[發明專利]一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統

在審

• 申請號: 201810643772.5
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108730907A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 史玲娜;涂耘;劉貞毅;謝富有
• 申請（專利權）人: 招商局重慶交通科研設計院有限公司
• 主分類號: F21S11/00
• 分類號: F21S11/00;F21V5/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統，其特征在于：該系統根據隧道總體朝向分為南北朝向照明系統和東西朝向照明系統；所述南北朝向照明系統由聚光透鏡(1)、拋物面反射鏡(2)、支撐桿(3)、轉軸和光電控測器組成；所述東西朝向照明系統由聚光透鏡(1)、拋物面反射鏡(2)、支撐桿(3)、平面鏡(4)、轉軸和光電控測器組成；

所述南北朝向照明系統適用于大體南北朝向的隧道，所述聚光透鏡(1)的跟蹤方向大致沿東西方向轉動，拋物面反射鏡(2)的放置方向與隧道朝向一致，并且開口方向對準隧道入口；聚光透鏡(1)在轉動過程中的焦點始終與拋物面反射鏡(2)的焦點(200)重合，保證經拋物面反射鏡反射的太陽光始終射向隧道方向；

所述東西朝向照明系統適用于大體東西朝向的隧道，聚光透鏡(1)的跟蹤方向大致沿東西方向轉動，拋物面反射鏡(2)的放置方向大致沿南北朝向，從拋物面反射鏡反射的太陽光再經平面鏡反射后把太陽光射向隧道入口段；聚光透鏡(1)在轉動過程中的焦點始終與拋物面反射鏡(2)的焦點(200)重合，保證經拋物面反射鏡反射的太陽光始終射向隧道方向；所述平面鏡的角度可根據隧道朝向微調，保證出射光的方向。

2.根據權利要求1所述的一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統，其特征在于：所述轉軸包括水平轉軸和豎直轉軸；所述系統中聚光透鏡為轉動結構，與拋物面反射鏡的連接結構有兩種形式，具體為：

1)水平轉軸Ⅰ(202)和豎直轉軸Ⅰ(201)分別控制聚光透鏡相對于拋物面反射鏡進行水平和豎直轉動，通過水平電機Ⅰ(203)和豎直電機Ⅰ(204)的控制起到追蹤太陽光的作用，保證聚光透鏡始終正對準太陽光，并聚焦于聚光透鏡與拋物面反射鏡的重合焦點位置(200)，使出射的太陽光滿足隧道照明光束要求；

2)水平轉軸Ⅱ(212)和豎直轉軸Ⅱ(211)分別控制聚光透鏡相對于拋物面反射鏡進行水平和豎直轉動，通過水平電機Ⅱ(213)和豎直電機Ⅱ(214)的控制起到追蹤太陽光的作用，保證聚光透鏡始終正對準太陽光，并聚焦于聚光透鏡與拋物面反射鏡的重合焦點位置(200)，使出射的太陽光滿足隧道照明光束要求；與所述豎直轉軸Ⅱ(211)連動的是水平轉盤(215)，通過支架(216)與上方聚光透鏡(1)相連，實現一種結構緊湊的懸空連動跟蹤裝置。

3.根據權利要求2所述的一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統，其特征在于：所述光電控測器用于接收太陽光強度，與水平電機和豎直電機連接，通過水平電機和豎直電機控制水平轉軸和豎直轉軸的轉動，精確控制聚光透鏡的偏轉角，保證在一天不同時刻，聚光透鏡的焦點始終與拋物面反射鏡的焦點重合。

4.根據權利要求1所述的一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統，其特征在于：所述拋物面反射鏡的出口半徑R和聚光透鏡孔徑角α之間滿足如下關系：

其中，P/2為拋物面反射鏡的焦距。

5.基于權利要求1所述的一種全方位的緊湊型太陽光采集投射照明系統的跟蹤控制方法，其特征在于，該方法具體包括：

(1)通過時鐘模塊判斷控制時間是否在預設時間范圍內，若是，則執行太陽光跟蹤控制方法，若不是，則不執行，直至當地的標準時間在所述預設范圍內；

(2)若判斷時間在預設范圍內，則激活光電探測器，并檢測采集到的光壓差是否為零；若為零，系統不轉動，若非零，系統分別判斷水平和豎直方向的光壓差是否為零，根據判斷結果執行相應的轉動，直至轉至的角度所得光壓差為零，達到所需聚光透鏡始終對準太陽的要求。