CN108006580B - 一种仿生向日葵导光镜及其移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种仿生向日葵导光镜，包括导光镜支架，导光镜支架为上大下小的圆台形结构，导光镜支架的顶部设有一块球冠结构的平光玻璃罩面，平光玻璃罩面的厚度为0.2‑1mm，平光玻璃罩面内侧设有一层球冠形结构的集光镜面，集光镜面由若干第一凸透镜呈矩阵式排列形成，导光镜支架的内壁上设有一圈截面为钝角三角形结构的导向块，一块第二凸透镜水平的固定在导向块上部和导向块下部的连接处，导光镜支架的底部设有一个固定环；还包括移动装置，移动装置包括底板、旋转电机、转动机构、清理机构、太阳自动跟踪器和光亮传感器，本发明智能化操作，保证太阳能每一时刻都处在最佳的光照位置，大幅提高了太阳光的利用率。

Description

一种仿生向日葵导光镜及其移动装置

技术领域

本发明涉及一种导光镜，特别涉及一种仿生向日葵导光镜及其移动装置。

背景技术

长期住在暗室的危害极大，首先对人的性格有负面的影响。如果长期住在暗室一直不见阳光，那么人在长期的阴冷的环境中会不知不觉产生一些负面悲观的情绪，当一个人长期不见阳光，那么在思考问题的时候不自觉地就会受到环境的影响，从负面去思考问题，总是先想到不好的一面，如果这时走到阳光下，情绪会好转一些，但如果一直呆在暗室中有时会产生极端的思想。因此，当一个人长期住在暗室他就会养成从负面思考问题的习惯，凡事先从坏的一方面去思考，这样很容易形成悲观极端的性格。其二，对人身体的影响。太阳光具有杀菌消毒的作用，如果长期住在暗室见不到阳光，那么宿舍内阴暗潮湿容易滋生细菌。大家都知道有阴暗有角落里有各种小虫，都是在阴暗潮湿的环境中生长的，在暗室的宿舍也容易滋生各种小虫和细菌，如果长时间在这种环境中，那么细菌会在身体皮肤上附着滋生，容易成皮肤病。其三，易得关节炎。大家都知道在阴冷潮湿的地方住很容易得关节炎，同样地在暗室宿舍也容易得关节炎，道理是一样的。暗室宿舍长期阴冷，夏天热冬天冷，夏天的汗水相对来说干得慢，冬天相对则更冷一些，人的身体是很脆弱的，尤其是关节部位，因此在这样的环境中，人很容易得关节炎，长时间居住则会加重。第四，影响美观。第五，感知温度的能力差，易感冒。

总之，暗室对人体有很多不好的影响，从古至今人们在建筑房屋时都是向阳而建，暗室只是储物的地方，不适合居住。但是，我们的建筑中不可避免的存在暗室，如何改善这些建筑的环境，引入阳光是一个非常有实际意义的发明。

专利CN201210470016.X公开了一种室内照射装置用太阳光导光机构，包括抛物面镜、灯罩和菲涅尔透镜，灯罩一端为开口端，灯罩另一端为封闭端，抛物面镜安装在灯罩内，菲涅尔透镜设置在灯罩的开口端，灯罩的一端设置挡板，抛物面镜的连接光缆，抛物面镜与光缆的连接处设置密封圈，光缆内设置有多根光纤，多根光纤伸入到抛物面镜内，灯罩的封闭端开设供光缆穿出的通孔，通孔孔壁上设置光缆夹持装置，光缆夹持装置包括对称设置在通孔孔壁上的夹持臂一和夹持臂二，夹持臂一和夹持臂二均转动连接在通孔的孔壁上。

专利CN201620503177.8公开了一种基于光纤导光的太阳自动跟踪照明系统，由光学系统、太阳自动跟踪器和机械转动系统构成，其特征在于：所述光学系统依次设置聚光透镜、圆台导光元件、光纤以及散射器，其中：所述聚光透镜用于汇聚太阳光；所述圆台导光元件用于反射所述聚光透镜汇聚的太阳光；所述光纤第一端设置于室外，用于接收所述圆台导光元件反射的太阳光，所述光纤的第二端设置于室内；所述散射器设置于室内，用于散射所述光纤第二端传输到室内的太阳光；所述太阳自动跟踪器时刻采集太阳位置信号，所述采集的太阳位置信号通过指令控制所述机械转动系统；所述机械转动系统包括第一驱动电机和第二驱动电机，而所述太阳自动跟踪器的位置信号指令驱动所述第一驱动电机和所述第二驱动电机转动，从而保持所述聚光透镜与太阳光线垂直。

