本發(fā)明屬于太陽能路燈領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能電池板朝向可自動調(diào)節(jié)的太陽能路燈以及控制方法。

背景技術(shù)：

太陽能路燈由于在安裝架設(shè)時無需敷設(shè)供電電纜，同時具有節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，近年來得到了廣泛應(yīng)用。太陽能路燈通常由燈桿、燈頭、太陽能電池板、蓄電池，以及具有電能轉(zhuǎn)換傳輸、路燈開關(guān)控制、蓄電池充放電管理、故障告警指示等功能的控制電路組成。太陽能路燈以太陽光為能源，白天依靠設(shè)置在上部的太陽能電池板吸收太陽能并將之轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，晚上再利用儲存的電能給燈頭供電照明。在太陽能電池板能量轉(zhuǎn)化率不變的前提下，發(fā)電量與太陽能電池板有效面積(即太陽能電池板與太陽光垂直的面積)成正比。因此，通過使太陽能電池板的朝向(即太陽能電池板所在平面的法線方向)始終指向太陽，可以有效提高太陽能電池板的發(fā)電量，從而延長夜間太陽能路燈的照明時長。中國發(fā)明專利cn200810042535公開了一種太陽能路燈，通過旋轉(zhuǎn)抱箍實現(xiàn)太陽能電池板的安裝固定，安裝完成后太陽能電池板的朝向不便于再次調(diào)節(jié)。中國發(fā)明專利cn201510553125公開了一種可轉(zhuǎn)向的太陽能路燈，該裝置需要依靠人手工操作搖手，才能實現(xiàn)太陽能電池板轉(zhuǎn)動調(diào)向，使用非常不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種太陽能電池板朝向可自動調(diào)節(jié)的太陽能路燈，以及一種太陽能電池板的控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種太陽能路燈，包括燈桿、照明裝置、太陽能電池板、蓄電池，還包括第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠驅(qū)動所述太陽能電池板沿所述燈桿長度方向的軸線轉(zhuǎn)動，所述第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠驅(qū)動所述太陽能電池板沿與垂直于所述燈桿長度方向的軸線的軸線轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述燈桿包括第一連接部和第二連接部，照明裝置的一端連接有第三連接部，所述第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠驅(qū)動所述第二連接部相對于所述第一連接部轉(zhuǎn)動，所述第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動所述第三連接部相對于所述第二連接部轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和/或第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括步進電機和齒輪減速裝置。

進一步地，所述太陽能路燈還包括控制模塊，所述控制模塊根據(jù)接收到的信息控制所述第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和/或所述第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)工作。

進一步地，所述信息包括路燈所在的經(jīng)緯度、當前的日期和時間。

進一步地，所述控制模塊中設(shè)有g(shù)ps模塊，用于獲取太陽能路燈所在的經(jīng)緯度、日期和時間信息。

本發(fā)明還提供了一種控制方法，其用于控制以上所述的太陽能電池板，包括以下步驟：

s1：獲取太陽能路燈的經(jīng)緯度、日期和時間信息；

s2：計算并更新一天內(nèi)“時間——太陽能電池板朝向”的對應(yīng)表；

s3：根據(jù)對應(yīng)表，驅(qū)動第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)工作；

s4：判斷是否進入夜晚；是，轉(zhuǎn)步驟s5；否，轉(zhuǎn)步驟s3；

s5：進入下一天，轉(zhuǎn)步驟s2。

進一步地，步驟s2所述對應(yīng)表中包括一天內(nèi)的時刻、太陽能電池板的豎直朝向和太陽能電池板的水平朝向3組參數(shù)。

進一步地，所述對應(yīng)表中一天內(nèi)的時刻間隔為15分鐘。

進一步地，所述步驟s4中通過判斷太陽光強度判斷是否進入夜晚。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)太陽能電池板具有兩個自由度，并可自動控制該太陽能電池板在這兩個自由度運動。

(2)時刻跟蹤太陽的高度，并調(diào)整太陽能電池板的運動方向，使太陽能電池板朝向始終指著太能。同時還可以自動判斷是否進入黑夜并控制太陽能電池板工作。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明一種太陽能路燈的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種太陽能路燈的上部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種控制方法的流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-2所示，一種太陽能路燈，該太陽能路燈包括燈桿1、照明裝置2、太陽能電池板3、第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5、第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4和蓄電池。其中太陽能電池板3為蓄電池供電。另外，第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5能夠驅(qū)動太陽能電池板3沿燈桿1長度方向的軸線(即圖2中的軸線x)轉(zhuǎn)動，第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4能夠驅(qū)動太陽能電池板3沿軸線y轉(zhuǎn)動，其中軸線y垂直于軸線x。

