一种自动聚光散射仪的制作方法

本发明涉及一种自动聚光散射仪，尤其涉及一种用于半地下车库/半地下室的自动聚光散射仪。

背景技术：

目前，半地下车库/半地下室是工业区与商业区常见的建筑结构，由于一般的半地下车库/半地下室只有一层楼高的上部三分之一有窗户，其光线全靠该窗户照射进来，因光线不足，只能24小时设置电灯，耗费很多电能。

为了响应国家“资源节约”的号召，如何在满足半地下车库/半地下室照明需求的前提下，减少其电能消耗，是本领域技术人员致力于解决的难题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是如何在满足半地下车库/半地下室照明需求的前提下，减少其电能消耗。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种自动聚光散射仪，其特征在于：包括聚光区、透射区和发散区；

聚光区设有用于将从天上向地面垂直照射的太阳光反射成一条不平行的光线、并汇聚到透射区的凹面反射镜；

透射区设有用于使聚光区汇聚的光线透射、并形成一条平行的光源，通过半地下车库/半地下室的窗户之后，照射入半地下车库/半地下室，再折射到发散区的凸面透射镜；

发散区设有用于将凸面透射镜折射来的光线反射的反射镜面和用于将所述反射镜面反射的光线朝各个方向反射到地面上的凸面反射镜。

优选地，所述发散区的反射镜面为块状凹面反射镜，所述聚光区的凹面反射镜为块状凹面反射镜，所述凸面透射镜为半圆柱状凸面透射镜，所述凸面反射镜为球状凸面反射镜。

更优选地，所述凹面反射镜和凸面透射镜之间的光线有一个焦点，利用这个焦点控制光线射出凸面透射镜之后，形成一条平行的条状光源，通过窗户之后，照射入半地下车库/半地下室，再折射到发散区的块状凹面反射镜，经过块状凹面反射镜的反射之后，能将这一条平行的条状光源再次汇聚，汇聚成一条不平行的圆形光源，照射到凸面反射镜上，之后被凸面反射镜朝各个方向反射到地面上。

优选地，所述发散区的反射镜面为平面镜，所述聚光区的凹面反射镜为球面型的凹面反射镜，所述凸面透射镜为球状凸面透射镜，所述凸面反射镜为球状凸面反射镜。

更优选地，所述在凹面反射镜和凸面透射镜之间的光线有一个焦点，利用这个焦点控制光线射出凸面透射镜之后，形成一条平行的圆形状光源，通过窗户之后，照射进半地下车库/半地下室，再折射到平面镜上，经过平面镜的反射之后，将这一条平行的圆形状光源发射到凸面反射镜上，之后被凸面反射镜朝各个方向反射到地面上。

优选地，所述凸面透射镜上设有增透膜。

优选地，通过太阳光自动调节器对聚光区的凹面反射镜的角度进行调节，以保证太阳光照射到凹面反射镜上。

更优选地，所述太阳光自动调节器包括东西方向上太阳光自动调节器和南北方向上太阳光自动调节器；

东西方向上太阳光自动调节器包括电动机，电动机两端的输出轴分别连接一上旋转轴，上旋转轴下方设有下旋转轴，两根皮带分别张紧在电动机两端的上、下旋转轴上，两根皮带上分别固定一滑块，两个滑块分别通过连接线与聚光区的凹面反射镜的中部两端连接；

南北方向上太阳光自动调节器是在东西方向上太阳光自动调节器的基础上增加了两个电动机，增加的两个电动机的输出轴通过旋转轴分别与两个连接杆的一端连接，两个连接杆的另一端连接聚光区的凹面反射镜的底部两端。

进一步地，所述东西方向上太阳光自动调节器中，通过电动机控制滑块的上下运动，从而带动聚光区的凹面反射镜按照需要的旋转方向转动角度，进而控制凹面反射镜与地平线在南北方向的夹角；

所述南北方向上太阳光自动调节器中，调节一边增加的电动机，将凹面反射镜的一边向上拉起，此时凹面反射镜就会和地平线在东西方向上形成一个角度。

优选地，所述半地下车库/半地下室的窗户与聚光区的凹面反射镜、发散区的反射镜面之间均设有用于避免光在转移过程中发散的光对眼睛造成不必要的损伤的套筒。

本发明是基于凹面反射镜可以汇聚光线到焦点上、凸透镜可以汇聚光线、凸面反射镜可以发散光源的原理，通过汇聚比半地下车库/半地下室窗口面积更大的太阳光、再用各种镜面装置来转移到半地下车库/半地下室内，达到光线转移、亮度加强的效果。解决了半地下车库/半地下室白天昏暗行走行车不便、长时间亮灯造成浪费能源的问题。在亮度相同的前提下，可以选用更小功率的照明灯，达到了更大效益的节约能源。

