一种全天候光纤智能照明装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于照明技术领域，具体涉及一种全天候光纤智能照明装置。


背景技术：

[0002]
太阳能照明以太阳能作为能源，通过太阳能电池实现光电转换，将白天用蓄电池蓄积的电能晚上通过控制器对电光源供电，实现所需照明。太阳能供电目前已经成为照明领域普遍采用的照明方式之一。
[0003]
在目前已经普遍使用的太阳能光伏照明电源中，包括有太阳能风光互补太阳能照明、市电互补照明等。而在市电互补照明中，在一些占地空间大，照明消耗也大，但对照明的质量要求不高的场所，采用太阳光照明系统可以节约大量用于照明的电力。又如地下火工品间、易燃易爆物仓库等，电能照明方式有一定的安全隐患，太阳光照明能够避免该缺陷。
[0004]
此外，由于城市土地资源日益紧缺，城市高层建筑日益密集，建筑物间对太阳光互相遮挡，使部分建筑接受阳光直接照射的时间很短。太阳光导入系统可在不进行能量转换的前提下，利用光导纤维将太阳光导入到室内进行照明，保留太阳光的大部分自然特性。太阳光照明系统不仅省去一大笔照明费用，同时解决人们因为室内工作或生活无法直接接受阳光照射的问题。为室内、地下建筑、隧道等在白天提供充足太阳光，提高太阳能的利用率，拓展太阳能的应用领域。而现阶段同类照明系统中，采用控制系统来实现装置对太阳能光线的追踪，以使得太阳能的最大化利用，进而实现全天候光纤智能照明具有重要意义。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于提供一种将采集自然太阳光用于室内照明的产品，具体为一种全天候光纤智能照明装置，本实用新型直接利用太阳光来进行全天候室内照明，跟踪太阳光线变化角度，调整装置的方位角和俯仰角，减少能量损失；同时利用光导纤维将太阳光导入到室内进行照明，实现能量的最大化利用。
[0006]
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
[0007]
根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种全天候光纤智能照明装置，包括太阳能充电板、照明灯架、接线板、透镜、u型板、底座、传感器、转向机构和控制系统；所述底座上固定一个u型板，在u型板上平行布置有照明灯架和接线板，照明灯架上镶嵌有呈阵列分布的透镜和传感器，接线板上设有与透镜结构和数量相同的接线柱；太阳能充电板设于照明灯架的侧部；在底座和照明灯架上分别设有俯仰角转向机构和方位角转向机构，通过控制系统获取传感器信息，控制俯仰角转向机构和方位角转向机构转动，带动照明灯架随太阳光强度变化旋转角度；通过太阳能充电板连接接线板上的光纤或导线，将储存的光能或电能连接至室内照明。
[0008]
作为本实用新型进一步优选的方案，在底座上还进一步设有透明罩，将包括u型板、照明灯架、接线板和太阳能充电板罩在其中。
[0009]
作为本实用新型进一步优选的方案，所述照明灯架和接线板连接在u型板上，照明
灯架和接线板之间的u型板的两侧设有方位角转向机构，俯仰角转向机构设在底座上。
[0010]
作为本实用新型进一步优选的方案，所述方位角转向机构包括上部减速电机、上部减速器和水平轴，水平轴通过上部轴承连接在u型板两侧安装孔中，上部减速器分别连接水平轴和上部减速电机。
[0011]
作为本实用新型进一步优选的方案，所述俯仰角转向机构包括下部减速器、下部减速电机和竖直轴，竖直轴通过下部轴承连接在u型板底部，下部减速器分别连接竖直轴和下部减速电机。
[0012]
作为本实用新型进一步优选的方案，所述照明灯架和接线板为八边形结构，在八边形上方的引线板上设有自接线板接线柱上引出的光纤或导线的引出孔。
[0013]
作为本实用新型进一步优选的方案，在照明灯架背面设有散热片。
[0014]
