CN103775840B - 一种应急照明系统 - Google Patents

Abstract

一种应急照明系统，包括旋翼飞行器、连接装置、光源装置、第一驱动装置、第一检测装置、第二驱动装置、第二检测装置以及控制电路装置；第一检测装置用于检测连接装置的偏转角度并生成对应的第一偏转信号发送至控制电路装置；第一驱动装置连接旋翼飞行器和连接装置；第二检测装置用于检测光源装置的偏转角度并生成对应的第二偏转信号发送至控制电路装置；第二驱动装置连接光源装置和连接装置；控制电路装置根据第一偏转信号控制第一驱动装置驱动连接装置相对于旋翼飞行器在第一方向转动，并根据第二偏转信号控制第二驱动装置驱动光源装置相对于连接装置在第二方向转动，第二方向不同于第一方向。本发明可对光源装置进行高质量的姿态、位置调整。

Description

一种应急照明系统

技术领域

本发明涉及一种照明系统，具体涉及一种应急照明系统。

背景技术

旋翼飞行器具有垂直起降和悬停等功能，不仅在军事领域发挥着重要的作用，在灾害现场救助，交通监视或者空中拍摄等领域也展示出巨大的应用潜力。以四旋翼飞行器为例，其采用四个旋翼作为飞行的直接动力源，旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同；每个旋翼均由独立的电机驱动，并通过调节电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置；机体中间空间配置有飞行控制计算机和外部设备。

目前，旋翼飞行器也开始逐步与照明系统结合实现应急照明，其以旋翼飞行器为载体，携带固定安装在飞行器机体上的照明装置，可适用于临时作业、灾区、突发停电等临时照明场合。其中，照明装置与飞行器之间保持固定连接，照明装置的姿态和位置完全由旋翼飞行器的姿态和位置来确定，当需要调整照明装置的姿态，如水平偏转度等，必须通过调整旋翼飞行器上各电机的转速来改变旋翼转速以实现升力变化，然而，以升力作为调整驱动动力的方式易受气流扰动等影响，且旋翼飞行器作为一个运动耦合系统，其飞行中的方向和姿态是耦合的，因此以旋翼飞行器为载体的照明装置无法实现对照明装置的高质量姿态调整。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种灵活性和稳定性较佳的应急照明系统，其以旋翼飞行器为载体，可对光源装置进行高质量的姿态、位置调整，以实现临时对地大范围、高亮度的稳定照明。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种应急照明系统，包括旋翼飞行器、连接装置、光源装置、第一驱动装置、第一检测装置、第二驱动装置、第二检测装置以及控制电路装置；所述第一检测装置用于检测连接装置的偏转角度并生成对应的第一偏转信号发送至控制电路装置；所述第一驱动装置连接旋翼飞行器和连接装置；该第二检测装置用于检测光源装置的偏转角度并生成对应的第二偏转信号发送至控制电路装置；所述第二驱动装置连接光源装置和连接装置；该控制电路装置用于根据第一偏转信号控制第一驱动装置驱动连接装置相对于旋翼飞行器在第一方向转动，并用于根据第二偏转信号控制第二驱动装置驱动光源装置相对于连接装置在第二方向转动，且该第二方向不同于第一方向。

优选地，照明系统还包括第三检测装置，其包括一设置在光源装置底部的摄像装置，该摄像装置用于获取当前预设标识的图像，并将上述图像信息发送至控制电路装置；所述控制电路装置用于对上述图像信息进行处理以计算出光源装置的偏转角度，并根据该偏转角度控制第一驱动装置驱动连接装置相对于旋翼飞行器在第一方向转动和控制第二驱动装置驱动光源装置相对于连接装置在第二方向转动。

优选地，所述旋翼飞行器、连接装置和光源装置设置在同一水平面，且连接装置位于旋翼飞行器的内部，光源装置位于连接装置的内部；所述第一驱动装置包括设置在旋翼飞行器上的第一电机，该第一电机的驱动轴连接至连接装置；所述第二驱动装置包括设置在连接装置上的第二电机，该第二电机的驱动轴连接至光源装置。

优选地，所述连接装置位于旋翼飞行器的上方，所述连接装置和光源装置设置在同一水平面且光源装置位于连接装置的内部；所述第一驱动装置包括设置在旋翼飞行器上的第一电机，该第一电机通过齿轮驱动连接装置做圆周运动；所述第二驱动装置包括设置在连接装置上的第二电机，该第二电机的驱动轴连接至光源装置。

