CN102662227B - 太阳光采集导光装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳光的利用装置，具体为一种结构简单，成本低，能够利用反射进行移动传导的太阳光采集导光装置；其包括收集装置和引导装置，以及分别与收集装置和引导装置连接的电控箱(18)，其中所述的引导装置包括中心导光管(1)，固定套筒(2)和侧向导光管(3)；固定套筒(2)呈L型，拐角内部设置有光线转向装置(201)，其一端为入光端(202)并转动套设有中心导光管(1)，另一端为出光端(203)并转动套设有侧向导光管(3)；固定套筒(2)外部与出光端(203)反向延伸设置有支杆(204)；中心导光管(1)的自由端设置有光线入口(101)，光线入(101)内部设置有光线反射镜(102)。

Description

太阳光采集导光装置

技术领域

本发明涉及一种太阳光的利用装置，具体为太阳光采集导光装置。

背景技术

太阳光、空气、水是地球上生命的三要素，光是最常见的，但也是最容易被忽视的。太阳光是最重要的自然光源，除了太阳光之外，还有其他各种光源，例如我们日常生活中使用的灯光，它是人工光源，比阳光弱得多，而且所含的可见光比例也和阳光不同。一般白炽灯发出的光常偏红，黄色光，而日光灯发出的光则偏蓝色光。随着现代生活节奏的加快，人们与太阳光接触的机会越来越少；城市土地的日益紧张，也使得更多的建筑物无法享受到太阳光的照射，即使房子周围开阔，采光良好，由于太阳东升西落从南方经过，因此，建筑会有常阴的一面，就无法照射到太阳光。

太阳光照在我们的皮肤上，会使皮下血管扩张，血流旺盛，增加有毒物质的排泄和抵抗力，还会使唾液和胃液的分泌增加，肠胃蠕动加强，促进食欲和消化。皮肤还能在阳光的照射下，将一些化学物质，像是麦角醇、胆固醇等，制造出维生素D；这种维生素、钙和磷，是我们骨胳的重要成分，少了它们，就会得软骨病。太阳光对小孩子来说更是重要，因为他们正在快速地成长发育中，而骨胳的发展是支持全身的重要角色，一旦缺乏阳光让身体形成维生素D，那么小孩的发育一定会产生严重的问题。同时，阳光中的紫外线有很强的杀菌能力，一般细菌和某些病毒在阳光下晒半小时或数小时，就会被杀死。这些是其他光源所不能替代的，也是无法达到的，即使能代替部分的功能，但也无法达到太阳光的全部功效，所以，对于太阳光无法照射的地方，就势必采用太阳光的利用和导入技术。

现有的太阳光导入技术，因为光线的直线传播特性，全部采用的都是通过光纤移动传导，或是利用反射进行固定传导；移动传导是利用光线在光纤中的全反射最终传递到需要照明和利用的地方，常用的光纤包括塑料光纤和石英光纤，塑料光纤的质轻且柔软，对于振动和弯曲的破坏有更强的耐受性，而且占用空间小，成本相对较低，但是其远距离传输的光损失较大，只能较好的用于短距离的传输上。石英光纤有着优良的耐热性和良好的光传导性能，但是其成本高，而且耐用性较低，使用成本较高，导致现有的太阳光的传导和利用装置复杂，成本高。固定传导虽然成本很低，但是必须要求光线的传导线路固定，也是由于光线的直线传播，对光线不能进行稳定的采集，无法随太阳的运动而产生相应的变化，因此其局限性大，适用范围小，效果差，无法移动传导。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，成本低，能够利用反射进行移动传导的太阳光采集导光装置。

