CN210088600U - 一种具有无线电力信号传输系统的舞台灯 - Google Patents

一种具有无线电力信号传输系统的舞台灯 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其包括底机箱、枢接在底机箱上方的U型手臂、枢接在U型手臂两个夹持臂之间的灯头，以及用于驱动U型手臂和灯头旋转的驱动组件，底机箱与U型手臂及/或U型手臂与灯头之间的连接处设置无线电力传输装置，所述无线电力传输连接装置包括无线电力信号发射模块和与无线电力信号发射模块匹配的无线电力信号接收模块。本实用新型所述具有无线电力信号传输系统的舞台灯在过轴位置取消了电线，采用无线电力传输装置传输电力，不存在电线磨损的问题，在实现高寿命的同时手臂还能360度无限旋转。

Description

一种具有无线电力信号传输系统的舞台灯
技术领域
本实用新型涉及舞台灯技术领域，具体地，本实用新型涉及一种具有无线电力信号传输系统的舞台灯。
背景技术
传统的舞台灯扫描系统主要由灯具的手臂、电线、电机等组成，舞台灯扫描系统由于过轴位置有电线连接，手臂在做水平垂直扫描的时候，电线会与手臂产生摩擦磨损，产生热能，加速了电线的损耗，影响线材的寿命，同时电线也限制了旋转的最大角度。
实用新型内容
本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种新的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，所述具有无线电力信号传输系统的舞台灯在实现高寿命的同时手臂还能360度无限旋转。
本实用新型采取的技术方案是：
一种具有无线电力信号传输系统的舞台灯，包括底机箱、枢接在底机箱上的U型手臂、枢接在U型手臂两个夹持臂之间的灯头以及用于驱动U型手臂和灯头旋转的驱动组件，底机箱与U型手臂及/或U型手臂与灯头之间的连接处设置无线电力传输装置，无线电力传输装置包括无线电力信号发射模块和与无线电力信号发射模块匹配的无线电力信号接收模块。
本申请通过设置无线电力信号发射模块和无线电力信号接收模块，使得不需要电缆电线，仅依靠无线电力传输装置的无线电力信号向驱动组件输送电力即可实现U型手臂的转动，从而使舞台灯使用寿命长且U型手臂能够360度无限旋转。当舞台灯进行扫描时，无线电力信号发射模块工作，将电能转换为电磁波或磁场，无线电力信号接收模块感应到无线电力信号发射模块的磁场或电磁波，将其转换为电能，然后再向驱动组件传送电力，由驱动组件使U型手臂发生旋转，实现扫描。
优选地，所述无线电力传输装置包括无线电力信号发射模块和通过电磁感应无线电力信号、电磁谐振无线电力信号、磁耦合无线电力信号或微波无线电力信号与无线电力信号发射模块匹配的无线电力信号接收模块。
优选地，所述无线电力信号发射模块包括发射线圈，所述无线电力信号接收模块包括接收线圈，所述发射线圈、接收线圈均呈环形且相对设置。
进一步地，无线电力信号发射模块包括振荡器和发射线圈，发射线圈之前设置振荡器，进行直流转交流；无线电力信号接收模块包括接收线圈和整流器，接收线圈之后设置有整流器，进行交流转直流。
进一步地，无线电力信号发射模块和无线电力信号接收模块之间通过微波无线电力信号进行信号传输时，振荡器射频信号源将直流电/信号转换成微波信号，即DC-RF；经过功率放大器(多级)将微波功率放大后辐射至自由空间，再由整流天线接收微波能量并整流，为负载提供直流电能，并显示信号。射频信号源是利用压控VCO及锁项环PLL制作的，一般由一个晶体管、两个普通电容、一个变容二极管与一个电感组成，是一个基本的克拉泼型LC压控多谐振荡器。锁项环PLL工作过程：振荡器产生一个射频信号，该信号分为两路，一路为输出，另一路利用程序分频器将其分频，之后与外部的参考信号比较，如果输出频率的信号与参考信号的相位不同，那么说明输出频率不稳定，此时我们需要调节振荡器的输入电压大小，进而调节与输入电压有特定关系的输出频率，使输出频率的相位与参考信号相同，锁定频率相位。
