百葉窗板組件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種百葉窗板組件，其中，通過懸掛或支撐百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的百葉窗板頭部內(nèi)的執(zhí)行器調(diào)節(jié)自動(dòng)成組的百葉窗板組件的取向。響應(yīng)于太陽高度的確定給該執(zhí)行器供給能量，太陽高度可選地來自經(jīng)由控制器的光傳感器輸出。該光傳感器配置光學(xué)元件來檢測太陽高度和方位、以及一股外部光水平中的至少一個(gè)。還可以通過根據(jù)窗口取向和緯度的計(jì)算來確定該太陽高度和方位。該光學(xué)元件和控制器裝置連接到至少一個(gè)百葉窗板或百葉窗板頭部以提供不要求外部功率或控制的自容系統(tǒng)，除非有需要。本實(shí)用新型可更好地控制陽光、光線和熱量的進(jìn)入室內(nèi)，還可根據(jù)日期時(shí)間、氣候以及居住隱私等需求自動(dòng)調(diào)整百葉的狀態(tài)。
【專利說明】百葉窗板組件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002 ] 本申請(qǐng)要求了 2014年9月12日提交的相同主題的申請(qǐng)N0.62/050，018的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)、以及申請(qǐng)?zhí)枮閁S62/049，941(于2014年9月12日提交)和申請(qǐng)?zhí)枮閁S62/164，834(于2015年5月21日提交)的申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，以上申請(qǐng)的全部內(nèi)容在此引入作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本實(shí)用新型涉及窗口覆蓋，并且尤其涉及用于覆蓋窗口和相關(guān)玻璃窗或開窗的百葉窗板組件，具體來說就是一種百葉窗板組件。
【背景技術(shù)】
[0004]百葉窗板組件旨在使百葉窗板平行轉(zhuǎn)動(dòng)，以允許光進(jìn)入或遮擋光，從而限制從內(nèi)部或者外部的可見性，也就是說，提供私密性。當(dāng)光干擾居住者時(shí)，可能期望阻擋光，當(dāng)不期望阻擋光時(shí)，則使房間變熱。
[0005]然而，通常手動(dòng)使盲組件轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)期望進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，依賴居住者的認(rèn)識(shí)來確定并且動(dòng)作。
[0006]美國專利Νο.4，773，733(1988年9月27日，Murphy等人)公開了一種具有使百葉窗板旋轉(zhuǎn)以阻止直射陽光進(jìn)入的自動(dòng)化裝置的百葉窗板組件，百葉窗板元件配置棱形結(jié)構(gòu)以通過完全內(nèi)部反射將光反射回到窗口外面。這種百葉窗板將使外部圖像(image)變形，因此外部可見性通過百葉窗板之間的空間來獲得。因此，百葉窗板旨在在大致水平取向上操作，并且僅轉(zhuǎn)動(dòng)以捕捉并且將直射陽光向外反射回去。換言之，關(guān)于陽光，它們就像金屬反射器那樣起作用，但是會(huì)使得漫射的外部光(即，從物體發(fā)出的非直射陽光)進(jìn)入房間。然而，這種漫射光被棱形結(jié)構(gòu)打破，這種棱形結(jié)構(gòu)使房間居住者看到的外觀變形。響應(yīng)于太陽高度的檢測，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器從大致水平取向調(diào)節(jié)百葉窗板，這通過接近百葉窗板支撐頭部元件的百葉窗板上放置的光電檢測器進(jìn)行。
[0007]雖然可能期望向外反射干擾建筑物居民的直射陽光，但是可能更期望向內(nèi)但是向上朝向建筑物中的天花板重定向該陽光，以最小化白天對(duì)內(nèi)部照明的需求。
[0008]提供調(diào)節(jié)用于光重定向的百葉窗板以及更好地控制私密性和太陽或其他外部光源的利用或排除的改進(jìn)裝置是一種進(jìn)步。
[0009]本實(shí)用新型的上述和其他目的、效果、特征和優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合附圖獲得的【具體實(shí)施方式】的以下描述變得更加明顯。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種百葉窗板組件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能根據(jù)用戶的需求控制陽光、光線和熱量進(jìn)入室內(nèi)的問題。
[0011]在本實(shí)用新型中，第一個(gè)目標(biāo)通過提供一種百葉窗板組件實(shí)現(xiàn)，百葉窗板組件包括基本上平行的百葉窗板的陣列，該陣列可傾斜或可轉(zhuǎn)動(dòng)，用于確定太陽方向的裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、用于支撐百葉窗板的陣列的頭部，該頭部包括上述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使上述基本上平行的百葉窗板傾斜，其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠操作以使百葉窗板從負(fù)傾角傾斜至垂直、以及從垂直傾斜到正傾角，其中，總轉(zhuǎn)動(dòng)為正傾角和負(fù)傾角的絕對(duì)值的總和。
[0012]本實(shí)用新型的另一方面為百葉窗板組件，其中百葉窗板用于光重定向，并被轉(zhuǎn)動(dòng)以將陽光重定向到內(nèi)部空間中。
[0013]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，當(dāng)在表面法線方向上觀察時(shí)，該百葉窗板具有穿視的可視性。
[0014]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，該百葉窗板組件包括給該執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電的一個(gè)或多個(gè)光伏電池。
[0015]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，每個(gè)百葉窗板被固定支撐在靠近中心的空間中，并且所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠操作以通過垂直移動(dòng)的定位桿使百葉窗板繞固定支撐的位置轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，每個(gè)百葉窗板在相對(duì)端通過支撐夾具被支撐，該支撐夾具與下列構(gòu)件接合:垂直懸掛的固定支撐桿，
[0017]設(shè)置在固定支撐桿后面的定位桿，其中，定位桿與百葉窗板的與固定支撐桿不同的部分接合，從而使得該陣列中的百葉窗板的重量通過垂直懸掛的固定支撐桿支撐，以及定位桿的垂直運(yùn)動(dòng)使百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0018]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)配置楔形齒輪以升高或降低定位桿。
