一种多源互补式智慧路灯

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1.本发明涉及市政照明技术领域，具体涉及一种多源互补式智慧路灯。

背景技术：

2.近年来，随着环保节能、碳中和等观念越来越深入人心，各种可再生清洁能源在实际生产生活中得到更加广泛的应用，如风能、光能等等。路灯作为最为常见的市政照明设施，其与清洁能源的结合也成为一种必然的发展趋势，传统路灯采用市政电网供电，其能源来源单一，考虑到路灯被广泛采用在露天的户外环境中，其天然具备获取太阳能、风能等自然清洁能源的环境条件，为此，若能在路灯的功能中引入太阳能、风能，将能够很好的起到节能减排、降低路灯使用成本的作用。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种多源互补式智慧路灯，能够实现节能减排的作用，降低路灯的使用成本。
4.为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种多源互补式智慧路灯，包括灯柱和设置在灯柱底部的控制盒，所述控制盒内设置有蓄电池；
5.所述灯柱的上端设置有风力发电机，灯柱的上段上由上至下依次设置有支撑架和支撑梁，所述支撑架和支撑梁上分别设置有太阳能光伏板和灯体；所述风力发电机、太阳能光伏板和灯体均与蓄电池电性连接，所述蓄电池还与市政电网电性连接。
6.优选的，所述支撑梁呈弧形，且斜向上延伸，支撑梁靠近灯柱一端的上部与灯柱之间设置有加强筋板；所述灯体安装在支撑梁远离灯柱的一端下部。
7.优选的，所述支撑架包括方框状的架体，所述太阳能光伏板设置在架体上；所述架体下方设置有倒三角状的连接耳板；所述连接耳板的底部与支撑横杆的一端铰接，并通过紧固螺栓锁紧；所述支撑横杆的另一端与旋转套管连接；所述旋转套管套设在灯柱上，并与灯柱构成转动配合；所述旋转套管与灯柱之间通过锁定螺栓锁紧；旋转套管上下两端对应的灯柱上均设置有限位盘。
8.优选的，所述灯柱的上端固定设置有顶盘，所述顶盘上表面的中心设置有连接轴；所述风力发电机的底部设置有与连接轴相配合的连接套；所述连接轴穿设在连接套内，并通过第一轴承与连接套连接；所述风力发电机远离叶片的一端还设置有延伸杆，所述延伸杆的端部设置有调节舵板。
9.优选的，所述风力发电机的叶片设置在旋转轴的一端，所述旋转轴的另一端与风力发电机的机体连接；所述旋转轴上设置有限速器；
10.所述限速器包括同轴套设在旋转轴外的呈圆筒状的外壳，所述外壳的外表面通过固定杆与机体的外表面连接；
11.所述旋转轴位于外壳中部内的一段上设置有减速盘，所述减速盘朝向叶片一端的周面为圆锥面；所述减速盘对应的外壳内表面设置有圆环状的固定板，所述固定板上呈环
形均匀设置有若干导向孔；所述减速盘相对的外壳内还设置有减速罩，所述减速罩由驱动段和喇叭段构成，所述驱动段呈圆环状，且与固定板平行；驱动段上对应导向孔的位置固定设置有若干导向杆，所述导向杆穿设在导向孔内并与固定板构成滑动配合；所述固定板与驱动段之间设置有复位弹簧；所述减速罩上喇叭段的锥度与减速盘的圆锥面相配合，并套设在减速盘的圆锥面外；所述喇叭段的内表面设置有耐磨橡胶层；所述固定板的内边沿还设置有橡胶密封唇，所述橡胶密封唇压靠在喇叭段的外表面；
12.所述外壳靠近机体一端设置有筒状的排气管，所述旋转轴穿设在排气管内，且旋转轴位于排气管内的一段外固定设置有泵气套，所述泵气套的外表面设置有螺旋泵送齿，所述螺旋泵送齿的泵送方向由外壳内朝向外壳外。
13.优选的，所述固定板上与导向杆相对的位置还设置有导向套，所述导向杆穿设在导向套内。
14.优选的，所述固定板和减速罩的驱动段上均设置有卡槽，所述复位弹簧的两端位于卡槽内。
