太阳能电池板自动清洁及倾角易调节式太阳能路灯装置的制作方法

本实用新型属于太阳能利用技术领域，尤其涉及一种太阳能电池板自动清洁及倾角易调节式太阳能路灯装置。

背景技术：

我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。在中国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。近几年我国太阳能光伏产业得到了迅猛发展，我国已发展成为太阳能电池的重要生产国，太阳能电池板装配方便，大小、功率、外观可以根据需要任意调整，不像其它可再生能源的发电技术需要庞大的成套设备，各种美观实用的太阳能光伏灯具便应运而生。

太阳能LED照明灯具作为冷光源产品，具有绿色环保、节能降耗、安全可靠、使用寿命长、安装维护简便等特点，高亮节能、无需铺设电缆，与传统光源相比，无用电量价格等优势，可广泛应用于绿地照明、公路照明、广告灯箱照明、城市造型景观照明及家居照明等系统，其研究应用已越来越得到人们的重视。

大多数太阳能路灯的太阳能电池板与蓄电池分离，不易安装，裸露在外的线路易老化。太阳能路灯不分时间段、不论是否需要接通，彻夜长明，加速了元器件的老化，缩短了使用寿命。另外，由于一年四季当中太阳的直射地球的角度是不同的，现有的太阳能路灯的太阳能电池板的角度较为固定，不能根据太阳光的照射角度进行调节，这样也影响到光电转化率。

另外，太阳能电池板普遍采用单晶硅、多晶硅或非晶硅电池作为组件，对于太阳能电池板表面出现灰尘、鸟屎等污渍后，会影响到光电转化率，目前尚未有对太阳能电池板表面进行清洁的装置。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种能根据太阳照射角度来调节太阳能电池板的倾斜角度、能自动清洁太阳能电池板、太阳能电池板与蓄电池一体安装、并具有计时功能、充分提高光电转化率的太阳能电池板自动清洁及倾角易调节式太阳能路灯装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：太阳能电池板自动清洁及倾角易调节式太阳能路灯装置，包括沿垂直方向设置的电杆，电杆顶部左侧通过旋转式铰接结构和自动伸缩调节机构设有箱体，旋转式铰接结构位于自动伸缩调节机构上方，箱体顶部设有隔热板，隔热板上设有太阳能电池板，箱体内设有蓄电池组、LED灯模块、稳压器、遥控信号接收器和带计时定时功能的智能控制器，箱体侧部开设有散热孔，散热孔内设有隔水透气膜，蓄电池组设在箱体内右侧底部，箱体底部设有透光孔和安装孔，安装孔位于透光孔右侧，LED灯模块的发光面朝向透光孔，遥控信号接收器的信号接收端位于安装孔内，稳压器和智能控制器位于LED灯模块上方；箱体上设有位于太阳能电池板上方并用于擦拭太阳能电池板上表面的自动往复擦拭装置；

自动伸缩调节机构包括下连接耳、下连接板、支撑杆、方管、驱动齿条、驱动齿轮和驱动电机，下连接耳左侧固定设在箱体右侧下部，下连接板铰接在下连接耳上，支撑杆左端与下连接板固定连接；电杆为空心结构，电杆顶部封堵，电杆上部前侧壁和后侧壁对应开设有长孔，长孔的长度方向沿垂直方向设置，长孔内穿设有到导向定位轴，导向定位轴两端均设有限位螺母，导向定位轴上设有位于电杆内的吊耳，电杆左侧和右侧分别开设有左穿孔和右穿孔，方管穿设在左穿孔和右穿孔，方管上部与吊耳下部固定连接，驱动齿条滑动设在方管内，支撑杆右端伸入到方管内并与驱动齿条左端同轴向固定连接，方管下部开设有位于电杆内部的缺口，驱动电机固定设在电杆内并位于方管下方，驱动电机的主轴沿前后水平方向设置，驱动电机的主轴前端和后端均伸出驱动电机，驱动齿轮同轴固定设在驱动电机的主轴前端，驱动齿轮穿过缺口与驱动齿条啮合，驱动电机的主轴后端设有制动锁紧机构；

