无线路灯充电桩的制作方法

本发明及一种无线路灯充电桩，属于风电环保互联网技术领域，特别涉及一带一路中电瓶车应急充电的技术领域。

背景技术：

当今世界正在着手一项造福各国人民的伟大工程——就是一带一路，随着一带一路的实施，新能源汽车、电瓶三轮车、电瓶自行车、无线风电路灯、无线充电桩必将应运而生，成为人类下一个开发应用的重要目标。

在现有技术中，路灯或充电桩电源采用市电供应，对于一带一路来说，沿路需要铺设漫长的电缆线，各站需要设置变压器才能保证沿路正常供电，不仅要耗费巨大的财力物力和现有的电力资源，而且很难具备涉足于万水千山、崇山峻岭的发展中国家贫困地区缺乏电力资源供电的实际条件。

现有技术中的风电路灯，大多数采用水平风向的风叶发电，水平风叶发电机容易伤害飞鸟动物，为世界动物保护组织不容许，同时水平风力发电机自身缺陷是：占空比大、造价高、噪音大、没有良好的避雷保护，损坏率高、安全性能差、维修成本大，不符合一带一路工程的实际情况和具体要求。

现有技术中还有一种垂直轴外转子永磁无铁芯线圈风力发电机，不足之区在于制造多磁极超低速发电机或较大功率发电机时直径必须很大，直径太大的发电机限制了垂直轴外转子永磁无铁芯线圈风力发电机的生成和发展。

现有技术的路灯几乎都没有安装电瓶车充电桩装置或网络摄像头，没有借道WiFi或北斗导航，或量子通信保密技术，通过互联网的方式视频监控和传递无线路灯充电桩的运行情况，未能解决设备运行中的故障维修、充电现状、安保检查、防空防盗、数据信息传递等具体问题。

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种利用自然界风能和太阳能供电的无线路灯充电桩来解决一带一路中的路灯照明、视频监控、沿途电瓶三轮车、电瓶自行车的投币应急充电问题，采用下述技术方案实现：

一种无线路灯充电桩，包括：由J个垂直管轴发电机连续结构连接组成的灯柱02，灯柱上端连接机头01，下端与机座03固定，机座与钢筋混凝土基础的接地网21固定连接；其中，第一发电机5的外转子依次与第三风轮7、第二风轮6、第四风轮61、第一风轮4连接，发电机主轴10顶端与中心点避雷装置1连接，下端固定在支架11的中心孔内，支架11外侧固定在出风管12顶端，出风管12底端设法兰13连接灯柱02，发电机输出端由导线9引至控制箱20经过电压调制后，分别连接供应灯具18、或远程网络摄像头3、或网络摄像头19或投币充电装置的电源，其中，光伏电池2直接连接远程网络摄像头3供电，控制箱20、远程网络摄像头3、网络摄像头19、投币充电装置之间分别通过光纤+9连接或无线联网；特征是：所述无线路灯充电桩由太阳能和风力发电自供电，无线充电桩的机座03为铁塔形结构或吉祥物形状的雕像壳体结构，气流通过喇叭形涡旋槽1701、通风管17、出风管12、涡轮式第三风轮7和第二风轮6呈涡旋形上升，增强为巨大的扭矩力促使第一发电机5在室外无风时也能自转发电，解决中大型风力发电机启动难的问题，以高效大功率的发电效能来满足无线路灯充电桩的供电要求，设置中心点避雷装置1有效保护风轮中发电机的定子绕组不受雷电冲击，确保风力发电机和网络摄像头安全运行；通过WiFi或北斗导航或量子通信保密技术与无线充电桩联网，创建移动终端无线路灯互联网云计算自动视频监控安防体系，及时解决和完善一带一路中设备故障维修以及管辖区域上空不明飞行物和地面可疑移动物的自动跟踪、视频监视和取证工作，通过授权程序和取消授权程序对互联网安防体系作进一步加密保护，实施网络出租和自动充电收费，逐步回收投资成本。

所述移动终端无线路灯互联网云计算自动视频监控安防体系：由每一个无线路灯充电桩或每一个无线充电桩各自设置的远程网络摄像头3或网络摄像头19或控制箱20中投币充电装置、各自完成结算支付信息和视频信息的采集以及发现可疑移动物目标的跟踪监视信息后，自动通过路由器电路发射无线信息传送给无线局域网指挥中心进行存储、反馈、转发及处理；所述无线局域网为：在沿途公路边每50～100米内选择统一距离设置一个无线路灯充电桩，每100n个等距离无线路灯充电桩之间设置一个无线充电桩，自动处理邻近左右各100n个范围内每个无线路灯充电桩发来的信息，每100n个等距离无线充电桩之间建立一个无线充电站，管理传递上述系统的信息处理、设备维修工作，每100n个等距离无线充电站之间建立一个无线局域网指挥中心，以次类推扩展，管理、监控整个体系；其中n为自然数。

