專利名稱：全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種跟蹤采集太陽(yáng)光的裝置，尤其是一種自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)采集太陽(yáng)光的裝置。
太陽(yáng)光是自然界取之不盡、用之不竭的天然能源，至今人類對(duì)太陽(yáng)光的利用還基本停留在自然光照明的初級(jí)階段。事實(shí)上，對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行有效采集、合理利用，其前景廣闊、意義深遠(yuǎn)。例如，可以將有效采集到的太陽(yáng)光送到彈藥庫(kù)、油庫(kù)、礦井、煤氣房等既需要照明，又嚴(yán)格要求安全的場(chǎng)所，從而既經(jīng)濟(jì)又合理地解決上述場(chǎng)所的照明問(wèn)題。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，日本三洋電機(jī)株式會(huì)社于1995年5月30日在中國(guó)申請(qǐng)了申請(qǐng)?zhí)枮?5107312.5、名稱為《太陽(yáng)光采光裝置及控制該太陽(yáng)光采光裝置的太陽(yáng)光采光控制裝置》。該申請(qǐng)公開了一種“將一塊或多塊采光棱鏡按照規(guī)定的間隔旋轉(zhuǎn)自如地裝在采光部器中”的采光裝置，以及一種含有“太陽(yáng)位置檢測(cè)裝置及微機(jī)等運(yùn)算存儲(chǔ)裝置構(gòu)成的中央處理裝置、光軸傳感器”的采光控制裝置。上述專利公開的技術(shù)方案采用類似小孔成像的光軸傳感器探測(cè)太陽(yáng)的高度位置，再通過(guò)含有微機(jī)的中央處理電路處理后，驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)采光棱鏡的自動(dòng)對(duì)日跟蹤。該方案存在以下兩大主要問(wèn)題首先是感光探測(cè)裝置不夠科學(xué)，因而使得整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，造價(jià)昂貴，難以推廣應(yīng)用，不適合我國(guó)國(guó)情；其次是采集的太陽(yáng)光無(wú)法輸送到任意所需場(chǎng)所，因而用途有限。
本實(shí)用新型的首要目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種感光探測(cè)裝置科學(xué)合理因而使得整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的目的在于提出一種不僅可以自動(dòng)跟蹤采光，而且可以十分方便地將采集到的太陽(yáng)光傳輸?shù)叫枰幍娜詣?dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置(以下敘述中簡(jiǎn)稱全自動(dòng)跟蹤采光裝置)。
為了達(dá)到上述首要實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型的全自動(dòng)跟蹤采光裝置是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該裝置的主要構(gòu)成部分為聚光采光器、驅(qū)動(dòng)聚光采光器轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置、控制機(jī)械傳動(dòng)裝置的光信號(hào)反饋處理電路、向光信號(hào)反饋處理電路傳送探測(cè)信號(hào)的光敏探測(cè)器，其特點(diǎn)是聚光采光器可以繞交叉的主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝在主軸上的輔助軸轉(zhuǎn)動(dòng)，光敏探測(cè)器至少由四組位于聚光元件的軸向會(huì)聚光斑四周四個(gè)方位的光敏接收器件和聚光元件組成。
為了達(dá)到進(jìn)一步的目的，本實(shí)用新型的全自動(dòng)跟蹤采光裝置聚光采光器的中心軸(以下簡(jiǎn)稱光軸)聚焦位置上裝有光學(xué)臺(tái)錐采光頭，光學(xué)臺(tái)錐可以是光導(dǎo)纖維臺(tái)錐或光學(xué)玻璃臺(tái)錐，該光學(xué)臺(tái)錐下底對(duì)著聚光光線、光學(xué)臺(tái)錐上底與傳光光導(dǎo)纖維束輸入端耦合。這種安裝了光學(xué)臺(tái)錐采光頭的全自動(dòng)跟蹤采光裝置不僅可以自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)、采集陽(yáng)光，而且可以通過(guò)聚光采光器聚焦處的光學(xué)臺(tái)錐經(jīng)光導(dǎo)纖維束將采集到的陽(yáng)光輸送到需要照明的地方。由于不會(huì)像通電照明那樣產(chǎn)生電火花，因此這種全自動(dòng)跟蹤采光裝置非常適合彈藥庫(kù)、油庫(kù)、礦井、煤氣房等場(chǎng)所使用，既節(jié)省能源，又十分安全。此外，光學(xué)臺(tái)錐具有良好的隔熱作用，可以避免光導(dǎo)纖維輸入端過(guò)熱，延長(zhǎng)其使用壽命。
