CN105180119A - 舞台灯的自适应热学系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学的技术领域，更具体地，涉及一种舞台灯的自适应热学系统及控制方法，所述自适应热学系统包括用于提供电源的电源模块、用于实时感应舞台灯位置以及温度的感应模块、用于位置及温度信息发送的信号发送模块、接收模块、用于处理位置及温度信息的中央处理模块、驱动模块和用于加速舞台灯散热的执行模块，所述感应模块、信号发送模块、接收模块、中央处理模块、驱动模块和执行模块依次电连接，所述感应模块安装在舞台灯上，所述感应模块包括温度感应结构和位置感应结构。本发明实现了实时对舞台灯位置以及温度进行感应，从而通过操作实现快速冷却，使得舞台灯内部的温度保持均匀，延长舞台灯的使用寿命。

Description

舞台灯的自适应热学系统及控制方法
技术领域
本发明涉及光学的技术领域，更具体地，涉及一种舞台灯的自适应热学系统及控制方法。
背景技术
众所周知，由于舞台效果的需求，舞台灯安装角度为360度内的任意角度。
由于这种不确定安装方式，因此，一般舞台灯被设计为使它们在冷却方面的要求不依赖于舞台灯的安装位置。从而可导致这样情况的产生：更多非必须的冷却能量用于冷却装置，导致冷却效率过低，甚至会减少光源的寿命。
由于电子集成技术的快速发展，目前市面上已经有位置探测器的集成芯片，其能够基于重力确定相对于3个正交轴的实际位置。这些集成芯片目前有广泛的应用，如智能手机上LCD显示方向会根据使用者的情况自动转向。
现有的舞台灯中，由于光源的功率较大，通常会产生比较大的热量，热量若不及时排出，则会导致灯具内部流场不均匀，光源内部应力过大，从而导致光源炸泡、发白等后果；因此，一般都会配备相应的热学系统来对光源进行散热冷却。
而舞台灯在使用时，如摇头灯，其灯头及光源的位置是实时变化的，而，现有的热学系统的工作状态及控制是不随着舞台灯的位置变化来进行调整的，因此，容易会产生多余的冷却能量或过少的冷却能量，导致冷却效率低，不能有效满足散热需要，影响灯具的使用寿命。
申请号为201120574326.7的中国发明专利公开了“安装角度调整自适应散热式投影机”，该专利采用如下技术方案：“光学系统内增设有重力感应芯片、CPU中央控制器和风扇控制芯片，重力感应芯片与CPU中央控制器相连，CPU中央控制器内设有风扇控制芯片与风扇相连，通过风扇控制芯片来控制风扇的转速；重力感应芯片将安装角度信号传输给CPU中央控制器，CPU中央控制器计算出投影机安装后需要的散热量，CPU中央控制器内设有风扇控制芯片与风扇相连，通过风扇控制芯片来控制风扇的转速，从而完成不同安装角度的散热处理”。这种技术只能在开机启动时进行散热调整，不能实现实时监测和调整，因此，存在不能自适应调整、散热控制效果不理想等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种舞台灯的自适应热学系统及控制方法，通过感应模块实时感应舞台灯位置以及温度，然后将位置及温度信息依次通过信号发送模块、接收模块传送到中央处理模块，中央处理模块一方面通过获取的位置信息利用舞台灯的通用结构模型进行空间坐标计算，转换得出舞台灯的位置坐标；另一方面通过获取的温度信息，转换得出舞台灯所需要的冷却流量；从而驱动模块根据中央处理模块输出的不同位置需要的冷却流量的信息驱动执行模块执行冷却处理，对舞台灯进行快速准确的实时冷却，从而使得舞台灯内部的温度保持均匀，延长舞台灯的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种舞台灯的自适应热学系统，所述自适应热学系统包括用于提供电源的电源模块、用于实时感应舞台灯位置以及温度的感应模块、用于位置及温度信息发送的信号发送模块、接收模块、用于处理位置及温度信息的中央处理模块、驱动模块和用于加速舞台灯散热的执行模块，所述感应模块、信号发送模块、接收模块、中央处理模块、驱动模块和执行模块依次电连接，所述感应模块安装在舞台灯上，所述感应模块包括温度感应结构和位置感应结构。
