隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置及方法，能够在免安装漫反射镜条件下高效利用太阳光对隧道进出口路段进行加强照明，系统结构简单，便于清洁，提高使用寿命。装置包括固定设置在隧道口外侧的支撑架，支撑架的顶部转动设置有旋转架，旋转架传动连接第一驱动机构，旋转架上转动设置有处于同一平面的多个能够同时定向镜像反射和漫反射的复合反射镜和一个镜面反射镜，复合反射镜和镜面反射镜均传动连接至第二驱动机构，隧道口内侧顶部设置有光线方向传感器，光线方向传感器位于镜面反射镜反射太阳光线的路径上，还包括控制器，控制器设置有GPS时间器，光线方向传感器、第一驱动机构和第二驱动机构均通信连接至控制器。

【技术实现步骤摘要】
隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置及方法
本专利技术涉及太阳能利用
，具体涉及隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置及方法。
技术介绍
随着国家经济的快速发展，以高速公路为标志交通运输业更是发展迅猛，但是公路隧道运营管理费用特别是隧道照明电费已成为一笔巨额开支，安全与节能的矛盾也变得日益突出。对驾驶员而言，汽车速度一定情况下在隧道的进出口段光亮度梯度太大，将导致视觉不能尽快调节过来而产生“黑洞”和“白洞”效应，进而使得交通事故的几率上升。为了保证安全前提下实现节能，国家规定隧道照明由基本照明和增强照明两个系统组成，其中分布于整个隧道的基本照明系统一直处于日夜不停的照明状态，而安装于隧道进出口区段的加强照明则通过自动控制的方法，使其根据隧道外太阳光强弱程度而自动控制打开照明灯的个数，只要使其亮度梯度满足技术要求即可；例如：夏天中午太阳光最强时所有的加强照明灯组全部打开工作；冬天或者阴雨天只打开部分；而在晚间全部关闭，从而达到满足技术要求条件下有效节能的目标。目前，隧道加强照明中大多利用常规电力，以高压钠灯、LED灯等作为照明光源，但实际工程中由于闭环式自动控制中的太阳光传感器所处工作环境恶劣和位置偏僻维修不便等因素导致系统故障率高的实际问题，迫使人们放弃自动控制功能以保证系统工作可靠性，通常加强照明系统都是按照夏天最强太阳光设计配备的恒定照明系统，并且与基本照明系统工作状态一样，从而在高可靠性保障满足要求的同时却造成电能源的巨大浪费。相关技术在隧道口外设置定向反射镜，利用定向反射镜将太阳光反射至隧道口内设置的漫反射镜，再由漫反射镜漫反射太阳光进行照明，可以实现太阳光的利用，节省电能源，然而隧道外面的定向反射镜因为处于自然环境中，不定期的玻璃表面受到雨水冲洗和风吹而达到自洁效果；而由于隧道内部安装的漫反射镜长期工作在尘土飞扬的环境中又没有风吹雨淋的自洁条件，因而漫反射镜表面粘上灰尘后不方便清洁造成漫反射效率很低，降低了照明效果，影响了系统的使用寿命，而且目前运营的公路隧道中大部分都没有设置定期高压水冲洗隧道的功能。
技术实现思路
为了解决现有技术中装置不便于清洁影响照明效果和寿命的问题，本专利技术提供了隧道内免安装漫反射镜的隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置及方法，利用复合反射镜同时实现镜面定向反射与漫反射功能，既满足隧道口内一定距离的照明深度，又能够均匀的照亮路面，从而实现高效利用太阳光对隧道进出口路段进行加强照明的目标。在大幅度简化系统结构的条件下仍然能够有效降低隧道进出口的亮度梯度，提高车辆行驶安全性，又彻底解决了漫反射镜的清洁问题，提高了系统使用寿命。为了实现以上目的，本专利技术提供了隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置，包括固定设置在隧道口外侧的支撑架，所述支撑架的顶部转动设置有旋转架，所述旋转架传动连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构被配置为能够驱动所述旋转架沿水平轴转动，所述旋转架上转动设置有多个复合反射镜和一个镜面反射镜，所述复合反射镜能够同时定向镜像反射和漫反射太阳光至隧道内，所述镜面反射镜与所述复合反射镜处于同一平面，所述复合反射镜和所述镜面反射镜均传动连接至第二驱动机构，所述第二驱动机构被配置为能够驱动所述复合反射镜和所述镜面反射镜绕竖直轴转动，隧道口内侧顶部设置有光线方向传感器，所述光线方向传感器位于所述镜面反射镜反射太阳光线的路径上，所述光线方向传感器与所述镜面反射镜构成闭环反射光线检测结构，还包括控制器，所述控制器设置有GPS时间器，所述光线方向传感器、所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均通信连接至所述控制器。