自动往复擦拭装置包括前安装箱、后安装箱、水平设在箱体顶部左侧的支撑板、水平设在箱体顶部前侧的前导轨和水平设在箱体顶部后侧的后导轨，前导轨的右端后侧边沿和后导轨的右端后侧边沿与支撑板固定连接，前导轨和后导轨的右端与支撑板右边沿平齐，前导轨和后导轨的左右两端均设有一块限位挡块，前导轨上滚动连接有前滚轮，后导轨上滚动连接有后滚轮，前滚轮和后滚轮之间同轴向设有一根滚轴，滚轴两端分别通过轴承与前滚轮和后滚轮的中心转动连接，滚轴上设有呈长方体形状的毛刷，前滚轮位于前安装箱内，滚轴前端穿过前安装箱的后箱壁并与前安装箱固定连接，前安装箱的前箱壁内侧固定设有正反转电机，前滚轮前侧同轴向固定设有连接盘，正反转电机的主轴与连接盘前表面同轴向固定连接，前安装箱左侧和右侧分别设有与左侧的限位挡块和右侧的限位挡块接触配合的限位开关，后滚轮位于后安装箱内，滚轴后端穿过后安装箱的前箱壁并与后安装箱固定连接。

旋转式铰接结构包括上连接板和上连接耳，上连接板右侧固定设在电杆上端左侧，上连接板呈左高右低倾斜设置，上连接耳左侧固定设在箱体右侧上部，上连接耳右侧铰接有连接块，连接块右端面开设有右侧、前侧和后侧均敞口的安装槽，上连接板由左向右伸入到安装槽内，连接块上螺纹连接有分别压紧上连接板上表面和下表面的紧固螺栓。

制动锁紧机构包括制动电机、限位块、导向筒、制动轮、制动块、丝杆、压力轴承、制动主齿轮和制动从齿轮，制动电机、限位块和导向筒均固定设在电杆内壁上，制动轮同轴向固定在驱动电机的主轴上，制动轮前粗后细的圆锥形结构，导向筒、制动块、压力轴承、丝杆、驱动电机的主轴具有同一条中心线，制动块沿前后方向滑动设在导向筒内，制动块前端设有前大后小的圆锥孔，圆锥孔与制动轮的大小结构相同且前后对应，制动块后端设有凹槽，压力轴承的外圈与凹槽内侧壁过盈配合，丝杆前部为光杆结构，丝杆前端伸入到压力轴承的内圈当中，丝杆前端与压力轴承的内圈过盈配合，制动块右端设有用于限定压力轴承位置的压盖，制动从齿轮的中心开设有前后通透的螺纹孔，丝杆螺纹连接在螺纹孔内，制动主齿轮同轴向固定设在制动电机的主轴上，制动主齿轮与制动从齿轮啮合，限位块与制动主齿轮位于丝杆的相对两侧，限位块上开设有与制动从齿轮的厚度相当的限位槽，制动从齿轮的一侧伸入在限位槽内。

压盖与制动块之间通过螺钉可拆卸连接。

制动轮的圆锥表面设有摩擦纹，制动块的圆锥孔内壁上设有一层耐磨层。

电杆内水平设有位于导向定位轴上方的限位板，限位板与导向定位轴之间设有压缩弹簧。

箱体右侧设有将旋转式铰接结构和自动伸缩调节机构罩住的柔性罩壳。

前安装箱底部和后安装箱底部均设有一个构造相同的防风限位机构，前安装箱底部的防风限位机构包括固定设在前安装箱前侧面的安装板，安装板下部水平设有固定轴，固定轴上转动设有沿前导轨下表面滚动的限位轴承。

采用上述技术方案，太阳能电池板将光能转化为电能通过稳压器输送到蓄电池组内储存，蓄电池组为驱动电机、制动电机、正反转电机、智能控制器、LED灯模块和遥控信号接收器供电，驱动电机、制动电机、正反转电机、LED灯模块、遥控信号接收器和限位开关分别通过控制线与智能控制器连接。

当需要对太阳能电池板的倾斜角度进行调整以适应太阳光线的垂直照射时，手持遥控器进行操控，先启动制动电机，制动电机通过制动主齿轮驱动制动从齿轮转动，制动从齿轮在限位块上的限位槽的限定下，随着制动从齿轮的转动，带动丝杠向后水平移动，丝杠通过压力轴承带动制动块向后移动，圆锥孔与制动轮分离；关闭制动电机，开启驱动电机，驱动电机通过驱动齿轮带动驱动齿条沿方管向左或向右移动，驱动齿条通过支撑杆向左推动或向右拉动箱体，箱体就会以上连接耳与连接块的铰接处进行转动，由于驱动齿条左右移动时，会改变一定角度，这样就会在驱动齿轮圆周表面移动，导向定位轴也会在长孔内上下微动，压缩弹簧起到确保驱动齿条始终与驱动齿轮保持良好的啮合状态。当调整好太阳能电池板的合适倾角后，停止驱动电机。同时驱动制动电机，驱动制动块的圆锥孔内壁向前压紧制动轮，这样就可将驱动电机的主轴锁紧，避免齿条和支撑杆移动。

