CN210459812U - 一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，包括：遮阳反射板、光敏传感器、隔光板、角度电机、行程齿条、行程电机、控制器和电源；遮阳反射板通过连接装置固定连接在角度电机的输出轴上；角度电机固定安装在行程齿条上；行程电机的输出轴安装有齿轮，齿轮与行程齿条相啮合；遮阳反射板上安装有隔光板，隔光板两侧的遮阳反射板上分别安装有光敏传感器；每个光敏传感器的信号输出端均与控制器的信号输入端相连接；控制器的信号输出端与角度电机的信号输入端及行程电机的信号输入端相连接。本实用新型作为遮阳板时，遮阳角度可调，具有较好的遮阳效果；在室内光照不足时作为反射板，能够将太阳光反射到室内，增加室内的照度。

Description

一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置

技术领域

本实用新型属于建筑及遮阳技术领域，特别涉及一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置。

背景技术

目前，建筑业正在不断发展，建筑能耗占据着社会能耗的很大部分，成为了经济发展的短板。如果不重视建筑的节能，将会加剧能源危机，节能已成为现下建筑行业的主流。被动式节能设计可以尽可能的以高效的方式利用资源；其中，建筑围护结构组成部件的设计尤其重要，特别是遮阳设施在夏季可以降低传入室内的热量，能够在很大程度上改善建筑热环境，减少负荷，极大地节约了电能的消耗。

现有的遮阳板等遮阳设施的功能仅限于遮阳，在太阳光照强度不足时不能发挥效果。

综上，亟需一种新型的具有角度调节功能的遮阳及补光装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，以解决上述存在的技术问题。本实用新型作为遮阳板时，遮阳角度可调，具有较好的遮阳效果；另外，在室内光照不足时，本实用新型作为反射板，能够将太阳光反射到室内，增加室内的照度。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，包括：遮阳反射板、光敏传感器、隔光板、角度电机、行程齿条、行程电机、控制器和电源；电源用于为所述遮阳及补光装置内需供电的部件供电；遮阳反射板通过连接装置固定连接在角度电机的输出轴上；角度电机固定安装在行程齿条上；行程齿条用于可移动的安装在窗体上，行程齿条能够带动角度电机和遮阳反射板上下方向移动；行程电机用于固定安装在窗体上，行程电机的输出轴安装有齿轮，齿轮与行程齿条相啮合；

遮阳反射板上安装有隔光板，隔光板两侧的遮阳反射板上分别安装有光敏传感器；每个光敏传感器的信号输出端均与控制器的信号输入端相连接，用于将采集的隔光板两侧的光照强度信息反馈给控制器；控制器的信号输出端与角度电机的信号输入端及行程电机的信号输入端相连接，用于控制两个电机的工作状态。

进一步地，还包括：第一动力轴和第一行星减速器；遮阳反射板固定安装在第一动力轴上，第一动力轴通过第一行星减速器与角度电机的输出轴相连接。

进一步地，行程齿条包括：第一行程齿条和第二行程齿条；第一行程齿条和第二行程齿条分别用于通过轨道安装在窗体的两侧。

进一步地，还包括：第二动力轴；第二动力轴与行程电机的输出轴相连接，第二动力轴上安装有第一齿轮和第二齿轮；第一齿轮与第一行程齿条相啮合，第二齿轮与第二行程齿条相啮合。