作为本实用新型进一步优选的方案，手机wifi或蓝牙连接控制系统，且底座内设有电池。
[0015]
本实用新型的有益效果在于：
[0016]
1、本实用新型直接利用太阳光通过光纤导入室内多孔式光纤灯具进行室内照明，省略了能量转换，减少能量损失；同时兼备太阳能充电板，为室内lde吊灯提供能源。
[0017]
2、本实用新型控制系统控制俯仰角转向机构和方位角转向机构，实现自动跟踪太阳光的入射角度，可进行24小时全天候(不包括极端天气)智能化照明，在阴雨天时装置会根据太阳的方位角、俯仰角和大数据信息来调整自身的俯仰及水平方位。
[0018]
3、本实用新型控制系统内含有wifi、蓝牙，可通过手机端实时控制装置的太阳光跟踪，且装置内部含有电池电源为蓝牙提供能源。
[0019]
4、本实用新型采光装置采用不同导热系数的粉末冶金钢制成照明灯架、接线板和散热板，使得处于透镜焦点处和其他温度较高处的板材更利于散热；而在另外受热温度低处采用导热系数较低的粉末冶金钢，可以很大程度的节省制作成本，解决了上下板受热不均匀的问题，保证了采光装置有良好的散热性。
[0020]
5、本实用新型设计了灰尘不浸润的透明罩，该设计隔绝尘土，防止灰尘粘附于透镜上影响装置的使用；并减小了外界风、雨等环境因素对于采光装置运动精度的影响，使得装置可以适应各种天气和不同环境的情况。
附图说明
[0021]
图1是本实用新型整体结构示意图；
[0022]
图2是本实用新型接线板与接线板重合结构示意图；
[0023]
图3是本实用新型照明灯架与接线板结构侧视图；
[0024]
图4是本实用新型水平轴控制装置结构安装示意图；
[0025]
图5是本实用新型竖直轴控制装置的结构安装示意图；
[0026]
图6是本实用新型减速器结构组成图；
[0027]
图7是本实用新型散热片示意图；
[0028]
图8时本实用新型控制系统的方位、俯仰系统控制总体功能框图。
[0029]
其中，1-透明罩，2-太阳能充电板，3-引出孔，4-引线板，5-照明灯架，5-1-接线板，6-透镜，7-u型板，8-底座，9-底座挡板，10-螺栓，11-传感器，12-水平轴，13-上部减速电机，
14-上部减速器，15-上部轴承，16-下部轴承，17-下部减速器，18-下部减速电机，19-竖直轴，20-蜗轮，21-蜗杆，22-散热片。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
[0031]
如图1所示，本实用新型实施例的全天候光纤智能照明装置，包括透明罩1、太阳能充电板2、照明灯架5、接线板5-1、透镜6、u型板7、底座8、底座挡板9、传感器11、上部减速电机13和下部减速电机18，其中，底座8上固定一个u型板7，u型板7连接一对相互平行分布的照明灯架5和接线板5-1，照明灯架5上设有呈阵列分布圆孔，透镜6镶嵌在圆孔中，照明灯架5中部设有传感器11，接线板5-1上设有与透镜6结构和数量相同的接线柱；在照明灯架5侧部设有太阳能充电板2，在底座8上还设有透明罩1，将包括u型板7、上钢板5和太阳能充电板2罩在其中。
[0032]
相互平行设置的照明灯架5与接线板5-1焊接成为中空的采光装置，照明灯架5和接线板5-1为八边形结构，可使收集太阳光的透镜面积最大化。在有太阳辐射时，这部分装置利用透镜折射将太阳光聚焦于下钢板处；在照明灯架5一侧的接线板5-1上分布的接线柱与透镜6的数量相同，且透镜的聚焦点汇集在接线柱的圆点上，接线柱上接有光纤或导线。在八边形上方的三块板为引线板4，引线板4上设有接线板5-1上光纤或导线的引出孔3。在白天太阳光强时，光纤可以通过引出孔3将光纤连接在多孔式光纤灯具至照明灯上，将太阳能充电板2上的光能转换为电能为照明灯供电；如果在夜间没有太阳光时，可以通过导线自引出孔3连接太阳能板的蓄电池直接连接至室内照明灯上，将储存的电能传输至室内的照明灯具上。
[0033]
