專利名稱：一種光線立體追蹤采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是能夠采集光線并改變其行進(jìn)路徑的光線采集裝置。
背景技術(shù)：
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(fēng)能、水能、生物能及各種化石能源。由于能源之間的轉(zhuǎn)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(duì)于太陽能的利用主要集中在將太陽能轉(zhuǎn)化為電能和熱能后再利用，這種利用必然導(dǎo)致大量的能量損失，致使效率低下。對(duì)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(xiàn)在的教學(xué)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?，F(xiàn)在市場上有少量的產(chǎn)品能夠提供陽光的直接采集和利用，如公開號(hào)為CN101373240A的發(fā)明專利申請(qǐng)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(qǐng)公布號(hào)為CN102537816A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開的“棱鏡式陽光導(dǎo)向器”，授權(quán)公告號(hào)為CN2504565Y的實(shí)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(shù)，第二類利用凸透鏡光纖組合技術(shù)，第三類利用棱鏡式采光導(dǎo)入技術(shù)，普遍存在傳輸過程衰減較大，無法遠(yuǎn)距離大量輸送光線，市場接受困難等缺陷。其中，采光管技術(shù)最為`簡單廉價(jià)，應(yīng)用也最為廣泛，但由于是完全的被動(dòng)采光方式，并無好的方法應(yīng)對(duì)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(yán)重；凸透鏡光纖組合技術(shù)相對(duì)而言雖然較為成熟，但單位成本也最高；棱鏡式采光導(dǎo)入技術(shù)，在原理上存在嚴(yán)重缺陷，本意是利用三棱鏡折射改變光路，而三棱鏡對(duì)光線的色散作用較為嚴(yán)重，導(dǎo)致成本高效果差。基于此，除了日光采集裝置之外，其他光學(xué)領(lǐng)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(yīng)光源位置的變化，并盡可能的避免光線衰減，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)容本實(shí)用新型的目的是提供一種光線立體追蹤采集裝置。該裝置在結(jié)構(gòu)上能夠靈活適應(yīng)光源位置或目標(biāo)位置的變化，同時(shí)能避免光線衰減，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大量輸送光線。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述反光鏡設(shè)于所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并在所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上具有繞其回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的自由度，所述回轉(zhuǎn)軸線與反光鏡鏡面的夾角呈45° ;至少兩級(jí)所述光線追蹤單元組合連接，相鄰的兩級(jí)光線追蹤單元的反光鏡鏡面相對(duì)，兩者的回轉(zhuǎn)軸線相互垂直，且前級(jí)光線追蹤單元隨同后級(jí)光線追蹤單元的反光鏡旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地,所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括:轉(zhuǎn)子，其上通過支撐件安裝所述反光鏡；定子，與所述轉(zhuǎn)子相互連接形成旋轉(zhuǎn)副。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子和定子均呈空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部具有光路通道。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子和定子均呈圓環(huán)形，兩者相互咬合旋轉(zhuǎn)連接。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子和定子的咬合結(jié)構(gòu)包括:第一環(huán)形凹槽，設(shè)于所述轉(zhuǎn)子的外圓周面，其上沿高度大于下沿；第二環(huán)形凹槽，設(shè)于所述定子的內(nèi)圓周面，其上沿高度小于下沿；所述第一環(huán)形凹槽的下沿嵌入所述第二環(huán)形凹槽；所述第二環(huán)形凹槽的上沿嵌入所述第一環(huán)形凹槽。優(yōu)選地，所述定子為分體式結(jié)構(gòu)，其兩個(gè)半圓體的端部相對(duì)接。優(yōu)選地，所述定子的兩個(gè)半圓體的端部相焊接、鉚接、膠接或通過螺栓連接。
