CN111765423A - 一种地下管廊的物流的透光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下管廊的物流的透光系统；包括光导管、透光罩、散光罩；所述透光罩与光导管之间设有聚光机构，聚光机构与透光罩和光导管之间密封连接；所述光导管的下方设有散光罩，所述散光罩与光导管之间设有调节机构，通过设置的调节机构能够调节散光罩的散光角度；所述光导管设有调光机构，所述调光机构包括连接在在光导管外侧壁的永磁同步电机，通过永磁同步电机带动遮光片转动进行角度调节，改变进入光导管内部的自然光照度；本发明实现地下管廊物流的自然光照明，透光度便与调节，使用方便，节约能源、自然光利用率高；同时，自然光为全色照明，显色性好、人眼视觉适应性好。

Description

一种地下管廊的物流的透光系统

技术领域

本发明属于地下管廊物流照明领域，尤其涉及一种地下管廊的物流的透光系统。

背景技术

地下综合管廊是建设在城市地下，用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水等市政管线的公共隧道；地下物流系统是一种具有革新意义的物流模式，地下物流系统不仅具有速度快、准确性高等优势，而且是解决城市交通拥堵、减少环境污染、提高城市货物运输的通达性和质量的重要有效途径；地下物流系统能够满足循环经济的发展模式，符合资源节约型社会的发展要求，是我国城市可持续发展的必要选择，地下物流系统的建设离不开地下综合管廊的支持，两者相互促进，共同发展。。

然而，现有的地下管廊技术中，因为地下空间无法受到自然光的照射，照明方式一般采用电能驱动照明，电能驱动照明耗能巨大；当前我国主要采用火力发电，尤其是对于当前能源枯竭，环境污染等世界性问题的同时，火力发电不利于人与自然的和谐发展；因此地下管廊推行自然光照明是一个健康而又节能减排的重要途径。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供了一种地下管廊的物流的透光系统，实现地下管廊物流的自然光照明，透光度便与调节，使用方便，节约能源、自然光利用率高；同时，自然光为全色照明，显色性好、人眼视觉适应性好。

本发明提供如下技术方案：

一种地下管廊的物流的透光系统；包括光导管、透光罩、散光罩；所述透光罩为透明材质的半球形罩体，所述透光罩与光导管之间设有聚光机构，聚光机构与透光罩和光导管之间密封连接；所述光导管的下方设有散光罩，所述散光罩与光导管之间设有调节机构，通过设置的调节机构能够调节散光罩的散光角度；所述光导管设有调光机构，所述调光机构包括连接在在光导管外侧壁的永磁同步电机，所述永磁同步电机的输出轴连接有转轴，所述转轴的另一端通过轴承与光导管的内壁转动连接；所述转轴上连接有遮光片，通过永磁同步电机带动遮光片转动进行角度调节，改变进入光导管内部的自然光照度；所述光导管的底部一侧连接有万向连杆，万向连杆匹配连接有万向球头，万向球头与散光罩连接。

优选的，所述聚光机构的剖切面为梯形结构，所述梯形长的一边安装有聚光透镜，汇聚光线；在梯形短的一边安装有与聚光透镜平行且同中心轴，具有相同聚光比且共焦点的调光透镜；所述调光透镜的方向距聚光透镜的安装方向相反，把汇聚的光线重新调整为平行光线，减少散射光的损失。

优选的，所述遮光片为两个半圆形的结构，通过永磁同步电机带动实现开合，达到遮挡强光的效果；所述遮光片面向遮光罩的一面涂有吸光材料，相反的一面涂有高光反射材料。

优选的，所述调节机构包括固定板，所述固定板连接在光导管的一侧，所述固定板上设有伺服电机，伺服电机的输出轴贯穿固定板，且连接有螺纹杆；螺纹杆与固定板间隙连接，所述螺纹杆上套设有移动块，所述移动块通过开设的内螺纹孔与螺纹杆匹配转动连接，所述螺纹杆的另一端设有限位块。