進一步地，燈桿1包括第一連接部8和第二連接部7，其中第二連接部7可相對于第一連接部8轉(zhuǎn)動。具體地，第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5可以驅(qū)動第二連接部7相對于第一連接部8轉(zhuǎn)動，即為太陽能電池板提供了在x軸方向的轉(zhuǎn)動自由度。更具體地，第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5包括步進電機和齒輪減速裝置，其中步進電機及齒輪減速裝置可容納在第一連接部8和第二連接部7的連接關(guān)節(jié)處內(nèi)部的空間內(nèi)。

進一步地，照明裝置2的一端連接有第三連接部6，該第三連接部6可相對于第二連接部7轉(zhuǎn)動。具體地，第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4可以驅(qū)動第三連接部6相對于第二連接部7轉(zhuǎn)動，即為太陽能電池板提供在y軸方向的轉(zhuǎn)動自由度。更具體地，第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4包括步進電機和齒輪減速裝置，其中步進電機和齒輪減速裝置可以容納在第二連接部7和第三連接部6的連接關(guān)節(jié)處內(nèi)部的空間內(nèi)。

進一步地，太陽能路燈還包括控制模塊，該控制模塊根據(jù)接收到的信息控制第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5和第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4驅(qū)動太陽能電池板3分別繞x軸和y軸方向轉(zhuǎn)動。其中信息為路燈所在的經(jīng)緯度、當前的日期和時間。具體地，經(jīng)緯度、日期和時間信息采用人工方式輸入控制模塊中，控制模塊中設(shè)置有存儲模塊和時鐘電路，經(jīng)緯度信息存儲在存儲模塊中，時鐘電路經(jīng)初始化之后，可生成日期和時間信息。優(yōu)選地，所述控制模塊中設(shè)有g(shù)ps模塊，用于獲取經(jīng)緯度、日期和時間信息，這樣可以免除手工輸入經(jīng)緯度和日期時間信息的緩解，從而進一步增加太陽能路燈的自動化工作能力，簡小路燈安裝和維護人員的工作量。

如圖3所示，本發(fā)明還提供了一種控制方法，該控制方法用于控制太陽能路燈的太陽能電池板，包括以下步驟：

s1：獲取太陽能路燈的經(jīng)緯度、日期和時間信息。

該信息既可以通過讀取控制電路中的存儲模塊和時鐘電路獲取，也可以通過gps模塊實時獲取。

s2：計算并更新一天內(nèi)“時間——太陽能電池板朝向”的對應(yīng)表。對應(yīng)表中至少有三個參數(shù)：

一是一天內(nèi)的時刻，可以采用等間隔時刻，間隔時間越小，太陽能電池板的動作越頻繁，從而會比較耗電；間隔時間過大，會影響太陽能電池板朝向控制的準確度，因此要在二者之間找到平衡點，優(yōu)選值為15分鐘。

二是太陽能電池板的豎直朝向，該豎直朝向由太陽能電池板在x軸方向的轉(zhuǎn)動自由度提供，該參數(shù)主要與地球的地軸偏角和緯度相關(guān)，用于跟蹤太陽的高度。通過日期和緯度信息，可以計算得到該參數(shù)，同一天內(nèi)該參數(shù)值無變化。

三是太陽能電池板的水平朝向，該水平朝向由太陽能電池板在y軸方向的轉(zhuǎn)動自由度提供，該參數(shù)主要與經(jīng)度和時間相關(guān)，用于跟蹤太陽的東升西落。通過緯度和時間信息，可以計算得到該參數(shù)。

s3：根據(jù)對應(yīng)表，驅(qū)動第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4和第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5工作。同一天內(nèi)，第二旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4僅需動作一次，而第一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5在每個時刻間隔都要動作。

s4：判斷是否進入夜晚；是，轉(zhuǎn)步驟s5；否，轉(zhuǎn)步驟s3；

在判斷是否進入夜晚時，可以通過光學(xué)傳感器獲取太陽光強度信息，并判斷是白天或黑夜。另外，也可以通過當?shù)亟?jīng)緯度、日照時間、當前日期和時間預(yù)估出進入黑夜的時間。

s5：進入下一天，轉(zhuǎn)步驟s2。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。