基于太阳能的日行灯的设计①

赵晓莹， 周明龙， 王子睿， 杨 娟

(安徽机电职业技术学院，安徽芜湖 241000)

0 引言

日行灯为安装在车身前部的白天行驶灯，是使车辆在白天行驶时更容易被人认出来的灯具.它的功效不是为了使驾驶员能看清路面，而是为了让别人知道有一辆车开过来了.因此这种灯具不是照明灯，而是一种信号灯.固然，加装了白天行驶灯可使汽车看起来更酷，更炫，但白天行驶灯的最大功效，不在于美观，而是提供车辆的被辨识性.在国外行车开启头灯，可降低12.4%的车辆意外，同时也可降低26.4%的车祸死亡机率.总之，白天行车灯的目的就是为了交通安全.

太阳能既是一次能源，又是可再生能源.它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染.为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代.日行灯由于只在白天使用，因此其必须克服白天的高亮背景，具有很强的发光能力，因此即使使用LED作为光源，其也必须具有较高的功率，为此设计了一种基于太阳能的日行灯.

1 日行灯技术方案

为了解决上述问题，设计了一种基于太阳能的日行灯，该太阳能日行灯利用太阳能作为光源，具有亮度高，低能耗的特点.

其技术方案是:该太阳能日行灯包括含有透明盖板的壳体，所述壳体内均布有反光碗，所述反光碗中心设置有光源，所述反光碗上覆盖所述透明盖板，所述光源为一光源扩散块，所述光源扩散块的一面上均布有用于连接光纤的小孔，所述小孔连接光纤一端，所述光纤的另一端设置于一集光板的集光孔内，所述集光板的一侧设置有与集光孔数量和位置对应的聚光凸透镜.

所述聚光凸透镜采用菲涅尔透镜.该菲涅尔透镜为一面独立聚光区不少于集光孔的菲涅尔透镜.所述光源扩散块上的小孔不少于四个.所述光源扩散块设置有所述小孔的面的中心位置开有缺口，该缺口内设置LED，该LED通过一光线感应开关与电源电连接.所述光线感应开关为一光线强度下降到一定程度后开路的光敏电阻.

2 基于太阳能的日行灯的设计

图1是本太阳能日行灯的结构示意图，图2是菲涅尔透镜和集光板的结构示意图，图3是光源扩散块的正视和后视轴测结构示意图，图4是太阳能日行灯的轴测示意图.图中:100－壳体，110－透明盖板，120－反光碗，200－光源扩散块，210－缺口，220－小孔，300－光纤，400－集光板，410－集光孔，500－菲涅尔透镜，510－聚光凸透镜.

在设计中，该太阳能日行灯包括含有透明盖板的壳体，所述壳体内均布有反光碗，所述反光碗中心设置有光源，所述反光碗上覆盖所述透明盖板，所述光源为一光源扩散块，所述光源扩散块的一面上均布有十六个用于连接光纤的小孔，所述小孔连接光纤一端，所述光纤的另一端设置于一集光板的集光孔内，所述集光板上设置有六十四个集光孔，所述集光板的一侧设置有与集光孔数量和位置对应的聚光凸透镜.

图1 太阳能日行灯的结构示意图

图2 菲涅尔透镜和集光板的结构示意图

图3 光源扩散块的正视和后视轴测结构示意图

上述的太阳能日行灯，所述聚光凸透镜为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜具有薄成本低的特点.所述菲涅尔透镜为一面独立聚光区不少于集光孔的菲涅尔透镜，整体式的菲涅尔透镜有更强的结构强度及更低的制造成本.所述光源扩散块设置由所述小孔的面的中心位置开有缺口，所述缺口内设置LED，所述LED通过一光线感应开关与电源电连接，利用光线感应的LED作为经过桥洞等地方解决无太阳光日行灯不亮的问题.所述光线感应开关为一光线强度下降到一定程度后开路的光敏电阻.

图4 太阳能日行灯的轴测示意图

上述的太阳能日行灯的光路传播过程:如图1，多集光区的菲涅尔透镜将光分别集中在六十四个集光孔上，集光孔内的光纤将光分别传输至四个光源扩散块上，光源扩散块将光均匀扩散后形成光源，所述光源经反光碗反射形成日行灯光束.

3 结束语

该太阳能日行灯利用太阳能作为光源，其具有亮度高，低能耗的特点.通过与现有的太阳能日行灯进行比较可知，其具有以下优点:

(1)利用太阳能作为日行灯所消耗的能源，降低了汽车的能耗.

(2)结构简单，采用光纤传输太阳光，太阳光无转化损耗，同时较太阳能电池板成本低廉，结构简单.

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