本發(fā)明專利技術(shù)屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種太陽光室內(nèi)照明光纖傳導(dǎo)裝置及其工作方法，太陽光室內(nèi)照明光纖傳導(dǎo)裝置由定位單元、采光單元、板式框架、固定板、活動(dòng)板和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成。采光單元和定位單元的雙球節(jié)在雙球節(jié)定位孔中由固定板和活動(dòng)板夾持，組成互相平行的雙球節(jié)組合并行機(jī)械結(jié)構(gòu)，由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)板，使得采光單元和定位單元在跟蹤太陽時(shí)平行擺動(dòng)；采用定位光纖在十字定位光纖頭上十字排列以及定位光纖與光敏元件一一對應(yīng)的光耦合實(shí)現(xiàn)光纖傳導(dǎo)裝置的全部采光單元對太陽同步跟蹤。本發(fā)明專利技術(shù)外觀緊湊，整體呈板狀，安裝位置并不局限于樓頂，也可以壁掛于樓宇的外墻上，有利于實(shí)現(xiàn)建筑一體化，適用于背陰房間和地下室的自然光照明。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于太陽能利用
，特別涉及一種。
技術(shù)介紹
光纖傳輸照明技術(shù)是將陽光有效收集并利用光纖傳輸?shù)叫枰彰鞯膱鏊?，這種照明技術(shù)節(jié)能，且光電隔離，非常安全，其光譜也適合人類健康需求。此類技術(shù)的核心思想是利用聚光透鏡或者聚光反射鏡，將陽光聚焦到光纖上，利用光纖將陽光傳輸?shù)叫枰彰鞯膱鏊?。然而在?shí)際應(yīng)用中，需要通盤考慮建筑一體化和太陽跟蹤精度問題，既要有緊湊的外觀，又要有可靠、精確、廉價(jià)的跟蹤系統(tǒng)。到目前為止，相關(guān)的研究很多。太陽跟蹤技術(shù)是本專利技術(shù)專利技術(shù)人長期研究的課題，此前已有一項(xiàng)專利技術(shù)專利授權(quán)(太陽光光纖照明裝置及太陽跟蹤方法，ZL 200810020176.8)。專利技術(shù)人在研究中發(fā)現(xiàn)，該專利中的雙軸太陽跟蹤機(jī)械結(jié)構(gòu)為串聯(lián)形式，外觀臃腫，不利于建筑一體化。事實(shí)上，現(xiàn)有的光纖照明設(shè)備基本上都采用串聯(lián)式雙軸跟蹤結(jié)構(gòu)，外觀不夠緊奏，這在很大程度上限制了實(shí)現(xiàn)與建筑一體化。對于跟蹤方法而言，常采用光敏元件檢測太陽光聚焦光斑位置的原理，如中國專利技術(shù)專利“太陽光光纖照明裝置”(專利申請?zhí)?11113529. 8)中的四象限光伏傳感器利用光伏器件感應(yīng)聚焦光斑的位置。這樣的方法簡單易行，但其存在一定的缺陷，光敏元件中的半導(dǎo)體和塑料、樹脂材質(zhì)難以承受高溫，在高倍聚焦的陽光照射下容易燒毀，同時(shí)由于光敏元件的物理尺寸較大，特征尺寸一般為毫米量級，限制了太陽聚焦光斑的定位分辨率，這對于同樣為毫米量級的光纖來說，光敏元件對聚焦光斑的位置分辨率還不夠精細(xì)。因此需要一種在實(shí)現(xiàn)建筑一體化的同時(shí)提高光敏定位裝置的可靠性和跟蹤精度，滿足實(shí)際的建筑中安裝應(yīng)用的太陽光室內(nèi)照明光纖傳導(dǎo)裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利專利技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有太陽光纖照明裝置以及跟蹤方法的缺陷，解決
技術(shù)介紹
