CN110131617A - 智能物体追踪灯及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能物体追踪灯,包括:灯壳,能够与外部物体连接;发光模组,与灯壳活动连接;出光调节机构,分别与灯壳以及发光模组连接,出光调节机构能够调节发光模组的出光角度;伸缩调节机构,分别与灯壳以及发光模组连接,伸缩调节机构能够驱使发光模组相对灯壳伸缩;驱动单元,用于驱动出光调节机构以及伸缩调节机构动作;定位单元,与灯壳或发光模组连接,定位单元能够接收追踪物发射的无线信号以对追踪物定位;处理单元,处理单元与定位单元电性连接以获取无线信号,处理单元与驱动单元电性连接并且处理单元根据无线信号控制驱动单元工作以对追踪物追踪照明。其能够对物体实行追踪照明,并且能够避免最大倾斜角度出光时边缘光线被遮挡。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域,尤其涉及智能物体追踪灯及其控制方法。
背景技术
随着照明技术的不断进步,射灯经常被用作舞台灯光、展品灯光、宴会灯光等,具有突出某个物体的效果。现有技术中射灯一般包括发光体以及灯壳,发光体与灯壳通过螺丝转动连接,发光体以螺丝为轴转动,虽然能够通过调整出光角度对物体进行追踪照明对物体进行追踪照明,但是由于发光体活动范围较小,导致能够追踪照明的区域小,并且在最大倾斜角度出光时,边缘光线容易照射到灯壳上,使光斑不完整,降低光线利用率,影响照明效果。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供智能物体追踪灯及其控制方法,其能够对物体实行追踪照明,并且能够避免最大倾斜角度出光时边缘光线被遮挡。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:智能物体追踪灯,包括:
灯壳,能够与外部物体连接;
发光模组,与灯壳活动连接;
出光调节机构,分别与灯壳以及发光模组连接,出光调节机构能够调节发光模组的出光角度;
伸缩调节机构,分别与灯壳以及发光模组连接,伸缩调节机构能够驱使发光模组相对灯壳伸缩;
驱动单元,用于驱动出光调节机构以及伸缩调节机构动作;
定位单元,与灯壳或发光模组连接,定位单元能够接收追踪物发射的无线信号以对追踪物定位;
处理单元,处理单元与定位单元电性连接以获取无线信号,处理单元与驱动单元电性连接并且处理单元根据无线信号控制驱动单元工作以对追踪物追踪照明。
优选地,还包括:
连接座,与灯壳活动连接;
调节座,与连接座活动连接,所述发光模组与调节座活动连接;
所述出光调节机构包括倾斜调节机构以及旋转调节机构;
倾斜调节机构分别与调节座以及连接座连接,倾斜调节机构能够调节发光模组在竖直方向上的倾斜角度;
旋转调节机构分别与灯壳以及连接座连接,旋转调节机构能够使连接座相对灯壳旋转以调节发光模组在水平面上的旋转角度;
所述伸缩调节机构分别与调节座以及发光模组连接,以使发光模组能够相对调节座伸缩;
所述驱动单元与倾斜调节机构以及旋转调节机构连接,以驱动倾斜调节机构以及旋转调节机构动作。
优选地,所述倾斜调节机构包括设置在所述调节座上的第一配合件以及设置在连接座上相对水平面倾斜的第一导轨,第一配合件位于第一导轨上,驱动单元分别与第一配合件以及第一导轨连接以能够驱使调节座相对连接座转动,所述发光模组的出光方向与调节座的转动轴线之间存在夹角,以使调节座带动发光模组相对连接座转动时能够调节发光模组在竖直方向上的倾斜角度。
优选地,所述伸缩调节机构包括设置在所述调节座上的导向块以及设置在所述发光模组上的螺旋导向槽,发光模组相对调节座转动时导向块沿螺旋导向槽移动以使发光模组相对调节座伸缩。
