CN114135846A - 用于自动灯具的制动系统 - Google Patents

Abstract

本公开内容提供了一种灯具，其包括头部、移动系统和控制系统。移动系统使灯具头部围绕旋转轴线旋转。移动系统包括马达和制动系统。马达使灯具机构移动。灯具机构可以是遮光轮、透镜或灯具的其他光学装置，或者其可以是灯具头部或灯具轭。控制系统确定马达是否正在旋转，并且在马达没有正在旋转时接合制动系统。当马达停止时，控制系统可以将灯具机构的当前绝对位置存储在非易失性存储器中。

Description

用于自动灯具的制动系统

技术领域

本公开内容总体上涉及自动灯具，并且更具体地涉及一种用于在自动灯具的平移轴线和倾斜轴线上部署和控制制动器的方法。

背景技术

具有自动和远程可控功能的灯具(被称为自动灯具)在娱乐和建筑照明市场中是公知的。这些产品通常用于剧院、电视工作室、音乐会、主题公园、夜总会和其它场所中。典型的自动灯具通过灯具的平移和倾斜功能的远程定位来提供控制，允许操作者控制灯具正在指向的方向，并因此控制光束在舞台上或在工作室中的位置。通常，经由在通常被称作平移和倾斜的两个正交旋转轴线中的灯具的位置的控制来完成该位置控制。许多自动灯具附加地或替代通过其他参数(例如，从灯具发出的一束或多束光束的强度、焦点、光束尺寸、光束形状和/或光束图案)的远程定位来提供控制。

发明内容

在第一个实施例中，灯具包括灯具头部、移动系统和控制系统。灯具头部包括一个或多个光学装置。移动系统机械地联接到灯具头部，并且被配置成使灯具头部围绕旋转轴线旋转。移动系统包括马达和制动系统。马达包括马达轴，马达轴具有从马达的第一侧延伸的第一部分，马达轴的第一部分通过机械联接器被联接到灯具头部，并且被配置成使灯具头部围绕旋转轴线旋转。制动系统通过第二机械联接器被接联接到马达轴，并且被配置成抑制灯具头部的旋转。控制系统电联接到马达和制动系统，并且被配置成通过确定马达是否正在旋转以及在马达没有正在旋转时接合制动系统来接合制动系统。

在第二个实施例中，灯具包括灯具头部、移动系统和控制系统。灯具头部包括一个或多个光学装置。移动系统机械地联接到一个或多个光学装置中的一者，并且被配置成使光学装置移动。移动系统包括马达和制动系统。马达包括马达轴，马达轴具有从马达的第一侧延伸的第一部分，马达轴的第一部分通过机械联接器联接到光学装置，并且被配置成使光学装置移动。制动系统通过第二机械联接器联接到光学装置，并且被配置成抑制光学装置的移动。控制系统电联接到马达和制动系统，并且被配置成通过确定马达是否正在旋转以及在马达没有正在旋转时接合制动系统来接合制动系统。

在第三个实施例中，灯具包括灯具头部、移动系统和控制系统。灯具头部包括一个或多个光学装置。移动系统机械地联接到灯具的灯具机构，并且被配置成使灯具机构移动。移动系统包括马达和制动系统。马达包括马达轴，马达轴具有从马达的第一侧延伸的第一部分，马达轴的第一部分通过机械联接器联接到灯具机构，并且被配置成使灯具机构移动。制动系统通过第二机械联接器联接到灯具机构，并且被配置成抑制灯具机构的移动。控制系统电联接到马达、制动系统和非易失性存储器，并且被配置成通过以下方式来接合制动系统：确定马达是否正在旋转，并且在确定马达没有正在旋转时接合制动系统，并且将灯具机构的当前绝对位置存储在非易失性存储器中。