·[0027]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)軸，其中心線與所述反光鏡的回轉(zhuǎn)軸線相重合；所述定子為安裝所述轉(zhuǎn)軸的軸承。優(yōu)選地，各級(jí)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸線均穿過其反光鏡。優(yōu)選地，各級(jí)所述光線追蹤單元均設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置通過傳動(dòng)部件帶動(dòng)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的反光鏡在調(diào)節(jié)時(shí)旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，進(jìn)一步包括光線追蹤控制系統(tǒng)，其控制器根據(jù)設(shè)定或檢測的光線位置數(shù)據(jù)，運(yùn)算得出最佳光線反射路徑所對(duì)應(yīng)的各級(jí)反光鏡位置；所述控制器輸出控制信號(hào)至所述動(dòng)力裝置，由所述動(dòng)力裝置帶動(dòng)所述反光鏡旋轉(zhuǎn)至運(yùn)算位置。本實(shí)用新型所提供的光線立體追蹤采集裝置，由至少兩級(jí)光線追蹤單元組合連接構(gòu)成，各級(jí)光線追蹤單元的反光鏡均能夠以其回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸線為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，相鄰的兩級(jí)光線追蹤單元的反光鏡鏡面相對(duì)、回轉(zhuǎn)軸線相互垂直，且前級(jí)光線追蹤單元隨同后級(jí)光線追蹤單元的反光鏡旋轉(zhuǎn)，光線從第一級(jí)光線追蹤單元的進(jìn)光面進(jìn)入，經(jīng)過各級(jí)所述光線追蹤單元的反光鏡連續(xù)反射后，從最后一級(jí)光線追蹤單元的出光面輸出。這種可逐級(jí)獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的反光結(jié)構(gòu)，在立體空間上至少具有兩個(gè)自由度，通過旋轉(zhuǎn)各級(jí)反光鏡，將其調(diào)節(jié)至不同的位置，可獲得實(shí)際所需的最佳反光鏡組合，由于其進(jìn)光或出光方向可覆蓋周天范圍內(nèi)的任意方向，因此能夠十分靈活地適應(yīng)光源位置或目標(biāo)位置的變化，可在光學(xué)領(lǐng)域的各行業(yè)中用于改變光路。例如，當(dāng)其用于采集陽光時(shí)，通過調(diào)節(jié)始終能夠處于最大采光狀態(tài)，從而使太陽能更加容易利用，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。此外，反光鏡與回轉(zhuǎn)軸線的夾角為45°，根據(jù)反射定律，當(dāng)光線以45°入射角照射到反光鏡上時(shí)，將以45°角進(jìn)行反射，從而兩次或更多次地連續(xù)直角反射光線，改變其行進(jìn)路徑，由于是全反射，因此能避免光線衰減，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大量輸送光線。
圖1為本實(shí)用新型所提供光線立體追蹤采集裝置的第一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示光線立體追蹤采集裝置的剖視圖；圖3為圖2中所述轉(zhuǎn)子的軸測圖；圖4為圖2所示轉(zhuǎn)子的剖視圖；圖5為圖2中所示定子的軸測圖；圖6為圖5所示定子的剖視圖；圖7為圖1中所示轉(zhuǎn)子與定子相配合的軸測圖；圖8為圖7的剖視圖；圖9為本實(shí)用新型所提供光線立體追蹤采集裝置的第二種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實(shí)用新型所提供光線立體追蹤采集裝置的第三種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本實(shí)用新型所提供光線立體追蹤采集裝置的第四種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
·[0048]圖中:1.一級(jí)光線追蹤單元 2.二級(jí)光線追蹤單元 3.反光鏡 3-1.—級(jí)反光鏡3-2.二級(jí)反光鏡4.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4-1.轉(zhuǎn)子4-1-1.第一環(huán)形凹槽4-2.定子4-2-1.第二環(huán)形凹槽5.支架5-1.第一支架5-2.第二支架6.回轉(zhuǎn)軸線7.進(jìn)光面8.出光面9.馬達(dá)蝸輪系統(tǒng)10.平衡塊