如图3、图4所示，将照明灯架5两侧的连接孔与u型板7上的孔进行定位，后利用水平轴12同时配合上部轴承15将采光装置与u型板7连接。在水平轴12上连接一个上部减速器14与上部减速电机13，上部减速电机13与上部减速器14共同安装在u型板7与水平轴12左侧的连接处。
[0034]
如图5所示，在底座8上通过螺母10固定有底座挡板9，底座挡板9中心贯穿一根竖直轴19，竖直轴19顶部连接u型板7，竖直轴19底部连接下部减速器17和下部减速电机18，在竖直轴19上装有下部轴承16。下部减速器17、下部减速电机18、竖直轴19与底座挡板9同时配合下部轴承16组装后，利用螺栓将底座挡板9固定于底座8上，底座8用肋板加固，后将u型板7与竖直轴19连接固定。
[0035]
透镜6均匀的分布在照明灯架5上，同时接线柱与透镜6对应的分布在接线板5-1上。
[0036]
太阳能充电板2安装在照明灯架5的边缘处，进行充电，太阳能电源可为室内led灯提供能源。
[0037]
传感器11采光装置中心，用于感知太阳光强度变化并输出信号，通过控制系统来控制电机执行指令，控制旋转角度。
[0038]
进一步，在本实用新型的一个实施例中，透明罩1安置于底座8的扇形边缘处。透明罩1与底座8组合为整个装置提供了一个与外界隔绝的环境，保护了内部的零件装置不受灰尘污染。同时减小了风、雨等环境因素对工作装置运动精度的影响。接线板5-1嵌有的光纤
接线柱，收集太阳光，由光纤传输至室内，用于照明。下钢板5与太阳能充电板2连接，进行充电蓄能，为室内led灯提供能源。传感器11用于感知太阳光强度变化，并控制旋转角度。
[0039]
其中，水平轴12和u形板通过上部轴承15结合固定。水平轴由上部减速电机13和上部减速器14驱动。电机控制水平轴的旋转角度，继而达到控制采光装置俯仰运动角度的目的。
[0040]
其中，u形板7与竖直轴19固定结合，竖直轴由下部减速电机18和下部减速器17驱动，通过下部轴承16进行定位安装。用底座挡板来遮挡保护电机、减速器等零件。电机控制竖直轴的旋转角度，继而达到控制采光装置方位角运动的目的。
[0041]
如图6所示，本实用新型的减速器内部结构，由蜗轮20和蜗杆21组成的，斜齿的蜗轮蜗杆增加了传动平稳性，同时达到降噪目的。
[0042]
如图7所示，进一步，在本实用新型的实施例中，散热片22安装位置处于照明灯架5背面，照明灯架由于接受太阳光由于聚集太阳光而升高，会出现长时间高热现象。减小钢板的使用寿命，散热片起到为钢板扇热的作用。
[0043]
本实用新型的太阳能充电板2、传感器11、上部减速电机13、下部减速电机18连接到控制器，通过控制系统控制照明装置进行全天候照明。
[0044]
可以通过手机wifi或蓝牙连接控制系统对照明装置进行控制，且照明装置内部含有电池电源为蓝牙提供能源。
[0045]
如图8所示，示出了本实用新型跟踪控制系统控制过程：
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当太阳位置发生改变，照明装置不再正对太阳，高精度的传感器感应到太阳光入射角与照明灯架5不再为90
°
，则输出信号，控制系统处理器获取并处理信号，发出方位角和俯仰角预期指令，方位角外环pid控制器和俯仰角外环pid控制器接受到预期指令，并通过方位角内环pid控制器和俯仰角内环pid控制器、功率放大器将该指令传递至俯仰角转向机构和方位角转向机构，俯仰角转向机构和方位角转向机构执行该指令，转动水平轴12和竖直轴19，使得采光装置重新正对太阳；电机执行机构并通过方位角和俯仰角的角度位置、角速度反馈装置，将预期指令值与反馈值进行比较，如果调整角度存在误差，则控制系统处理器继续调节水平轴12和竖直轴19转动角度，直至误差为零。
[0047]
本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。