装配式抗风LED一体化太阳能路灯

技术领域

本发明属于太阳能路灯技术领域，具体涉及一种装配式抗风LED一体化太阳能路灯。

背景技术

高原地区（青藏高原）具有较好的光照条件，太阳能是取之不竭用之不尽的清洁能源，但由于海拔较高，风大温低，目前在高原地区安装的LED一体化太阳能路灯在实际使用过程中存在以下缺点或不足：

（1）由于LED一体化太阳能路灯的太阳能电池板设置在灯杆最上端，时常会有太阳能电池板被大风吹落，严重的情况还会有灯杆下端与基座连接处被吹断。

（2）LED一体化太阳能路灯将太阳能电池板、LED光源、钴酸锂电池和微电脑智能控制器集中为一体结构设置，这种紧凑型结构使得钴酸锂电池的容量较小，同时太阳能电池板的面积也较小，当连续多日阴天，电量难以供应路灯照明，因此需要拓展空间用于安装更大容量的电池，并在灯杆上方增加太阳能电池板。

（3）在灯杆的基座固定安装施工时通常采用先挖体积较大的基坑、然后现浇混凝土的方式，预埋与灯杆下端连接的螺纹杆，浇筑混凝土需要等待较长混凝土凝固的时间，影响施工进度，同时灯杆安装采用螺栓连接的方式，这种连接方式不仅抗风性能不高，而且若有人蓄意破坏，容易将螺母拧下，将灯杆拆卸下来。因此也需要对灯杆与基座的安装方式进行改进。

（4）路灯在长时间使用过程中，灯具的透明灯罩表面附着有灰尘，影响照明效果，因此需要设计一种对灯罩表面进行清洁的装置。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种不易被大风损坏、方便施工且施工周期短、可安装更大容量电池、灯杆与基座连接可靠的装配式抗风LED一体化太阳能路灯。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：装配式抗风LED一体化太阳能路灯，包括沿垂直方向设置的灯杆，灯杆下端插设固定在预埋在地面下的装配式基座内，灯杆上端设有抗风可旋转安装组件，抗风可旋转安装组件前侧设有固定架，固定架上设有LED一体化灯具组件，LED一体化灯具组件顶部设有第一太阳能电池板，抗风可旋转安装组件左侧和右侧分别设有左右对称布置的第二太阳能电池板。

装配式基座包括上细下粗呈圆锥状的中心基座和四个呈矩形的边缘基座，中心基座内部沿竖向中心线开设有一条上下通透的插孔，插孔内固定设有内套管，四个边缘基座沿中心基座的竖向中心线的圆周阵列布置，四个边缘基座内侧均与中心基座固定连接，中心基座和四个边缘基座的高度相等，每个边缘基座外侧均一体设有上下通透的定位连接筒；

地面上开挖有凹坑，凹坑底面平整，凹坑底面垂直向下开设有四个桩孔，中心基座和四个边缘基座设置在凹坑内，四个定位连接筒分别与四个桩孔上下对应贯通，桩孔和定位连接筒内设有上下通长的钢筋笼并浇筑有混凝土，灯杆下端插设在内套管内并通过防拔脱结构与内套管内壁配合。

中心基座、四个边缘基座和四个定位连接筒均采用钢筋混凝土在工厂预制而成，中心基座内部的钢筋与内套管外圆焊接为一体，定位连接筒内圆设有波纹管，定位连接筒内部的钢筋穿过波纹管伸入到波纹管内部。

防拔脱结构包括固定设在灯杆下端外圆的限位块，内套管内圆沿垂直方向开设有一条导槽，内套管内圆下部沿圆周方向开设有环形限位槽，导槽下端与环形限位槽连通，内套管下端口固定连接有一块封堵垫板，封堵垫板上端面与环形限位槽下侧边缘等高；灯杆下端自上而下插入内套管内时，限位块沿导槽向下移动，在灯杆下端与封堵垫板接触时，限位块正好移动到环形限位槽内，旋转灯杆一定角度，限位块在环形限位槽内转动，由于限位块受到环形限位槽的限制，灯杆在竖向方向被定位；灯杆外圆在中心基座上方位置设有与限位块上下对应的记号，中心基座上端面设有用于封闭内套管与灯杆之间形成环形间隙的密封垫和法兰盘。