[0019]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，一個(gè)或多個(gè)百葉窗板具有涂黑的邊緣。
[0020]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，陣列中的一個(gè)或多個(gè)百葉窗板被設(shè)置為與平行方向成預(yù)定偏角。
[0021]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，陣列中的一個(gè)或多個(gè)百葉窗板被設(shè)置為預(yù)定偏角，所述預(yù)定偏角通過附接到所述百葉窗板的相對(duì)端的支撐夾具來設(shè)定。
[0022]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括存儲(chǔ)來自光伏電池的能量的電池，當(dāng)電池的電荷低于預(yù)定電平時(shí)，使百葉窗板不轉(zhuǎn)動(dòng)，在其中保持足夠能量，以在沒有有線電源的情況下充分地操作百葉窗板組件。
[0023]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，確定太陽方向的裝置為設(shè)置在陣列中的上部百葉窗板上的反射器，其中，使該上部百葉窗板傾斜，以在在由頭部支撐的檢測器陣列上保持日面的圖像。
[0024]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，確定太陽方向的裝置為至少配置日期、時(shí)間以及百葉窗板陣列羅盤方向和位置的計(jì)算裝置。
[0025]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，在相對(duì)端通過支撐夾具支撐多個(gè)百葉窗板，以及通過在堆疊方向上連接所述百葉窗板的支撐夾具來組裝所述陣列。
[0026]本實(shí)用新型的另一方面為任何這樣的百葉窗板組件，其中，從頭部懸掛的至少一個(gè)桿連接堆疊的百葉窗板的支撐夾具。
[0027]根據(jù)以上【具體實(shí)施方式】可以得知百葉窗板組件的有益效果或特點(diǎn)如下:可以更好地控制陽光、光線和熱量的進(jìn)入室內(nèi)，還可以根據(jù)日期和季節(jié)的時(shí)間、氣候以及使用者的居住隱私等需求自動(dòng)調(diào)整百葉窗板的狀態(tài)。
[0028]本實(shí)用新型的以上和其他目標(biāo)、效果、特征和優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合附圖獲得的實(shí)施方式的以下說明變得更加明顯。
【附圖說明】
[0029]圖1A-圖1C為當(dāng)太陽在不同高度角時(shí)的本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的安裝圖。
[0030]圖2為在外部玻璃窗前面安裝的本實(shí)用新型系統(tǒng)的實(shí)施方式的立面圖。
[0031]圖3為在作為太陽檢測器的光伏(PV)電池前面配置光準(zhǔn)直百葉窗板的另選實(shí)施方式的立面圖。
[0032]圖4為本實(shí)用新型的更優(yōu)選實(shí)施方式的示意性透視圖，示出了代替圖2和圖3的框圖中通常所示的那些系統(tǒng)的光機(jī)構(gòu)件。
[0033]圖5A-圖5C為圖4的實(shí)施方式中的百葉窗板的三種另選取向的示意性透視圖。
[0034]圖6A為連接到圖4至圖5C的百葉窗板的驅(qū)動(dòng)裝置的外側(cè)立面圖，而圖6B為其局部透視圖。
[0035]圖7A為單獨(dú)的百葉窗板支撐端部夾具的透視圖，并且圖7B為示出已連接的百葉窗板的一部分的俯視平面圖。
[0036]圖8A為附接到向后傾斜的共軛支撐吊具的百葉窗板共軛支撐夾具的側(cè)面透視圖，而圖SB為夾具相對(duì)傾斜的側(cè)面透視圖。圖SC為共軛支撐夾具的前立面圖，以及圖8D為在垂直取向上支撐百葉窗板的在該取向上的其側(cè)立面圖。
[0037]圖9為百葉窗板支撐端部夾具的另選實(shí)施方式的透視圖。
[0038]圖10為端部夾具的又一另選實(shí)施方式的透視圖。
[0039]圖11為頭部模塊和光學(xué)傳感器裝置插入頭部殼體之前的局部未組裝分解正視圖。
[0040]圖12為頭部模塊的分解透視圖，示出了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的PCB和可充電電池在其中的放置。
[0041]圖13為頭部模塊端部的另一分解透視圖，示出了驅(qū)動(dòng)裝置到百葉窗板定位支撐夾具的連接。
[0042]圖14為示出了使用百葉窗板組件和系統(tǒng)的另選方法的流程圖。
[0043]圖15為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的更詳細(xì)示意性框圖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括可選太陽追蹤系統(tǒng)電子設(shè)備和機(jī)電構(gòu)件。
【具體實(shí)施方式】
[0044]參照?qǐng)D1A-圖15，其中相同的附圖標(biāo)記代表各圖中相同的構(gòu)件，其中示出了一種新的改進(jìn)的窗口百葉窗板控制系統(tǒng)，此處總體標(biāo)記為100。
[0045]根據(jù)本實(shí)用新型，窗口百葉窗板控制系統(tǒng)100包括:由頭部120支撐的傾斜或可轉(zhuǎn)動(dòng)的成組百葉窗板組件110，頭部120包括:用以測量或確定太陽方向的裝置130，該裝置130可以是通過(via)計(jì)算裝置或表或者通孔光學(xué)裝置130;和頭部120中的傳感器裝置140。頭部120還容納有執(zhí)行機(jī)構(gòu)500，驅(qū)動(dòng)裝置510設(shè)置在頭部120中用以響應(yīng)于太陽方向的確定或由于多云或霧霾天導(dǎo)致太陽不足或漫射光的檢測等，使百葉窗板600傾斜或者轉(zhuǎn)動(dòng)。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)500包括控制器520，諸如微處理器、計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)等，其響應(yīng)于可選地通過直接計(jì)算或測量確定的太陽方向調(diào)整到驅(qū)動(dòng)裝置510(諸如，伺服控制器、執(zhí)行器或步進(jìn)式電動(dòng)機(jī)511)的功率。
[0046]成組百葉窗板組件110包括陣列160中的可傾斜的百葉窗板或板條600。該陣列160可包括為一個(gè)或多個(gè)垂直堆疊列的多個(gè)百葉窗板600。因此，陣列160可在橫向或水平方向上在寬度上延伸一個(gè)或多個(gè)百葉窗板600的長度。另外，百葉窗板600還可垂直布置為多個(gè)橫向相鄰堆疊中，以跨越不同窗口寬度。陣列160中的百葉窗板600—般或者幾乎相互平行，并且通過公共支撐機(jī)構(gòu)支撐，該公共支撐機(jī)構(gòu)允許通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)500調(diào)節(jié)傾角。這些百葉窗板600可為不透明的、透明的、半透明的和/或反光的以及其任意組合。優(yōu)選地，百葉窗板600具有光重定向特性，以控制入射的陽光進(jìn)入建筑物結(jié)構(gòu)的角度。在一操作模式下，百葉窗板600取向基本上跟隨太陽2在需要時(shí)重定向光，光優(yōu)選地朝向室內(nèi)天花板20，以使得陽光能從此散射(作為射線13)，以照射結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的更大部分，如圖1A-圖1C所示。優(yōu)選日光照明或光重定向百葉窗板600是基本上平和平坦板條，該基本上平和平坦板條在透明矩陣內(nèi)配置平行反射內(nèi)表面。如圖5B中所示，當(dāng)百葉窗板600垂直時(shí)，內(nèi)反射表面為水平的，且在窗口表面法線的方向上注視陣列160的建筑物居住者具有窗口 15外面的最佳視野。當(dāng)居住者以平行于反射內(nèi)表面的面的角注視窗口時(shí)，穿視的可視性(see through visibility)將一直最完整。最完整是指不被內(nèi)反射表面的線打斷，如果這些內(nèi)反射表面反射了另外可見的光，這將會(huì)很明顯。
