CN112623077A - 照明系统、照明方法及平衡车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种照明系统、照明方法及平衡车，该系统应用于设有照明系统的平衡车，所述平衡车包括平衡车主体，以及安装于所述平衡车主体上的转轮，包括：照明装置，设有照明部；驱动调节装置，所述驱动调节装置的一端与所述照明装置的一端可转动连接；用于调节所述照明部的朝向；传感控制装置，所述传感控制装置与所述驱动调节装置电性连接；用于检测并判断所述平衡车的运动状态，确定所述照明系统的姿态；支撑架，所述支撑架的顶部与所述驱动调节装置连接，所述支撑架的底部连接于所述平衡车主体。由此，使照明装置的姿态与车的运动状态相匹配，使平衡车的用户具有合适的视距，提高在黑暗环境下的用户体验，并保护用户的安全。
Description
技术领域
本发明涉及平衡车领域，尤其是指一种照明系统、照明方法及平衡车。
背景技术
随着时代的发展，交通工具的轻便化已经成为一种趋势，而平衡车便携性优、趣味性强，因此，电动平衡车车的流行属于必然趋势。
平衡车又称体感车、思维车，包括单轮平衡车、双轮平衡车、多轮平衡车等多个种类。一般的，平衡车会将照明装置固定于平衡车上，随着车体的运动轨迹，而随其移动照明装置。
然而，平衡车虽然有自平衡系统来协助其运行，但是，任何的自平衡车都不能保证用户的重心不变。而随着用户的重心产生偏移，照明装置的朝向也就产生了偏移。而且在平衡车在上坡或者加速的时候，视距亦缩短；在下坡或者减速的时候，视距过远，照射不到路面现象，由此，对用户带来不良体验，也产生了安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种照明系统、照明方法及平衡车，保证平衡车的照明的视距稳定。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：第一方面提供一种照明系统，应用于设有照明系统的平衡车，所述平衡车包括平衡车主体，以及安装于所述平衡车主体上的转轮，包括：
照明装置，设有照明部；
驱动调节装置，所述驱动调节装置的一端与所述照明装置的一端可转动连接；用于调节所述照明部的朝向；
传感控制装置，所述传感控制装置与所述驱动调节装置电性连接；用于检测并判断所述平衡车的运动状态，确定所述照明系统的姿态；
支撑架，所述支撑架的顶部与所述驱动调节装置连接，所述支撑架的底部连接于所述平衡车主体。
其中，所述驱动调节装置包括固定部及套设于所述固定部的转动部，所述转动部连接所述照明装置的一端，所述固定部连接于所述支撑架的顶部；所述转动部设有限位块，且所述固定部和/或所述支撑架设有对应的限位块。
进一步地，所述传感控制装置设有传感模块及控制模块；
所述传感模块，用于接收传感信息；其中，所述传感信息，包括所述平衡车的运动状态，和/或，环境信息；
其中，所述控制模块，用于根据所述传感信息，调节所述照明部的朝向，和/或，所述照明部的亮度。
具体的，所述传感模块包括速度传感器、加速度传感器，以及多个声/光传感器；
其中，所述声/光传感器，包括，距离传感器及光敏传感器中的至少一种；
其中，所述距离传感器，包括红外传感器、超声传感器，和/或，激光传感器。
本申请第二方面提供一种照明方法，应用于设有照明系统的平衡车，包括：
检测并判断所述平衡车的运动状态，确定所述照明系统的姿态；
若所述平衡车的运动状态符合第一预设条件，则控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定；
若所述平衡车的运动状态符合第二预设条件，则控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘远离或靠近所述平衡车。
进一步地，所述照明系统设有传感装置，所述平衡车行驶于预设通道，且所述平衡车预设依次经过所述预设通道的第一位置及第二位置；
若所述平衡车的运动状态符合第一预设条件，控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定，具体包括：
获取第一距离及第二距离；其中，所述第一距离为所述照明系统与第一位置之间的第一方向上的距离，所述第二距离为所述照明系统与第二位置之间的第一方向上的距离；
比较所述第一距离与所述第二距离的大小，调节所述照明角度，使所述照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定。
可选地，若所述平衡车的运动状态符合第一预设条件，控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定，具体包括：
若检测到所述平衡车处于提速状态，则将所述照明角度调高，使所述照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定；其中，所述提速状态包括，在预设时间内，所述平衡车的速度提升，或者，所述平衡车产生与所述速度方向相同的加速度；