进一步地，还包括：室内光敏传感器，用于采集室内的光照强度；室内光敏传感器的信号输出端与控制器的信号输出端相连接。

进一步地，电源采用太阳能直流发电装置；太阳能直流发电装置的太阳能片安装在遮阳反射板朝向光照的一侧。

进一步地，还包括：限位装置，用于限制齿条上下运动的范围。

进一步地，限位装置包括：接近开关；接近开关安装在窗体上，接近开关处于齿条的下方；接近开关的信号输出端与控制器的信号输入端相连接。

进一步地，角度电机或行程电机包括：驱动器和步进电机；驱动器的信号输入端与控制器的信号输出端相连接，驱动器的信号输出端与步进电机的信号输入端相连接。

进一步地，控制器为嵌入式控制器STM32F429；光敏传感器为GY30；步进电机为86BYG250B；驱动器为DM542。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型兼具遮挡阳光和反射阳光的功能；作为遮阳板使用时，通过电机将遮阳反射两用板调至窗外，光敏传感器将实时监测到的隔光板两侧的光照强度数据传送给控制器控制器，从而通过角度电机自动调节遮阳反射两用板的遮阳角度，将遮阳效果达到最佳，降低负荷，进而达到节约建筑能耗的目的；作为反射板使用时，通过行程电机将遮阳反射板降低到预设高度，光照可通过遮阳反射两用板反射到室内，使得室内光照强度增加，增加环境舒适度。光敏传感模块可实时监测太阳的光照强度，将监测到的数据传输给控制器控制器，从而调节遮阳反射两用板的遮阳角度。本实用新型作为遮阳板使用时，可根据太阳高度的变化来调整自身的遮阳角度，使太阳光始终与遮阳板在一维平面垂直，可使得遮阳板能最大程度上遮挡光照，遮阳效果较好；作为阳光反射板使用时，可将太阳光充足的反射到室内，使得室内深处的照度有效的增加，从而使用户得到舒适的光环境。

进一步地，窗体两侧分别安装有第一行程齿条和第二行程齿条，可提高装置运动的稳定性和可靠性。

进一步地，通过室内光敏传感器采集的光照强度，可作为遮阳还是补光的判断依据。

进一步地，电源采用太阳能直流发电装置，采用太阳能发电供电可节省资源。

进一步地，通过接近开关等限位装置可限制齿条的运动极限，提升装置运行的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置的原理示意框图；

图2是本实用新型实施例的角度调节遮阳补光装置整体示意图；

图3是本实用新型实施例的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置作为遮阳板使用时的示意图；

图4是本实用新型实施例的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置作为反射板使用时的示意图；

图5是本实用新型实施例中太阳光线从B侧照到A侧时的示意图；

图6是本实用新型实施例中太阳光线从A侧照到B侧时的示意图；

图7是本实用新型实施例中A、B两侧的光照强度相等时的示意图；

图中，1、遮阳反射板；2、光敏传感器；3、隔光板；4、角度电机；5、第一动力轴；6、行星减速机；7、第一行程齿条；8、第二行程齿条；9、第二动力轴；10、接近开关；11；行程电机；12、窗体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术优点和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，仅用于技术方案的解释说明，不用于限定本实用新型的保护范围。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，包括：系统控制部分和系统结构执行部分。系统控制部分包括：控制器和驱动器；系统结构执行部分包括：电源模块、遮阳反射板1、光敏传感器2、隔光板3、角度电机4、第一动力轴5、第二动力轴9、行星减速机6、行程齿条、接近开关10和行程电机11。

具体的，系统控制部分包括：控制器模块、室外光感传感模块和驱动模块；光敏传感模块与控制模块相连接；控制模块与驱动模块相连接；智能太阳能遮阳反射板1置于窗体12顶端与控制器相连接；太阳能直流发电系统与控制器相连接。控制器中的控制模块为嵌入式控制器STM32F429，光感器由GY30构成。驱动模块是由步进电机86BYG250B和驱动器DM542组成。

电源模块采用太阳能直流发电系统，由太阳能电池板、充电控制器和蓄电池共同组成，其中，太阳能电池板包括太阳能电片、背板、铝合金、接线盒和硅胶组成。遮阳反射板1设置为遮阳模式时，朝向光照一侧装有太阳能片，可将光照转换为电能存储，为系统工作提供电能，所产生的电能供调节智能遮阳反射板1使用。具体的，太阳能直流发电系统是由太阳能电池板、充电控制器、和蓄电池共同组成，其中太阳能电池板由钢化玻璃、EVA、电池片、背板、铝合金、接线盒和硅胶组成。所产生的电能供调节智能遮阳反射板1使用。所述的智能控制模块控制器中的控制模块为嵌入式控制器STM32F429。所述光感器由GY30构成。所述的驱动模块是由步进电机和驱动器组成。

隔光板3位于遮阳反射板1的中间，垂直于遮阳反射板1，且与第一动力轴5平行，在隔光板3的两侧分别安装有光敏传感器2，用于检测隔光板3两侧的光线强度。

角度电机4连接同轴行星减速机6，行星减速机6与第一动力轴5同轴连接，第一动力轴5与遮掩反射板固定在一起，可以通过角度电机4带动行星减速器，进而带动第一动力轴5转动，使得遮阳反射板1以第一动力轴5为圆心进行角度旋转。

