定向导入阳光装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了定向导入阳光装置，步进电机连接固定在半球形透明防护罩的顶部，透明棱镜圆板通过转动支座安装在与水平方向成45

【技术实现步骤摘要】
定向导入阳光装置


[0001]本技术涉及太阳能应用领域，具体是定向导入阳光装置。

技术介绍

[0002]照明是人类消耗能量最多的一项需求。据统计，发达国家的照明能耗占总能耗的9％以上，我国发达地区的照明能耗占总能耗的6％～9％。以美国为例，每天花在照明上的费用高达1亿美元以上，占全部发电量的1/4左右，而在照明用电中真正用于发光的不过25％，其余则变为了热能。
[0003]众所周知，太阳光是最典型、能量最强的自然光源，并且取之不尽，用之不竭。但实际上，仅有很少的太阳光通过玻璃窗、天窗，为人们用做室内照明，因此进一步开发利用太阳光不仅具有极大的潜力，可以有效节能，同时也符合人类追求高品质生活质量和生活环境的现代生活理念。
[0004]太阳光光纤采光照明技术由于具有系统体积小巧、照明方式特殊等优点，因此长期以来一直是国外的研究热点之一。这项技术通过聚光元件高效采集太阳光，借助柔软的光纤将太阳光很方便地传至任何所需场所使用，并且为提高采光效率，整机还配备有实时、精确跟踪太阳的装置。本技术申请人对该课题也进行了长期深入的研究，其核心技术成果曾向国家知识产权局提交过申请号为：200710022259.6、200810196402.8多项专利申请，其中已授权的200720037444.8《阳电采光器》公开了一种有聚光采光器、驱动聚光采光器转动的机械传动装置、控制机械传动装置的光信号反馈处理电路、向光信号反馈处理电路传送探测信号的光敏探测传感器组成的采光装置。该装置的具体情况可以参见已公开的专利文件，有光自动跟踪控制的基本过程为：当光敏探测传感器中的探测传感器件感知太阳光入射光线角度变化时，将向跟踪控制电路发出相应信号，在跟踪控制电路中信号经比较、放大处理后，控制机械传动机构向调整入射光线的相应方向运转，直至太阳光入射角度达到理想状态。
[0005]虽然本技术申请人经过对聚光、跟踪、传光等多项技术的成功攻关，使自行研制的自动跟踪太阳采光装置的性能价格比已处于国际领先水平，但由于该装置对光纤的长距离、低损耗传输性能和低成本制造技术要求都很高，而特定光纤的传输波长受到限制，加之国内家庭经济承受能力有限，因此尚未能在国内得到大面积推广应用。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种长距离、高效率、全光谱、低成本采集并定向导入阳光装置，避开上述技术中采用传光光纤存在的高传输性能与价格的矛盾，从而使其适合国情，得以推广。
[0007]为了解决上述问题，本技术的技术方案为：定向导入阳光装置，包括采光折射和反射、漫射传输系统、感光探测传感器、追踪控制系统、机械传动装置、半球形顶部圆孔透明防护罩、支架、转动支座、单向推力球轴承、下圆板、电机固定板、螺钉、单列向心球轴承、
有机玻璃电机罩、转动轴、碰停器、垫板、圆基座、圆周防护板、通风器和伸缩杆电机，所述采光折射和反射、漫射传输系统包括透明棱镜圆板、反光圆镜、光导圆管、菲涅尔聚光镜、透明圆板和反射板，所述感光探测传感器包括东西方位角感光探测传感器和环境光感光探测传感器，所述追踪控制系统包括太阳光追踪感光探测传感器、微机全自动程序控制器、机械传动装置、中央处理电路和动作驱动电路，所述中央处理电路连接中央处理器，所述动作驱动电路包括驱动器、继电器、步进电机和限位开关；
[0008]所述步进电机固定连接在半球形顶部圆孔透明防护罩的顶部，所述透明棱镜圆板通过转动支座安装在与水平方向成45
°
，并且反光圆镜由支架与转动支座连接透明棱镜圆板成90
°
固定；
[0009]所述太阳光追踪感光探测传感器和限位开关通过控制系统向机械传动装置的步进电机输送控制指令，所述控制系统驱动透明棱镜圆板、反光圆镜做东西方向转动调整，将采集最大面积汇聚阳光，折射和反射、漫射向下传输到圆基座下方的反射板上，所述反射板的调整角度由伸缩杆电机控制，再定向导入阳光，将阳光传输到指定位置。
[0010]进一步，所述步进电机经单列向心球轴承通过电机固定板和下圆板采用单向推力球轴承支撑连接固定在半球形顶部圆孔透明防护罩的顶部，所述转动支座与步进电机转轴用螺钉连接，所述环境光感光探测传感器和东西方位角感光探测传感器安装在透明棱镜圆板上，所述圆基座外壁装有圆周防护板，所述圆基座内壁装有光导圆管，二十个所述通风器装在圆基座底座的透明圆板上，并在透明棱镜圆板与反光圆镜对称中心左右
°
