专利名称：追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及隧道照明技术，具体涉及一种追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置及其控制方法。
背景技术：
利用太阳能对隧道内照明主要有太阳能光伏发电照明和利用镜面反射阳光实现隧道内照明的方法。太阳能光伏发电技术实现隧道内照明，较为常见，仍是光电照明的一种；利用镜面反射阳光实现隧道内照明的方法主要是采取隧道口外安装一个太阳光双轴跟踪装置和第一反射镜，隧道口安装第二反射镜的方案，此类方法的核心是第一反射镜安装在太阳光跟踪装置框架上，或者直接将多次反射简化为一次反射，直接实现隧道照明。现有技术中阳光追踪和第一次反射在一套机械转内，需要米用一种精巧的机械复杂的传动方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采光效果好的追光结合多次光反射的隧道洞口照明
>J-U装直。为此，本发明提供的追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置包括安装于隧道洞口外的阳光追踪仪与第一反光单元和第二反光单元，以及安装于隧道内的第三反光单元，所述阳光追踪仪包括第一垂直转轴、安装在第一垂直转轴上的第一支架、安装在第一支架上的第一水平转轴和安装在第一水平转轴上的工作板以及安装在工作板上的太阳光追踪传感器；所述第一反光单元包括第二垂直转轴、安装在第二垂直转轴上的第二支架、安装在第二支架上的第二水平转轴和安装在第二水平转轴上的第一反光镜；所述第二反光单元包括第二反光镜；所述第三反光单元包括第三反光镜；所述第一垂直转轴与第二垂直转轴平行，所述第一水平转轴与第二水平转轴位于同一水平面；所述第二反光镜位于第一反光单元的上方，且第二反光镜的镜面与所述第一水平转轴和第二水平转轴所在水平面相对；所述第三反光镜的镜面同时与第二反光镜的镜面和隧道内路面相对。本发明的装置的其他技术特征为所述第二反光镜位于所述第一反光单元的正上方，且所述第二反光镜的镜面的中心和所述第二垂直转轴与所述第二水平转轴的交点，均位于第二垂直转轴所在的直线上。所述第二反光镜的镜面与所述第一水平转轴和第二水平转轴所在水平面之间的夹角大于45°且小于90°。所述第三反射镜的镜面大于所述第二反射镜的镜面。
所述阳光追踪仪包括底座、安装在底座中的控制器、安装在底座上的第一垂直转轴、安装在第一垂直转轴上的第一支架、安装在第一支架上的第一水平转轴、安装在第一水平转轴上的工作板、安装在工作板上的太阳光追踪传感器；所述太阳光追踪传感器包括GPS接收仪和四象限仪；所述GPS接收仪安装在所述工作板上且与所述控制器连接；所述四象限仪包括四象限感光器、安装在四象限感光器上的不透光筒体和安装在不透光筒体顶部的平凸透镜；所述四象限感光器为一圆形的太阳能光电池板，在该太阳能光电池板正面刻有以其圆心为中心的“十”字形沟槽，该“十”字形沟槽将所述太阳能光电池板的正面分为四个感光象限；所述四象限感光器安装在工作板上，且所述四象限感光器的四个感光象限分别与控制器连接。所述平凸透镜的光轴通过所述四象限感光器的中心，且所述四象限感光器位于1/2平凸透镜焦距至3/4平凸透镜焦距之间。所述GPS接收仪用时钟芯片替换。本发明的又一目的在于提供一种上述照明装置的控制方法，在所述阳光追踪仪的工作板和第一反光镜均与第一水平转轴和第二水平转轴所在水平面平行，且工作板上安装有太阳光追踪传感器的面朝上，第一反光镜的镜面朝上，同时所述第一水平转轴与所述第二水平转轴平行的初始状态下，方法的控制步骤如下步骤一，太阳光追踪传感器跟踪太阳，采集第一垂直转轴的转动角度P ^和第一水平转轴的转动角度Citl;步骤二，第二垂直转轴转动角度P2，第二水平转轴转动角度a 2使第一反光镜上的反射光线照射在第二反光镜上，其中
权利要求
1.一种追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置，包括安装于隧道洞口外的阳光追踪仪与第一反光单元和第二反光单元，以及，安装于隧道内的第三反光单元，其特征在于 所述阳光追踪仪包括第一垂直转轴、安装在第一垂直转轴上的第一支架、安装在第一支架上的第一水平转轴和安装在第一水平转轴上的工作板以及安装在工作板上的太阳光追踪传感器； 所述第一反光单元包括第二垂直转轴、安装在第二垂直转轴上的第二支架、安装在第二支架上的第二水平转轴和安装在第二水平转轴上的第一反光镜； 所述第二反光单元包括第二反光镜； 所述第三反光单元包括第三反光镜； 所述第一垂直转轴与第二垂直转轴平行，所述第一水平转轴与第二水平转轴位于同一水平面； 所述第二反光镜位于第一反光单元的上方，且第二反光镜的镜面与所述第一水平转轴和第二水平转轴所在水平面相对，同时所述第三反光镜的镜面同时与第二反光镜的镜面和隧道内路面相对。