进一步地，无线电力信号发射模块和无线电力信号接收模块之间还可以通过电磁感应无线电力信号进行电力传输，其也是通过电磁感应原理实现电能从发射线圈到接收线圈无线传输。无线电力信号发射模块和无线电力信号接收模块之间还可以通过电磁谐振无线电力信号进行电力传输，无线电力信号发射模块使电磁波弥漫于整个空间，无线电力信号接收模块谐振在对应的特定的频率上，从而实现能量的传递。
优选地，所述发射线圈、所述接收线圈均套设在U型手臂与底机箱之间的枢接轴上。
优选地，底机箱与U型手臂之间的连接处设置无线电力传输装置，无线电力信号发射模块设置在底机箱上，无线电力信号接收模块设置在U型手臂上随其转动。
优选地，驱动组件包括驱动U型手臂旋转的垂直轴电机，所述垂直轴电机位于底机箱内。垂直轴电机驱动U型手臂沿竖直方向旋转。
优选地，U型手臂与灯头之间的连接处设置无线电力传输装置，无线电力信号发射模块设置在U型手臂，无线电力信号接收模块设置在灯头上随其转动。进一步优选地，U型手臂两个夹持臂与灯头的连接处均设置无线电力传输装置。
优选地，驱动组件包括驱动灯头旋转的水平轴电机，水平轴电机位于U型手臂内，且与无线电力信号接收模块电连接。水平轴电机驱动灯头沿水平方向旋转。
优选地，所述具有无线电力信号传输系统的舞台灯还包括控制单元，所述底机箱上还设有与控制单元匹配用于显示和操控具有无线电力信号传输系统的舞台灯的操控面板。
优选地，底机箱与U型手臂及/或U型手臂与灯头之间的连接处设置无线信号传输装置，无线信号传输装置包括信号发射天线和信号接收天线。进一步优选地，所述信号发射天线和信号接收天线均使用圆形线圈。具有无线电力信号传输系统的舞台灯的控制信号用射频2.4G或5.8G调制，通过发射天线发送信号，接收天线接收到信号提供给驱动组件，从而完成指定的效果。射频信号采用跳频方式，上电时自动分配唯一的识别号进行匹配，避免误接收其它设备的数据，能有效提高通信质量。另外天线使用圆形外观，这样的好处是U型手臂、灯头在旋转时能保证接收到稳定的信号，避免了传统天线在做相对运动时因距离远近变化导致信号时强时弱。
优选地，所述驱动组件还包括与垂直轴电机、水平轴电机电连接的电机驱动控制板。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本申请在舞台灯的过轴位置取消了电线，采用无线电力传输装置传输电力，灯具在做扫描时(即水平和垂直运动)不会受到线的束缚，不存在电线磨损的问题，能够显著延长舞台灯的使用寿命，且由于没有电线的束缚，灯头能360度无限旋转。
附图说明
图1为实施例1具有无线电力信号传输系统的舞台灯整体结构示意图。
图2为实施例1具有无线电力信号传输系统的舞台灯拆分结构示意图。
图3为实施例1无线电力传输装置和无线信号传输装置结构示意图。
图4为实施例2微波无线电力传输信号工作原理图。
图5为实施例2锁项环工作原理图。
图6为实施例2微波无线输电整流系统图。
附图说明：1、底机箱；2、U型手臂；31、垂直轴电机；32、水平轴电机；4、电机驱动控制板；5、无线连接装置；51、发射线圈；52、接收线圈；6、操控面板；7、灯头；81、信号发射天线；82、信号接收天线。
具体实施方式
本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，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；对于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。
实施例1
如图1、图2所示，一种具有无线电力信号传输系统的舞台灯，包括底机箱1、枢接在底机箱上方的U型手臂2、枢接在U型手臂2两个夹持臂之间的灯头7以及用于驱动U型手臂2和灯头7旋转的驱动组件，底机箱1与U型手臂2、U型手臂2与灯头7之间的连接处均设置无线电力传输装置5，所述无线电力传输装置5包括无线电力信号发射模块和通过磁耦合无线电力信号与无线电力信号发射模块匹配的无线电力信号接收模块。更具体地，本实施例中，所述无线电力传输装置5有3个，其中一个设置在U型手臂2与底机箱1之间的连接处，具体为U型手臂2与底机箱1之间的枢接轴上；另外两个设置在U型手臂2与灯头7之间的连接处，具体为U型手臂2两个夹持臂与灯头7的连接处，其中，无线电力信号发射模块设置在U型手臂2上，无线电力信号接收模块设置在灯头7上随其转动。所述无线电力信号发射模块包括振荡器和发射线圈51，无线电力信号接收模块包括接收线圈52和整流器，发射线圈51与接收线圈52均呈环形且相对设置。