优选地，所述第一检测装置和第二检测装置均为倾角传感器或水平传感器。

优选地，所述旋翼飞行器包括旋翼、连接臂和环形机体，且所述旋翼通过该连接臂连接至环形机体，该旋翼的数量为两个以上；所述连接装置采用环形结构；所述光源装置呈圆盘形。

优选地，所述连接臂上悬挂有照明装置。

优选地，所述光源装置包括散热器、电源PCB板、灯座、反光罩和LED光源，其中，散热器扣接在灯座顶部，电源PCB板设置在散热器和灯座之间，每个LED光源均通过该反光罩安装至灯座的底部，且LED光源在灯座的底部呈均匀分布。

优选地，照明系统还配置有一放置在地面的电源装置，该电源装置通过电线轴为照明装置供电；所述电线轴上设有收放线控制器和用于检测电线张力的压力传感器，该收放线控制器根据压力传感器提供的压力信号控制电线的放线和收线。

优选地，所述控制电路装置预设有所述光源装置的基准角度，该基准角度所在位置为与水平面平行或为与水平面呈夹角。

与现有技术相比，本发明以旋翼飞行器为载体，可通过遥控旋翼飞行器挂载光源装置至需照明区域，其中，控制电路装置可根据第一偏转信号和第二偏转信号驱动光源装置在两个方向上调整偏转角度，实现对光源装置的高质量姿态调整，达到临时对地大范围、高亮度的稳定照明。进一步地，本发明还可通过第三检测装置和控制电路装置实现对光源装置偏转角度的提取，以实现对光源装置姿态的进一步校对，并修正光源装置的偏转角度。

附图说明

图1为本发明应急照明系统的第一种实施例的立体图；

图2为图1中应急照明系统的剖视图；

图3为图1配有电线轴和压力传感器的结构示意图；

图4为本发明应急照明系统的第二种实施例的立体图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，以便于更清楚的理解本发明所要求保护的技术思想。

请参见图1至图3，涉及本发明应急照明系统的第一种实施例，其实施方式包括旋翼飞行器100，连接装置200、光源装置300、第一驱动装置400、第一检测装置、第二驱动装置500、第二检测装置、第三检测装置、控制电路装置600和照明装置700。

旋翼飞行器100用于挂载光源装置至需照明区域，在本实施例中，以四旋翼飞行器为例，其包括环形机体110、连接臂120和旋翼130，且旋翼130通过该连接臂120连接至环形机体110。其中，环形机体110的环形结构可有效减轻旋翼飞行器的重量，并与该连接装置200和光源装置300配合达到外观上的协调和美观，而且环形机体110内部配置有控制飞行器的姿态和位置的控制部件，本领域技术人员可以通过现有知识获得旋翼飞行器的具体结构和工作原理，此处不再赘述。在其他一些实施例中，旋翼飞行器100的旋翼数量可根据载荷和照明需求来布局，如采用六旋翼飞行器、八旋翼飞行器等，其中，旋翼130的数量为两个以上，且该数量为偶数；且旋翼飞行器100的机体也可采用方形框体机构或半球形结构等。

连接装置200配置在旋翼飞行器100和光源装置300之间，起到连接和支撑作用。与环形机体110配合，该连接装置200也采用环形结构。同时，光源装置300也呈圆盘形。相应地，连接装置200和光源装置300也可采用方形框体机构或半球形结构。在本实施例中，环形机体110、连接装置200与光源装置300设置在同一水平面，且连接装置200位于环形机体110的内部，光源装置300位于连接装置200的内部。本发明采用这种内外环的配合设计可有效提高飞行器的带载能力。

第一驱动装置400连接旋翼飞行器100和连接装置200，并驱动连接装置200相对于旋翼飞行器100在第一方向转动。具体地，第一驱动装置400包括设置在旋翼飞行器100上的第一电机，该第一电机的驱动轴连接至连接装置200，第一电机通过驱动轴带动连接装置200绕着该驱动轴旋转，以实现连接装置200相对于旋翼飞行器100在第一方向上的转动。在本实施例中，第一电机的机体部完全收容于环形机体110中，其驱动轴向外延伸出环形机体110。

第二驱动装置500连接光源装置300和连接装置200，并驱动光源装置300相对于连接装置200在第二方向转动。具体地，第二驱动装置500包括设置在连接装置200上的第二电机，该第二电机的驱动轴连接至光源装置300，第二电机通过驱动轴带动光源装置300绕着该驱动轴旋转，以实现光源装置300相对于连接装置200在第二方向上的转动。在本实施例中，第二电机的机体部完全收容于连接装置200中，其驱动轴向外延伸出连接装置200。