本发明舞台灯的自适应热学系统，通过感应模块实时感应舞台灯位置以及温度，然后将位置及温度信息依次通过信号发送模块、接收模块传送到中央处理模块，中央处理模块一方面通过获取的位置信息利用舞台灯的通用结构模型进行空间坐标计算，转换得出舞台灯的位置坐标；另一方面通过获取的温度信息，转换得出舞台灯所需要的冷却流量；从而驱动模块根据中央处理模块输出的不同位置需要的冷却流量的信息驱动执行模块执行冷却处理，对舞台灯进行快速冷却，从而使得舞台灯内部的温度保持均匀，延长舞台灯的使用寿命。需要说明的是，虽然舞台灯不同的空间与其所需要的冷却流量是非线性关系。因精准的光源温度是需要专用的设备来测定，如果若要精准测量再结构处理则是非常复杂的，不利于产品结构的设计。但是在大量的实验中发现，舞台灯的光源温度与不同位置的温度存在一定的规律关系，利用这一关系，可以根据检测其中之一的位置的温度来推导出光源处的温度，从而决定是否进行冷却处理。
优选地，所述温度感应结构为温度传感器，所述位置感应结构为重力传感器或陀螺仪芯片或相对编码盘。这样设置是为了通过温度传感器对温度进行准确感应，同时通过重力传感器或陀螺仪芯片或相对编码盘进行位置测量。需要说明的是所述温度感应结构为温度传感器，所述位置感应结构为重力传感器或陀螺仪芯片或相对编码盘，这些只是优选，并不是唯一的，只要能够达到对温度和位置的测量都是可行的。
优选地，所述执行模块为可调速风扇。所述执行模块为可调速风扇，通过对可调速风扇转速的调节以及安装位置的调整，可以方便快捷且准确地对舞台灯进行快速冷却。
优选地，所述位置感应结构安装于舞台灯灯头、舞台灯手臂、舞台灯底座的其中之一处或多处。这样设置是为了提供多种安装位置，安装者可根据需要进行位置的选择。
优选地，所述自适应热学系统还包括反馈模块，所述反馈模块为安装于舞台灯上的温度传感器或安装于执行模块上的转速传感器。
优选地，所述自适应热学系统的感应模块、信号发送模块、接收模块、中央处理模块、驱动模块和执行模块依次电连接，所述反馈模块与中央处理模块电连接。
本发明还提供了一种利用所述舞台灯的自适应热学系统的控制方法，包括如下步骤：
（a）首先上电，电源模块给自适应热学系统供电；
（b）其次，感应模块对舞台灯的位置以及温度进行感应并获取相关的信息，通过信号发送模块将舞台灯的位置以及温度信息发送给接收模块；
（c）再次，经过步骤(b)，接收模块将舞台灯的位置以及温度信息接收并传输给中央处理模块进行信号处理；中央处理模块一方面通过获取的位置信息利用舞台灯的通用结构模型进行空间坐标计算，转换得出舞台灯的位置坐标；另一方面通过获取的温度信息，转换得出舞台灯所需要的冷却流量；
（d）然后，中央处理模块根据步骤(c)处理的信息发出相应的信号给驱动模块，通过驱动模块根据不同位置需要的冷却流量的信息驱动执行模块；
（e）最后，通过执行模块根据步骤(d)得到不同位置需要的冷却流量的信息输出对应的冷却气流，促使舞台灯快速冷却。