具體實(shí)施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請(qǐng)參考圖1、圖2，圖1為本實(shí)用新型所提供光線立體追蹤采集裝置的第一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示光線立體追蹤采集裝置的剖視圖。在一種具體實(shí)施方式
中，本實(shí)用新型提供的光線立體追蹤采集裝置由兩級(jí)光線追蹤單元組成，分別為一級(jí)光線追蹤單元I和二級(jí)光線追蹤單元2。各級(jí)光線追蹤單元主要由反光鏡3、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4等部件構(gòu)成，反光鏡3呈平面狀，可以是鍍銀平面玻璃，具有光滑表面的金屬鏡或塑料鏡，也可以是光學(xué)全反射鏡等等，其形狀也不局限于圖中所示的圓形，還可以是正方形、長方形、多邊形或橢圓形等其他形狀。反光鏡3通過支架5安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4上，在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，反光鏡3具有繞回轉(zhuǎn)軸線6在360°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)的自由度，回轉(zhuǎn)軸線6與反光鏡鏡面的夾角呈45°，并穿過反光鏡3的幾何中心。一級(jí)光線追蹤單元I和二級(jí)光線追蹤單元2的反光鏡鏡面相對(duì)，兩者的回轉(zhuǎn)軸線6相互垂直，且一級(jí)光線追蹤單元I隨動(dòng)于二級(jí)光線追蹤單元的反光鏡3，即二級(jí)光線追蹤單元的反光鏡3旋轉(zhuǎn)時(shí)，一級(jí)光線追蹤單元I在整體上會(huì)隨其一同旋轉(zhuǎn)。為便于描述，這里將光線追蹤單元上光線從外界垂直進(jìn)入的面命名為進(jìn)光面7，與之相應(yīng)地，光線從內(nèi)部垂直反射出去的面命名為出光面8，進(jìn)光面7和出光面8均為虛擬參照面，其位置相互垂直。如圖所示，反光鏡3與進(jìn)光面7均成45°角，光線從進(jìn)光面7進(jìn)入后，以45°入射角照射在反光鏡3上，根據(jù)反射定律，以45°反射角從出光面8反射出去。請(qǐng)參考圖3至圖8，圖3為圖2中所述轉(zhuǎn)子的軸測圖；圖4為圖2所示轉(zhuǎn)子的剖視圖；圖5為圖2中所示定子的軸測圖；圖6為圖5所示定子的剖視圖；圖7為圖1中所示轉(zhuǎn)子與定子相配合的軸測圖；圖8為圖7的剖視圖。如圖所示，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4在結(jié)構(gòu)上主要由轉(zhuǎn)子4-1和定子4-2構(gòu)成，轉(zhuǎn)子4_1與定子4-2相互連接形成旋轉(zhuǎn)副，反光鏡3通過支架5安裝在轉(zhuǎn)子4-1上。轉(zhuǎn)子4-1和定子4-2均呈空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部具有光路通道。具體地，轉(zhuǎn)子4-1和定子4-2均呈圓環(huán)形，轉(zhuǎn)子4-1套入定子4_2內(nèi)部，兩者相互咬合旋轉(zhuǎn)連接，轉(zhuǎn)子4-1的外圓周面設(shè)有第一環(huán)形凹槽4-1-1其上沿高度大于下沿；定子4-2的內(nèi)圓周面設(shè)有第二環(huán)形凹槽4-2-1，其上沿高度小于下沿；第一環(huán)形凹槽4-1-1的下沿嵌入第二環(huán)形凹槽4-2-1，第二環(huán)形凹槽4-2-1的上沿嵌入第一環(huán)形凹槽4-1-1，如此便實(shí)現(xiàn)相互咬合。當(dāng)然，除了咬合方式，也可以采用外加箍罩等方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子4-1與定子4-2的旋轉(zhuǎn)連接。為便于生產(chǎn)和裝配，可以將定子4-2設(shè)計(jì)為分體式結(jié)構(gòu)，其兩個(gè)半圓體的端部設(shè)有連接支耳，并通過螺栓相連接，也可以通過焊接、鉚接或膠接方式連接。各級(jí) 光線追蹤單元均設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置通過傳動(dòng)部件帶動(dòng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。例如，轉(zhuǎn)子4-1可在馬達(dá)蝸輪系統(tǒng)9的作用下在定子4-2上旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)可以安裝在轉(zhuǎn)子4-1上也可以安裝在定子4-2上。