一种适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯的制作方法

本发明涉及户外照明设备领域，特别涉及一种适用于寒冷地区的安全可靠 的太阳能路灯。

背景技术：

户外照明指室内照明以外的照明。户外照明要求满足室外视觉工作需要和 取得装饰效果。户外照明灯具主要包括：草坪灯、庭院灯、隧道灯、泛光灯、 水底灯、路灯、洗墙灯、景观灯，地埋灯等。太阳能路灯则是一种基于太阳能 发电技术的节能型路灯。

现有的太阳能路灯在冬天使用时，光伏板所处的环境温度远小于最佳发电 温度，导致光伏板的发电效率大幅下降，使得现有的太阳能路灯的续航能力下 降。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种适用于 寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于寒冷地区的安全 可靠的太阳能路灯，包括底座、支柱、升降机构、光伏板、换热机构和夹紧机 构，所述升降机构设置在底座上，所述支柱位于升降机构的上方，所述升降机 构驱动支柱升降，所述光伏板水平设置在支柱的上方，所述光伏板与支柱固定 连接，所述换热机构和夹紧机构均设置在支柱的一侧，所述夹紧机构位于换热 机构的上方，所述换热机构和夹紧机构均与支柱连接；

所述换热机构包括连接板、灯罩、换热组件和控制组件，所述连接板水平 设置，所述灯罩通过连接板与支柱固定连接，所述换热组件设置在灯罩的上方， 所述控制组件设置在支柱上；

所述换热组件包括外壳、水管、输气管、电磁阀、活塞、传动杆和两个弹 簧，所述外壳固定在灯罩的上方，所述外壳的形状为圆柱形，所述灯罩的竖向 截面为等腰梯形，所述水管的其中一部分缠绕在外壳的外周上，所述水管的其 中一部分沿着外壳的轴线螺旋向上分布，所述水管的另一部分缠绕在灯罩上， 所述水管的另一部分沿着灯罩的轴线螺旋向上分布，所述水管首尾相连，所述 输气管的一端与外壳内的底部连通，所述输气管的另一端与外壳内的顶部连通， 所述光伏板的形状为圆柱形，所述输气管缠绕在光伏板的外周上，所述输气管 沿着光伏板的轴线螺旋向上分布，所述电磁阀设置在输气管的与外壳内的底部 连通的一端上，所述活塞设置在外壳内，所述活塞的两端分别与外壳的两侧的 内壁抵靠，所述传动杆竖向固定在活塞的上方，所述外壳的顶部设有第一通孔， 所述传动杆穿过第一通孔，所述传动杆与第一通孔相匹配，两个弹簧分别设置 在传动杆的两侧，所述弹簧的一端与外壳内的顶部连接，所述弹簧的另一端与 活塞连接，所述控制组件位于传动杆的上方，所述控制组件与夹紧机构连接；

所述夹紧机构包括支撑板、驱动组件和两个夹紧板，所述支撑板水平固定 在支柱的靠近换热机构的一侧，所述控制组件设置在支撑板上，所述驱动组件 设置在支撑板上，两个夹紧板分别设置在光伏板的两侧，所述夹紧板上至少设 有两个第一凹槽，所述第一凹槽与输气管相匹配，所述驱动组件驱动两个光伏 板相互靠近或相互远离。

作为优选，为了便于安装换热机构和夹紧机构，所述升降机构包括第一电 机、丝杆、固定块、移动块、伸缩架、顶板和支撑组件，所述第一电机固定在 底座上，所述第一电机与丝杆传动连接，所述固定块固定在底座上，所述固定 块套设在丝杆的远离第一电机的一端上，所述移动块套设在丝杆上，所述移动 块与丝杆螺纹连接，所述移动块与底座抵靠，所述伸缩架竖向设置，所述伸缩 架的底端的一侧与固定块铰接，所述伸缩架的底端的另一侧与移动块铰接，所 述顶板水平设置，所述顶板上设有条形口，所述伸缩架的顶端的一侧与顶板的 一端铰接，所述伸缩架的顶端的另一侧设置在条形口内，所述伸缩架的顶端的 设置在条形口内的一侧与条形口滑动连接，所述顶板固定在支柱的下方，所述 支撑组件设置在底座上，所述支撑组件与顶板连接。

作为优选，为了提高顶板升降时的稳定性，所述支撑组件包括从动块和限 位槽，所述限位槽竖向设置，所述限位槽固定在底座上，所述从动块设置在限 位槽内，所述从动块与限位槽滑动连接。