优选的，所述移动板上对称设有两个活动连杆，两个所述活动连杆均通过销轴与移动块转动连接。

优选的，两个所述活动连杆的另一端均通过销轴转动连接有滑块，所述滑块匹配连接有滑槽。

优选的，所述滑槽开设在散光罩的顶部，滑槽与滑块相互对应设置。

优选的，所述透光罩和聚光机构设置在地下管廊地层的上方，光导管和散光罩设置在地下管廊地层的内部。

优选的，由于遮光片背光一面涂有高光反射材料，因此，在两个遮光片折叠起来的时候，并不会影响光线的传输，当永磁同步电机控制其分开的时候，遮光片遮挡光线传输通道，实现光线调节的目的。

优选的，所述聚光透镜和调节透镜选用菲涅尔透镜。

优选的，所述调光机构分为手动调节和自动调节的方式，手动调节根据地下管廊内的光照需求，通过控制永磁同步电机控制遮光片的开合；自动调节还包括在光导管顶部与聚光机构连接处设有光信号传感器，并且连接控制器，控制器连接永磁同步电机，并且配合人工照明共同使用；分三个级别控制，当光信号传感器检测光导管内的环境照度低于3000lx时，通过控制器自动开启人工照明光源，环境当照度照度处于3000lx-10000 lx时，开启部分人工照明光源，环境当照度照度大于10000 lx时，关闭人工照明光源，全部使用自然光进行照明，通过此种方式进一步合理利用光源，提升照明效果和自然光的照明舒适性。

优选的，为了增加光导管的透光量，所述光导管内部涂刷的高光反射材料为超百镀银材料，增加透光量，减少自然光在反射中的损失。

优选的，通过设置光导管并配合聚光机构，进一步减少光学损失，增加了光导管的反射率，光导管的反射率范围δ为20-96%；光导管的半径为R，则光导管入口的光通量φ满足以下关系式：

φ=α·δπR²E；

上式中，φ单位lm；E为光导管入口产生的水平照度，单位lx；R单位cm；α为光通量系数，取值范围为1.369-11.58。

优选的，所述聚光透镜通过将光线聚集，调光透镜将光线转调整为平行光线，减少了自然光在传播过程中的损失，所述聚光透镜的直径为D1，调光透镜的直径为D2；则光导管入口的光通量φ的光通量满足以下关系：

φ=β·（(πD1²/2-πD1²/2) E）；

上式中，D1、D2单位为cm；β为聚光系数，取值范围为2.25-15.368。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明一种地下管廊的物流的透光系统，通过光导管和透光罩、散光罩实现地下管廊物流的自然光照明，透光度便与调节，使用方便，节约能源、自然光利用率高；同时，自然光为全色照明，显色性好、人眼视觉适应性好。

（2）本发明一种地下管廊的物流的透光系统，通过设置的调节机构，由伺服电机带动螺纹杆转动，螺纹杆带动移动块移动，进一步带动连杆在散光罩上滑动，能够调节散光罩的照射角度，增加散光罩的实际照射范围，在实际使用中具有重要意义。

（3）本发明一种地下管廊的物流的透光系统，通过设置聚光机构的剖切面为梯形结构，所述梯形长的一边安装有聚光透镜，汇聚光线；在梯形短的一边安装有与聚光透镜平行且同中心轴，具有相同聚光比且共焦点的调光透镜；所述调光透镜的方向距聚光透镜的安装方向相反，把汇聚的光线重新调整为平行光线，减少散射光的损失。

（4）本发明一种地下管廊的物流的透光系统，通过设置调光机构，由于遮光片背光一面涂有高光反射材料，因此，在两个遮光片折叠起来的时候，并不会影响光线的传输，当永磁同步电机控制其分开的时候，遮光片遮挡光线传输通道，实现光线调节的目的，增加地下管廊内部照射的自然光线的舒适性。

（5）本发明一种地下管廊的物流的透光系统，光导管的光通量、光导管的光反射率、光导管半径之间的关系，使光导管和聚光机构达到一个合理的配置，进一步减少光学损失，增加了光导管的反射率，减小光损失。

（6）本发明一种地下管廊的物流的透光系统，通过限制光导管的光通量、聚光透镜的直径、调光透镜的直径之间的关系，聚光透镜通过将光线聚集，调光透镜将光线转调整为平行光线，进一步减少了自然光在传播过程中的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的整体结构图。