摩擦纹和耐磨层之间的压紧配合，进一步提升锁紧驱动电机的主轴的作用。

柔性罩壳起到遮风挡雨的作用。

当需要对太阳能电池板表面进行清洁时，最好是在下雨天，操作者站在路面上使用遥控器，按下控制正反转电机启动的按钮，遥控信号接收器接收到信号通过智能控制器命令正反转电机启动，正反转电机驱动前滚轮沿前导轨行进，前滚轮通过滚轴带动后滚轮沿后导轨同方向行进，带动毛刷在太阳能电池板表面运动，毛刷将太阳能电池板外表面的污渍擦拭掉，雨水把太阳能电池板表面冲洗干净。当前安装箱上的限位开关触碰到限位挡块时，正反转电机就反向转动，驱动前滚轮和后滚轮反向转动，这样就可以在太阳能电池板表面来回往复几次，把污渍清理干净。支撑板的作用是平时放置毛刷并用于加固前导轨和后导轨，这样可避免遮挡住太阳能电池板影响光电转换效率。

前安装箱底部和后安装箱底部设置的防风限位机构，在进行清洁太阳能电池板或者停留在支撑板上时，防风限位机构通过限位轴承阻挡在前导轨和后导轨的下表面，这样就可避免大风将自动往复擦拭装置刮落。

箱体采用铝合金复合材料制成，坚固耐用。隔热板的设置使太阳能电池板上的热量不能传导到箱体内，避免高温损坏箱体内的元器件。散热孔内设有隔水透气膜，即散热孔具有单向阀功能，空气可以自由流通，雨水不能进入。当蓄电池组或者LDE灯模块过热时，热量可以从散热孔排出箱体外。

稳压器将微光太阳能电池板产生的电能平稳地输入蓄电池组内，为蓄电池提供过充、过流、短路的智能保护，当发生上述对蓄电池组的不利情况时，稳压器将自动切断对蓄电池组的供电，起到保护蓄电池组的目的。

蓄电池组为钴酸锂电池，自放电少，放电性能优越、寿命长、重金属污染少。

带计时定时功能的智能控制器具有四季调整亮灯时间功能，可根据不同地域、不同季节设置电路闭合时间，有效地设置亮灯时间，避免了电力资源的浪费。

当长时间不需要LED灯模块工作时，即可通过遥控切断LED灯模块电路。

LED灯模块中的LED灯，采用耐高温、耐高寒、抗潮湿材料一次性压铸成型，光衰小于3%，寿命高达100000小时以上。

综上所述，本实用新型设计新颖、结构紧凑，可根据太阳照射角度来自动调节太阳能电池板的倾斜角度，充分提高光电转化率，能自动清洁太阳能电池板，而且太阳能电池板与蓄电池一体安装，可靠性强，并具有计时和定时功能，避免电能的浪费。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中自动伸缩调节机构的放大图；

图3是图2中制动锁紧机构的右视图；

图4是图1中太阳能电池板和自动往复擦拭装置的俯视图；

图5是图4中A向视图。

具体实施方式

如图1-图5所示，本实用新型的太阳能电池板自动清洁及倾角易调节式太阳能路灯装置，包括沿垂直方向设置的电杆1，电杆1顶部左侧通过旋转式铰接结构和自动伸缩调节机构2设有箱体3，旋转式铰接结构位于自动伸缩调节机构2上方，箱体3顶部设有隔热板4，隔热板4上设有太阳能电池板5，箱体3内设有蓄电池组6、LED灯模块7、稳压器8、遥控信号接收器9和带计时定时功能的智能控制器10，箱体3侧部开设有散热孔，散热孔内设有隔水透气膜11，蓄电池组6设在箱体3内右侧底部，箱体3底部设有透光孔和安装孔，安装孔位于透光孔右侧，LED灯模块7的发光面朝向透光孔，遥控信号接收器9的信号接收端位于安装孔内，稳压器8和智能控制器10位于LED灯模块7上方；箱体3上设有位于太阳能电池板5上方并用于擦拭太阳能电池板5上表面的自动往复擦拭装置。