若检测到所述平衡车处于降速状态，则将所述照明角度调低，使所述照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定；其中，所述降速状态包括，在预设时间内，所述平衡车的速度降低，或者，所述平衡车产生与所述速度方向相反的加速度。
可选地，若所述平衡车的运动状态符合第二预设条件，则控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘远离或靠近所述平衡车，具体包括：
检测所述平衡车的速度；
若所述平衡车的速度超过对应的预设值，则调高所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度；
若所述平衡车的速度低于对应的预设值，则调低所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度。
进一步地，所述方法还包括如下步骤：
检测环境明亮度，并根据所述环境的明亮度，调节所述照明系统的照明亮度。
本申请第三方面提供一种平衡车，包括平衡车主体及安装于平衡车主体上的照明系统，所述平衡车主体包括定轴、与所述定轴可转动连接的车轮，所述定轴安装有上述照明系统；还包括设有照明系统安装板的连接件，所述连接件的一端连接所述定轴，且所述连接件的一端靠近所述车轮的中心位置，所述连接件的另一端连接所述照明系统安装板。
本发明的有益效果在于：当车辆加速或者上坡时，用户视距缩短，控制系统主动抬高照明装置，保持或增加照明系统的照明范围；当车辆减速或者下坡时，为了清晰地照射路面，控制系统主动调低照明装置，保持照明系统的照明范围；其中，用户会向前倾，会使车辆加速；用户会向后倾，会使车辆减速。由此，调节了照明系统的视距，保证用户的安全。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为本发明中的照明系统的第一实施例的整体结构图；
图2为本发明中的照明系统的第一实施例的立体分解图；
图3为本发明中的平衡车的第一实施例的某一整体结构图；
图4为本发明中的平衡车的第一实施例的另一结构图；
图5为本发明中的照明方法的第一实施例的整体流程图；
图6为本发明的照明方法的第二实施例中的符合第一预设条件后的流程图；
图7为本发明的照明方法的第三实施例中的符合第二预设条件后的流程图；
100-照明装置；200-驱动调节装置；210-固定部；220-转动部；300-传感控制装置；400-支撑架；410-底板；420-第一连接杆；430-第二连接杆；510-连接件；520-照明系统安装板。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1～图4，图1为本发明中的照明系统的第一实施例的整体结构图；图2为本发明中的照明系统的第一实施例的立体分解图；图3为本发明中的平衡车的第一实施例的某一整体结构图；图4为本发明中的平衡车的第一实施例的另一结构图。
本申请提供一种照明系统，应用于设有照明系统的平衡车，平衡车包括平衡车主体，以及安装于平衡车主体上的转轮，包括：
照明装置100，设有照明部；
驱动调节装置200，驱动调节装置200的一端与照明装置100的一端可转动连接；用于调节照明部的朝向；
传感控制装置300，传感控制装置300与驱动调节装置200电性连接；用于检测并判断平衡车的运动状态，确定照明系统的姿态；
支撑架400，支撑架400的顶部与驱动调节装置200连接，支撑架400的底部连接于平衡车主体。
本发明的优势在于：一方面，通过支撑架400来固定照明装置100，而非如现有的车灯一样直接将照明装置100固定到平衡车上，以实现照明装置100的运动状态将平衡车的运动状态相分离，为照明装置100与平衡车主体之间的配合运动打下基础；另一方面，通过传感控制装置300，感知并操控驱动调节装置200，以控制照明装置100的朝向，使照明装置100的姿态与车的运动状态相匹配。由此，使照明装置100的朝向被科学地调节，使平衡车的用户具有合适的视距，提高在黑暗环境下的用户体验，并保护用户的安全。
具体的，驱动调节装置200为电机、单轴云台，多轴云台中的一项，两项或者多项的组合。由此，调节照明装置100的时候，更加稳健，使得照明装置100的转动速度及角度的可控性更优。
其中，支撑架400设有底板410，以及立于底板410且不相交的第一连接杆420、第二连接杆430。
照明装置100为照明灯，照明灯设有轴套，照明灯的一端通过驱动调节装置200连接于第一连接杆420，照明灯的另一端通过轴套连接于第二连接杆430；其中，轴套为轴承，和/或衬套。
可选地，照明灯还包含散热装置；散热装置可以是散热板、散热点，或者是微型风扇。