安裝時(shí)，本實(shí)用新型全自動(dòng)跟蹤采光裝置的主軸成南北方向，輔助軸與主軸垂直。調(diào)整之后，太陽(yáng)入射光應(yīng)當(dāng)與聚光采光器的光軸平行，此時(shí)光敏探測(cè)器聚光元件的會(huì)聚光斑位于四組光敏接收器件的中部。當(dāng)聚光采光器對(duì)日偏斜，即聚光采光器的光軸與太陽(yáng)入射光線呈現(xiàn)夾角時(shí)，光敏探測(cè)器中聚光元件的會(huì)聚光斑將落在一組或兩組光敏接收器件上，從而使其感知太陽(yáng)光相對(duì)于聚光采光器光軸的偏斜方向，并通過(guò)光信號(hào)反饋處理電路控制機(jī)械傳動(dòng)裝置，驅(qū)使聚光采光器繞主軸或輔助軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直至聚光采光器對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)為止。由于本實(shí)用新型的光敏探測(cè)器通過(guò)探測(cè)太陽(yáng)光的入射角而不是通過(guò)測(cè)定太陽(yáng)的高度位置進(jìn)行控制，同時(shí)借助主軸及與主軸聯(lián)動(dòng)的輔助軸機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聚光采光器的對(duì)日跟蹤，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，無(wú)需繁瑣的運(yùn)算電路以及復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)，便于實(shí)施，成本低廉，從而也就顯得科學(xué)合理得多。
在本實(shí)用新型上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上的進(jìn)一步改進(jìn)是四組光敏接收器件均由光導(dǎo)纖維束構(gòu)成的光纖接收器和光敏元件組成，各組光導(dǎo)纖維束的輸入端安裝在光學(xué)臺(tái)錐采光頭四周，并組合成封閉的環(huán)狀，每組光導(dǎo)纖維束的輸出端分別與對(duì)應(yīng)的光敏元件耦合。這樣，無(wú)論太陽(yáng)光朝那個(gè)方向偏斜，即無(wú)論會(huì)聚光斑朝那個(gè)方向位移，都必將經(jīng)過(guò)光纖接收器，將光信號(hào)傳給對(duì)應(yīng)的光敏元件，避免了光敏元件分布不合理產(chǎn)生“盲區(qū)”導(dǎo)致漏測(cè)，從而保證了全自動(dòng)跟蹤采光裝置工作可靠、性能穩(wěn)定。
在本實(shí)用新型上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上的更進(jìn)一步改進(jìn)是還含有四組可以在太陽(yáng)入射光相對(duì)于聚光采光器光軸偏斜很大時(shí)起監(jiān)測(cè)作用的大范圍光敏探測(cè)器，該大范圍光敏探測(cè)器聚光元件與光敏接受器件為一體，分別安裝在聚光采光器周圍的四個(gè)方位上。這樣，原方案中的光敏探測(cè)器可以制作得更為小巧，為區(qū)別起見稱為小范圍光敏探測(cè)器。當(dāng)聚光采光器對(duì)日偏斜較大，即聚光采光器的光軸與太陽(yáng)光線呈較大夾角時(shí)，會(huì)聚光斑落在小范圍光敏探測(cè)器光纖接收器外。在此情況下，必有至少一組、最多二組大范圍光敏探測(cè)器將直接感知陽(yáng)光。光信號(hào)反饋處理電路得此光信號(hào)后，將控制機(jī)械傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)，使聚光采光器繞主軸或輔助軸朝減小對(duì)日偏斜的方向運(yùn)動(dòng)，直至聚光采光器的光軸與太陽(yáng)光線夾角較小、會(huì)聚光斑進(jìn)入小范圍光敏探測(cè)器光纖接收器內(nèi)。此時(shí)，光信號(hào)反饋電路將根據(jù)小范圍光敏探測(cè)器傳來(lái)的感光信號(hào)繼續(xù)控制機(jī)械傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)，使聚光采光器繞主軸或輔助軸朝減小對(duì)日偏斜的方向運(yùn)動(dòng)，直至聚光采光器的光軸與太陽(yáng)光線平行為止。這種大范圍和小范圍光敏探測(cè)器的有機(jī)組合方式，可以充分發(fā)揮小范圍光敏探測(cè)器的精確定位控制作用，提高全自動(dòng)跟蹤采光裝置的精度，實(shí)現(xiàn)聚光采光器的精確對(duì)日跟蹤。
