一种基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯

摘要

本发明涉及一种基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯，包括灯杆、灯罩和灯座，还包括更换机构和中控机构，更换机构包括驱动组件、固定轴、第四齿轮、转盘、底座、基座、动力组件、至少两个照明灯和至少两个更换组件，更换组件包括吸附单元、第一挡板、限位块、转动杆、第一套筒和两个第一弹簧，动力组件包括第一驱动单元、第二驱动单元、第二套筒、连接块、第二齿轮、移动杆、第二挡板、第三挡板和两个第二弹簧，该基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯中，通过更换机构，使路灯的灯泡在发生损坏的时候，工作人员不需要爬上路灯即可对灯泡进行更换，延长了工作人员更换路灯灯泡的周期，降低了人力消耗，提高了路灯的实用性。

说明书

技术领域

本发明涉及户外照明设备领域，特别涉及一种基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯。

背景技术

户外照明，是指室内照明以外的照明，户外照明要求满足室外视觉工作需要和取得装饰效果，与家居照明相比，户外照明有功率大、亮度强、体积大、使用寿命长、维护成本低等特点。

路灯作为户外照明设备的一种，在生活中广为使用，一般路灯的灯泡的寿命有限，在使用一段时间之后，灯泡很容易发生故障，每当路灯灯泡发生故障的时候，工作人员就需要爬到路灯顶部对灯泡进行更换，增加了工作人员的工作强度，降低了路灯的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯，包括灯杆、灯罩和灯座，所述灯罩设置在灯杆的上方，所述灯座设置在灯罩的一侧内壁上，还包括更换机构和中控机构，所述更换机构设置在灯罩的内部，所述中控机构设置在灯罩的内部，所述中控机构包括PLC和无线信号收发模块，所述无线信号收发模块与PLC电连接；

所述更换机构包括驱动组件、固定轴、第四齿轮、转盘、底座、基座、动力组件、至少两个照明灯和至少两个更换组件，所述固定轴的一端设置在灯罩的一侧内壁上，所述转盘的圆心处设有通孔，所述固定轴穿过通孔，所述底座的形状为圆形，所述底座的圆心与固定轴的另一端固定连接，所述第四齿轮设置在转盘上远离底座的一侧，所述第四齿轮与转盘同轴设置，所述驱动组件设置在固定轴上，所述基座的形状为圆环，所述基座设置在转盘的圆周上，各更换组件周向均匀设置在基座上，所述动力组件设置在底座上，所述动力组件靠近灯座设置，各照明灯分别设置在各更换组件上；

所述更换组件包括吸附单元、第一挡板、限位块、转动杆、第一套筒和两个第一弹簧，所述第一套筒设置在基座上，所述转动杆设置在第一套筒的内部，所述吸附单元设置在转动杆上远离底座的一端上，所述限位块设置在转动杆上，所述限位块位于吸附单元和第一套筒之间，所述第一挡板上设有通孔，所述转动杆穿过第一挡板，所述第一挡板位于限位块和吸附单元之间，两个第一弹簧的一端均设置在第一挡板上，两个第一弹簧的另一端均设置在第一套筒上；

所述动力组件包括第一驱动单元、第二驱动单元、第二套筒、连接块、第二齿轮、移动杆、第二挡板、第三挡板和两个第二弹簧，所述第二套筒设置在底座上，所述移动杆穿过第二套筒，所述第二驱动单元设置在底座上靠近移动杆的位置处，所述第三挡板设置在移动杆上靠近第二驱动单元的一端上，所述第二挡板上设有通孔，所述移动杆穿过第二挡板，所述第二挡板位于第三挡板和第二套筒之间，两个第二弹簧的一端均设置在第二挡板上，两个第二弹簧的另一端均设置在第二套筒上，所述连接块设置在移动杆的另一端上，所述第二齿轮套设在连接块的外周上，所述第一驱动单元设置在第二套筒的上方。

作为优选，为了给转盘的转动提供动力，所述驱动组件包括第四电机和第三齿轮，所述第四电机设置在固定轴的一侧，所述第四电机与第三齿轮传动连接，所述第四齿轮与第三齿轮啮合，所述第四电机与PLC电连接。

作为优选，为了实现对照明灯的固定，所述吸附单元包括吸盘、驱动块、丝杆、第一电机、外壳和两个连接杆，所述外壳的竖向截面为U形，所述外壳设置在转动杆的远离底座的一端上，所述吸盘设置在外壳的U形开口处，两个连接杆均设置在吸盘上，所述驱动块设置在两个连接杆之间，所述第一电机设置在外壳的U形开口的底部，所述第一电机与丝杆传动连接，所述驱动块套设在丝杆上，所述丝杆与驱动块螺纹连接，所述第一电机与PLC电连接。

