一種太陽光跟蹤照明裝置制造方法
【專利摘要】本發明的一種太陽光跟蹤照明裝置主要包括底座、云臺、聚光陣列、光纖束和方位探測模塊；其中，聚光陣列由聚光單元組成，光纖束包含多條光纖，所述聚光單元包括透鏡組件、箱體支架和光纖固定座，箱體支架的一端固定透鏡組件，另一端位于透鏡組件的焦點處固定有光纖固定座。本發明通過采用陣列式的聚光單元匯聚太陽光并利用光纖導入室內使用，可大幅降低照明費用。適用于白天為大型商場、影劇院、地下停車場、高層寫字樓、汽車站、火車站等公共場所提供照明。使用時可在場所的樓頂裝備一部或數部此照明系統，用多跟塑料光纖布設到需要照明的室內空間。具有節能、環保，有益于人體健康等多種優勢，是真正的綠色、健康照明系統。
【專利說明】一種太陽光跟蹤照明裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于太陽能應用【技術領域】，具體涉及ー種自動跟蹤太陽光，并通過聚集、傳輸太陽光為室內提供照明光線的裝置。
【背景技術】
[0002]據國際照明委員會統計，全世界照明用電約占總發電量的9%?20%，照明方面所消耗的能源約占初級能耗的4%。目前，我國照明用電大體占總發電量的10?12%，而照明用電中真正用于發光的僅不過25%，其余則以熱能方式散發，不但造成大量的能源浪費，而且加大了對環境的污染。
[0003]近年來，隨著建設用地的緊張和建筑功能的日趨復雜，城市建筑趨向高層化和密集化，僅依靠傳統的采光方式已經不能滿足建筑物內部的采光要求。尤其是那些較低層建筑和進深很大的大型建筑，即使是睛朗天氣，室內也昏暗陰沉，這在無形之中増加了人工照明的電能損耗，而且對長期在此環境中生活與工作的人們身心健康帶來不良影響。眾所周知，太陽光是大自然賜予人類的寶貴財富，可以說是取之不盡、用之不竭。與其它能源相比具有清潔、安全的特點。充分利用太陽光不但可節省大量照明用電，而且能夠提供更健康、舒適的光環境，符合人的生物特性，對人們的身心健康產生有利影響。因此太陽光照明技術越來越被重視。
[0004]傳統的太陽光照明技術通常采用ー個太陽光匯聚裝置將太陽光收集，然后通過光纖將匯聚的太陽光導入需要照明的地方使用，但是由于太陽光的入射角度是隨時間變化的，傳統的匯聚太陽光的裝置由于通常固定在ー個地方，導致效率低下，而且傳統的技木通常是ー個裝置對應ー組傳輸光纖，不適用于寫字樓等大面積規模化照明工程。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決現有的太陽光照明裝置在聚光效率及大規模應用方面的弊端，提出了一種太陽光跟蹤照明裝置。
[0006]為了實現上述目的，本發明的技術方案是:一種太陽光跟蹤照明裝置，包括底座和云臺，其特征在于，還包括聚光陣列、光纖束和方位探測模塊；其中，聚光陣列由聚光單元組成，光纖束包含多條光纖，所述聚光単元包括透鏡組件、箱體支架和光纖固定座，箱體支架的一端固定透鏡組件，另一端位于透鏡組件的焦點處固定有光纖固定座，所述光纖固定座用于固定光纖；所述云臺包括控制系統，所述方位探測模塊與云臺控制系統相連接，用于控制云臺的方位；所述聚光陣列固定于云臺上。
[0007]進ー步的，所述裝置還包括照明終端，光纖束的一端連接于光纖固定座上，另一端與照明終端相連接，所述照明終端將光纖中傳導的光束散射開用于照明。
[0008]進ー步的，所述聚光陣列包括不少于4個聚光単元。
[0009]進ー步的，所述聚光陣列的箱體支架為一體成型。
[0010]進ー步的，所述云臺包括X軸驅動電機、X軸傳動組件、X轉軸、Y軸驅動電機、Y軸傳動組件、Y轉軸、連接軸承、支架和云臺臺面；其中支架與底座之間通過軸和軸承活動連接，X軸驅動電機固定于底座上，Y軸驅動電機固定于支架上，X轉軸與支架固定連接，常態下為豎直狀態，Y轉軸通過軸承與支架相連接，常態下為水平狀態，云臺臺面與Y轉軸固定連接；所述X軸傳動組件為一組互相耦合并分別與X軸驅動電機和X轉軸固定連接的齒輪組，用于驅動支架水平轉動，Y軸傳動組件為一組互相耦合并分別與Y軸驅動電機和Y轉軸相連接的齒輪組，用于驅動云臺臺面豎直轉動。
