本發(fā)明屬于太陽能采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小型太陽光采集裝置。

背景技術(shù)：

近年來世界發(fā)達(dá)國家高度重視新能源、清潔能源、低成本能源的研發(fā)，各國在開發(fā)新能源、清潔能源上尤其高度重視對太陽能的開發(fā)和利用。目前，在常年見不到陽光的地下室、地鐵、地下通道、地下商場或現(xiàn)代高層建筑中，即使室外陽光普照，室內(nèi)還要利用普通的電能進(jìn)行照明。如果在傳統(tǒng)的石油、天然氣、煤炭、水等能源快要耗盡的時候，人類生產(chǎn)生活的主導(dǎo)能源仍是這些能源，人類將無法生存。在未來的發(fā)展中，人類必須尋找新的能源替代這些即將耗盡的能源。

照明能耗是建筑能耗主要組成部分之一，據(jù)統(tǒng)計發(fā)達(dá)國家的建筑能耗占總能耗的30～50％，其中照明能耗又占建筑能耗的30～60％。中國發(fā)達(dá)地區(qū)的照明能耗占建筑能耗的30％左右，空調(diào)能耗占建筑能耗的40％左右。由于土地資源緊張的問題，現(xiàn)在很多建筑的一側(cè)處在背陰面，室內(nèi)光線陰暗，所以即使是白天，很多建筑的房間仍然采用人工照明的方式。為了減少照明能耗，人們開始研究太陽光照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以采集充足的大自然的太陽光用于白天室內(nèi)照明，從而有效降低照明能耗。

申請?zhí)枮?00820126031.1中國實用新型專利，公開了一種太陽光采集和傳輸裝置，所述裝置包括；將太陽光集中反射到一接收裝置的太陽光收集器，該收集器包括一反射面和控制反射面旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動盤；接收和傳輸反射的太陽光的接收裝置，該接收裝置包括一反射光接收器和傳輸光纖。該裝置可以在陽光充足的情況下將陽光引領(lǐng)到白日需要照明的地下工作環(huán)境，如用于地下寫字樓辦公區(qū)、地鐵交通、礦藏開采等的部分照明。該裝置存在的問題是裝置的體積比較大，攜帶和安裝都不方便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種方便運輸、攜帶和安裝的小型太陽光采集裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種小型太陽光采集裝置，包括：上保護(hù)盒、下保護(hù)盒及底座。上保護(hù)盒和下保護(hù)盒為長、寬分別相等的長方體，上保護(hù)盒疊放在下保護(hù)盒之上。在上保護(hù)盒和下保護(hù)盒重合的一條棱的中央設(shè)置俯仰轉(zhuǎn)軸，上保護(hù)盒可以繞俯仰轉(zhuǎn)軸俯仰轉(zhuǎn)動；下保護(hù)盒通過設(shè)置在其底面中心的方位轉(zhuǎn)軸與底座連接，上保護(hù)盒和下保護(hù)盒可以同步繞方位轉(zhuǎn)軸水平轉(zhuǎn)動。上保護(hù)盒的上表面為保護(hù)面板，保護(hù)面板上設(shè)置透鏡陣列，每個透鏡對應(yīng)一根接收太陽光的光纖，光纖接收端的頂點位于透鏡的焦點。保護(hù)面板的中心設(shè)置太陽位置傳感器，太陽位置傳感器的輸出信號送至安裝在下保護(hù)盒內(nèi)的控制器，控制器輸出控制信號至安裝在上保護(hù)盒內(nèi)用于驅(qū)動俯仰轉(zhuǎn)軸的俯仰步進(jìn)電機和安裝在下保護(hù)盒內(nèi)用于驅(qū)動方位轉(zhuǎn)軸的方位步進(jìn)電機，使透鏡陣列對準(zhǔn)太陽。

進(jìn)一步地，上保護(hù)盒和下保護(hù)盒均為金屬盒。

進(jìn)一步地，底座為金屬支架。

進(jìn)一步地，透鏡陣列為3×4陣列，太陽位置傳感器位于透鏡陣列的第2行與第3行中間。

進(jìn)一步地，上保護(hù)盒的中部設(shè)置環(huán)繞透鏡陣列的環(huán)形金屬護(hù)筒，上保護(hù)盒的下部設(shè)置保護(hù)光纖的半球罩。

更進(jìn)一步地，所述裝置還包括用于支撐俯仰轉(zhuǎn)軸、采用中空結(jié)構(gòu)的U型臂，俯仰轉(zhuǎn)軸外側(cè)還設(shè)置兩個保護(hù)光纖的側(cè)耳罩。

優(yōu)選地，光纖在半球罩內(nèi)自然彎曲后分別從俯仰轉(zhuǎn)軸兩側(cè)穿過，在兩個側(cè)耳罩內(nèi)自然彎曲后從U型臂內(nèi)穿出并匯聚，然后穿過中空的方位轉(zhuǎn)軸，最后從方位轉(zhuǎn)軸底部穿出。

進(jìn)一步地，上保護(hù)盒俯仰轉(zhuǎn)動的范圍為0～90度；上保護(hù)盒和下保護(hù)盒同步水平轉(zhuǎn)動的范圍為0～360度。

進(jìn)一步地，俯仰步進(jìn)電機通過齒輪傳動驅(qū)動俯仰轉(zhuǎn)軸；方位步進(jìn)電機通過回轉(zhuǎn)支撐軸承驅(qū)動方位轉(zhuǎn)軸。