值得一提的是，上述技術(shù)方案中聚光采光器可以是曲面反射鏡、菲涅耳透鏡、凸透鏡等；光敏元件可以是光敏二極管、光敏三極管、光電池、光敏電阻等；光導(dǎo)纖維束可以是多組份玻璃光導(dǎo)纖維、石英光導(dǎo)纖維、聚合物光導(dǎo)纖維、液芯光導(dǎo)纖維等。
綜上所述，可以看出，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，適合我國(guó)國(guó)情，推廣之后將產(chǎn)生較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是
圖1的俯視圖。
圖3是實(shí)施例一的光信號(hào)反饋處理電路原理圖。
圖4是實(shí)施例一光學(xué)臺(tái)錐處的立體放大圖。
圖5是實(shí)施例一中大范圍光敏探測(cè)器的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是實(shí)施例二的小范圍光敏探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是實(shí)施例二光敏探測(cè)器位置示意圖。
圖8是圖7的俯視圖。
圖9是實(shí)施例三的光敏探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是實(shí)施例三光敏探測(cè)器位置示意圖。
圖11是
圖10的俯視圖。
實(shí)施例一
圖1至圖5中1是作為聚光采光器的曲面反射鏡，2是鍍鋁反射層，3是光學(xué)臺(tái)錐，4是輔助軸，6是傳光用的聚合物光纖，7是弓形支架，8是主軸，9是主軸可逆電機(jī)，10和11是主軸蝸桿蝸輪副，12是輔助軸蝸輪，12-1是螺桿，13是輔助軸可逆電機(jī)，14是往復(fù)螺母，14-1是往復(fù)螺母滑鍵，14-2是轉(zhuǎn)動(dòng)銷，17是輔助軸蝸桿，19是圓輪，19-1是圓輪滑鍵，20是連桿，21-24是光纖接收器，25-28是光敏二極管，29-32是四組大范圍光敏探測(cè)器。
實(shí)施例一中的全自動(dòng)跟蹤采光裝置主要由聚光采光器、驅(qū)動(dòng)聚光采光器轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置、控制機(jī)械傳動(dòng)裝置的光信號(hào)反饋處理電路、向光信號(hào)反饋處理電路傳送探測(cè)信號(hào)的光敏探測(cè)器組成。
其中，聚光采光器采用曲面反射鏡1實(shí)現(xiàn)，該反射鏡上鍍有可以增強(qiáng)反射效果的鍍鋁反射層2，并支撐在弓形支架7的輔助軸4上，弓形支架7與主軸8固連。這樣，曲面反射鏡1可以通過(guò)繞主軸與輔助軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使其幾何中心的光軸對(duì)準(zhǔn)任意方向。曲面反射鏡1的軸向會(huì)聚光斑處裝有作為采光頭的光學(xué)臺(tái)錐3，該光學(xué)臺(tái)錐下底與聚光采光器聚焦點(diǎn)重合，其上底與傳光光導(dǎo)纖維束耦合。這樣放置的光學(xué)臺(tái)錐既可以增強(qiáng)集光能力，又可以起隔熱作用。
驅(qū)動(dòng)聚光采光器轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置主要由主軸蝸桿蝸輪副10和11、輔助軸蝸桿17、輔助軸蝸輪12、螺桿12-1、往復(fù)螺母14、圓輪19、連桿20構(gòu)成。其中，主軸蝸桿10直接由主軸可逆電機(jī)9帶動(dòng)，主軸蝸輪11與主軸8固連。輔助軸蝸桿17直接由輔助軸可逆電機(jī)13帶動(dòng)，輔助軸蝸輪12、螺桿12-1連成一體，間隙配合套裝在主軸8上。輔助軸蝸輪12與輔助軸蝸桿17嚙合，螺桿12-1與往復(fù)螺母14嚙合。往復(fù)螺母14與圓輪19銷接，往復(fù)螺母14、圓輪19均以間隙配合方式套裝在主軸8上，并受往復(fù)螺母滑鍵14-1約束。往復(fù)螺母14只能沿主軸8往復(fù)滑動(dòng)，圓輪19受圓輪滑鍵19-1約束可在隨主軸8轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，沿軸向作往復(fù)滑動(dòng)。圓輪19通過(guò)連桿20與支撐在弓形支架7的輔助軸4上的曲面反射鏡1鉸接。這種機(jī)械傳動(dòng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，動(dòng)作可靠，便于控制。