优选地,还包括限位机构,限位机构分别与所述连接座以及发光模组连接,通过限制发光模组相对连接座转动,以使得在所述调节座相对连接座转动时,发光模组能够相对调节座同步伸缩。
优选地,所述驱动单元包括与所述处理单元连接的第一电机、活动设置在所述第一导轨上的第一齿轮以及设置在所述第一配合件上的第一齿部,第一齿轮与第一齿部啮合,第一电机与第一齿轮连接以驱动第一齿轮带动第一齿部使调节座相对连接座转动。
优选地,所述旋转调节机构包括设置在连接座上的第二配合件以及在设置所述灯壳上的第二导轨,第二配合件位于第二导轨上,驱动单元分别与第二配合件以及第二导轨连接以能够驱使连接座相对灯壳转动。
优选地,所述驱动单元包括与所述处理单元连接的第二电机、设置在所述第二配合件上的第二齿轮以及设置在所述第二导轨上的第二齿部,第二齿轮与第二齿部啮合,第二电机与第二齿轮连接以驱动第二齿轮带动第二齿部使连接座相对灯壳转动。
智能物体追踪灯的控制方法,包括以下步骤:
S1、处理单元通过定位单元接收无线信号;
S2、处理单元根据无线信号接收的角度计算得出追踪物的方位角;
S3、处理单元根据与追踪物的方位角控制驱动单元工作以使光斑照射在追踪物上。
优选地,在步骤S3后,还包括步骤:
S4、处理单元根据追踪物发射至定位单元的无线信号计算定位单元与追踪物的距离;
S5、处理单元根据定位单元与追踪物的距离的变化以及方位角的变化,计算得出追踪物运动的方向以及速度;
S6、处理单元根据追踪物运动的方向以及速度,预测追踪物的位置,进而控制驱动单元工作以使光斑照射在追踪物上。
本发明的有益效果是:处理单元通过定位单元接收追踪物发射的无线信号以获知追踪物的位置,并且处理单元通过控制驱动单元驱动出光调节机构动作以调节发光模组的出光角度,进而令光斑能够持续照射在追踪物上,实现对追踪物的追踪照明,同时处理单元通过驱动单元控制伸缩调节机构动作,使发光模组伸缩,避免边缘光线照射在灯壳上,确保光斑的完整,提升光线利用率以及照明效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
图1是本发明其中一种实施方式的侧视图;
图2是本发明其中一种实施方式的内部结构示意图;
图3是第一驱动机构的结构示意图;
图4是本发明其中一种实施方式的竖直出光状态的剖面图;
图5是本发明其中一种实施方式的倾斜出光状态的剖面图。
具体实施方式
参照图1至图5,智能物体追踪灯,包括:
灯壳11,能够与外部物体连接;
发光模组14,与灯壳11活动连接;
出光调节机构,分别与灯壳11以及发光模组14连接,出光调节机构能够调节发光模组14的出光角度;
伸缩调节机构30,分别与灯壳11以及发光模组14连接,伸缩调节机构30能够驱使发光模组14相对灯壳11伸缩;
驱动单元,用于驱动出光调节机构以及伸缩调节机构30动作;
定位单元80,与灯壳11或发光模组14连接,定位单元80能够接收追踪物发射的无线信号以对追踪物定位;
处理单元,处理单元与定位单元80电性连接以获取无线信号,处理单元与驱动单元电性连接并且处理单元根据无线信号控制驱动单元工作以对追踪物追踪照明。
处理单元通过定位单元80接收追踪物发射的无线信号以获知追踪物的位置,并且处理单元通过控制驱动单元驱动出光调节机构动作以调节发光模组14的出光方向,进而令光斑能够持续照射在追踪物上,实现对追踪物的追踪照明,同时处理单元通过驱动单元控制伸缩调节机构30动作,使发光模组14伸缩,避免边缘光线照射在灯壳11上,确保光斑的完整,提升光线利用率以及照明效果。
