CN105717948A - 一种模拟天空亮度分布的装置 - Google Patents

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边宇
马源
袁磊
姚其
王世福
遇大兴
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Abstract

本发明公开了一种模拟天空亮度分布的装置，包括半球形网架、分布在半球形网架上的若干组调光灯具；各调光灯具通过控制器可独立亮度、色光控制；沿半球形网架的底部圆周，安装有下圆轨，在下圆轨上安装有上半圆弧轨，上半圆弧轨的弧面与下圆轨的圆弧面相垂直；上半圆弧轨能沿着下圆轨的圆周轨迹运动；上半圆弧轨上安装有能沿着上半圆弧轨的轨迹运动的照明光源。本装置可实现了对任意一种天空亮度分布以及色温的模拟，并模拟太阳光，实现对任意天空亮度分布情况的模拟。

Description

一种模拟天空亮度分布的装置
技术领域
本发明涉及建筑采光模拟装置，尤其涉及一种模拟天空亮度分布的装置。
背景技术
建筑设计对于建筑采光的实验室模拟提出了要求，且在可反映某地区天空亮度分布均值条件下的模拟更能反映建筑的实际采光效果，这就要求有一种人工装置可模拟任意一种天空亮度分布情况，传统的人工天空等模拟装置具有如下几点不足：
(1)无法模拟任意天空亮度分布情况
传统的人工天空通常只能模拟全云天或均匀天空，由于这类模拟装置通常亮度分布无法受控调整因此不具有模拟任意天空亮分布情况的性能。
(2)无法模拟动态的天空亮度分布
传统的人工天空由于设计构造原因，不具有模拟动态天空亮度分布的性能，本申报专利由于在半球形穹顶空间上连续布置可调光灯具，因此具有模拟动态天空亮度分布的性能。
(3)无法模拟天空光色温的变化
传统的人工天空由于设计构造原因，不具有模拟动态天空色温变化的性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种构造简单模拟天空亮度分布的装置。可模拟任意天空亮度分布、天然光色温。
本发明通过下述技术方案实现：
一种模拟天空亮度分布的装置，包括半球形网架1、分布在半球形网架1上的若干组调光灯具2；各调光灯具2通过控制器可独立亮度、色光控制；
沿半球形网架1的底部圆周，安装有下圆轨3-2，在下圆轨3-2上安装有上半圆弧轨3-1，上半圆弧轨3-1的弧面与下圆轨3-2的圆弧面相垂直；上半圆弧轨3-1能沿着下圆轨3-2的圆周轨迹运动；
所述上半圆弧轨3-1上安装有能沿着上半圆弧轨3-1的轨迹运动的照明光源5。
所述上半圆弧轨3-1能沿着下圆轨3-2的圆周轨迹运动，具体是：在下圆轨3-2的轨道上安装有两个滑块3-3，上半圆弧轨3-1的两端分别固定在各滑块3-3上。
所述上半圆弧轨3-1上设有齿轨，滑块3-3上设有与该齿轨相啮合的电动转动齿轮；当电动转动齿轮转动时，上半圆弧轨3-1围绕Z轴转动。
所述照明光源5通过滑动机构4活动安装在上半圆弧轨3-1上，在滑动机构4上设置电动齿轮，电动齿轮与上半圆弧轨3-1上的齿纹啮合，实现照明光源5沿,上半圆弧轨3-1的轨迹运动。
所述照明光源5包括反光碗5-2和安装在反光碗5-2底部的电光源5-1，由反光碗5-2反射出平行光线。
所述调光灯具2包括阵列分布的发光部件2-2和安装在发光部件2-2前方的漫透射透镜2-1。
所述半球形网架1内安放模型放置台6，模型放置台6的高度为半球形网架1圆心高度。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明分布在半球形网架1上的若干组调光灯具2；各调光灯具2通过控制器，可实现独立亮度调节和独立颜色(白色、蓝色、黄色)调节；实现了对任意一种天空亮度分布以及色温的模拟。
本发明上半圆弧轨3-1上安装有能沿着上半圆弧轨3-1的轨迹运动的照明光源5；实现照明光源5沿上半圆弧轨3-1的轨迹运动，模拟太阳光，实现了对任意天空亮度分布情况的模拟。
本发明结构简单，构造合理，性能优异，技术手段简便易行，可直观、准确地模拟天空亮度分布情况，较之传统人工天空可以模拟任意一种天空亮度分布情况，且具有模拟天空光色温的能力。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明调光灯具2的结构示意图。
图3为本发明半圆弧轨3-1、下圆轨3-2结构示意图。