控制機(jī)械傳動(dòng)裝置的光信號(hào)反饋處理電路如圖3所示，該電路主要由光敏探測(cè)電路A、極限開關(guān)電路B、8751單片機(jī)電路C、繼電器電路D、電機(jī)控制電路E組成。其中光敏探測(cè)電路A、極限開關(guān)電路B作為輸入部分與8751單片機(jī)電路C相連，繼電器電路D作為輸出執(zhí)行部分與8751單片機(jī)電路C相連。具體來(lái)說(shuō)，光敏探測(cè)電路A由八組光敏二極管25～32、光電耦合器I1～I(xiàn)8及反相器NOT1～NOT8組成，八組光敏二極管25～32分別作為光電耦合器I1～I(xiàn)8的輸入信號(hào)；極限開關(guān)電路B由四只極限開關(guān)K21～K24、光電耦合器I9～I(xiàn)12及反相器NOT9～NOT12組成，四只極限行程開關(guān)K21～K24的信號(hào)分別作為光電耦合器I9～I(xiàn)12的輸入信號(hào)，上述各光電耦合器的輸出信號(hào)分別經(jīng)各自的反相器NOT1～NOT12接單片機(jī)8751的輸入口，單片機(jī)的輸出口接分別由六只反相器NOT13～NOT18和六只繼電器J1～J6串聯(lián)構(gòu)成的繼電器電路D，各繼電器的觸點(diǎn)分別位于電機(jī)控制電路E的主軸可逆電機(jī)9和輔助軸可逆電機(jī)13的開關(guān)控制回路中。上述電路的處理控制功能也可以通過(guò)PLC控制電路、差動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)。
向光信號(hào)反饋處理電路傳送探測(cè)信號(hào)的光敏探測(cè)器包括小范圍光敏探測(cè)器和大范圍光敏探測(cè)器，其中小范圍光敏探測(cè)器中直接以聚光采光器1作為聚光元件，含有四組光導(dǎo)纖維束構(gòu)成的光纖接收器21～24，四組光導(dǎo)纖維束的輸入端組合成封閉的正方環(huán)狀，安裝在光學(xué)臺(tái)錐3的四周，每組光導(dǎo)纖維束的輸出端分別與固定在其后的光敏二極管25～28耦合(參見圖4)。四組大范圍光敏探測(cè)器29～32如圖5所示，分別由三只光敏二極管沿曲面均布組成，該四組大范圍光敏探測(cè)器分別安裝在聚光采光器周圍的四個(gè)方位上。
本實(shí)施例的全自動(dòng)跟蹤采光裝置安裝后，令主軸線為XX’軸，對(duì)準(zhǔn)南北方向；輔助軸線為YY’軸，與XX’軸垂直；聚光采光器1的光軸為ZZ’軸。小范圍光敏探測(cè)器用于感知聚光采光器ZZ’軸線和太陽(yáng)入射光線偏差為0～α2(例如0～2°)的小范圍偏差，大范圍光敏探測(cè)器用于感知聚光采光器ZZ’軸線和太陽(yáng)入射光線偏差從α1(例如從1°)開始的大范圍偏差陽(yáng)光信號(hào)。為保證探測(cè)到全方位的偏差信號(hào)，且不留死角，要求0＜α1＜α2。這樣，大、小范圍光敏探測(cè)器就有α2-α1的重合區(qū)。在太陽(yáng)入射光線和ZZ’軸線出現(xiàn)大偏差時(shí)，即偏差角大于α2時(shí)，如太陽(yáng)光線偏東，光敏探測(cè)器29接收到陽(yáng)光信號(hào)，輸入到單片機(jī)電路C的接口，控制主軸可逆電機(jī)9帶動(dòng)曲面反射鏡1由西向東轉(zhuǎn)，直到太陽(yáng)的入射光線與ZZ’軸線的偏差進(jìn)入α2-α1重合區(qū)的范圍，此時(shí)光纖接收器21接收到會(huì)聚光斑的光信號(hào)并控制主軸可逆電機(jī)9繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至太陽(yáng)入射光線與ZZ’軸線平行。太陽(yáng)入射光線偏西、南、北時(shí)的情形，可以根據(jù)上述過(guò)程類推。
在曲面反射鏡1精確跟蹤太陽(yáng)后或者在沒(méi)有太陽(yáng)的時(shí)候，所有光敏探測(cè)器接收不到光信號(hào)，在此情況下主軸可逆電機(jī)9、輔助軸可逆電機(jī)13處于待命狀態(tài)。
在傳動(dòng)箱中安裝四只行程開關(guān)，分別控制主軸8和往復(fù)螺母14的運(yùn)動(dòng)位置，它們與單片機(jī)電路接口相連后起控制曲面反射鏡1運(yùn)動(dòng)極限位置的作用。