图2是本发明的聚光机构示意图。

图3是本发明的调光机构俯视图。

图4是本发明的调光机构整体示意图。

图5是本发明的调节机构示意图。

图6是本发明的原理示意图。

图中：1、光导管；2、透光罩；3、散光罩；4、聚光机构；5、调光机构；6、调节机构；7、万向连杆；8、万向球头；9、地层；401、聚光透镜；402、调光透镜；501、永磁同步电机；502、遮光片；503、转轴；601、固定板；602、伺服电机；603、移动块；604、活动连杆；605、螺纹杆；606、限位块；607、滑槽；608、滑块。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-6所示，一种地下管廊的物流的透光系统；包括光导管1、透光罩2、散光罩3；所述透光罩2为透明材质的半球形罩体，所述透光罩2与光导管1之间设有聚光机构4，聚光机构4与透光罩2和光导管1之间密封连接；所述光导管1的下方设有散光罩3，所述散光罩3与光导管1之间设有调节机构6，通过设置的调节机构6能够调节散光罩3的散光角度；所述光导管1设有调光机构5，所述调光机构5包括连接在在光导管1外侧壁的永磁同步电机501，所述永磁同步电机501的输出轴连接有转轴503，所述转轴503的另一端通过轴承与光导管1的内壁转动连接；所述转轴503上连接有遮光片502，通过永磁同步电机501带动遮光片502转动进行角度调节，改变进入光导管1内部的自然光照度；所述光导管1的底部一侧连接有万向连杆7，万向连杆7匹配连接有万向球头8，万向球头8与散光罩3连接。

所述聚光机构4的剖切面为梯形结构，所述梯形长的一边安装有聚光透镜401，汇聚光线；在梯形短的一边安装有与聚光透镜401平行且同中心轴，具有相同聚光比且共焦点的调光透镜402；所述调光透镜402的方向距聚光透镜401的安装方向相反，把汇聚的光线重新调整为平行光线，减少散射光的损失。

所述遮光片502为两个半圆形的结构，通过永磁同步电机501带动实现开合，达到遮挡强光的效果；所述遮光片502面向遮光罩的一面涂有吸光材料，相反的一面涂有高光反射材料；所述调节机构6包括固定板601，所述固定板601连接在光导管1的一侧，所述固定板601上设有伺服电机602，伺服电机602的输出轴贯穿固定板601，且连接有螺纹杆605；螺纹杆605与固定板601间隙连接，所述螺纹杆605上套设有移动块603，所述移动块603通过开设的内螺纹孔与螺纹杆605匹配转动连接，所述螺纹杆605的另一端设有限位块606；所述移动板上对称设有两个活动连杆604，两个所述活动连杆604均通过销轴与移动块603转动连接；两个所述活动连杆604的另一端均通过销轴转动连接有滑块608，所述滑块608匹配连接有滑槽607；所述滑槽607开设在散光罩3的顶部，滑槽607与滑块608相互对应设置。

所述透光罩2和聚光机构4设置在地下管廊地层9的上方，光导管1和散光罩3设置在地下管廊地层9的内部。

实施例二：

一种地下管廊的物流的透光系统；包括光导管1、透光罩2、散光罩3；所述透光罩2为透明材质的半球形罩体，所述透光罩2与光导管1之间设有聚光机构4，聚光机构4与透光罩2和光导管1之间密封连接；所述光导管1的下方设有散光罩3，所述散光罩3与光导管1之间设有调节机构6，通过设置的调节机构6能够调节散光罩3的散光角度；所述光导管1设有调光机构5，所述调光机构5包括连接在在光导管1外侧壁的永磁同步电机501，所述永磁同步电机501的输出轴连接有转轴503，所述转轴503的另一端通过轴承与光导管1的内壁转动连接；所述转轴503上连接有遮光片502，通过永磁同步电机501带动遮光片502转动进行角度调节，改变进入光导管1内部的自然光照度；所述调光透镜402的方向距聚光透镜401的安装方向相反，把汇聚的光线重新调整为平行光线，减少散射光的损失。

所述聚光机构4的剖切面为梯形结构，所述梯形长的一边安装有聚光透镜401，汇聚光线；在梯形短的一边安装有与聚光透镜401平行且同中心轴，具有相同聚光比且共焦点的调光透镜402；所述调光透镜402的方向距聚光透镜401的安装方向相反，把汇聚的光线重新调整为平行光线，减少散射光的损失。

