兼具照明与集光的同体双向模组及灯具制造技术

本实用新型专利技术提供了一种兼具照明与集光的同体双向模组，包括反光杯和设在所述反光杯的一端的LED光源组件、太阳能光伏组件和切换控制单元；当同体双向模组处于照明模式下，所述LED光源组件被所述切换控制单元送至于所述反光杯的底部，由所述反光杯调制所述LED光源组件的出光；所述太阳能光伏组件则处于休眠状态；当同体双向模组处于光伏收集模式下，所述太阳能光伏组件被所述切换控制单元送至于所述反光杯的底部，由所述反光杯收集周边光能送往所述太阳能光伏组件转换为电能；所述LED光源组件则处于休眠状态。本实用新型专利技术不仅能提供照明，还可利用自身构造收集太阳能和周围弱光光能，从而实现同体双向的同体双向模组。

【技术实现步骤摘要】
兼具照明与集光的同体双向模组及灯具
本专利技术涉及一种照明装置，特别涉及兼具LED照明功能和太阳能灯具功能的同体双向模组及其在车灯及户外灯具上的应用。
技术介绍
在空气污染和能源紧缺日益严重的大环境下，发展利用新能源已是大势所趋。十九大报告，也再次强调了对绿色发展的重视。太阳能，作为可再生能源的典型代表，既可免费使用，又无需运输，还对环境无任何污染，不管是军用还是民用领域，都已被世界各国作为重点研发对象。目前，太阳能灯具，主要直接使用太阳能电池板，进行光伏转换。现有的太阳能照明灯具设计，大多是在外观装饰架上，加装太能电池板，尚未见有效利用灯具内部结构空间。现有的LED汽车前照灯，也只是用于夜间行车道路的照明。灯具，作为生活必备品，若能有效重复利用，可以衍生出更多的功能，不单单为照明而存在。LED灯属于朗伯发光体,光强呈余弦分布。测试屏距离较远时,LED灯光发散角过大,光很难照射到测试屏上,大量光能浪费，必须对其发散角进行调控,即二次配光设计。目前,LED二次光学设计通用的办法，是增加反光杯，或者使用透镜，对出射光进行控制,从而得到所要求的光分布。但透镜成本高结构复杂效率低，应用受到了限制。《应用光学》，2014,35(3)中，白莹，林文硕，谢国庆发表的《基于复合抛物面集光器的LED教室灯具的配光设计》，虽然将复合抛物面用于教室LED灯具二次配光，得到复合照明要求的照度分布，但是，并未考虑利用复合抛物面用于光能搜集。《福建工程学院学报》，2013,11(6)中，白莹，钟勇，林文硕等，发表的《基于矩形复合抛物面聚光器LED汽车近光灯设计》，虽然采用2个LED矩形复合抛物面聚光器配光组合，得到符合国标要求的照度分布。但是，并未考虑在近光灯照明的同时，利用复合抛物面用于光能搜集。LED反光杯还是只用于LED出光调控。申请号CN201720250706.2专利技术一种矩形均匀照度的复合抛物面LED聚光器，虽然可通过调节光轴面夹角的大小和聚光器的高度，调节矩形照度的大小，以满足实际矩形路面的照度要求；但是，并不能收集周边弱光，无法充分利用环境里的太阳能。专利技术申请号CN201210471182.1多功能太阳能手电筒，虽然不仅具有普通照明功能，而且能太阳能供电；太阳能平板电池直接接收太阳光，不采用聚光模式光伏转换，对太阳能电池板的要求较高，成本较高。专利技术申请号CN201210209910.1太阳能车灯，使用时，太阳能电池板接收太阳光能，把光能转换成电能，太阳能平板电池直接接收太阳光，不采用非聚光模式光伏转换，对太阳能电池板的要求较高，成本较高。同时太阳能电池板树立在车前，也容易阻碍司机视线。申请号CN201320857120.4专利技术太阳能自行车灯，太阳能平板电池直接接收太阳光，不采用非聚光模式光伏转换，对太阳能电池板的要求较高，成本较高。同时，LED灯的反光杯，并不能辅助太阳能电池板，搜集弱光转换为电能。申请号200910035270.5专利技术专利复合抛物面聚光器，虽然可以增大了对太阳光线的接收半角，但是并不能自身发光，照明。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种兼具照明与集光的同体双向模组，不仅能提供照明，还可利用自身构造收集太阳能和周围弱光光能，从而实现同体双向的同体双向模组。本专利技术是这样实现的：一种兼具照明与集光的同体双向模组，包括LED光源组件、太阳能光伏组件、切换控制单元和反光杯，所述LED光源组件、太阳能光伏组件、切换控制单元设在所述反光杯的一端；当同体双向模组处于照明模式下，所述LED光源组件被所述切换控制单元送至于所述反光杯的底部，由所述反光杯调制所述LED光源组件的出光；所述太阳能光伏组件则处于休眠状态；当同体双向模组处于光伏收集模式下，所述太阳能光伏组件被所述切换控制单元送至于所述反光杯的底部，由所述反光杯收集周边光能送往所述太阳能光伏组件转换为电能；所述LED光源组件则处于休眠状态。进一步地，所述反光杯是由四片反光抛物面合围而成的矩形复合抛物面反光杯，即所述反光杯在任意XY平面上的剖面均为矩形，在任意XZ平面上或YZ平面上的剖面均为混合抛物线；所述混合抛物线的轴和聚光杯的轴的夹角为最大出光半角θmax，所述反光杯通过控制θmax来控制光斑的大小，即将LED光源置于其焦平面处，其光线出射角控制在2θmax之内，从而调制所述LED光源组件的出光。进一步地，本专利技术还包括角度位置调控装置，所述角度位置调控装置包括一底座和复数个伸缩支架，所述反光杯通过所述伸缩支架连接所述底座。进一步地，本专利技术还包括外壳，所述反光杯置于所述外壳内的一端，且所述反光杯和所述外壳之间留有间隙形成散热气流通道，所述LED光源组件、太阳能光伏组件设在散热气流通道内，所述散热气流通道的进气端的有效口径大于散热气流通道中段的有效口径，使所述散热气流通道内的气流形成拉尔法效应。进一步地，本专利技术所述LED光源组件包括左LED灯带、右LED灯带以及U型分离轨道，所述U型分离轨道扣设在所述反光杯的底端，所述左LED灯带和右LED灯带能滑动地设在所述U型分离轨道上；所述切换控制单元包括一驱动装置和两第一牵引绳，所述驱动装置通过两该第一牵引绳分别连接所述左LED灯带的两端和所述右LED灯带的两端。进一步地，所述太阳能光伏组件包括左太阳能电池板、右太阳能电池板、左弧形分离轨道和右弧形分离轨道；所述左太阳能电池板的左侧固定在所述LED光源组件下方，右侧则滑设在所述左弧形分离轨道；所述右太阳能电池板的右侧固定在所述LED光源组件下方，左侧则滑设在所述左弧形分离轨道；所述切换控制单元包括一驱动装置和两第二牵引绳，所述驱动装置通过两该第二牵引绳分别连接所述左太阳能电池板的右端和所述右太阳能电池板的左端。进一步地，所述左弧形分离轨道和右弧形分离轨道的所对应的弧度不小于90°。基于上述兼具照明与集光的同体双向模组，本专利技术还提供一种灯具，其包括一灯壳及至少一灯体，所述灯体并排布置于所述灯壳内，所述灯体为本专利技术上述的兼具照明与集光的同体双向模组。所述灯具为车灯、台灯、或手电筒。本专利技术的优点在于：1、利用反光杯形成双向光路，将弱光收集与LED照明合二为一，灯具空间重复利用率高，既可有效满足照明需求，又能收集太阳光和弱光(即周边环境光照)，用于光伏转换，能源再生，而且相同照度下，照明范围更大；相同照明范围内，照度更高。2、简化灯具光路结构的同时，能获得较高的光学利用效率，生产成本低，容易推广，运用范围广，可用于所以具有类似结构灯具，比如台灯、手电筒等。3、设有切换控制单元，使弱光收集与LED照明互相转换更加方便。4、采用分体散热除尘模式，灵活机动，借助气流的拉法尔效应，带走LED灯和太阳能电池板所产生的多余热量，同时也带走其表面附着的粉尘，使LED与光电效应正常工作。【附图说明】下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术同体双向模组的整体结构示意图。图2是本专利技术同体双向模组的工作状态切换说明示意图。图3是本专利技术同体双向模组的反光杯的结构示意图。图4是本专利技术同体双向模组的反光杯的结构特性示意图。图5是本专利技术同体双向模组的反光杯的出光特性分析状态示意图。图6是本专利技术同体双向模组的反光杯的集光分析状态示意图。图7是本专利技术同体双向模组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼具照明与集光的同体双向模组，其特征在于：包括LED光源组件、太阳能光伏组件、切换控制单元和反光杯，所述LED光源组件、太阳能光伏组件、切换控制单元设在所述反光杯的一端；当同体双向模组处于照明模式，所述LED光源组件被所述切换控制单元送至于所述反光杯的底部，由所述反光杯调制所述LED光源组件出光；所述太阳能光伏组件则处于休眠状态；当同体双向模组处于光伏收集模式，所述太阳能光伏组件被所述切换控制单元送至于所述反光杯的底部，由所述反光杯收集周边光能送往所述太阳能光伏组件转换为电能；所述LED光源组件则处于休眠状态。