出光调节机构可以是以第一连接杆以及第二连接杆的方式实现,第一连接杆的一端可水平转动地与灯壳11连接,第一连接杆的另一端与第二连接杆的一端可竖直转动地连接,第二连接杆的另一端与发光模组14连接,使得第一连接杆转动时发光模组14水平转动,第二连接杆竖直转动时,发光模组14竖直转动,以此达到调节出光角度的目的。伸缩调节机构30可以通过第一连接杆为伸缩杆的方式,以使第一连接杆伸缩带动发光模组14相对灯壳11伸缩。
作为优选的实施方式,还包括:
连接座12,与灯壳11活动连接;
调节座13,与连接座12活动连接,所述发光模组14与调节座13活动连接;
所述出光调节机构包括倾斜调节机构20以及旋转调节机构40;
倾斜调节机构20分别与调节座13以及连接座12连接,倾斜调节机构20能够调节发光模组14在竖直方向上的倾斜角度;
旋转调节机构40分别与灯壳11以及连接座12连接,旋转调节机构40能够使连接座12相对灯壳11旋转以调节发光模组14在水平面上的旋转角度;
所述伸缩调节机构30分别与调节座13以及发光模组14连接,以使发光模组14能够相对调节座13伸缩;
所述驱动单元与倾斜调节机构20以及旋转调节机构40连接,以驱动倾斜调节机构20以及旋转调节机构40动作。
通过倾斜调节机构20调节发光模组14与竖直方向的倾斜角度,以及通过旋转调节机构40调节发光模组14在水平面上的旋转角度,在极坐标系中,发光模组14的倾斜角度相当于极径,倾斜调节机构20能够调节极径的长度,发光模组14的旋转角度相当于极角,旋转调节机构40能够调节极角大小,以此能够表达极坐标系中的任一点,即发光模组14能够照射到任意位置。
作为优选的实施方式,所述定位单元80为红外通信单元、超声波通信单元或蓝牙通信单元。
作为倾斜调节机构20的优选实施方式,所述倾斜调节机构20包括设置在所述调节座13上的第一配合件21以及设置在连接座12上相对水平面倾斜的第一导轨22,第一配合件21位于第一导轨22上,驱动单元分别与第一配合件21以及第一导轨22连接以能够驱使调节座13相对连接座12转动,所述发光模组14的出光方向与调节座13的转动轴线之间存在夹角,以使调节座13带动发光模组14相对连接座12转动时能够调节发光模组14在竖直方向上的倾斜角度。
通过第一导轨22相对水平面倾斜,使得调节座13的转动轴线与竖直方向存在夹角,并且发光模组14的出光方向与调节座13的转动轴线之间存在夹角,使得在调节座13相对连接座12转动时,发光模组14的出光方向绕着调节座13的转动轴线摆动,相对水平面而言,发光模组14的出光方向与水平面的夹角大小随着摆动而改变,进而达到调节发光模组14与竖直方向的倾斜角度的目的。调节座13转动一定角度角度的情况下,发光模组14与竖直方向的倾斜角度变化大小,取决于发光模组14的出光方向与调节座13的转动轴线之间的夹角大小。
作为伸缩调节机构30的优选实施方式,所述伸缩调节机构30包括设置在所述调节座13上的导向块31以及设置在所述发光模组14上的螺旋导向槽32,发光模组14相对调节座13转动时导向块31沿螺旋导向槽32移动以使发光模组14相对调节座13伸缩。
通过导向块31与螺旋导向槽32配合的方式实现发光模组14相对调节座13伸缩的目的,结构简单、容易实现。
如图1、图4和图5所示,为了能够在调节发光模组14与竖直方向的倾斜角度的同时,使发光模组14相对灯壳11伸缩,还包括限位机构70,限位机构70分别与所述连接座12以及发光模组14连接,通过限制发光模组14相对连接座12转动,以使得在所述调节座13相对连接座12转动时,发光模组14能够相对调节座13同步伸缩。
