[發明專利]一種光線立體追蹤采集裝置

有效

• 申請號: 201310019621.X
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103104882A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 于穎杰
• 申請（專利權）人: 于穎杰
• 主分類號: F21S11/00
• 分類號: F21S11/00;F21V14/04;G05D3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 魏曉波;李麗

技術領域

本發明涉及光學設備技術領域，特別是能夠采集光線并改變其行進路徑的光線采集裝置。

背景技術

眾所周知，地球上絕大部分能源直接或間接來自于太陽，包括風能、水能、生物能及各種化石能源。由于能源之間的轉化必然帶來損耗從而降低能源利用效率，因此如何更好的利用太陽能成為解決能源問題的根本途徑。

目前，對于太陽能的利用主要集中在將太陽能轉化為電能和熱能后再利用，這種利用必然導致大量的能量損失，致使效率低下。

對于太陽能的最基本的照明作用，也還處于非常原始的直接利用階段。比如現在的教學樓，陽面的教室需要拉上窗簾防止暴曬和眩光，陰面的教室則需要開啟燈具才能提供足夠照明。

現在市場上有少量的產品能夠提供陽光的直接采集和利用，如公開號為CN101373240A的發明專利申請公布說明書所公開的“用于建筑物的太陽光普照引入裝置”，申請公布號為CN102537816A的發明專利申請公開的“棱鏡式陽光導向器”，授權公告號為CN2504565Y的實用新型專利說明書公開的“太陽能采光鏡”等等。

這些裝置大體上可分為三大類型，第一類直接利用采光管技術，第二類利用凸透鏡光纖組合技術，第三類利用棱鏡式采光導入技術，普遍存在傳輸過程衰減較大，無法遠距離大量輸送光線，市場接受困難等缺陷。

其中，采光管技術最為簡單廉價，應用也最為廣泛，但由于是完全的被動采光方式，并無好的方法應對太陽位置的不斷變化，因此光線在傳播過程中單位長度衰減最為嚴重；凸透鏡光纖組合技術相對而言雖然較為成熟，但單位成本也最高；棱鏡式采光導入技術，在原理上存在嚴重缺陷，本意是利用三棱鏡折射改變光路，而三棱鏡對光線的色散作用較為嚴重，導致成本高效果差。

基于此，除了日光采集裝置之外，其他光學領域的光線采集裝置也存在類似的缺陷。

因此，如何使光線采集裝置能夠適應光源位置的變化，并盡可能的避免光線衰減，從而實現遠距離大量輸送光線，是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種光線立體追蹤采集裝置。該裝置在結構上能夠靈活適應光源位置或目標位置的變化，同時能避免光線衰減，可實現遠距離大量輸送光線。

為了實現上述目的，本發明提供一種光線立體追蹤采集裝置，包括：

光線追蹤單元，其包括反光鏡和回轉機構；

所述反光鏡設于所述回轉機構，并在所述回轉機構上具有繞其回轉軸線旋轉的自由度，所述回轉軸線與反光鏡鏡面的夾角呈45°；

至少兩級所述光線追蹤單元組合連接，相鄰的兩級光線追蹤單元的反光鏡鏡面相對，兩者的回轉軸線相互垂直，且前級光線追蹤單元隨同后級光線追蹤單元的反光鏡旋轉。

優選地，所述回轉機構包括：

轉子，其上通過支撐件安裝所述反光鏡；

定子，與所述轉子相互連接形成旋轉副。

優選地，所述轉子和定子均呈空心結構，其內部具有光路通道。

優選地，所述轉子和定子均呈圓環形，兩者相互咬合旋轉連接。

優選地，所述轉子和定子的咬合結構包括：

第一環形凹槽，設于所述轉子的外圓周面，其上沿高度大于下沿；

第二環形凹槽，設于所述定子的內圓周面，其上沿高度小于下沿；

所述第一環形凹槽的下沿嵌入所述第二環形凹槽；

所述第二環形凹槽的上沿嵌入所述第一環形凹槽。

優選地，所述定子為分體式結構，其兩個半圓體的端部相對接。

優選地，所述定子的兩個半圓體的端部相焊接、鉚接、膠接或通過螺栓連接。

優選地，所述轉子為轉軸，其中心線與所述反光鏡的回轉軸線相重合；

所述定子為安裝所述轉軸的軸承。

優選地，各級所述回轉機構的回轉軸線均穿過其反光鏡。

優選地，各級所述光線追蹤單元均設有驅動機構；

所述驅動機構的動力裝置通過傳動部件帶動所述回轉機構上的反光鏡在調節時旋轉。

優選地，進一步包括光線追蹤控制系統，其控制器根據設定或檢測的光線位置數據，運算得出最佳光線反射路徑所對應的各級反光鏡位置；

所述控制器輸出控制信號至所述動力裝置，由所述動力裝置帶動所述反光鏡旋轉至運算位置。