本实施例通过设置无线电力信号发射模块和无线电力信号接收模块，使得不需要电缆电线，仅依靠磁耦合无线电力信号向驱动组件输送电力即可实现U型手臂2的转动，从而使舞台灯使用寿命长且U型手臂2能够360度无限旋转。当舞台灯进行扫描时，外部电流依次经过振荡器、功率放大器、滤波器以及发射线圈51，创造一个变化的磁场，无线电力信号接收模块接收线圈52通过电磁感应将强磁场转换为电流，整流器将交流转成直流，即振荡器将直流调制后产生交变的电流，交变的电流产生变化的磁场，无线电力信号接收模块耦合变化的磁场后产生交变的电流，再经整流以及稳压后给U型手臂提供持续稳定的电力供应，由驱动组件使U型手臂发生旋转，实现扫描，灯头7也是依此工作原理进行旋转。
更具体地，本实施例中，所述具有无线电力信号传输系统的舞台灯还包括无线信号传输装置，所述无线信号传输装置包括信号发射天线81和信号接收天线82。更具体地，所述信号发射天线81设置在发射线圈51上，所述电磁场接收线圈82设置在接收线圈52上，信号发射天线81、信号接收天线82均呈环形，且相对设置，所述无线信号传输装置和无线电力传输装置结构具体见图3。具有无线电力信号传输系统的舞台灯的控制信号用频2.G或5.8G调制，通过发射天线81发送信号，接收天线82接收到信号提供给驱动组件，从而完成指定的效果。射频信号采用跳频方式，上电时自动分配唯一的识别号进行匹配，避免误接收其它设备的数据，能有效提高通信质量。进一步地，发射天线81使用圆形外观的发射天线，这样的好处是U型手臂2在旋转时能保证接收到稳定的信号，避免了传统天线在做相对运动时因距离远近变化导致信号时强时弱。
更具体地，本实施例中，所述驱动电机包括驱动U型手臂2旋转的垂直轴电机31、驱动灯头7旋转的水平轴电机32，以及与垂直轴电机31、水平轴电机32电连接的电机驱动控制板4，所述垂直轴电机31位于底机箱1上，水平轴电机32位于U型手臂2内，且与无线电力信号接收模块电连接。垂直轴电机31驱动U型手臂2沿竖直方向旋转，水平轴电机32驱动灯头7沿水平方向旋转。
更具体地，本实施例中，所述具有无线电力信号传输系统的舞台灯还包括控制单元单片机(图中未标示)，所述底机箱1上还设有与控制单元匹配用于显示和操控具有无线电力信号传输系统的舞台灯的操控面板6。控制所述具有无线电力信号传输系统的舞台灯时，操作者通过操控面板6能够对控制单元发送指令，再由控制单元向无线电力信号发射模块、信号发射天线81发送指令，无线电力信号接收模块耦合变化的磁场后产生交变的电流向驱动组件供电，信号接收天线82接收到发射天线81的信息后向驱动电机控制板发送指令，由驱动电机控制板控制驱动电机工作从而使U型手臂发生旋转，实现扫描。
实施例2
如图1所示，一种具有无线电力信号传输系统的舞台灯，包括底机箱1、枢接在底机箱上方的U型手臂2、枢接在U型手臂2两个夹持臂之间的灯头7以及用于驱动U型手臂2和灯头7旋转的驱动组件，底机箱1与U型手臂2、U型手臂2与灯头7之间的连接处均设置无线电力传输装置5，无线连接装置包括无线电力信号发射模块和与无线电力信号发射模块匹配的无线电力信号接收模块。
本实施例所述具有无线电力信号传输系统的舞台灯结构与实施例1基本相同，区别在于，本实施例无线连接装置是用过微波无线电力信号进行电力信号传输，本实施例中，所述无线电力信号发射模块包括振荡器(压控振荡器)和发射线圈，发射线圈之前设置振荡器，所述无线电力信号接收模块包括接收线圈和整流器(整流天线)，接收线圈之后设置整流器。本实施例利用射频信号源将直流电能/信号转换成微波信号，即DC-RF；经过功率放大器(多级)将微波功率放大后辐射至自由空间，再由整流天线接收微波能量并整流，为负载提供直流电能，并显示信号。微波无线电力传输信号工作原理图如图4所示。
本实施例中射频信号源是利用压控VCO及锁项环PLL制作的，一般由一个晶体管、两个普通电容、一个变容二极管与一个电感组成，是一个基本的克拉泼型LC压控多谐振荡器。电压与频率的关系式为：