附图说明

图1为实施例1提供的自动聚光散射仪整体原理图；

图2为实施例1中，块状凹面反射镜的结构示意图；

图3为实施例1中，半圆柱状凸面透射镜的结构示意图；

图4为实施例1中，发散区的结构示意图；

图5为实施例1提供的自动聚光散射仪光线大致模拟图。

图6为实施例2提供的自动聚光散射仪整体原理图；

图7为实施例2中，球面型的凹面反射镜的结构示意图；

图8为实施例2中，球状的凸面透射镜的结构示意图；

图9为实施例2中，发散区的结构示意图；

图10为实施例2提供的自动聚光散射仪光线大致模拟图。

图11为实施例3中，东西方向上太阳光自动调节器示意图；

图12为实施例3中，东西方向上太阳光自动调节器的放大效果图；

图13为实施例3中，南北方向上太阳光自动调节器示意图；

图14为实施例3中，南北方向上太阳光自动调节器的放大效果图；

图15为实施例4中，套筒结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

本实施例是利用凹面反射镜来反射光线，定义为圆弧型。

由于半地下车库/半地下室的光线较暗，因此白天将更多的太阳光照射进半地下车库/半地下室中，收集更多的光线尤其必要。

图1为本实施例提供的自动聚光散射仪整体原理图，所述的自动聚光散射仪包括聚光区、透射区和发散区，聚光区设有第一凹面反射镜1，透射区设有凸面透射镜2，发散区设有第二凹面反射镜3和凸面反射镜4。

第一凹面反射镜1、第二凹面反射镜3均为块状凹面反射镜，如图2所示。凸面透射镜2为半圆柱状凸面透射镜，如图3所示。凸面反射镜4为球状凸面反射镜，发散区的结构如图4所示。

设计聚光区的第一凹面反射镜1所达到的效果就是为了聚光的目的，假设所有的光线都是从天上向地面垂直照射，之后采用面积足够大的圆弧型的第一凹面反射镜1，反射太阳光使之成一条不平行的条状光线，汇聚到透射区的凸面透射镜2上，在凸面透射镜2上涂有增透膜，使光更小限度的被反射掉，更大限度的地透射入凸面透射镜2中。

结合图5，第一凹面反射镜1和凸面透射镜2之间的光线有一个焦点，利用这个焦点可以控制光线射出凸面透射镜2之后，光线形成一条平行的条状光源，通过假定的窗户w之后，照射入半地下车库/半地下室，再折射到第二凹面反射镜3上面的光线，经过第二凹面反射镜3的反射之后，能将这一条平行的条状光源再次汇聚，汇聚成一条不平行的圆形光源，照射到凸面反射镜4上之后，被凸面反射镜4朝各个方向反射到地面上。

本实施例提供的自动聚光散射仪达到了大量的光线成功地从车库外面转移进入半地下车库/半地下室，并提高其总体亮度的效果。

根据半地下车库/半地下室的大小，一个反射镜面无法达到照亮整个半地下车库/半地下室时，可在多个窗户上安装该装置，最大限度地照亮整个半地下车库/半地下室。

实施例2

本实施例与实施例1的原理一样，但聚光时采用球面的内部镜面反射聚光，其光路汇聚不一样。定义为球面型。

图6为本实施例提供的自动聚光散射仪整体原理图，所述的自动聚光散射仪包括聚光区、透射区和发散区，聚光区设有凹面反射镜1，透射区设有凸面透射镜2，发散区设有平面镜5和凸面反射镜4。

凹面反射镜1为球面型的凹面反射镜，如图7所示。凸面透射镜2为球状的凸面透射镜，如图8所示。凸面反射镜4为球状凸面反射镜，发散区的结构如图9所示。

假设所有光线从天上向地面垂直照射，聚光区采用面积足够大的球面型的凹面反射镜1，反射太阳光使之成一条不平行的圆形光源，汇聚到透射区的凸面透射镜2上，在凸面透射镜2上涂有增透膜，使光更小限度的被反射掉，更大限度的透射入凸面透射镜2中。