第一动力轴5两端分别连接有第一行程齿条7和第二行程齿条8，位于窗体12两侧垂直向下安装，分别与第二动力轴9的齿轮进行契合，行程电机11与行星减速机6进行同轴连接，然后与第二动力轴9连接。通过行程电机11转动带动行星减速机6转动，进而第二动力轴9转动使得第一行程齿条7与第二行程齿条8同步移动，使得遮阳反射板1上下平行于水平面移动。

角度电机4与行程电机11功能分别用于调整遮阳反射板1的角度和移动遮阳反射板1的垂直距离。分别采用步进电机构成，步进电机与其对应的驱动器连接，驱动器与控制器连接，用于控制电机的转速和转动方向。太阳能遮阳反射板1安装的光敏传感器可准确的反映出遮阳反射板1的角度，并将此数据通过控制器控制电机调节装置的遮阳角度和反射补光高度。

隔光板3两侧的光敏传感器2用于检测隔光板3两侧光线的强度，光敏传感器2与控制器连接。光敏传感器2的安装及其工作用于调整遮阳反射板1的角度，使得遮阳反射板1与太阳光线在一维平面垂直。实现步骤如下：

请参阅图5和图7，隔光板3位于遮掩反射板的中间，在遮阳反射板1的左侧为第一动力轴5，在隔光板3的两侧分别为光敏传感器2，光敏传感器的作用为将光照强度转换为电信号。若太阳光线从B侧照到A侧时，此时B侧的光线强度高于A侧光线强度，通过光敏传感器2将光线强度转换为电压信号，传送到控制器，进一步控制角度电机4向B侧旋转，使A、B两侧的光照强度相等，角度电机4停止转动，此时遮阳反射板1与太阳光线垂直。

请参阅图6和图7，若太阳光线从A侧照到B侧时，此时A侧光线强度高于B侧，对应的A侧光敏传感器2检测电压值高于B侧光敏传感器2检测的电压值。控制器控制角度电机4向A侧旋转，使得A、B两侧的光照强度相等时，角度电机4停止转动，此时遮阳反射板1与太阳光线垂直。

在窗体12的一侧下端安装有接近开关10传感器，用于检测遮阳反射板1下降时是否达到最低限度，当遮阳反射板1向下水平移动时，第二行程齿条8就会同步向下移动，达到最低限度时，第二行程齿条8就会触发接近开关10，停止向下运动。

优选的，控制器包含有RTC时钟模块，五月到十月系统为遮阳功能，十一月到四月系统为补光功能。根据控制模块中的时钟模块设置遮阳与反射功能的转换，五月至十月为遮阳，十一月至四月为反射补光。

本实用新型实施例中，太阳能遮阳反射板安装于窗体顶端，能够追踪光照的方向以及光照的强度。太阳能遮阳反射板可用于对室内遮阳和补光功能：控制模块根据室内光感强度判断此时遮阳板为遮阳或者反射功能。当室内光感强度小于设定值时，系统启动反射功能；当是室内光感强度大于设定值时，系统启动遮阳功能。其中，遮阳反射板设置为反射补光模式时，控制器控制行程电机将其降至距顶部三分之一处，使得光照可以更高效率的反射到室内，更有利于室内亮度的提高。

本实用新型的工作原理：

本实用新型的智能遮阳反射板是由控制部分和结构部分构成控制器和驱动器相结合，通过光敏传感器监测光照强度，将监测到信息传送到控制器，控制器通过光敏传感模块监测到的数据来控制驱动模块，从而调节遮阳反射两用板用遮挡阳光照射的角度；控制器包含有RTC时钟模块，可以内部计时，五月到十月系统为遮阳功能，十一月到四月系统为补光功能。室内光照强度不足时智能控制模块可控制驱动模块将遮阳反射两用板用调整，从而将光照反射至室内，使室内光照增强。

本实用新型的工作过程：

遮阳反射板在工作时，光敏传感器模块实时监测光照强度的数据；监测获取的数据传输给控制器后，控制模块根据实时数据来控制驱动模块调节遮阳反射两用板的遮阳角度；冬季及光线不足时，控制器控制驱动模块将遮阳反射两用板降低高度，从而将光线反射至室内。