附图说明

为了更完整地理解本公开内容，现在结合附图参考以下简要描述，在附图中，相同的附图标记指示相同的特征。

图1呈现了根据本公开内容的自动灯具系统的示意图；

图2呈现了根据本公开内容的控制系统的框图；

图3呈现了根据本公开内容的自动灯具的平移和倾斜轭的视图；

图4呈现了图3中所示的平移和倾斜轭的平移系统的详细视图；

图5呈现了图3中所示的平移和倾斜轭的倾斜系统的详细视图；

图6呈现了根据本公开内容的用于接合自动灯具的平移制动系统的过程的流程图；

图7呈现了根据本公开内容的用于释放(脱离)自动灯具的平移制动系统的过程的流程图；

图8呈现了根据本公开内容的在自动灯具加电时执行的过程的流程图；

图9呈现了根据本公开内容的自动灯具的第二平移和倾斜移动系统的视图；

图10呈现了根据本公开内容的自动灯具的第一透镜系统的示意图；以及

图11呈现了根据本公开内容的自动灯具的第二透镜系统的示意图。

具体实施方式

在附图中示出了优选的实施例，相同的附图标记用于指代各个附图的相同和对应的部分。

图1呈现了根据本公开内容的灯具系统10的示意图。灯具系统10包括根据本公开内容的多个灯具12。每一个灯具12包含机载光源、一个或多个变色系统、光调制装置，以及平移和/或倾斜系统，以控制灯具12的头部的取向。用于控制灯具12的参数的机械驱动系统包括联接到控制系统的马达或其他合适的致动器，如参考图2更详细描述的，该控制系统被配置成控制马达或其他致动器。

灯具12包括安装在轭12b中的灯具头部12a。轭12b围绕平移旋转轴线(在图1中的页面的平面中竖直)旋转。灯具头部12a在轭12b内围绕倾斜旋转轴线(垂直于图1中的页面)旋转。

除了直接地或通过配电系统连接到主电源之外，每个灯具12的控制系统通过数据链路14串联或并联地连接到一个或多个控制台15。在操作者致动时，控制台15经由数据链路14发送控制信号，其中控制信号被一个或多个灯具12的控制系统接收。接收控制信号的一个或多个灯具12的控制系统可以通过改变接收灯具12的一个或多个参数来响应。由控制台15使用DMX-512、ART-Net、ACN(用于控制网络的架构)、流ACN或其他合适的通信协议将控制信号发送到灯具12。

灯具头部12a包括一个或多个光学系统，所述一个或多个光学系统包括光学装置(例如遮光轮、效果轮，以及混色(或其它变色)系统)，以及棱镜、虹膜、快门和透镜移动系统。光学系统中的一些或全部包括步进马达或其它致动器，以引起其相关联的光学系统的移动。灯具头部12a的步进马达和/或致动器电联接到灯具12的控制系统，并且在灯具12的控制系统的控制下。

自动灯具12还可以包括步进马达或伺服马达，以引起灯具头部的平移和倾斜移动，从而将其发射的光束定位在舞台上需要的地方。在一些灯具中，可以通过外力将头部推出位置，同时从平移马达和/或倾斜马达移除电力。在其他灯具中，在从马达移除电力的同时，由于一些其他原因，头部不平衡或可能在重力下移动。在一些灯具中，可通过外力(例如重力)将光学装置移出位置，同时从一个或多个光学装置移动系统马达移除电力。

在这种灯具包括伺服马达的情况下，伺服马达通常通过齿轮减速传动联接到灯具头部，即使在没有向伺服马达施加电力时，齿轮减速传动也将头部保持就位。在这种灯具包括步进马达的情况下，可以通过一直向平移步进马达和/或倾斜步进马达施加电力使一个或多个马达保持就位来将头部保持在恒定的取向。在这样的灯具的设计期间，可以确定头部在其最不平衡的配置中所经受的力，并且还确定克服该不平衡将头部保持就位需要施加到一个或多个马达的电流。这种电流通常被称为“保持电流”。保持电流小于引起灯具头部的运动所需的电流。

在根据本公开内容的自动灯具中，即使从平移马达/倾斜马达移除电力，灯具头部的平移和倾斜位置也保持固定。并且在这样的自动灯具中，操作者能够在不使用马达电力的情况下将平移和倾斜锁定就位。例如，在一些场景中，自动灯具可以被安装在灯具头部可以移动并撞击一件布景的位置。在这样的场景中，操作者可能期望，无论自动灯具是否加电，都根据本公开内容锁定自动灯具的灯具头部，以防止灯具头部撞击该件布景。在其他场景中(例如，在剧场制作、交易展示或TV演出中)，自动灯具可以用作可重新定位的灯具——即，在设置期间将其位置和平移取向/倾斜取向设置一次，并且然后在制作期间其平移取向/倾斜取向不改变的灯具。在这样的场景中，根据本公开内容的自动灯具被配置成在制作的持续时间锁定平移和倾斜运动，以确保灯具头部的平移取向/倾斜取向不改变。

图2呈现了根据本公开内容的控制系统(或控制器)200的框图。控制系统200适于用于控制图3的平移移动系统301和倾斜移动系统311以及根据本公开内容的其他灯具头部移动系统。控制系统200还适于控制自动灯具12的光源、变色装置、光调制装置、光学装置移动、平移系统和/或倾斜系统，以及其它控制功能。

控制系统200包括电联接到存储器204的处理器202。处理器202由硬件和软件实现。处理器202可以被实现为一个或多个中央处理单元(CPU)芯片、内核(例如，作为多核处理器)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和数字信号处理器(DSP)。