抗风可旋转安装组件包括同轴向安装在灯杆上端外部的外套筒，外套筒上端口水平设有上顶板，灯杆上端水平设有位于上顶板下方的下支板，下支板上表面和上顶板下表面上下对应开设有同心的圆环槽，圆环槽内设有若干个钢珠，外套筒内圆与灯杆上部外圆之间设有至少两个轴承，灯杆上设有位于每个轴承上侧和下侧的挡圈，轴承外圈与外套筒内圆间隙配合，外套筒下端口内圆固定若干个沿圆周方向均匀布置的外挂钩，灯杆外圆在外套筒下端口内设有与外挂钩数量相等且内外一一对应的下挂钩，上挂钩位置高于下挂钩，每组上下一一对应的上挂钩与下挂钩之间设有一根拉簧，外套筒下端口固定设有端盖，端盖内圆与灯杆外圆之间设有密封圈。

外套筒左侧和右侧分别固定设有用于安装两块第二太阳能电池板的安装架，下支板底面与灯杆外圆之间设有加强肋，上顶板上表面与外套筒外圆之间设有加强角钢。

第二太阳能电池板表面朝南且北高南低倾斜设置，第二太阳能电池板底部设有矩形箱体，矩形箱体内设有为LED一体化灯具组件的灯具供电的钴酸锂电池。

LED一体化灯具组件前侧底部设有透明灯罩，固定架上设有用于清洁透明灯罩的喷水清洗装置。

喷水清洗装置包括储水箱、电动推杆、微型水泵和卷管器，电动推杆沿前后方向水平设置在LED一体化灯具组件下方，储水箱位于LED一体化灯具组件后侧，储水箱顶部设有下水孔，储水箱顶部连接有上大下小的聚雨罩，聚雨罩上端口设有上尖下大的锥形滤网罩，卷管器上缠绕有软管，软管一端口与微型水泵出水口连接，微型水泵进水口与储水箱下侧部连接，电动推杆的推杆中心沿轴向方向设有注水通道，推杆前端设有喷射方向朝上的喷头，推杆后端与软管的另一端口连接。

采用上述技术方案，本发明中的装配式基座在施工时，先在道路指定的位置挖出凹坑，并按照四个定位连接筒的内孔位置在凹坑底部钻孔，钻孔深度根据当地地质情况确定，钻孔直径与定位连接筒内径基本相等，清理钻渣并整平夯实凹坑底面，然后将装配式基座放置到凹坑内，四个定位连接筒的内孔与四个钻孔一一对应，接着将预先制作好的钢筋笼插入到定位连接筒和钻孔内，倒入混凝土并振实，凝固后，装配式基座与地面牢靠固定为一体，最后在装配式基座周围的凹坑内回填土渣。接着将灯杆下端插入到中心基座内的内套管内部，灯杆下端自上而下插入内套管内时，限位块沿导槽向下移动，在灯杆下端与封堵垫板接触时，限位块正好移动到环形限位槽内，旋转灯杆一定角度，限位块在环形限位槽内转动，由于限位块受到环形限位槽的限制，灯杆在竖向方向被定位起到防盗效果；最后在中心基座上端面安装用于封闭内套管与灯杆之间形成环形间隙的密封垫和法兰盘。

封堵垫板可采用与内套管下端口内圆螺纹连接的方式，起到支撑灯杆的作用。当需要更换灯杆时，先拆卸法兰盘和密封垫，然后旋转灯杆，使灯杆外圆的记号与导槽上下对应时，即可将灯杆向上拔出内套管。

本发明中的LED一体化灯具组件、第一太阳能电池板和两块第二太阳能电池板均安装在抗风可旋转安装组件上，安装在抗风可旋转安装组件上的各部件的重心位于灯杆的中心线上，这样确保整个灯杆的稳定性。本发明增设两块第二太阳能电池板，不仅增加了太阳能电池板和电池容量，而且平衡了前侧LED一体化灯具组件的悬臂自重，增强了灯杆的稳定受力性能。