所述无线路灯充电桩的机座03为金属材料制造成的塔形结构或者吉祥物形状的雕像壳体结构，设为大象壳体时，在象背上设置法兰13供设置喇叭形涡旋槽1701的圆锥形的通风管17连接，大象壳体内腔沿边空间分别设置蓄电池、控制箱20及投币充电装置，四条大象腿金属体与钢筋混凝土墩中的接地网21焊接固定，大象壳体腹内空心底层开孔作为进风口，气流从进风口流入、通过喇叭形涡旋槽1701、圆锥形的通风管17、出风管12、灯柱02、机头01、涡轮式第三风轮7和第二风轮6使流经大象壳体内的气流转换呈涡旋形上升，增强成为强大的扭矩力促使第一发电机5在室外无风时也能自转发电；吉祥物雕像机座的无线路灯充电桩，美化了一带一路中生气勃勃的大自然生态环境。

所述机座03为铁塔形结构时：由角钢23焊接成四个牛腿支撑的正方角锥台形的铁塔，正方角锥台铁塔中心设置裁头圆锥形的通风管17，裁头圆锥形的通风管外侧与角钢23焊接固定，喇叭形进风口24由金属簿板制成，上端与裁头圆锥形的通风管17连接，下端固定在机座03牛腿支撑的角钢23上，裁头圆锥形通风管17顶端设法兰供连接灯柱02使用，机座03上端设置照明灯具18和网络摄像头19，机座03下端设置控制箱20及投币充电装置，控制箱上面设雨棚22，发电机输出由导线9引至控制，20经过电源调制后，分别连接灯具18、网络摄像头19或远程网络摄像头3；锥形的通风管17和喇叭形进风口24连接成上小下大的喇叭形圆管体，利用地面暖气向上升腾的拔风力使风轮自转，引导自然风源通过第一风轮4、第二风轮6、第三风轮7和内部通风道全方位推动风轮旋转，使发电能力倍增，机座03的底脚固定在正方形排列的中间设钢筋混凝土十字架支撑的四个底座基础21上，基础中的钢筋统一焊接固定，分别入地深埋组成规范的放射式接地网，其中，铁塔支撑和底座基础21可根据充电桩功率要求扩大为六脚或八脚型的牛腿支撑，使底座基础与载重负荷相匹配。

所述第一发电机5为垂直轴外转子无铁芯线圈发电机时：主轴10通过上下两个端盖内各自设置的轴承505、磁盘501，磁盘上各自设置一圈由H块永磁组成的永磁体502，两组永磁体502中间设置包含无铁芯线圈的定子503，永磁体与定子线圈之间各自留有气隙，定子503固定在主轴10上；主轴通过第一个拉紧螺栓801或主轴连接套，垂直连接第二发电机51的主轴，第二发电机51主轴通过第二个拉紧螺栓801或主轴连接套，垂直连接第三发电机52的主轴，第三发电机主轴通过第三个拉紧螺栓801或主轴连接套，垂直连接B个发电机主轴，以此类推S个自动离合器8按顺序驱动B个发电机；或者B个发电机主轴10之间通过连接套连接，B个发电机外转子之间通过螺栓连接，组成根据电功率要求叠加制作的垂直轴外转子无铁芯线圈发电机，其中H或B或S为自然数。

所述灯柱02为J个垂直管轴发电机连续结构连接组成，灯柱02上下两端各自设置法兰13供机头01或机座03连接，第一垂直管轴发电机15通过连续结构连接第二垂直管轴发电机16，K个半月形立式风斗14对称固定在第一垂直管轴发电机15和第二垂直管轴发电机16或J个垂直管轴发电机的外转子壳体上，利用发电机不接通负载为空转无阻力的原理，通过控制箱20内的程序软件控制电路，自动控制J个发电机按风力大小有序分配接通负载，提高发电能力；适当选择灯柱02高度或风斗14的尺寸或垂直管轴发电机的台数，配置符合充电总功率要求的无线路灯充电桩，其中J或K为自然数。