处理器202还电联接到通信接口206，并且与通信接口206通信。通信接口206联接到数据链路14，并且被配置成经由数据链路14通信。处理器202还经由控制接口208联接到一个或多个传感器、马达、致动器、控制器和/或其它装置。处理器202被配置成经由通信接口206从数据链路14接收控制信号，并且经由控制接口208响应自动灯具12的控制系统和机构。

处理器202还电联接到移动系统马达210和移动系统制动器212，并且与移动系统马达210和移动系统制动器212通信，以控制自动灯具12的机构(灯具机构)的移动。控制系统200适于实现本文所公开的过程、模块控制、光学装置控制、灯具机构移动控制、参数控制、马达控制、制动控制以及其他功能，其可以被实现为指令，这些指令被存储在存储器204中并且由处理器202执行。存储器204包括一个或多个盘和/或固态硬盘，并且可以用于存储在程序执行期间读取和写入的指令和数据。存储器204可以是易失性和/或非易失性的，并且可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、三态内容可寻址存储器(TCAM)和/或静态随机存取存储器(SRAM)。

根据本公开内容的移动系统可以用于控制灯具12的灯具机构(例如，灯具头部12a的遮光轮、透镜和其他光学装置)的移动，以及灯具轭12b相对于灯具12的固定部分的移动，和的灯具头部12相对于灯具轭12b的移动。

图3呈现了根据本公开内容的自动灯具12的平移和倾斜轭300的视图。平移和倾斜轭300提供自动灯具12的灯具头部的旋转。平移和倾斜轭300包括平移移动系统301和倾斜移动系统311。平移移动系统301包括平移马达302，其为步进马达、直流(DC)伺服马达，或其他适当强大的马达类型。平移马达302被配置成引起平移和倾斜轭相对于固定支撑件围绕穿过轴承308的平移旋转轴线的旋转。平移马达302的马达轴从平移马达302的相对侧延伸。平移马达302的马达轴的第一端经由驱动机构(例如带或齿轮组)联接到轴承308的元件，以使平移和倾斜轭围绕平移轴线相对于固定支撑件旋转。平移马达302的马达轴的第二端经由带306机械地联接到平移制动系统304。平移制动系统304是电可控制动器，其使用磁性系统来提供制动扭矩，以通过抑制或防止平移马达302的马达轴的旋转来抑制或防止平移和倾斜轭(以及因此灯具头部)的旋转。

倾斜移动系统311包括倾斜马达312。倾斜马达312是步进马达、DC伺服马达，或其他适当强大的马达类型。倾斜马达312被配置成引起灯具头部(在图3中未示出)相对于平移和倾斜轭300围绕穿过轴承318的倾斜旋转轴线旋转。倾斜旋转轴线与平移旋转轴线正交。倾斜马达312的马达轴从倾斜马达312的相对侧延伸。倾斜马达312的马达轴的第一端经由驱动机构(例如带或齿轮组)联接到轴承318的元件，以使灯具头部围绕倾斜轴线相对于平移和倾斜轭300旋转。倾斜马达312的马达轴的第二端经由带316机械地联接到倾斜制动系统314。倾斜制动系统314是电可控制动器，其使用磁性系统来提供制动扭矩，以通过抑制或防止倾斜马达312的马达轴的旋转来抑制或防止灯具头部的旋转。

如参考图2所述，控制系统200联接到传感器、致动器、平移马达302和倾斜马达312，以及(在一些实施例中)平移制动系统304和/或倾斜制动系统314，以控制平移和倾斜轭300的平移和倾斜运动。

图4呈现了图3中所示的平移和倾斜轭300的平移系统的详细视图。在图4中，从平移和倾斜轭300的大部分移除平移系统，以便更清楚地示出。在图4中可以看出，平移马达302的马达轴的第一端经由平移驱动带307机械地联接到主平移齿轮309，主平移齿轮309机械地联接到图3中所示的轴承308的元件。平移正交编码器轮305也联接到平移马达302的马达轴的第一端。平移正交编码器轮305由平移光学传感器(在图4中未示出)感测，该平移光学传感器电联接到控制系统200，以将与平移马达302的旋转和速度信息相关的信号发送到处理器202。平移正交编码器轮305和平移光学传感器一起可以被称为平移运动正交编码器系统。