進(jìn)一步地，上保護(hù)盒和下保護(hù)盒疊放在一起時構(gòu)成一立方體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述小型太陽光采集裝置主要由上保護(hù)盒、下保護(hù)盒及底座組成，具有體積小、安裝方便、成本低等優(yōu)點；所述裝置通過設(shè)置俯仰轉(zhuǎn)軸、方位轉(zhuǎn)軸及步進(jìn)電機驅(qū)動裝置、太陽位置傳感器、控制器，能夠使透鏡陣列精確跟蹤太陽光；光纖的布線方式調(diào)整了光纖的彎曲應(yīng)力的產(chǎn)生范圍，可避免所述裝置在俯仰和水平轉(zhuǎn)動過程中對光纖造成損傷。

附圖說明

圖1為小型太陽光采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-上保護(hù)盒，2-下保護(hù)盒，3-底座，4-俯仰轉(zhuǎn)軸，5-方位轉(zhuǎn)軸，6-透鏡陣列，7-太陽位置傳感器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

一種小型太陽光采集裝置，包括：上保護(hù)盒1、下保護(hù)盒2及底座3。上保護(hù)盒1和下保護(hù)盒2為長、寬分別相等的長方體，上保護(hù)盒1疊放在下保護(hù)盒2之上。在上保護(hù)盒1和下保護(hù)盒2重合的一條棱的中央設(shè)置俯仰轉(zhuǎn)軸4，上保護(hù)盒1可以繞俯仰轉(zhuǎn)軸4俯仰轉(zhuǎn)動。下保護(hù)盒2通過設(shè)置在其底面中心的方位轉(zhuǎn)軸5與底座3連接，上保護(hù)盒1和下保護(hù)盒2可以同步繞方位轉(zhuǎn)軸5水平轉(zhuǎn)動。上保護(hù)盒1的上表面為保護(hù)面板，保護(hù)面板上設(shè)置透鏡陣列6，每個透鏡對應(yīng)一根接收太陽光的光纖，光纖接收端的頂點位于透鏡的焦點，這樣設(shè)置可以使光纖接收到的太陽光最強。保護(hù)面板的中心設(shè)置太陽位置傳感器7，用于獲得透鏡光軸相對于太陽光的俯仰角誤差信號和方位角誤差信號，太陽位置傳感器7將輸出的俯仰角誤差信號和方位誤差角信號送至安裝在下保護(hù)盒2內(nèi)的控制器，控制器對誤差信號進(jìn)行處理后，分別輸出兩路控制信號至安裝在上保護(hù)盒1內(nèi)用于驅(qū)動俯仰轉(zhuǎn)軸4的俯仰步進(jìn)電機和安裝在下保護(hù)盒2內(nèi)用于驅(qū)動方位轉(zhuǎn)軸5的方位步進(jìn)電機，消除俯仰角誤差和方位誤差角誤差，使透鏡陣列6的透鏡光軸與太陽光平行。

上保護(hù)盒1和下保護(hù)盒2均為金屬盒。

底座3為金屬支架。

優(yōu)選地，透鏡陣列6為3×4陣列，即保護(hù)面板上的透鏡排列成3行4列的矩形，太陽位置傳感器7位于透鏡陣列6的第2行與第3行中間。

上保護(hù)盒1的中部設(shè)置環(huán)繞透鏡陣列6的環(huán)形金屬護(hù)筒，上保護(hù)盒1的下部設(shè)置保護(hù)光纖的半球罩。

所述裝置還包括用于支撐俯仰轉(zhuǎn)軸4、采用中空結(jié)構(gòu)的U型臂。U型臂采用中空結(jié)構(gòu)的目的是使光纖能夠從U型臂內(nèi)部穿過，從而對光纖起到保護(hù)作用。俯仰轉(zhuǎn)軸4外側(cè)還設(shè)置兩個保護(hù)光纖的側(cè)耳罩。

優(yōu)選地，光纖在半球罩內(nèi)自然彎曲后分別從俯仰轉(zhuǎn)軸4兩側(cè)穿過，在兩個側(cè)耳罩內(nèi)自然彎曲后從U型臂內(nèi)穿出并匯聚，然后穿過中空的方位轉(zhuǎn)軸5，最后從方位轉(zhuǎn)軸5底部穿出。所述太陽光采集裝置在進(jìn)行太陽光跟蹤過程中，光纖在俯仰轉(zhuǎn)軸4和方位轉(zhuǎn)軸5內(nèi)都要進(jìn)行橫向扭動，兩處的扭動均為垂直于光纖縱軸的橫向應(yīng)力，且應(yīng)力連續(xù)分布，不會產(chǎn)生縱向拉伸應(yīng)力，使光纖在裝置工作過程中不會出現(xiàn)彎折現(xiàn)象，保證了光纖的使用安全。

上保護(hù)盒1豎直轉(zhuǎn)動的范圍為0～90度；上保護(hù)盒1和下保護(hù)盒2同步水平轉(zhuǎn)動的范圍為0～360度。

俯仰步進(jìn)電機通過齒輪傳動驅(qū)動俯仰轉(zhuǎn)軸4；方位步進(jìn)電機通過回轉(zhuǎn)支撐軸承驅(qū)動方位轉(zhuǎn)軸5。

上保護(hù)盒1和下保護(hù)盒2疊放在一起時構(gòu)成一立方體。采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計，對所述裝置的運輸、搬運極其有利。

本發(fā)明不限于上述實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進(jìn)或變更，都不會超出本發(fā)明的構(gòu)思和所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。