阅读说明：本技术 一种自适应调节式的户外设施遮光装置 (Outdoor facility shade of self-adaptation regulating formula ) 是由 孔祥纬 于 2019-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自适应调节式的户外设施遮光装置,通过无人机环绕布局在遮光膜外围,形成向外的环绕式平衡张力,从而将遮光膜平铺张开；通过氦气球保持平铺后的遮光膜悬浮在空中；每个支路上的光照感应器实时采集光照强度信号根据各个点位的光照强度进行对比分析得到方位调整结果,对各点位无人机发送位置调整指令进行该点位位置的调整,从而使整个遮光膜的遮盖范围得到相应的调整。本发明可对高温天气下的阳光进行遮挡,以降低户外设施内部温度；便于收纳和移动,通用性能强；能够随着光照强度的变化实现实时遮光位置调节,使罩在遮光设备内部的设施能够得到有效遮光,遮光性能强,使用方便,无需人工调节。(The invention discloses a self-adaptive adjustment type outdoor facility shading device, wherein unmanned aerial vehicles are arranged around the periphery of a shading film to form outward surrounding type balance tension, so that the shading film is spread; keeping the flatly laid shading film suspended in the air through a helium balloon; the illumination sensor on each branch circuit collects illumination intensity signals in real time, and performs contrastive analysis according to the illumination intensity of each point location to obtain a position adjustment result, and the unmanned aerial vehicle at each point location sends a position adjustment instruction to adjust the position of the point location, so that the covering range of the whole shading film is correspondingly adjusted. The invention can shield the sunlight in high-temperature weather so as to reduce the internal temperature of outdoor facilities; the storage and the movement are convenient, and the universality is strong; can realize real-time shading position along with illumination intensity's change and adjust, make the facility of cover in shading equipment inside can obtain effective shading, shading performance is strong, convenient to use need not artifical the regulation.)

一种自适应调节式的户外设施遮光装置

技术领域

本发明涉及户外遮光调温设备技术领域，尤其涉及一种自适应调节式的户外设施遮光装置。

背景技术

随着工业化的发展，地球人口及温室气体排放都呈爆发式增长，气温不断升高，究其原因，主要跟温室气体浓度升高有关。据科学家监测，直到工业革命前，二氧化碳排放量曾经从200ppm缓慢增长到280ppm。这80ppm大概花了大自然6000年的时间。但工业革命后，碳排放数量以每年2ppm的速度一路飙升，如今已是410ppm。近代以来100年的温市气体排放量及人口增长总量超过人类存在几十万年的总和。其结果是，气候变化及环境恶化速度加快，比如全球缺水人口将减少一半。经常遭遇极端高温天气的人口将减少大约4.2亿。由高温、雾霾和传染病所导致的患病和死亡人数都将下降等等。控制温市气体排放及改善环境已成为全球共识。

现有的户外设施降温方式，多在户外设施(如：小型建筑物、工程设备、户外运动器材等)内部设置空调或电扇等设备进行内部降温，需要消耗大量的电力能源，实质是增加了环境的问题，尤其是对于设置在广阔地方承受高强度光照的设施更是需要消耗大量的电力进行降温；使得设备内温度降低，但设备外问题提升，进入恶性循环。从而在这种情况下，可以通过外部防护来杜绝设施内部温度提高。

虽然目前会在户外设施***搭设遮光装置以降低其内部由于外部光照造成的升高温度，但是需要根据不同的设施制造出相应的遮光装置且需要固定安装在该设备上，无法实现灵活使用。尤其在户外的需要经常移动使用的户外设备使用时，造成诸多的不便。并且现有的遮光装置无法实现实时位置调节，随着太阳的移动造成罩在遮光设备内部的设施并无法得到有效遮光，降低了遮光性能，有时还需要人工调节，造成使用不便利。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种自适应调节式的户外设施遮光装置，该遮光装置可对高温天气下的阳光进行遮挡，以降低户外设施内部温度；便于收纳和移动，通用性能强，适用于户外环境的灵活使用，提高了使用便捷性；能够随着光照强度的变化实现实时遮光位置调节，使罩在遮光设备内部的设施能够得到有效遮光，遮光性能强，使用方便，无需人工调节；能够达到减少电力资源的然后、减少温室气体排放、提高环境宜居水平。