Figure BDA0002110124080000061
如图5所示，锁项环PLL工作过程：振荡器产生一个射频信号，该信号分为两路，一路为输出，另一路利用程序分频器将其分频，之后通过鉴相器PD与外部的参考信号比较，如果输出频率的信号与参考信号的相位不同，那么说明输出频率不稳定，此时我们通过调节振荡器的输入电压大小，进而调节与输入电压有特定关系的输出频率，使输出频率的相位与参考信号相同，锁定频率相位。
本实施例中实现微波无线输电整流系统所包含基本模块的框图如图6所示。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，包括底机箱(1)、枢接在底机箱(1)上的U型手臂(2)、枢接在U型手臂(2)两个夹持臂之间的灯头(7)以及用于驱动U型手臂(2)和灯头(7)旋转的驱动组件，底机箱(1)与U型手臂(2)及/或U型手臂(2)与灯头(7)之间的连接处设置无线电力传输装置(5)，无线电力传输装置(5)包括无线电力信号发射模块和与无线电力信号发射模块匹配的无线电力信号接收模块。
2.根据权利要求1所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，所述无线电力传输装置(5)包括无线电力信号发射模块和通过电磁感应无线电力信号、电磁谐振无线电力信号、磁耦合无线电力信号或微波无线电力信号与无线电力信号发射模块匹配的无线电力信号接收模块。
3.根据权利要求1所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，所述无线电力信号发射模块包括发射线圈(51)，所述无线电力信号接收模块包括接收线圈(52)，所述发射线圈(51)、接收线圈(52)均呈环形且相对设置。
4.根据权利要求3所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，所述发射线圈(51)、所述接收线圈(52)均套设在U型手臂(2)与底机箱(1)之间的枢接轴上。
5.根据权利要求1所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，底机箱(1)与U型手臂(2)之间的连接处设置无线电力传输装置(5)，无线电力信号发射模块设置在底机箱(1)上，无线电力信号接收模块设置在U型手臂(2)上随其转动。
6.根据权利要求1所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，驱动组件包括驱动U型手臂(2)旋转的垂直轴电机(31)，所述垂直轴电机(31)位于底机箱(1)内。
7.根据权利要求1所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，U型手臂(2)与灯头(7)之间的连接处设置无线电力传输装置(5)，无线电力信号发射模块设置在U型手臂(2)上，无线电力信号接收模块设置在灯头(7)上随其转动。
8.根据权利要求7所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，U型手臂(2)两个夹持臂与灯头(7)的连接处均设置无线电力传输装置(5)。
9.根据权利要求7所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，驱动组件包括驱动灯头(7)旋转的水平轴电机(32)，水平轴电机(32)位于U型手臂(2)内，且与无线电力信号接收模块电连接。
10.根据权利要求1所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，底机箱(1)与U型手臂(2)及/或U型手臂(2)与灯头(7)之间的连接处设置无线信号传输装置，无线信号传输装置包括信号发射天线(81)和信号接收天线(82)。
11.根据权利要求10所述的具有无线电力信号传输系统的舞台灯，其特征在于，信号发射天线(81)、信号接收天线(82)均呈环形，且相对设置。
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