[实用新型]一种双聚焦光能跟踪超导照明装置

说明书

本实用新型涉及一种双聚焦光能跟踪超导照明装置，包括光差跟踪单元和光线汇聚照明单元；光差跟踪单元由4个光敏传感器、电压比较器、马达电位器一、马达电位器二、舵机控制板、二自由度舵机云台及电源模块组成；光线汇聚单元由凹面镜、凸透镜组及照明光纤组成；本实用新型应用物理学原理，采用光差跟踪技术及二自由度舵机云台实现凹面镜对太阳光的自动精准跟踪，采用双聚焦技术，通过凹面镜把大面积的光线汇聚到焦点，再把焦点处的小面积、高密度、超亮度的光线经凸透镜组折射为平行光线，通过光室注入到照明光纤中，大大降低了光损耗，实现太阳光的高效柔性传输。

技术领域

本实用新型涉及清洁能源利用技术领域，尤其涉及一种节能环保的双聚焦光能跟踪超导照明装置。

背景技术

我家住在高层建筑密集的小区，在我的房间里，每天太阳光就像昙花一样，匆匆一现而过。我总是想，为什么阳光不能照到那些阴暗的角落，让整个世界都变得光明，让每个人都得到阳光的沐浴，为什么太阳总像是与我捉迷藏，当我需要时却悄然离去；也许这就是大自然的奥秘，光的直线传播是不可改变的定律，如何实现光线的柔性传输，引起我学习和探索的兴趣。如果能实用新型一种“双聚焦光能跟踪超导照明装置”，有效的驯服太阳的“淘气”，就能让我的梦想成为现实，让生活变得充满阳光、更加美丽！

从相关资料获悉，我国的照明电量占10％，而电光转化率仅有15％，也就是说有85％的电能以热形式耗去。合理利用自然资源，有利于营造一个绿色的社会，延长不可再生能源的使用，是国家大力提倡和支持发展的方向。

本实用新型是在当前国家大力提倡节能环保、学生自主创新的背景下，针对太阳光照明技术进行的研究，通过模型制作和模拟演示，研发出的“一种双聚焦光能跟踪超导照明装置及方法”。

发明内容

本实用新型提供了一种双聚焦光能跟踪超导照明装置，应用物理学原理，采用光差跟踪技术及二自由度舵机云台实现凹面镜对太阳光的自动精准跟踪，采用双聚焦技术，通过凹面镜把大面积的光线汇聚到焦点，再把焦点处的小面积、高密度、超亮度的光线经凸透镜组折射为平行光线，通过光室注入到照明光纤中，大大降低了光损耗，实现太阳光的高效柔性传输。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种双聚焦光能跟踪超导照明装置，包括光差跟踪单元和光线汇聚照明单元；所述光差跟踪单元由4个光敏传感器、电压比较器、马达电位器一、马达电位器二、舵机控制板、二自由度舵机云台及电源模块组成；光线汇聚单元由凹面镜、凸透镜组及照明光纤组成；所述4个光敏传感器分别设置在凹面镜竖直及水平方向的4个端点上，各个光敏传感器分别与电压比较器的信号输入端相连，电压比较器的电压输出端分别与马达电位器一、马达电位器二的直流电动机相连；马达电位器一、马达电位器二的电阻调节端与舵机控制板的信号输入端连接，舵机控制板的控制端与二自由度舵机云台的水平舵机和垂直舵机相连接；电压比较器、舵机控制板另外连接电源模块；凹面镜设置在二自由度舵机云台上；凸透镜组由多个凸透镜组成半球面形，凹面镜与凸透镜组相对设置，且凹面镜与组成凸透镜组的各凸透镜的焦点重合；凸透镜组的平行光出射方向设有多根照明光纤。

所述凹面镜通过凹面镜支架与二自由度舵机云台连接；凸透镜组的各个凸透镜设于铝质半球面体上，铝质半球面体与凹面镜支架通过周向的多个辐条相连；铝质半球面体上设有多个透光孔，凸透镜及对应的照明光纤分别固定在透光孔的两端，两者之间为光室。

所述铝质半球面体为铸铝件，凸透镜及照明光纤通过铝质安装件固定在铝质半球面体上各透光孔的两端；铝质安装件整体为圆管状，中部嵌装在透光孔中，两端突出于透光孔之外，铝质安装件上对应凸透镜安装一端设安装槽，凸透镜嵌装在安装槽中；铝质安装件上对应照明光纤安装一端设弹性卡爪，照明光纤的固定端通过周向的多个弹性卡爪固定。

所述凹面镜与凸透镜组之间设有防尘透光罩，防尘透光罩通过幅条支撑固定。

所述照明光纤的延伸端设有反射罩。