作为优选，为了驱动连接块转动，所述第一驱动单元包括第二电机和第一齿轮，所述第二电机设置在第二套筒的上方，所述第二电机与第一齿轮传动连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二电机与PLC电连接。

作为优选，为了驱动移动杆向左移动，所述第二驱动单元包括凸轮和第三电机，所述第三电机设置在底座上，所述第三电机与凸轮传动连接，所述凸轮与第三挡板位于同一平面内，所述第三电机与PLC电连接。

作为优选，为了驱动转动杆向右移动，所述第一弹簧处于拉伸状态。

作为优选，为了驱动移动杆向右移动，所述第二弹簧处于压缩状态。

作为优选，为了使移动杆可以驱动转动杆转动，所述连接块的远离移动杆的一侧设有开口，所述开口的底部设有开槽，所述转动杆的靠近连接块的一侧设有卡块，所述卡块与开槽匹配。

作为优选，为了使连接块在左右移动的过程中，第一齿轮始终可以驱动连接块转动，所述第二齿轮的厚度大于移动杆左右移动的距离。

作为优选，为了提高对转盘转动角度控制的精度，所述第四电机为步进电机。

本发明的有益效果是，该基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯中，通过更换机构，使路灯的灯泡在发生损坏的时候，工作人员不需要爬上路灯即可对灯泡进行更换，延长了工作人员更换路灯灯泡的周期，降低了人力消耗，提高了路灯的实用性，与现有机构相比，该机构可以同时携带多个完好的灯泡，只有当所有灯泡都损坏之后，工作人员才需要对灯泡进行批量更换，提高了工作人员的工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯的结构示意图；

图2是本发明的基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯的更换机构的结构示意图；

图3是本发明的基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯的更换组件的结构示意图；

图4是本发明的基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯的动力组件的结构示意图；

图5是本发明的基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯的第二驱动单元的结构示意图；

图6是本发明的基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯的驱动组件的结构示意图；

图中：1.灯杆，2.灯座，3.灯罩，4.照明灯，5.基座，6.底座，7.吸盘，8.连接杆，9.外壳，10.丝杆，11.第一电机，12.第一挡板，13.限位块，14.第一弹簧，15.转动杆，16.第一套筒，17.驱动块，18.第二挡板，19.第一齿轮，20.第二齿轮，21.第二电机，22.第二套筒，23.连接块，24.第二弹簧，25.移动杆，26.凸轮，27.第三电机，28.第三齿轮，29.转盘，30.固定轴，31.第四齿轮，32.第四电机，33.第三挡板。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯，包括灯杆1、灯罩3和灯座2，所述灯罩3设置在灯杆1的上方，所述灯座2设置在灯罩3的一侧内壁上，还包括更换机构和中控机构，所述更换机构设置在灯罩3的内部，所述中控机构设置在灯罩3的内部，所述中控机构包括PLC和无线信号收发模块，所述无线信号收发模块与PLC电连接；

如图2所示，所述更换机构包括驱动组件、固定轴30、第四齿轮31、转盘29、底座6、基座5、动力组件、至少两个灯泡4和至少两个更换组件，所述固定轴30的一端设置在灯罩3的一侧内壁上，所述转盘29的圆心处设有通孔，所述固定轴30穿过通孔，所述底座6的形状为圆形，所述底座6的圆心与固定轴30的另一端固定连接，所述第四齿轮31设置在转盘29上远离底座6的一侧，所述第四齿轮31与转盘29同轴设置，所述驱动组件设置在固定轴30上，所述基座5的形状为圆环，所述基座5设置在转盘29的圆周上，各更换组件周向均匀设置在基座5上，所述动力组件设置在底座6上，所述动力组件靠近灯座2设置，各灯泡4分别设置在各更换组件上；

其中，当工作人员发现路灯的灯泡4发生故障的时候，工作人员通过移动设备与无线信号收发模块建立通讯，之后通过移动设备发送指令给PLC，在PLC的控制下，通过固定轴30支撑底座6，之后通过底座6支撑动力组件，之后通过动力组件提供动力，通过更换组件将灯座2上的灯泡4取下，之后通过驱动组件驱动第四齿轮31转动，之后通过第四齿轮31驱动转盘29转动，在转盘29的带动下，通过转盘29驱动基座5转动，在基座5的驱动下，使相邻一个更换组件对准灯座2，之后通过动力组件驱动更换组件，在更换组件的作用下将完好的灯泡4拧到灯座2上，从而实现了灯泡4的自动更换，从而延长了工作人员更换灯泡的周期，降低了人力消耗。