所述遮光片502为两个半圆形的结构，通过永磁同步电机501带动实现开合，达到遮挡强光的效果；所述遮光片502面向遮光罩的一面涂有吸光材料，相反的一面涂有高光反射材料。

所述调节机构6包括固定板601，所述固定板601连接在光导管1的一侧，所述固定板601上设有伺服电机602，伺服电机602的输出轴贯穿固定板601，且连接有螺纹杆605；螺纹杆605与固定板601间隙连接，所述螺纹杆605上套设有移动块603，所述移动块603通过开设的内螺纹孔与螺纹杆605匹配转动连接，所述螺纹杆605的另一端设有限位块606；所述移动板上对称设有两个活动连杆604，两个所述活动连杆604均通过销轴与移动块603转动连接；两个所述活动连杆604的另一端均通过销轴转动连接有滑块608，所述滑块608匹配连接有滑槽607；所述滑槽607开设在散光罩3的顶部，滑槽607与滑块608相互对应设置；所述透光罩2和聚光机构4设置在地下管廊地层9的上方，光导管1和散光罩3设置在地下管廊地层9的内部。

由于遮光片502背光一面涂有高光反射材料，因此，在两个遮光片502折叠起来的时候，并不会影响光线的传输，当永磁同步电机501控制其分开的时候，遮光片502遮挡光线传输通道，实现光线调节的目的；所述聚光透镜401和调节透镜选用菲涅尔透镜。

所述调光机构5分为手动调节和自动调节的方式，手动调节根据地下管廊内的光照需求，通过控制永磁同步电机501控制遮光片502的开合；自动调节还包括在光导管1顶部与聚光机构4连接处设有光信号传感器，并且连接控制器，控制器连接永磁同步电机501，并且配合人工照明共同使用；分三个级别控制，当光信号传感器检测光导管1内的环境照度低于3000lx时，通过控制器自动开启人工照明光源，环境当照度照度处于3000lx-10000 lx时，开启部分人工照明光源，环境当照度照度大于10000 lx时，关闭人工照明光源，全部使用自然光进行照明，通过此种方式进一步合理利用光源，提升照明效果和自然光的照明舒适性。

实施例三：

在实施例一的基础上，为了增加光导管1的透光量，所述光导管1内部涂刷的高光反射材料为超百镀银材料，增加透光量，减少自然光在反射中的损失；通过设置光导管1并配合聚光机构4，进一步减少光学损失，增加了光导管1的反射率，光导管1的反射率范围δ为20-96%；光导管1的半径为R，则光导管1入口的光通量φ满足以下关系式：

φ=α·δπR²E；

上式中，φ单位lm；E为光导管1入口产生的水平照度，单位lx；R单位cm；α为光通量系数，取值范围为1.369-11.58。

所述聚光透镜401通过将光线聚集，调光透镜402将光线转调整为平行光线，减少了自然光在传播过程中的损失，所述聚光透镜401的直径为D1，调光透镜402的直径为D2；则光导管1入口的光通量φ的光通量满足以下关系：