图5呈现了图3中所示的平移和倾斜轭300的倾斜系统的详细视图。在图5中，从平移和倾斜轭300移除倾斜系统，以便更清楚地示出。在图5中可以看到，倾斜马达312的马达轴的第一端经由倾斜驱动带317机械地联接到主倾斜齿轮319，主倾斜齿轮319机械地联接到图3中所示的轴承318的元件。倾斜正交编码器轮315也联接到倾斜马达312的马达轴的第一端。倾斜正交编码器轮315由倾斜光学传感器(图5中未示出)感测，倾斜光学传感器电联接到控制系统200，以将与倾斜马达312的旋转和速度信息相关的信号发送到处理器202。倾斜正交编码器轮315和倾斜光学传感器一起可以被称为倾斜运动正交编码器系统。

控制系统200执行存储器204中的指令，存储器204包括运动控制系统216，运动控制系统216控制图3的平移移动系统301和倾斜移动系统311。平移移动系统301和倾斜移动系统311不具有绝对位置编码器；相反，它们具有平移正交编码器轮305和倾斜正交编码器轮315，这两者控制平移计数器和倾斜计数器，以测量平移马达302和倾斜马达312的相对运动。在一些实施例中(将平移系统301作为示例)，运动控制系统216在灯具12加电时使用校准过程来校准灯具头部在平移旋转轴线中的绝对平移位置，该校准过程包括在第一方向上驱动平移移动系统301，直到到达第一运动端挡，存储第一平移计数器值，在第二方向上驱动移动系统301，直到到达第二运动端挡，并且存储第二平移计数器值。此后，运动控制系统216将当前的平移计数器值与所存储的第一平移计数器值和存储的第二平移计数器值进行比较，以计算灯具头部在平移旋转轴线中的当前绝对位置。运动控制系统216使用类似的过程来校准倾斜旋转轴线中的灯具头部的绝对位置。

在这样的实施例中，每当灯具头部的平移或倾斜运动停止(或者通过操作者命令，或者在从灯具12移除电力时)，可以通过处理器202来避免这样的位置校准过程所需的时间和灯具头部的物理移动(再次参考图2)，从运动控制系统216获得灯具头部的当前计算的绝对平移位置和/或倾斜位置，并且将所获得的位置存储在存储器204的非易失性存储器214中。经由数据链路14接收的启用校准命令信号允许灯具12的操作者选择是否在加电时控制系统200执行上述的位置校准过程，或者是否使用在灯具12上次断电之前所存储的计算的绝对平移位置和倾斜位置来初始化运动控制系统216。在一些实施例中，灯具12可以默认使用所存储的位置来初始化，并且不执行位置校准过程，直到操作者命令这样做为止。

例如，如果正在剧场或其他场所中使用灯具12，在这些场所中，通常不会在演出之间触摸固定装置，则可以禁用位置校准，并且相反使用所存储的绝对平移位置和倾斜位置。类似地，在灯具12突出穿过布景中的小孔或处于头部移动受设置件或桁架元件限制的安装位置中的情况下，可以在其安装就位之前使用头部移动来校准灯具12，并且此后禁用位置校准，以避免损坏设置件或灯具12本身。另一方面，在灯具12被从其安装位置取出并通过手被重新取向以打包到行进容器中的情况下，在加电时需要位置校准过程，因为灯具头部将不可能处于它在与灯具12断电时相同的取向。

图6呈现了根据本公开内容的用于接合自动灯具的平移制动系统304的过程600的流程图。相同的过程可用于接合倾斜制动系统314。类似地，过程600可以用于控制图9至图11的制动系统904、914、1004和1104。在步骤602中，处理器202经由数据链路14接收接合制动器命令信号，指定应用一个或两个马达制动器。在一些实施例中，接合制动器命令信号包括具有包括平移标志和/或倾斜标志的值的命令参数，标志选择接合相关联的平移制动系统304和倾斜制动系统314中的一者或两者。在其他实施例中，接合制动器命令信号不包括参数数据，并且命令：处理器202接合平移制动系统304和倾斜制动系统314两者，或仅接合平移制动系统304和倾斜制动系统314中预定的一者。

如果要接合平移制动系统304，则在步骤604中，处理器202通过确定平移马达302当前是正在旋转还是静止来响应接合制动器命令信号。如果平移马达302是静止的，则过程600继续到步骤608，如下所述。如果平移马达302正在旋转，则在步骤604中，处理器202通过引起平移马达302的旋转从而以电子方式停止来响应接合制动器命令信号。在一些实施例中，通过减小施加到平移马达302的电信号的脉冲频率(和/或减小电流)，通过计算减速度和速度分布以提供平滑的减速和停止来考虑移动的头部的动量，可以使平移马达302以电子方式停止。在其他实施例中，可以将引起马达在与当前行驶方向相反的方向上加速的脉冲(可能在增加的电流下)施加到平移马达302，以使其以电子方式停止。在其他实施例中，平移马达302的缠绕可以被电短路，以引起感应电动势来使得平移马达302减慢和停止。

