CN219283129U - 一种具有冗余保护功能的灯具 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种具有冗余保护功能的灯具，包括内有光源的灯头、用于驱动灯头改变照射角度的驱动机构、用于检测灯头照射角度的角度检测器、与控制器连接的原始微控制单元与冗余微控制单元，其中原始微控制单元接收控制器的角度控制信号并转发给驱动机构，冗余微控制单元接收原始微控制单元或者控制器的角度控制信号，且原始微控制单元、冗余微控制单元均与角度检测器连接，还包括根据两者反馈信号进行安全保护动作的安全保护单元，安全保护单元与控制器连接。原始微控制单元、冗余微控制单元均对灯头的实际角度位置与角度控制信号进行比较判断，只要其中一个确认灯头角度位置有误，就反馈给安全保护单元，其控制对应组件动作进行安全保护。

Description

一种具有冗余保护功能的灯具
技术领域
本实用新型涉及舞台灯技术领域，更具体地，涉及一种具有冗余保护功能的灯具。
背景技术
随着激光照明技术的发展，现在许多舞台演绎或者娱乐照明等领域为了丰富舞台演出的照明效果，通常会使用激光照明。但是激光照明类的灯具发射出来的光束功率较大，容易损伤人眼的视网膜或者摄像设备，具有一定的危害性。
对此，传统的解决方案是通过角度传感器定位光束照射的角度和区域，避开人员或者摄像设备分布区域，或者在光束照射到该区域时，切入挡光板。但是这种办法也有局限性，比如角度传感器工作在复杂的电磁环境之下，使反馈回来的信号受到干扰；相关控制器损坏对挡光板的控制失效，无法及时隔挡激光，或者无法使激光避开人员、摄像设备分布的区域等。
实用新型内容
本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种具有冗余保护功能的灯具，可以在原始微控制单元损坏时，安全保护单元依然正常工作，避免伤害人员、摄像设备。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种具有冗余保护功能的灯具，包括内置有光源的灯头、用于驱动所述灯头改变照射角度的驱动机构、用于检测所述灯头照射角度的角度检测器、与控制器连接的原始微控制单元与冗余微控制单元，其中所述原始微控制单元接收所述控制器的角度控制信号并转发给所述驱动机构，所述冗余微控制单元接收所述原始微控制单元或者所述控制器的角度控制信号，且所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元均与所述角度检测器连接，还包括根据所述原始微控制单元的反馈信号与所述冗余微控制单元的反馈信号进行安全保护动作的安全保护单元，所述安全保护单元与所述控制器连接。
所述具有冗余保护功能的灯具通过原始微控制单元接收所述控制器的角度控制信号并转发给所述驱动机构，使其驱动灯头的照射方向发生改变，并利用所述角度检测器检测所述灯头的角度位置并发送给所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元，所述冗余微控制单元从所述控制器或者所述原始微控制单元同时获取角度控制信号，所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元均对灯头的实际角度位置与角度控制信号进行比较判断，只要其中一个确认所述灯头未达到角度控制信号所要求的位置，就直接或者间接反馈给所述安全保护单元，所述安全保护单元控制对应组件动作进行安全保护，这样即使所述原始微控制单元损坏，所述冗余微控制单元也可以起到保护作用，避免灯头照射到人员或者摄像装置。
进一步地，还包括支撑所述灯头旋转的支撑臂以及支撑所述支撑臂旋转的机箱，所述驱动机构驱动所述灯头和/或所述支撑臂旋转，从而使所述灯头的光束可以照射向任何位置，所述角度检测器检测所述灯头和/或所述支撑臂的旋转角度，综合计算所述灯头的实际角度位置。
进一步地，所述角度检测器附着于所述灯头的旋转轴或者所述支撑臂的旋转轴。便于检测所述灯头或者所述支撑臂的实际角度位置，避免附着在所述驱动机构的驱动轴上产生传动误差。
进一步地，所述灯头内还设置有用于改变光效的频闪模组、滤光模组、图案片模组、色片模组、切割器模组、调焦模组、棱镜模组、匀光模组或放大模组中的至少一种效果模组。分别使光束实现频闪、调色、图案、染色、切割、调焦、分光、雾化、缩放效果。
进一步地，所述安全保护单元为所述效果模组的驱动单元。即所述安全保护单元接收到所述反馈信号后，控制所述效果模组动作，拦截光束，以减少所述灯头从其出光口射出的光束，降低伤害性。
进一步地，所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元的输出与所述控制器连接。即所述控制器判断只要所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元其中一个确认所述灯头未达到角度控制信号所要求的位置，就先反馈给所述控制器，再由所述控制器反馈给所述安全保护单元，所述安全保护单元再控制对应组件动作进行安全保护。
进一步地，还包括对所述光源进行电流检测的电流检测单元，所述电流检测单元与所述冗余微控制单元或所述控制器连接。利用所述电流检测单元可以获知所述光源的驱动电流，当其超过阈值容易产生危险后，所述冗余微控制单元将情况直接或者间接反馈给所述安全保护单元，使其控制对应组件动作进行安全保护。
进一步地，所述安全保护单元为所述光源的驱动单元。即安全保护动作是驱动所述光源进行保护动作，例如降功率或者直接灭灯。
进一步地，所述冗余微控制单元与所述安全保护单元直接通讯连接，即所述冗余微控制单元的反馈信号直接发送给所述安全保护单元，所述安全保护单元反应速度将会很快，毕竟灯具的投射距离一般在20m-50m，灯头角度轻微发生变化，光斑位置就会产生较大位移，可能照射到人员或者摄像装置，因此需要所述安全保护单元快速反应；或者所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元的输出通过一或非门后与所述安全保护单元直接通讯连接，利用所述或非门，只要所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元其中一个确认所述灯头未达到角度控制信号所要求的位置，所述或非门就可以实现直接发送反馈信号给所述安全保护单元。
