CN111664597A - 一种阳光反射传感器及应用其的聚光装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阳光反射传感器及应用其的聚光装置，所述阳光反射传感器包括相互啮合的齿轮A、齿轮B，所述齿轮B在远离齿轮A一侧固定有光线传感器，所述齿轮A的下方安装有配重，所述齿轮A与齿轮B之间通过齿轮架连接，所述齿轮架还连接有用于驱动其转动的驱动装置，所述齿轮B、齿轮A分别位于齿轮架的上下两端，所述齿轮架的右端设有安装反射镜的安装面。本申请的阳光反射传感器通过驱动装置能够实现空间角度的任意调整光线传感器朝向，使其始终对准阳光；应用本申请阳光反射传感器的聚光装置能够将各个方向的太阳光反射到同一方向或集中到同一点，聚光效果好，结构简单，安装使用方便；可安装在太阳能设备反射镜上的任何位置，适用性强。

Description

一种阳光反射传感器及应用其的聚光装置

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，特别是涉及一种阳光反射传感器及应用其的聚光装置。

背景技术

太阳能聚光装置，是指聚焦太阳的辐射能，加热工质，通过工质输送热能，或者以此加热产生高温蒸汽推动汽轮机带动的发电机发电。太阳能是发电继风能、光电池之后，已经开始崭露头角，有望成为解决能源匮乏、应对气候变暖的有效技术手段。

目前搭载太阳能设备已经进入普通家庭，而聚光能力直接影响利用太阳能的效率，太阳能设备一般是采用聚光传感器将太阳光聚集以加热工质，现有聚光传感器一般是固定指向目标的，不能准确将光线传入到准确位置，而且结构复杂，安装使用不便。

申请号为201711340310.8，专利名称为一种机械式传感器定日镜，虽然能够实现对不同方向太阳光的聚集，但是由于需要安装在旋转轴上，其安装位置受限，应用范围小；如太阳灶转轴是固定安装的，此种传感器就无法适用。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提出了一种阳光反射传感器及应用其的聚光装置，解决现有阳光反射传感器聚光效果差，结构复杂、安装使用不便，适用性差的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种阳光反射传感器，包括相互啮合的齿轮A、齿轮B，所述齿轮B在远离齿轮A一侧固定有光线传感器，所述齿轮A的下方安装有配重，所述齿轮A与齿轮B之间通过齿轮架连接，所述齿轮架还连接有用于驱动其转动的驱动装置，所述齿轮B、齿轮A分别位于齿轮架的上下两端，所述齿轮架的右端设有用于安装反射镜的安装面。

进一步的，所述齿轮架为T型齿轮架，所述T型齿轮架的上下两端分别与齿轮A的基圆圆心、齿轮B的基圆圆心转动连接，所述T型齿轮架的右端设有安装反射镜的安装面。

一种应用阳光反射传感器的聚光装置，包括阳光反射传感器，所述阳光反射传感器中齿轮架的右端平行安装有反射镜。

进一步的，所述反射镜为平面镜。

进一步的，所述齿轮A基圆半径与齿轮B基圆半径相等。

进一步的，所述反射镜为抛物镜，所述抛物镜通过三脚架固定支撑，所述抛物镜的底部还连接有俯仰角电动推杆，所述俯仰角电动推杆与方位角电机的输出端连接，所述抛物镜的顶部形成有聚光点。

进一步的，所述齿轮A的基圆半径与齿轮B的基圆半径比值为7:8。

进一步的，所述俯仰角电动推杆的底部设有齿盘，所述齿盘固定在三脚架上，所述方位角电机的输出端通过小齿轮与齿盘啮合连接。

一种应用阳光反射传感器的聚光装置，包括阳光反射传感器，所述阳光反射传感器中齿轮架的右端垂直安装有反射镜，所述反射镜为平面镜。

进一步的，所述齿轮A基圆半径与齿轮B基圆半径相等。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提出的一种阳光反射传感器通过驱动装置能够实现空间角度的任意调整光线传感器朝向，使其始终对准阳光；

应用本申请阳光反射传感器的聚光装置，在驱动装置驱动齿轮带动光线传感器运动过程中，光线传感器转动的倾角始终是齿轮架倾角的2倍，再利用入射角等于反射角，能够将各个方向的太阳光反射到同一方向或集中到同一点，聚光效果好，结构简单，安装使用方便；齿轮A底部设配重保证使用过程中齿轮A朝向不变，结构简单，可安装在设备任何位置，适用性强。