【技术特征摘要】
1.一种兼具照明与集光的同体双向模组，其特征在于：包括LED光源组件、太阳能光伏组件、切换控制单元和反光杯，所述LED光源组件、太阳能光伏组件、切换控制单元设在所述反光杯的一端；当同体双向模组处于照明模式，所述LED光源组件被所述切换控制单元送至于所述反光杯的底部，由所述反光杯调制所述LED光源组件出光；所述太阳能光伏组件则处于休眠状态；当同体双向模组处于光伏收集模式，所述太阳能光伏组件被所述切换控制单元送至于所述反光杯的底部，由所述反光杯收集周边光能送往所述太阳能光伏组件转换为电能；所述LED光源组件则处于休眠状态。2.如权利要求1所述的兼具照明与集光的同体双向模组，其特征在于：所述反光杯是由四片反光抛物面合围而成的矩形复合抛物面反光杯，即所述反光杯在任意XY平面上的剖面均为矩形，在任意XZ平面上或YZ平面上的剖面均为混合抛物线；所述混合抛物线的轴和聚光杯的轴的夹角为最大出光半角θmax，所述反光杯通过控制θmax来控制光斑的大小，即将LED光源置于其焦平面处，其光线出射角控制在2θmax之内，从而调制所述LED光源组件的出光。3.如权利要求1所述的兼具照明与集光的同体双向模组，其特征在于：所述LED光源组件包括左LED灯带、右LED灯带以及U型分离轨道，所述U型分离轨道扣设在所述反光杯的底端，所述左LED灯带和右LED灯带能滑动地设在所述U型分离轨道上；所述切换控制单元包括一驱动装置和两第一牵引绳，所述驱动装置通过两该第一牵引绳分别连接所述左LED灯带的两端和所述右LED灯带的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文硕，张积林，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：新型
国别省市：福建,35