带有太阳能板自动转向功能的太阳能户外灯

技术领域

本发明涉及太阳能户外灯技术领域，尤其涉及带有太阳能板自动转向功能的太阳能户外灯。

背景技术

太阳能属于清洁能源，太阳能利用被世界公认为一种节能环保的重要途径，近几年来的太阳能照明产业也被许多工业发达国家列为关键技术研究计划，且现有技术中的大多数自建房或者露营地，会在屋前安装太阳能户外灯，在太阳能户外灯进行照射阳光进行蓄电时，需要人工进行调整，无法在太阳移动过程中太阳能板跟随太阳移动，导致太阳能板无法时刻有效的将容量大的蓄电池进行充电，同时无法进行校正，以实现最佳的时刻转向角度，导致现有技术中的太阳光能的转换效率较低的问题；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于：在控制太阳能板进行跟随操作的基础上，通过自动感应自动操作同时刻下太阳能板的转向角度和太阳能板的电能转换量生成对应的多组标签信息，再对多组标签信息进行量化筛选分析得到波动优选集合，通过波动优选集合内的电能转换均值和波动比例值进行归一化生成超量偏重因子，通过超量偏重因子判断生成最佳的时刻转向角度，使接收太阳光能的转换效率最高，以达到最佳的使用状态，使设备的智能性大大提高。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

带有太阳能板自动转向功能的太阳能户外灯，包括底箱，所述底箱内设有电池组和电能转换系统，所述底箱的顶面中心处固定安装有升降气缸，所述升降气缸的输出轴固定安装有弧板箱，所述弧板箱的顶端固定安装有顶斗盖，所述顶斗盖外设有太阳能板，所述太阳能板适配有用于驱动其转向并感应其转向角度的转向感应组件，所述转向感应组件安装于弧板箱和顶斗盖上，所述弧板箱上安装有伸缩户外灯，所述转向感应组件电性连接有控制面板，所述控制面板安装于底箱的外端。

进一步的，所述转向感应组件包括连接座，所述连接座固定设于顶斗盖内，所述连接座上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴固定套设有主动齿轮，所述主动齿轮的外端啮合连接有传动齿轮，所述传动齿轮的内端转动连接有传动转杆，所述传动转杆的一端固定设于顶斗盖内，且传动齿轮的外端啮合连接有蜗轮，所述蜗轮的内端固定连接有限位转杆，所述限位转杆的两端通过轴承转动设于顶斗盖内，且蜗轮的外端啮合连接有蜗杆，所述蜗杆转动设于顶斗盖内，且蜗杆与限位转杆呈垂直设置，所述蜗杆的顶端转动贯穿顶斗盖的顶壁并固定连接有顶杆，且蜗杆的底端转动贯穿顶斗盖的底壁延伸到弧板箱内，且蜗杆的底端通过轴承与弧板箱的底壁转动连接，所述蜗杆的外端固定套设有底杆和从动齿轮，所述底杆远离蜗杆的一端滑动贯穿弧板箱的侧壁延伸到其外部并固定连接有斜杆，所述斜杆远离底杆的一端与顶杆固定连接，且太阳能板安装于斜杆的端面上，所述从动齿轮的外端啮合连接有感应齿轮，所述感应齿轮传动连接有角度传感器，所述角度传感器安装于弧板箱内。

进一步的，所述角度传感器的感应轴与感应齿轮固定套设，所述弧板箱的侧壁开设有适配底杆滑动的弧形滑道。

进一步的，所述转向感应组件包括灯源、限位套、伸缩滑缸、螺纹杆、伸缩电机和支撑板，所述限位套嵌设于弧板箱内壁上，所述支撑板固定设于弧板箱内，且灯源活动设于弧板箱外，所述伸缩滑缸的外端与限位套滑动卡接，且伸缩滑缸的内端与螺纹杆螺纹套设，所述螺纹杆的一端转动贯穿支撑板并与伸缩电机的输出轴固定连接，且螺纹杆与支撑板垂直设置，所述伸缩滑缸贯穿限位套延伸到弧板箱的外端并与灯源相连接。

进一步的，所述伸缩滑缸的外端固定设有限位滑条，所述限位滑条设有多个，且限位滑条以伸缩滑缸的中轴线为中心并按环形阵列分布，所述限位套开设有适配限位滑条的凹槽。

进一步的，所述控制面板包括控制单元、信息记录单元、储存单元和分析单元；

控制单元在模拟太阳光升降移动的过程中控制太阳能板进行跟随，信息记录单元记录太阳能板的转向角度和太阳能板的电能转换量以及对应的时刻并结合生成初始能量标签；再在同时刻下改变太阳能板的转向角度并再次记录太阳能板的电能转换量并结合生成变量能量标签，其中变量能量标签设有多组；且将生成的初始能量标签和变量能量标签发送到储存单元；储存单元用于接收并储存数据信息；