中所述的在實(shí)現(xiàn)建筑一體化的同時(shí)提高光敏定位裝置的可靠性和跟蹤精度，滿足實(shí)際的建筑中安裝應(yīng)用的問題，提出一種。本專利技術(shù)采用了以下技術(shù)方案太陽光室內(nèi)照明光纖傳導(dǎo)裝置由定位單元、采光單元、板式框架、固定板、活動(dòng)板和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述板式框架3為長方形或正方形的雙層框架，固定板4的形狀和大小與板式框架3的上層框相同，固定板4固定在板式框架3的上層框上，圓形的雙球節(jié)定位孔9按5 25行和5 25列均勻排列在固定板4上，活動(dòng)板5上的雙球節(jié)定位孔9的數(shù)量和排列方式與固定板4上的雙球節(jié)定位孔9數(shù)量和排列方式都相同，活動(dòng)板5的中部有2條互相垂直的縱向驅(qū)動(dòng)卡槽81和橫向驅(qū)動(dòng)卡槽82，縱向驅(qū)動(dòng)卡槽81與雙球節(jié)定位孔9的行的方向平行，橫向驅(qū)動(dòng)卡槽82與雙球節(jié)定位孔9的列的方向平行，活動(dòng)板5在固定板4之下置于板式框架3內(nèi)，雙球節(jié)14通過固定板4和活動(dòng)板5中的上下對應(yīng)的兩個(gè)雙球節(jié)定位孔9卡在固定板4和活動(dòng)板5之間，雙球節(jié)14的數(shù)量和固定板4上雙球節(jié)定位孔9的數(shù)量相同，4個(gè)彈簧10分別在固定板4和活動(dòng)板5的四角處將固定板4和活動(dòng)板5拉緊連接，4個(gè)彈簧10將雙球節(jié)14夾持在固定板4和活動(dòng)板5之間，所述雙球節(jié)14為中空結(jié)構(gòu)，雙球節(jié)14由同軸連接的下球1401、上球1402和短管1403組成，下球1401和上球1402內(nèi)部連通，雙球節(jié)14的下端出口為下球出口，短管1403固接在上球出口上，雙球節(jié)14的上端出口為短管1403上端,短管1403從固定板4上的雙球節(jié)定位孔9伸出，置于固定板4和活動(dòng)板5的第一行第一個(gè)雙球節(jié)定位孔9上的雙球節(jié)14與透鏡11、透鏡支架12、定位光纖束24和十字定位光纖頭13構(gòu)成定位單元1，置于固定板4和活動(dòng)板5其余的雙球節(jié)定位孔9上的雙球節(jié)14與透鏡11、透鏡支架12、米光光纖頭23和傳導(dǎo)光纖25構(gòu)成米光單兀2 ；所述采光單元2中，透鏡11固定在透鏡支架12上端，透鏡支架12的下端固接在雙球節(jié)24的短管1403上，透鏡11與雙球節(jié)14的軸線垂直，管狀的采光光纖頭23從雙球節(jié)14的短管1403上端插入短管1403，采光光纖頭23上端的內(nèi)壁為圓錐面，傳導(dǎo)光纖25的受光面的一端從雙球節(jié)14的下球出口插入雙球節(jié)14并且置于采光光纖頭23內(nèi)，傳導(dǎo)光纖25的傳導(dǎo)光纖受光面28置于在透鏡21的焦點(diǎn)處； 所述定位單元I中，透鏡11固定在透鏡支架12上端，透鏡支架12的下端固接在雙球節(jié)24的短管1403上，透鏡11與雙球節(jié)14的軸線垂直，圓柱形的十字定位光纖頭13插入雙球節(jié)14的短管1403,十字定位光纖頭13的下端為圓孔,上端為十字槽,定位光纖束24由N條定位光纖15組成,定位光纖束24的定位光纖15受光面的一端從雙球節(jié)14的下球出口插入雙球節(jié)14，并且置于十字定位光纖頭13內(nèi)，各條定位光纖15的受光面排列在十字定位光纖頭13的十字槽內(nèi)，所述十字槽的縱向槽和橫向槽的長度和寬度都相同，定位光纖15按單行排列在縱向槽和橫向槽中，縱向槽和橫向槽中的定位光纖15數(shù)量相同，定位光纖15的受光面固定在透鏡21的焦平面上，光敏元件16排列在控制器的光敏定位模塊27內(nèi)，光敏兀件16和定位光纖15數(shù)量相同,定位光纖束24的定位光纖15出光面的一端引入控制器中的光敏定位模塊27，各條定位光纖15的出光面在光敏定位模塊27中與相對應(yīng)的光敏元件16光耦合；由定位單元I的透鏡11聚焦的太陽光光斑照射到十字定位光纖頭13的十字槽上，經(jīng)定位光纖束24的定位光纖15傳導(dǎo)，在光敏定位模塊27中定位光纖15輸出定位光17由光敏元件16接收；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由縱向?qū)驌?、橫向?qū)驌?和2個(gè)驅(qū)動(dòng)部件26組成,橫向?qū)驌?與雙球節(jié)定位孔9的行的方向平行，橫向?qū)驌?在橫向驅(qū)動(dòng)卡槽82之下固接在板式框架3的下層框上，縱向?qū)驌?與雙球節(jié)定位孔9的列的方向平行，在縱向驅(qū)動(dòng)卡槽81之下，縱向?qū)驌?的一端固接在板式框架3的下層框上,縱向?qū)驌?