當(dāng)全自動(dòng)跟蹤采光裝置系統(tǒng)通電后，8751單片機(jī)通過(guò)P0口(I/0)檢測(cè)光敏二極管25～28有無(wú)光信號(hào)，如25有光信號(hào)，則P01就會(huì)輸入高電平，接著8751單片機(jī)再通過(guò)P2口檢測(cè)有無(wú)行程開關(guān)的限位信號(hào)，若行程開關(guān)K21已閉合，P20就會(huì)輸入高電平，說(shuō)明曲面反射鏡1已到極限位置，主軸可逆電機(jī)9待命。若K21斷開，P20輸入低電平，則單片機(jī)的P10、P11輸出低電平，使繼電器J1、J2吸合，結(jié)果主軸可逆電機(jī)9帶動(dòng)曲面反射鏡1由西向東轉(zhuǎn)，直到光敏二極管25的光信號(hào)消失。
如果8751單片機(jī)的P0口檢測(cè)光敏二極管25～28沒(méi)有光信號(hào)，再通過(guò)P0口檢測(cè)光敏探測(cè)器29～32有無(wú)光信號(hào)；如也沒(méi)有，則主軸可逆電機(jī)9、輔助軸可逆電機(jī)13處于待命狀態(tài)。如果檢測(cè)光敏探測(cè)器29有光信號(hào)，則P04就會(huì)輸入高電平；再通過(guò)P2口檢測(cè)行程開關(guān)K21有無(wú)限位信號(hào)，若K21已閉合，說(shuō)明曲面反射鏡1已到極限位置，主軸可逆電機(jī)9處于待命狀態(tài)。若K21斷開，則光信號(hào)反饋處理電路將控制曲面反射鏡1由西向東轉(zhuǎn)動(dòng)，直至光敏二極管26接收到光信號(hào)。
光信號(hào)反饋處理電路對(duì)光敏二極管25、27、28以及光敏探測(cè)器30、31、32的光信號(hào)處理過(guò)程與上述同理，不另贅述。實(shí)施例二本實(shí)施例與實(shí)施例一的主要區(qū)別在于(參見圖6圖8)四個(gè)小范圍光敏探測(cè)器的四組光敏接收器件按四個(gè)方向布置組裝成一體。安裝時(shí)，該小范圍光敏探測(cè)器的EE’光軸應(yīng)和聚光采光器光軸ZZ’平行，其輸入端上方固定有聚光透鏡37，這樣小范圍光敏探測(cè)器可以較為機(jī)動(dòng)地安裝在曲面反射鏡1的外側(cè)，而不必像實(shí)施例一那樣安裝在作為采光頭的光學(xué)臺(tái)錐3處。其工作原理及過(guò)程與實(shí)施例一相同。實(shí)施例三本實(shí)施例與實(shí)施例一的主要區(qū)別在于(參見圖9
圖11)小范圍光敏探測(cè)器和大范圍光敏探測(cè)器有機(jī)組合在一起，其具體結(jié)構(gòu)如圖9所示，每組光敏探測(cè)器由一組兩個(gè)光敏二極管46和一個(gè)經(jīng)光纖接收器50-1耦合的光敏二極管50-2組成，光纖接收器50-1的輸入端上方安裝有聚光透鏡50。安裝時(shí)，上述結(jié)構(gòu)的四組光敏探測(cè)器分四個(gè)方位固定在曲面反射鏡1的周邊。這樣，每個(gè)光敏探測(cè)器同時(shí)可以兼有實(shí)施例一中小范圍光敏探測(cè)器與大范圍光敏探測(cè)器的作用，其工作原理及過(guò)程不難類推，不再贅述。
除以上實(shí)施例外，本實(shí)用新型還有許多其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍中。
權(quán)利要求1.一種全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，由聚光采光器、驅(qū)動(dòng)聚光采光器轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置、控制機(jī)械傳動(dòng)裝置的光信號(hào)反饋處理電路、向光信號(hào)反饋處理電路傳送探測(cè)信號(hào)的光敏探測(cè)器組成，其特征在于所述聚光采光器可以繞交叉的主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝在主軸上的輔助軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述光敏探測(cè)器至少由四組位于聚光元件的軸向會(huì)聚光斑四周四個(gè)方位的光敏接收器件和聚光元件組成。
2.一種如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述聚光采光器的中心軸聚焦位置上裝有光學(xué)臺(tái)錐采光頭，該光學(xué)臺(tái)錐下底對(duì)著聚光光線、光學(xué)臺(tái)錐上底與傳光光導(dǎo)纖維束輸入端耦合。
3.一種如權(quán)利要求2所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述四組光敏接收器件均由光導(dǎo)纖維束構(gòu)成的光纖接收器和光敏元件組成，光導(dǎo)纖維束的輸入端安裝在光學(xué)臺(tái)錐采光頭四周，并組合成封閉的環(huán)狀，每組光導(dǎo)纖維束的輸出端分別與對(duì)應(yīng)的光敏元件耦合。