优选地，所述自适应热学系统还包括反馈模块，反馈模块实时监测舞台灯的温度状况或执行模块的相关参数，将其与期望值进行比较；当监测到的舞台灯的温度状况或执行模块的相关参数与期望值存在误差时，则将其误差值发送给中央处理模块，中央处理模块发送命令对舞台灯或执行模块进行动态调整。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种舞台灯的自适应热学系统及控制方法，通过感应模块实时感应舞台灯位置以及温度，然后将位置及温度信息依次通过信号发送模块、接收模块传送到中央处理模块，中央处理模块一方面通过获取的位置信息利用舞台灯的通用结构模型进行空间坐标计算，转换得出舞台灯的位置坐标；另一方面通过获取的温度信息，转换得出舞台灯所需要的冷却流量；从而驱动模块根据中央处理模块输出的不同位置需要的冷却流量的信息驱动执行模块执行冷却处理，对舞台灯进行快速准确的实时冷却，从而使得舞台灯内部的温度保持均匀，延长舞台灯的使用寿命。
附图说明
图1为实施例舞台灯的自适应热学系统的原理图。
图2为实施例安装反馈模块后的舞台灯的自适应热学系统的的原理图。
图3为实施例舞台灯的自适应热学系统的详细原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
如图1至3所示为本发明舞台灯的自适应热学系统及控制方法的实施例，自适应热学系统包括用于提供电源的电源模块1、用于实时感应舞台灯位置以及温度的感应模块2、用于位置及温度信息发送的信号发送模块3、接收模块4、用于处理位置及温度信息的中央处理模块5、驱动模块6和用于加速舞台灯散热的执行模块7，所述感应模块2、信号发送模块3、接收模块4、中央处理模块5、驱动模块6和执行模块7依次电连接，所述感应模块2安装在舞台灯上，所述感应模块2包括温度感应结构21和位置感应结构22，如图3所示。
具体地，所述温度感应结构21为温度传感器，所述位置感应结构22为重力传感器或陀螺仪芯片或相对编码盘。这样设置是为了通过温度传感器对温度进行准确感应，同时通过重力传感器或陀螺仪芯片或相对编码盘进行位置测量。需要说明的是所述温度感应结构21为温度传感器，所述位置感应结构22为重力传感器或陀螺仪芯片或相对编码盘，这些只是优选，并不是唯一的，只要能够达到对温度和位置的测量都是可行的。
其中，所述执行模块7为可调速风扇。所述执行模块7为可调速风扇，通过对可调速风扇转速的调节以及安装位置的调整，可以方便快捷且准确地对舞台灯进行快速冷却。
另外，所述位置感应结构22安装于舞台灯灯头、舞台灯手臂、舞台灯底座的其中之一处或多处。这样设置是为了提供多种安装位置，安装者可根据需要进行位置的选择。
其中，如图2所示，所述自适应热学系统还包括反馈模块8，所述反馈模块8为安装于舞台灯上的温度传感器或安装于执行模块7上的转速传感器。
另外，所述自适应热学系统的感应模块2、信号发送模块3、接收模块4、中央处理模块5、驱动模块6和执行模块7依次电连接，所述反馈模块8与中央处理模块5电连接。
另外，本发明还提供了一种利用所述舞台灯的自适应热学系统的控制方法，包括如下步骤：
（a）首先上电，电源模块1给自适应热学系统供电；
（b）其次，感应模块2对舞台灯的位置以及温度进行感应并获取相关的信息，通过信号发送模块3将舞台灯的位置以及温度信息发送给接收模块4；
（c）再次，经过步骤(b)，接收模块4将舞台灯的位置以及温度信息接收并传输给中央处理模块5进行信号处理；中央处理模块5一方面通过获取的位置信息利用舞台灯的通用结构模型进行空间坐标计算，转换得出舞台灯的位置坐标；另一方面通过获取的温度信息，转换得出舞台灯所需要的冷却流量；
（d）然后，中央处理模块5根据步骤(c)处理的信息发出相应的信号给驱动模块6，通过驱动模块6根据不同位置需要的冷却流量的信息驱动执行模块7；
（e）最后，通过执行模块7根据步骤(d)得到不同位置需要的冷却流量的信息输出对应的冷却气流，促使舞台灯快速冷却。