[0047]圖1A-圖1C中的用于這種穿視的可視性的最佳方向通過雙頭箭頭14示出，其在垂直于百葉窗板600表面的方向上從居住者I的眼睛高度指向窗口 15。
[0048]圖1A-圖1C示出了當(dāng)太陽位置被追蹤或計(jì)算且使百葉窗板600適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)動(dòng)以可選地選擇入射陽光被重定向到的天花板20a的區(qū)域時(shí)，百葉窗板600的另選取向如何將光重定向到房間內(nèi)。
[0049]在圖1A中，太陽2在地平線上，并且期望使百葉窗板600負(fù)傾斜(如圖5A所示)以使陽光作為射線12被重定向到天花板區(qū)域20a而不是居住者的眼睛。當(dāng)陽光被重定向到天花板20時(shí)，由此作為射線13被散射，以從上面更大范圍地照射離窗口 15更遠(yuǎn)的房間的更深部分，從而為居住者2提供日光照明。
[0050]圖1B和圖1C還示出了日光重定向窗口百葉窗板控制系統(tǒng)100的優(yōu)選用途，用以使得引導(dǎo)太陽2以逐漸升高的角度入射到玻璃窗15上的光線10的至少一些部分離開將在室內(nèi)朝向地板5的路徑11，并且將其向上朝向天花板20重定向?yàn)樯渚€12’，在此處將作為射線13散射離開天花板20。高度，一些射線10’還被重定向?yàn)樯渚€12’穿過房間的更深處，在那里其散射離開天花板作為散射的自然光13’。
[0051 ]在圖1B和圖1C的這些更高太陽高度下，百葉窗板600從負(fù)取向朝向垂直取向轉(zhuǎn)動(dòng)(圖5B)，以使光反射表面可選地照射天花板20的同一部分20a。當(dāng)圖1C中太陽高度增加時(shí)，可替代地，可以使百葉窗板600轉(zhuǎn)動(dòng)至提供用于光使用的最大效率的角度。在入射到玻璃窗表面15上的所有光朝向天花板被重定向的百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)角度處實(shí)現(xiàn)最大效率。相比之下，固定光的范圍或角度將允許一些光線直接發(fā)射通過百葉窗板600并作為射線11撞擊地板。除了一天中的時(shí)間和太陽高度之外，最佳角度還取決于百葉窗板光重定向元件的縱橫比以及太陽方位(太陽方位關(guān)于羅盤坐標(biāo)、經(jīng)度和瑋度隨著窗口取向而變化)。
[0052]例如，對(duì)于2:1縱橫比的光引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的最大效率角度為?41.8度，處于“O”度方位角，但是在1.6:1縱橫比處，將從百葉窗板表面法線改變到為約52度，圖1C示出了太陽在仍然更高的高度，其中，百葉窗板600在垂直取向(如圖5C所示)之后在正方向上傾斜，以便繼續(xù)將光重定向到天花板20的一部分(例如部分20c)，該部分可選地分別與圖1A和圖1B中的部分20a和20b相同。居住者I通過在箭頭14的方向上向上看，具有最佳視野。
[0053]頭部120包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)500或裝置，以響應(yīng)于太陽位置或天氣條件使陣列160中的百葉窗板600轉(zhuǎn)動(dòng)，頭部具有一前邊緣，前邊緣被定位為在窗框內(nèi)盡可能接近內(nèi)部玻璃窗表面15或者在密封的玻璃窗單元內(nèi)。相應(yīng)地，優(yōu)選百葉窗板組件110和百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)從頭部120的前表面(其是最接近窗口 15的部分)向后設(shè)置，以使百葉窗板60在不碰撞窗口表面15的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)到完全水平取向。優(yōu)選地，百葉窗板600不寬于頭部120深度。
[0054]可以理解，雖然在很多應(yīng)用中優(yōu)選細(xì)長的頭部120被水平地設(shè)置在窗口頂部，但是還可以將頭部垂直地設(shè)置在窗口的側(cè)面，以使運(yùn)轉(zhuǎn)的百葉窗板垂直轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0055]為了容納整個(gè)百葉窗板組件110和相關(guān)系統(tǒng)100構(gòu)件，尤其是太陽高度和追蹤裝置130，在頭部120內(nèi)，太陽高度和方位位置可通過設(shè)置在頭部120內(nèi)或與其連接的傳感器或傳感器陣列141進(jìn)行測量，并且可選地在百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)510前面，以使得附接到或集成到百葉窗板600中的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件或裝置135可以通過傳感器陣列141中的傳感器的差動(dòng)輸出(如果有)，檢測入射的太陽輻射。該光學(xué)元件142調(diào)整基本上準(zhǔn)直的太陽輻射到檢測器或檢測器陣列的一部分的碰撞，使得太陽高度和/或方位可以根據(jù)陣列內(nèi)的傳感器的差動(dòng)輸出并且可選地基于百葉窗板取向的變化確定。
[0056]由于在圖14的處理1400中將響應(yīng)于太陽高度變化使百葉窗板600自動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)，因此當(dāng)將光學(xué)元件142固定到可轉(zhuǎn)動(dòng)的百葉窗板600上時(shí)，光學(xué)元件142的取向能夠可選擇地改變，以提供跨傳感器陣列141的太陽能量的不同分布。光學(xué)元件可以被選擇為使得，用于陽光重定向的最優(yōu)百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)將在傳感器陣列上提供基本相同的照射圖案或者隨時(shí)間變化的照射圖案。然后，該隨時(shí)間變化的照射圖案可用于確定用于陽光重定向的最優(yōu)百葉窗板取向。
[0057]可替代地，光學(xué)元件142可固定在固定百葉窗板上或在頭部上，從而使得傳感器陣列上的照射圖案變化，但是這種時(shí)間變化可用于計(jì)算可轉(zhuǎn)動(dòng)百葉窗板的至少一些部分的期望取向，以使它們可以在預(yù)定范圍內(nèi)被連續(xù)地調(diào)節(jié)?？梢怨室馐拱偃~窗板600在一范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)以改變檢測器輸出，并因此確定太陽高度角和方位角中的一個(gè)或多個(gè)。圖3示出了這樣的實(shí)施方式，其中，光學(xué)檢測裝置135為百葉窗板160’的子集，其可在作為檢測器裝置140的單個(gè)光伏電池710前面轉(zhuǎn)動(dòng)。百葉窗板160’優(yōu)選為不透明的并且具有高縱橫比，以關(guān)于作為檢測器的光伏電池710的表面基本準(zhǔn)直。可替代地，光學(xué)元件142可選擇為提供傳感器陣列141上的照射圖案的時(shí)間變化的任何組合。