[0011]進ー步的，所述光纖為塑料光纖；所述照明終端為室內光纖燈。
[0012]優選的，所述透鏡組件為菲涅爾透鏡。
[0013]進ー步的，所述透鏡組件為多個凸透鏡和/或菲涅爾組成的多級聚光透鏡組。
[0014]本發明的有益效果:本發明通過采用陣列式的聚光單元匯聚太陽光并利用光纖導入室內使用，可大幅降低照明費用。適用于白天為大型商場、影劇院、地下停車場、高層寫字樓、汽車站、火車站等公共場所提供照明。使用時可在場所的樓頂裝備一部或數部此照明系統，用多跟塑料光纖布設到需要照明的室內空間。具有節能、環保，有益于人體健康等多種優勢，是真正的緑色、健康照明系統。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例裝置的結構原理圖；
[0016]圖2為圖1所示裝置的聚光陣列的箱體支架結構示意圖；
[0017]圖3為圖1所示裝置的云臺的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明做進ー步詳述。
[0019]為了便于理解，以下結合與本發明方案原理相同的一種太陽光跟蹤照明裝置結構對本發明的原理作詳細描述。
[0020]如圖1所不為本發明的ー種具體實施例,包括底座和云臺2,以及聚光陣列1、光纖束3和方位探測模塊。其中，聚光陣列I由聚光單元組成，光纖束包含多條光纖。光纖束包括三部分，一部分是散開的多條光纖分別與聚光陣列的單個聚光単元相連接，第二部分是進入室內的部分，也是散開的光纖分別將太陽光導入到需要照明的地方，第三部分位于兩部分之間，為捆扎在一起的光纖束，相當于總線，更有利于大規模照明系統布局使用。所述聚光單元包括透鏡組件、箱體支架和光纖固定座，其中箱體支架如圖2所示,包括箱體11、金屬框架12和光纖固定座13。箱體支架的一端固定透鏡組件，另一端位于透鏡組件的焦點處固定有光纖固定座，所述光纖固定座用于固定光纖。云臺包括控制系統，所述方位探測模塊與云臺控制系統相連接，用于控制云臺的方位；所述聚光陣列固定于云臺上。
[0021]在本實施例的太陽光跟蹤照明裝置還包括照明終端，光纖束的一端連接于光纖固定座上，另一端與照明終端相連接，所述照明終端將光纖中傳導的光束散射開用于照明。
[0022]由于本發明的方案的優勢之一是通過規模化降低成本，提高效率，所以所述聚光陣列優選情況下應包括不少于4個聚光単元。為了降低規模化生產的成本，聚光陣列的箱體支架的優選方式是一體成型。另外，光纖為塑料光纖，照明終端為室內光纖燈。
[0023]由于菲涅爾透鏡與凸透鏡相比匯聚光的范圍更大，所以透鏡組件優選菲涅爾透鏡。當然，透鏡組件不僅可以是單個的凸透鏡或者菲涅爾透鏡，也可以是多個凸透鏡和/或菲涅爾組成的多級聚光透鏡組。
[0024]為了加深對云臺控制跟蹤太陽方位的技術內涵的理解，本實施例提供了ー種
[0025]具體云臺方案:如圖3所示,所述云臺包括X (Y)軸驅動電機22、X (Y)軸傳動組件23、X (Y)轉軸、連接軸承24、支架21和云臺臺面；其中支架與底座之間通過軸和軸承活動連接，X軸驅動電機固定于底座上，Y軸驅動電機固定于支架上，X轉軸與支架固定連接，常態下為豎直狀態，Y轉軸通過軸承與支架相連接,常態下為水平狀態,云臺臺面與Y轉軸固定連接；所述X軸傳動組件為一組互相耦合并分別與X軸驅動電機和X轉軸固定連接的齒輪組，用于驅動支架水平轉動，Y軸傳動組件為一組互相耦合并分別與Y軸驅動電機和Y轉軸相連接的齒輪組，用于驅動云臺臺面豎直轉動。
