專利名稱：太陽光光纖照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽光采集照明裝置，尤其是一種自動跟蹤太陽的陽光采集照明裝置，屬于太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有自動跟蹤太陽的采光照明裝置有兩大類一類是根據(jù)地球繞日運行規(guī)律計算采光照明裝置運動軌跡的開環(huán)跟蹤裝置；另一類是實時探測太陽對地位置，控制采光裝置對日角度的閉環(huán)跟蹤裝置。后者通常包括安裝在托臺上的聚光采光元件、驅(qū)動聚光采光元件運動的機械傳動裝置、控制機械傳動裝置的光信號反饋處理電路、向光信號反饋處理電路傳送探測信號的傳感器。據(jù)申請人了解，后一類裝置不受地理位置的限制、跟蹤精度較高，因此應(yīng)用較為普遍。但此類裝置的傳感器由于感光器件均為分離元件，因此難免存在盲區(qū)，工作時可靠性較差，容易誤動作。除此之外，現(xiàn)有裝置還存在安置位置受限、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等不足之處。
本發(fā)明的首要目的在于針對上述現(xiàn)有“實時探測”式裝置由于傳感器不夠理想而存在的問題，提出一種不僅跟蹤精度高，而且可靠性高的太陽光光纖采光照明裝置。
本發(fā)明的進一步目的在于提出一種可以將接收到的太陽光引至任意所需場所、因而安置位置不受限制的太陽光光纖采光照明裝置。
本發(fā)明的更進一步目的在于在保持原有功能不變的前提下，提出一種結(jié)構(gòu)簡單合理的太陽光光纖采光照明裝置。
為了達到上述首要目的，本發(fā)明的太陽光光纖采光照明裝置包括安裝在托臺上的聚光采光元件、驅(qū)動聚光采光元件運動的機械傳動裝置、控制機械傳動裝置的光信號反饋處理電路、向光信號反饋處理電路傳送探測信號的太陽光跟蹤傳感器，該傳感器由聚光透鏡和四象限光伏探測器組成，聚光透鏡通過支撐件相對固定于光伏探測器上方。
當(dāng)將本發(fā)明的太陽光光纖采光照明裝置置于日照之中時，太陽光經(jīng)過聚光透鏡會聚于四象限光伏探測器上，該探測器根據(jù)太陽光會焦光斑的象限位置向光信號反饋處理電路發(fā)送信號。光信號反饋處理電路分辨出聚焦位置后，控制機械傳動裝置帶動聚光采光元件動作，直至聚光采光元件正對太陽——太陽光的會聚光斑落在四象限光伏探測器的中心點位置為止。
本發(fā)明中的聚光透鏡使得聚焦后的太陽光光斑集縮為一點，照度大大提高，因此保證了傳感器具有很高的靈敏度，而光伏探測器的感光面為組合成整體的四象限因而沒有盲區(qū)，不會產(chǎn)生誤動作。由此可見，本發(fā)明通過太陽光跟蹤傳感器的改進，使得整個裝置的靈敏度提高，工作性能更穩(wěn)定，從而為開拓市場奠定了良好基礎(chǔ)。
為了達到進一步的目的，本發(fā)明的太陽光光纖采光照明裝置含有傳光光纖，該光纖的輸入端固定在聚光采光元件的焦斑附近，輸出端固定在所需場所。
為了達到更進一步的目的，本發(fā)明還對機械傳動裝置進行了優(yōu)化設(shè)計，使得此類裝置安裝時自由度更大。改進后的機械傳動裝置包括主軸機構(gòu)和輔軸機構(gòu)。主軸機構(gòu)中的主軸電機通過減速器與主軸連接。輔軸支座與主軸固連，主軸內(nèi)空套有輔軸蝸桿，輔軸電機與輔軸蝸桿固連。輔軸支撐在輔軸支座中，輔軸蝸輪與輔軸固連，輔軸與托臺固連，并與主軸呈空間交叉。該輔軸蝸輪與輔軸蝸桿嚙合。聚光采光元件安裝在托臺上。這樣，主軸機構(gòu)與輔軸機構(gòu)構(gòu)成了一個有機的復(fù)合運動體。當(dāng)主軸電機受控帶動主軸機構(gòu)作東西方向角調(diào)整的同時，輔軸電機可以受控帶動輔軸機構(gòu)作南北方向高度角的調(diào)整，從而自動實現(xiàn)安裝在托臺上的聚光采光元件完成跟蹤太陽所需的任何空間角度的運動調(diào)整。上述機械傳動裝置設(shè)計思路清晰、合理，結(jié)構(gòu)簡捷，工藝可行性好，并且工作穩(wěn)定可靠，從而進一步提高了整機性能。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。


圖1是本發(fā)明一個實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1實施例聚光采光元件部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1實施例太陽光跟蹤傳感器部分的示意圖。
圖4是圖1實施例的機械傳動裝置示意圖。
圖1中的太陽光光纖采光照明裝置主要由安裝在托臺上的聚光采光元件A、驅(qū)動聚光采光元件A運動的機械傳動裝置B、控制機械傳動裝置的光信號反饋處理電路(位于控制箱內(nèi)，圖中未示出)、向光信號反饋處理電路傳送探測信號的太陽光跟蹤傳感器D幾部分組成。聚光采光元件A由六只透鏡組成的陣列構(gòu)成。各透鏡分列在機械傳動裝置周圍，因此結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀。其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，上端固定透鏡A-1，該透鏡上面固定有起保護作用的光學(xué)透射體，如透明塑料或者玻璃。聚光采光元件的底部固定傳光光纖A-2的輸入端，在該輸入端上裝有起隔熱作用的隔熱濾光片A-3。隔熱濾光片A-3可以選擇以下三種型式1.采用紅外反熱片；2.采用紅外吸熱片；3.采用紅外反熱片和紅外吸熱片組合結(jié)構(gòu)。傳光光纖A-2的輸出端可以根據(jù)需要固定在各種場所。為了產(chǎn)生柔和的光線，該輸出端裝有起彌散作用的磨砂玻璃燈頭A-4。