自动伸缩调节机构2包括下连接耳12、下连接板13、支撑杆14、方管15、驱动齿条16、驱动齿轮17和驱动电机18，下连接耳12左侧固定设在箱体3右侧下部，下连接板13铰接在下连接耳12上，支撑杆14左端与下连接板13固定连接；电杆1为空心结构，电杆1顶部封堵，电杆1上部前侧壁和后侧壁对应开设有长孔19，长孔19的长度方向沿垂直方向设置，长孔19内穿设有到导向定位轴20，导向定位轴20两端均设有限位螺母21，导向定位轴20上设有位于电杆1内的吊耳22，电杆1左侧和右侧分别开设有左穿孔23和右穿孔24，方管15穿设在左穿孔23和右穿孔24，方管15上部与吊耳22下部固定连接，驱动齿条16滑动设在方管15内，支撑杆14右端伸入到方管15内并与驱动齿条16左端同轴向固定连接，方管15下部开设有位于电杆1内部的缺口25，驱动电机18固定设在电杆1内并位于方管15下方，驱动电机18的主轴沿前后水平方向设置，驱动电机18的主轴前端和后端均伸出驱动电机18，驱动齿轮17同轴固定设在驱动电机18的主轴前端，驱动齿轮17穿过缺口25与驱动齿条16啮合，驱动电机18的主轴后端设有制动锁紧机构26。

自动往复擦拭装置包括前安装箱50、后安装箱51、水平设在箱体3顶部左侧的支撑板52、水平设在箱体3顶部前侧的前导轨53和水平设在箱体3顶部后侧的后导轨54，前导轨53的右端后侧边沿和后导轨54的右端后侧边沿与支撑板52固定连接，前导轨53和后导轨54的右端与支撑板52右边沿平齐，前导轨53和后导轨54的左右两端均设有一块限位挡块55，前导轨53上滚动连接有前滚轮56，后导轨54上滚动连接有后滚轮57，前滚轮56和后滚轮57之间同轴向设有一根滚轴58，滚轴58两端分别通过轴承与前滚轮56和后滚轮57的中心转动连接，滚轴58上设有呈长方体形状的毛刷59，前滚轮56位于前安装箱50内，滚轴58前端穿过前安装箱50的后箱壁并与前安装箱50固定连接，前安装箱50的前箱壁内侧固定设有正反转电机60，前滚轮56前侧同轴向固定设有连接盘61，正反转电机60的主轴与连接盘61前表面同轴向固定连接，前安装箱50左侧和右侧分别设有与左侧的限位挡块55和右侧的限位挡块55接触配合的限位开关62，后滚轮57位于后安装箱51内，滚轴58后端穿过后安装箱51的前箱壁并与后安装箱51固定连接。

旋转式铰接结构包括上连接板27和上连接耳28，上连接板27右侧固定设在电杆1上端左侧，上连接板27呈左高右低倾斜设置，上连接耳28左侧固定设在箱体3右侧上部，上连接耳28右侧铰接有连接块29，连接块29右端面开设有右侧、前侧和后侧均敞口的安装槽30，上连接板27由左向右伸入到安装槽30内，连接块29上螺纹连接有分别压紧上连接板27上表面和下表面的紧固螺栓31。

制动锁紧机构26包括制动电机32、限位块33、导向筒34、制动轮35、制动块36、丝杆37、压力轴承38、制动主齿轮39和制动从齿轮40，制动电机32、限位块33和导向筒34均固定设在电杆1内壁上，制动轮35同轴向固定在驱动电机18的主轴上，制动轮35前粗后细的圆锥形结构，导向筒34、制动块36、压力轴承38、丝杆37、驱动电机18的主轴具有同一条中心线，制动块36沿前后方向滑动设在导向筒34内，制动块35前端设有前大后小的圆锥孔42，圆锥孔42与制动轮35的大小结构相同且前后对应，制动块36后端设有凹槽，压力轴承38的外圈与凹槽内侧壁过盈配合，丝杆37前部为光杆结构，丝杆37前端伸入到压力轴承38的内圈当中，丝杆37前端与压力轴承38的内圈过盈配合，制动块36右端设有用于限定压力轴承38位置的压盖41，制动从齿轮40的中心开设有前后通透的螺纹孔，丝杆37螺纹连接在螺纹孔内，制动主齿轮39同轴向固定设在制动电机32的主轴上，制动主齿轮39与制动从齿轮40啮合，限位块33与制动主齿轮39位于丝杆37的相对两侧，限位块33上开设有与制动从齿轮40的厚度相当的限位槽43，制动从齿轮40的一侧伸入在限位槽43内。

压盖41与制动块36之间通过螺钉44可拆卸连接。

制动轮35的圆锥表面设有摩擦纹45，制动块36的圆锥孔42内壁上设有一层耐磨层46。

电杆1内水平设有位于导向定位轴20上方的限位板49，限位板49与导向定位轴20之间设有压缩弹簧47。

箱体3右侧设有将旋转式铰接结构和自动伸缩调节机构2罩住的柔性罩壳48。

前安装箱50底部和后安装箱51底部均设有一个构造相同的防风限位机构，前安装箱50底部的防风限位机构包括固定设在前安装箱50前侧面的安装板63，安装板63下部水平设有固定轴64，固定轴64上转动设有沿前导轨下表面滚动的限位轴承65。