分析单元用于实时获取变量能量标签的数量，且当变量能量标签的数量大于预设数量时，则提取初始能量标签和全部的变量能量标签再对其进行量化筛选分析得到超量偏重因子，选择与超量偏重因子对应的变量能量标签并重新构建生成超量标签集合，选择与超量偏重因子对应的变量能量标签并构建生成超量标签集合；再通过超量偏重因子对其对应的超量标签集合内的变量能量标签进行从大到小排序，且将最大的超量标签集合内的变量能量标签标记为最优标签，再将最优标签发送给控制单元；控制单元用于接收最优标签并按其控制部件运行。

进一步的，分析单元的量化筛选分析的具体过程如下：

将同时刻下的初始能量标签中的太阳能板的电能转换量分别和变量能量标签中的太阳能板的电能转换量进行相减后得到多个量差值，获取多个量差值的标准差和平均差并进行相除得到波动比例值，选择波动比例值小于波动比例值的变量能量标签并构建波动优选集合，且剔除波动比例值大于等于波动比例值的变量能量标签，再将波动优选集合内的太阳能板的电能转换量进行平均得到电能转换均值，且将电能转换均值和波动比例值进行归一化处理得到超量偏重因子。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明在控制太阳能板进行跟随操作的基础上，通过自动感应自动操作同时刻下太阳能板的转向角度和太阳能板的电能转换量生成对应的多组标签信息，再对多组标签信息进行量化筛选分析得到波动优选集合，通过波动优选集合内的电能转换均值和波动比例值进行归一化生成超量偏重因子，通过超量偏重因子判断生成最佳的时刻转向角度，使接收太阳光能的转换效率最高，以达到最佳的使用状态，使设备的智能性大大提高。

附图说明

图1示出了本发明的主视图；

图2示出了本发明的顶部放大剖面图；

图3示出了螺纹杆处的剖面图；

图4示出了图2的图A处局部放大图；

图5示出了图2的图B处局部放大图；

图6示出了本发明的流程图；

图例说明：1、底箱；2、升降气缸；3、弧板箱；4、顶斗盖；5、太阳能板；6、转向感应组件；7、伸缩户外灯；101、控制面板；102、万向轮；601、连接座；602、伺服电机；603、主动齿轮；604、传动齿轮；605、传动转杆；606、蜗轮；607、限位转杆；608、蜗杆；609、顶杆；610、底杆；611、斜杆；612、从动齿轮；613、感应齿轮；614、角度传感器；701、灯源；702、限位套；703、伸缩滑缸；704、螺纹杆；705、伸缩电机；706、支撑板；707、限位滑条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，带有太阳能板自动转向功能的太阳能户外灯，包括底箱1，底箱1内设有电池组和电能转换系统，电池组和电能转换系统电性连接，电能转换系统配合太阳能板5将光照转换为电能并发送到电池组储存；

底箱1的顶面中心处固定安装有升降气缸2，升降气缸2用于升降太阳能板5的高度，升降气缸2的输出轴固定安装有弧板箱3，弧板箱3的顶端固定安装有顶斗盖4，顶斗盖4外设有太阳能板5，太阳能板5适配有用于驱动其转向并感应其转向角度的转向感应组件6，转向感应组件6安装于弧板箱3和顶斗盖4上，弧板箱3上安装有伸缩户外灯7，转向感应组件6电性连接有控制面板101，控制面板101安装于底箱1的外端；

转向感应组件6包括固定设于顶斗盖4内的连接座601，连接座601上固定安装有伺服电机602，控制伺服电机602的输出轴固定套设有主动齿轮603，以带动主动齿轮603旋转，主动齿轮603的外端啮合连接有传动齿轮604，传动齿轮604的内端转动连接有传动转杆605，传动转杆605的一端固定设于顶斗盖4内，且传动齿轮604的外端啮合连接有蜗轮606，蜗轮606的内端固定连接有限位转杆607，限位转杆607的两端通过轴承转动设于顶斗盖4内，且蜗轮606的外端啮合连接有蜗杆608，通过多齿轮传动将动力传递给蜗杆608，降低单齿轮传动过程中速度稳定性不佳，反馈较快的问题，蜗杆608转动设于顶斗盖4内，且蜗杆608与限位转杆607呈垂直设置，蜗杆608的顶端转动贯穿顶斗盖4的顶壁并固定连接有顶杆609，且蜗杆608的底端转动贯穿顶斗盖4的底壁延伸到弧板箱3内，且蜗杆608的底端通过轴承与弧板箱3的底壁转动连接，蜗杆608的外端固定套设有底杆610和从动齿轮612，蜗杆608用于带动顶杆609、底杆610、从动齿轮612同步转动，从而保证太阳能板5旋转的同时感应其旋转的角度，底杆610远离蜗杆608的一端滑动贯穿弧板箱3的侧壁延伸到其外部并固定连接有斜杆611，斜杆611远离底杆610的一端与顶杆609固定连接，且太阳能板5安装于斜杆611的端面上，从动齿轮612的外端啮合连接有感应齿轮613，感应齿轮613传动连接有角度传感器614，角度传感器614安装于弧板箱3内；角度传感器614的感应轴与感应齿轮613固定套设，弧板箱3的侧壁开设有适配底杆610滑动的弧形滑道；