[0058]相應(yīng)地，在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的各實(shí)施方式中，提供光學(xué)元件和傳感器組合的代表性而非窮舉示例，這些示例在不同地點(diǎn)和用戶特定應(yīng)用中可能是有利的。
[0059]如圖4所示，光學(xué)裝置130可為簡單反射鏡142，但是可配置以下一個(gè)或多個(gè):平面鏡、直角棱鏡、曲面反射鏡以及菲涅耳反射鏡、折射和衍射元件，包括透鏡和準(zhǔn)直儀。當(dāng)“被鎖定”在指向太陽的位置的取向上時(shí)，這樣的鏡子142理想地得到來自由鏡子142反射的日面(soIar disk)的僅照射陣列141中的中心檢測器的光的一部分。鏡子142的寬度通過總體檢測器配置(檢測器數(shù)量、尺寸和間隔)以及光學(xué)幾何結(jié)構(gòu)確定，光學(xué)幾何結(jié)構(gòu)諸如:太陽的角直徑、從追蹤鏡至光檢測器的距離。鏡子的長度取決于期望什么方位或者偏離角范圍用于直接追蹤。由于追蹤鏡到檢測器的距離隨著方位角的增加而增加，因此反射光的寬度也增加且以偏離檢測器軸的角存在。在平面追蹤鏡的情況下，當(dāng)鏡子142朝向其端部延伸時(shí)，可通過在鏡子142的寬度上提供錐形來延伸該寬度?？商娲?，鏡子142在橫向端部處可變?yōu)橹饾u凹陷，使得焦距等于從鏡子表面至檢測器的距離。
[0060]可替代地，標(biāo)準(zhǔn)矩形鏡子142可與精細(xì)間隔的檢測器141的線性陣列一起配置。檢測器陣列141僅需要具有足夠分散的檢測器，以從陣列141中的相鄰檢測器元件的差動(dòng)輸出準(zhǔn)確地選取太陽取向。相應(yīng)地，光學(xué)元件142旨在在小于約兩個(gè)相鄰檢測器元件的尺寸或者寬度的陣列的一部分上使由鏡子投射的日面的部分成像。然后，可以通過確定陽光的邊緣落下的位置計(jì)算太陽取向，容許跨不同數(shù)量檢測器分布。也可以使用二維CCD陣列或其它相機(jī)類型成像檢測器完成，并且當(dāng)CCD陣列非常小時(shí)，能夠可選地在陽光落下的地方和CCD陣列之間配置聚焦光導(dǎo)管。
[0061 ]已通過三個(gè)檢測器的陣列141令人滿意地實(shí)現(xiàn)窄矩形鏡子142。檢測的處理還包括:當(dāng)通過比較陣列141內(nèi)的每個(gè)檢測器的輸出的相對(duì)幅度，使得支撐反射器142的百葉窗板600 ’轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)態(tài)監(jiān)控光強(qiáng)度。假設(shè)光學(xué)布置限制三個(gè)傳感器中的僅兩個(gè)被完全照射，進(jìn)一步調(diào)節(jié)傾斜位置，直到中心檢測器被最大化，并且側(cè)部檢測器看到類似強(qiáng)度，表示傾斜用于最佳檢測的方向?yàn)橹?。?yōu)選地，百葉窗板連續(xù)地調(diào)節(jié)以最大化追蹤準(zhǔn)確性。然而，優(yōu)選通過百葉窗板的較低頻率運(yùn)動(dòng)來保存電池功率，追蹤可以為離散時(shí)間間隔，或者在圖14中的設(shè)置的處理1401中由用戶選擇?；谑褂么翱诘囊阎獔龅厝∠蚺c以及安裝經(jīng)度和瑋度進(jìn)行的最后追蹤測量之間的時(shí)間、以及時(shí)間和日期來預(yù)測太陽位置，使得可以延長處理1400中的運(yùn)動(dòng)和追蹤事件之間的時(shí)間。
[0062]頭部120還可配置一個(gè)或多個(gè)光伏(PV)電池710，該一個(gè)或多個(gè)光伏(PV)電池710面向玻璃窗15，以向傳感器141、控制系統(tǒng)電子設(shè)備520-524(圖15)供電，并向調(diào)整百葉窗板的陣列160取向的任一電機(jī)511和/或伺服控制器供電。假設(shè)光學(xué)元件在白天期間導(dǎo)致太陽照射的時(shí)間變化，這樣的光伏電池710還可配置為檢測器。
[0063]在本實(shí)用新型的最優(yōu)選實(shí)施方式中，光伏電池710產(chǎn)生足夠能量以提供給執(zhí)行機(jī)構(gòu)500(諸如，伺服控制器、執(zhí)行器或電機(jī)511以及控制器或微處理器520和相關(guān)控制電子設(shè)備)供電所需的全部能量。實(shí)際上期望整個(gè)設(shè)備100是自容式的，而不需要到外部電源的有線連接或電池的周期變化。光伏電池710旨在提供給系統(tǒng)供電一年左右的足夠能量。然而，作為自容式設(shè)備，優(yōu)選地具有不高于必須容納驅(qū)動(dòng)裝置510的頭部120，存在用于這樣的光伏電池710的有限空間。該有限空間以及光伏電池的高成本需要高效節(jié)能的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。由于光伏電池710在多云和陰天固有地具有較低輸出，如圖14所示，該輸出可用于在這種條件下選擇預(yù)定百葉窗板600取向。由于光伏電池710會(huì)在多云天提供電池的最小再充電，因此期望不移動(dòng)百葉窗板或不嘗試太陽追蹤，直到光伏電池710提供更高輸出且電池再充電至期望電平。然而，設(shè)備100還可通過有線連接供電并通過墻壁開關(guān)被直接控制，以克服(override)百葉窗板600的自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0064]相應(yīng)地，本實(shí)用新型的另一方面是百葉窗板支撐和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過小的低功耗電機(jī)驅(qū)動(dòng)，小的低功耗電機(jī)能產(chǎn)生將通過由光伏電池710獲得的太陽能操作一年左右的低扭矩。此處示出并以下進(jìn)一步詳細(xì)描述的優(yōu)選驅(qū)動(dòng)裝置510完成這些目標(biāo)。
[0065]圖5A-圖5C為圖4的實(shí)施方式中的百葉窗板的三個(gè)可選取向的示意性透視圖，在圖5A中示出了從圖5B中的垂直百葉窗板600位置負(fù)傾斜約20°，并且圖5C示出了正傾斜約45°。應(yīng)當(dāng)理解，負(fù)傾斜到正傾斜可通過每個(gè)百葉窗板的上邊緣的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，因此百葉窗板600在這些運(yùn)動(dòng)之間達(dá)到垂直位置(圖5B)。因此，總轉(zhuǎn)動(dòng)為正傾斜和負(fù)傾斜的絕對(duì)值的總和。因此，在從圖5C到圖5A之間的運(yùn)動(dòng)的情況下，總轉(zhuǎn)動(dòng)為65°。
[0066]當(dāng)每個(gè)百葉窗板600的上邊緣從圖5C的正傾斜逆時(shí)針(如圖5A中的彎曲箭頭501所示)轉(zhuǎn)動(dòng)到零或垂直位置時(shí)，每個(gè)百葉窗板(圖5A中的百葉窗板600’)的下邊緣在垂直取向上在最接近狀態(tài)下與每個(gè)堆疊中的下百葉窗板600的上邊緣間隔開一小間隙502，以最小化陽光泄漏。
[0067]配置圖5A的負(fù)傾斜允許非常低角度的陽光朝向天花板被重定向，而不是在眼睛高度在百葉窗板之間被直接發(fā)射或泄漏到建筑物居住者I和2。