太阳能电池板5将光能转化为电能通过稳压器8输送到蓄电池组6内储存，蓄电池组6为驱动电机18、制动电机32、正反转电机60、智能控制器10、LED灯模块7和遥控信号接收器9供电，驱动电机18、制动电机32、正反转电机60、LED灯模块7、遥控信号接收器9和限位开关62分别通过控制线与智能控制器10连接。

当需要对太阳能电池板5的倾斜角度进行调整以适应太阳光线的垂直照射时，手持遥控器进行操控，先启动制动电机32，制动电机32通过制动主齿轮39驱动制动从齿轮40转动，制动从齿轮40在限位块33上的限位槽43的限定下，随着制动从齿轮40的转动，带动丝杠向后水平移动，丝杠通过压力轴承38带动制动块36向后移动，圆锥孔42与制动轮35分离；关闭制动电机32，开启驱动电机18，驱动电机18通过驱动齿轮17带动驱动齿条16沿方管15向左或向右移动，驱动齿条16通过支撑杆14向左推动或向右拉动箱体3，箱体3就会以上连接耳28与连接块29的铰接处进行转动，由于驱动齿条16左右移动时，会改变一定角度，这样就会在驱动齿轮17圆周表面移动，导向定位轴20也会在长孔19内上下微动，压缩弹簧47起到确保驱动齿条16始终与驱动齿轮17保持良好的啮合状态。当调整好太阳能电池板5的合适倾角后，停止驱动电机18。同时驱动制动电机32，驱动制动块36的圆锥孔42内壁向前压紧制动轮35，这样就可将驱动电机18的主轴锁紧，避免齿条和支撑杆14移动。

摩擦纹45和耐磨层46之间的压紧配合，进一步提升锁紧驱动电机18的主轴的作用。

柔性罩壳48起到遮风挡雨的作用。

当需要对太阳能电池板5表面进行清洁时，最好是在下雨天，操作者站在路面上使用遥控器，按下控制正反转电机60启动的按钮，遥控信号接收器9接收到信号通过智能控制器命令正反转电机60启动，正反转电机60驱动前滚轮56沿前导轨53行进，前滚轮56通过滚轴58带动后滚轮57沿后导轨54同方向行进，带动毛刷59在太阳能电池板表面运动，毛刷59将太阳能电池板5外表面的污渍擦拭掉，雨水把太阳能电池板5表面冲洗干净。当前安装箱50上的限位开关62触碰到限位挡块55时，正反转电机60就反向转动，驱动前滚轮56和后滚轮57反向转动，这样就可以在太阳能电池板5表面来回往复几次，把污渍清理干净。支撑板52的作用是平时放置毛刷59并用于加固前导轨53和后导轨54，这样可避免遮挡住太阳能电池板5影响光电转换效率。

前安装箱50底部和后安装箱51底部设置的防风限位机构，在进行清洁太阳能电池板5或者停留在支撑板52上时，防风限位机构通过限位轴承65阻挡在前导轨53和后导轨54的下表面，这样就可避免大风将自动往复擦拭装置刮落。

箱体3采用铝合金复合材料制成，坚固耐用。隔热板4的设置使太阳能电池板5上的热量不能传导到箱体3内，避免高温损坏箱体3内的元器件。散热孔内设有隔水透气膜11，即散热孔具有单向阀功能，空气可以自由流通，雨水不能进入。当蓄电池组6或者LDE灯模块过热时，热量可以从散热孔排出箱体3外。

稳压器8将微光太阳能电池板5产生的电能平稳地输入蓄电池组6内，为蓄电池提供过充、过流、短路的智能保护，当发生上述对蓄电池组6的不利情况时，稳压器8将自动切断对蓄电池组6的供电，起到保护蓄电池组6的目的。

蓄电池组6为钴酸锂电池，自放电少，放电性能优越、寿命长、重金属污染少。

带计时定时功能的智能控制器10具有四季调整亮灯时间功能，可根据不同地域、不同季节设置电路闭合时间，有效地设置亮灯时间，避免了电力资源的浪费。

当长时间不需要LED灯模块7工作时，即可通过遥控切断LED灯模块7电路。

LED灯模块7中的LED灯，采用耐高温、耐高寒、抗潮湿材料一次性压铸成型，光衰小于3%，寿命高达100000小时以上。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。