在驱动单元驱动调节座13相对连接座12转动时,由于限位机构70的作用,发光模组14相对连接座12不转动,即相当于调节座13相对发光模组14转动,进而达到调节发光模组14与竖直方向的倾斜角度的同时,能够使发光模组14相对连接座12伸缩,以此能够防止在调节倾斜角度时发光模组14射出的光线被灯壳11遮挡,令光斑完整。
作为限位机构70的优选实施方式,限位机构70包括设置在连接座12上的滑槽71以及限位杆72,限位杆72的一端设置有与滑槽71匹配的卡合件73,卡合件73与滑槽71卡合以使限位杆72的一端能够沿滑槽71上下移动,限位杆72的另一端与发光模组14转动连接。
通过设置滑槽71以及限位杆72,限位杆72设置有卡合件73的一端与滑槽71卡合,限位杆72的另一端与发光模组14转动连接,使得发光模组14在水平面上无法相对连接座12转动,但是发光模组14在竖直方向上能够相对连接座12倾斜。
作为驱动单元的优选实施方式,所述驱动单元包括与所述处理单元连接的第一电机51、活动设置在所述第一导轨22上的第一齿轮52以及设置在所述第一配合件21上的第一齿部53,第一齿轮52与第一齿部53啮合,第一电机51与第一齿轮52连接以驱动第一齿轮52带动第一齿部53使调节座13相对连接座12转动。
通过第一电机51驱动第一齿轮52转动,以带动与第一齿轮52啮合的第一齿部53转动,由此使得调节座13相对连接座12转动,进而调节发光模组14在竖直方向上的倾斜角度以及令发光模组14相对灯壳11伸缩。
作为旋转调节机构40的优选实施方式,所述旋转调节机构40包括设置在连接座12上的第二配合件41以及在设置所述灯壳11上的第二导轨42,第二配合件41位于第二导轨42上,驱动单元分别与第二配合件41以及第二导轨42连接以能够驱使连接座12相对灯壳11转动。
驱动单元驱动第二配合件41沿第二导轨42滑动,能够使连接座12相对灯壳11转动,连接座12在转动时一同带动调节座13以及发光模组14转动,由于灯壳11一般与外部连接固定,因此达到调节发光模组14在水平面上的旋转角度的效果。第二导轨42一般与水平面平行设置。
作为驱动单元驱动第二配合件41沿第二导轨42移动的优选实施方式,所述驱动单元包括与所述处理单元连接的第二电机61、设置在所述第二配合件41上的第二齿轮62以及设置在所述第二导轨42上的第二齿部63,第二齿轮62与第二齿部63啮合,第二电机61与第二齿轮62连接以驱动第二齿轮62带动第二齿部63使连接座12相对灯壳11转动。
通过第二电机61驱动第二齿轮62转动,以带动与第二齿轮62啮合的第二齿部63转动,由此使得连接座12相对灯壳11转动,进而调节发光模组14在水平面上的旋转角度。
作为优选的实施方式,还包括与灯壳11活动连接的安装盖15、第一变速齿轮组54、第一传动杆55、第二变速齿轮组64以及第二传动杆65,第一电机51、第二电机61、第一变速齿轮组54以及第二变速齿轮组64设置在安装盖15上,第一电机51与第一变速齿轮组54的输入端连接,第一变速齿轮组54的输出端通过第一传动杆55与第一齿轮52连接;第二电机61与第二变速齿轮组64的输入端连接,第二变速齿轮组64的输出端通过第二传动杆65与第二齿轮62连接。
第二电机61驱动连接座12相对灯壳11转动时,安装盖15亦随连接座12相对灯壳11转动。通过将第一电机51以及第二电机61设置在安装盖15上,能够有效利用灯壳11内的空间,合理安置体积较大的第一电机51以及第二电机61,结构巧妙。
为了提升光线利用率,还包括灯杯16,灯杯16与调节座13或灯壳11连接,灯杯16能够将发光模组14泄露的灯光反射,使泄露的灯光与正常灯光的方向一致,提升光线利用率。