[0068]圖6A、圖6B和圖13示出了驅(qū)動(dòng)裝置510的優(yōu)選實(shí)施方式的構(gòu)件，驅(qū)動(dòng)裝置510包括電機(jī)511。電機(jī)511直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)主軸513，步進(jìn)主軸513通過驅(qū)動(dòng)齒輪514連接到楔形齒輪515。該楔形齒輪515附接到公共頭部軸512的一端。頭部120的相對(duì)端部支撐軸512的另一端，頭部120的相對(duì)端部也在楔形齒輪515的具有延伸位置的至少一部分處終止，延伸位置用于這些圖中的楔形齒輪515上所示的定位桿支撐銷516。
[0069]如圖13所示，楔形齒輪515通過端部螺栓被保持在公共頭部軸512上。楔形齒輪515的定位臂的半徑(圖6B中的Rl)等于百葉窗板端部夾具上的支撐銷和定位銷之間的距離(D1)。此外，設(shè)置在頭部模塊122中的百葉窗板感應(yīng)開關(guān)517通過與達(dá)到一位置(該位置對(duì)應(yīng)于百葉窗板陣列160達(dá)到其最向前的負(fù)傾角)的楔形齒輪515的接觸被切斷(tripped)，并允許控制器520確定百葉窗板陣列160的絕對(duì)參考傾角。
[0070]楔形齒輪515的轉(zhuǎn)動(dòng)升高或降低了垂直延伸定位桿162，垂直延伸定位桿162通過經(jīng)由上部鍵孔狀凹槽1611從支撐銷516懸掛。相比之下，支撐桿161被固定至頭部120的頂端，在上部鍵孔凹槽處從固定銷1612懸掛支撐桿161?？衫斫獾氖?，定位桿162可選地由可通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)500垂直移動(dòng)的線性支撐構(gòu)件替代，例如繩索或線纜，且使端部夾具163適于使得接合定位夾具銷1652由另一個(gè)構(gòu)件替代，用以固定接合到這種可替代線性支撐構(gòu)件。
[0071]每個(gè)百葉窗板600在相對(duì)端處通過端部夾具163或共軛支撐夾具166(圖8A-D)支撐。該端部夾具163和共軛支撐夾具166具有邊緣凹槽或卡部(jaw port1n) 167，以容納并摩擦夾緊百葉窗板600的短邊緣。夾具163、163’和165的相對(duì)端從凹槽或卡部167定位與垂直懸掛支撐桿內(nèi)的鍵孔或其它凹槽接合的延伸銷或軸。端部夾具163、166和163’上的支撐銷具有釘狀頭部1643以防止鍵孔凹槽1611的下部脫落。
[0072]固定支撐桿161和移動(dòng)定位桿162中的每個(gè)都具有沿著長度設(shè)置的一系列這樣的鍵孔凹槽1611。每個(gè)百葉窗板600通過端部夾具163(圖7A和7B)或共軛支撐夾具166(圖8A-D)在相對(duì)端處連接至支撐桿161和定位桿162，端部夾具163(圖7A和7B)或共軛支撐夾具166(圖8A-D)具有在垂直懸掛桿內(nèi)的鍵孔凹槽的底部中可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)銷或軸。
[0073]在優(yōu)選實(shí)施方式中，中心支撐銷1642或共軛支撐夾具軸1662的中心與追蹤鏡142表面成一直線，但在百葉窗板600的前邊緣和后邊緣之間的中心處。然而，銷1642仍然從百葉窗板質(zhì)心偏離，以在水平位置設(shè)置百葉窗板600。相比之下，在圖5A中，定位銷1652的中心偏離設(shè)置，以使得當(dāng)支撐桿161和定位桿162在百葉窗板600取向處接觸時(shí)，百葉窗板600在其最大負(fù)角處。端部夾具163通過偏移臂1651支撐在百葉窗板600的上邊緣和銷1642的中心位置之間的銷1652。還應(yīng)注意到，允許百葉窗板600順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并且夾具定位銷1652通過臂1651遠(yuǎn)離夾具本體延伸。
[0074]當(dāng)中心支撐桿161和定位桿吊具(hanger)通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)511的轉(zhuǎn)動(dòng)橫向分離時(shí)，夾具臂163和163’上的銷1642到銷1652分離與在中心支撐桿161和定位桿吊具上的相關(guān)鍵孔的底部的分1?對(duì)應(yīng)。
[0075]因此，定位桿162具有非常小的負(fù)載，而靜態(tài)支撐桿161承載大部分百葉窗板600負(fù)載。由于陣列160中的百葉窗板600的負(fù)載通過固定支撐桿161承載，僅需要低功率和扭矩來升高或降低定位桿162，要求陣列160中的百葉窗板600轉(zhuǎn)動(dòng)很小距離。同樣地，定位夾具臂和銷遠(yuǎn)離百葉窗板600的重心放置降低了百葉窗板600轉(zhuǎn)動(dòng)所需的扭矩。
[0076]共軛支撐吊具165和共軛支撐夾具166(圖8A-圖8D)允許多個(gè)水平相鄰的百葉窗板600水平連接，以將陣列160的寬度從標(biāo)準(zhǔn)百葉窗板600元件擴(kuò)展到窗口的寬度。在這種陣列160的端部處的百葉窗板600通過端部夾具163被保持在外邊緣處。不在陣列邊緣處的百葉窗板600的一端通過支撐夾具166連接到共軛支撐吊具165。因此，共軛支撐夾具166(圖8A-圖8D)首尾相連地附接兩個(gè)百葉窗板600，并配置跨容納共軛支撐吊具165的通道設(shè)置的中心軸1662。然后，該中心軸1662被支撐在共軛支撐吊具165內(nèi)的凹口 1661的根部處。共軛支撐吊具165通過設(shè)置在端蓋123之間的頭部120內(nèi)的固定銷被支撐在垂直方向上?？赏ㄟ^共軛支撐吊具165、通過由在圖8A中的圓形部分801中的后邊緣165a限定的共軛支撐吊具的縮減梯形區(qū)域，使得能夠進(jìn)行負(fù)傾角轉(zhuǎn)動(dòng)(圖5A)。
[0077]應(yīng)理解，雖然中心臂銷1642和定位夾具銷1652在公共端部夾具上，以減少組裝設(shè)備中的零件數(shù)，每個(gè)設(shè)備都可與單獨(dú)相鄰端部夾具163相關(guān)，并且定位夾具銷1652的位置可針對(duì)垂直堆疊(vertical stack)中的每個(gè)百葉窗板600進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0078]雖然已經(jīng)關(guān)于仍然基本平行的百葉窗板600描述了本實(shí)用新型，但是定位夾具163和166可用于在垂直堆疊中的每個(gè)相鄰百葉窗板600之間引入增量偏角(圖6B中的α)。該可變轉(zhuǎn)動(dòng)可通過每個(gè)百葉窗板600在定位銷1652的位置處從中心臂銷1642變化來實(shí)現(xiàn)，從而在最垂直位置，最下面的百葉窗板600與最垂直的上部百葉窗板60(/偏離最多。
[0079]通過使每個(gè)百葉窗板600比相鄰百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)更大角度的這樣的偏置，可以提供在天花板20上的更寬角度范圍內(nèi)散布重定向光，從而使得散射光13照射建筑物內(nèi)部的更大部分的益處。
[0080]因此，端部夾具163’(圖9)的另一優(yōu)選實(shí)施方式配置了可調(diào)節(jié)定位夾具銷1652。通過該定位銷1652，在每對(duì)邊緣支撐構(gòu)件163上可調(diào)節(jié)偏移，每個(gè)百葉窗板600無需平行于相鄰百葉窗板，且可通過在凹槽1654中移動(dòng)與相鄰百葉窗板600不同的量，在臂1651’上調(diào)節(jié)每個(gè)銷1652的位置?？商娲?，定位夾具臂1651可通過使固定螺釘沿著端部夾具重定位被配置，從而調(diào)節(jié)每個(gè)百葉窗板600的位置。