太陽光跟蹤傳感器D的具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由聚光透鏡D-1和四象限光伏探測器D-2組成，聚光透鏡通過支撐件D-3相對固定于光伏探測器D-2正上方。
機械傳動裝置B如圖4所示，包括主軸機構(gòu)和輔軸機構(gòu)。主軸機構(gòu)中的主軸電機B-1通過減速器與主軸B-2連接。輔軸支座B-3與主軸B-2固連，主軸B-2內(nèi)空套有輔軸蝸桿B-4，輔軸電機B-5與輔軸蝸桿B-4固連。輔軸B-6支撐在輔軸支座B-3中，與輔軸蝸輪B-7以及托臺B-8固連，并與主軸B-2空間垂直。該輔軸蝸輪B-7與輔軸蝸桿B-4嚙合。聚光采光元件A固定安裝在托臺B-8上。
本實施例的太陽光光纖采光照明裝置安裝時，主軸呈南北方向放置，輔軸呈東西方向放置，傳感器的位置這樣設(shè)定光伏探測器的X、Y軸構(gòu)成的感光平面的垂直中心線Z要與機械傳動裝置中的輔軸成90°角。當(dāng)太陽光入射光線與聚光采光元件的中心線成一偏差角度時，傳感器聚光透鏡的會聚光斑必定會落在光伏探測器的某一象限內(nèi)。光信號反饋處理電路接收到該象限輸出的電信號后，將驅(qū)動相應(yīng)的電機，并通過機械傳動裝置帶動聚光采光元件朝減小此偏差角度的方向轉(zhuǎn)動，直至太陽的入射光線與聚光采光元件的中心線平行，這時傳感器聚光透鏡的會聚光斑恰好落在光伏探測器的中心點，無任何傳感信號輸出，而直射的太陽光將通過聚光采光元件的透鏡，會聚到其焦斑附近的傳光光纖輸入端，再通過此傳光光纖將太陽光傳送到所需場所。
可見看出，本實施例結(jié)構(gòu)合理，跟蹤原理清晰直觀，并且四象限光伏探測器無信號盲區(qū)，因此靈敏度高，可靠性好。
權(quán)利要求
1.一種太陽光光纖采光照明裝置，包括安裝在托臺上的聚光采光元件、驅(qū)動聚光采光元件運動的機械傳動裝置、控制機械傳動裝置的光信號反饋處理電路、向光信號反饋處理電路傳送探測信號的太陽光跟蹤傳感器，其特征在于所述傳感器由聚光透鏡和四象限光伏探測器組成，聚光透鏡通過支撐件相對固定于光伏探測器上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽光光纖采光照明裝置，其特征在于所述聚光采光元件由透鏡陣列構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽光光纖采光照明裝置，其特征在于所述透鏡分列在機械傳動裝置周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽光光纖采光照明裝置，其特征在于所述透鏡上面固定有起保護作用的透明塑料或者玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽光光纖采光照明裝置，其特征在于還含有傳光光纖，該光纖的輸入端固定在聚光采光元件的焦斑附近，輸出端固定在所需場所。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽光光纖采光照明裝置，其特征在于所述機械傳動裝置包括主軸機構(gòu)和輔軸機構(gòu)，所述主軸機構(gòu)中的主軸電機通過減速器與主軸連接，輔軸支座與主軸固連，主軸內(nèi)空套有輔軸蝸桿，輔軸電機輸出軸與輔軸蝸桿固連，輔軸支撐在輔軸支座中，輔軸蝸輪與輔軸固連，所述輔軸與托臺固連，并與主軸呈空間交叉，所述輔軸蝸輪與輔軸蝸桿嚙合，聚光采光元件安裝在托臺上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽光光纖采光照明裝置，其特征在于所述傳光光纖的輸入端上裝有起隔熱作用的隔熱濾光片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽光光纖采光照明裝置，其特征在于所述隔熱濾光片為紅外反熱片或紅外吸熱片。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽光光纖采光照明裝置，其特征在于所述隔熱濾光片采用紅外反熱片和紅外吸熱片組合結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽光光纖采光照明裝置，其特征在于所述傳光光纖的輸出端裝有起彌散作用的磨砂玻璃燈頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽光光纖采光照明裝置,包括安裝在托臺上的聚光采光元件、驅(qū)動聚光采光元件運動的機械傳動裝置、控制機械傳動裝置的光信號反饋處理電路、向光信號反饋處理電路傳送探測信號的太陽光跟蹤傳感器,該傳感器由聚光透鏡和四象限光伏探測器組成,聚光透鏡通過支撐件相對固定于光伏探測器上方。本發(fā)明保證了傳感器具有很高的靈敏度,并且不會產(chǎn)生誤動作,從而工作性能更穩(wěn)定、可靠,為開拓市場奠定了良好基礎(chǔ)。
文檔編號F21S11/00GK1367341SQ01113529
公開日2002年9月4日 申請日期2001年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月16日
發(fā)明者張耀明, 張振遠, 張文進, 孫利國, 劉曉暉, 徐明泉 申請人:南京春輝科技實業(yè)有限公司