15.优选的，所述外壳靠近机体一端的端面上还设置有补风小孔。
16.优选的，所述外壳远离机体一端的端面上设置有与外界连通的衡压孔。
17.优选的，所述外壳远离机体一端的中心设置有延长段，所述延长段同轴套设在旋转轴外，并通过第二轴承与旋转轴连接。
18.本发明的有益效果集中体现在：能够充分的利用太阳能和风能为路灯提供电源，减少路灯直接来自于市政电网的用电量，具有节能减排、降低整体运营成本的作用。具体来说，本发明通过太阳能光伏板能够将太阳能转换为电能并储存在蓄电池中，通过风力发电机能够将风能转换为电能并储存在蓄电池中，在白天日照充足的情况下，以太阳能光伏板起到主要的供能作用；在夜晚，无太阳能的情况下，可通过风力发电机产生的电能作为能源的补充，与太阳能光伏板实现互补。因此，本发明相较于传统路灯而言，更加的节能环保，使用成本大大的降低。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图；
20.图2为限速器的安装示意图；
21.图3为图2中a部放大图。
具体实施方式
22.如图1-3所示的，一种多源互补式智慧路灯，包括灯柱1和设置在灯柱1底部的控制盒2，所述控制盒2内设置有蓄电池。灯柱1作为本发明的支撑基础，在安装时，其一般直接与地面内的预埋件连接，为了提高连接的稳固性，灯柱1与预埋件之间可采用法兰连接的形式。控制盒2为设置在灯柱1底部一侧的一个盒体，或者其本身可以就是灯柱1 的一部分，控制盒2内安装控制器、启闭开关、切换开关等等电气部件，尤其是用于安装用于蓄能的蓄电池。
23.本发明相较于传统的路灯，其具备多路电源，也就是电能供给除采用市政供电外，不同之处在于还包括太阳能供电和风力供电。如图1中所示，所述灯柱1的上端设置有风力
发电机3，风力发电机3的电力输出端与蓄电池电性连接，一般是通过导线连接至蓄电池。本发明灯柱1 的上段上由上至下依次设置有支撑架5和支撑梁4，所述支撑架5和支撑梁4上分别设置有太阳能光伏板6和灯体7。太阳能光伏板6用于将太阳能转化为电能，并利用导线输送至蓄电池中进行储存，故太阳能光伏板6也与蓄电池电性连接。灯体7作为本发明的发光主体，一般选用 led灯、卤素灯等等均是可行的，其与蓄电池电性连接，从蓄电池取电。当然，在一些情况下，受到天气的影响，风力供电和太阳能供电无法满足供电需求时，所述蓄电池还可以从市政电网取电，也就是说所述蓄电池还与市政电网电性连接。
24.本发明通过太阳能光伏板6能够将太阳能转换为电能并储存在蓄电池中，通过风力发电机3能够将风能转换为电能并储存在蓄电池中，在白天日照充足的情况下，以太阳能光伏板6起到主要的供能作用；在夜晚，无太阳能的情况下，可通过风力发电机3产生的电能作为能源的补充，与太阳能光伏板6实现互补。因此，本发明相较于传统路灯而言，更加的节能环保，使用成本大大的降低。
25.如图1中所示，本发明所述支撑梁4呈弧形，且斜向上延伸，支撑梁4靠近灯柱1一端的上部与灯柱1之间设置有加强筋板8。所述灯体 7安装在支撑梁4远离灯柱1的一端下部。当然，采用其他的方式对灯体7进行安装也是可行的，只要满足设计的照明需求即可。
26.本发明所述太阳能光伏板6作为吸收太阳能的主体部件，针对不同的地区，道路状况，为了发挥其最大的光电转化效率，本发明的太阳能光伏板6还应当具备方向可调节的性能。为此，本发明更好的做法还可以是，如图1中所示，所述支撑架5包括方框状的架体9，所述太阳能光伏板6设置在架体9上。所述架体9下方设置有倒三角状的连接耳板 10。所述连接耳板10的底部与支撑横杆11的一端铰接，并通过紧固螺栓12锁紧。拧松紧固螺栓12，即可对架体9进行角度的调节，使得太阳能光伏板6的板面尽量与光照方向垂直。所述支撑横杆11的另一端与旋转套管13连接。