为了达到上述的目的，本发明所采用的技术方案是：一种自适应调节式的户外设施遮光装置，包括可进行伸缩的遮光膜、多个自主调控机构、中控器和无线通信电路，在所述遮光膜***等间距环绕设置各个自主调控机构；每个自主调控机构包括氦气球、无人机、第一管线和第二管线和光照感应器，所述遮光膜的侧边通过第一管线与氦气球相连，所述无人机与氦气球通过第二管线相连，构成一条支路；在每个所述氦气球上设置有光照感应器，所述光照感应器的信号端连接至中控器，所述中控器通过无线通信电路连接至无人机的信号接收端；

通过无人机环绕布局在遮光膜***，形成向外的环绕式平衡张力，从而将遮光膜平铺张开；通过氦气球保持平铺后的遮光膜悬浮在空中；每个支路上的光照感应器实时采集光照强度信号，并将光照强度信号传递至中控器中，所述中控器根据各个点位的光照强度进行对比分析得到方位调整结果，根据所述方位调整结果对各点位无人机发送位置调整指令，各点位无人机根据其相应的调整指令进行该点位位置的调整，从而使整个遮光膜的遮盖范围得到相应的调整。

进一步的是，为了提高遮光方位调节的实时和可靠度，在所述中控器中根据各个点位的光照强度进行对比分析得到方位调整结果，根据所述方位调整结果对各点位无人机发送位置调整指令，包括步骤：

对各个点位的光照感应器依次进行编码，每个点位的光照感应器所获得的光照强度采集数据均具有独自的编码；对相应点位支路上的无人机也编制相同的编码；

将同一时间下所获取的各个点位光照强度采集数据进行整合，构成光照采集向量；

对所述光照采集向量进行分析，若出现光照强度低的点位作为目标点位，将目标点位作为待调节点位；

发送运行指令至待调节点位镜像对应的点位的无人机，由该无人机运行向外拉动所述遮光膜移动，待调节点位得到光照强度恢复正常后该无人机停止向外运行，使遮光膜再次处于稳定状态。

进一步的是，为了实现遮光位置的有效调节，提高调节反应灵敏度，对所述光照采集向量进行分析，若出现光照强度低的点位作为目标点位，并调取目标点位的相邻点位，将目标点位作为主待调节点位；结合目标点位和相邻点位进行趋势计算，若相邻点位存在光照强度下降的趋势则将该相邻点位作为次级待调节点位；

发送运行指令至主待调节点位镜像对应的点位的无人机，由该无人机运行拉动所述遮光膜移动；若存在次级待调节点位，则同时发送运行指令至次级待调节点位镜像对应的点位的无人机，由该无人机运行拉动所述遮光膜移动。

进一步的是，所述遮光膜采用多边形结构，多边形的每个角为一个点位，并在每个角上设置自主调控机构，构成一条支路。

进一步的是，所述多边形结构为具有偶数条边的正多边形结构；

对多边形结构中各个点位的光照感应器依次进行编码，编码分别为X₁,X₂-X_N，N为偶数；每个点位的光照感应器所获得的光照强度采集数据为E₁,E₂-E_N；对相应点位支路上的无人机也编制相同的编码Y₁,Y₂-Y_N；

将同一时间下所获取的各个点位光照强度采集数据进行整合，构成光照采集向量E_t＝[E₁,E₂-E_N]_t；

对所述光照采集向量进行分析，若出现光照强度低的点位作为目标点位X_n，n∈(1，N)，将目标点位作为待调节点位；

发送运行指令至待调节点位镜像对应的点位的无人机Y_n±N/2，在n≥N/2时使用Y_n-N/2，在n＜N/2时使用Y_n+N/2；由该无人机运行向外拉动所述遮光膜移动，待调节点位得到光照强度恢复正常后该无人机停止向外运行，使遮光膜再次处于稳定状态。从而有效使无人机能够跟随所采集的光照强度信息进行高效且可靠的调节，使该遮光设备能够具有较高的跟随性能，保证内部设施不会受到光照影响。

进一步的是，所述遮光膜为蛛网结构，所述蛛网结构包括可进行伸缩的第一线绳和第二线绳，所述第一线绳有4-7根且均由遮光膜的中心向四周延伸，各个第一线绳之间横向排布有多个第二线绳，该蛛网结构上覆盖有可折叠且对阳光进行遮挡的遮光膜。采用蛛网结构，不仅对遮光膜起到了支撑作用，也可有效防止膜的损伤，对膜起到了保护作用，即使遮光膜发生部分破损该蛛网结构也能支撑住遮光膜，降低部分膜损坏对整体遮挡效果的影响。