需要说明的是，该第一方向不同于第二方向，而且，为保证调整角度的均匀性，可将第一电机的驱动轴设置为垂直于第二电机的驱动轴，从而保证连接装置200和光源装置300在两个相互垂直的方向上转动，以实现光源装置300的多方向姿态调整。另外，作为本发明的延伸设计，连接装置200的数量还可设置为两个以上，以两个为例，此时新增加的连接装置位于原连接装置的内部，并以类似方式对应配置第三驱动装置，以实现光源装置300在三个方向的转动，对此，本领域技术人员可根据需要对连接装置的数量进行配置，以满足不同准确度的调整需求。

第一检测装置设置在连接装置200上，其用于检测连接装置200的偏转角度并生成对应的第一偏转信号发送至控制电路装置600，其优选采用为倾角传感器或水平传感器。

第二检测装置设置在光源装置300上，其用于检测光源装置300的偏转角度并生成对应的第二偏转信号发送至控制电路装置600，其优选采用为倾角传感器或水平传感器。

控制电路装置600用于根据第一检测装置提供的第一偏转信号控制第一驱动装置400的转动工作状态，并用于根据第二检测装置提供的第二偏转信号控制第二驱动装置500的转动工作状态。例如，当需要将光源装置300保持在水平位置时，本发明的控制电路装置600根据连接装置200的偏转角度状态对第一电机进行控制，并由第一电机驱动连接装置200相对于旋翼飞行器100在第一方向转动，其此时连接装置200和光源装置300同步转动；控制电路装置600根据光源装置300的偏转角度状态对第二电机进行控制，并由第二电机驱动光源装置300相对于连接装置200在第二方向转动，从而实现照明系统光源的自适应调整光源装置300，使光源装置300始终保持在水平位置，实现稳定的光源供应。需要说明的是，控制电路装置600预设有光源装置300的基准角度，该基准角度所在位置的设定可以是水平位置，即光源装置300始终与水平面平行，也可以设定为与水平面呈夹角，此时，光源装置300始终与水平面或旋翼飞行器100保持一定夹角，以满足特殊角度场景的光源供应。

第三检测装置设置在光源装置300上，其包括设置在光源装置300底部的摄像装置，该摄像装置用于获取当前预设标识的图像，并将上述图像信息发送至控制电路装置600。控制电路装置600用于对上述图像信息进行处理以计算出光源装置300的偏转角度，并根据该偏转角度控制第一驱动装置400和第二驱动装置500的转动工作状态。具体地，该预设标识可选取地面的某一物体，控制电路装置600可先通过图像信息提取预设标识的位置信息，并进一步根据预设标识的位置信息计算出光源装置300的偏转角度。本发明的第三检测装置可对光源装置300是否处于标准位置进行验证，以实现对光源装置300姿态的进一步校对，并修正光源装置300的偏转角度。

光源装置300包括散热器310、电源PCB板320、灯座330、反光罩340和LED光源350，其中，散热器310扣接在灯座顶部330，电源PCB板320设置在散热器310和灯座330之间，每个LED光源350均通过该反光罩340安装至灯座330的底部，且LED光源350在灯座330的底部呈均匀分布。为进一步扩大照明范围，满足更好的光照效果，还可在旋翼飞行器100的连接臂120上悬挂该照明装置700，在其他一些实施例中，照明装置700也可设置在其他位置，例如旋翼飞行器100的环形机体110上。

作为优选，照明系统还配置有一放置在地面的电源装置(图中未示出)，该电源装置通过电线轴810为光源模块300和照明装置700供电。电线轴810上设有收放线控制器和用于检测电线张力的压力传感器820，该收放线控制器根据压力传感器820提供的压力信号控制电线的放线和收线。由于基于旋翼飞行器的应急照明系统一般应用于低空近距离领域，且光源模块能耗较大，因此本发明采用旋翼飞行器直接载电线升空的方式，由地面的电源装置提供稳定供电。当旋翼飞行器升空时，收放线控制器控制电线轴810放线，当旋翼飞行器下降时，收放线控制器控制电线轴810收线，从而使电线始终保持适度的长度。当然在其他一些实施例中，照明系统的电源供应可直接采用设置在旋翼飞行器100上的电池。

照明系统还配置有一电性连接至控制电路装置的通讯装置，用于与后台控制中心建立通讯连接。该通讯装置可以是有线通信装置或者无线通信装置。当其采用无线通信装置时，其可以采用蓝牙通信单元、紫蜂通信单元、450M至5.6G短距离通信单元或无线互联网通信单元中的一种或多种。