当遇到大风天气时，第一太阳能电池板和两块第二太阳能电池板会受到较大的风力，从而带动外套筒旋转，由于外套筒与灯杆之间设有轴承和若干条拉簧，当受到大风时，外套筒可以克服拉簧的拉力，围绕灯杆适当旋转一定角度，这样就避免了大风对路灯的损伤。下支板和上顶板之间设置的钢珠，起到良好的支撑和滚动作用，进一步减小外套筒旋转时的摩擦力，受到大风时外套筒旋转更灵活。

由于路灯的灯具长时间使用时，灯罩表面会附着灰尘，影响照明效果，因此，隔段时间可操控（通过遥控启动）电动推杆伸长并同时启动微型水泵，电动推杆带动喷头向前推动，喷头在灯罩下方移动过程中，微型水泵抽取储水箱内存储的雨水通过软骨，最后由喷头向上喷出高压水雾对灯罩表面进行清洗。在电动推杆伸长时软管被拉出卷管器，当电动推杆缩回时，卷管器自身的卷绕力将软管卷到卷管器上。储水箱内的水通过下雨时通过锥形滤网罩落到聚雨罩内的水，最后通过下水孔储存到储水箱内。锥形滤网罩可避免较大颗粒的杂物沉积到聚雨罩内而阻挡下水孔。下水孔孔径较小，减少储水箱内的水分蒸发。

本发明中LED一体化灯具组件是将光伏组件、LED光源、钴酸锂电池和微电脑智能控制器集中设置为一体板式结构。微电脑智能控制器能够智能识别各类天气、温度、光线值，并调整产品各个部件的参数使运行达到最佳，进行自动化管理。LED一体化灯具组件底部设有红外线或微波人体感应探头，当人走近时，灯会全亮，当人走远后，灯会自动降低亮度，有效节约电量。

第二太阳能电池板下方矩形箱体内设置的钴酸锂电池增加了电池容量，充分利用了太阳能，若电池储蓄满电能之后，可通过逆变器向国家电网输电。

综上所述，本发明增加了太阳能电池板的面积和电池容量，使整个路灯系统的重心位于灯杆中心线上，提高了灯杆的稳定性，受到大风突袭时，最上端迎风的部分可围绕灯杆旋转，避免大风对路灯的损害，装配式基座的设置，现浇混凝土梁减少，凝固时间缩短，缩短了施工的周期，并且方便安装灯杆，灯杆安装后具有防抽脱结构，避免灯杆被蓄意破坏，同时可对灯罩进行清洁，确保照明亮度。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1中抗风可旋转安装组件的放大图；

图3是图2的右侧视图；

图4是图1中装配式基础的放大图；

图5是图4的俯视图。

具体实施方式

如图1-图5所示，本发明的装配式抗风LED一体化太阳能路灯，包括沿垂直方向设置的灯杆1，灯杆1下端插设固定在预埋在地面下的装配式基座2内，灯杆1上端设有抗风可旋转安装组件3，抗风可旋转安装组件3前侧设有固定架43，固定架43上设有LED一体化灯具组件4，LED一体化灯具组件4顶部设有第一太阳能电池板5，抗风可旋转安装组件3左侧和右侧分别设有左右对称布置的第二太阳能电池板6。

装配式基座2包括上细下粗呈圆锥状的中心基座7和四个呈矩形的边缘基座8，中心基座7内部沿竖向中心线开设有一条上下通透的插孔，插孔内固定设有内套管9，四个边缘基座8沿中心基座7的竖向中心线的圆周阵列布置，四个边缘基座8内侧均与中心基座7固定连接，中心基座7和四个边缘基座8的高度相等，每个边缘基座8外侧均一体设有上下通透的定位连接筒10；

地面上开挖有凹坑11，凹坑11底面平整，凹坑11底面垂直向下开设有四个桩孔12，中心基座7和四个边缘基座8设置在凹坑11内，四个定位连接筒10分别与四个桩孔12上下对应贯通，桩孔12和定位连接筒10内设有上下通长的钢筋笼13并浇筑有混凝土，灯杆1下端插设在内套管9内并通过防拔脱结构与内套管9内壁配合。

