源，太陽能電池板(5)轉(zhuǎn)化的電能通過控制器向蓄電池充電；當(dāng)天黑時(shí)，感溫 管內(nèi)膨脹液體積縮回原體積，液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)使太陽能電池板(5)位置恢復(fù)原狀， 同時(shí)蓄電池通過控制器向LED燈具(2)輸電；或LED燈具(2)為交通信號燈，太陽能電池板(5)轉(zhuǎn)化的電能通過控制器向蓄電池充電，同時(shí)通過控制器向交通信號燈輸電。
全文摘要
本發(fā)明公開一種仿葵花太陽能路燈及方法，采用太陽光不同角度的光照差為能量，全自動(dòng)同步跟蹤太陽光。所述太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)1設(shè)置在路燈中心主桿(7)中部，所述路燈中心主桿頂上部設(shè)置有三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)，三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)的頂端與太陽能電池板(5)連接；所述液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)與太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)(1)之間設(shè)置有若干個(gè)LED燈具(2)；所述的太陽光方位跟蹤檢測系統(tǒng)(1)的組件為三個(gè)，按頂視南、東北、西北三個(gè)方向相錯(cuò)120度均布，所述的三個(gè)液壓傳動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)(6)按頂視北、東南、西南三個(gè)方向相錯(cuò)120度均布。本發(fā)明根據(jù)葵花的趨光，能夠同步跟蹤太陽光，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、壽命長。
文檔編號F21S9/03GK102011997SQ201010292649
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者袁世俊, 袁昭 申請人:洛陽博聯(lián)新能源科技開發(fā)有限公司