综上所述，本实用新型的智能遮阳反射板装置由控制器、系统控制部分和系统结构部分。系统控制部分包括：控制器、驱动器；系统结构部分包括：遮阳反射板、光敏传感器、隔光板、角度电机、第一动力轴、第二动力轴、行星减速机、行程齿条、接近开关、行程电机。本实用新型可根据太阳的光照角度，由驱动模块带动智能遮阳反射板追踪太阳运行，可实现室内光照强度不足时，通过光线反射为室内补光功能；室内光照过于强烈时为室内遮阳功能。此外，还可以在冬季或太阳光照不足时，将智能遮阳反射板转换至窗户下部做阳光反射板，来增加房间深处的光照强度；以此提高环境舒适度。本实用新型的智能遮阳反射板，作为遮阳板使用时可根据太阳的高度变化来调整自身的遮阳角度，使太阳光始终与遮阳板垂直，以此使得遮阳板能够在最大程度上遮挡光照，并且使得太阳能电池充电效率较高。为了达到节能的效果，在智能太阳能遮阳反射板朝向太阳的面上安装上太阳能电池片，太阳能电池所发的电可供驱动设备调整遮阳板的遮阳角度，实现节能的效果。作为阳光反射板使用时可将太阳光充足的反射到室内，使得室内深处的照度有效的增加，从而使用户得到舒适的光环境。智能遮阳反射板可实现室内光照强度不足时，通过光线反射为室内补光功能；室内光照过于强烈时为室内遮阳功能。太阳能直流发电系统中的太阳能电池板通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应转换成电能。将太阳能电池板安装在智能遮阳反射板朝向光照的一面，太阳能电池板所储存的电能用于智能遮阳反射板的运行。例如，智能遮阳反射板面的四角分别安装光敏传感器，光敏传感模块根据太阳照射角度，设置智能遮阳反射板的遮阳角度。该方法不仅实现太阳能发电的功效，而且还在室内光照超过设定阈值是起到遮阳功能。

最后需要说明的是：以上实施例仅说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分特征进行等同替换：而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的精神和范围内。

Claims (7)

1.一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，其特征在于，包括：遮阳反射板(1)、光敏传感器(2)、隔光板(3)、角度电机(4)、行程齿条、行程电机(11)、控制器和电源；

电源用于为所述遮阳及补光装置内需供电的部件供电；

遮阳反射板(1)通过连接装置固定连接在角度电机(4)的输出轴上；角度电机(4)固定安装在行程齿条上；

行程齿条用于可移动的安装在窗体(12)上，行程齿条能够带动角度电机(4)和遮阳反射板(1)上下方向移动；

行程电机(11)用于固定安装在窗体(12)上，行程电机(11)的输出轴安装有齿轮，齿轮与行程齿条相啮合；

遮阳反射板(1)上安装有隔光板(3)，隔光板(3)两侧的遮阳反射板(1)上分别安装有光敏传感器(2)；每个光敏传感器(2)的信号输出端均与控制器的信号输入端相连接，用于将采集的隔光板(3)两侧的光照强度信息反馈给控制器；控制器的信号输出端与角度电机(4)的信号输入端及行程电机(11)的信号输入端相连接，用于控制两个电机的工作状态；

还包括：第一动力轴(5)和第一行星减速器；

遮阳反射板(1)固定安装在第一动力轴(5)上，第一动力轴(5)通过第一行星减速器与角度电机(4)的输出轴相连接；

行程齿条包括：第一行程齿条(7)和第二行程齿条(8)；

第一行程齿条(7)和第二行程齿条(8)分别用于通过轨道安装在窗体(12)的两侧；

还包括：第二动力轴(9)；

第二动力轴(9)与行程电机(11)的输出轴相连接，第二动力轴(9)上安装有第一齿轮和第二齿轮；第一齿轮与第一行程齿条(7)相啮合，第二齿轮与第二行程齿条(8)相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，其特征在于，还包括：室内光敏传感器，用于采集室内的光照强度；

室内光敏传感器的信号输出端与控制器的信号输出端相连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，其特征在于，电源采用太阳能直流发电装置；

太阳能直流发电装置的太阳能片安装在遮阳反射板(1)朝向光照的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，其特征在于，还包括：限位装置，用于限制齿条上下运动的范围。

5.根据权利要求4所述的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，其特征在于，限位装置包括：接近开关(10)；

接近开关(10)安装在窗体(12)上，接近开关(10)处于齿条的下方；

接近开关(10)的信号输出端与控制器的信号输入端相连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，其特征在于，角度电机(4)或行程电机(11)包括：驱动器和步进电机；

驱动器的信号输入端与控制器的信号输出端相连接，驱动器的信号输出端与步进电机的信号输入端相连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有角度调节功能的遮阳及补光装置，其特征在于，控制器为嵌入式控制器STM32F429；光敏传感器为GY30；步进电机为86BYG250B；驱动器为DM542。

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