位置的电机固定板上装有两个东西方向限位开关以及两个东西方向限位保险开关，所述转动支座上朝东西方向对中装有碰停器。
[0011]进一步，所述透明棱镜圆板采用聚碳酸酯材料，其表面形状为上面三角直齿横行组合，下面为平面，所述反光圆镜以及反射板为冷光平面反射镜也可为凹曲面聚光反光镜或凸曲面扩光反光镜，其材质为金属铝、不锈钢、玻璃或Pc材料，且工作表面均须经过真空镀银膜制镜处理。
[0012]进一步，所述追踪控制系统是环境光感光探测传感器检测环境光的亮度以此来判断是否有太阳，所述东西方位角感光探测传感器将东西方向的太阳能信号转换成电信号，所述中央处理电路对太阳光跟踪传感器的信号进行采集后，经运算放大电路放大信号后传输给中央处理器，中央处理器分析后给出控制信号至动作驱动电路，中央处理器给出的控制信号经驱动器放大后驱动继电器，由继电器控制步进电机动作，反射板的定向导入阳光时，调整角度由伸缩杆电机手动控制。
[0013]进一步，所述透明棱镜圆板上根据光线正中要求时装7片整圆菲涅尔聚光镜，根据光线偏向要求时装14片半圆菲涅尔聚光镜，根据光线偏向3面要求时装28片4分之1圆菲涅尔聚光镜。
[0014]本技术与现有的技术相比的优点在于：透明棱镜圆板和反光圆镜折射和反射效率的面积最大化其光路始终朝向下传输，再通过菲涅尔螺纹聚光镜将阳光传输到，圆基座下方，另外所设的反射板上，角度调整由伸缩杆电机控制，再定向导入阳光，将阳光传输到需要光照的地方；使采集的光得到最大效果的利用，有效降低了成本；设施安装方便灵活，可以适应各种建筑形成的需要，尤其可以应用于高层建筑楼，利用屋顶阳光改善高楼内的光线。
[0015]综上所述，本技术不仅能传输可见光，还能传输红外光、紫外光，因此真正实现了太阳光的全光谱利用；具有设计方案科学合理，适合各种建筑的大面积采光需求，同时经济适用，采光效果高。是一套完整的采光解决方案，推广后将产生较高的社会效益和经济效益。
附图说明
[0016]图1是定向导入阳光装置折射和反射结构正视示意视图。
[0017]如图所示：1、透明棱镜圆板，2、半球形顶部圆孔透明防护罩，3、东西方位角感光探测传感器，4、环境光感光探测传感器，5、支架，6、转动支座，7、单向推力球轴承，8、下圆板，9、电机固定板，10、螺钉，11、单列向心球轴承，12、步进电机，13、有机玻璃电机罩，14、转动轴，15、限位开关，16、碰停器，17、垫板，18、反光圆镜，19、圆基座，20、圆周防本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.定向导入阳光装置，其特征在于：包括采光折射和反射、漫射传输系统、感光探测传感器、追踪控制系统、机械传动装置、半球形顶部圆孔透明防护罩(2)、支架(5)、转动支座(6)、单向推力球轴承(7)、下圆板(8)、电机固定板(9)、螺钉(10)、单列向心球轴承(11)、有机玻璃电机罩(13)、转动轴(14)、碰停器(16)、垫板(17)、圆基座(19)、圆周防护板(20)、通风器(24)和伸缩杆电机(26)，所述采光折射和反射、漫射传输系统包括透明棱镜圆板(1)、反光圆镜(18)、光导圆管(21)、菲涅尔聚光镜(22)、透明圆板(23)和反射板(25)，所述感光探测传感器包括东西方位角感光探测传感器(3)和环境光感光探测传感器(4)，所述追踪控制系统包括太阳光追踪感光探测传感器、微机全自动程序控制器、机械传动装置、中央处理电路和动作驱动电路，所述中央处理电路连接中央处理器，所述动作驱动电路包括驱动器、继电器、步进电机(12)和限位开关(15)；所述步进电机(12)固定连接在半球形顶部圆孔透明防护罩(2)的顶部，所述透明棱镜圆板(1)通过转动支座(6)安装在与水平方向成45
°
，并且反光圆镜(18)由支架(5)与转动支座(6)连接透明棱镜圆板(1)成90
°
固定；所述太阳光追踪感光探测传感器和限位开关(15)通过控制系统向机械传动装置的步进电机(12)输送控制指令，所述控制系统驱动透明棱镜圆板(1)、反光圆镜(18)做东西方向转动调整，将采集最大面积汇聚阳光，折射和反射、漫射向下传输到圆基座(19)下方的反射板(25)上，所述反射板(25)的调整角度由伸缩杆电机(26)控制，再定向导入阳光，将阳光传输到指定位置。2.根据权利要求1所述的定向导入阳光装置，其特征在于：所述步进电机(12)经单列向心球轴承(11)通过电机固定板(9)和下圆板(8)采用单向推力球轴承(7)支撑连接固定在半...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子宁，
申请(专利权)人：南京帅瑞科技有限公司，
类型：新型
国别省市：