可选地，驱动调节装置200包括固定部210及套设于固定部210的转动部220，转动部220连接照明装置100的一端，固定部210连接于支撑架400的顶部；转动部220设有限位块，且固定部210，和/或支撑架400设有对应的限位块。
具体的限位块，可以是两个凸起，这两个凸起分别设置于固定部210与转动部220，这两个凸起的形状可以保证驱动调节装置200的转动部220所旋转的区域是一个定值。由此，对驱动调节装置200的转动角度进行限定，降低了驱动调节装置200因外界环境而损坏的可能性，保护照明装置100与驱动调节装置200。
进一步地，传感控制装置300设有传感模块及控制模块；
传感模块，用于接收传感信息；其中，传感信息，包括平衡车的运动状态，和/或，环境信息；
控制模块，用于根据传感信息，调节照明部的朝向，和/或，照明部的亮度。
在一具体的实施例中，传感模块不仅仅可以用来接收外界的环境信息，还用来监测平衡车的运动状态。平衡车的环境信息中主要是指光亮明暗度信息，以及，平衡车主体与某一特定参照目标之间的在某一方向上的距离，一般是指平衡车主体与路面上某一点之间的距离。而平衡车的运动状态。主要是指平衡车的速度以及加速度，尤其是指平衡车的加速度以及速度的方向。
由于平衡车可能需要上坡或者下坡。如果将现有的车灯，使用到平衡车上，会由于平衡车的特殊性，而产生变化频率大并且变化频繁的照明范围。因此，就需要控制模块来接收传感模块所接收到的信息，以为用户带来更好的体验。
需要了解的是，调节照明度的朝向，需要使用平衡车的运动状态这一信息，以及环境信息中的至少一项。因为当平衡车需要上坡或下坡的时候，需要调节照明装置100的朝向；而当平衡车在加速或者减速的时候，也需要调整明照明装置100的朝向。另一方面，如果需要使用控制模块来调节照明部的亮度，则只需要使用环境信息中的明亮度；一般地，当环境比较暗的时候，会调高照明部的亮度；而当环境比较亮的时候，会调低照明部的亮度。
具体地，传感模块包括速度传感器、加速度传感器，以及多个声/光传感器；
其中，声/光传感器，包括，距离传感器及光敏传感器中的至少一种；
其中，距离传感器，包括红外传感器、超声传感器，和/或，激光传感器。
其中，速度传感器以及加速度传感器仅仅用于监测平衡车自身的运动状态。而声/光传感器，主要用来接收环境信息，并以此来调整，照明部的照射范围以及光亮强度。
其中，速度传感器主要用来监测平衡车的姿态以及运动的变化状态。当平衡车的速度到达一定阈值之后，如果平衡车的速度还有所提高，则将照明装置100的角度调高一些，以此方便用户看到较远的地方，帮助用户实现预先判断。其中，速度传感器可以是GPS传感器，也可以是，监测平衡车转轮速度的传感器。
其中，距离传感器，主要是用来监测平衡车是处于上坡的状态，还是下坡的状态；如果平衡车处于上坡的状态，则将照明装置100的角度调高一些；如果平衡车处于下坡的状态，则将照明装置100的角度调低一些；由此，可以保持用户的视距不变。
需要了解的是，使用的距离传感器数量越多，种类越多，其所产生的冗余信息也就越多，能更精确地判断是处于上坡的状态，还是下坡的状态。
而光敏传感器则主要是用于判断；平衡车所处环境的明亮度信息。可以理解的是，当平衡车在野外行驶的时候，如果天色渐暗，可以逐渐的调高亮度，由此，不会使得用户感受到突兀的光亮变化；而在用户已经开启照明之后，若平衡车进入一个更为黑暗的环境中，平衡车的照明装置100会也切换到一个较大的亮度，避免用户反复调节。
请参阅图5，图5为本发明中的照明方法的第一实施例的整体流程图；本申请第二方面提供一种照明方法，应用于设有照明系统的平衡车，包括：
步骤S100、检测并判断平衡车的运动状态，确定照明系统的姿态；
步骤S101、若平衡车的运动状态符合第一预设条件，则控制照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘与平衡车的距离恒定；
步骤S102、若平衡车的运动状态符合第二预设条件，则控制照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘远离或靠近平衡车。
本方法的优势在于：应用平衡车的运动状态来制定照明系统的姿态，由此，就将平衡车的运动与照明系统的运动，并通过预设条件的方式，使平衡车与照明系统按照有机结合。若平衡车的运动状态符合第一预设条件，则照明系统的姿态就会按照第一预设条件对应的姿态进行调节，以使照明范围的边缘与平衡车的距离恒定；若平衡车的运动状态符合第二预设条件，则照明系统的姿态就会按照第一预设条件对应的姿态进行调节，使照明范围的边缘远离平衡车。
需要了解的是，第一预设条件与第二预设条件，可以具有相同或相关的参数条件，以参数阈值划分第一预设条件与第二预设条件；也可以是应用不同的参数，划分出来的条件。另外，平衡车可以先符合第二预设条件，再符合第一预设条件。
请参阅图6，图6为本发明的照明方法的第二实施例中的符合第一预设条件后的流程图；