图4为本发明照明光源5结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至4所示。本发明公开了一种模拟天空亮度分布的装置，包括半球形网架1、分布在半球形网架1上的若干组调光灯具2；各调光灯具2通过控制器可独立亮度、色光控制；沿半球形网架1的底部圆周，安装有下圆轨3-2，在下圆轨3-2上安装有上半圆弧轨3-1，上半圆弧轨3-1的弧面与下圆轨3-2的圆弧面相垂直；上半圆弧轨3-1能沿着下圆轨3-2的圆周轨迹运动；所述上半圆弧轨3-1上安装有能沿着上半圆弧轨3-1的轨迹运动的照明光源5。
所述调光灯具2包括阵列分布的发光部件2-2和安装在发光部件2-2前方的漫透射透镜2-1。所述发光部件2-2由三组不同光色的光源组成，分别为白色、蓝色、黄色，通过三组不同颜色光源亮度的变化调节，实现了调光灯具2的亮度与光色的变化，可作为模拟天空光的独立单元。发光部件2-2的光源类型可采用LED、荧光灯、卤素灯、白炽灯等，其实现光色或色温变化的方式不限于本文件中累列出的方式。调光灯具2的控制器为且不限于DMX512、DALI、PWM或其他类型单片机控制系统。
所述半球形网架1内安放模型放置台6，模型放置台6的高度为半球形网架1圆心高度。
所述上半圆弧轨3-1能沿着下圆轨3-2的圆周轨迹运动，具体是：在下圆轨3-2的轨道上安装有两个滑块3-3，上半圆弧轨3-1的两端分别固定在各滑块3-3上。所述上半圆弧轨3-1上设有齿轨，滑块3-3上设有与该齿轨相啮合的电动转动齿轮；当电动转动齿轮转动时，上半圆弧轨3-1围绕Z轴转动。滑块3-3上可设置电动锁止装置。
上半圆弧轨3-1和下圆轨3-2构成三维轨道，用于实现模拟太阳轨迹，模拟太阳光照射情况。半圆轨道的旋转轴为且不限于Z轴。
所述照明光源5通过滑动机构4活动安装在上半圆弧轨3-1上，在滑动机构4上设置电动齿轮，电动齿轮与上半圆弧轨3-1上的齿纹啮合，实现照明光源5沿,上半圆弧轨3-1的轨迹运动。所述照明光源5包括反光碗5-2和安装在反光碗5-2底部的电光源5-1，由反光碗5-2反射出平行光线，用于模拟太阳光。电光源5-1不仅限于LED、氙灯、金卤灯等光源类型。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种模拟天空亮度分布的装置，其特征在于，包括半球形网架(1)、分布在半球形网架(1)上的若干组调光灯具(2)；各调光灯具(2)通过控制器可独立亮度控制；
沿半球形网架(1)的底部圆周，安装有下圆轨(3-2)，在下圆轨(3-2)上安装有上半圆弧轨(3-1)，上半圆弧轨(3-1)的弧面与下圆轨(3-2)的圆弧面相垂直；上半圆弧轨(3-1)能沿着下圆轨(3-2)的圆周轨迹运动；
所述上半圆弧轨(3-1)上安装有能沿着上半圆弧轨(3-1)的轨迹运动的照明光源(5)。
2.根据权利要求1所述模拟天空亮度分布的装置，其特征在于，所述上半圆弧轨(3-1)能沿着下圆轨(3-2)的圆周轨迹运动，具体是：在下圆轨(3-2)的轨道上安装有两个滑块(3-3)，上半圆弧轨(3-1)的两端分别固定在各滑块(3-3)上。
3.根据权利要求2所述模拟天空亮度分布的装置，其特征在于，所述上半圆弧轨(3-1)上设有齿轨，滑块(3-3)上设有与该齿轨相啮合的电动转动齿轮；当电动转动齿轮转动时，上半圆弧轨(3-1)围绕Z轴转动。
4.根据权利要求1所述模拟天空亮度分布的装置，其特征在于，所述照明光源(5)通过滑动机构(4)活动安装在上半圆弧轨(3-1)上，在滑动机构(4)上设置电动齿轮，电动齿轮与上半圆弧轨(3-1)上的齿纹啮合，实现照明光源(5)沿,上半圆弧轨(3-1)的轨迹运动。
5.根据权利要求4所述模拟天空亮度分布的装置，其特征在于，所述照明光源(5)包括反光碗(5-2)和安装在反光碗(5-2)底部的电光源(5-1)，由反光碗(5-2)反射出平行光线。
6.根据权利要求1所述模拟天空亮度分布的装置，其特征在于，所述调光灯具(2)包括阵列分布的发光部件(2-2)和安装在发光部件(2-2)前方的漫透射透镜(2-1)。
7.根据权利要求1所述模拟天空亮度分布的装置，其特征在于，所述半球形网架(1)内安放模型放置台(6)，模型放置台(6)的高度为半球形网架(1)圆心高度。
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