支架5為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4與反光鏡3的連接結(jié)構(gòu)，其作用是使反光鏡3的出光面8平行于轉(zhuǎn)子4-1所在的平面，并使光線穿過轉(zhuǎn)子4-1，反光鏡3安裝在支架5上，支架5連同反光鏡3 —起安裝在轉(zhuǎn)子4-1上，這樣，反光鏡3便能夠隨同轉(zhuǎn)子4-1 一起旋轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4與反光鏡3在支架5的連接作用下組成光線追蹤單元，兩級(jí)光線追蹤單元經(jīng)過組合連接，使一級(jí)光線追蹤單元I的定子底面連接到二級(jí)光線追蹤單元2的進(jìn)光面上，使光線在通過一級(jí)光線追蹤單元I的定子后，成為二級(jí)光線追蹤單元2的入射光，最終形成光線立體追蹤采集裝置，將之用于采集太陽光線時(shí)，便成為日光采集設(shè)備。工作時(shí)，光線從一級(jí)光線追蹤單元I的進(jìn)光面進(jìn)入，經(jīng)過一級(jí)反光鏡和二級(jí)反光鏡連續(xù)反射后，從二級(jí)光線追蹤單元2的出光面輸出。這種可逐級(jí)獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的反光結(jié)構(gòu)，在立體空間上具有兩個(gè)自由度，即橫向360°和縱向360°，通過旋轉(zhuǎn)各級(jí)反光鏡，將其調(diào)節(jié)至不同的位置，可獲得實(shí)際所需的最佳反光鏡組合，由于其進(jìn)光或出光方向可覆蓋周天范圍內(nèi)的任意方向，因此能夠十分靈活地適應(yīng)光源位置的變化，始終能夠處于最大采光狀態(tài)，可滿足光學(xué)領(lǐng)域各行業(yè)(如日光采集器、潛望鏡、望遠(yuǎn)鏡、鏡頭、光能傳輸及光信號(hào)傳輸?shù)?的實(shí)際米光需要。反光鏡3與其回轉(zhuǎn)軸線4的夾角為45°，根據(jù)反射定律，當(dāng)光線以45°入射角照射到反光鏡上時(shí)，將以45°角進(jìn)行反射，從而兩次或更多次地連續(xù)直角反射光線，改變其行進(jìn)路徑，由于是全反射，因此能避免光線衰減，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大量輸送光線。[0070]當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要，還可以設(shè)置三級(jí)、四級(jí)或更多級(jí)的光線追蹤單元，以三級(jí)為例，其一、二級(jí)光線追蹤單元共同隨動(dòng)于三級(jí)光線追蹤單元的反光鏡，一級(jí)光線追蹤單元隨動(dòng)于二級(jí)光線追蹤單元的反光鏡,一級(jí)光線追蹤單元的反光鏡單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。由于采用兩級(jí)光線追蹤單元組成的光線立體追蹤采集裝置，已經(jīng)能夠捕捉立體空間范圍內(nèi)任意方向的光線，因此在一般情況下，兩級(jí)光線追蹤單元就能滿足使用要求，其可以用于各種光學(xué)設(shè)備的光線入射端，以便根據(jù)入射光的變化進(jìn)行調(diào)整，也可以用于光線出射端，以便調(diào)整出射光方向。請(qǐng)參考圖9，圖9為本實(shí)用新型所提供光線立體追蹤采集裝置的第二種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該光線立體追蹤采集裝置一共具有四個(gè)光線追蹤單元，其中前兩級(jí)光線追蹤單元與上述具體實(shí)施方式
相同，后兩級(jí)光線追蹤單元與上述具體實(shí)施方式
也相同，兩者的二級(jí)光線追蹤單元的定子4-2相對(duì)接，一者用作光線入射端，另一者用作光線出射端?？梢姡帽緦?shí)用新型所提供的光線立體追蹤采集裝置，可設(shè)計(jì)出各種不同的組合應(yīng)用方式。請(qǐng)參考圖10，圖10為本實(shí)用新型所提供光線立體追蹤采集裝置的第三種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該光線立體追蹤采集裝置由兩級(jí)光線追蹤單元組成，分別為一級(jí)光線追蹤單元和二級(jí)光線追蹤單元，其中二級(jí)光線追蹤單元的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)子4-1和定子4-2構(gòu)成，轉(zhuǎn)子4-1和定子4-2呈圓環(huán)形，中部為光線通道，二級(jí)反光鏡3-2通過第二支架5-2架設(shè)于轉(zhuǎn)子4-1上方的偏心位置，能夠繞豎向回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。一級(jí)反光鏡3-1通過第一支架5-1安裝在轉(zhuǎn)子4-1的另一側(cè)，其鏡面與二級(jí)反光鏡3-2相對(duì)，能夠在第一支架5-1上繞橫向回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，第一支架另一端設(shè)有配重，以保持受力平衡。