一种一体化追光太阳能路灯、追光自动升降系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及路灯领域，特别是涉及一种一体化追光太阳能路灯、追光自动升降系统及方法。
【背景技术】
[0002]—体化太阳能路灯由于其外形美观、安装方便、可靠性高等特点，越来越多地使用于公共照明及园林景观等照明领域。
[0003]但是，一体化太阳能路灯由于美观优先的设计理念，其面板的安装角度与地面平行，不利于其顶部的太阳能电池板接收太阳光，因此太阳能电池板实际发电功率低下，而限制太阳能电池板的发电量，特别是在冬季，太阳高度角小，发电量更低，而且冬季路灯点亮时间长，需电量大。并且在一天中，太阳的移动角度随时在发生变化，现有技术的灯头固定于所述灯杆上不能上下转动，因此无法达到根据太阳移动角度调整灯头的倾斜角度，从而改变迎向太阳光的太阳能电池板的面积的目的。并且，白天需要太阳能电池板尽量朝向太阳，夜晚需要光源尽量达到最优照明效果，这对灯头的倾斜角度的要求也不尽相同，现有技术的灯头显然无法实现这种倾斜角度的调整。
[0004]此外，现有技术中的一体化太阳能路灯，首先是将太阳能电池板、蓄电池、控制器、光源等融为一体，实现一套成型的离网照明系统。分别安装在各种外界受光的场合，但是在整个一体化太阳能路灯的行业内，一般是分别把路灯装到东、西、南、北四个方向。而且呈10?15度的仰角，以便于向路中心照明。然而，目前只有路南的路灯上的电池板是最佳受光角度，像东西方向的路灯容易出现采光不足，效率低的问题，最严重的是路北的路灯，呈现背光低效率的问题，发电量非常低。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的是要提供一种结构简单、安全可靠、安装方便、运行平稳、功耗极低、使用寿命长的能够自动调节灯头倾斜角度的一体化追光太阳能路灯、追光自动升降系统及方法，以在白天尽量使得太阳能电池板朝向太阳，提高了太阳能的利用效率，显著提高太阳能电池板的发电量在夜间，并且使得光源达到较好的夜间照明效果。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种一体化追光太阳能路灯，包括:灯杆；灯头，可转动地连接于所述灯杆的顶端，所述灯头在转动时，其与水平面所形成的倾斜角度发生变化，所述灯头的上表面安装有太阳能电池板，所述灯头内具有步进电机；卡圈，固定连接于所述灯杆；推拉杆，其第一端与所述灯头的下表面铰接，其第二端与所述卡圈的外表面铰接，所述步进电机工作时，驱动所述推拉杆伸缩，从而使得所述灯头转动。
[0007]可选地，所述卡圈包括:第一弧形片，与所述推拉杆的第二端铰接，其内表面与所述灯杆的外表面的轮廓相适应，所述第一弧形片的两端各具有一个第一翅片；第二弧形片，其内表面与所述灯杆的外表面的轮廓相适应，所述第二弧形片的两端各具有一个第二翅片；其中，所述第一弧形片与所述第二弧形片相对贴靠于所述灯杆的外表面，每个所述第二翅片与距离最近的一个所述第一翅片通过至少一个第一螺栓固定连接，使得所述第一弧形片和所述第二弧形片固定于所述灯杆。
[0008]可选地，所述灯头通过连接装置连接于所述灯杆的顶端，所述连接装置包括:固定盘，与所述灯杆固定连接；转动盘，与所述灯头固定连接，可转动地连接到所述固定盘，所述转动盘的第一圆形面与所述固定盘的第一圆形面相接触；转轴，穿过所述固定盘和所述转动盘的中心。
[0009]可选地，所述固定盘通过固定架连接到所述灯杆，所述固定架包括:底座，与所述固定盘固定连接；第三弧形片，与所述底座固定连接，其内表面与所述灯杆的外表面的轮廓相适应，所述第三弧形片的两端各具有一个第三翅片；第四弧形片，其内表面与所述灯杆的外表面的轮廓相适应，所述第四弧形片的两端各具有一个第四翅片；其中，所述第三弧形片与所述第四弧形片相对贴靠于所述灯杆的外表面，每个所述第三翅片与距离最近的一个所述第四翅片通过至少一个第二螺栓固定连接，将所述第三弧形片和所述第四弧形片固定于所述灯杆。
[0010]为了实现上述目的，本发明还提供了一种追光自动升降系统，包括:电压采集模块，采集所述太阳能电池板的实时电压，发出电压信号；控制模块，接收所述电压信号，判断所述实时电压是否降低到预设最小阈值，若是，则发出向上信号；升降模块，接收所述向上信号，控制所述步进电机使得所述推拉杆向上运动。
[0011]可选地，所述控制模块还配置成，判断所述实时电压是否升高到预设最大阈值，若是，则发出向下信号，其中，所述预设最大阈值大于所述预设最小阈值；所述升降模块还配置成，接收所述向下信号，控制所述步进电机使得所述推拉杆向下运动。
[0012]可选地，所述预设最小阈值为5V，所述预设最大阈值为6V。
[0013]可选地，在所述升降模块接收到所述向上信号时，所述推拉杆向上运动，使得所述灯头向上转动到与水平方向成30度仰角的位置；在所述升降模块接收到所述向下信号时，所述推拉杆向下运动，使得所述灯头向下转动到与所述水平方向成30度俯角的位置。
[0014]为了实现上述目的，本发明还提供了一种追光自动升降的方法，包括:电压采集步骤，采集所述太阳能电池板的实时电压，发出电压信号；控制步骤，接收所述电压信号，判断所述实时电压是否降低到预设最小阈值，若是，则发出向上信号；升降步骤，接收所述向上信号，控制所述步进电机使得所述推拉杆向上运动。
[0015]可选地，所述控制步骤还包括:判断所述实时电压是否升高到预设最大阈值，若是，则发出向下信号，其中，所述预设最大阈值大于所述预设最小阈值；所述升降步骤还包括:接收所述向下信号，控制所述步进电机使得所述推拉杆向下运动。
[0016]本发明的一体化追光太阳能路灯由于灯头可转动地连接于灯杆且灯头转动时其相对于水平面的倾斜角度发生变化，因此在推拉杆伸缩时，灯头能够上下转动，这样可以改变设置于灯头的太阳能电池板的太阳光接收面积，在晚上也可以调整灯头的倾斜角度达到最优的照明效果。此外，灯头、套于灯杆的套圈均与推拉杆铰接，这样在灯头上下转动到预定位置时，受推拉杆同轴斜向上的推力，在推拉杆的支撑作用下，灯头可以停留在该预定位置。本发明的追光自动升降系统及追光自动升降方法，能够使得本发明的一体化追光太阳能路灯以最大限度使太阳能电池板接受阳光，增加发电效率。其相对于现有的太阳能路灯，能够相对增加百分之三十的光照时间，从而节约了能源。因此本发明的技术方案具有显著的进步。
[0017]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0018]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0019]图1是根据本发明一个实施例的一体化追光太阳能路灯的整体结构示意图；
[0020]图2是图1所不一体化追光太阳能路灯的右视图；
[0021]图3是图1所不一体化追光太阳能路灯的俯视图；
[0022]图4是图1所示一体化追光太阳能路灯的在不同工作状态下灯头、推拉杆、卡圈的位置示意图；
[0023]图5是根据本发明的另一个实施例的追光自动升降系统的结构框图；
[0024]图6是根据本发明的另一个