[0081]圖1O示出了可配置為在每個(gè)百葉窗板600中實(shí)現(xiàn)這種增量偏置(圖6B中的α)的另選端部夾具163”。該定位支撐臂1651”(具有向外延伸的定位夾具銷1652”)在與固定螺釘1654的桿臂部1653的相對(duì)端部上，從而使得它延伸穿過桿臂1653內(nèi)的螺紋孔。該桿臂1653通過柔性柱1656連接至夾具163’的本體。轉(zhuǎn)動(dòng)該固定螺釘1654，從而使得其接觸夾具銷本體，從而使臂1653順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使銷1651”更接近位于卡部167的線性通道中的百葉窗板600的表面移動(dòng)。銷1651”的該位移提供了到垂直組件160內(nèi)的每個(gè)百葉窗板600的增量偏置。
[0082]圖11不出了執(zhí)行機(jī)構(gòu)500的優(yōu)選模塊結(jié)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)500包括在滑入頭部殼體121中的模塊122內(nèi)，并且通過相對(duì)端蓋123密封在其中，相對(duì)端蓋123還支撐連接公共頭部軸512的楔形齒輪515。
[0083]圖12為在頭部模塊122插入到頭部殼體121中之前的頭部120、上百葉窗板600和光學(xué)傳感器裝置140的部分未組裝視圖。該檢測器陣列141(優(yōu)選地在單獨(dú)PCB上)在模塊120橫向滑入頭部殼體121之后，從頭部模塊122中的凹槽126滑出。頭部殼體121具有與檢測器陣列定位凹槽126對(duì)應(yīng)的前開口。檢測器陣列141位置可選地通過調(diào)節(jié)螺栓確定。優(yōu)選地，在PCB和框架之間定位的彈簧向前推進(jìn)PCB。頭部模塊122的底部中的凹槽開口可使得陽光達(dá)到檢測器陣列141的光電二極管。頭部殼體121具有相應(yīng)凹槽和開口。
[0084]控制器520和相關(guān)電子構(gòu)件在印刷電路板(PCB)900上，印刷電路板900與頭部模塊122前面的配合凹槽相適配。一旦光學(xué)傳感器裝置140被插入相應(yīng)凹槽126中并連接到PCB900，模塊122就被插入細(xì)長的矩形頭部殼體121內(nèi)，并通過端蓋123密封，從而完成頭部120組裝。
[0085]圖14為示出利用追蹤處理1400的窗口百葉窗板控制系統(tǒng)100的另選使用方法。該追蹤處理1400具有用于設(shè)置每個(gè)所安裝的窗口的追蹤條件的子處理1401。
[0086]雖然每個(gè)窗口百葉窗板組件100都可具有專用用戶接口，以在子處理1401中輸入和/或確定追蹤參數(shù)集合，但是優(yōu)選的是，控制器510還包括無線通信模塊521或IR信號(hào)接收模塊521 ’，以接收在步驟1460中傳輸?shù)淖粉檯?shù)。
[0087]步驟1410至步驟1455允許針對(duì)單個(gè)窗口選擇追蹤參數(shù)。在單個(gè)結(jié)構(gòu)或相關(guān)結(jié)構(gòu)內(nèi)的多個(gè)窗口百葉窗板控制系統(tǒng)100具有公共取向，并且被提供以照射該結(jié)構(gòu)的公共區(qū)或其他區(qū)域的情況下，它們可被分組以通過步驟1456接收在步驟1460中的相同參數(shù)集合，其中，用戶可將用于多個(gè)窗口的參數(shù)共同設(shè)置成相同的，或至少部分地與先前設(shè)置或存儲(chǔ)在控制器存儲(chǔ)器中的任何其他窗口的參數(shù)相同。
[0088]窗口取向(關(guān)于羅盤坐標(biāo))在步驟1410中被確定或設(shè)置，以使追蹤算法能說明隨天和季節(jié)的太陽高度和/或方位角變化。
[0089]安裝瑋度并且優(yōu)選經(jīng)度和/或格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(GMT)偏移在步驟1420中被選擇或確定。在步驟1430中確定或設(shè)定當(dāng)前日期和時(shí)間。
[0090]在步驟1440中，設(shè)定追蹤時(shí)間段，一般為日光時(shí)間，但如果窗口位置在白天的特定時(shí)間習(xí)慣性地被外部物體遮住，也可以改變。
[0091]在步驟1450中，設(shè)定針對(duì)非追蹤時(shí)間的百葉窗板取向?？蛇x地，追蹤時(shí)的相同取向在隔天開始時(shí)開始，或圖5B中的垂直位置用于最大化穿視的可視性。晚上以及當(dāng)建筑物空置時(shí)(諸如商業(yè)機(jī)構(gòu)的周末或假日)，沒必要嘗試太陽追蹤。因此，在可選步驟1450中，選擇非追蹤時(shí)間內(nèi)的百葉窗板取向，其可通過與將百葉窗板600垂直放置用于最大化穿視的可視性的垂直取向(圖5B)的角度來設(shè)定。
[0092]在步驟1451和/或步驟1452中，選擇追蹤模式，在步驟1451中，其可選地為通過百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)將光重定向至相同天花板位置，即，可選天花板位置20a，這在一定程度上是由當(dāng)前太陽高度角和方位角決定的?？商娲?，太陽追蹤可在步驟1452中被設(shè)定用于最大效率，意味著最大化利用可用日光，而不具體考慮在內(nèi)部天花板15的哪個(gè)位置被重定向。
[0093]在最大效率的情況下，百葉窗板600被傾斜到不漏光或雙內(nèi)反射位置，其對(duì)于2:1縱橫比內(nèi)部光學(xué)元件來說是約42度的有效太陽角高度，如由反射表面所限定的。在固定重定向策略中，百葉窗板被傾斜以將經(jīng)重定向的太陽光投射到室內(nèi)的一個(gè)固定位置。值得重視的是，盡管固定重定向效率較低，但該方法可以用于不同房間或者居住區(qū)中的任何窗口、用于一天中的不同時(shí)間，包括與相鄰窗口的安裝交換。
[0094]處理1500的另一方面在于微處理器/控制器520可存儲(chǔ)或存取安裝期間的數(shù)據(jù)介質(zhì)，以確定窗口的取向、安裝的經(jīng)度和瑋度、以及當(dāng)前時(shí)間和日期。然后，該微處理器可計(jì)算最佳取向作為天和時(shí)間的函數(shù)，以進(jìn)行幾乎連續(xù)的調(diào)節(jié)。一種提供這種數(shù)據(jù)的優(yōu)選方式是通過智能手機(jī)，智能手機(jī)還可從嵌入式羅盤確定窗口取向。該智能手機(jī)可用于確定在窗框內(nèi)安裝頭部之后的窗口取向。智能手機(jī)還能用于輸入需要唯一確定太陽高度和陽光時(shí)間所需的所有參數(shù)，其中，追蹤將改進(jìn)內(nèi)部日光照射并減少居住者直接在窗口處查看的眩光。
[0095]因此，設(shè)備100和/或執(zhí)行機(jī)構(gòu)500或控制器520還包括無線通信裝置，例如藍(lán)牙?521’或W1-Fi模塊521’、或紅外(IR)檢測器521”，以在安裝時(shí)間諸如從IR遠(yuǎn)程控制裝置接收步驟1460中的上述參數(shù)。同樣有利地，在步驟1460中用智能手機(jī)在這樣的通信中提供參數(shù)、任一可替代條件，作為例如在晚上或多云天、陰天或雨天用于百葉窗板位置的指示(步驟 1455)。
[0096]在設(shè)置步驟1450中，針對(duì)當(dāng)不期望追蹤時(shí)，也可以選擇百葉窗板600的取向。
[0097]步驟1410和步驟1440涉及設(shè)置處理，其可選地使用控制器520在步驟1495中使百葉窗板600轉(zhuǎn)動(dòng)之前，在步驟1490中導(dǎo)出或計(jì)算出太陽高度角和方位角。
[0098]在工作日或白天時(shí)間之外，用戶在步驟1450中可選擇該時(shí)間范圍以及在這樣的時(shí)間范圍內(nèi)的優(yōu)選百葉窗板取向。