优选地,作为应用于上述所述智能物体追踪灯的控制方法,包括以下步骤:
S1、处理单元通过定位单元80接收无线信号;
S2、处理单元根据无线信号接收的角度计算得出追踪物的方位角;
S3、处理单元根据与追踪物的方位角控制驱动单元动作以使光斑照射在追踪物上。
定位单元80可以是能够辨别方向的传感器直接从接收无线信号的方向得出追踪物的方位角,亦可以使通过多个不能辨别方向的传感器,根据接收无线信号的时间间隔或无线信号的强度等方式计算得出追踪物的方位角,然后处理单元获知方位角后控制驱动单元驱使发光模组14照射追踪物。定位单元80一直传输方位角至处理单元,使发光模组14一直照射在追踪物上,实现追踪照明。
为了使照射在追踪物上的光斑移动更加平稳,在步骤S3后,还包括步骤:
S4、处理单元根据追踪物发射至定位单元80的无线信号计算定位单元80与追踪物的距离;
S5、处理单元根据定位单元80与追踪物的距离的变化以及方位角的变化,计算得出追踪物运动的方向以及速度;
S6、处理单元根据追踪物运动的方向以及速度,预测追踪物的位置,进而控制驱动单元工作以使光斑照射在追踪物上。
在仅靠方位角对追踪物进行追踪照明时,由于获知方位角需要一定时间,使得光斑位置变化总会落后物体位置变化,并且在获知方位角的处理过程到处理单元控制驱动单元工作的这段时间内光斑位置不变,使得光斑移动呈间断性移动,不够平稳,在物体高速移动的时候更为明显。
因此,通过获知定位单元80与追踪物的距离以及方位角的变化,处理单元能够计算得知追踪物的运动方向以及速度,以此能够对追踪物的运动进行预测,进而处理单元能够提前控制驱动单元工作,使光斑能够随追踪物移动,并且光斑移动更加平稳。
处理单元能够通过无线信号从追踪物发射至定位单元80接收的时间间隔计算出与追踪物的距离;亦能够通过无线信号强度衰减计算出与追踪物的距离。
上述实施例只是本发明的优选方案,本发明还可有其他实施方案。本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。
Claims (10)
1.智能物体追踪灯,其特征在于,包括:
灯壳(11),能够与外部物体连接;
发光模组(14),与灯壳(11)活动连接;
出光调节机构,分别与灯壳(11)以及发光模组(14)连接,出光调节机构能够调节发光模组(14)的出光角度;
伸缩调节机构(30),分别与灯壳(11)以及发光模组(14)连接,伸缩调节机构(30)能够驱使发光模组(14)相对灯壳(11)伸缩;
驱动单元,用于驱动出光调节机构以及伸缩调节机构(30)动作;
定位单元(80),与灯壳(11)或发光模组(14)连接,定位单元(80)能够接收追踪物发射的无线信号以对追踪物定位;
处理单元,处理单元与定位单元(80)电性连接以获取无线信号,处理单元与驱动单元电性连接并且处理单元根据无线信号控制驱动单元工作以对追踪物追踪照明。
2.根据权利要求1所述的智能物体追踪灯,其特征在于,还包括:
连接座(12),与灯壳(11)活动连接;
调节座(13),与连接座(12)活动连接,所述发光模组(14)与调节座(13)活动连接;
所述出光调节机构包括倾斜调节机构(20)以及旋转调节机构(40);
倾斜调节机构(20)分别与调节座(13)以及连接座(12)连接,倾斜调节机构(20)能够调节发光模组(14)在竖直方向上的倾斜角度;
旋转调节机构(40)分别与灯壳(11)以及连接座(12)连接,旋转调节机构(40)能够使连接座(12)相对灯壳(11)旋转以调节发光模组(14)在水平面上的旋转角度;
所述伸缩调节机构(30)分别与调节座(13)以及发光模组(14)连接,以使发光模组(14)能够相对调节座(13)伸缩;