说明书附图

图1为本发明实施例所述一种阳光反射传感器的立体结构示意图；

图2为本发明实施例所述一种阳光反射传感器的正视图；

图3为图2所述一种阳光反射传感器在使用时的结构示意图；

图4为本发明第二种实施例所述一种应用阳光反射传感器的聚光装置的立体结构示意图；

图5为图4的后视图；

图6为图4所述聚光装置在使用时的结构示意图；

图7为本发明第三种实施例所述一种阳光反射传感器的立体结构示意图；

图8为图7的正视图。

图中：

1、光线传感器；2、齿轮A；3、齿轮B；4、齿轮架；5、配重；6、抛物镜；7、三脚架；8、方位角电机；9、俯仰角电动推杆；10、齿盘；11、聚光点；12、平面镜。

具体实施方式

展示一下实例来具体说明本发明的某些实施例，且不应解释为限制本发明的范围。对本发明公开的内容可以同时从材料、方法和反应条件进行改进，所有这些改进，均应落入本发明的精神和范围之内。

如图1-3所示，本申请的一种阳光反射传感器，包括相互啮合的齿轮A2、齿轮B3，所述齿轮B3在远离齿轮A2一侧固定有光线传感器1，所述齿轮A2的下方安装有配重5，所述齿轮A2与齿轮B3之间通过齿轮架4连接，所述齿轮架4还连接有用于驱动其转动的驱动装置，所述齿轮B3、齿轮A2分别位于齿轮架4的上下两端，所述齿轮架4的右端设有用于安装反射镜的安装面。

所述齿轮架4为T型齿轮架，所述T型齿轮架4的上下两端分别与齿轮A2的基圆圆心、齿轮B3的基圆圆心转动连接，所述T型齿轮架的右端设有安装反射镜的安装面。

驱动装置带动齿轮架4转动，在转动过程中光线传感器1转动的倾角始终是齿轮架4转动倾角的2倍，调整光线传感器1的方向直至朝向阳光，通过在T型齿轮架反射镜安装面上安装不同的反射镜(主要是平面镜12和抛物镜6)，可将各不同方向光线反射到同一方向或聚集到同一点。

实施例一

一种应用阳光反射传感器的聚光装置，包括如图1-3中所述的阳光反射传感器，所述阳光反射传感器中齿轮架4的右端平行安装有平面镜12(未在图上示出)，所述齿轮A2基圆半径与齿轮B3基圆半径相等。当齿轮架4在水平时候，光线传感器1垂直朝上，阳光从正上方照射，被水平安装的平面镜12反射后的光是垂直朝上的；在使用时，驱动装置驱动齿轮架4转过一定角度直至朝向阳光，此过程中光线传感器转动的倾角是齿轮架倾角的2倍，根据入射角等于反射角原理，入射光被平行固定在齿轮架4上的平面镜12反射后，出射光还是垂直向上的，实现将任何方向的阳光反射到垂直向上(图3中，光线传感器上的箭头所指即为光线传感器的朝向；齿轮A上的箭头所指即为齿轮A朝向；齿轮架上的箭头所指即为齿轮架朝向；虚线箭头表示在齿轮架的右端平行安装平面镜后的阳光入射与折射方向)。

实施例二

如图4-6所示，一种应用阳光反射传感器的聚光装置，包括如图1-3中所述的阳光反射传感器，所述阳光反射传感器中齿轮架4的右端平行安装有抛物镜6，所述抛物镜6通过三脚架7固定支撑，所述抛物镜6的底部还连接有俯仰角电动推杆9，所述俯仰角电动推杆9与方位角电机8的输出端连接，所述抛物镜6的顶部形成有聚光点。通过方位角电机8、俯仰角电动推杆9控制抛物镜6的方位角和俯仰角，使任何方向的阳光都可以被抛物镜6反射后集中到聚光点11。

在本实施例中，所述俯仰角电动推杆9的底部设有齿盘10，所述齿盘10固定在三脚架7上，所述方位角电机8的输出端通过小齿轮与齿盘10啮合连接。方位角电机8输出端的齿轮结构方便实现方位角的调节。