进一步的是，所述蛛网结构收缩后的直径不大于2米，厚度不大于0.5米；该蛛网结构在伸展后可形成直径不小于500米的多边形，展开后各个第二线绳之间的距离为8-12米。

进一步的是，所述第一线绳和第二线绳均为尼龙绳；高强度尼龙绳具有强度高、密度小、回弹性好、抗疲劳性好、热稳定性好的优点。

进一步的是，为了使得遮光膜达到遮光效果，所述遮光膜为聚乙烯材料。所述遮光膜的太阳光可见光波段透过率不超过20％，紫外线及红外线透过率不超过10％；该遮光膜能够降低可将光波段透过率以及紫外线和红外线的透过率，对太阳光起到了遮挡作用。

进一步的是，所述无人机为太阳能无人机；将太阳能转化为供无人机工作的电能，十分环保。采用太阳能供电，不需要消耗能源，不排放和产生任何有害物质，是一种高效环保的降低温度方式。

本发明的有益效果是：

本发明通过在通过无人机环绕布局在遮光膜***，形成向外的环绕式平衡张力，从而将遮光膜平铺张开；通过氦气球保持平铺后的遮光膜悬浮在空中；实现在高热天气对阳光进行遮挡，从而有效降低户外设施的内部温度，实现大面积的温度降低。并且该装置通过无人机的移动不仅可实现遮光膜的快速伸展，也能带动该遮光装置进行移动，在某一区域中进行反复移动与盘旋，达到同一片局域的均匀控温。

本发明便于收纳和移动，通用性能强，适用于户外环境的灵活使用，提高了使用便捷性；特别是在需要经常需要在户外移动使用的户外设施遮光降温时，本设备能够提供较大的便利性。

本发明在遮光膜***环绕式的对称设置多组自主调控机构，在每个自主调控机构支路上通过光照感应器实时采集光照强度信号，根据各个点位的光照强度进行对比分析得到方位调整结果对各点位无人机发送位置调整指令进行该点位位置的调整，从而使整个遮光膜的遮盖范围得到相应的调整。能够使该装置随着光照强度的变化实现实时遮光位置调节，使罩在遮光设备内部的设施能够得到有效遮光，遮光性能强，使用方便，无需人工调节。

本发明不产生任何温室气体排放和非清洁能源的消耗，非常环保；同时整个装置由该遮光膜所形成的遮光装置，可在地面形成大范围的阴影面积，从而有效控制了阴影区域的温度情况，达到了降温的目的；该装置适用于在高温天气下对城市的阳光进行遮挡，以此来调节户外设施温度，达到减少空调使用，减少温室气体的排放，提高了城市宜居的水平；该遮光装置通过无人机达到位置改变、在城市上空进行盘旋的目的，从而达到对区域范围中的温度进行均匀控制的目的；实现诸多户外设施包括小型建筑物、工程设备、户外运动器材等的有效遮光调温。

附图说明

图1是本发明一种自适应调节式的户外设施遮光装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中蛛网结构的示意图。

图中：1、遮光膜；1-1、第一线绳；1-2、第二线绳；2、无人机；3、氦气球；4、第一管线；5、第二管线；6、光照感应器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

在本实施例中，如图1所示，一种自适应调节式的户外设施遮光装置，包括可进行伸缩的遮光膜1、多个自主调控机构、中控器和无线通信电路，在所述遮光膜1***等间距环绕设置各个自主调控机构；每个自主调控机构包括氦气球3、无人机2、第一管线4和第二管线5和光照感应器6，所述遮光膜1的侧边通过第一管线4与氦气球3相连，所述无人机2与氦气球3通过第二管线5相连，构成一条支路；在每个所述氦气球3上设置有光照感应器6，所述光照感应器6的信号端连接至中控器，所述中控器通过无线通信电路连接至无人机2的信号接收端；

通过无人机2环绕布局在遮光膜1***，形成向外的环绕式平衡张力，从而将遮光膜1平铺张开；通过氦气球3保持平铺后的遮光膜1悬浮在空中；每个支路上的光照感应器6实时采集光照强度信号，并将光照强度信号传递至中控器中，所述中控器根据各个点位的光照强度进行对比分析得到方位调整结果，根据所述方位调整结果对各点位无人机2发送位置调整指令，各点位无人机2根据其相应的调整指令进行该点位位置的调整，从而使整个遮光膜1的遮盖范围得到相应的调整。