所述驱动单元与倾斜调节机构(20)以及旋转调节机构(40)连接,以驱动倾斜调节机构(20)以及旋转调节机构(40)动作。
3.根据权利要求2所述的智能物体追踪灯,其特征在于:所述倾斜调节机构(20)包括设置在所述调节座(13)上的第一配合件(21)以及设置在连接座(12)上相对水平面倾斜的第一导轨(22),第一配合件(21)位于第一导轨(22)上,驱动单元分别与第一配合件(21)以及第一导轨(22)连接以能够驱使调节座(13)相对连接座(12)转动,所述发光模组(14)的出光方向与调节座(13)的转动轴线之间存在夹角,以使调节座(13)带动发光模组(14)相对连接座(12)转动时能够调节发光模组(14)在竖直方向上的倾斜角度。
4.根据权利要求3所述的智能物体追踪灯,其特征在于:所述伸缩调节机构(30)包括设置在所述调节座(13)上的导向块(31)以及设置在所述发光模组(14)上的螺旋导向槽(32),发光模组(14)相对调节座(13)转动时导向块(31)沿螺旋导向槽(32)移动以使发光模组(14)相对调节座(13)伸缩。
5.根据权利要求4所述的智能物体追踪灯,其特征在于:还包括限位机构(70),限位机构(70)分别与所述连接座(12)以及发光模组(14)连接,通过限制发光模组(14)相对连接座(12)转动,以使得在所述调节座(13)相对连接座(12)转动时,发光模组(14)能够相对调节座(13)同步伸缩。
6.根据权利要求5所述的智能物体追踪灯,其特征在于:所述驱动单元包括与所述处理单元连接的第一电机(51)、活动设置在所述第一导轨(22)上的第一齿轮(52)以及设置在所述第一配合件(21)上的第一齿部(53),第一齿轮(52)与第一齿部(53)啮合,第一电机(51)与第一齿轮(52)连接以驱动第一齿轮(52)带动第一齿部(53)使调节座(13)相对连接座(12)转动。
7.根据权利要求2所述的智能物体追踪灯,其特征在于:所述旋转调节机构(40)包括设置在连接座(12)上的第二配合件(41)以及在设置所述灯壳(11)上的第二导轨(42),第二配合件(41)位于第二导轨(42)上,驱动单元分别与第二配合件(41)以及第二导轨(42)连接以能够驱使连接座(12)相对灯壳(11)转动。
8.根据权利要求7所述的智能物体追踪灯,其特征在于:所述驱动单元包括与所述处理单元连接的第二电机(61)、设置在所述第二配合件(41)上的第二齿轮(62)以及设置在所述第二导轨(42)上的第二齿部(63),第二齿轮(62)与第二齿部(63)啮合,第二电机(61)与第二齿轮(62)连接以驱动第二齿轮(62)带动第二齿部(63)使连接座(12)相对灯壳(11)转动。
9.一种应用于权利要求1至8任一所述智能物体追踪灯的控制方法,其特征在于包括以下步骤:
S1、处理单元通过定位单元(80)接收无线信号;
S2、处理单元根据无线信号接收的角度计算得出追踪物的方位角;
S3、处理单元根据与追踪物的方位角控制驱动单元工作以使光斑照射在追踪物上。
10.根据权利要求9所述的一种控制方法,其特征在于,在步骤S3后,还包括步骤:
S4、处理单元根据追踪物发射至定位单元(80)的无线信号计算定位单元(80)与追踪物的距离;
S5、处理单元根据定位单元(80)与追踪物的距离的变化以及方位角的变化,计算得出追踪物运动的方向以及速度;
S6、处理单元根据追踪物运动的方向以及速度,预测追踪物的位置,进而控制驱动单元工作以使光斑照射在追踪物上。
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