上述两种装置虽然能够起到导光作用，但是其对太阳光的利用率均不高。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种仿生向日葵导光镜，智能化操作，保证太阳能每一时刻都处在最佳的光照位置，大幅提高了太阳光的利用率。

具体的技术方案如下：

一种仿生向日葵导光镜，包括导光镜支架，导光镜支架为上大下小的圆台形结构，导光镜支架的顶部设有一块球冠结构的平光玻璃罩面，平光玻璃罩面的厚度为0.2-1mm，平光玻璃罩面内侧设有一层球冠形结构的集光镜面，集光镜面由若干第一凸透镜呈矩阵式排列形成，导光镜支架的内壁上设有一圈截面为钝角三角形结构的导向块，导向块的上部自上而下向内倾斜设置，导向块的下部垂直设置，一块第二凸透镜水平的固定在导向块上部和导向块下部的连接处，导光镜支架的底部设有一个固定环。

进一步的，还包括移动装置，移动装置包括底板、旋转电机、转动机构、清理机构、太阳自动跟踪器和光亮传感器；

转动机构包括中空的调节箱体和L型结构的支撑杆，支撑杆的数量为两个，两个支撑杆分别可旋转的固定在调节箱体的两个侧壁上，调节箱体的两个侧壁上分别设有一个半圆环形结构的通槽作为轨道，两个支撑杆的底部通过第一转轴可旋转的固定在轨道的圆心处，轨道中可移动的设有导向块，导向块的外侧与支撑杆相连接，两个导向块之间通过第二转轴加以连接；

调节箱体中通过第一支架可旋转的设置第一齿轮，第一齿轮一侧同轴的固定第二齿轮，第二转轴上固定连接第三齿轮，第一齿轮与第三齿轮之间通过链条加以连接，第三齿轮一侧同轴的固定第四齿轮，调节箱体中固定一个半圆形结构的内齿齿轮，第四齿轮与内齿齿轮相啮合，第二齿轮与固定在第一电机上的第五齿轮相啮合，第一电机固定在调节箱体中，两个支撑杆的顶部分别与导光镜固定环的两侧固定连接；通过第一电机带动第五齿轮旋转，从而联动的使导光镜沿导轨进行来回摆动；

调节箱体固定在旋转电机上，旋转电机用于控制导光镜进行旋转，旋转电机两侧分别设有一个内螺纹滑块；

底板上通过轴承座相互平行的设有两个丝杠，两个内螺纹滑块分别套合设置在丝杠上，两个丝杠的端部分别与一个第二电机的转轴相连接，通过第二电机转动带动旋转电机沿丝杠进行往复运动；

清理机构固定在两个丝杠的外侧；

太阳自动跟踪器和光亮传感器设置在导光镜的平光玻璃罩面的中心处，太阳自动跟踪器与控制芯片无线连接，控制芯片分别与第一电机、第二电机和旋转电机相连接。

进一步的，清理机构包括清理部件、固定板和第一电动推杆，第一电动推杆垂直设置，固定板固定在第一电动推杆的顶部，固定板中设有第二电动推杆，第二电动推杆与清理部件固定连接，清理部件一侧水平的固定若干导向杆，导向杆穿过固定杆使清理部件可水平移动的固定在固定板上，清理部件为长方体结构，清理部件底部设有一个圆弧形结构的开口槽，开口槽上可拆卸的设有擦洗布。

本发明的有益效果为：

本发明通过太阳自动跟踪器感知太阳光的改变，随着太阳在空中的移动，改变光照方向，中午直立，下午向西弯曲，这是仿照了向日葵的向光性。

同时利用了向日葵的向光性，在导光镜的中间安装了仿生的由若干第一凸透镜组成的集光镜面用于收集能源；太阳升起后，导光镜会自动锁定太阳光线的位置并跟着太阳光线，太阳直射的转换效率比斜射高。通过改变方向可提高对太阳光的收集效率，也可大大提高了太阳导光板的实用性。