所述旋转套管13套设在灯柱1上，并与灯柱1构成转动配合。所述旋转套管13与灯柱1之间通过锁定螺栓14锁紧。凝缩锁定螺栓14，即可对支撑架5的方位进行调节，以适应不同地区的使用需求。旋转套管13上下两端对应的灯柱1上均设置有限位盘15，以保证旋转套管13在竖向上的稳定性。一般情况下，太阳能光伏板6调整至某地区最能够高效、稳定的吸收太阳能的角度即可进行角度和方位的固定，通常以正午时分与太阳光照垂直的角度为宜。当然，对于部分早晚太阳辐射均较为强烈的地区，本发明的支撑架5还可以采用电动调节的方式进行跟随调整，由于该技术方案并不是本发明的改进核心，在此不再进行赘述。
27.同样的，由于风向的不稳定性，本发明的风力发电机3还应当具备跟随风向自动调节的能力。为此，本发明更好的做法还可以是，如图1 中所示，所述灯柱1的上端固定设置有顶盘16，所述顶盘16上表面的中心设置有连接轴17。所述风力发电机3的底部设置有与连接轴17相配合的连接套18。所述连接轴17穿设在连接套18内，并通过第一轴承与连接套18连接。使得风力发电机3能够在连接轴17上自由转动，在此基础上，为了实现风向自适应，所述风力发电机3远离叶片19的一端还设置有延伸杆20，所述延伸杆20的端部设置有调节舵板21。由于调节舵板21的存在，本发明风力发电机3的叶片19能够始终保持在迎向风向的位置，提高其风力发电的效率。
28.在风力资源较为丰富的高原、山区、沿海等地区进行应用时，很多时候，由于风力过大，会导致风力发电机3的叶片19转速过快，为了保证风力发电机3的稳定运行，提高其使
用寿命，减少烧机事故的发生，降低维保成本。在上述高风速地区进行应用时，还可以在本发明的风力发电机3上安装限速器24。
29.如图2中所示，所述风力发电机3的叶片19设置在旋转轴22的一端，所述旋转轴22的另一端与风力发电机3的机体23连接。所述旋转轴22上设置有限速器24，本发明限速器24用于限止旋转轴22的旋转速度，避免风力发电机3过速运转。
30.如图2中所示，所述限速器24包括同轴套设在旋转轴22外的呈圆筒状的外壳25，所述外壳25的外表面通过固定杆26与机体23的外表面连接，以实现对外壳25的固定。
31.所述旋转轴22位于外壳25中部内的一段上设置有减速盘27，所述减速盘27朝向叶片19一端的周面为圆锥面。本发明限速器24的总体工作原理为，当旋转轴22的转速过大时，限速器24能够增大旋转轴22 上的减速盘27受到的摩擦力，使得旋转轴22强制减速。
32.为了实现上述功能，所述减速盘27对应的外壳25内表面设置有圆环状的固定板28，所述固定板28上呈环形均匀设置有若干导向孔。固定板28作为“刹车部件”的安装基础，其用于承托“刹车片”(也就是本发明所述的减速罩29)的运动。结合图2和3中所示，所述减速盘 27相对的外壳25内还设置有减速罩29，所述减速罩29由驱动段30和喇叭段31构成，所述驱动段30呈圆环状，且与固定板28平行。驱动段30上对应导向孔的位置固定设置有若干导向杆32，所述导向杆32穿设在导向孔内并与固定板28构成滑动配合。通过上述结构，本发明的减速罩29即可实现朝固定板28所在方向或远离固定板28所在方向进行运动，为了进一步提高运动的稳定性，还可以是，所述固定板28上与导向杆32相对的位置还设置有导向套39，所述导向杆32穿设在导向套39内。
33.所述固定板28与驱动段30之间设置有复位弹簧33，复位弹簧33 在处于自然状态时，能够保证减速罩29处于不影响旋转轴22正常转动的位置，为了保证复位弹簧33安装的稳定性，所述固定板28和减速罩 29的驱动段30上均设置有卡槽40，所述复位弹簧33的两端位于卡槽 40内。所述减速罩29上喇叭段31的锥度与减速盘27的圆锥面相配合，并套设在减速盘27的圆锥面外。所述喇叭段31的内表面设置有耐磨橡胶层34。所述固定板28的内边沿还设置有橡胶密封唇35，所述橡胶密封唇35压靠在喇叭段31的外表面。