在本实施例中，所述齿轮A2的基圆半径与齿轮B3的基圆半径比值为7:8。主要考虑抛物镜6不是平面镜12的理想状态，其阳光反射效果略有不同，将齿轮A与齿轮B的基圆半径比值做成7：8，让抛物镜比实际多倾斜一点，通过实际模拟与测试，让抛物镜6比实际多倾斜一点，全天聚光效果更理想(图5-6中，抛物镜上的入射与反射箭头即为阳光入射方向与反射方向；阳光反射传感器上方的箭头即为光线传感器朝向)。

实施例三：

如图7-8所示，本申请的一种阳光反射传感器，包括如图1-3中所述的阳光反射传感器，所述阳光反射传感器中齿轮架4上垂直安装有平面镜12，所述齿轮A2基圆半径与齿轮B3基圆半径相等。驱动装置带动齿轮架4转动，在转动过程中光线传感器1转动的倾角始终是齿轮架4转动倾角的2倍，调整光线传感器1的方向直至朝向阳光，利用入射角等于反射角的原理，反射光线垂直向下；此种光线垂直向下聚集的阳光反射传感器可装设在屋顶，用于室内或地下室照明(图8中平面镜12上的入射与反射箭头即为阳光入射方向与反射方向)。

综上，本申请的阳光反射传感器通过光线传感器与齿轮传动装置能够实现任意角度的调节，使其始终对准阳光方向，通过对反射镜的安装方式(垂直或平行齿轮架)与安装类型(平面镜或抛物镜)的选用，能够实现将任何方向的阳光反射到同一方向或聚集到同一点，结构简单，安装使用方便，聚光效果好。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种阳光反射传感器，其特征在于，包括相互啮合的齿轮A(2)、齿轮B(3)，所述齿轮B(3)在远离齿轮A(2)一侧固定有光线传感器(1)，所述齿轮A(2)的下方安装有配重(5)，所述齿轮A(2)与齿轮B(3)之间通过齿轮架(4)连接，所述齿轮架(4)还连接有用于驱动其转动的驱动装置，所述齿轮B(3)、齿轮A(2)分别位于齿轮架(4)的上下两端，所述齿轮架(4)的右端设有用于安装反射镜的安装面。

2.根据权利要求1所述的一种阳光反射传感器，其特征在于，所述齿轮架(4)为T型齿轮架，所述T型齿轮架(4)的上下两端分别与齿轮A(2)的基圆圆心、齿轮B(3)的基圆圆心转动连接，所述T型齿轮架的右端设有安装反射镜的安装面。

3.一种应用权利要求2所述阳光反射传感器的聚光装置，其特征在于，包括阳光反射传感器，所述阳光反射传感器中齿轮架(4)的右端平行安装有反射镜。

4.根据权利要求3所述的一种应用阳光反射传感器的聚光装置，其特征在于，所述反射镜为平面镜(12)。

5.根据权利要求4所述的一种应用阳光反射传感器的聚光装置，其特征在于，所述齿轮A(2)基圆半径与齿轮B(3)基圆半径相等。

6.根据权利要求3所述的一种应用阳光反射传感器的聚光装置，其特征在于，所述反射镜为抛物镜(6)，所述抛物镜(6)通过三脚架(7)固定支撑，所述抛物镜(6)的底部还连接有俯仰角电动推杆(9)，所述俯仰角电动推杆(9)与方位角电机(8)的输出端连接，所述抛物镜(6)的顶部形成有聚光点(11)。

7.根据权利要求6所述的一种应用阳光反射传感器的聚光装置，其特征在于，所述齿轮A(2)的基圆半径与齿轮B(3)的基圆半径比值为7:8。

8.根据权利要求7所述的一种应用阳光反射传感器的聚光装置，其特征在于，所述俯仰角电动推杆(9)的底部设有齿盘(10)，所述齿盘(10)固定在三脚架(7)上，所述方位角电机(8)的输出端通过小齿轮与齿盘(10)啮合连接。

9.一种应用权利要求2所述阳光反射传感器的聚光装置，其特征在于，包括阳光反射传感器，所述阳光反射传感器中齿轮架的右端垂直安装有反射镜，所述反射镜为平面镜(12)。

10.根据权利要求9所述的一种应用阳光反射传感器的聚光装置，其特征在于，所述齿轮A(2)基圆半径与齿轮B(3)基圆半径相等。

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