结合图10，在凹面反射镜1和凸面透射镜2之间的光线有一个焦点，利用这个焦点可以控制光线射出凸面透射镜2之后，光线形成一条平行的圆形状光源，通过窗户w之后，照射进半地下车库/半地下室，再折射到平面镜5上面的光线，经过平面镜5的反射之后，将这一条平行的圆形状光源发射到凸面反射镜4上，之后被凸面反射镜4朝各个方向反射到地面上，这样可将大量的光线成功地从半地下车库/半地下室外面转移进入半地下车库/半地下室，提高其总体亮度。

实施例3

在实施例1和实施例2中，聚光区中，凹面反射镜1都需要将从天上向地面照射的光线反射，使之成一条不平行的光线。由于一天当中的太阳是随着时间不停的移动，一般情况光线大致是垂直于地面照射，在早晨和傍晚，光线稍微微弱，而我们国家处于赤道以北，所以在东西方向上和南北方向上的太阳光一天中所照射的方向是不一样的，故本实施例通过太阳光自动调节器对凹面反射镜的角度进行调节。这里分了两个方向的方案来说明如何对凹面反射镜1的角度进行调节。

方案一：东西方向太阳光

一天当中，只有半天(11-14个小时)的太阳光可以照射到自动聚光散射仪上，而且太阳光的照射方向是自东向西照射的，只需要将如图11所示的聚光区中的块状或者球状的凹面反射镜1在图11所示的旋转箭头方向旋转一个角度，即可以保证太阳光照射到凹面反射镜1上。

其中，在早晨上午前半部分和下午后半部分时间中，照射到地球上的太阳光与地平线的夹角偏小，而且光线偏弱，这时候就需要调节聚光区中的块状或者球状的凹面反射镜的角度来增多照射到镜面上的光线。

结合图11和图12，东西方向上太阳光自动调节器包括电动机g，电动机g两端的输出轴分别连接一上旋转轴，电动机g两端下方分别固定一下旋转轴，两根皮带分别张紧在电动机g两端的上、下旋转轴上，两根皮带上分别固定一滑块h，两个滑块h分别通过连接线与凹面反射镜1的中部两端连接。

通过电动机g的带动，滑块h可以自由上下移动。而且电动机g是一个双面性质的电机，两个输出轴一个控制滑块h向下运动，一个控制滑块h向上运动。确保电动机g两边的拉动是同时同效率进行的，控制滑块h向下移动，就可以带动块状或者球状的凹面反射镜按照所需要的旋转方向来转动角度，进而控制聚光区中的块状或者球状的凹面反射镜与地面的夹角变小。当快到中午的时候，太阳光和地平面的夹角会接近于90°，这时候光线很强，需要将滑块h拉起，来减小聚光区中的块状或者球状的凹面反射镜与地面的夹角，从而控制光线反射。以上这一过程在一天中可持续的变动，不间断地旋转镜面，控制光线的照射。

方案二：南北方向太阳光

南北方向上的太阳光是一天当中都有的，太阳光早晨上午前半部分和下午后半部分时间中，太阳光无法直接从上向下照射，光线也很弱，会和地平线有一个很大的角度，这时需要通过南北方向上太阳光自动调节器进行调节。

结合图13和图14，南北方向上太阳光自动调节器是在东西方向上太阳光自动调节器的基础上增加了两个电动机g1，两个电动机g1的输出轴分别通过旋转轴与连接杆的一端连接，两个连接杆的另一端连接凹面反射镜的底部两端。

通过电动机g1上下调整一边，从图14中可以看出，调节一边的电动机g1的时候会把镜面的一边向上拉起，此时会有角度出现，所以这时候块状或者球状的凹面反射镜1就会和地平线在东西方向上也形成一个角度，与太阳光的照射方向相平。另外，太阳在移动过程也会在垂直的方向产生角度的偏差，所以也需要用到方案一中的模式来控制垂直方向的太阳光线。这样就可以保证太阳光直射到自动聚光散射仪上，达到聚光的效果。

实施例4

本实施例与实施例1基本相同，其区别在于增设了两个套筒。

由于光在转移过程中相当于用放大镜汇聚光，所以如果直射时对准人眼睛的话，对眼睛是一个很大的损伤，故本实施例在转移时，对光进行隔离，如图15所示，在窗户a的两边分别安装两个套筒t。

套筒t材料可以为陶瓷、水泥、铁皮或其它，只需要保证光在转移过程中发散的光不会对眼睛造成不必要的损伤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。