一种光纤导光自然光平板灯照明系统的制作方法

本实用新型涉及光导照明领域，具体涉及一种光纤导光自然光平板灯照明系统。

背景技术：

随着社会发展和人类物质生活的提高，照明能耗在能源总耗中所占比例越来越大。因此照明领域有着巨大的节能潜质,开发利用自然光作为功能性照明光源并应用于室内照明，对于当今社会显得尤为重要。

近些年来，随着全球中产阶层数量的增长，汽车的数量不断攀升。汽车的数量的增长带动了汽车停车位需求量的增长。其中对地下车库的需求比私人或者路边的临时停车位的需求更大。在现有地下车库中存在着严重的高耗能的现象，现在地下车库一般都是采用LED灯具照明，而且由于地下车库大多没有光线进入，因此需要进行全天的照明，所耗费电量非常大。根据统计显示地下车库用于照明的能耗占地下车库总能耗的40％。并且地下车库中采用的照明灯具多为36W T8荧光灯管。由于地下车库的特殊性，需要全天24小时进行照明，根据统计，其中“无效照明”所消耗的就占33.33％。而且长时间的照明也导致了T8荧光灯管使用寿命较短，影响车库照明环境。此外，现有的地下停车库由于受到通风设备的影响，一般选择灯具安装高度为4m左右，因此灯具的安装高度较低，这不仅不利于地下停车库的美观，还容易导致眩光值太大，光照均匀度极低，易造成“斑马线效应”，影响司机的驾驶。

光导照明系统是目前逐渐流行的一种新型照明装置，自然光具有取之不尽、用之不竭以及清洁和安全的特点，对于建筑照明的节能减排有很大的帮助。但是现在使用的光导照明系统装置笨重，体积较大，安装须对现有建筑结构改动较多，设备成本和安装成本较高，而且照明效果随着太阳位置的移动和天气环境的变化而改变，存在照明质量不稳定的缺点。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种将自然光源和人工光源紧密结合、节能环保和照明质量稳定适用于地下车库的自然光平板灯照明系统。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种光纤导光自然光平板灯照明系统，包括采光装置、导光装置、出光装置和自动追踪转化装置，所述采光装置通过导光装置与出光装置连接,所述自动追踪转化装置与采光装置相连接。所述自动追踪转化装置包括第一底板、第二底座、下舵机、第一连接器、上舵机、第二连接器和第三连接器，所述下舵机通过第一底板和第二底座安装固定，所述下舵机和上舵机通过第一连接器相连接，所述下舵机和上舵机输出轴方向相互垂直，所述上舵机和第三连接器通过第二连接器相连接，所述上舵机与采光装置通过第二、第三连接器相连接。

进一步地，采光装置包括镜像焦点重叠式聚光器、圆柱镜反射器、抛物面偏振器和复合抛物面聚光器CPC。

进一步地，采光装置上端开口为进光口，所述进光口设有至少四个环境光照度传感器, 所述环境光照度传感器均匀分布。

进一步地，导光装置包括光纤耦合器和导光光纤,所述导光光纤为多支路光纤,所述光纤耦合器上耦合孔的直径与导光光纤的直径相同,所述导光光纤通过光纤耦合器与采光装置相连接。

进一步地，出光装置包括导光板和扩散板，导光板设有出光口和LED灯,出光口通过导光板的耦合孔与导光光纤相连接。

进一步地，本实用新型还包括单片机控制系统，所述单片机控制系统与所述环境光照度传感器、下舵机、上舵机和LED灯电连接。

进一步地，单片机控制系统通过与上舵机对应的一组相对的两个环境光照度传感器所检测到的照度值，控制上舵机的动作；单片机控制系统通过与下舵机对应的另一组相对的两个环境光照度传感器所检测到的照度值，控制下舵机的动作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的自然光平板灯照明系统包括采光装置、导光装置、出光装置和自动追踪转化装置，实现了将太阳光光源和人工光源紧密结合的一体化照明效果。通过采光装置上设置的环境光照度传感器的感应，当环境光照度传感器感应的照度值低于设定的标准值时，自动追踪转化装置自动转动采光装置，追踪自然光更好的照射效果，做到采集到的自然光照明度始终保持在标准值之上；同时通过环境光照度传感器感应的照度值触发开启或关闭出光装置的LED电光源，同时关闭或开启自动追踪转化装置，从而实现在白天光照充足时使用太阳光传导进行照明，在夜晚或者光照度不强时自动启动LED电光源进行照明，保障地下车库连续稳定的照明质量。

本实用新型装置简单，出光装置结构紧凑，安装方便灵活，无需对地下车库建筑结构进行较大的施工改动，通过使用太阳光光源和人工光源相结合进行照明，节能环保，保证了室内持续稳定的照明质量。

附图说明

图1为本实用新型自然光平板灯照明系统实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述采光装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述出光装置中导光板的结构示意图。

附图标记说明：

1、采光装置；11、镜像焦点重叠式聚光器；12、抛物面偏振器；13、圆柱镜反射器；14、复合抛物面聚光器CPC；2、导光装置；3、出光装置；31、导光板；311、出光口；312、LED 灯；4、自动追踪转化装置；41、第一底板；42、第二底座；43、下舵机；44、第一连接器； 45、上舵机；46、第二连接器；47、第三连接器。