使平移马达302停止不是瞬时的过程——平移马达302花费一些时间段来减速并使灯具头部12a的质量减慢和停止。因此，在步骤606中，处理器202等待，直到其从平移移动系统301接收到平移电动机302静止的信号。在一些实施例中，通过检查如下信号来确定平移马达302的运动：该信号来自与平移正交编码器轮305的运动有关的平移光学传感器，如参考图4所述。当平移光学传感器(或其他反馈系统)指示平移马达302静止时，然后在步骤608中，处理器202从平移制动系统304移除电力，以允许其在弹簧力下接合制动器。

在步骤609中，处理器202将头部的当前计算绝对平移位置存储在非易失性存储器214中。最后，在步骤610中，在短延迟之后(如果需要确保平移制动系统304已经完全地接合)，处理器202移除在步骤604中作为使平移马达302停止的一部分而施加到平移马达302的任何保持电流，从而从平移马达302移除电力。

步骤609是可选的。在一些实施例中，可以在步骤610之后而不是在步骤610之前或与步骤610并行地执行该步骤。在总是执行位置校准过程的实施例中，可以根本不执行步骤609。

在一些实施例中，可以为平移马达302和平移制动系统304独立地并且与为倾斜马达312和倾斜制动系统314执行的相同步骤并行地执行步骤604、606、608、609和610。

在一些实施例中，当控制系统200确定已经从灯具12移除电力(例如，通过与主电力断开或切断电力开关)而灯具头部正在运动时，针对平移移动系统301和/或倾斜移动系统311两者执行过程600。在这样的实施例中，电源(在一些实施例中包括电池)被设计为保持对控制系统200以及平移移动系统301和倾斜移动系统311供电足够长，以完成针对平移和倾斜两者的过程600。处理器202可以通过感测电力当前是否被施加到控制系统200的其他元件或灯具12的其他子系统来确定已经从灯具12移除电力。

在一些实施例中，接合制动器命令信号包括带有标志的控制参数，这些标志指定一旦平移制动器和/或倾斜制动器被接合，是否从平移马达和/或倾斜马达移除电力。如果设置了一个或两个标志，则在步骤610中，处理器202不从平移马达302和倾斜马达312中的相应的一者移除电力——也就是说，它继续向平移马达302和倾斜马达312中的相应的一者施加保持电流。应用制动器但不从马达移除电力将允许系统抵抗因外力的移位，而且一旦制动器脱离就准备好再次更快地启动。例如，在根据本公开内容的自动灯具附接到在执行期间移动的桁架的场景中，操作者可以命令自动灯具应用制动器，以便确保灯具头部在桁架移动时不改变取向，而是继续向马达施加保持电流，以便在重新定位桁架之后使自动灯具保持准备好尽可能快地开始平移运动和/或倾斜运动。

图7呈现了根据本公开内容的用于释放(脱离)自动灯具的平移制动系统304的过程700的流程图。相同的过程可用于释放倾斜制动系统314。类似地，过程700可以用于释放图9至图11的制动系统904、914、1004和1104。在步骤702中，处理器202经由数据链路14接收脱离制动器命令信号，该信号指定释放一个或两个马达制动器。在步骤704中，处理器202通过使电力(例如，保持电流或小于初始化运动所需电流的另一电流)被施加到平移马达302来对脱离制动器命令信号作出反应。

在步骤706中，处理器202确定是否已经将电力施加到平移马达302。在一些实施例中，在进行到步骤708之前，处理器202通过等待预设时间段来确定已经施加了电力。该预设时段可以在产品的设计期间通过测量马达电流的上升时间来建立。这样的上升时间可以是马达线圈的电感、所施加的电压、电源的容量以及电源和电连接的阻抗的函数。在其他实施例中，处理器202可以电联接到相应的平移马达电流传感器和倾斜马达电流传感器，并且当马达电流达到预设阈值时，处理器202确定已经施加了电力。一旦在步骤706中已经确定已经将电力施加到平移马达302，则在步骤708中，处理器202就将电力施加到平移制动系统304，从而释放(或脱离)制动器。

在一些实施例中，可以为平移马达302和平移制动系统304独立地且与倾斜马达312和倾斜制动系统314并行地地执行步骤704、706和708。如参考图6所述，在一些实施例中，根据接合制动器命令信号中的控制参数标志，可以不从平移马达302和倾斜马达312移除电力。在这样的实施例中，可以跳过过程700的步骤704和706，因为电力将已被施加到平移马达302和倾斜马达312中的一者或两者。