转向感应组件6包括灯源701、限位套702、伸缩滑缸703、螺纹杆704、伸缩电机705和支撑板706，限位套702嵌设于弧板箱3内壁上，支撑板706固定设于弧板箱3内，且灯源701活动设于弧板箱3外，伸缩滑缸703的外端与限位套702滑动卡接，且伸缩滑缸703的内端与螺纹杆704螺纹套设，螺纹杆704的一端转动贯穿支撑板706并与伸缩电机705的输出轴固定连接，且螺纹杆704与支撑板706垂直设置，伸缩滑缸703贯穿限位套702延伸到弧板箱3的外端并与灯源701相连接；伸缩滑缸703的外端固定设有限位滑条707，限位滑条707设有多个，且限位滑条707以伸缩滑缸703的中轴线为中心并按环形阵列分布，限位套702开设有适配限位滑条707的凹槽；控制伸缩电机705启动并控制其输出轴正向旋转后带动与其固定的连接的螺纹杆704正向旋转，螺纹杆704正向旋转后带动与其套设的伸缩滑缸703沿限位套702向外滑动，伸缩滑缸703沿限位套702向外滑动后带动与其相连接的灯源701向外延伸，增加照射面积，还通过控制伸缩电机705的输出轴反向旋转，并进行上述传动控制灯源701回位，使设备更加便于收纳、移动；底箱1的四个拐角处安装有万向轮102，万向轮102便于设备野外移动使用；

且控制面板101包括控制单元、信息记录单元、储存单元和分析单元，具体的工作步骤如下：

步骤一，控制单元在模拟太阳光或真实太阳光升降移动的过程中控制太阳能板5进行跟随，而太阳能板5进行跟随的具体过程如下：

获取户外的位置，通过户外的位置获取太阳的升降移动进程以及时间，通过时间控制太阳能板5等量转向面对太阳，太阳能板5的具体转向的过程如下：

控制伺服电机602的输出轴进行等量正向旋转，伺服电机602的输出轴等量正向旋转后带动与其固定套设的主动齿轮603等量正向旋转，主动齿轮603等量正向旋转后带动与其啮合的传动齿轮604、蜗轮606、蜗杆608等量正向旋转，蜗杆608等量正向旋转后带动与其顶端固定连接的顶杆609旋转，同时带动与其中部固定套接的底杆610旋转，当底杆610和顶杆609旋转后带动与其固定的斜杆611等量转向，当斜杆611等量转向后带动与其固定的太阳能板5转向，同时蜗杆608旋转后带动与其固定套设的从动齿轮612等量旋转，从动齿轮612等量旋转后带动与其啮合的感应齿轮613等量旋转，感应齿轮613等量旋转后带动与其固定套设的角度传感器614的感应轴旋转，角度传感器614的感应轴旋转后生成太阳能板5的转向角度；

步骤二，信息记录单元记录太阳能板5的转向角度和太阳能板5的电能转换量以及对应的时刻并结合生成初始能量标签；再在同时刻下改变太阳能板5的转向角度并再次记录太阳能板5的电能转换量并结合生成变量能量标签，其中变量能量标签设有多组；且将生成的初始能量标签和变量能量标签发送到储存单元；储存单元用于接收并储存数据信息；

步骤三，分析单元用于实时获取变量能量标签的数量，且当变量能量标签的数量大于预设数量时，则提取初始能量标签和全部的变量能量标签再对其进行量化筛选分析得到超量偏重因子，选择与超量偏重因子对应的变量能量标签并重新构建生成超量标签集合，选择与超量偏重因子对应的变量能量标签并构建生成超量标签集合；再通过超量偏重因子对其对应的超量标签集合内的变量能量标签进行从大到小排序，且将最大的超量标签集合内的变量能量标签标记为最优标签，再将最优标签发送给控制单元，且控制单元用于接收最优标签并按其控制部件运行；

其中的分析单元的量化筛选分析的具体过程如下：

将同时刻下的初始能量标签中的太阳能板5的电能转换量分别和变量能量标签中的太阳能板5的电能转换量进行相减后得到多个量差值，获取多个量差值的标准差和平均差并进行相除得到波动比例值，选择波动比例值小于波动比例值的变量能量标签并构建波动优选集合，且剔除波动比例值大于等于波动比例值的变量能量标签，再将波动优选集合内的太阳能板5的电能转换量进行平均得到电能转换均值，且将电能转换均值和波动比例值进行归一化处理得到超量偏重因子；具体归一化公式为

综合上述的技术方案，本发明在控制太阳能板进行跟随操作的基础上，通过自动感应自动操作同时刻下太阳能板的转向角度和太阳能板的电能转换量生成对应的多组标签信息，再对多组标签信息进行量化筛选分析得到波动优选集合，通过波动优选集合内的电能转换均值和波动比例值进行归一化生成超量偏重因子，通过超量偏重因子判断生成最佳的时刻转向角度，使接收太阳光能的转换效率最高，以达到最佳的使用状态，使设备的智能性大大提高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。