[實用新型]智能人工模擬天穹

有效

• 申請號: 201120198710.1
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN202600487U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 任躍
• 申請（專利權）人: 北京世紀建通技術開發有限公司
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00;E04B1/32;E04B1/343;F21V5/08;F21Y101/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光學實驗測試儀器，具體講是一種屬于建筑節能光學、熱工學實驗及測試的智能實驗系統。?

背景技術

當前人工模擬天穹國際上基本有三大類型，但都以CIE標準為設計依據：第一類為平面鏡反射型，及用矩形或多邊形房子，頂部為擴散光源，通過平面鏡的無限次反射，形成一個虛擬的自然天穹環境；第二種為擴散膜反射型球體，即利用內表面擴散性好的球體，通過光源投射到球體內表面在球體內多次擴散，形成穩定的擴散環境；第三種是透光擴散膜球形人工天穹，由于光源直接布置在擴散膜后面，避免了光源亮度不好調整和由于投射距離遠而亮度不夠的缺點，也可把直徑做的較大，可達10米以上。本發明就是屬于第三種類型的帶太陽模擬燈的智能人工模擬天穹。?

1、第一類平面鏡反射型，及用矩形或多邊形房子，頂部為擴散光源，通過平面鏡的無限次反射，形成一個虛擬的自然天穹環境。優點是造價較低，缺點是不方便配置太陽模擬燈進行日照模擬。?

2、第二類擴散膜反射型球體，即利用內表面擴散性好的球體，通過光源投射到球體內表面在球體內多次擴散，形成穩定的擴散環境。優點是可增加太陽模擬燈，缺點是該類型球體多用非金屬如玻璃鋼材料制作，需開模具。由于受限于結構及光源透射距離功率，直徑不能做的較大，大都只在3-4米左右。而且由于光源調試影響全局，所以組合形成的亮度疊加調試成符合CIE標準的亮度分布很困難。?

3、透光擴散膜球形人工天穹，由于光源直接布置在擴散膜后面，避免了光源亮度不好調整和由于投射距離遠而亮度不夠的缺點，由于采用桁架結構，可把直徑做的較大，可達10米以上。可做更大模型的實驗，甚至是一個樓盤的采光研究及遮陽研究。?

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，克服以上現有技術的缺陷和不足，提供一種精度高、空間大、帶太陽模擬和自動控制和采集測試的綜合實驗系統——智能人工模擬天穹。?

本實用新型的技術解決方案是，提供一種具有以下組裝式桁架結構，包括多邊形單元結構組合桁架球體；可調亮度LED擴散光源單元；自動定位可控制太陽模擬燈結構；360°旋轉可鎖緊操作平臺四大部分，全部為模塊化設計，現場組裝。以上各部分組成一個完整的系?統，其中：可調亮度LED擴散光源單元安裝在組合桁架球體結構的不規則四邊形空間內；組合桁架球體結構坐落在自動定位可控制太陽模擬燈結構的方位角導軌4.4的基座上。?

其中，多邊形單元結構組合桁架球體，采用六邊形、五邊形及半六邊形單元，組合拼裝成一個桁架球體；自動定位可控制太陽模擬燈結構，采用敞開式氣體放電光源加大直徑凹面鏡反射，形成太陽模擬光源。同時該光源附在一個有控制電機的傳動箱上，利用固定鏈條傳動，實現三維空間位移角度的運動和定位；360°旋轉可鎖緊操作平臺，利用圓周多點托輪，實現無障礙全角度任意轉動，利用反絲杠結構進行手動鎖緊，面板有角度刻度，可準確定位。?

作為改進，本智能人工模擬天穹將太陽模擬燈加入天穹內部，不僅可做全云天的采光實驗，也可模擬日照及遮陽實驗。?

作為改進，本智能人工模擬天穹將每個單元或統一仰角的幾組光源設計為可控光源，實現了獨立精確調控亮度，以精確符合CIE標準天穹的亮度分布要求。?

作為改進，本智能人工模擬天穹將操作平臺設計為帶角度刻度可鎖定的旋轉式結構，便于實驗時建筑模型的角度調整，解決了模擬建筑物的朝向問題。?

本實用新型的智能人工模擬天穹與現有技術相比，具有以下顯著優點和有益效果：?

1、由于采用了桁架結構，使得大直徑的球體運輸安裝極其方便，也方便拆卸搬遷和重新安裝。同時，也為光源的布置留下了較為方便的安裝空間，結構穩定、外購美觀。?

2、由于采用了大功率LED光源，增加了使用壽命，減少了維護，而且由于擴散罩內表面和透光膜的雙重擴散，使得擴散光源更加均勻，從而保證了整個燈矩陣的亮度分布更加均勻。?

3、采用的自動控制太陽模擬燈和自動采集系統，使得操作極其方便，只利用電腦軟件即可實現全天候日照的觀察和測試。?

附圖說明

圖1是本實用新型智能人工模擬天穹的總體結構示意圖；?

圖2是本實用新型智能人工模擬天穹的總體結構剖視示意圖；?

圖3是本實用新型智能人工模擬天穹圖1中的多邊形單元結構組合桁架球體結構示意圖；?

圖4是本實用新型智能人工模擬天穹圖3中六邊形單元1.1的結構示意圖；?

圖5是本實用新型智能人工模擬天穹圖3中五邊形單元1.2的結構示意圖；?