[0099]應(yīng)當(dāng)理解的是，任何追蹤或無追蹤時(shí)間范圍都可分為多個(gè)范圍，每個(gè)都具有指定百葉窗板取向和確定最佳百葉窗板取向的方法。例如，如圖5Α中的示例中所示，當(dāng)太陽非常接近地平線9時(shí)(清晨或傍晚)，期望使百葉窗板600負(fù)傾斜。相比之下，如圖5Β示出百葉窗板的垂直取向是為了最大化從內(nèi)部向外的穿視的可視性。圖5C示出了當(dāng)追蹤太陽時(shí)的優(yōu)選取向。
[0100]因此，在可選步驟1455中，用戶可選擇或確定百葉窗板是否應(yīng)在陰天時(shí)設(shè)定為特定取向，陰天可通過智能手機(jī)傳送的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)或通過控制器520實(shí)時(shí)測量來自光伏電池710的光強(qiáng)度定時(shí)更新。
[0101]雖然當(dāng)應(yīng)用至玻璃窗或用在可傾斜百葉窗板上時(shí)，各種棱形結(jié)構(gòu)已知可用于光重定向，但是應(yīng)理解的是，更多優(yōu)選實(shí)施方式消除了這種陽光結(jié)構(gòu)的次要問題，特別是減少了棱形結(jié)構(gòu)中發(fā)生的眩光，而同時(shí)在百葉窗板以及百葉窗板之間的任一水平間隙兩者中均實(shí)現(xiàn)穿視的可視性。
[0102]應(yīng)注意地，在一定程度上，百葉窗板可設(shè)計(jì)為向內(nèi)重定向光，而不是在美國專利N0.4，773，733中那樣反射光，百葉窗板結(jié)構(gòu)改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)光重定向結(jié)構(gòu)中的幾個(gè)負(fù)面的副作用，并帶來了附加的正面益處。
[0103]例如，在很多安裝中，百葉窗板600可基本上垂直，因此當(dāng)它們追蹤太陽時(shí)，在傾斜的百葉窗板600之間存在相對(duì)小的垂直間隙。因此，為了建筑物內(nèi)的某人能“看穿”百葉窗板陣列至建筑物的外面，百葉窗板必須能透過圖2和圖3中垂直定位的水平光線。由于百葉窗板在白天或光重定向模式下基本上垂直，因此，百葉窗板的邊緣可當(dāng)它們形成垂直間隙或允許一些強(qiáng)烈的陽光泄漏或從這些邊緣漏出時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的眩光。相應(yīng)地，在本實(shí)用新型的更優(yōu)選模式中，這些百葉窗板600具有涂黑的邊緣。這些負(fù)作用在與本申請(qǐng)具有共同優(yōu)先權(quán)文獻(xiàn)的共同美國專利申請(qǐng)中有更充分的描述，在此引入作為參考。
[0104]在另選實(shí)施方式中，不需要配置太陽追蹤光學(xué)元件和線性檢測器陣列以追蹤太陽高度和角度，因?yàn)槠淠軌蛭ㄒ坏馗鶕?jù)時(shí)間、日期、窗口取向、經(jīng)度和瑋度而計(jì)算出。
[0105]圖15的框圖中的該執(zhí)行機(jī)構(gòu)500示意性地顯示了連接到借助電池充電器/管理器721通過電池720供給能量的微處理器或控制器520的優(yōu)選和可選的元件，電池充電器/管理器721接收來自增壓調(diào)節(jié)器711的適當(dāng)電壓。該增壓調(diào)節(jié)器711將頭部120前面的光伏電池710的輸出變換成用于電池充電器/管理器721的適當(dāng)輸入電壓。該微處理器520可選地配置可連接或可拆卸存儲(chǔ)器529，以存儲(chǔ)來自圖14中的處理1401的設(shè)置參數(shù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘523為控制器520提供了圖14中的步驟1470的時(shí)間以及可選日期?？蛇x地，藍(lán)牙?接收器521、W1-Fi接收器521’或IR檢測器521”之一接收?qǐng)D14中的步驟1460中的參數(shù)。然后在步驟1490中，控制器520基于光電二極管或類似光檢測器陣列141的輸出以及可選地步驟1480中用于確定多云或陰天條件的實(shí)時(shí)光伏電池710輸出，通過計(jì)算(可選地通過其接收的實(shí)際測量)確定太陽高度和方位。然后在步驟1495中，微處理器520通過相關(guān)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)步驟1490中的百葉窗板取向的計(jì)算，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)511，以在步驟1495或步驟1485中使百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)。重復(fù)步驟1470，直至當(dāng)前時(shí)間/日期不再在追蹤時(shí)間段內(nèi)，在這種情況下，在步驟1475中，控制器520能夠操作以在步驟1475中激活執(zhí)行機(jī)構(gòu)并且使百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)至在步驟1450中選擇的位置。
[0106]已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式描述了本實(shí)用新型，但是不將本實(shí)用新型的范圍限于前面的特定形式，相反，旨在涵蓋這樣的替代、改進(jìn)以及等效，只要其可在通過權(quán)利要求限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)。
[0107]例如，可理解，雖然優(yōu)選百葉窗板執(zhí)行和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)特別適于頻繁移動(dòng)的光重定向百葉窗板，但是它們還可以配置有非平面百葉窗板，不透明或半透明或散射百葉窗板，以通過圖14的設(shè)置處理，根據(jù)日期和季節(jié)、氣候和用戶的需求，更好地控制日光、光和熱量的進(jìn)入，或是確保居民的隱私。
[0108]在本實(shí)用新型地另一實(shí)施方式中，二個(gè)或更多個(gè)百葉窗板的至少一部分可用作準(zhǔn)直儀136，以調(diào)節(jié)撞擊在設(shè)置在其后面的光伏電池710上的光，其可提供傳感器裝置140。當(dāng)百葉窗板600被定向以匹配太陽高度時(shí)，光伏電池710的電輸出將被最大化，該百葉窗板取向可用于確定太陽高度，且百葉窗板陣列的至少另一部分可被重新調(diào)節(jié)以優(yōu)化針對(duì)該太陽高度的日光重定向效果。利用涂鴉或者貼紙，可將百葉窗板用于陽光重定向的一小部分涂黑，以使其不透光，從而避免來自邊緣反射的眩光。應(yīng)理解，不透明的端部夾具163還防止側(cè)邊緣透射的眩光。百葉窗板的該部分僅需要為用作檢測器的光伏電池710的寬度。該光伏電池710可選地為透明的，以防止從頭部懸掛之后的視覺干擾?？商娲?，鏡子可設(shè)置在該涂黑的百葉窗板部的后面，以將陽光重定向至從百葉窗板的底部面向下以及如圖3所示的頭部前面向外的光伏電池710。
[0109]可替代地，頭部120的前邊緣可被陣列中的最上面的百葉窗板600覆蓋，一個(gè)或多個(gè)光伏電池710覆蓋該前邊緣?？商娲?，頭部120可具有一組或多組這樣的感應(yīng)百葉窗板，其可單獨(dú)地傾斜并設(shè)置在主百葉窗板上，主百葉窗板隨著單獨(dú)的伺服控制或電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或被嚙合以隨著更大的懸掛百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)。頭部120可包括一組水平和垂直設(shè)置的感應(yīng)百葉窗板，具有相同的單獨(dú)光檢測器，以測量太陽高度和方位，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)主百葉窗板。當(dāng)這些感應(yīng)百葉窗板設(shè)置在頭部120前方直接面向玻璃窗時(shí)，它們不會(huì)在頭部的陰影下，且不會(huì)從房間內(nèi)部向外轉(zhuǎn)移視野(distract from the view)。