作为优选，为了自动化地控制夹紧机构的夹紧程度，所述控制组件包括转 动板、转动轴、压力传感器和两个支撑杆，所述转动板水平设置，所述转动板 与传动杆抵靠，所述转动轴穿过转动板，所述支撑杆竖向固定在支撑板上，两 个支撑杆分别设置在转动板的两侧，所述支撑杆的顶端与转动轴铰接，所述压 力传感器位于转动板的远离传动杆的一端的正下方，所述压力传感器与支撑板 固定连接，所述转动板的位于支撑杆的靠近传动杆的一侧的长度大于转动板的 位于支撑杆的远离传动杆的一侧的长度。

作为优选，为了更稳定地驱动两个夹紧板，所述驱动组件包括第二电机、 齿轮、两个齿条和两个滑槽，所述第二电机竖向固定在支撑板上，所述第二电 机与齿轮同轴设置，所述第二电机与齿轮传动连接，两个滑槽分别设置在齿轮 的两侧，所述滑槽与支撑板固定连接，两个滑槽平行设置，所述齿条与滑槽一 一对应，所述齿条设置在滑槽内，所述齿条与滑槽滑动连接，所述齿轮位于两 个齿条之间，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条与夹紧板一一对应，所述夹紧板 竖向固定在齿条的上方。

作为优选，为了提高外壳的导热效率，所述外壳的制作材料为高导热铜合 金。

作为优选，为了提高齿轮与齿条之间传动时的流畅度，所述齿轮与齿条之 间涂有润滑油。

作为优选，为了提高第一电机的驱动精度，所述第一电机为伺服电机。

作为优选，为了提高外壳的密封性，所述第一通孔上设有密封圈。

作为优选，为了提高智能化程度，所述底座上还设有PLC和无线信号收发 模块，所述PLC与无线信号收发模块电连接，所述PLC与压力传感器电连接。

本发明的有益效果是，该适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯，通过 换热机构将灯罩的热量吸收，对光伏板加热，使得光伏板保持在最佳发电温度 范围内，从而提高了该太阳能路灯的续航能力和实用性，与现有的换热机构相 比，该换热机构通过气压差作为驱动源，使得该换热机构更节能，通过夹紧机 构夹紧换热机构内的输气管，同时调节夹紧程度，使得输气管在通气膨胀后， 避免输气管因压力过大导致破裂，从而提高了该太阳能路灯的安全性，与现有 的夹紧机构相比，该夹紧机构通过滑槽限制了齿条的转动，使得该夹紧机构的 稳定性更好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯的结构示意图；

图2是本发明的适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯的传热机构的结 构示意图；

图3是本发明的适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯的夹紧机构的结 构示意图；

图4是本发明的适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯的驱动组件的结 构示意图；

图5是本发明的适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯的夹紧板的侧视 图；

图6是本发明的适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯的升降机构的结 构示意图；

图中：1.底座，2.支柱，3.光伏板，4.连接板，5.灯罩，6.外壳，7.水管， 8.输气管，9.电磁阀，10.活塞，11.传动杆，12.弹簧，13.支撑板，14.夹紧板， 15.第一电机，16.丝杆，17.固定块，18.移动块，19.伸缩架，20.顶板，21.从 动块，22.限位槽，23.转动板，24.转动轴，25.压力传感器，26.支撑杆，27. 第二电机，28.齿轮，29.齿条，30.滑槽。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图， 仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯，包括底座1、 支柱2、升降机构、光伏板3、换热机构和夹紧机构，所述升降机构设置在底座 1上，所述支柱2位于升降机构的上方，所述升降机构驱动支柱2升降，所述光 伏板3水平设置在支柱2的上方，所述光伏板3与支柱2固定连接，所述换热 机构和夹紧机构均设置在支柱2的一侧，所述夹紧机构位于换热机构的上方， 所述换热机构和夹紧机构均与支柱2连接；

通过换热机构将灯罩5的热量吸收，对光伏板3加热，使得光伏板3保持 在最佳发电温度范围内，从而提高了该太阳能路灯的续航能力和实用性，与现 有的换热机构相比，该换热机构通过气压差作为驱动源，使得该换热机构更节 能，通过夹紧机构夹紧换热机构内的输气管8，同时调节夹紧程度，使得输气管 8在通气膨胀后，避免输气管8因压力过大导致破裂，从而提高了该太阳能路灯 的安全性，与现有的夹紧机构相比，该夹紧机构通过滑槽30限制了齿条29的 转动，使得该夹紧机构的稳定性更好。

如图2所示，所述换热机构包括连接板4、灯罩5、换热组件和控制组件， 所述连接板4水平设置，所述灯罩5通过连接板4与支柱2固定连接，所述换 热组件设置在灯罩5的上方，所述控制组件设置在支柱2上；