所述的中心点避雷装置1为：金属管103顶端制成避雷针穿出金属防雨罩101中心顶点并焊接固定，或在防雨罩101上面设置光伏电池2作为隔热带保护和供应远程网络摄像头3的电源装置；金属管103上端设绝缘轴承102，下端通过风轮中的立管402固定在发电机主轴10的上端，绝缘轴承102外圆绝缘体与立管402内壁接触利于中心点定位；利用发电机主轴10通过机头01、出风管12、法兰13、灯柱02机座03的金属体连接固定以后的良好导电性能，直接连通机座03的钢筋混凝土底座基础中的接地网21；设置成功后的中心点避雷装置1为不动体，屹立在风力发电机中心的制高点上，守护着旋转中的风轮，有效保护风轮中发电机定子绕组和滚珠轴承不受雷电冲击，确保风力发电机和网络摄像头安全运行。

所述机头01为一体化或组合式两种：组合式时，出风管12上端设置支架11，支架11为十字或一字型支架，出风管顶端内空间作为出风口；为一体化时，出风管12由铝合金材料将顶盖支架和法兰13铸成一体，出风管12上端侧面开孔为出风口，经过机械加工以后顶盖中心点开孔安装第一发电机5，第一发电机5的外转子依次与第三风轮7、第二风轮6、第一风轮4连接，发电机的输出由导线9从主轴内孔管路引出至控制箱20构成，其中，出风管12底端设法兰13，第一风轮4顶端设中心点避雷装置1，防雨罩101上面设光伏电池2，防雨罩101内设置远程网络摄像头3，在第二风轮6下侧加高后的球围603上设第四风轮61，光伏电池2直接供应远程网络摄像头3电源，当供电不足时由控制箱20输出电源补充。

所述控制箱20内设有CPU程序软件控制系统、功率自动分配电路、功率检测电路、转速检测电路、电压调制和电源稳压电路、励磁电流自动控制电路、过流保护电路、蓄电池和快速充电电路、投币充电装置、路由器电路、限速和紧急止动刹车电路以及电器元件，以满足发电机可以根据外界风力大小变化自动控制发电机按顺序发电，确保系统运行安全。

有益效果

本设计的无线路灯充电桩为金属材料制造成的吉祥物形状的雕像壳体结构以美化环境，提供高效大功率的电能来满足无线路灯充电桩的供电要求，设有中心点避雷装置有效保护了风轮中发电机的定子绕组不受雷电冲击，确保风力发电机和网络摄像头的安全运行；通过WiFi或北斗导航或量子通信保密技术，创建移动终端路灯互联网云计算自动视频监控安防体系，及时解决完善一带一路中设备故障维修以及管辖区域上空不明飞行物和地面可疑移动物的自动跟踪、视频监视和取证工作，通过授权程序和取消授权程序对移动终端互联网安防体系作进一步加密保护，确保运行安全，实施网络出租和投币充电收费，逐步回收投资成本。

附图说明

附图1、一种铁塔形机座的无线路灯充电桩结构示意图。

附图2、一种大象造型机座的无线路灯充电桩结构示意图。

附图3、一种机头01的结构示意图。

附图4、一种无线路灯充电桩的电路方框图。

附图5、一种设中心点避雷装置的第一风轮结构主视图。

附图6、一种设中心点避雷装置的第一风轮结构俯视图。

附图7、一种风斗的结构俯视图。

附图8、一种风斗的结构正视图。

附图9、第二风轮结构示意图。

附图10、第三风轮结构示意图。

附图11、一种J个自励磁垂直管轴连续结构连接组成的灯柱结构示意图。

附图12、一种自动离合器连接垂直轴外转子发电机的结构示意图。

附图13、授权程序流程图。

附图14、取消授权程序流程图。

具体实施方式

一下实施例并不构成对于本发明范围产生任何限制。

实施例附图1，一种铁塔形机座的无线路灯充电桩结构示意图。

作为优选，图中：1中心点避雷装置，101.防雨罩，102.绝缘轴承，103.金属管，2.光伏电池，3.远程网络摄像头，4.第一风轮，401.第一定位盘，402.立管，41.第2风斗，411.第二定位盘，412.第三定位盘.，5.第一发电机，51.第二发电机，6.第二风轮，61.第四风轮，7.第三风轮，8.自动离合器，9.导线，10.主轴，11.支架，12.出风管，13.法兰，14.风轮，15.第四发电机，16.第五发电机，17.进风管，18.灯具，19.网络摄像头，20.控制箱，21.混凝土底座接地网，22.雨棚，23.角钢，24.喇叭形进风口；实施中先做好底座基础接地网21，将机座03的底脚固定在正方形排列，中间设钢筋混凝土十字架支撑的四个底座基础上与接地网焊接固定，根据不同地区风力资源现状决定无线路灯充电桩的高度，适当选择灯柱02高度或发电机台数决定输出功率，通过法兰13用螺栓固定在机座03上，机头01通过法兰用螺栓固定在灯柱02，其中，螺栓连接处使用连接线确保避雷针与接地网的良好连接。