请参见图4，其为本发明应急照明系统的第二种实施例的立体图，其不同点在于连接装置200’通过齿轮结构连接在环形机体110’的上方，且第一电机通过该齿轮结构驱动连接装置200’做圆周运动。具体地，环形机体110’和连接装置200’的轴线重合，且两者直径相同，该第一电机的机体部完全收容在环形机体110’内。本发明采用这种上下环的配合设计不仅能有效提高飞行器的带载能力，还能充分利用有限的照明空间，实现临时对地大范围的稳定照明，其结构简单、设计合理，可提高有限空间的利用率。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种应急照明系统，其特征在于：包括旋翼飞行器、连接装置、光源装置、第一驱动装置、第一检测装置、第二驱动装置、第二检测装置以及控制电路装置；其中，

所述第一检测装置用于检测连接装置的偏转角度并生成对应的第一偏转信号发送至控制电路装置；所述第一驱动装置连接旋翼飞行器和连接装置；

该第二检测装置用于检测光源装置的偏转角度并生成对应的第二偏转信号发送至控制电路装置；所述第二驱动装置连接光源装置和连接装置；

该控制电路装置用于根据第一偏转信号控制第一驱动装置驱动连接装置相对于旋翼飞行器在第一方向转动，并用于根据第二偏转信号控制第二驱动装置驱动光源装置相对于连接装置在第二方向转动，且该第二方向不同于第一方向；

所述应急照明系统还包括第三检测装置，其包括一设置在光源装置底部的摄像装置，该摄像装置用于获取当前预设标识的图像，并将上述图像信息发送至控制电路装置；所述控制电路装置用于对上述图像信息进行处理以计算出光源装置的偏转角度，并根据该偏转角度控制第一驱动装置驱动连接装置相对于旋翼飞行器在第一方向转动和控制第二驱动装置驱动光源装置相对于连接装置在第二方向转动。

2.如权利要求1所述的应急照明系统，其特征在于：所述旋翼飞行器、连接装置和光源装置设置在同一水平面，且连接装置位于旋翼飞行器的内部，光源装置位于连接装置的内部；所述第一驱动装置包括设置在旋翼飞行器上的第一电机，该第一电机的驱动轴连接至连接装置；所述第二驱动装置包括设置在连接装置上的第二电机，该第二电机的驱动轴连接至光源装置。

3.如权利要求1所述的应急照明系统，其特征在于：所述连接装置通过齿轮结构连接在旋翼飞行器的上方，所述连接装置和光源装置设置在同一水平面且光源装置位于连接装置的内部；所述第一驱动装置包括设置在旋翼飞行器上的第一电机，该第一电机通过该齿轮结构驱动连接装置做圆周运动；所述第二驱动装置包括设置在连接装置上的第二电机，该第二电机的驱动轴连接至光源装置。

4.如权利要求1所述的应急照明系统，其特征在于：所述第一检测装置和第二检测装置均为倾角传感器或水平传感器。

5.如权利要求1所述的应急照明系统，其特征在于：所述旋翼飞行器包括旋翼、连接臂和环形机体，且所述旋翼通过该连接臂连接至环形机体，该旋翼的数量为两个以上；所述连接装置采用环形结构；所述光源装置呈圆盘形。

6.如权利要求5所述的应急照明系统，其特征在于：所述连接臂上悬挂有照明装置。

7.如权利要求1所述的应急照明系统，其特征在于：所述光源装置包括散热器、电源PCB板、灯座、反光罩和LED光源，其中，散热器扣接在灯座顶部，电源PCB板设置在散热器和灯座之间，每个LED光源均通过该反光罩安装至灯座的底部，且LED光源在灯座的底部呈均匀分布。

8.如权利要求1所述的应急照明系统，其特征在于：所述应急照明系统还配置有一放置在地面的电源装置，该电源装置通过电线轴为所述应急照明系统供电，所述电线轴上设有收放线控制器和用于检测电线张力的压力传感器，该收放线控制器根据压力传感器提供的压力信号控制电线的放线和收线；所述应急照明系统还配置有一电性连接至控制电路装置的通讯装置，用于与后台控制中心建立通讯连接。

9.如权利要求1所述的应急照明系统，其特征在于：所述控制电路装置预设有所述光源装置的基准角度，该基准角度所在位置为与水平面平行或为与水平面呈夹角。