中心基座7、四个边缘基座8和四个定位连接筒10均采用钢筋混凝土在工厂预制而成，中心基座7内部的钢筋与内套管9外圆焊接为一体，定位连接筒10内圆设有波纹管14，定位连接筒10内部的钢筋穿过波纹管14伸入到波纹管14内部。这样可起到增强与桩孔12内的混凝土连接为一体的作用。

防拔脱结构包括固定设在灯杆1下端外圆的限位块15，内套管9内圆沿垂直方向开设有一条导槽16，内套管9内圆下部沿圆周方向开设有环形限位槽17，导槽16下端与环形限位槽17连通，内套管9下端口固定连接有一块封堵垫板18，封堵垫板18上端面与环形限位槽17下侧边缘等高；灯杆1下端自上而下插入内套管9内时，限位块15沿导槽16向下移动，在灯杆1下端与封堵垫板18接触时，限位块15正好移动到环形限位槽17内，旋转灯杆1一定角度，限位块15在环形限位槽17内转动，由于限位块15受到环形限位槽17的限制，灯杆1在竖向方向被定位；灯杆1外圆在中心基座7上方位置设有与限位块15上下对应的记号，中心基座7上端面设有用于封闭内套管9与灯杆1之间形成环形间隙的密封垫和法兰盘（图未示）。

抗风可旋转安装组件3包括同轴向安装在灯杆1上端外部的外套筒19，外套筒19上端口水平设有上顶板21，灯杆1上端水平设有位于上顶板21下方的下支板22，下支板22上表面和上顶板21下表面上下对应开设有同心的圆环槽，圆环槽内设有若干个钢珠23，外套筒19内圆与灯杆1上部外圆之间设有至少两个轴承24，灯杆1上设有位于每个轴承24上侧和下侧的挡圈25，轴承24外圈与外套筒19内圆间隙配合，外套筒19下端口内圆固定若干个沿圆周方向均匀布置的外挂钩26，灯杆1外圆在外套筒19下端口内设有与外挂钩26数量相等且内外一一对应的下挂钩27，上挂钩位置高于下挂钩27，每组上下一一对应的上挂钩与下挂钩27之间设有一根拉簧20，外套筒19下端口固定设有端盖28，端盖28内圆与灯杆1外圆之间设有密封圈29。拉簧20还具有对外套筒19向下的拉力，从而确保外套筒在高度方向上的稳定性。

外套筒19左侧和右侧分别固定设有用于安装两块第二太阳能电池板6的安装架30，下支板22底面与灯杆1外圆之间设有加强肋31，上顶板21上表面与外套筒19外圆之间设有加强角钢32。

第二太阳能电池板6表面朝南且北高南低倾斜设置，第二太阳能电池板6底部设有矩形箱体33，矩形箱体33内设有为LED一体化灯具组件4的灯具供电的钴酸锂电池。

LED一体化灯具组件4前侧底部设有透明灯罩34，固定架43上设有用于清洁透明灯罩34的喷水清洗装置。

喷水清洗装置包括储水箱35、电动推杆36、微型水泵37和卷管器38（电动推杆36、微型水泵37和卷管器38在市场上可购置），电动推杆36沿前后方向水平设置在LED一体化灯具组件4下方，储水箱35位于LED一体化灯具组件4后侧，储水箱35顶部设有下水孔，储水箱35顶部连接有上大下小的聚雨罩39，聚雨罩39上端口设有上尖下大的锥形滤网罩40，卷管器38上缠绕有软管41，软管41一端口与微型水泵37出水口连接，微型水泵37进水口与储水箱35下侧部连接，电动推杆36的推杆中心沿轴向方向设有注水通道，推杆前端设有喷射方向朝上的喷头42，推杆后端与软管41的另一端口连接。