4.一種如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述光敏探測(cè)器中還含有由四組光敏元件構(gòu)成的大范圍光敏探測(cè)器，分別安裝在聚光采光器周圍的四個(gè)方位上。
5.一種如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述光敏探測(cè)器的四組光敏接收器件可按四個(gè)方位布置組裝成一體，安裝在聚光采光器外側(cè)，其輸入端上方固定有聚光透鏡。
6.一種如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述光敏探測(cè)器可為四組，分別由一組至少兩個(gè)光敏二極管和一個(gè)經(jīng)光纖接收器耦合的光敏二極管組成，所述光纖接收器的輸入端上方安裝有聚光透鏡，該四組光敏探測(cè)器分四個(gè)方位固定在聚光采光器的周邊。
7.一種如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述機(jī)械傳動(dòng)裝置主要由主軸蝸桿蝸輪副、輔助軸蝸桿蝸輪副、螺桿、往復(fù)螺母、圓輪、連桿構(gòu)成，其中，主軸蝸桿直接由主軸可逆電機(jī)帶動(dòng)，主軸蝸輪與主軸固連，輔助軸蝸桿直接由輔助軸可逆電機(jī)帶動(dòng)，輔助軸蝸輪、螺桿連成一體，間隙配合套裝在主軸上，輔助軸蝸輪與輔助軸蝸桿嚙合，螺桿與往復(fù)螺母嚙合，往復(fù)螺母與圓輪銷接，往復(fù)螺母、圓輪均以間隙配合方式套裝在主軸上，圓輪通過(guò)連桿與支撐在弓形支架的輔助軸上的曲面反射鏡鉸接。
8.一種如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述光信號(hào)反饋處理電路主要由光敏探測(cè)電路、極限開關(guān)電路、8751單片機(jī)電路、繼電器電路、電機(jī)控制電路組成，其中光敏探測(cè)電路、極限開關(guān)電路作為輸入部分與8751單片機(jī)電路相連，繼電器電路作為輸出執(zhí)行部分與8751單片機(jī)電路相連，各繼電器的觸點(diǎn)分別位于電機(jī)控制電路的主軸可逆電機(jī)和輔助軸可逆電機(jī)的開關(guān)控制回路中。
9.一種如權(quán)利要求2所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述光導(dǎo)纖維束可以是玻璃光導(dǎo)纖維、石英光導(dǎo)纖維、聚合物光導(dǎo)纖維或液芯光導(dǎo)纖維。
10.一種如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述聚光采光器為曲面反射鏡、菲涅耳透鏡或凸透鏡。
11.一種如權(quán)利要求3所述的全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置，其特征在于所述光敏元件是光敏二極管、光敏三極管、光電池或光敏電阻。
專利摘要一種全自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的采光裝置,由聚光采光器、驅(qū)動(dòng)聚光采光器轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置、控制機(jī)械傳動(dòng)裝置的光信號(hào)反饋處理電路、向光信號(hào)反饋處理電路傳送探測(cè)信號(hào)的光敏探測(cè)器組成,其特點(diǎn)是聚光采光器可以繞交叉的主軸和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝在主軸上的輔助軸轉(zhuǎn)動(dòng),光敏探測(cè)器至少由四組位于聚光元件的軸向會(huì)聚光斑四周四個(gè)方位的光敏接收器件和聚光元件組成。本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,適合我國(guó)國(guó)情,推廣之后將產(chǎn)生較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F24J2/38GK2377498SQ99228399
公開日2000年5月10日 申請(qǐng)日期1999年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月19日
發(fā)明者張耀明, 張振遠(yuǎn), 徐明泉, 張文進(jìn), 孔維彪, 陳強(qiáng), 孫利國(guó) 申請(qǐng)人:南京春輝科技實(shí)業(yè)有限公司