[0110]可替代地提供潔凈的內(nèi)部線，最上面的百葉窗板至少部分地被涂黑，光伏電池或光伏電池710陣列從頭部在頭部的整個(gè)寬度延伸。這些最上面的百葉窗板可更窄并且比用于光重定向的百葉窗板更近地間隔開，以減少光伏電池的高度，因此提供更大百分比的可用玻璃窗陣列用于通過其它百葉窗板重定向陽光。
[0111]應(yīng)當(dāng)理解的是，在這些實(shí)施方式中，光伏電池710作為檢測器使用，另外阻擋光伏電池的百葉窗板的一部分或百葉窗板用作光學(xué)元件。這種結(jié)構(gòu)避免了使用檢測器陣列以及將任何離散光學(xué)元件放在用于重定向光在百葉窗板上。
[0112]在圖2中也示出的另選實(shí)施方式中，二維CCD陣列或其它成像類型圖像檢測器146’可選地被設(shè)置為檢測器裝置，以直接通過從窗口向外看到的廣闊視野而對(duì)太陽直接成像。可替代地，太陽的位置可從指向天花板20的面向內(nèi)的相機(jī)146’推斷，以測量被照射部分20a并根據(jù)本申請(qǐng)的教導(dǎo)調(diào)節(jié)百葉窗板取向。部分20a的中心可用于計(jì)算太陽高度。圖15示出了與控制器520進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)目蛇x相機(jī)檢測器146’和146”。
[0113]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型還預(yù)期了多個(gè)光學(xué)元件和檢測器的使用，諸如，一對(duì)專用測量太陽高度并且另一對(duì)專用測量太陽方位角。
[0114]不排除在那些正在應(yīng)用的實(shí)施方式中所描述的特征、特性或元件之間的組合，或與本實(shí)用新型不同實(shí)施方式中其它的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種百葉窗板組件，其特征在于，所述百葉窗板組件包括: a)基本上平行的百葉窗板的陣列，所述陣列可傾斜或可轉(zhuǎn)動(dòng)， b)確定太陽方向的裝置， c)執(zhí)行機(jī)構(gòu)， d)用于支撐所述百葉窗板的陣列的頭部，所述頭部包括所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使所述基本上平行的百葉窗板傾斜， e)其中，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠操作以使所述百葉窗板從負(fù)傾角傾斜到垂直以及從垂直傾斜到正傾角，其中，總轉(zhuǎn)動(dòng)為所述正傾角和所述負(fù)傾角的絕對(duì)值的總和。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，所述百葉窗板用于光重定向，并被轉(zhuǎn)動(dòng)以將陽光重定向到內(nèi)部空間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，當(dāng)在表面法線方向上觀察時(shí)，所述百葉窗板具有穿視的可視性。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，所述百葉窗板組件進(jìn)一步包括給所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電的一個(gè)或多個(gè)光伏電池。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，每個(gè)百葉窗板被固定支撐在靠近中心的空間中，且所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠操作以通過垂直移動(dòng)的定位桿使所述百葉窗板繞固定支撐的位置轉(zhuǎn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，每個(gè)百葉窗板在相對(duì)端通過支撐夾具被支撐，所述支撐夾具與下列構(gòu)件接合: a)垂直懸掛并固定的支撐桿， b)設(shè)置在所述支撐桿后面的定位桿，其中所述定位桿和所述支撐桿與所述百葉窗板的不同的部分接合，從而使得所述陣列中的百葉窗板的重量通過所述垂直懸掛并固定的支撐桿支撐，并且所述定位桿的垂直運(yùn)動(dòng)使所述百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的百葉窗板組件，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)配置有楔形齒輪，以升高和降低所述定位桿。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)所述百葉窗板具有涂黑的邊緣。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，所述陣列中的一個(gè)或多個(gè)百葉窗板被設(shè)置為相對(duì)于平行取向具有預(yù)定偏角。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的百葉窗板組件，其特征在于，所述陣列中的一個(gè)或多個(gè)百葉窗板被設(shè)置為具有預(yù)定偏角，所述預(yù)定偏角通過附接到所述百葉窗板的相對(duì)端的支撐夾具來設(shè)定。11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的百葉窗板組件，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括存儲(chǔ)來自所述光伏電池的能量的電池，當(dāng)所述電池的電荷低于預(yù)定電平時(shí)，不使所述百葉窗板轉(zhuǎn)動(dòng)，以保持所述電池中有足夠能量，以在沒有有線電源的情況下充分地操作所述百葉窗板組件。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，所述確定太陽方向的裝置是設(shè)置在所述陣列中的上部百葉窗板上的反射器，其中使所述上部百葉窗板傾斜，以在由所述頭部支撐的檢測器陣列上保持日面的圖像。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，所述確定太陽方向的裝置是至少配置日期、時(shí)間和百葉窗板陣列羅盤取向和位置的計(jì)算裝置。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉窗板組件，其特征在于，在相對(duì)端通過支撐夾具支撐多個(gè)百葉窗板，以及通過連接堆疊取向的所述百葉窗板的支撐夾具來組裝所述陣列。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的百葉窗板組件，其特征在于，從所述頭部懸掛的至少一個(gè)桿連接堆疊的所述百葉窗板的所述支撐夾具。
【文檔編號(hào)】E05F15/78GK205477094SQ201520897397
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年9月12日
【發(fā)明人】M·E·加德納, D·A·洛基特, R·S·福特
【申請(qǐng)人】塞拉勒克司公司