本發(fā)明屬于光學應用領(lǐng)域，具體涉及一種單面凹面鏡追蹤聚光采光系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽能不同于煤和石油，燃燒時會產(chǎn)生廢氣造成環(huán)境污染，更不像煤和石油有取盡耗竭的一天，而且更不具有用核能發(fā)電所帶來的危險性和后遺癥。因此如果以太陽能來代替煤、石油和天然氣等傳統(tǒng)化石能源，環(huán)境污染的問題將會大大地減少。太陽能有兩大明顯優(yōu)勢：(1)蘊藏量具有可持續(xù)性，用之不竭。(2)從根本上杜絕了造成環(huán)境污染的廢氣產(chǎn)生的問題，因此吸引了大眾的廣泛關(guān)注與重視。

太陽光不僅能夠應用于照明，而且能夠借助其光譜中所包含的紫外線產(chǎn)生殺菌消毒的作用。太陽光經(jīng)過凹面鏡聚光后可提高焦平面的太陽光能量密度，經(jīng)過導光系統(tǒng)處理后，可用于室內(nèi)采光的補光照明。但是普通的聚光設(shè)備不能對太陽光進行追蹤，難以實現(xiàn)根據(jù)光照方向?qū)κ芄饷孢M行自動調(diào)整的效果，導致采光效率較低，而且普通的采光系統(tǒng)一般采用反射的原理將日光直接引入室內(nèi)通過墻壁、地面等表面的漫反射實現(xiàn)整個房間的照明，這樣并不能夠使用凹面鏡來提高室內(nèi)照度，避免出現(xiàn)因凹面鏡直接用于民用采光而光線聚焦處溫度過高而引發(fā)火災意外情況的發(fā)生。

因此，需要一種能夠根據(jù)光照方向?qū)κ芄饷娴某蜻M行自動調(diào)整而使出射光線始終射向室內(nèi)某一處的裝置，并通過導光系統(tǒng)使導入室內(nèi)的光線更均勻的分布于室內(nèi)的各處，同時在導光系統(tǒng)的入射端加可調(diào)節(jié)紅外截止濾波片調(diào)整射入室內(nèi)的紅外線，以實現(xiàn)如夏季等室內(nèi)溫度過高時過濾掉入射光的紅外線部分能量，降低室內(nèi)溫度的效果；而當冬季等室內(nèi)溫度較低時，實現(xiàn)透過入射光的紅外線部分能量，增加室內(nèi)溫度的效果。能夠有效解決現(xiàn)有日光采集技術(shù)中存在的弊端與不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的主要在于為了解決上述問題而提出一種單面凹面鏡追蹤聚光采光系統(tǒng)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：

一種單面凹面鏡追蹤聚光采光系統(tǒng)，由追蹤聚光系統(tǒng)及導光采光系統(tǒng)兩個部分組成。

其中追蹤聚光系統(tǒng)包括底座，所述底座上方安裝有緯向驅(qū)動箱，所述底座上方通過軸承安裝有弧形齒輪，所述弧形齒輪上方安裝有定位架，所述定位架上方安裝有反射盤，所述底座上方安裝有轉(zhuǎn)臺，所述轉(zhuǎn)臺上方安裝有仰角調(diào)節(jié)架，所述轉(zhuǎn)臺與所述仰角調(diào)節(jié)架的結(jié)合部位安裝有轉(zhuǎn)軸，所述仰角調(diào)節(jié)架頂部安裝有徑向電機，所述徑向電機下方設(shè)置有絲桿，所述底座一側(cè)安裝有銷軸，所述銷軸一側(cè)固定有可與所述絲桿配合連接的調(diào)節(jié)螺母。

上述結(jié)構(gòu)中，所述光敏接收器接收到光照信號后，將該信號傳輸給所述控制器，由所述控制器通過對所述徑向電機和所述緯向驅(qū)動箱進行自動控制，并通過所述絲桿與所述調(diào)節(jié)螺母的配合實現(xiàn)所述反射盤的仰角調(diào)節(jié)，并且通過所述弧形齒輪與所述反射盤的配合實現(xiàn)所述反射盤的水平調(diào)節(jié)，確保所述反射盤始終處于與太陽光垂直的平面。