具体实施方式

为了更好理解本实用新型，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，为本实施例中光纤导光自然光平板灯照明系统，该装置包括采光装置1、导光装置2、出光装置3、自动追踪转化装置4。如图2所示，所述采光装置1包括镜像焦点重叠式聚光器11、圆柱镜反射器12、抛物面偏振器13和复合抛物面聚光器CPC14。导光装置2设置有光纤耦合器及导光光纤，所述采光装置1的输出端与光纤耦合器一端相连接,所述光纤耦合器另一端与导光光纤输入端相连接，导光光纤输出端连接到出光装置3。所述导光光纤为多支路光纤,光纤材料为PMMA光纤，光纤直径为10mm；所述光纤耦合器的耦合孔的直径与导光光纤的直径相同,耦合孔的直径约为10mm。所述出光装置3包括导光板31和扩散板(图中未示出)，导光板上附有与导光光纤连接的耦合孔，如图3所示，所述导光板31 设有出光口311和LED灯312,所述出光口311通过导光板耦合孔与导光装置2导光光纤相连接。太阳光束垂直通过进光口，射入到镜像焦点重叠式聚光器11，经圆柱镜反射器12和抛物面偏振器13反射后，垂直入射到复合抛物面聚光器CPC14上，经复合抛物面聚光器CPC14 反射后，从采光装置1进入到多支路导光光纤里。光束通过多支路导光光纤耦合孔，由出光口311射出，再经过出光装置3的扩散板对光进行重新分配，最终光束以一种低眩光、面发光的方式进行将光线漫射到地下车库。

自动追踪转化装置4包括第一底板41、第二底座42、下舵机43、第一连接器44、上舵机45、第二连接器46和第三连接器47，所述采光装置1通过第二、第三连接器46、47与上舵机45连接固定。所述下舵机43通过第一底板41和第二底座42安装固定，所述下舵机43 和上舵机45通过第一连接器44相连接，所述下舵机43和上舵机45输出轴方向相互垂直, 所述上舵机43和下舵机45设置为MG966舵机，以上各个部件之间通过硅胶连接固定。所述采光装置1上端面为进光口，进光口表面设有四个环境光照度传感器BH1705，所述环境光照度传感器BH1705两两相对均匀分布。其中一组相对的两个环境光照度传感器BH1705感应到的照度值传到相连接的单片机控制系统中,如果该照度值低于单片机控制系统中设置的标准值,那么与这组环境光照度传感器相对应的一个舵机开始转动；另一组相对的两个环境光照度传感器BH1705感应到的照度值也同时传到相连接的单片机控制系统中,如果该照度值低于单片机控制系统中设置的标准值,那么与这组环境光照度传感器相对应的另一个舵机也开始转动，由于两个舵机输出轴方向相互垂直，因此带动采光装置进行运动的方向也相互垂直,从而实现采光装置360度全方位自动转动。同时单片机控制系统根据环境光照度传感器感应到的照度值，触发光照度阈值，开启或关闭出光装置3的LED灯312电光源，同时关闭或开启自动追踪转化装置4，实现在白天光照充足时使用太阳光传导进行照明，在夜晚或者光照度不强时自动启动LED灯312电光源进行照明，保障地下车库连续稳定的照明质量。

本实用新型的自然光平板灯照明系统工作原理为：

太阳光束垂直通过采光装置进光口射入到镜像焦点重叠式聚光器，经圆柱镜反射器和抛物面偏振器反射后，垂直入射到复合抛物面聚光器CPC上，经复合抛物面聚光器CPC反射后，从采光装置进入到多支路导光光纤里。光束通过多支路导光光纤耦合孔，由出光口射出，再经过出光装置扩散板对光进行重新分配，最终光束以一种低眩光、面发光的方式进行将光线漫射到地下车库。采光装置进光口表面设有四个环境光照度传感器BH1705,所述环境光照度传感器BH1705两两相对均匀分布。其中一组相对的两个环境光照度传感器BH1705感应到的照度值传到相连接的单片机控制系统中,如果该照度值低于单片机控制系统中设置的标准值, 那么与这组环境光照度传感器相对应的一个舵机开始转动；另一组相对的两个环境光照度传感器BH1705感应到的照度值也同时传到相连接的单片机控制系统中,如果该照度值也低于单片机控制系统中设置的标准值,那么与这组环境光照度传感器相对应的另一个舵机也开始转动,由于两个舵机输出轴方向相互垂直,因此带动采光装置进行运动的方向也相互垂直,从而实现采光装置360度全方位自动转动。同时单片机控制系统根据环境光照度传感器感应到的照度值，触发光照度阈值，开启或关闭出光装置的LED灯电光源，同时关闭或开启自动追踪转化装置4，实现在白天光照充足时使用太阳光传导进行照明，在夜晚或者光照度不强时自动启动LED灯电光源进行照明，保障地下车库连续稳定的照明质量。

本实用新型的实施方式与实施例不限于以上所述，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。