“向日葵”导光镜还会自动探测是白天还是黑夜，是晴天还是阴雨天，在没有太阳光时通过丝杠调节沿底板返回到室内躲避台风暴雨。太阳自动跟踪器锁定光线方向，通过第一电机改变导光镜的方向实现“向日”功能，保证太阳能每一时刻都处在最佳的光照位置，为使太阳光得到最大程度的利用。光亮传感器自动探测是白天还是黑夜，是晴天还是阴雨天，还能够通过清理机构对镜面定期自清洁，使用时，通过第一电动推杆和第二电动推杆控制使导光镜进入开口槽中，通过旋转电机使其旋转，从而通过擦洗布对镜面进行清理。

综上所述，本发明智能化操作，保证太阳能每一时刻都处在最佳的光照位置，大幅提高了太阳光的利用率。

附图说明

图1为本发明剖视图。

图2为本发明导光镜剖视图。

图3为图1中A-A方向剖视图。

图4为图3中B-B方向剖视图。

图5为本发明移动装置俯视图。

图6为本发明清理机构剖视图。

图7为本发明电气连接图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

附图标记

导光镜支架1、平光玻璃罩面2、第一凸透镜3、导向块4、第二凸透镜5、固定环6、底板7、旋转电机8、清理机构9、调节箱体10、支撑杆11、轨道12、第一转轴13、导向块14、第二转轴15、第一齿轮16、第二齿轮17、第三齿轮18、链条19、第四齿轮20、内齿齿轮21、第五齿轮22、内螺纹滑块23、丝杠24、第二电机25、清理部件26、固定板27、第一电动推杆28、导向杆29、开口槽30、擦洗布31、太阳自动跟踪器32、光亮传感器33、第二电动推杆34。

如图所示一种仿生向日葵导光镜，包括导光镜支架1，导光镜支架为上大下小的圆台形结构，导光镜支架的顶部设有一块球冠结构的平光玻璃罩面2，平光玻璃罩面的厚度为

0.2-1mm，平光玻璃罩面内侧设有一层球冠形结构的集光镜面，集光镜面由若干第一凸透镜3呈矩阵式排列形成，导光镜支架的内壁上设有一圈截面为钝角三角形结构的导向块4，导向块的上部自上而下向内倾斜设置，导向块的下部垂直设置，一块第二凸透镜5水平的固定在导向块上部和导向块下部的连接处，导光镜支架的底部设有一个固定环6。

进一步的，还包括移动装置，移动装置包括底板7、旋转电机8、转动机构、清理机构9、太阳自动跟踪器32和光亮传感器33；

转动机构包括中空的调节箱体10和L型结构的支撑杆11，支撑杆的数量为两个，两个支撑杆分别可旋转的固定在调节箱体的两个侧壁上，调节箱体的两个侧壁上分别设有一个半圆环形结构的通槽作为轨道12，两个支撑杆的底部通过第一转轴13可旋转的固定在轨道的圆心处，轨道中可移动的设有导向块14，导向块的外侧与支撑杆相连接，两个导向块之间通过第二转轴15加以连接；

调节箱体中通过第一支架可旋转的设置第一齿轮16，第一齿轮一侧同轴的固定第二齿轮17，第二转轴上固定连接第三齿轮18，第一齿轮与第三齿轮之间通过链条19加以连接，第三齿轮一侧同轴的固定第四齿轮20，调节箱体中固定一个半圆形结构的内齿齿轮21，第四齿轮与内齿齿轮相啮合，第二齿轮与固定在第一电机上的第五齿轮22相啮合，第一电机固定在调节箱体中，两个支撑杆的顶部分别与导光镜固定环的两侧固定连接；通过第一电机带动第五齿轮旋转，从而联动的使导光镜沿导轨进行来回摆动；

调节箱体固定在旋转电机上，旋转电机用于控制导光镜进行旋转，旋转电机两侧分别设有一个内螺纹滑块23；

底板上通过轴承座相互平行的设有两个丝杠24，两个内螺纹滑块分别套合设置在丝杠上，两个丝杠的端部分别与一个第二电机25的转轴相连接，通过第二电机转动带动旋转电机沿丝杠进行往复运动；