進一步的，所述反射盤包括拋物面反射鏡面、位于所述拋物面反射鏡面上方的控制器、位于所述控制器下方的光敏接收器。

進一步的，所述拋物面反射鏡面由若干塊凹面反射鏡拼接而成(圖中以6塊為例)，且固定位圓盤狀。

進一步的，所述控制器與所述徑向電機與所述緯向驅(qū)動箱電性連接。

進一步的，所述徑向電機為伺服電機，所述緯向驅(qū)動箱內(nèi)部安裝有伺服電機。

進一步的，所述緯向驅(qū)動箱內(nèi)部設(shè)置有可與所述弧形齒輪相配合的齒輪組。

追蹤聚光系統(tǒng)有益效果在于：本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽光的自動追蹤，并能實現(xiàn)高密度太陽光的能量會聚。

其中導光采光系統(tǒng)包括導光管，所述導光管內(nèi)壁由反射率大于90％的反射材料覆蓋，所述導光管入射端有拋物面型采光罩，所述導光管上方安裝有紅外截止濾波片調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述紅外截止濾波片調(diào)節(jié)系統(tǒng)上方安裝有紅外截止濾波片盤形底座，所述紅外截止濾波片盤形底座上方安裝有半圓形紅外截止濾波片及半圓形空框，所述紅外截止濾波片調(diào)節(jié)系統(tǒng)上方安裝有轉(zhuǎn)臺，所述轉(zhuǎn)臺通過電機與輪軸進行轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)濾波片盤形底座，所述電機后方安裝有接收控制裝置，所述電機接收控制裝置控制驅(qū)動，所述接收控制裝置配合有遙控器裝置，所述遙控器裝置內(nèi)含有室內(nèi)溫度傳感器，所述導光管上方有導光孔，所述導光孔上方有橫截面為拋物線型的導光罩若干個，所述橫截面為拋物線型的導光罩按照從導光管入射端向內(nèi)延伸的方向依次增加高度，所述導光管中沿光線入射方向最后一個所述橫截面為拋物線型的導光罩的高度抵至所述導光管內(nèi)壁的上端。

上述結(jié)構(gòu)中，所述采光罩可增大接收到的所述追蹤聚光系統(tǒng)所反射的光線的接收面積及聚光效果，所述采光罩將所接收到的所述追蹤聚光系統(tǒng)所反射的光線導入到所述導光管入射端，光線通過所述導光管入射端的所述紅外截止濾波片調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的紅外截止濾波片或半圓形空白區(qū)域，沿所述導光管管壁向內(nèi)傳導至所述第一個橫截面為拋物線型的導光罩處，部分光線經(jīng)反射進入室內(nèi)，剩余光線繼續(xù)沿導光管管壁向內(nèi)傳導至下一個橫截面為拋物線型的導光罩處，部分光線經(jīng)反射進入室內(nèi)，以此類推，直至光線傳導至所述導光管最后一個所述橫截面為拋物線型的導光罩處，并反射至室內(nèi)。室內(nèi)用戶可通過所述遙控器裝置設(shè)置所需室內(nèi)溫度，所述室內(nèi)溫度傳感器接收到用戶所設(shè)置的室內(nèi)溫度理想值并由此對室內(nèi)溫度與用戶預設(shè)溫度做出差值，控制器進行正負反饋，并控制電機轉(zhuǎn)動，從而控制所述紅外截止濾波片沿盤形底座轉(zhuǎn)動至合適的位置，從而有選擇性地濾掉入射光中的紅外線，從而控制室溫不斷與用戶預設(shè)值相接近。

導光采光系統(tǒng)有益效果在于：將光線更好地通過導光管均勻的分布于室內(nèi)各處，并能夠?qū)⑸淙胧覂?nèi)的光線中的紅外【線】部分有選擇性地濾掉，以實現(xiàn)在室內(nèi)溫度過高的天氣時過濾掉入射光的紅外線部分能量，降低室內(nèi)溫度；室溫較低時則透過入射光的紅外線部分能量，增加室內(nèi)溫度的效果。這有利于降低空調(diào)的能耗，實現(xiàn)節(jié)能目的，進而降低安全隱患。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例的跟蹤聚光系統(tǒng)反光盤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的導光采光結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例的紅外截止濾波片盤形底座結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例的遙控器裝置外觀示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例的接收控制裝置的一種具體實施方式的流程圖；