34.本发明所述的这种减速结构的工作原理为，当旋转轴22的转速过快时，能够使得如图2中所示，外壳25左段内的气压降低，此时外壳 25右段内的压力大于左段内的压力，其推动减速罩29朝减速盘27运动，使得喇叭段31贴靠在减速盘27的圆锥面上，实现对减速盘27的减速，进而就实现了对旋转轴22的减速。而且，在一段时间内未能实现有效减速的情况下，伴随着两侧的压力差越来越大，喇叭段31会更近的贴附在减速盘27上，以提供减速效果。
35.为了营造外壳25左右两段在旋转轴22不同转速下的压力差，本发明所述外壳25靠近机体23一端设置有筒状的排气管36，所述旋转轴 22穿设在排气管36内，且旋转轴22位于排气管36内的一段外固定设置有泵气套37，所述泵气套37的外表面设置有螺旋泵送齿38，所述螺旋泵送齿38的泵送方向由外壳25内朝向外壳25外。也就是说或，在旋转轴22旋转的过程中，能够通过泵气套37上的螺旋泵送齿38将外壳25内的气体朝外抽出，使得外壳25的左段内形成低压，并且转速越快，该低压越明显。
36.本发明只要旋转轴22开始转动，其就会开始将外壳25内的空气朝外泵送，因此，在这种情况下，只要旋转轴22转动，机会产生一定的减速效应。若此时风速正常，未超过安全
阈值，则该减速效应会在一定程度上造成能量的损耗。为了解决上述问题，本发明所述外壳25靠近机体23一端的端面上还设置有补风小孔41。在旋转轴22的正常转速下，其泵出的气量不超过补风小孔41的补气量，此时并不会导致外壳25左段内的压力降低。只有旋转轴22的转速过大时，布风小孔41的补气能力小于对泵出的气量时，才会在两侧形成压差。另外，为了维持外壳25 右段内压力的稳定性，所述外壳25远离机体23一端的端面上设置有与外界连通的衡压孔42，外界空气可通过衡压孔42进入，以保证内外压力的平衡，不影响减速罩29的运动。
37.除此之外，为了进一步提升外壳25与旋转轴22之间的稳定性，所述外壳25远离机体23一端的中心设置有延长段43，所述延长段43同轴套设在旋转轴22外，并通过第二轴承44与旋转轴22连接。

技术特征：

1.一种多源互补式智慧路灯，其特征在于：包括灯柱(1)和设置在灯柱(1)底部的控制盒(2)，所述控制盒(2)内设置有蓄电池；所述灯柱(1)的上端设置有风力发电机(3)，灯柱(1)的上段上由上至下依次设置有支撑架(5)和支撑梁(4)，所述支撑架(5)和支撑梁(4)上分别设置有太阳能光伏板(6)和灯体(7)；所述风力发电机(3)、太阳能光伏板(6)和灯体(7)均与蓄电池电性连接，所述蓄电池还与市政电网电性连接。2.根据权利要求1所述的多源互补式智慧路灯，其特征在于：所述支撑梁(4)呈弧形，且斜向上延伸，支撑梁(4)靠近灯柱(1)一端的上部与灯柱(1)之间设置有加强筋板(8)；所述灯体(7)安装在支撑梁(4)远离灯柱(1)的一端下部。3.根据权利要求2所述的多源互补式智慧路灯，其特征在于：所述支撑架(5)包括方框状的架体(9)，所述太阳能光伏板(6)设置在架体(9)上；所述架体(9)下方设置有倒三角状的连接耳板(10)；所述连接耳板(10)的底部与支撑横杆(11)的一端铰接，并通过紧固螺栓(12)锁紧；所述支撑横杆(11)的另一端与旋转套管(13)连接；所述旋转套管(13)套设在灯柱(1)上，并与灯柱(1)构成转动配合；所述旋转套管(13)与灯柱(1)之间通过锁定螺栓(14)锁紧；旋转套管(13)上下两端对应的灯柱(1)上均设置有限位盘(15)。4.