所述换热组件包括外壳6、水管7、输气管8、电磁阀9、活塞10、传动杆 11和两个弹簧12，所述外壳6固定在灯罩5的上方，所述外壳6的形状为圆柱 形，所述灯罩5的竖向截面为等腰梯形，所述水管7的其中一部分缠绕在外壳6 的外周上，所述水管7的其中一部分沿着外壳6的轴线螺旋向上分布，所述水 管7的另一部分缠绕在灯罩5上，所述水管7的另一部分沿着灯罩5的轴线螺 旋向上分布，所述水管7首尾相连，所述输气管8的一端与外壳6内的底部连 通，所述输气管8的另一端与外壳6内的顶部连通，所述光伏板3的形状为圆 柱形，所述输气管8缠绕在光伏板3的外周上，所述输气管8沿着光伏板3的 轴线螺旋向上分布，所述电磁阀9设置在输气管8的与外壳6内的底部连通的 一端上，所述活塞10设置在外壳6内，所述活塞10的两端分别与外壳6的两 侧的内壁抵靠，所述传动杆11竖向固定在活塞10的上方，所述外壳6的顶部 设有第一通孔，所述传动杆11穿过第一通孔，所述传动杆11与第一通孔相匹 配，两个弹簧12分别设置在传动杆11的两侧，所述弹簧12的一端与外壳6内 的顶部连接，所述弹簧12的另一端与活塞10连接，所述控制组件位于传动杆 11的上方，所述控制组件与夹紧机构连接；

首先，灯罩5产生热量，使得水管7内的水温上升，通过外壳6传热，导 致外壳6内的活塞10的下方的空气的温度上升，空气膨胀的同时使得活塞10 上升，带动传动杆11上升，当活塞10上升到一定程度时，即，空气的温度达 到一定程度时，PLC控制电磁阀9打开，空气流入输气管8内，并且在输气管8 内流动，对光伏板3加热，使得光伏板3保持在最佳发电温度的范围内，此时， 弹簧12处于压缩状态，储存形变能，空气对光伏板3加热后，回流至外壳6内 的底部，当空气温度下降时，弹簧12释放形变能，使得活塞10下降，同时PLC 控制电磁阀9关闭，使得空气不再流通，直至外壳6内的活塞10的下方的空气 的温度再度上升。

如图3-4所示，所述夹紧机构包括支撑板13、驱动组件和两个夹紧板14， 所述支撑板13水平固定在支柱2的靠近换热机构的一侧，所述控制组件设置在 支撑板13上，所述驱动组件设置在支撑板13上，两个夹紧板14分别设置在光 伏板3的两侧，所述夹紧板14上至少设有两个第一凹槽，所述第一凹槽与输气 管8相匹配，所述驱动组件驱动两个光伏板3相互靠近或相互远离；

当输气管8内的空气的温度下降时，驱动组件驱动两个夹紧板14相互靠近， 使得两个夹紧板14夹紧输气管8，避免输气管8掉落，当输气管8内的空气的 温度上升时，驱动组件驱动两个夹紧板14相互远离，使得两个夹紧板14略微 松开输气管8，避免输气管8因压力过大导致破裂。

如图5所示，所述升降机构包括第一电机15、丝杆16、固定块17、移动块 18、伸缩架19、顶板20和支撑组件，所述第一电机15固定在底座1上，所述 第一电机15与丝杆16传动连接，所述固定块17固定在底座1上，所述固定块 17套设在丝杆16的远离第一电机15的一端上，所述移动块18套设在丝杆16 上，所述移动块18与丝杆16螺纹连接，所述移动块18与底座1抵靠，所述伸 缩架19竖向设置，所述伸缩架19的底端的一侧与固定块17铰接，所述伸缩架 19的底端的另一侧与移动块18铰接，所述顶板20水平设置，所述顶板20上设 有条形口，所述伸缩架19的顶端的一侧与顶板20的一端铰接，所述伸缩架19 的顶端的另一侧设置在条形口内，所述伸缩架19的顶端的设置在条形口内的一 侧与条形口滑动连接，所述顶板20固定在支柱2的下方，所述支撑组件设置在 底座1上，所述支撑组件与顶板20连接，第一电机15驱动丝杆16转动，使得 移动块18在底座1的限制作用下沿着丝杆16左右移动，从而带动伸缩架19伸 长或收缩，使得顶板20升降，带动支柱2上下移动。

作为优选，为了提高顶板20升降时的稳定性，所述支撑组件包括从动块21 和限位槽22，所述限位槽22竖向设置，所述限位槽22固定在底座1上，所述 从动块21设置在限位槽22内，所述从动块21与限位槽22滑动连接，限位槽 22限制了从动块21的转动，使得从动块21限制了顶板20的转动，从而提高了 顶板20升降时的稳定性。