本发明中的装配式基座2在施工时，先在道路指定的位置挖出凹坑11，并按照四个定位连接筒10的内孔位置在凹坑11底部钻孔，钻孔深度根据当地地质情况确定，钻孔直径与定位连接筒10内径基本相等，清理钻渣并整平夯实凹坑11底面，然后将装配式基座2放置到凹坑11内，四个定位连接筒10的内孔与四个钻孔一一对应，接着将预先制作好的钢筋笼13插入到定位连接筒10和钻孔内，倒入混凝土并振实，凝固后，装配式基座2与地面牢靠固定为一体，最后在装配式基座2周围的凹坑11内回填土渣。接着将灯杆1下端插入到中心基座7内的内套管9内部，灯杆1下端自上而下插入内套管9内时，限位块15沿导槽16向下移动，在灯杆1下端与封堵垫板18接触时，限位块15正好移动到环形限位槽17内，旋转灯杆1一定角度，限位块15在环形限位槽17内转动，由于限位块15受到环形限位槽17的限制，灯杆1在竖向方向被定位起到防盗效果；最后在中心基座7上端面安装用于封闭内套管9与灯杆1之间形成环形间隙的密封垫和法兰盘。

封堵垫板18可采用与内套管9下端口内圆螺纹连接的方式，起到支撑灯杆1的作用。当需要更换灯杆1时，先拆卸法兰盘和密封垫，然后旋转灯杆1，使灯杆1外圆的记号与导槽16上下对应时，即可将灯杆1向上拔出内套管9。

本发明中的LED一体化灯具组件4、第一太阳能电池板5和两块第二太阳能电池板6均安装在抗风可旋转安装组件3上，安装在抗风可旋转安装组件3上的各部件的重心位于灯杆1的中心线上，这样确保整个灯杆1的稳定性。本发明增设两块第二太阳能电池板6，不仅增加了太阳能电池板和电池容量，而且平衡了前侧LED一体化灯具组件4的悬臂自重，增强了灯杆1的稳定受力性能。

当遇到大风天气时，第一太阳能电池板5和两块第二太阳能电池板6会受到较大的风力，从而带动外套筒19旋转，由于外套筒19与灯杆1之间设有轴承24和若干条拉簧20，当受到大风时，外套筒19可以克服拉簧20的拉力，围绕灯杆1适当旋转一定角度，这样就避免了大风对路灯的损伤。下支板22和上顶板21之间设置的钢珠23，起到良好的支撑和滚动作用，进一步减小外套筒19旋转时的摩擦力，受到大风时外套筒19旋转更灵活。

由于路灯的灯具长时间使用时，灯罩表面会附着灰尘，影响照明效果，因此，隔段时间可操控（通过遥控启动）电动推杆36伸长并同时启动微型水泵37，电动推杆36带动喷头42向前推动，喷头42在灯罩下方移动过程中，微型水泵37抽取储水箱35内存储的雨水通过软骨，最后由喷头42向上喷出高压水雾对灯罩表面进行清洗。在电动推杆36伸长时软管41被拉出卷管器38，当电动推杆36缩回时，卷管器38自身的卷绕力将软管41卷到卷管器38上。储水箱35内的水通过下雨时通过锥形滤网罩40落到聚雨罩39内的水，最后通过下水孔储存到储水箱35内。锥形滤网罩40可避免较大颗粒的杂物沉积到聚雨罩39内而阻挡下水孔。下水孔孔径较小，减少储水箱35内的水分蒸发。

本发明中LED一体化灯具组件4是将光伏组件、LED光源、钴酸锂电池和微电脑智能控制器集中设置为一体板式结构（本申请人的专利号202030414545.3所公开的LED一体化太阳能路灯灯头）。微电脑智能控制器能够智能识别各类天气、温度、光线值，并调整产品各个部件的参数使运行达到最佳，进行自动化管理。LED一体化灯具组件4底部设有红外线或微波人体感应探头，当人走近时，灯会全亮，当人走远后，灯会自动降低亮度，有效节约电量。

第二太阳能电池板6下方矩形箱体33内设置的钴酸锂电池增加了电池容量，充分利用了太阳能，若电池储蓄满电能之后，可通过逆变器向国家电网输电。

以上实施例说明了本发明的基本原理和特点，但上述仅仅说明了本发明的较优实施例，并不受所述实施例的限制。本领域的普通技术人员在本专利的启发下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式变形和改进，这些均属于本发明的保护范围之内。因此，本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。