具体的，照明系统设有传感装置，平衡车行驶于预设通道，且平衡车预设依次经过预设通道的第一位置及第二位置。若平衡车的运动状态符合第一预设条件，控制照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘与平衡车的距离恒定，具体包括：
步骤S201、获取第一距离及第二距离；其中，第一距离为照明系统与第一位置之间的第一方向上的距离，第二距离为照明系统与第二位置之间的第一方向上的距离；
步骤S202、比较第一距离与第二距离的大小，调节照明角度，使照明范围的边缘与平衡车的距离恒定。
具体的，如果第一方向是垂直于平衡车的方向，当第一距离小于第二距离的时候，表明平衡车在上坡的过程中，此时需要将照明装置向上调节，以保证用户的视距不变；如果第一方向是垂直于平衡车的方向，当第一距离大于第二距离的时候，表明平衡车在下坡的过程中，此时需要将照明装置向下调节，以保证用户的视距不变。
需要了解的是，第一位置与第二位置之间，可能是没有距离的，也可能是存在一段距离的。当第一位置与第二位置之间存在一定距离的时候，平衡车可能会先经历一个较小的下坡之后，再上坡，此时，平衡车可能还需要扫描第一位置与第二位置之间的一些点，并预先设定调节程序，以更好的保证用户的视距不变。
可选地，若平衡车的运动状态符合第一预设条件，控制照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘与平衡车的距离恒定，具体包括：
步骤S301、若检测到平衡车处于提速状态，则将照明角度调高，使照明范围的边缘与平衡车的距离恒定；其中，提速状态包括，在预设时间内，平衡车的速度提升，或者，平衡车产生与速度方向相同的加速度；
步骤S302、若检测到平衡车处于降速状态，则将照明角度调低，使照明范围的边缘与平衡车的距离恒定；其中，降速状态包括，在预设时间内，平衡车的速度降低，或者，平衡车产生与速度方向相反的加速度。
具体的，在平衡车处于提速状态的一种情况中，平衡车已经接收到加速度，并且在这一加速度的影响下，平衡车的速度提高；在平衡车处于提速状态的另一种情况中，平衡车突然受到一个较大的加速度，平衡车从近似于匀速状态变为加速状态，现有的视距过小，不能满足用户的需求，由此，调高照明装置。
具体的，在平衡车处于降速状态的一种情况中，一般是从一定速度下开始的降速，此时，平衡车已经接收到加速度，并且在这一加速度的影响下，平衡车的速度降低；在平衡车处于提速状态的另一种情况中，平衡车突然受到一个较大的加速度，平衡车从近似于高速状态变为降速状态，现有的视距过大，用户看近处很不方便，由此，调低照明装置。
请参阅图7，图7为本发明的照明方法的第三实施例中的符合第二预设条件后的流程图。
若平衡车的运动状态符合第二预设条件，则控制照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘远离或靠近平衡车，具体包括：
检测平衡车的速度；
若平衡车的速度超过对应的预设值，则调高照明系统发射的光线与水平面之间的角度；
若平衡车的速度低于对应的预设值，则调低照明系统发射的光线与水平面之间的角度。
其中，当平衡车的速度超过一定的预设值时，为了对运动做预判，需要使用一个较大的视距来保证用户的安全；而当平衡车的速度低于过一定的预设值时，用户只需要看到较近的地方，且一般地用户习惯如此，因此调低照明系统发射的光线与水平面之间的角度。
综上，当车辆加速或者上坡时，用户视距缩短，控制系统主动抬高照明装置，保持或增加照明系统的照明范围；当车辆减速或者下坡时，为了清晰地照射路面，控制系统主动调低照明装置，保持照明系统的照明范围；其中，用户会向前倾，会使车辆加速；用户会向后倾，会使车辆减速。
由此，调节了照明系统的视距，保证用户的安全。
进一步地，方法还包括：检测环境明亮度，并根据环境的明亮度，调节照明系统的照明亮度。由此，通过光敏电阻感知环境的光暗程度，以形成更符合用户需求的明亮度。
本申请第三方面提供一种平衡车，包括平衡车主体及安装于平衡车主体上的照明系统，平衡车主体包括定轴、与定轴可转动连接的车轮，定轴安装有上述的照明系统。
还包括设有照明系统安装板520的连接件510，连接件510的一端连接定轴，且连接件的一端靠近车轮的中心位置，连接件的另一端连接照明系统安装板520。
具体的，支撑架的底板410安装于照明系统安装板520上，且连接件固定于定轴，或者，连接件滑动连接于定轴。由此，可以形成更为稳定的结构。
此外，上述的照明系统，可以朝向平衡车的任意方向，包括朝内、外、前、后等任意方向。
由此，通过传感控制装置300，感知并操控驱动调节装置200，以控制照明装置100的朝向，使照明装置100的姿态与车的运动状态相匹配。由此，使照明装置100的朝向被科学地调节，使平衡车的用户具有合适的视距，提高在黑暗环境下的用户体验，并保护用户的安全。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种照明系统，应用于设有照明系统的平衡车，所述平衡车包括平衡车主体，以及安装于所述平衡车主体上的转轮，其特征在于，包括：
