本發(fā)明涉及綠色照明設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種北向房間日光照明裝置。

背景技術(shù)：

1、因我國處于北半球，因此北向房間無法通過陽光照射，通常會(huì)比較陰冷和昏暗，尤其是大學(xué)生宿舍這種建筑結(jié)構(gòu)，通常有一半的房間位于北向，而處于北向宿舍房間內(nèi)的學(xué)生生活的環(huán)境常年無法照射日光，對于身心發(fā)展不利，因此本身提出了一種通用型的北向房間日光照明裝置，用于處于中間樓層的北向房間，無法通過在北向房間的墻體外部安裝陽光折射裝置直接將日光通過窗戶直接照射到房間內(nèi)的情況，從而解決北向宿舍房間的采光問題，提升北向房間宿舍居住者的舒適度，使得房間宿舍更加明亮、通透，營造出舒適的居住氛圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種北向房間日光照明裝置，能夠有效改善北向房間的采光條件，北向房間通常采光不佳，該裝置能夠?qū)⑹彝獾娜展庖胧覂?nèi)，有效彌補(bǔ)自然采光的不足，為房間提供充足且穩(wěn)定的自然光照，即使在陰天也能采集到一定量的光線，讓室內(nèi)更加明亮，同時(shí)裝置利用太陽光作為光源，使得北向房間免去了白天也需要開燈的問題，基本可以替代傳統(tǒng)照明工具，減少了電能的消耗，達(dá)到節(jié)能減排的效果，同時(shí)這種裝置通常結(jié)構(gòu)相對簡單，不需要復(fù)雜的布線和光纖鋪設(shè)工作，安裝過程不需要對室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行大規(guī)模改造易于操作，在室內(nèi)進(jìn)行簡單安裝即可使用，尤其適用于北向宿舍，不會(huì)帶來過多的安裝負(fù)擔(dān)。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種北向房間日光照明裝置，該北向房間日光照明裝置包含的設(shè)備有一個(gè)聚光儀器，兩個(gè)信號采集器，一個(gè)調(diào)光設(shè)備，一個(gè)導(dǎo)光鏡，若干個(gè)平面折射鏡和一個(gè)漫反射鏡，所述漫反射鏡安裝在北向房間的頂部，聚光儀器和調(diào)光設(shè)備均通過固定框架安裝在南向房間的外墻上，并在南向房間和北向房間之間預(yù)留陽光通道，兩個(gè)所述信號采集器分別安裝在聚光儀器上和南向房間外墻面上，所述平面折射鏡安裝在南向房間和北向房間之間；

5、通過上述技術(shù)方案，針對集體宿舍的北向房間的特有的結(jié)構(gòu)類型，本裝置在晴天時(shí)候，陽光首先通過一個(gè)聚光器，收集和集中太陽光，接著，光線通過一個(gè)調(diào)光器，用于調(diào)節(jié)光線的強(qiáng)度，利用同光軸、共焦點(diǎn)的兩塊聚光器增強(qiáng)平行光強(qiáng)度，而后經(jīng)過調(diào)光器后，光線通過一個(gè)導(dǎo)光鏡，將光線通過墻孔引導(dǎo)到室內(nèi)，在北向房間內(nèi)，光線通過一個(gè)漫反射鏡，獲得均勻的自然光線，從而實(shí)現(xiàn)照明。

6、優(yōu)選的，所述聚光儀器包含有一個(gè)第一底座，所述第一底座固定在南向房間墻體外部的安裝框架上，所述第一底座的頂端中部固定設(shè)置有第一平面調(diào)節(jié)電機(jī)，所述第一平面調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出端固定設(shè)置有第一垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述第一垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸的頂部固定設(shè)置有第一支撐架。

7、優(yōu)選的，所述第一支撐架上固定設(shè)置有第一垂直調(diào)節(jié)電機(jī)，所述第一垂直調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出端固定設(shè)置有第一支撐轉(zhuǎn)軸，所述第一支撐轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在第一支撐架上，所述第一支撐轉(zhuǎn)軸上固定設(shè)置有聚光鏡。

8、優(yōu)選的，所述調(diào)光設(shè)備包含有一個(gè)第二底座，所述第二底座固定在南向房間墻體外部的安裝框架上，所述第二底座的頂端中部固定設(shè)置有第二平面調(diào)節(jié)電機(jī)，所述第二平面調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出端固定設(shè)置有第二垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述第二垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸的頂部固定設(shè)置有第二支撐架。

9、優(yōu)選的，所述第二支撐架上固定設(shè)置有第二垂直調(diào)節(jié)電機(jī)，所述第二垂直調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出端固定設(shè)置有第二支撐轉(zhuǎn)軸，所述第二支撐轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在第二支撐架上，所述第二支撐轉(zhuǎn)軸上固定設(shè)置有調(diào)光鏡；

10、通過上述技術(shù)方案，聚光儀器和調(diào)光設(shè)備均通過兩個(gè)電機(jī)帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)垂直和水平轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，從而達(dá)到可以自由調(diào)節(jié)光照角度的功能。

