一種導(dǎo)光控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種導(dǎo)光控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光是一種特定波段的電磁波譜，人們看到的光來自于宇宙中的發(fā)光物質(zhì)(例如恒星)或借助于生成光的設(shè)備，包括白熾燈泡、熒光燈管、激光器、螢火蟲等。光是與人們生活息息相關(guān)的，光可以為人們提供照明，而光也有能量，光能可以用來為人們提供熱量，也可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，因此，光的采集和利用是非常重要的。
[0003]例如，眾所周知，地球上絕大部分能源直接或間接來自于太陽能，包括風(fēng)能、水能、生物能及各種化石能源。地球上的人類以及動植物生存基礎(chǔ)也依賴于太陽能。但是由于地球的自轉(zhuǎn)，地球有了晝夜之分，而對于地球來說，白天的太陽也是時(shí)時(shí)處于變化之中。如何根據(jù)光源位置變化進(jìn)行追蹤，最多地采集光線并加以利用，是人們亟需解決的問題。
[0004]定日鏡/定天鏡是一種可以將太陽或其他天體的光線反射到固定方向的光學(xué)裝置，但其具有投影面因角度不同而變化、反射光線量小、光線損耗大的缺點(diǎn)。當(dāng)前還提供了一種裝置，如圖1所示，包括光線追蹤單元，光線追蹤單元包括反光鏡和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該裝置由至少兩級光線追蹤單元組合連接，前級光線追蹤單元隨同后級光線追蹤單元的反光鏡旋轉(zhuǎn)，通過相鄰的兩級光線追蹤單元之間的相互轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)光線的采集與導(dǎo)出利用。
[0005]該裝置存在以下缺點(diǎn):由于前級光線追蹤單元隨著后級光線追蹤單元轉(zhuǎn)動，因此，在調(diào)整后級光線追蹤單元的方位時(shí)，前級光線追蹤單元的位置處于變化的狀態(tài)，即無法確定前級光線追蹤單元中的反光鏡位置，從而也難以實(shí)現(xiàn)對光源位置的追蹤，需要不斷調(diào)整前后級光線追蹤單元的相對位置，以達(dá)到合適的位置組合實(shí)現(xiàn)光源位置的變化，這種不斷地反復(fù)調(diào)整過程相當(dāng)復(fù)雜，操控困難，計(jì)算精度要求高；而且采用的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使得兩級單元安裝的過程中對安裝的精度要求很高，降低了成品率；同時(shí)在使用中需要不斷的調(diào)整，容易造成機(jī)械部件的磨損，影響整個(gè)裝置的使用壽命。另外，由于前級光線追蹤單元的反光鏡與后級光線追蹤單元的反光鏡之間的距離直接影響光線入射寬度，同時(shí)在追蹤光源位置時(shí)，存在中心盲區(qū)G，即如果光源處于中心盲區(qū)G內(nèi)時(shí)，該裝置無法追蹤到該光源，使得在光源采集過程中受到局限。
[0006]因此，如何使導(dǎo)光控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單化，便于安裝，而且使用中能夠?qū)ψ兓墓庠椿蚰繕?biāo)位置進(jìn)行定位追蹤，盡可能地避免光線衰減，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大量輸送光線，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種導(dǎo)光控制系統(tǒng)，其機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)簡單化，便于安裝，同時(shí)能夠靈活適應(yīng)光源位置或目標(biāo)位置的變化，對光源或目標(biāo)進(jìn)行定位追蹤，提尚光源的米集效率且有效避免光線發(fā)減。
[0008]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種導(dǎo)光控制系統(tǒng)，包括:一設(shè)置有回轉(zhuǎn)支撐的基座，該基座的回轉(zhuǎn)支撐上設(shè)置一級旋轉(zhuǎn)反射組件、二級旋轉(zhuǎn)反射組件和旋轉(zhuǎn)控制組件；其中，所述旋轉(zhuǎn)控制組件，用于分別控制所述一級旋轉(zhuǎn)反射組件和二級旋轉(zhuǎn)反射組件繞各自的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，或者控制一級旋轉(zhuǎn)反射組件跟隨二級旋轉(zhuǎn)反射組件一同旋轉(zhuǎn)，其中兩者的旋轉(zhuǎn)軸相互垂直，且相交于交匯點(diǎn)；所述一級旋轉(zhuǎn)反射組件，設(shè)置在靠近光源的一端，用于接收光源發(fā)出的入射光束后，生成第一反射光束；所述二級旋轉(zhuǎn)反射組件，設(shè)置在遠(yuǎn)離光源的一端，用于接收所述第一反射光束后，生成最終光束，最終光束的光軸和入射光束的光軸均垂直于所述第一反射光束的光軸，且最終光束的光軸和第一反射光束的光軸均穿過所述交匯點(diǎn)。
[0009]作為優(yōu)選，所述入射光束的光軸、第一反射光束的光軸和最終光束的光軸均為穿過所述交匯點(diǎn)的光軸。
[0010]作為優(yōu)選，所述一級旋轉(zhuǎn)反射組件的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置為與所述第一反射光束的光軸重合，所述二級旋轉(zhuǎn)反射組件的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置為與所述最終光束的光軸重合。