另一端與橫向?qū)驌?固接，一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件26置于縱向?qū)驌?上為縱向驅(qū)動(dòng)部件，縱向驅(qū)動(dòng)部件中的驅(qū)動(dòng)板2604上端插入縱向驅(qū)動(dòng)卡槽81內(nèi)，另一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件26置于橫向?qū)驌?上為橫向驅(qū)動(dòng)部件，橫向驅(qū)動(dòng)部件的驅(qū)動(dòng)板2604上端插入橫向驅(qū)動(dòng)卡槽82內(nèi)；所述驅(qū)動(dòng)部件26中，電機(jī)2601通過電機(jī)支架2608固接在導(dǎo)向撐上，電機(jī)2601的軸和導(dǎo)向撐平行，電機(jī)2601的軸與絲杠2602的一端同軸連接，絲杠支架2609固接在導(dǎo)向撐上，絲杠2602的另一端置于絲杠支架2609的圓孔內(nèi)，絲杠2602與導(dǎo)向撐構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在絲杠2602之下導(dǎo)向撐上有2個(gè)互相平行的導(dǎo)向槽2607，驅(qū)動(dòng)板2604垂直于導(dǎo)向撐固接在絲杠螺母2603上，驅(qū)動(dòng)板2604下端的2個(gè)滑塊分別在2個(gè)導(dǎo)向槽2607中滑動(dòng)，在電機(jī)支架2608和絲杠支架2609之間，2個(gè)限位開關(guān)2606固接在導(dǎo)向撐的側(cè)面上，靠近電機(jī)支架2608的限位開關(guān)2606的開關(guān)觸頭指向電機(jī)支架2608，靠近絲杠支架2609的限位開關(guān)2606的開關(guān)觸頭指向絲杠支架2609，在安裝限位開關(guān)2606的同側(cè)，限位片2605垂直于驅(qū)動(dòng)板2604固接在驅(qū)動(dòng)板2604上，限位片2605的高度低于2個(gè)限位開關(guān)2606的開關(guān)觸頭高度，限位片2605壓住限位開關(guān)2606的開關(guān)觸頭時(shí)，限位開關(guān)2606給出限位信號；縱向驅(qū)動(dòng)部件中，所述導(dǎo)向撐為縱向?qū)驌?,橫向驅(qū)動(dòng)部件中,所述導(dǎo)向撐為橫向?qū)驌? ；所述定位光纖束24中定位光纖15數(shù)量N范圍為5 33 ;所述光敏定位模塊27中，光敏元件16按圓形排列或者按十字形排列本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種太陽光室內(nèi)照明光纖傳導(dǎo)裝置，其特征在于，太陽光室內(nèi)照明光纖傳導(dǎo)裝置由定位單元、采光單元、板式框架、固定板、活動(dòng)板和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述板式框架（3）為長方形或正方形的雙層框架，固定板（4）的形狀和大小與板式框架（3）的上層框相同，固定板（4）固定在板式框架（3）的上層框上，圓形的雙球節(jié)定位孔（9）按5～25行和5～25列均勻排列在固定板（4）上，活動(dòng)板（5）上的雙球節(jié)定位孔（9）的數(shù)量和排列方式與固定板（4）上的雙球節(jié)定位孔（9）數(shù)量和排列方式都相同，活動(dòng)板（5）的中部有2條互相垂直的縱向驅(qū)動(dòng)卡槽（81）和橫向驅(qū)動(dòng)卡槽（82），縱向驅(qū)動(dòng)卡槽（81）與雙球節(jié)定位孔（9）的行的方向平行，橫向驅(qū)動(dòng)卡槽（82）與雙球節(jié)定位孔（9）的列的方向平行，活動(dòng)板（5）在固定板（4）之下置于板式框架（3）內(nèi)，雙球節(jié)（14）通過固定板（4）和活動(dòng)板（5）中的上下對應(yīng)的兩個(gè)雙球節(jié)定位孔（9）卡在固定板（4）和活動(dòng)板（5）之間，雙球節(jié)（14）的數(shù)量和固定板（4）上雙球節(jié)定位孔（9）的數(shù)量相同，4個(gè)彈簧（10）分別在固定板（4）和活動(dòng)板（5）的四角處將固定板（4）和活動(dòng