11、優(yōu)選的，所述聚光儀器的聚光鏡采用菲涅爾透鏡，材質(zhì)選取聚烯烴材料，所述調(diào)光設(shè)備的調(diào)光鏡為凸透鏡，材質(zhì)選取不易破碎重量輕的樹脂材質(zhì)，菲涅爾透鏡接收入射太陽光，凸透鏡接收從費(fèi)涅爾透鏡里出來的光，在安裝的過程中需要保證菲涅爾透鏡和凸透鏡焦點(diǎn)重合；

12、通過上述技術(shù)方案，針對集體宿舍的結(jié)構(gòu)類型和環(huán)境，聚光儀器的菲涅爾透鏡的曲率尺寸為1—2米，并且考慮到宿舍空間以及采光的覆蓋范圍，直徑取值在10—50厘米左右，焦距在20—50厘米之間，合適的焦距能夠?qū)⑻柟鉁?zhǔn)確地引導(dǎo)到室內(nèi)需要照明的位置，而凸透鏡的規(guī)格一般為直徑5—20厘米之間，對于北向宿舍房間的日光照明，焦距可能在10—30厘米左右，以便將外部的太陽光聚焦后引入室內(nèi)。

13、優(yōu)選的，兩個(gè)所述信號采集器包含有光敏電阻和信息處理器以及信號控制發(fā)射器，光敏電阻接收陽光，光敏電阻會(huì)根據(jù)光照強(qiáng)度的變化產(chǎn)生不同的電阻值，為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的光照強(qiáng)度信息，信息處理器根據(jù)光照強(qiáng)度信息發(fā)出指令控制電機(jī)的工作，調(diào)整聚光儀器和調(diào)光設(shè)備的追光角度；

14、通過上述技術(shù)方案：信號采集裝置的光敏電阻開始工作后，會(huì)更加精確地檢測太陽光的角度和強(qiáng)度變化，如果發(fā)現(xiàn)微小的偏差，系統(tǒng)會(huì)迅速計(jì)算出需要調(diào)整的位移量，并驅(qū)動(dòng)聚光器進(jìn)行微調(diào)，這種微調(diào)可以確保聚光器始終對準(zhǔn)太陽光的最強(qiáng)位置，從而最大限度地提高采光效率，在整個(gè)自動(dòng)跟蹤的過程中，信號采集器不斷地接收太陽光，并將其傳輸給光敏電阻，光敏電阻會(huì)根據(jù)光照強(qiáng)度的變化產(chǎn)生不同的電阻值，為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的光照強(qiáng)度信息，陽光傳感器則負(fù)責(zé)檢測太陽光的方向和角度，為聚光器的調(diào)整提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

15、工作原理：首先將框架固定在陽面房間的外立面上，然后把聚光器和一個(gè)信號采集器放入其中，下面安裝有導(dǎo)光鏡，另一個(gè)信號采集器在墻面上，以便大面積收集陽光，且陽面房間的外墻上鑿一個(gè)10—20cm的墻孔或者預(yù)留同尺寸大小的光線通道，在北向房間天花板的合適位置吊一個(gè)漫反射鏡，陽光首先通過一個(gè)聚光器，收集和集中太陽光，接著光線通過一個(gè)調(diào)光器，用于調(diào)節(jié)光線的強(qiáng)度，利用同光軸、共焦點(diǎn)的兩塊聚光器(菲涅爾透鏡)增強(qiáng)平行光強(qiáng)度，而后經(jīng)過調(diào)光器后光線通過一個(gè)導(dǎo)光鏡，將光線通過墻孔引導(dǎo)到室內(nèi)，在北向房間內(nèi)光線通過一個(gè)漫反射鏡，最終獲得均勻的自然光線從而實(shí)現(xiàn)照明。

16、(三)有益效果

17、本發(fā)明提供了一種北向房間日光照明裝置。具備以下有益效果：

18、1、本發(fā)明提供了一種北向房間日光照明裝置，能有效改善北向房間的采光條件，北向房間通常采光不佳，該裝置能夠?qū)⑹彝獾娜展庖胧覂?nèi)，有效彌補(bǔ)自然采光的不足，為房間提供充足且穩(wěn)定的自然光照，即使在陰天也能采集到一定量的光線，讓室內(nèi)更加明亮。

19、2、本發(fā)明提供了一種北向房間日光照明裝置，裝置利用太陽光作為光源，使得北向房間免去了白天也需要開燈的問題，基本可以替代傳統(tǒng)照明工具，減少了電能的消耗，達(dá)到節(jié)能減排的效果，同時(shí)這種裝置通常結(jié)構(gòu)相對簡單，不需要復(fù)雜的布線和光纖鋪設(shè)工作，安裝過程不需要對室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行大規(guī)模改造易于操作，在室內(nèi)進(jìn)行簡單安裝即可使用，尤其適用于北向宿舍，不會(huì)帶來過多的安裝負(fù)擔(dān)。