清理机构固定在两个丝杠的外侧；

太阳自动跟踪器和光亮传感器设置在导光镜的平光玻璃罩面的中心处，太阳自动跟踪器与控制芯片无线连接，控制芯片分别与第一电机、第二电机和旋转电机相连接。

进一步的，清理机构包括清理部件26、固定板27和第一电动推杆28，第一电动推杆垂直设置，固定板固定在第一电动推杆的顶部，固定板中设有第二电动推杆34，第二电动推杆与清理部件固定连接，清理部件一侧水平的固定若干导向杆29，导向杆穿过固定杆使清理部件可水平移动的固定在固定板上，清理部件为长方体结构，清理部件底部设有一个圆弧形结构的开口槽30，开口槽上可拆卸的设有擦洗布31。

Claims (2)

1. 一种仿生向日葵导光镜，其特征为，包括导光镜支架，导光镜支架为上大下小的圆台 形结构，导光镜支架的顶部设有一块球冠结构的平光玻璃罩面，平光玻璃罩面的厚度为0.2-1mm，平光玻璃罩面内侧设有一层球冠形结构的集光镜面，集光镜面由若干第一凸透镜呈矩阵式排列形成，导光镜支架的内壁上设有一圈截面为钝角三角形结构的导向块，导向块的上部自上而下向内倾斜设置，导向块的下部垂直设置，一块第二凸透镜水平的固定在导向块上部和导向块下部的连接处，导光镜支架的底部设有一个固定环；

还包括移动装置，移动装置 包括底板、旋转电机、转动机构、清理机构、太阳自动跟踪器和光亮传感器；

转动机构包括中空的调节箱体和L型结构的支撑杆，支撑杆的数量为两个，两个支撑杆分别可旋转的固定在调节箱体的两个侧壁上，调节箱体的两个侧壁上分别设有一个半圆环形结构的通槽作为轨道，两个支撑杆的底部通过第一转轴可旋转的固定在轨道的圆心处，轨道中可移动的设有导向块，导向块的外侧与支撑杆相连接，两个导向块之间通过第二转轴加以连接；

调节箱体中通过第一支架可旋转的设置第一齿轮，第一齿轮一侧同轴的固定第二齿轮，第二转轴上固定连接第三齿轮，第一齿轮与第三齿轮之间通过链条加以连接，第三齿轮一侧同轴的固定第四齿轮，调节箱体中固定一个半圆形结构的内齿齿轮，第四齿轮与内齿齿轮相啮合，第二齿轮与固定在第一电机上的第五齿轮相啮合，第一电机固定在调节箱体中，两个支撑杆的顶部分别与导光镜固定环的两侧固定连接；通过第一电机带动第五齿轮旋转，从而联动的使导光镜沿导轨进行来回摆动；

调节箱体固定在旋转电机上，旋转电机用于控制导光镜进行旋转，旋转电机两侧分别设有一个内螺纹滑块；底板上通过轴承座相互平行的设有两个丝杠，两个内螺纹滑块分别套合设置在丝杠 上，两个丝杠的端部分别与一个第二电机的转轴相连接，通过第二电机转动带动旋转电机 沿丝杠进行往复运动；清理机构固定在两个丝杠的外侧；

太阳自动跟踪器和光亮传感器设置在导光镜的平光玻璃罩面的中心处，太阳自动跟踪器与控制芯片无线连接，控制芯片分别与第一电机、第二电机和旋转电机相连接。

2.如权利要求1所述的一种仿生向日葵导光镜，其特征为，清理机构包括清理部件、固定板和第一电动推杆，第一电动推杆垂直设置，固定板固定在第一电动推杆的顶部，固定板中设有第二电动推杆，第二电动推杆与清理部件固定连接，清理部件一侧水平的固定若干导向杆，导向杆穿过固定杆使清理部件可水平移动的固定在固定板上，清理部件为长方体结构，清理部件底部设有一个圆弧形结构的开口槽，开口槽上可拆卸的设有擦洗布。