[0011]作為優(yōu)選，所述一級旋轉(zhuǎn)反射組件包括至少一個(gè)一級反光鏡；所述二級旋轉(zhuǎn)反射組件包括至少兩個(gè)二級反光鏡。
[0012]作為優(yōu)選，所述一級旋轉(zhuǎn)反射組件包括一個(gè)第一一級反光鏡，所述第一一級反光鏡與所述第一反射光束之間的夾角為45度，所述交匯點(diǎn)位于所述第一一級反光鏡上。
[0013]作為優(yōu)選，所述一級旋轉(zhuǎn)反射組件包括第二一級反光鏡和第三一級反光鏡，第二一級反光鏡的鏡面與第三一級反光鏡的鏡面之間的夾角為45度，入射光束依次經(jīng)過第二一級反光鏡和第三一級反光鏡反射后生成所述第一反射光束，所述交匯點(diǎn)設(shè)置于所述第二一級反光鏡和第三一級反光鏡之間，所述最終光束的光軸穿過所述第二一級反光鏡后，與第一反射光束的光軸相交于所述交匯點(diǎn)。
[0014]作為優(yōu)選，所述二級旋轉(zhuǎn)反射組件包括第一二級反光鏡和第二二級反光鏡，第一反射光束依次通過第一二級反光鏡和第二二級反光鏡反射后生成最終光束，所述第一二級反光鏡的鏡面和第二二級反光鏡的鏡面之間的夾角為45度。
[0015]作為優(yōu)選，所述二級旋轉(zhuǎn)反射組件包括第三二級反光鏡、第四二級反光鏡和第五二級反光鏡，所述第一反射光束依次通過第三二級反光鏡、第四二級反光鏡和第五二級反光鏡反射后生成所述最終光束。
[0016]作為優(yōu)選，所述一級旋轉(zhuǎn)反射組件包括一棱鏡，其中，所述第二一級反光鏡和第三一級反光鏡為該棱鏡的兩個(gè)反射面，入射光束進(jìn)入所述棱鏡，并從所述棱鏡中射出。
[0017]作為優(yōu)選，所述一級反光鏡和二級反光鏡為棱鏡或凹面鏡。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本實(shí)用新型，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、本實(shí)用新型所提供的導(dǎo)光控制系統(tǒng)，包括一級旋轉(zhuǎn)反射組件和二級旋轉(zhuǎn)反射組件，其中，一級旋轉(zhuǎn)反射組件可單獨(dú)繞第一反射光束的光軸轉(zhuǎn)動，也可隨同二級旋轉(zhuǎn)反射組件繞最終光束的光軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，第一反射光束的光軸與最終光束的光軸垂直，并相交于交匯點(diǎn)，從而可通過對一級旋轉(zhuǎn)反射組件和二級旋轉(zhuǎn)反射組件的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對變化的光源或目標(biāo)進(jìn)行定位追蹤，由于一級旋轉(zhuǎn)反射組件位于交匯處，易于定位，便于安裝，降低了機(jī)械裝置安裝的難度，使調(diào)整過程簡單可靠，同時(shí)控制方法簡單，計(jì)算量大大降低，節(jié)省了裝置操作中的時(shí)間成本和財(cái)務(wù)成本；
[0020]2、由于入射光束的光軸與最終光束的光軸相交于交匯點(diǎn)，因此，該裝置可以追蹤規(guī)定范圍內(nèi)任何區(qū)域的光源，消除了當(dāng)前裝置存在盲區(qū)的問題，擴(kuò)大了對光源光線的采集范圍，有利于提高光線采集的效果；
[0021]3、第一一級反光鏡與第一反射光束之間的夾角為45度，使光源發(fā)出的光在第一一級反光鏡上具有穩(wěn)定且較大的投影面積，從而保證能夠采集到大量的光線，并進(jìn)行導(dǎo)出利用；同時(shí)一級反光鏡和二級反光鏡上均鍍有反射膜，可以減少光線衰減，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大量輸送光線；
[0022]4、一級反光鏡和二級反光鏡的具體位置可以靈活設(shè)置，該裝置結(jié)構(gòu)可以調(diào)整，便于該裝置在不同位置的安裝與固定，適應(yīng)了不同環(huán)境的需要，擴(kuò)大了該裝置的使用范圍；同時(shí)通過增加一級反光鏡或二級反光鏡的數(shù)量，可以達(dá)到延長光線長度的目的，有助于使光線躲避更多障礙物的阻擋，不但提高了光線收集的效率，而且避免了安裝環(huán)境的局限性；
[0023]5、第二一級反光鏡和第三一級反光鏡可以由一個(gè)一級棱鏡代替，其中第二一級反光鏡和第三一級反光鏡分別為該棱鏡的兩個(gè)反射面，同理，二級旋轉(zhuǎn)反射組件中的二級反光鏡也可由一個(gè)二級棱鏡代替，其中，二級反光鏡分別為該二級棱鏡的反射面，即，該導(dǎo)光控制系統(tǒng)可以由兩個(gè)棱鏡組成，從而簡化反光鏡的個(gè)數(shù)，同時(shí)，由于棱鏡可以預(yù)制，能夠大大減低安裝的難度；另外，棱鏡的反射面鍍有反射膜，減少了反射光線的損耗。
[0024]6、當(dāng)?shù)谝欢壏垂忡R為凹面鏡時(shí)，第二二級反光鏡位于凹面鏡的聚焦點(diǎn)處，可以將進(jìn)入第一二級反光鏡的光線匯聚到第二二級反光鏡的聚焦點(diǎn)處，再由聚焦點(diǎn)處反射出去，這種結(jié)構(gòu)可以大大減小第二二級反光鏡的尺寸，進(jìn)一步降低本裝置的整體尺寸，不但節(jié)省空間和材料成本，而且適用了較小場地的需要。
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)光控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)光裝置的盲區(qū)結(jié)構(gòu)表示示意圖；
[0028]圖3是本實(shí)用新型導(dǎo)光控制系統(tǒng)的第一種實(shí)施例具體