技術(shù)特征：

1.一種北向房間日光照明裝置，其特征在于：該北向房間日光照明裝置包含的設(shè)備有一個(gè)聚光儀器(1)，兩個(gè)信號采集器(2)，一個(gè)調(diào)光設(shè)備(3)，一個(gè)導(dǎo)光鏡(4)，若干個(gè)平面折射鏡(5)和一個(gè)漫反射鏡(6)，所述漫反射鏡(6)安裝在北向房間的頂部，聚光儀器(1)和調(diào)光設(shè)備(3)均通過固定框架安裝在南向房間的外墻上，并在南向房間和北向房間之間預(yù)留陽光通道，兩個(gè)所述信號采集器(2)分別安裝在聚光儀器(1)上和南向房間外墻面上，所述平面折射鏡(5)安裝在南向房間和北向房間之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種北向房間日光照明裝置，其特征在于：所述聚光儀器(1)包含有一個(gè)第一底座(101)，所述第一底座(101)固定在南向房間墻體外部的安裝框架上，所述第一底座(101)的頂端中部固定設(shè)置有第一平面調(diào)節(jié)電機(jī)(102)，所述第一平面調(diào)節(jié)電機(jī)(102)的輸出端固定設(shè)置有第一垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸(103)，所述第一垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸(103)的頂部固定設(shè)置有第一支撐架(104)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種北向房間日光照明裝置，其特征在于：所述第一支撐架(104)上固定設(shè)置有第一垂直調(diào)節(jié)電機(jī)(105)，所述第一垂直調(diào)節(jié)電機(jī)(105)的輸出端固定設(shè)置有第一支撐轉(zhuǎn)軸(106)，所述第一支撐轉(zhuǎn)軸(106)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在第一支撐架(104)上，所述第一支撐轉(zhuǎn)軸(106)上固定設(shè)置有聚光鏡(107)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種北向房間日光照明裝置，其特征在于：所述調(diào)光設(shè)備(3)包含有一個(gè)第二底座(301)，所述第二底座(301)固定在南向房間墻體外部的安裝框架上，所述第二底座(301)的頂端中部固定設(shè)置有第二平面調(diào)節(jié)電機(jī)(302)，所述第二平面調(diào)節(jié)電機(jī)(302)的輸出端固定設(shè)置有第二垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸(303)，所述第二垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸(303)的頂部固定設(shè)置有第二支撐架(304)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種北向房間日光照明裝置，其特征在于：所述第二支撐架(304)上固定設(shè)置有第二垂直調(diào)節(jié)電機(jī)(305)，所述第二垂直調(diào)節(jié)電機(jī)(305)的輸出端固定設(shè)置有第二支撐轉(zhuǎn)軸(306)，所述第二支撐轉(zhuǎn)軸(306)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在第二支撐架(304)上，所述第二支撐轉(zhuǎn)軸(306)上固定設(shè)置有調(diào)光鏡(307)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種北向房間日光照明裝置，其特征在于：所述聚光儀器(1)的聚光鏡(107)采用菲涅爾透鏡，材質(zhì)選取聚烯烴材料，所述調(diào)光設(shè)備(3)的調(diào)光鏡(307)為凸透鏡，材質(zhì)選取不易破碎重量輕的樹脂材質(zhì)，菲涅爾透鏡接收入射太陽光，凸透鏡接收從費(fèi)涅爾透鏡里出來的光，在安裝的過程中需要保證菲涅爾透鏡和凸透鏡焦點(diǎn)重合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種北向房間日光照明裝置，其特征在于：兩個(gè)所述信號采集器(2)包含有光敏電阻和信息處理器以及信號控制發(fā)射器，光敏電阻接收陽光，光敏電阻會(huì)根據(jù)光照強(qiáng)度的變化產(chǎn)生不同的電阻值，為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的光照強(qiáng)度信息，信息處理器根據(jù)光照強(qiáng)度信息發(fā)出指令控制電機(jī)的工作，調(diào)整聚光儀器(1)和調(diào)光設(shè)備(3)的追光角度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種北向房間日光照明裝置，涉及綠色照明設(shè)備領(lǐng)域。該北向房間日光照明裝置包含的設(shè)備有一個(gè)聚光儀器，兩個(gè)信號采集器，一個(gè)調(diào)光設(shè)備，一個(gè)導(dǎo)光鏡，若干個(gè)平面折射鏡和一個(gè)漫反射鏡，所述漫反射鏡安裝在北向房間的頂部，聚光儀器和調(diào)光設(shè)備均通過固定框架安裝在南向房間的外墻上。本發(fā)明提供了一種北向房間日光照明裝置，能夠有效改善北向房間的采光條件，北向房間通常采光不佳，該裝置能夠?qū)⑹彝獾娜展庖胧覂?nèi)，有效彌補(bǔ)自然采光的不足，為房間提供充足且穩(wěn)定的自然光照，即使在陰天也能采集到一定量的光線，讓室內(nèi)更加明亮。

技術(shù)研發(fā)人員：顧雅祺,楊藝,顧視江,張穎,荊碩康,時(shí)靜雯,王瑤,趙婷,段瑜豪,李怡欣,林子瑄,程晨明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西開放大學(xué)（陜西工商職業(yè)學(xué)院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8