图8呈现了根据本公开内容的在自动灯具加电时执行的过程800的流程图。在执行过程600的步骤609的实施例中使用过程800，其中当平移马达302到达停止时，处理器202将当前计算的灯具机构的绝对平移位置存储在非易失性存储器214中。过程800释放(或脱离)灯具12的平移制动系统304。过程800还可用于释放倾斜制动系统314。类似地，过程800可用于释放图9至图11的制动系统904、914、1004和1104。

在步骤802中，处理器202确定电力已经被施加到灯具12。可通过接通电力开关或另外地将灯具12连接到主电力来将电力施加到灯具12。处理器202可以通过识别当前正被作为通电启动指令而执行的指令来确定已经将电力施加到灯具12。在处理器202由电池供电的情况下，可以通过感测施加到控制系统200的其他元件或灯具12的其他子系统的电力来确定电力已被施加到灯具12。在步骤803中，当平移马达302和倾斜马达312上次到达停止时，处理器202读取存储在非易失性存储器214中的计算的头部的绝对平移和/或位置。

步骤804、806和808类似于过程700的步骤704、706和708。在步骤804中，处理器202使得电力被施加到平移马达302。在步骤806中，处理器202等待，直到电力已被施加到平移马达302。一旦步骤806完成，在步骤808中，处理器202就将电力施加到平移制动系统304，从而释放制动器。

图9呈现了根据本公开内容的自动灯具的第二平移和倾斜移动系统900的视图。在图9中，没有示出轭框架，以便更清楚地示出第二平移和倾斜移动系统900。平移和倾斜移动系统900包括平移移动系统901和倾斜移动系统911。

平移移动系统901包括平移马达902，其为步进马达、直流(DC)伺服马达，或其他适当强大的马达类型。平移马达902被配置成引起轭相对于固定支撑件围绕穿过轴承908的平移旋转轴线旋转。马达轴从平移马达902的一侧延伸。平移马达902的马达轴经由带907联接到轴承908的元件，以使轭相对于固定支撑件围绕平移旋转轴线旋转。在其他实施例中，平移马达902可以通过齿轮组或其他适当的驱动机构联接到轴承908的元件。平移马达902的马达轴经由带906进一步机械地联接(在平移马达902的同一侧上作为带907)到平移制动系统904。平移制动系统904是电可控制动器，其使用磁性系统来提供制动扭矩，以通过抑制或防止平移马达902的马达轴的旋转来抑制或防止平移和倾斜轭(以及因此灯具头部)的旋转。

倾斜移动系统911包括倾斜马达912。倾斜马达912是步进马达、DC伺服马达或其他适当强大的马达类型。倾斜马达912被配置成引起灯具头部(在图9中未示出)相对于轭围绕穿过轴承918的倾斜旋转轴线而旋转。倾斜旋转轴线与平移旋转轴线正交。倾斜马达912的马达轴从倾斜马达912的相对侧延伸。倾斜马达912的马达轴的第一端经由带917联接到轴承918的元件，以使灯具头部围绕倾斜轴线相对于轭旋转。在其他实施例中，平移马达912可以通过齿轮组或其他适当的驱动机构联接到轴承918的元件。倾斜马达912的马达轴的第二端部(位于倾斜马达912的与马达轴的第一端相对的侧上)经由带916机械地联接到倾斜制动系统914。倾斜制动系统914是电可控制动器，其使用磁性系统提供制动扭矩，以通过抑制或防止倾斜马达912的马达轴的旋转来抑制或防止灯具头部的旋转。

所公开的制动系统不限于在自动灯具的平移和倾斜系统上使用，并且可以在灯具内的任何马达控制的特征上使用。例如，光学装置(例如，变焦透镜和聚焦透镜)可能大且重，并且当不施加电力到它们各自的驱动马达时，这些光学装置可能在重力作用下远离期望的位置移动。类似地，光学装置(例如棱镜轮)可以在轮的一个部分中包括更厚的、更重的棱镜，在轮的其余部分中包括更薄、更轻的光棱镜，这可能在不施加电力到其驱动马达时使得其在重力下远离期望的位置旋转。在一些实施例中，使用根据本公开内容的制动系统来防止这种不希望的移动。

图10呈现了根据本公开内容的自动灯具的第一透镜系统1000的示意图。透镜移动系统1001包括透镜马达1002，其为步进马达、直流(DC)伺服马达，或其他适当强大的马达类型。透镜马达1002被配置成引起透镜(或透镜系统)1020沿着自动灯具的光轴移动(由箭头1024指示)。透镜马达1002的马达轴经由驱动滑轮1032联接到驱动带1007。驱动带1007以围绕的方式通过从动滑轮1034，并且由联接器1030联接到透镜架1026。透镜架1026包括沿着支撑杆1028滑动的行进件1022。透镜1020由透镜架1026支撑。从动滑轮1034被安装在将从动滑轮1034联接到制动系统1004的轴上。制动系统1004是电可控制动器，其使用磁性系统提供制动扭矩，以抑制或防止从动滑轮1034的旋转，从而防止驱动带1007的移动、透镜马达1002的马达轴的旋转，以及透镜架1026和透镜1020的移动。