圖7是本發(fā)明實施例的單面凹面鏡追蹤聚光采光系統(tǒng)示意圖。

1、底座；2、調(diào)節(jié)螺母；3、銷軸；4、絲桿；5、仰角調(diào)節(jié)架；6、徑向電機；7、反射盤，701、拋物面反射鏡面，702、光敏接收器，703、控制器；8、轉(zhuǎn)軸；9、轉(zhuǎn)臺；10、定位架；11、弧形齒輪；12、緯向驅(qū)動箱；13、導光管；14、導光罩；15、紅外截止濾波片盤形底座；16、伺服電機；17、接收控制裝置；18、采光罩；19、預設(shè)溫度調(diào)低按鈕；20、預設(shè)溫度調(diào)高按鈕；21、液晶顯示屏(可顯示預設(shè)溫度及室內(nèi)溫度)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明：

如圖1-圖6所示，一種單面凹面鏡追蹤聚光采光系統(tǒng)，由跟蹤聚光系統(tǒng)及導光采光系統(tǒng)兩個部分組成。

在本實施例中，追蹤聚光系統(tǒng)包括底座1，底座1上【方】安裝有緯向驅(qū)動箱12，緯向驅(qū)動箱12用于與弧形齒輪11配合后控制反射盤7的旋轉(zhuǎn)，底座1上方通過軸承安裝有弧形齒輪11，弧形齒輪11上方安裝有定位架10，定位架10上方安裝有反射盤7，反射盤7用于接收太陽光后對太陽光進行聚光反射，底座1上方安裝有轉(zhuǎn)臺9，轉(zhuǎn)臺9上方安裝有仰角調(diào)節(jié)架5，仰角調(diào)節(jié)架5用于調(diào)節(jié)反射盤7的仰角，轉(zhuǎn)臺9與仰角調(diào)節(jié)架5的結(jié)合部位安裝有轉(zhuǎn)軸8，仰角調(diào)節(jié)架5頂部安裝有徑向電機6，徑向電機6用于通過與絲桿4的配合實現(xiàn)對反射盤7仰角的調(diào)節(jié)，徑向電機6下方設(shè)置有絲桿4，底座1一側(cè)安裝有銷軸3，銷軸3一側(cè)固定有可與絲桿4配合連接的調(diào)節(jié)螺母2。

在本實施例中，光敏接收器702接收到光照信號后，將該信號傳輸給控制器703，由控制器703通過對徑向電機6和緯向驅(qū)動箱12進行自動控制，并通過絲桿4與調(diào)節(jié)螺母2的配合實現(xiàn)反射盤7的仰角調(diào)節(jié)，并且通過弧形齒輪11與反射盤7的配合實現(xiàn)反射盤7的水平調(diào)節(jié)，確保反射盤7始終可將由反射盤7匯聚后的光線射向采光罩18處，并通過紅外截止濾波片1501或半圓形空框1502，最終沿導光管13向內(nèi)傳導至各個導光罩。

在本實施例中，反射盤7包括拋物面反射鏡面701、位于拋物面反射鏡面701上方的控制器703、位于控制器703下方的光敏接收器702，拋物面反射鏡面701共有6塊，且固定位圓盤狀，控制器703與徑向電機6與緯向驅(qū)動箱12電性連接，徑向電機6為伺服電機，緯向驅(qū)動箱12內(nèi)部安裝有伺服電機，緯向驅(qū)動箱12內(nèi)部設(shè)置有可與弧形齒輪11相配合的齒輪組。

在本實施例中，圖5遙控器裝置中有溫度傳感裝置并可由液晶顯示屏21顯示當前室溫，室內(nèi)用戶可通過遙控器裝置上的預設(shè)溫度調(diào)低按鈕19和預設(shè)溫度調(diào)高按鈕20來調(diào)整預設(shè)溫度并顯示在液晶顯示屏21上，當預設(shè)溫度低于室內(nèi)溫度時，控制器將會控制伺服電機16，使紅外截止濾波片盤形底座15旋轉(zhuǎn)，使導光管光線射入處對準紅外截止濾波片1501，從而濾掉射入屋內(nèi)的光線中的紅外【線】部分，從而起到降溫、采光作用；當預設(shè)溫度高于室內(nèi)溫度時，控制器將會控制伺服電機16，使紅外截止濾波片盤形底座15旋轉(zhuǎn)，使導光管光線射入處對準半圓形空框1502，從而濾掉射入屋內(nèi)的光線全部射入屋內(nèi)，從而起到升溫、采光作用。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和顯著優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明將還會有一系列變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其效物界定。