实施例附图2，一种大象造型机座的无线路灯充电桩结构示意图。

作为优选，图中：1.中心点避雷装置，101.防雨罩，102.绝缘轴承，103.金属管，2.光伏电池，3.远程网络摄像头，4.第一风轮，401.第一定位盘，402.立管，41.第2风斗，411.第二定位盘，412.第三定位盘.，5.第一发电机，51.第二发电机，6.第二风轮，7.第三风轮，8.自动离合器，9.导线，+9.光纤，10.主轴，11.支架，12.出风管，13.法兰，14.风轮，15.第四发电机，16.第五发电机，17.进风管，1701.喇叭形涡旋槽，18.灯具，19.网络摄像头，20.控制箱，21.混凝土底座接地网；实施中先做好底座基础接地网21，将大象造型机座03的底脚固定在正方形排列，中间设钢筋混凝土十字架支撑的四个底座基础上与接地网焊接固定，根据不同地区风力资源现状决定无线路灯充电桩的高度，适当选择灯柱02高度或段数，通过法兰13用螺栓固定在机座03上，机头01通过法兰用螺栓固定在灯柱02，其中，螺栓连接处使用连接线确保避雷针与接地网的良好连接。

附图3、一种机头01的结构示意图。

图中：1.中心点避雷装置，101.防雨罩，102.绝缘轴承，103.金属管，2.光伏电池，3.远程网络摄像头，4.第一风轮、包含一对第一风斗，41.一对第2风斗，42.一对第3风斗，402.立管，411.定位盘有三个，5.第一发电机，6.第二风轮，7.第三风轮，9.导线，10.主轴，12.出风管，13.法兰，61.第四风轮，其中：01.机头中的出风管12由铝合金材料将顶盖板支架和法兰13铸成一体，出风管上侧面设出风口，经过机械加工以后，顶盖板中心开孔安装发电机5的主轴10、主轴顶端设置中心点避雷装置，发电机5外转子上安装风轮。

附图4、一种无线路灯充电桩的电路方框图。

图中：光伏电池2输出端连接远程网络摄像头3，第一发电机5、第一垂直管轴发电机15、第二垂直管轴发电机16或J个垂直管轴发电机的输出端由导线9连接控制箱20经过电压调制、蓄电池储能以后输出端连接灯具18、网络摄像头19.供电，并且与远程网络摄像头3连接，为远程网络摄像头提供双路电源供电，其中，控制箱20通过光纤+9连接远程网络摄像头3、网络摄像头19，通过控制箱或网络摄像头中的路由器电路进行无线联网信息传提，自动投入移动终端路灯无线充电桩互联网云计算自动视频监控安防体系工作，同时控制箱20供应投币充电装置的工作充电电源，其中J为自然数。

附图5、一种设中心点避雷装置的第一风轮结构主视图。

附图6和一种设中心点避雷装置的第一风轮结构俯视图。

上述二图中所示：1.中心点避雷装置，101.防雨罩，102.绝缘轴承，103.金属管，2.光伏电池，3.远程网络摄像头，4.第一风轮，由两个对称的风斗组成，401.第一定位盘，402.立管，41.第2风斗，由两个对称的风斗组成，411.第二定位盘，412.第三定位盘。

附图7、一种风斗的结构俯视图。

附图8、一种风斗的结构正视图；上述二图中所示：弧形静片4013通过活动装置4012与弧形动片4011连接成半圆形，半圆形两端设软幕4014构成正面长方体，背面半圆形，俯视成月形的立式风斗，该风斗可组合装配成较大功率的垂直轴风力发电机的风轮，其中，活动装置4012为设有弹璜4015或向下倾斜的接扣装置，使得风斗在顺风方向时自动打开成半圆形，在无风或背风方向时，由于弹璜4015或向下倾斜的弧形动片4011自重自动闭合风斗，以减少风向阻力，弧形动片4011尾部留适当长度作为挡板4016，以弧形静片4013头部作为靠山，限制风斗成半圆形后继续向外扩展。