作为上述实施例的优化方案，为了提高遮光方位调节的实时和可靠度，在所述中控器中根据各个点位的光照强度进行对比分析得到方位调整结果，根据所述方位调整结果对各点位无人机2发送位置调整指令，包括步骤：

对各个点位的光照感应器6依次进行编码，每个点位的光照感应器6所获得的光照强度采集数据均具有独自的编码；对相应点位支路上的无人机2也编制相同的编码；

将同一时间下所获取的各个点位光照强度采集数据进行整合，构成光照采集向量；

对所述光照采集向量进行分析，若出现光照强度低的点位作为目标点位，将目标点位作为待调节点位；

发送运行指令至待调节点位镜像对应的点位的无人机2，由该无人机2运行向外拉动所述遮光膜1移动，待调节点位得到光照强度恢复正常后该无人机2停止向外运行，使遮光膜1再次处于稳定状态。

作为上述实施例的优化方案，为了实现遮光位置的有效调节，提高调节反应灵敏度，对所述光照采集向量进行分析，若出现光照强度低的点位作为目标点位，并调取目标点位的相邻点位，将目标点位作为主待调节点位；结合目标点位和相邻点位进行趋势计算，若相邻点位存在光照强度下降的趋势则将该相邻点位作为次级待调节点位；

发送运行指令至主待调节点位镜像对应的点位的无人机2，由该无人机2运行拉动所述遮光膜1移动；若存在次级待调节点位，则同时发送运行指令至次级待调节点位镜像对应的点位的无人机2，由该无人机2运行拉动所述遮光膜1移动。

作为上述实施例的优化方案，所述遮光膜1采用多边形结构，多边形的每个角为一个点位，并在每个角上设置自主调控机构，构成一条支路。

所述多边形结构为具有偶数条边的正多边形结构；

对多边形结构中各个点位的光照感应器6依次进行编码，编码分别为X₁,X₂-X_N，N为偶数；每个点位的光照感应器6所获得的光照强度采集数据为E₁,E₂-E_N；对相应点位支路上的无人机2也编制相同的编码Y₁,Y₂-Y_N；

将同一时间下所获取的各个点位光照强度采集数据进行整合，构成光照采集向量E_t＝[E₁,E₂-E_N]_t；

对所述光照采集向量进行分析，若出现光照强度低的点位作为目标点位X_n，n∈1，N，将目标点位作为待调节点位；

发送运行指令至待调节点位镜像对应的点位的无人机2Y_n±N/2，在n≥N/2时使用Y_n-N/2，在n＜N/2时使用Y_n+N/2；由该无人机2运行向外拉动所述遮光膜1移动，待调节点位得到光照强度恢复正常后该无人机2停止向外运行，使遮光膜1再次处于稳定状态。从而有效使无人机2能够跟随所采集的光照强度信息进行高效且可靠的调节，使该遮光设备能够具有较高的跟随性能，保证内部设施不会受到光照影响。

作为上述实施例的优化方案，如图2所示，所述遮光膜1为蛛网结构，所述蛛网结构包括可进行伸缩的第一线绳1-1和第二线绳1-2，所述第一线绳1-1有4-7根且均由中心向四周延伸，各个第一线绳1-1之间横向排布有多个第二线绳1-2，该蛛网结构上覆盖有可折叠且对阳光进行遮挡的遮光膜1。采用蛛网结构，不仅对遮光膜1起到了支撑作用，也可有效防止膜的损伤，对膜起到了保护作用，即使遮光膜1发生部分破损该蛛网结构也能支撑住遮光膜1，降低部分膜损坏对整体遮挡效果的影响。

所述蛛网结构收缩后的直径不大于2米，厚度不大于0.5米；该蛛网结构在伸展后可形成直径不小于500米的多边形，展开后各个第二线绳之间的距离为8-12米。

所述第一线绳和第二线绳均为尼龙绳；高强度尼龙绳具有强度高、密度小、回弹性好、抗疲劳性好、热稳定性好的优点。

为了使得遮光膜1达到起遮光效果，所述遮光膜1为聚乙烯材料。所述遮光膜1的太阳光可见光波段透过率不超过20％，紫外线及红外线透过率不超过10％；该遮光膜1降低了可将光波段透过率以及紫外线和红外线的透过率，对太阳光起到了遮挡作用。

作为上述实施例的优化方案，所述无人机2为太阳能无人机；将太阳能转化为供无人机2工作的电能，十分环保。采用太阳能供电，不需要消耗能源，不排放和产生任何有害物质，是一种高效环保的降低温度方式。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。