其中，所述自适应热学系统还包括反馈模块8，反馈模块8实时监测舞台灯的温度状况或执行模块7的相关参数，将其与期望值进行比较；当监测到的舞台灯的温度状况或执行模块7的相关参数与期望值存在误差时，则将其误差值发送给中央处理模块5，中央处理模块5发送命令对舞台灯或执行模块7进行动态调整。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种舞台灯的自适应热学系统，其特征在于，所述自适应热学系统包括用于提供电源的电源模块（1）、用于实时感应舞台灯位置以及温度的感应模块（2）、用于位置及温度信息发送的信号发送模块（3）、接收模块（4）、用于处理位置及温度信息的中央处理模块（5）、驱动模块（6）和用于加速舞台灯散热的执行模块（7），所述感应模块（2）、信号发送模块（3）、接收模块（4）、中央处理模块（5）、驱动模块（6）和执行模块（7）依次电连接，所述感应模块（2）安装在舞台灯上，所述感应模块（2）包括温度感应结构（21）和位置感应结构（22）。
2.根据权利要求1所述的舞台灯自适应热学系统，其特征在于，所述温度感应结构（21）为温度传感器，所述位置感应结构（22）为重力传感器或陀螺仪芯片或相对编码盘。
3.根据权利要求2所述的舞台灯自适应热学系统，其特征在于，所述执行模块（7）为可调速风扇。
4.根据权利要求1所述的舞台灯自适应热学系统，其特征在于，所述位置感应结构（22）安装于舞台灯灯头、舞台灯手臂、舞台灯底座的其中之一处或多处。
5.根据权利要求3或4所述的舞台灯自适应热学系统，其特征在于，所述自适应热学系统还包括反馈模块（8），所述反馈模块（8）为安装于舞台灯上的温度传感器或安装于执行模块（7）上的转速传感器。
6.根据权利要求5所述的舞台灯自适应热学系统，其特征在于，所述自适应热学系统的感应模块（2）、信号发送模块（3）、接收模块（4）、中央处理模块（5）、驱动模块（6）和执行模块（7）依次电连接，所述反馈模块（8）与中央处理模块（5）电连接。
7.一种利用权利要求1至4任一项所述舞台灯的自适应热学系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
（a）首先上电，电源模块（1）给自适应热学系统供电；
（b）其次，感应模块（2）对舞台灯的位置以及温度进行感应并获取相关的信息，通过信号发送模块（3）将舞台灯的位置以及温度信息发送给接收模块（4）；
（c）再次，经过步骤(b)，接收模块（4）将舞台灯的位置以及温度信息接收并传输给中央处理模块（5）进行信号处理；中央处理模块（5）一方面通过获取的位置信息利用舞台灯的通用结构模型进行空间坐标计算，转换得出舞台灯的位置坐标；另一方面通过获取的温度信息，转换得出舞台灯所需要的冷却流量；
（d）然后，中央处理模块（5）根据步骤(c)处理的信息发出相应的信号给驱动模块（6），通过驱动模块（6）根据不同位置需要的冷却流量的信息驱动执行模块（7）；
（e）最后，通过执行模块（7）根据步骤(d)得到不同位置需要的冷却流量的信息输出对应的冷却气流，促使舞台灯快速冷却。
8.根据权利要求7所述舞台灯的自适应热学系统的控制方法，其特征在于，所述自适应热学系统还包括反馈模块（8），反馈模块（8）实时监测舞台灯的温度状况或执行模块（7）的相关参数，将其与期望值进行比较；当监测到的舞台灯的温度状况或执行模块（7）的相关参数与期望值存在误差时，则将其误差值发送给中央处理模块（5），中央处理模块（5）发送命令对舞台灯或执行模块（7）进行动态调整。
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