进一步地，所述复合反射镜包括钢化玻璃，所述钢化玻璃的外表面设置有压花处理的漫反射图形构成的准平面，所述漫反射图形按设定比例占据所述钢化玻璃的外表面，所述钢化玻璃的内表平面设置有银反射膜，所述银反射膜外侧设置有TPT背板。进一步地，所述钢化玻璃的外表准平面设置有防尘膜，所述银反射膜外侧通过EVA胶连接所述TPT背板，所述复合反射镜的外周设置有框架。进一步地，所述光线方向传感器的光轴与隧道中心线呈倾斜角度β设置，倾斜角度β满足如下公式：S＝H*tgβ，S是被照射路面长度，H是所述光线方向传感器的安装高度。进一步地，所述支撑架的顶部相对设置有两个立板，两个所述立板上均转动设置有水平转轴，所述旋转架的两侧分别与两个所述水平转轴固定连接，所述第一驱动机构包括固定设置于所述支撑架的第一电机，所述第一电机与两个所述水平转轴中的任意一个传动连接。进一步地，所述旋转架上沿水平方向间隔转动设置有多个旋转轴，所述旋转轴沿竖直向设置，所述复合反射镜固定设置于所述旋转轴，所述镜面反射镜固定于其中的一个所述旋转轴，多个所述旋转轴均传动连接至所述第二驱动机构。进一步地，所述第二驱动机构包括固定设置于所述旋转架的第二电机，所述第二电机的输出轴和多个所述旋转轴的下端均固定套设有齿轮，多个所述齿轮套设有链条。进一步地，所述旋转架的底部设置有密封盒，所述齿轮和所述链条均位于所述密封盒内。进一步地，所述支撑架的宽度与隧道口的宽度相适配，所述支撑架的顶部两侧均固定设置有多个固定架，所述固定架上固定设置有准平面法线倾斜于内下方的所述复合反射镜。进一步地，所述支撑架还设置有风速传感器，所述风速传感器通信连接至所述控制器。本专利技术还提供了隧道进出口太阳光定向复合反射照明的方法，采用上述的隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置，包括：GPS时间器实时获取GPS位置对应的GPS时间并发送给控制器，控制器根据GPS时间对应的太阳方位控制第一驱动机构和第二驱动机构启动实时调整旋转架上的复合反射镜和镜面反射镜的角度，以使复合反射镜将太阳光定向反射和漫反射入隧道口内，镜面反射镜将太阳光定向反射入隧道口内且仅提供光线方向传感器使用；同时光线方向传感器检测镜面反射镜反射的太阳光线方向信息并反馈给控制器，控制器根据反馈的太阳光线方向信息控制第一驱动机构和第二驱动机构对复合反射镜和镜面反射镜的角度进行实时修正。与现有技术相比，本专利技术在隧道口外侧设置支撑架，在支撑架上设置第一驱动机构和旋转架，在旋转架上设置第二驱动机构、多个复合反射镜和一个镜面反射镜，镜面反射镜与复合反射镜安装于同一平面；利用复合反射镜同时按照设定比例定向镜面反射和漫反射太阳光进入隧道内部，并均匀分布在规定长度的路面上，并在隧道口内侧顶部设置有光线方向传感器，光线方向传感器则位于镜面反射镜反射太阳光线的路径上，控制器设置GPS时间器，从而可以利用GPS时间器实时获取GPS位置对应的GPS时间并发送给控制器，控制器根据GPS时间对应的太阳方位控制第一驱动机构驱动旋转架带动其上的多个复合反射镜整体沿水平轴转动，控制第二驱动机构驱动旋转架上多个复合反射镜整体绕竖直轴转动，从而实现了根据GPS时间对应的太阳方位实时调整旋转架上的复合反射镜的角度，以使复合反射镜将太阳光定向反射和漫反射入隧道口内进行照明，并且同时光线方向传感器检测镜面反射镜反射的太阳光线方向信息并反馈给控制器，控制器根据反馈的太阳光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置，其特征在于，包括固定设置在隧道口外侧的支撑架(1)，所述支撑架(1)的顶部转动设置有旋转架(2)，所述旋转架(2)传动连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构被配置为能够驱动所述旋转架(2)沿水平轴转动，所述旋转架(2)上转动设置有多个复合反射镜(5)和一个镜面反射镜(13)，所述复合反射镜(5)能够同时定向反射和漫反射太阳光至隧道内，所述镜面反射镜(13)与所述复合反射镜(5)处于同一平面，所述复合反射镜(5)和所述镜面反射镜(13)均传动连接至第二驱动机构，所述第二驱动机构被配置为能够驱动所述复合反射镜(5)和所述镜面反射镜(13)绕竖直轴转动，隧道口内侧顶部设置有光线方向传感器(11)，所述光线方向传感器(11)位于所述镜面反射镜(13)定向反射太阳光线的路径上，所述光线方向传感器(11)与所述镜面反射镜(13)构成闭环反射光线检测结构，还包括控制器，所述控制器设置有GPS时间器，所述光线方向传感器(11)、所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均通信连接至所述控制器。/n