照明装置，设有照明部；
驱动调节装置，所述驱动调节装置的一端与所述照明装置的一端可转动连接；用于调节所述照明部的朝向；
传感控制装置，所述传感控制装置与所述驱动调节装置电性连接；用于检测并判断所述平衡车的运动状态，确定所述照明系统的姿态；
支撑架，所述支撑架的顶部与所述驱动调节装置连接，所述支撑架的底部连接于所述平衡车主体。
2.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述驱动调节装置包括固定部及套设于所述固定部的转动部，所述转动部连接所述照明装置的一端，所述固定部连接于所述支撑架的顶部；所述转动部设有限位块，且所述固定部和/或所述支撑架设有对应的限位块。
3.如权利要求1所述的照明系统，其特征在于，所述传感控制装置设有传感模块及控制模块；
所述传感模块，用于接收传感信息；其中，所述传感信息，包括所述平衡车的运动状态，和/或，环境信息；
其中，所述控制模块，用于根据所述传感信息，调节所述照明部的朝向，和/或，所述照明部的亮度。
4.如权利要求3所述的照明系统，其特征在于，所述传感模块包括速度传感器、加速度传感器，以及多个声/光传感器；
其中，所述声/光传感器，包括，距离传感器及光敏传感器中的至少一种；
其中，所述距离传感器，包括红外传感器、超声传感器，和/或，激光传感器。
5.一种照明方法，应用于设有照明系统的平衡车，其特征在于，包括：
检测并判断所述平衡车的运动状态，确定所述照明系统的姿态；
若所述平衡车的运动状态符合第一预设条件，则控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定；
若所述平衡车的运动状态符合第二预设条件，则控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘远离或靠近所述平衡车。
6.如权利要求5所述的照明方法，其特征在于，所述照明系统设有传感装置，所述平衡车行驶于预设通道，且所述平衡车预设依次经过所述预设通道的第一位置及第二位置；
若所述平衡车的运动状态符合第一预设条件，控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定，具体包括：
获取第一距离及第二距离；其中，所述第一距离为所述照明系统与第一位置之间的第一方向上的距离，所述第二距离为所述照明系统与第二位置之间的第一方向上的距离；
比较所述第一距离与所述第二距离的大小，调节所述照明角度，使所述照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定。
7.如权利要求5或6所述的照明方法，其特征在于，若所述平衡车的运动状态符合第一预设条件，控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定，具体包括：
若检测到所述平衡车处于提速状态，则将所述照明角度调高，使所述照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定；其中，所述提速状态包括，在预设时间内，所述平衡车的速度提升，或者，所述平衡车产生与所述速度方向相同的加速度；
若检测到所述平衡车处于降速状态，则将所述照明角度调低，使所述照明范围的边缘与所述平衡车的距离恒定；其中，所述降速状态包括，在预设时间内，所述平衡车的速度降低，或者，所述平衡车产生与所述速度方向相反的加速度。
8.如权利要求5所述的照明方法，其特征在于，若所述平衡车的运动状态符合第二预设条件，则控制所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度，使照明范围的边缘远离或靠近所述平衡车，具体包括：
检测所述平衡车的速度；
若所述平衡车的速度超过对应的预设值，则调高所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度；
若所述平衡车的速度低于对应的预设值，则调低所述照明系统发射的光线与水平面之间的角度。
9.如权利要求5所述的照明方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
检测环境明亮度，并根据所述环境的明亮度，调节所述照明系统的照明亮度。
10.一种平衡车，包括平衡车主体及安装于平衡车主体上的照明系统，所述平衡车主体包括定轴、与所述定轴可转动连接的车轮，其特征在于：所述定轴安装有如权利要求1～4任意一项所述的照明系统；
还包括设有照明系统安装板的连接件，所述连接件的一端连接所述定轴，且所述连接件的一端靠近所述车轮的中心位置，所述连接件的另一端连接所述照明系统安装板。
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