附图9、第二风轮结构示意图；图中：601.第一防雨盖，602.第一弧形叶片，603.第一球围，61.为上下两层，对称设置在第一球围603上的4个风斗或者为一层设2个或4个风斗。

附图10、第三风轮结构示意图；图中：701.第二防雨盖，702.第二弧形叶片，703.第二球围，第三风轮小于第二风轮，设置在第二风轮内部，第二防雨盖701中设若干螺孔供发电机外转子连接时使用。

附图11、一种J个自励磁垂直管轴连续结构连接组成的灯柱结构示意图。

所述垂直管轴发电机为垂直管轴自励磁发电机时：第一垂直管轴发电机15的垂直管轴244上端设置上法兰13，下端通过第一端盖241和第二端盖243中的轴承支撑外转子242，外转子242内壁设置一圈鼠笼式矽钢片，垂直管轴244外侧与矽钢片铁芯和主绕组以及励磁绕组组成的定子245固定，外转子与定子之间各自留有气隙，垂直管轴244通过连续结构连接第二垂直管轴发电机16，第二垂直管轴发电机16的垂直管轴254通过第三端盖251和第四端盖253中的轴承支撑外转子252，外转子252内壁设置一圈鼠笼式矽钢片，垂直管轴254外侧与矽钢片铁芯和主绕组以及励磁绕组组成的定子255固定，外转子内壁与定子之间各自留有气隙，垂直管轴254通过连续结构连接第三垂直管轴发电机J，垂直管轴发电机壳体上连体设置对称的半月形立式活动风斗14，制作中半月形活动风斗时，活动装置4012设置在弧形叶片的三分之一或二分之一处，使得风斗在顺风方向时自动打开成半圆形，在无风或背风方向时，向下倾斜自动闭合风斗，以减少风向阻力；在最下面一台发电机的垂直管轴下端设置下法兰13，供机座03连接，发电机的输出导线9和励磁电源线91各自引至控制箱20励磁电源通过控制箱20内的电路自动控制，其中J为自然数。

附图12、一种自动离合器连接垂直轴外转子发电机的结构示意图。

图中：5.第一发电机，51.第二发电机，52.第三发电机，501.磁盘，502.永磁体，503.定子，504.螺栓，505.轴承，8.自动离合器，801.拉紧螺栓，9.导线，10.主轴，其N或B为自然数，虚线为需要连接的多个发电机，主轴10上端的螺栓供金属管103连接时固定，主轴10下端的键槽和螺母供与支架11固定；其中自动离合器8包含：.N个离合螺栓802，定位半圆孔803，吸片804.，离合孔805；或在吸片804中设置十字形花键孔，第二发电机外转子下端盖上设置十字形花键凸，离合孔805中装N个离合螺栓802，吸片向上吸合时通过定位孔803定位，同时闭合十字形花键孔，通过离合螺栓带动第二发电机旋转。

附图13、所述授权程序流程图，包括：301、开始授权，——302、主移动终端随机生成授权码，——303、发送授权码和子移动终端名称给N个网络中的摄像头，——304、发送授权码和网络摄像头号给被授权的子移动终端，——305、被授权的子移动终端发送授权码给网络摄像头，——306、网络摄像头验证授权码，——307、验证通过？——308、子移动终端随机生成访问密码，——309、被授权的子移动终端发送设备号及访问密码给网络摄像头，——310、网络摄像头保存子移动终端设备号及访问密码，——311、授权成功。

所述授权流程中：306、网络摄像头验证授权码和307、验证通过？之间需要自动往返相互确认，确认以后自动进入下一步流程308、随机生成被访问密码；其中N为自然数。

附图14、所述取消授权程序流程图，包括：401、取消授权？——402、主控移动终端发送被取消的子移动终端名称给网络中的摄像头，——403、网络摄像头根据名称删除被取消的子移动终端名称，——404、网络摄像头等待被取消的子移动终端连接，——405、通知被取消的子移动终端已经被删除授权，——406、取消授权成功；通过上述授权程序和取消授权程序对移动终端路灯无线充电桩互联网云计算自动视频监控安防体系作进一步加密处理，确保运行安全。

综上所述，本发明的无线路灯充电桩产生了意想不到的巨大效果，还可以广泛应用于工厂园区、广场公园、政府办公大院、农村农场、偏远地区、沿海地区的公路设施、企业大门口吉祥物雕像等等地方。