【技术特征摘要】
1.隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置，其特征在于，包括固定设置在隧道口外侧的支撑架(1)，所述支撑架(1)的顶部转动设置有旋转架(2)，所述旋转架(2)传动连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构被配置为能够驱动所述旋转架(2)沿水平轴转动，所述旋转架(2)上转动设置有多个复合反射镜(5)和一个镜面反射镜(13)，所述复合反射镜(5)能够同时定向反射和漫反射太阳光至隧道内，所述镜面反射镜(13)与所述复合反射镜(5)处于同一平面，所述复合反射镜(5)和所述镜面反射镜(13)均传动连接至第二驱动机构，所述第二驱动机构被配置为能够驱动所述复合反射镜(5)和所述镜面反射镜(13)绕竖直轴转动，隧道口内侧顶部设置有光线方向传感器(11)，所述光线方向传感器(11)位于所述镜面反射镜(13)定向反射太阳光线的路径上，所述光线方向传感器(11)与所述镜面反射镜(13)构成闭环反射光线检测结构，还包括控制器，所述控制器设置有GPS时间器，所述光线方向传感器(11)、所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均通信连接至所述控制器。


2.根据权利要求1所述的隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置，其特征在于，所述复合反射镜(5)包括钢化玻璃(502)，所述钢化玻璃(502)的外表面设置有压花处理的漫反射图形构成的准平面，所述漫反射图形按设定比例占据所述钢化玻璃(502)的外表准平面，所述钢化玻璃(502)的内表平面设置有银反射膜(503)，所述银反射膜(503)外侧设置有TPT背板(505)，所述钢化玻璃(502)的外表准平面还设置有防尘膜(501)，所述银反射膜(503)外侧通过EVA胶(504)连接所述TPT背板(505)，所述复合反射镜(5)的外周设置有框架(506)。


3.根据权利要求1所述的隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置，其特征在于，所述光线方向传感器(11)的光轴与隧道中心线呈倾斜角度β设置，倾斜角度β满足如下公式：S＝H*tgβ，S是被照射路面长度，H是所述光线方向传感器(11)的安装高度。


4.根据权利要求1所述的隧道进出口太阳光定向复合反射照明的装置，其特征在于，所述支撑架(1)的顶部相对设置有两个立板(105)，两个所述立板(105)上均转动设置有水平转轴(4)，所述旋转架(2)的两侧分别与两个所述水平转轴(4)固定连接，所述第一驱动机构包括固定设置于所述支撑架(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：亢洁，宁铎，孟惠，仵涛，郝连超，刘嫣，赵娟宁，卢晓杰，段艳花，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61