一、二級(jí)光線追蹤單元的回轉(zhuǎn)軸線相互垂直，且一級(jí)光線追蹤單元隨動(dòng)于二級(jí)反光鏡3-2，即二級(jí)反光鏡3-2旋轉(zhuǎn)時(shí)，一級(jí)光線追蹤單元在整體上會(huì)隨其一同旋轉(zhuǎn)，而一級(jí)反光鏡3-1可單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，其工作原理和有益效果可參考上文，在此不再贅述。請(qǐng)參考圖11，圖11為本實(shí)用新型所提供光線立體追蹤采集裝置的第四種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該光線立體追蹤采集裝置由兩級(jí)光線追蹤單元組成，分別為一級(jí)光線追蹤單元和二級(jí)光線追蹤單元，其回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)子4-1和定子4-2構(gòu)成，轉(zhuǎn)子4-1為轉(zhuǎn)軸，其中心線與反光鏡的回轉(zhuǎn)軸線相重合，定子4-2為安裝轉(zhuǎn)軸的軸承，轉(zhuǎn)軸和軸承均位于反光鏡的背面，一級(jí)光線追蹤單元的軸承連接于二級(jí)光線追蹤單元的轉(zhuǎn)軸，各級(jí)光線追蹤單元均設(shè)有平衡塊10。一、二級(jí)光線追蹤單元的回轉(zhuǎn)軸線相互垂直，且一級(jí)光線追蹤單元隨動(dòng)于二級(jí)反光鏡3-2，即二級(jí)反光鏡3-2旋轉(zhuǎn)時(shí)，一級(jí)光線追蹤單元在整體上會(huì)隨其一同旋轉(zhuǎn)，而一級(jí)反光鏡3-1可單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，圖中另外設(shè)置的第三反光鏡用于進(jìn)一步改變光線行進(jìn)路線，其工作原理和有益效果可參考上文，在此不再贅述。當(dāng)然，上述光線立體 追蹤采集裝置僅是幾種優(yōu)選方案，具體并不局限于此，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)實(shí)際需要作出具有針對(duì)性的調(diào)整，從而得到不同的實(shí)施方式。例如，將回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成其他形式，或者反光鏡通過其他部件與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接等等。由于可能實(shí)現(xiàn)的方式較多，這里就不再一一舉例說明。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，在以上光線立體追蹤采集裝置的基礎(chǔ)上，可設(shè)置光線追蹤控制系統(tǒng)，其控制器可根據(jù)設(shè)定或檢測的光線位置數(shù)據(jù)，運(yùn)算得出最佳光線反射路徑所對(duì)應(yīng)的各級(jí)反光鏡位置。然后，控制器輸出控制信號(hào)至動(dòng)力裝置，由動(dòng)力裝置帶動(dòng)反光鏡旋轉(zhuǎn)至運(yùn)算位置。例如，若光源位置的變化具有一定的規(guī)律，則反光鏡可以按照預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行調(diào)節(jié)，若光源位置的變化沒有規(guī)律，則可以通過光線傳感器檢測光源位置，根據(jù)檢測的位置信息，運(yùn)算 出各反光鏡應(yīng)該所處的位置，然后發(fā)出控制信號(hào)逐級(jí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終由馬達(dá)渦輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)各反光鏡旋轉(zhuǎn)到位。由于自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)采用現(xiàn)有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)，這里就不再詳細(xì)描述。以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的光線立體追蹤采集裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，包括: 光線追蹤單元，其包括反光鏡和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 所述反光鏡設(shè)于所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并在所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上具有繞其回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的自由度，所述回轉(zhuǎn)軸線與反光鏡鏡面的夾角呈45° ; 至少兩級(jí)所述光線追蹤單元組合連接，相鄰的兩級(jí)光線追蹤單元的反光鏡鏡面相對(duì)，兩者的回轉(zhuǎn)軸線相互垂直，且前級(jí)光線追蹤單元隨同后級(jí)光線追蹤單元的反光鏡旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括: 轉(zhuǎn)子，其上通過支撐件安裝所述反光鏡； 定子，與所述轉(zhuǎn)子相互連接形成旋轉(zhuǎn)副。