虽然制动系统1004机械地联接到从动滑轮1034，但在根据本公开内容的其它实施例中，制动系统1004可以被安装到驱动滑轮1032，被安装到马达1002的马达轴的任一端，或被安装到可旋转地联接到驱动带1007的附加滑轮或齿轮。

虽然描述了具有从马达到制动器的带驱动的系统，但是根据本公开内容的制动系统不限于此。在其他实施例中，马达制动器可以经由齿轮联接到马达轴，经由直接连接(如图11所示)或经由驱动带307、317、907、917或1007联接到马达302、312、902、912或1020的马达轴的任一端。在其他实施例中，制动器可以联接到从动轴(例如，联接到主平移齿轮309或主倾斜齿轮319的轴)，而不是联接到马达轴。

图11呈现了根据本公开内容的自动灯具的第二透镜系统1100的示意图。透镜系统1100包括变焦透镜(或变焦透镜组)1120和聚焦透镜(或聚焦透镜组)1132。变焦透镜1120由透镜移动系统1101沿着自动灯具的光轴线移动(如箭头1124所示)，透镜移动系统1101包括透镜马达1102，透镜马达1102是步进马达、直流(DC)伺服马达，或其他适当强大的马达类型。马达轴的第一部分从透镜马达1102的第一侧(如图11所示的底侧)延伸，并且经由驱动滑轮(图11中未示出)联接到驱动带1107。驱动带1107以围绕地方式通过两个辅助滑轮，驱动带1107在两个辅助滑轮之间由联接器1130联接到透镜架1126。透镜架1126沿着支撑杆1128滑动。变焦透镜1120由透镜架1126支撑。

马达轴的第二部分从透镜马达1102的第二侧(如图11所示的顶侧)延伸，并且直接联接到制动系统1104。制动系统1104是电可控制动器，其使用磁性系统提供制动扭矩，以抑制或防止透镜马达1102的马达轴的旋转，从而抑制或防止驱动带1107的移动以及透镜架1126和透镜1120的移动。

聚焦透镜1132由与图11中未示出的透镜移动系统类似的透镜移动系统沿着自动灯具的光轴线移动。

透镜移动系统1001和1101是带驱动系统，但是在其它实施例中，具有根据本公开内容的制动系统的蜗轮传动或凸轮传动可以用于透镜移动。在这些实施例中，制动系统可以被联接到马达轴或透镜架。

在一些实施例中，可以手动地调节制动系统304、314、904、914、1004或1104中的一个或多个的制动摩擦。在其他实施例中，控制系统200被配置成响应于经由数据链路14接收的制动摩擦命令而以电子方式调节制动系统304、314、904、914、1004或1104中的一个或多个的制动摩擦，制动摩擦命令包括表示制动系统304、314、904、914、1004或1104中的一个或多个的期望的制动摩擦量的数据。

由于制动系统304、314、904、914、1004和1104中的一个或多个可以被配置成在从灯具12移除电力时自动接合，可以将制动器本身设计或选择成用于减小的保持扭矩或制动扭矩，允许操作者克服扭矩(例如，针对制动系统304、314、904和914)，以在不使用马达的情况下手动地重新对准灯具头部的平移或倾斜位置。这还允许操作者在单元断电(或以其他方式停止接收电力)时重新定位平移和倾斜，以允许将轭和/或灯具头部以期望的取向对准，从而将单元放置在道路箱或其他封装中。然而，减小的保持扭矩被选择成即使当内部部件引起灯具头部或光学设备不平衡时也足以防止灯具头部或光学装置在重力下移动。在一个这样的实施例中，制动扭矩是马达扭矩的30％。然而，在其他实施例中，所需的制动扭矩可以在马达扭矩的大约25％至150％的范围内变化。

在其他实施例中，制动系统304、314、904、914、1004和1104被设计成使得当灯具停止接收电力时制动器自动脱离。例如，弹簧可以起作用以使弹簧脱离，并且施加电力以接合制动器。在这样的实施例中，当灯具头部的运动被操作者命令停止时，制动系统304、314、904、914、1004和1104可以被接合，以将头部或光学装置保持就位，但是当灯具从主电源断开时，制动器被脱离，以允许由操作者或技术人员容易地手动操纵例如头部位置。