φ=β·（(πD1²/2-πD1²/2) E）；

上式中，D1、D2单位为cm；β为聚光系数，取值范围为2.25-15.368。

通过上述技术方案得到的装置是一种地下管廊的物流的透光系统，通过光导管1和透光罩2、散光罩3实现地下管廊物流的自然光照明，透光度便与调节，使用方便，节约能源、自然光利用率高；同时，自然光为全色照明，显色性好、人眼视觉适应性好；通过设置的调节机构6，由伺服电机602带动螺纹杆605转动，螺纹杆605带动移动块603移动，进一步带动连杆在散光罩3上滑动，能够调节散光罩3的照射角度，增加散光罩3的实际照射范围，在实际使用中具有重要意义；通过设置聚光机构4的剖切面为梯形结构，所述梯形长的一边安装有聚光透镜401，汇聚光线；在梯形短的一边安装有与聚光透镜401平行且同中心轴，具有相同聚光比且共焦点的调光透镜402；所述调光透镜402的方向距聚光透镜401的安装方向相反，把汇聚的光线重新调整为平行光线，减少散射光的损失；通过设置调光机构5，由于遮光片502背光一面涂有高光反射材料，因此，在两个遮光片502折叠起来的时候，并不会影响光线的传输，当永磁同步电机501控制其分开的时候，遮光片502遮挡光线传输通道，实现光线调节的目的，增加地下管廊内部照射的自然光线的舒适性；光导管1的光通量、光导管1的光反射率、光导管1半径之间的关系，使光导管1和聚光机构4达到一个合理的配置，进一步减少光学损失，增加了光导管1的反射率，减小光损失；通过限制光导管1的光通量、聚光透镜401的直径、调光透镜402的直径之间的关系，聚光透镜401通过将光线聚集，调光透镜402将光线转调整为平行光线，进一步减少了自然光在传播过程中的损失。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地下管廊的物流的透光系统；包括光导管（1）、透光罩（2）、散光罩（3）；其特征在于，所述透光罩（2）为透明材质的半球形罩体，所述透光罩（2）与光导管（1）之间设有聚光机构（4），聚光机构（4）与透光罩（2）和光导管（1）之间密封连接；所述光导管（1）的下方设有散光罩（3），所述散光罩（3）与光导管（1）之间设有调节机构（6），通过设置的调节机构（6）能够调节散光罩（3）的散光角度；所述光导管（1）设有调光机构（5），所述调光机构（5）包括连接在在光导管（1）外侧壁的永磁同步电机（501），所述永磁同步电机（501）的输出轴连接有转轴（503），所述转轴（503）的另一端通过轴承与光导管（1）的内壁转动连接；所述转轴（503）上连接有遮光片（502），通过永磁同步电机（501）带动遮光片（502）转动进行角度调节，改变进入光导管（1）内部的自然光照度；所述光导管（1）的底部一侧连接有万向连杆（7），万向连杆（7）匹配连接有万向球头（8），万向球头（8）与散光罩（3）连接。

2.根据权利要求1所述一种地下管廊的物流的透光系统，其特征在于，所述聚光机构（4）的剖切面为梯形结构，所述梯形长的一边安装有聚光透镜（401），汇聚光线；在梯形短的一边安装有与聚光透镜（401）平行且同中心轴，具有相同聚光比且共焦点的调光透镜（402）；所述调光透镜（402）的方向距聚光透镜（401）的安装方向相反，把汇聚的光线重新调整为平行光线，减少散射光的损失。

3.根据权利要求1所述一种地下管廊的物流的透光系统，其特征在于，所述遮光片（502）为两个半圆形的结构，通过永磁同步电机（501）带动实现开合，达到遮挡强光的效果；所述遮光片（502）面向遮光罩的一面涂有吸光材料，相反的一面涂有高光反射材料。

4.根据权利要求1所述一种地下管廊的物流的透光系统，其特征在于，所述调节机构（6）包括固定板（601），所述固定板（601）连接在光导管（1）的一侧，所述固定板（601）上设有伺服电机（602），伺服电机（602）的输出轴贯穿固定板（601），且连接有螺纹杆（605）；螺纹杆（605）与固定板（601）间隙连接，所述螺纹杆（605）上套设有移动块（603），所述移动块（603）通过开设的内螺纹孔与螺纹杆（605）匹配转动连接，所述螺纹杆（605）的另一端设有限位块（606）。

5.根据权利要求4所述一种地下管廊的物流的透光系统，其特征在于，所述移动板上对称设有两个活动连杆（604），两个所述活动连杆（604）均通过销轴与移动块（603）转动连接。

6.根据权利要求5所述一种地下管廊的物流的透光系统，其特征在于，两个所述活动连杆（604）的另一端均通过销轴转动连接有滑块（608），所述滑块（608）匹配连接有滑槽（607）。

7.根据权利要求6所述一种地下管廊的物流的透光系统，其特征在于，所述滑槽（607）开设在散光罩（3）的顶部，滑槽（607）与滑块（608）相互对应设置。

8.根据权利要求1所述一种地下管廊的物流的透光系统，其特征在于，所述透光罩（2）和聚光机构（4）设置在地下管廊地层（9）的上方，光导管（1）和散光罩（3）设置在地下管廊地层（9）的内部。

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