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子和定子均呈空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部具有光路通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子和定子均呈圓環(huán)形，兩者相互咬合旋轉(zhuǎn)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子和定子的咬合結(jié)構(gòu)包括: 第一環(huán)形凹槽，設(shè)于所述轉(zhuǎn)子的外圓周面，其上沿高度大于下沿； 第二環(huán)形凹槽，設(shè)于所述定子的內(nèi)圓周面，其上沿高度小于下沿； 所述第一環(huán)形凹槽的下沿 嵌入所述第二環(huán)形凹槽； 所述第二環(huán)形凹槽的上沿嵌入所述第一環(huán)形凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，所述定子為分體式結(jié)構(gòu)，其兩個(gè)半圓體的端部相對(duì)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，所述定子的兩個(gè)半圓體的端部相焊接、鉚接、膠接或通過螺栓連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)軸，其中心線與所述反光鏡的回轉(zhuǎn)軸線相重合； 所述定子為安裝所述轉(zhuǎn)軸的軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，各級(jí)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸線均穿過其反光鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，各級(jí)所述光線追蹤單元均設(shè)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置通過傳動(dòng)部件帶動(dòng)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的反光鏡在調(diào)節(jié)時(shí)旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光線立體追蹤采集裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括光線追蹤控制系統(tǒng)，其控制器根據(jù)設(shè)定或檢測的光線位置數(shù)據(jù)，運(yùn)算得出最佳光線反射路徑所對(duì)應(yīng)的各級(jí)反光鏡位置； 所述控制器輸出控制信號(hào)至所述動(dòng)力裝置，由所述動(dòng)力裝置帶動(dòng)所述反光鏡旋轉(zhuǎn)至運(yùn)算位置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了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(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；所述反光鏡設(shè)于所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并在所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上具有繞其回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的自由度，所述回轉(zhuǎn)軸線與反光鏡鏡面的夾角呈45°；至少兩級(jí)所述光線追蹤單元組合連接，相鄰的兩級(jí)光線追蹤單元的反光鏡鏡面相對(duì)，兩者的回轉(zhuǎn)軸線相互垂直，且前級(jí)光線追蹤單元隨同后級(jí)光線追蹤單元的反光鏡旋轉(zhuǎn)。該裝置在結(jié)構(gòu)上能夠靈活適應(yīng)光源位置或目標(biāo)位置的變化，同時(shí)能避免光線衰減，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大量輸送光線。
文檔編號(hào)F21S11/00GK203147619SQ20132002941
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者于穎杰 申請(qǐng)人:于穎杰