本发明太阳光采集导光装置，包括收集装置和引导装置，以及分别与收集装置和引导装置连接的电控箱18，其特征在于，所述的引导装置包括中心导光管1，固定套筒2和侧向导光管3；固定套筒2呈L型，拐角内部设置有光线转向装置201，其一端为入光端202并转动套设有中心导光管1，另一端为出光端203并转动套设有侧向导光管3；固定套筒2外部与出光端203反向延伸设置有支杆204；中心导光管1的自由端设置有光线入口101，光线入口101内部设置有光线反射镜102；所述的收集装置包括太阳聚光器4，支架5和立柱6；光线入口101对应设置在太阳聚光器4的焦点处，太阳聚光器4的一侧与中心导光管1固定连接，相对的另一侧与支架5一端沿中心导光管1的圆周方向转动连接；支架5的另一端与入光端202连接；立柱6沿出光端203的圆周方向分别与出光端203和支杆204转动连接

进一步，所述的中心导光管1上设置有与电控箱18连接的中心轴向调节装置，用于使太阳聚光器4能够绕中心导光管1的轴心转动。

更进一步，所述的中心轴向调节装置包括固定设置在中心导光管1上的转动齿轮12，以及依次连接在转动齿轮12上的蜗轮13、齿轮箱14和中心轴向电机15；中心轴向电机15与电控箱18连接。

进一步，所述的固定套筒2，其外部与入光端202反向延伸贯通设置有出光口206，出光口206上连接设置有太阳能电池板7。

进一步，所述的固定套筒2外部还设置有竖向导光管17和连接电控箱18的转向电机205；转向电机205与光线转向装置201相连接；竖向导光管17与固定套管2所在平面垂直并向下设置。

进一步，所述的太阳聚光器4采用旋转抛物面反射镜，其中央对应中心导光管1的铅直投影位置处设置有豁口。

进一步，所述的支架5上设置有与电控箱18连接的仰角调节装置，用于使太阳聚光器4能够绕侧向导光管3的轴心转动。

更进一步，所述的仰角调节装置包括设置在支架5上的三角摇杆8，以及依次连接在三角摇杆8上的曲柄9、凸轮10和动力装置11；动力装置11由仰角电机1101和蜗轮减速机1102组成；仰角电机1101与电控箱18连接。

进一步，所述的支架5与入光端202连接的一端还对称设置有加固连杆16，分别与出光端203和支杆204固定连接。

本发明太阳光采集导光装置，其有益效果如下：

1)通过L型的固定套管2，将中心导光管1和侧向导光管3分别沿其两端的轴向转动连接，同时配合光线转向装置201，保证光线传导的同时，使得中心导光管1能够以侧向导光管3中的光线为中轴进行转动，而不会对光线的传播进行阻碍，实现了利用反射而进行光线的移动传导，在光线入口101随太阳聚光器4运动的同时，中心导光管1转动，而其中的光线仍沿其轴向传播，保证了光线和中心导光管1以及侧向导光管3保持相对静止。

2)通过固定套管2内部设置的光线转向装置201对光线进行分部利用，需要照明时则进行光线的变向导光照射，无照明需要时则可以通过调整进行太阳能的发电，从而避免了因聚光后无需求时带来的安全隐患。

3)利用太阳聚光器4对光线进行采集，相比较现有的通过多个凸透镜进行光线的采集，其采集面积大，效果好，制作成本低廉，维护简单。

4)通过电控箱18分别控制的中心轴向电机15，和仰角电机1101，分别实现了太阳聚光器4随地球的自转和公转，保证了太阳聚光器4始终与太阳光保持垂直，保证了光线入口101中进入光线的质量，配合转向电机205调节的光线转向装置201，确保了光线的定向传导，利用机械传动，蜗轮机构保证了其无法自动逆转，可靠性高，维护简单，寿命长。

附图说明

图1为本发明实例所述结构的主视图

图2为本发明图1的左视图

图3为本发明图1的俯视图

图中：中心导光管1，固定套筒2，侧向导光管3，太阳聚光器4，支架5，立柱6，太阳能电池板7，三角摇杆8，曲柄9，凸轮10，动力装置11，转动齿轮12，蜗轮13，齿轮箱14，中心轴向电机15，加固连杆16，竖向导光管17，电控箱18，光线入口101，光线反射镜102，光线转向装置201，入光端202，出光端203，支杆204，转向电机205，出光口206，仰角电机1101，蜗轮减速机1102