)板（5）拉緊連接，4個(gè)彈簧（10）將雙球節(jié)（14）夾持在固定板（4）和活動(dòng)板（5）之間，所述雙球節(jié)（14）為中空結(jié)構(gòu)，雙球節(jié)（14）由同軸連接的下球（1401）、上球（1402）和短管（1403）組成，下球（1401）和上球（1402）內(nèi)部連通，雙球節(jié)（14）的下端出口為下球出口，短管（1403）固接在上球出口上，雙球節(jié)（14）的上端出口為短管（1403）上端，短管（1403）從固定板（4）上的雙球節(jié)定位孔（9）伸出，置于固定板（4）和活動(dòng)板（5）的第一行第一個(gè)雙球節(jié)定位孔（9）上的雙球節(jié)（14）與透鏡（11）、透鏡支架（12）、定位光纖束（24）和十字定位光纖頭（13）構(gòu)成定位單元（1），置于固 定板（4）和活動(dòng)板（5）其余的雙球節(jié)定位孔（9）上的雙球節(jié)（14）與透鏡（11）、透鏡支架（12）、采光光纖頭（23）和傳導(dǎo)光纖（25）構(gòu)成采光單元（2）；所述采光單元（2）中，透鏡（11）固定在透鏡支架（12）上端，透鏡支架（12）的下端固接在雙球節(jié)24的短管（1403）上，透鏡（11）與雙球節(jié)（14）的軸線垂直，管狀的采光光纖頭（23）從雙球節(jié)（14）的短管（1403）上端插入短管（1403），采光光纖頭（23）上端的內(nèi)壁為圓錐面，傳導(dǎo)光纖（25）的受光面的一端從雙球節(jié)（14）的下球出口插入雙球節(jié)（14）并且置于采光光纖頭（23）內(nèi)，傳導(dǎo)光纖（25）的傳導(dǎo)光纖受光面28置于在透鏡21的焦點(diǎn)處；所述定位單元（1）中，透鏡（11）固定在透鏡支架（12）上端，透鏡支架（12）的下端固接在雙球節(jié)24的短管（1403）上，透鏡（11）與雙球節(jié)（14）的軸線垂直，圓柱形的十字定位光纖頭（13）插入雙球節(jié)（14）的短管（1403），十字定位光纖頭（13）的下端為圓孔，上端為十字槽，定位光纖束（24）由N條定位光纖（15）組成，定位光纖束（24）的定位光纖（15）受光面的一端從雙球節(jié)（14）的下球出口插入雙球節(jié)（14），并且置于十字定位光纖頭（13）內(nèi)，各條定位光纖（15）的受光面排列在十字定位光纖頭（13）的十字槽內(nèi)，所述十字槽的縱向槽和橫向槽的長度和寬度都相同，定位光纖（15）按單行排列在縱向槽和橫向槽中，縱向槽和橫向槽中的定位光纖（15）數(shù)量相同，定位光纖（15）的受光面固定在透鏡21的焦平面上，光敏元件（16）排列在控制器的光敏定位模塊（27）內(nèi)，光敏元件（16）和定位光纖（15）數(shù)量相同，定位光纖束（24）的定位光纖（15）出光面的一端引入控制器中的光敏定位模塊（27），各條定位光纖（15）的出光面在光敏定位模塊（27）中與相對應(yīng)的光敏元件（16）光耦合；由定位單元（1）的透鏡（11）聚焦的太陽光光斑照射到十字定位光纖 頭（13）的十字槽上，經(jīng)定位光纖束（24）的定位光纖（15）傳導(dǎo)，在光敏定位模塊（27）中定位光纖（15）輸出定位光（17）由光敏元件（16）接收；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由縱向?qū)驌危?）、橫向?qū)驌危?）和2個(gè)驅(qū)動(dòng)部件（26）組成，橫向?qū)驌危?）與雙球節(jié)定位孔（9）的行的方向平行，橫向?qū)驌危?）在橫向驅(qū)動(dòng)卡槽（82）之下固接在板式框架（3）的下層框上，縱向?qū)驌危?）與雙球節(jié)定位孔（9）的列的方向平行，在縱向驅(qū)動(dòng)卡槽（81）之下，縱向?qū)驌危?）的一端固接在板式框架（3）的下層框上，縱向?qū)驌危?）另一端與橫向?qū)驌危?）固接，一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件（26）置于縱向?qū)驌危?）上為縱向...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋記鋒，靳周，楊勇平，
申請(專利權(quán))人：華北電力大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。