如图3所示，所述更换组件包括吸附单元、第一挡板12、限位块13、转动杆15、第一套筒16和两个第一弹簧14，所述第一套筒16设置在基座5上，所述第一套筒16设置在基座5上，所述转动杆15设置在第一套筒16的内部，所述吸附单元设置在转动杆15上远离底座6的一端上，所述限位块13设置在转动杆15上，所述限位块13位于吸附单元和第一套筒16之间，所述第一挡板12上设有通孔，所述转动杆15穿过第一挡板12，所述第一挡板12位于限位块13和吸附单元之间，两个第一弹簧14的一端均设置在第一挡板12上，两个第一弹簧14的另一端均设置在第一套筒16上；

其中，通过第一套筒16将转动杆15固定在基座5上，当需要将损坏的灯泡4取下的时候，通过动力组件驱动转动杆15向左移动，从而通过转动杆15驱动吸附单元向左移动，之后通过吸附单元将损坏的灯泡4吸住，在动力组件的作用下，驱动转动杆15转动，从而将损坏的灯泡4从灯座2上拧下来，之后动力组件对转动杆15的推力消失，两个第一弹簧14通过第一挡板12给限位块13施加一个向右的力，从而通过限位块13驱动转动杆15向右移动，之后通过基座5驱动各更换组件转动，使相邻的更换组件转动到与灯座2对齐的位置，之后通过动力组件提供动力，在转动杆15和吸附单元的作用下，将完好的灯泡4拧到灯座2上，从而实现了灯泡4的自动更换。

如图4-5所示，所述动力组件包括第一驱动单元、第二驱动单元、第二套筒22、连接块23、第二齿轮20、移动杆25、第二挡板18、第三挡板33和两个第二弹簧24，所述第二套筒22设置在底座6上，所述移动杆25穿过第二套筒22，所述第二驱动单元设置底座6上靠近移动杆25的位置处，所述第三挡板33设置在移动杆25上靠近第二驱动单元的一端上，所述第二挡板18上设有通孔，所述移动杆25穿过第二挡板18，所述第二挡板18位于第三挡板33和第二套筒22之间，两个第二弹簧24的一端均设置在第二挡板18上，两个第二弹簧24的另一端均设置在第二套筒22上，所述连接块23设置在移动杆25的另一端上，所述第二齿轮20套设在连接块23的外周上，所述第一驱动单元设置在第二套筒22的上方；

其中，通过第二套筒22支撑移动杆25，从而提高了移动杆25的稳定性，在第二驱动单元的作用下，驱动第三挡板33向左移动，之后通过第三挡板33驱动移动杆25向左移动，从而通过移动杆25驱动连接块23向左移动，当连接块23与转动杆15的对接之后，连接块23驱动转动杆15继续向左移动，之后在第一驱动单元的作用下，驱动第二齿轮20驱动连接块23转动，之后通过连接块23驱动转动杆15转动，当第二驱动单元对第三挡板33的推力消失的时候，通过两个第二弹簧24提供动力，之后通过两个第二弹簧24驱动第二挡板18向右移动，从而通过两个第二挡板18驱动第三挡板33向右移动，在第三挡板33的作用下，通过移动杆25驱动连接块23向右移动，从而使连接块23与转动杆15脱离。

如图6所示，所述驱动组件包括第四电机32和第三齿轮28，所述第四电机32设置在固定轴30的一侧，所述第四电机32与第三齿轮28传动连接，所述第四齿轮31与第三齿轮28啮合，所述第四电机32与PLC电连接；

其中，在PLC的控制下，通过第四电机32驱动第三齿轮28转动，在第三齿轮28与第四齿轮31的相互作用下，通过第三齿轮28驱动第四齿轮31转动，从而通过第四齿轮31驱动转盘29转动。

如图3所示，所述吸附单元包括吸盘7、驱动块17、丝杆10、第一电机11、外壳9和两个连接杆8，所述外壳9的竖向截面为U形，所述外壳9设置在转动杆15的远离底座6的一端上，所述吸盘7设置在外壳9的U形开口处，两个连接杆8均设置在吸盘7上，所述驱动块17设置在两个连接杆8之间，所述第一电机11设置在外壳9的U形开口的底部，所述第一电机11与丝杆10传动连接，所述驱动块17套设在丝杆10上，所述丝杆10与驱动块17螺纹连接，所述第一电机11与PLC电连接；