对于任一类型的制动器(电力/接合或非电力/接合)，在一些实施例中，可以添加附加机构(例如闩锁螺线管)，以允许制动器选择性地操作为电力/接合或非电力/接合(或反之亦然)。在一些这样的实施例中，控制系统200通过在灯具停止接收电力时使制动系统304、314、904、914、1004和1104中的全部或选定者保持其当前状态来响应经由数据链路14接收的断电制动命令信号的命令参数。也就是说，如果在电力被移除时所选择的制动系统在当时是接合的，则其保持接合，并且如果在电力被移除时所选择的制动系统在当时是脱离的，则其保持脱离。

在一些实施例中，制动系统304、314、904、914、1004和1104中的任一个可以包括第一元件和第二元件，第一元件固定地联接(直接地、通过带或其他联接器)到马达轴并且与马达轴一起旋转，第二元件由弹簧偏置以将摩擦施加到第一元件，除非由电磁力将其从第一元件脱离。第二元件由联接器联接到底盘，该联接器防止第二元件相对于底盘的旋转，但允许朝向和远离第一元件的运动。

在其他实施例中，接收到接合制动器命令信号(启用马达制动器)将禁止控制系统200响应经由数据链路14接收的运动命令，该命令使灯具头部在平移轴线和/或倾斜轴线上移动。在这样的实施例中，响应保持为被禁止，直到已接收到脱离制动器命令信号，以释放制动器中的一个或两个。因此，操作者可以确保灯具不会由于经由数据链路14接收到平移和倾斜命令而意外地或无意地移动。

虽然本文中仅描述了本公开内容的一些实施例，但是受益于本公开内容的本领域技术人员将理解，可以设计不脱离本文公开的范围的其他实施例。虽然已经详细地描述了本公开内容，但是应当理解，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和更改。

Claims (13)

1.一种灯具，包括:

灯具头部，其包括一个或多个光学装置；

移动系统，其机械地联接到所述灯具的灯具机构，并且被配置成使所述灯具机构移动，所述移动系统包括：

马达，其包括马达轴，所述马达轴具有从所述马达的第一侧延伸的第一部分，所述马达轴的所述第一部分经由第一机械联接器联接到所述灯具机构，并且被配置成引起所述灯具机构运动；

制动系统，其经由第二机械联接器联接到所述马达轴，并且被配置成抑制所述灯具机构的移动；以及

控制系统，其电联接到所述马达和所述制动系统，所述控制系统被配置成通过以下方式接合所述制动系统：

确定所述马达是否正在旋转；以及

当确定马达没有正在旋转时，接合所述制动系统。

2.根据权利要求1所述的灯具，其中所述制动系统联接到所述马达轴的所述第一部分。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的灯具，所述马达轴具有从所述马达的第二侧延伸的第二部分，其中所述制动系统联接到所述马达轴的所述第二部分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的灯具，其中所述制动系统直接地联接到所述马达轴。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的灯具，其中，所述控制系统被配置成在接合所述制动系统之后从所述马达移除电力。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的灯具，其中，所述制动系统被配置成当所述灯具停止接收电力时抑制所述灯具机构的移动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的灯具，其中所述控制系统被配置成：

经由数据链路接收制动摩擦命令，所述制动摩擦命令包括表示期望的所述制动系统的制动摩擦量的数据；以及

响应于所述制动摩擦命令的数据而电调节所述制动系统的制动摩擦。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的灯具，其中所述控制系统被配置成通过以下方式来使所述制动系统脱离：

使得电力被施加到所述马达；

确定电力是否已被施加到所述马达；以及

当确定电力已被施加到所述马达时，使所述制动系统脱离。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的灯具，其中所述控制系统被配置成经由数据链路接收运动命令，并且仅在所述制动系统脱离时响应于所述运动命令而使所述灯具机构移动。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的灯具，其中所述灯具机构包括轭、灯具头部、透镜系统和遮光轮中的一者。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的灯具，其中所述控制系统被配置成当确定所述马达没有正在旋转时将所述灯具机构的当前绝对位置存储在非易失性存储器中。

12.根据权利要求11所述的灯具，其中所述控制系统被配置成在使所述制动系统脱离之前通过以下方式来准备所述移动系统用于运动：

从所所述述非易失性存储器读取所述灯具机构的当前绝对位置；以及

利用所述当前绝对位置初始化运动控制系统。

13.根据权利要求11所述的灯具，其中所述控制系统被配置成：响应于先前由所述控制系统经由数据链路接收的启用校准命令，当确定电力已被施加到所述灯具时，使得所述运动控制系统执行位置校准过程。

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