根据权利要求3所述的多源互补式智慧路灯，其特征在于：所述灯柱(1)的上端固定设置有顶盘(16)，所述顶盘(16)上表面的中心设置有连接轴(17)；所述风力发电机(3)的底部设置有与连接轴(17)相配合的连接套(18)；所述连接轴(17)穿设在连接套(18)内，并通过第一轴承与连接套(18)连接；所述风力发电机(3)远离叶片(19)的一端还设置有延伸杆(20)，所述延伸杆(20)的端部设置有调节舵板(21)。5.根据权利要求4所述的多源互补式智慧路灯，其特征在于：所述风力发电机(3)的叶片(19)设置在旋转轴(22)的一端，所述旋转轴(22)的另一端与风力发电机(3)的机体(23)连接；所述旋转轴(22)上设置有限速器(24)；所述限速器(24)包括同轴套设在旋转轴(22)外的呈圆筒状的外壳(25)，所述外壳(25)的外表面通过固定杆(26)与机体(23)的外表面连接；所述旋转轴(22)位于外壳(25)中部内的一段上设置有减速盘(27)，所述减速盘(27)朝向叶片(19)一端的周面为圆锥面；所述减速盘(27)对应的外壳(25)内表面设置有圆环状的固定板(28)，所述固定板(28)上呈环形均匀设置有若干导向孔；所述减速盘(27)相对的外壳(25)内还设置有减速罩(29)，所述减速罩(29)由驱动段(30)和喇叭段(31)构成，所述驱动段(30)呈圆环状，且与固定板(28)平行；驱动段(30)上对应导向孔的位置固定设置有若干导向杆(32)，所述导向杆(32)穿设在导向孔内并与固定板(28)构成滑动配合；所述固定板(28)与驱动段(30)之间设置有复位弹簧(33)；所述减速罩(29)上喇叭段(31)的锥度与减速盘(27)的圆锥面相配合，并套设在减速盘(27)的圆锥面外；所述喇叭段(31)的内表面设置有耐磨橡胶层(34)；所述固定板(28)的内边沿还设置有橡胶密封唇(35)，所述橡胶密封唇(35)压靠在喇叭段(31)的外表面；所述外壳(25)靠近机体(23)一端设置有筒状的排气管(36)，所述旋转轴(22)穿设在排气管(36)内，且旋转轴(22)位于排气管(36)内的一段外固定设置有泵气套(37)，所述泵气套(37)的外表面设置有螺旋泵送齿(38)，所述螺旋泵送齿(38)的泵送方向由外壳(25)内朝向外壳(25)外。
6.根据权利要求5所述的多源互补式智慧路灯，其特征在于：所述固定板(28)上与导向杆(32)相对的位置还设置有导向套(39)，所述导向杆(32)穿设在导向套(39)内。7.根据权利要求6所述的多源互补式智慧路灯，其特征在于：所述固定板(28)和减速罩(29)的驱动段(30)上均设置有卡槽(40)，所述复位弹簧(33)的两端位于卡槽(40)内。8.根据权利要求7所述的多源互补式智慧路灯，其特征在于：所述外壳(25)靠近机体(23)一端的端面上还设置有补风小孔(41)。9.根据权利要求8所述的多源互补式智慧路灯，其特征在于：所述外壳(25)远离机体(23)一端的端面上设置有与外界连通的衡压孔(42)。10.根据权利要求9所述的多源互补式智慧路灯，其特征在于：所述外壳(25)远离机体(23)一端的中心设置有延长段(43)，所述延长段(43)同轴套设在旋转轴(22)外，并通过第二轴承(44)与旋转轴(22)连接。

技术总结

本发明涉及市政照明技术领域。目的在于提供一种多源互补式智慧路灯，包括灯柱和设置在灯柱底部的控制盒，所述控制盒内设置有蓄电池；所述灯柱的上端设置有风力发电机，灯柱的上段上由上至下依次设置有支撑架和支撑梁，所述支撑架和支撑梁上分别设置有太阳能光伏板和灯体；所述风力发电机、太阳能光伏板和灯体均与蓄电池电性连接，所述蓄电池还与市政电网电性连接。本发明能够充分的利用太阳能和风能为路灯提供电源，减少路灯直接来自于市政电网的用电量，具有节能减排、降低整体运营成本的作用。作用。作用。