2.如权利要求1所述的追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置，其特征在于，所述第二反光镜位于所述第一反光单元的正上方，且所述第二反光镜的镜面的中心和所述第二垂直转轴与所述第二水平转轴的交点均位于第二垂直转轴所在的直线上。
3.如权利要求1所述的追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置，其特征在于，所述第二反光镜的镜面与所述第一水平转轴和第二水平转轴所在水平面之间的夹角大于45°且小于90°。
4.如权利要求1所述的追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置，其特征在于，所述第三反光镜的镜面大于所述第二反光镜的镜面。
5.如权利要求1所述的追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置，其特征在于，所述阳光追踪仪包括底座、安装在底座中的控制器、安装在底座上的第一垂直转轴、安装在第一垂直转轴上的第一支架、安装在第一支架上的第一水平转轴、安装在第一水平转轴上的工作板、安装在工作板上的太阳光追踪传感器； 所述太阳光追踪传感器包括GPS接收仪和四象限仪； 所述GPS接收仪安装在所述工作板上且与所述控制器连接； 所述四象限仪包括四象限感光器、安装在四象限感光器上的不透光筒体和安装在不透光筒体顶部的平凸透镜；所述四象限感光器为一圆形的太阳能光电池板，在该太阳能光电池板正面刻有以其圆心为中心的“十”字形沟槽，该“十”字形沟槽将所述太阳能光电池板的正面分为四个感光象限； 所述四象限感光器安装在工作板上，且所述四象限感光器的四个感光象限分别与控制器连接。
6.如权利要求5所述的追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置，其特征在于，所述平凸透镜的光轴通过所述四象限感光器的中心，且所述四象限感光器位于1/2平凸透镜焦距至3/4平凸透镜焦距之间。
7.如权利要求5所述的追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置，其特征在于，所述GPS接收仪用时钟芯片替换。
8.权利要求1所述追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置的控制方法，其特征在于，在所述阳光追踪仪的工作板和第一反光镜均与第一水平转轴和第二水平转轴所在水平面平行，且工作板上安装有太阳光追踪传感器的面朝上，第一反光镜的镜面朝上，同时所述第一水平转轴与所述第二水平转轴平行的初始状态下，方法的控制步骤如下 步骤一，太阳光追踪传感器跟踪太阳，采集第一垂直转轴的转动角度3 C1和第一水平转轴的转动角度Citl; 步骤二，第二垂直转轴转动角度P2，第二水平转轴转动角度a 2使第一反光镜上的反射光线照射在第二反光镜上，其中
全文摘要
本发明公开了一种追光结合多次光反射的隧道洞口照明装置及其控制方法。装置包括安装于隧道洞口外的阳光追踪仪、第一反光镜和第二反光镜，以及安装于隧道洞口内的第三反光镜，阳光追踪仪的安装高度与第二反射镜的安装高度相同，阳光追踪仪进行光线定位之后，经三次镜面反射精确的将阳光引至隧道，在装置的整个过程中，可根据太阳追光仪采集的垂直和水平转动角度参数对第一反光镜的转动进行控制，以保证第一反光镜上的反射光线可以照射在第二反光镜上，第二反光镜接收到光线后再次对其进行反射使光线进入安装在隧道内的第三反光镜上，第三反光镜将光线反射至隧道路面，实现隧道照明。
文档编号F21S11/00GK103047605SQ201210545010
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者郑晅, 孙灏, 丁婷, 王剑琳, 刘金栋, 王磊, 杨亚龙, 李梦, 孙玉环, 朱晓金, 杨宾, 高一然, 金绍晨 申请人:长安大学