其中，在PLC的控制下，通过第一电机11驱动丝杆10转动，在丝杆10上的外螺纹与驱动块17内部的内螺纹的相互作用下，通过丝杆10驱动驱动块17沿着丝杆10左右移动，之后驱动块17通过两个连接杆8驱动吸盘7的中部左右移动，当吸盘7的中部向右移动的时候，吸盘7可以将灯泡4吸住，当吸盘7的中部向左移动的时候，吸盘7可以将灯泡4松开，从而实现了对灯泡4的抓取。

如图4所示，所述第一驱动单元包括第二电机21和第一齿轮19，所述第二电机21设置在第二套筒22的上方，所述第二电机21与第一齿轮19传动连接，所述第一齿轮19与第二齿轮20啮合，所述第二电机21与PLC电连接；

其中，在PLC的控制下，通过第二电机21驱动第一齿轮19转动，在第一齿轮19与第二齿轮20的相互作用下，通过第二齿轮20驱动连接块23转动。

如图5所示，所述第二驱动单元包括凸轮26和第三电机27，所述第三电机27设置在底座6上，所述第三电机27与凸轮26传动连接，所述凸轮26与第三挡板33位于同一平面内，所述第三电机27与PLC电连接；

其中，通过第三电机27驱动凸轮26转动，在凸轮26转动的过程中，通过凸轮26驱动第三挡板33向左移动。

作为优选，为了驱动转动杆15向右移动，所述第一弹簧14处于拉伸状态，当第一弹簧14处于拉伸状态的时候，第一弹簧14对第一挡板12产生一个向右的拉力，从而驱动第一挡板12向右移动。

作为优选，为了驱动移动杆25向右移动，所述第二弹簧24处于压缩状态，当第二弹簧24处于压缩状态的时候，第二弹簧24对第二挡板18产生一个向右的推力，从而驱动第二挡板18向右移动。

作为优选，为了使移动杆23可以驱动转动杆15转动，所述连接块23的远离移动杆25的一侧设有开口，所述开口的底部设有开槽，所述转动杆15的靠近连接块23的一侧设有卡块，所述卡块与开槽匹配；

其中，当转动杆15插入移动杆23内部的时候，转动杆15上的卡块卡入连接块23内部的开槽内，在卡块与开槽的相互作用下，降低了转动杆15与连接块23之间发生打滑的几率，提高了移动杆23与转动杆15连接的稳定性。

作为优选，为了使连接块23在左右移动的过程中，第一齿轮19始终可以驱动连接块23转动，所述第二齿轮20的厚度大于移动杆25左右移动的距离，当第二齿轮20的厚度大于移动杆25左右移动的距离的时候，使连接块23在左右移动的过程中，第一齿轮19始终与第二齿轮20啮合，从而使第一齿轮19始终可以驱动第二齿轮20转动。

作为优选，为了提高对转盘29转动角度控制的精度，所述第四电机32为步进电机，由于步进电机可以精确控制自身转动的角度，从而提高了第四电机32对基座5转动角度控制的精确度，从而提高了吸盘7与灯泡4对接的精确度。

当工作人员发现路灯的灯泡4发生故障的时候，工作人员通过移动设备与无线信号收发模块建立通讯，之后通过移动设备发送指令给PLC，在PLC的控制下，通过固定轴30支撑底座6，之后通过底座6支撑动力组件，之后通过动力组件提供动力，通过更换组件将灯座2上的灯泡4取下，之后通过驱动组件驱动第四齿轮31转动，之后通过第四齿轮31驱动转盘29转动，在转盘29的带动下，通过转盘29驱动基座5转动，在基座5的驱动下，使相邻一个更换组件对准灯座2，之后通过动力组件驱动更换组件，在更换组件的作用下将完好的灯泡4拧到灯座2上，从而实现了灯泡4的自动更换，从而延长了工作人员更换灯泡的周期，降低了人力消耗。

与现有技术相比，该基于物联网的具有灯泡自动更换功能的路灯中，通过更换机构，使路灯的灯泡4在发生损坏的时候，工作人员不需要爬上路灯即可对灯泡4进行更换，延长了工作人员更换路灯灯泡4的周期，降低了人力消耗，提高了路灯的实用性，与现有机构相比，该机构可以同时携带多个完好的灯泡4，只有当所有灯泡4都损坏之后，工作人员才需要对灯泡4进行批量更换，提高了工作人员的工作效率。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。