具体实施方式

以下结合附图以及优选实施例对本发明进一步进行说明。

本发明太阳光采集导光装置，如图1所示，其包括收集装置和引导装置，以及分别与收集装置和引导装置连接的电控箱18，其中，所述的引导装置包括中心导光管1，固定套筒2和侧向导光管3，如图3所示；固定套筒2呈L型，拐角内部设置有光线转向装置201，用于将中心导光管1中传输过来的光线进行变向传输；固定套筒2的一端为入光端202并转动套设有中心导光管1，保证了中心导光管1能够沿其中心轴向转动；固定套筒2的另一端为出光端203并转动套设有侧向导光管3，保证了侧向导光管3能够沿其中心完成轴向转动；固定套筒2以及中心导光管1和侧向导光管3相互配合，能够实现固定套筒2能够分别绕入光端202和出光端203的中心线完成转动，从而保证了中心导光管1和侧向导光管3与其中的光线保持相对静止的状态，光线只是在固定套筒2的拐角处通过光线转向装置201实现转向。

其中，固定套筒2外部与出光端203反向延伸设置有支杆204，内部设置有光线反射镜102的光线入口101布置在中心导光管1的自由端；其中的收集装置包括太阳聚光器4，支架5和立柱6；光线入口101对应设置在太阳聚光器4的焦点处，用于接收经太阳聚光器4反射聚焦的太阳光；太阳聚光器4的一侧与中心导光管1固定连接，保证中心导光管1与太阳聚光器4相对位置的固定，从而使聚光的焦点能够始终保持垂直设入光线入口101；在太阳聚光器4相对的另一侧与支架5一端沿中心导光管1的圆周方向转动连接，保证了太阳聚光器4能够随地球的自转而转动，确保太阳光能够直射太阳聚光器4；支架5的另一端与入光端202连接，保证了太阳聚光器4和中心导光管1能够绕侧向导光管3的中轴线转动，实现了太阳聚光器4能够随地球公转而转动；立柱6沿出光端203的圆周方向分别与出光端203和支杆204转动连接，以保证固定套筒2在绕其出光端203转动时的平稳，同时为支架5提供支点。

其中，如图1所示，中心导光管1上设置有与电控箱18连接的中心轴向调节装置，用于使太阳聚光器4能够绕中心导光管1的轴心转动；中心轴向调节装置包括固定设置在中心导光管1上的转动齿轮12，以及依次连接在转动齿轮12上的蜗轮13、齿轮箱14和中心轴向电机15；中心轴向电机15与电控箱18连接；通过电控箱18的控制，在中心轴向电机15的带动下，经齿轮箱14传导，蜗轮13确保了反向自锁，最后由转动齿轮12实现了中心导光管1的随自转的转动，机构工作十分稳定。

其中，如图1和图3所示，固定套筒2外部与入光端202反向延伸贯通设置有出光口206，出光口206上连接设置有太阳能电池板7，在无需照明的时候将光线引导至太阳能电池板7上，进行利用发电。

其中，如图1和图2所示，固定套筒2外部还设置有竖向导光管17和连接电控箱18的转向电机205；转向电机205与光线转向装置201相连接，控制光线转向装置201的运动，调节光线的传导；竖向导光管17与固定套管2所在平面垂直并向下设置。