[0026]本實施例的裝置由光敏傳感器組成的太陽方位探測模塊捕捉太陽在任意時刻的方位，進而控制裝置進行相應角度的轉動，保證聚光陣列的透鏡組件時刻垂直于入射的陽光；所述聚光陣列由多塊聚光單元組成。聚光單元中，塑料光纖分別固定于每塊菲涅爾透鏡的焦點處，并保證塑料光纖端面垂直于菲涅爾透鏡匯聚來的光束；匯聚光束經塑料光纖遠距離傳輸到室內，由所述室內光纖燈發散會聚光，為室內提供照明。
[0027]所述裝置適用于白天為大型商場、影劇院、地下停車場、高層寫字樓、汽車站、火車站等公共場所提供照明。使用時可在場所的樓頂裝備一部或數部此照明系統，用多跟塑料光纖布設到需要照明的室內空間。本跟蹤照明裝置緑色、環保，可大幅降低照明費用，并為個人提供必要的陽光照射，利于人體健康。
[0028]以上所述僅為本發明的【具體實施方式】，本領域的技術人員將會理解，在本發明所揭露的技術范圍內，可以對本發明進行各種修改、替換和改變。因此本發明不應由上述事例來限定，而應以權カ要求書的保護范圍來限定。
【權利要求】
1.一種太陽光跟蹤照明裝置，包括底座和云臺，其特征在于，還包括聚光陣列、光纖束和方位探測模塊；其中，聚光陣列由聚光單元組成，光纖束包含多條光纖，所述聚光単元包括透鏡組件、箱體支架和光纖固定座，箱體支架的一端固定透鏡組件，另一端位于透鏡組件的焦點處固定有光纖固定座，所述光纖固定座用于固定光纖；所述云臺包括控制系統，所述方位探測模塊與云臺控制系統相連接，用于控制云臺的方位；所述聚光陣列固定于云臺上。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括照明終端，光纖束的一端連接于光纖固定座上，另一端與照明終端相連接，所述照明終端將光纖中傳導的光束散射開用于照明。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述聚光陣列包括不少于4個聚光單J Li o
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述聚光陣列的箱體支架為一體成型。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述云臺包括X軸驅動電機、X軸傳動組件、X轉軸、Y軸驅動電機、Y軸傳動組件、Y轉軸、連接軸承、支架和云臺臺面；其中支架與底座之間通過軸和軸承活動連接，X軸驅動電機固定于底座上，Y軸驅動電機固定干支架上，X轉軸與支架固定連接，常態下為豎直狀態，Y轉軸通過軸承與支架相連接，常態下為水平狀態，云臺臺面與Y轉軸固定連接；所述X軸傳動組件為一組互相耦合并分別與X軸驅動電機和X轉軸固定連接的齒輪組，用于驅動支架水平轉動，Y軸傳動組件為ー組互相耦合并分別與Y軸驅動電機和Y轉軸相連接的齒輪組，用于驅動云臺臺面豎直轉動。
6.根據權利要求1、2、4或5之任一項權利要求所述的裝置，其特征在于，所述光纖為塑料光纖。
7.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述照明終端為室內光纖燈。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述透鏡組件為菲涅爾透鏡。
9.根據權利要求1、2、4或5之任一項權利要求所述的裝置，其特征在于，所述透鏡組件為多個凸透鏡和/或菲涅爾組成的多級聚光透鏡組。
10.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述透鏡組件為多個凸透鏡和/或菲涅爾組成的多級聚光透鏡組。
【文檔編號】F21V5/04GK103453434SQ201310381535
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】王卓然, 袁國慧, 任雷, 王維 申請人:成都譜視科技有限公司