如图2所示，所述控制组件包括转动板23、转动轴24、压力传感器25和 两个支撑杆26，所述转动板23水平设置，所述转动板23与传动杆11抵靠，所 述转动轴24穿过转动板23，所述支撑杆26竖向固定在支撑板13上，两个支撑 杆26分别设置在转动板23的两侧，所述支撑杆26的顶端与转动轴24铰接， 所述压力传感器25位于转动板23的远离传动杆11的一端的正下方，所述压力 传感器25与支撑板13固定连接，所述转动板23的位于支撑杆26的靠近传动 杆11的一侧的长度大于转动板23的位于支撑杆26的远离传动杆11的一侧的 长度，当传动杆11上升时，带动转动板23绕着转动轴24顺时针转动，使得转 动板23对压力传感器25产生压力，压力传感器25对PLC产生持续信号，PLC 控制夹紧机构略微松开输气管8，避免输气管8因压力过大导致破裂，当输气管 8内的空气温度下降时，转动板23与压力传感器25分离，压力传感器25停止 对PLC产生信号，PLC控制夹紧机构夹紧输气管8，避免输气管8掉落。

作为优选，为了更稳定地驱动两个夹紧板14，所述驱动组件包括第二电机27、齿轮28、两个齿条29和两个滑槽30，所述第二电机27竖向固定在支撑板 13上，所述第二电机27与齿轮28同轴设置，所述第二电机27与齿轮28传动 连接，两个滑槽30分别设置在齿轮28的两侧，所述滑槽30与支撑板13固定 连接，两个滑槽30平行设置，所述齿条29与滑槽30一一对应，所述齿条29 设置在滑槽30内，所述齿条29与滑槽30滑动连接，所述齿轮28位于两个齿 条29之间，所述齿轮28与齿条29啮合，所述齿条29与夹紧板14一一对应， 所述夹紧板14竖向固定在齿条29的上方，第二电机27驱动齿轮28转动，使 得齿轮28通过两个齿条29带动两个夹紧板14相互靠近或相互远离，通过滑槽 30限制了齿条29的转动，从而更稳定地驱动两个夹紧板14。

作为优选，为了提高外壳6的导热效率，所述外壳6的制作材料为高导热 铜合金，高导热铜合金的导热系数远远高于紫铜的导热系数，同时，高导热铜 合金的耐磨性更好，从而提高了外壳6的导热效率。

作为优选，为了提高齿轮28与齿条29之间传动时的流畅度，所述齿轮28 与齿条29之间涂有润滑油，能够减少齿轮28与齿条29之间的摩擦力，从而提 高齿轮28与齿条29之间传动时的流畅度。

作为优选，为了提高第一电机15的驱动精度，所述第一电机15为伺服电 机，伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩 和转速以驱动控制对象，从而提高了第一电机15的驱动精度。

作为优选，为了提高外壳6的密封性，所述第一通孔上设有密封圈，能够 减少外壳6与传动杆11之间的缝隙，从而提高了外壳6的密封性。

作为优选，为了提高智能化程度，所述底座1上还设有PLC和无线信号收 发模块，所述PLC与无线信号收发模块电连接，所述PLC与压力传感器25电连 接。

首先，灯罩5产生热量，使得水管7内的水温上升，通过外壳6传热，导 致外壳6内的活塞10的下方的空气的温度上升，空气膨胀的同时使得活塞10 上升，带动传动杆11上升，当活塞10上升到一定程度时，即，空气的温度达 到一定程度时，空气流入输气管8内，并且在输气管8内流动，对光伏板3加 热，使得光伏板3保持在最佳发电温度的范围内，此时，弹簧12处于压缩状态， 储存形变能，同时，传动杆11的上升，使得控制机构对PLC持续产生信号，PLC 控制夹紧机构略微松开输气管8，避免输气管8因压力过大而导致破裂，空气对 光伏板3加热后，回流至外壳6内的底部，当空气温度下降时，弹簧12释放形 变能，使得活塞10下降，同时PLC控制电磁阀9关闭，使得空气不再流通，此 时，传动杆11的下降，使得控制机构停止对PLC产生信号，PLC控制夹紧机构 夹紧输气管8，避免输气管8掉落，直至外壳6内的活塞10的下方的空气的温 度再度上升。

与现有技术相比，该适用于寒冷地区的安全可靠的太阳能路灯，通过换热 机构将灯罩5的热量吸收，对光伏板3加热，使得光伏板3保持在最佳发电温 度范围内，从而提高了该太阳能路灯的续航能力和实用性，与现有的换热机构 相比，该换热机构通过气压差作为驱动源，使得该换热机构更节能，通过夹紧 机构夹紧换热机构内的输气管8，同时调节夹紧程度，使得输气管8在通气膨胀 后，避免输气管8因压力过大而导致破裂，从而提高了该太阳能路灯的安全性， 与现有的夹紧机构相比，该夹紧机构通过滑槽30限制了齿条29的转动，使得 该夹紧机构的稳定性更好。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作 人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围 来确定其技术性范围。