其中，如图1所述的太阳聚光器4采用旋转抛物面反射镜，其中央对应中心导光管1的铅直投影位置处设置有豁口，能够减缓风力对太阳聚光器4的影响，提高了稳定性。

其中，如图1和图2所示，支架5上设置有与电控箱18连接的仰角调节装置，用于使太阳聚光器4能够绕侧向导光管3的轴心转动；仰角调节装置包括设置在支架5上的三角摇杆8，以及依次连接在三角摇杆8上的曲柄9、凸轮10和动力装置11；动力装置11由仰角电机1101和蜗轮减速机1102组成；仰角电机1101与电控箱18连接。

其中，如图1和图3所示，支架5与入光端202连接的一端还对称设置有加固连杆16，分别与出光端203和支杆204固定连接，进一步的提高了装置的稳定性，保证了其在进行仰角调节时的平稳。

以上所述是本发明的优选实施方式，并不是对本发明的限制，因此对于本领域的普通技术人员来说，在没有做出实质性创造性劳动的情况下，产生的若干变型和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.太阳光采集导光装置，包括收集装置和引导装置，以及分别与收集装置和引导装置连接的电控箱(18)，其特征在于，所述的引导装置包括中心导光管(1)，固定套筒(2)和侧向导光管(3)；固定套筒(2)呈L型，拐角内部设置有光线转向装置(201)，其一端为入光端(202)并转动套设有中心导光管(1)，另一端为出光端(203)并转动套设有侧向导光管(3)；固定套筒(2)外部与出光端(203)反向延伸设置有支杆(204)；中心导光管(1)的自由端设置有光线入口(101)，光线入口(101)内部设置有光线反射镜(102)；所述的收集装置包括太阳聚光器(4)，支架(5)和立柱(6)；光线入口(101)对应设置在太阳聚光器(4)的焦点处，太阳聚光器(4)的一侧与中心导光管(1)固定连接，相对的另一侧与支架(5)一端沿中心导光管(1)的圆周方向转动连接；支架(5)的另一端与入光端(202)连接；立柱(6)沿出光端(203)的圆周方向分别与出光端(203)和支杆(204)转动连接；所述的中心导光管(1)上设置有与电控箱(18)连接的中心轴向调节装置，用于使太阳聚光器(4)能够绕中心导光管(1)的轴心转动；所述的中心轴向调节装置包括固定设置在中心导光管(1)上的转动齿轮(12)，以及依次连接在转动齿轮(12)上的蜗轮(13)、齿轮箱(14)和中心轴向电机(15)；中心轴向电机(15)与电控箱(18)连接。

2.如权利要求1所述的太阳光采集导光装置，其特征在于，所述的固定套筒(2)，其外部与入光端(202)反向延伸贯通设置有出光口(206)，出光口(206)上连接设置有太阳能电池板(7)。

3.如权利要求1或2所述的太阳光采集导光装置，其特征在于，所述的固定套筒(2)外部还设置有竖向导光管(17)和连接电控箱(18)的转向电机(205)；转向电机(205)与光线转向装置(201)相连接；竖向导光管(17)与固定套管(2)所在平面垂直并向下设置。

4.如权利要求1所述的太阳光采集导光装置，其特征在于，所述的太阳聚光器(4)采用旋转抛物面反射镜，其中央对应中心导光管(1)的铅直投影位置处设置有豁口。

5.如权利要求1所述的太阳光采集导光装置，其特征在于，所述的支架(5)上设置有与电控箱(18)连接的仰角调节装置，用于使太阳聚光器(4)能够绕侧向导光管(3)的轴心转动。

6.如权利要求5所述的太阳光采集导光装置，其特征在于，所述的仰角调节装置包括设置在支架(5)上的三角摇杆(8)，以及依次连接在三角摇杆(8)上的曲柄(9)、凸轮(10)和动力装置(11)；动力装置(11)由仰角电机(1101)和蜗轮减速机(1102)组成；仰角电机(1101)与电控箱(18)连接。

7.如权利要求1或5所述的太阳光采集导光装置，其特征在于，所述的支架(5)与入光端(202)连接的一端还对称设置有加固连杆(16)，分别与出光端(203)和支杆(204)固定连接。