进一步地，所述角度检测器为光电编码器、磁编码器、电感编码器或者电容编码器。只要能实现对所述灯头的照射角度碱性检测即可。
进一步地，所述驱动机构为步进电机。步进电机接收PWM信号控制。
进一步地，所述光源为激光类型。亮度高，光束发散角小。
附图说明
图1是本实用新型具有冗余保护功能的灯具原理结构示意图。
图2是本实用新型具有冗余保护功能的灯具另一实施例原理结构示意图。
图3是本实用新型具有冗余保护功能的灯具整体结构示意图。
图4是本实用新型具有冗余保护功能的灯具侧视结构示意图。
图中：
100、灯头；110、光源；120、图案片模组；130、切割器模组；140、调焦模组；150、棱镜模组；160、匀光模组；170、放大模组；200、驱动机构；210、角度检测器；300、支撑臂；400、机箱。
实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，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。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1至图4，本实用新型提供一种具有冗余保护功能的灯具，包括内置有光源110的灯头100、用于驱动所述灯头100改变照射角度的驱动机构200、用于检测所述灯头100照射角度的角度检测器210、与控制器连接的原始微控制单元与冗余微控制单元，其中所述原始微控制单元接收所述控制器的角度控制信号并转发给所述驱动机构200，所述冗余微控制单元接收所述原始微控制单元或者所述控制器的角度控制信号，且所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元均与所述角度检测器210连接，还包括根据所述原始微控制单元的反馈信号与所述冗余微控制单元的反馈信号进行安全保护动作的安全保护单元，所述安全保护单元与所述控制器连接。
所述具有冗余保护功能的灯具通过原始微控制单元接收所述控制器的角度控制信号并转发给所述驱动机构200，使其驱动灯头100的照射方向发生改变，并利用所述角度检测器210检测所述灯头100的角度位置，可以检查所述驱动机构200是否按照所述角度控制信号控制所述灯头100至所需位置，所述角度检测器210将检测结果发送给所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元，所述冗余微控制单元从所述控制器或者所述原始微控制单元同时获取角度控制信号，所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元均对灯头100的实际角度位置与角度控制信号进行比较判断，只要其中一个确认所述灯头100未达到角度控制信号所要求的位置，就直接或者间接反馈给所述安全保护单元，所述安全保护单元控制对应组件动作进行安全保护，这样即使所述原始微控制单元损坏，所述冗余微控制单元也可以起到保护作用，避免灯头100照射到人员或者摄像装置。
需要说明的是，所述安全保护单元可以根据需要控制所述光源110降功率、关闭光源110、或者利用所述灯头100内的遮光件遮挡所述光源110发出的光线。所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元均为MCU，为本领域的常用元器件。
如图3，在本实用新型优选地实施例中，还包括支撑所述灯头100旋转的支撑臂300以及支撑所述支撑臂300旋转的机箱400，所述驱动机构200驱动所述灯头100和/或所述支撑臂300旋转，从而使所述灯头100的光束可以照射向任何位置，所述角度检测器210检测所述灯头100和/或所述支撑臂300的旋转角度，综合计算所述灯头100的实际角度位置，必要的时候，结合所述机箱400的安装角度计算所述灯头100的角度位置，例如机箱400水平或者倾斜倒挂。
如图4，在本实用新型优选地实施例中，所述角度检测器210附着于所述灯头100的旋转轴或者所述支撑臂300的旋转轴。便于检测所述灯头100或者所述支撑臂300的实际角度位置，避免附着在所述驱动机构200的驱动轴上产生传动误差。如图3，在本实用新型优选地实施例中，所述灯头100内还设置有用于改变光效的频闪模组、滤光模组、图案片模组120、色片模组、切割器模组130、调焦模组140、棱镜模组150、匀光模组160或放大模组170中的至少一种效果模组。分别使光束实现频闪、调色、图案、染色、切割、调焦、分光、雾化、缩放效果，前述效果模组均为本领域的常用元器件，在此不再赘述。
在本实用新型优选地实施例中，所述安全保护单元为所述效果模组的驱动单元。即所述安全保护单元接收到所述反馈信号后，控制所述效果模组动作，拦截光束，完全遮光或者部分透光，以减少所述灯头100从其出光口射出的光束，降低伤害性，前述所述效果组件在产生光效的时候，均会切图光路拦截光束。
如图1，在本实用新型优选地实施例中，所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元的输出与所述控制器连接。即所述控制器判断只要所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元其中一个确认所述灯头100未达到角度控制信号所要求的位置，就先反馈给所述控制器，再由所述控制器反馈给所述安全保护单元，所述安全保护单元再控制对应组件动作进行安全保护。
所述控制器为所述灯具的“大脑”，接收操控人员由控台输入的信号，控制整个灯具的运作。
在本实用新型优选地实施例中，还包括对所述光源110进行电流检测的电流检测单元，所述电流检测单元与所述冗余微控制单元或所述控制器连接。利用所述电流检测单元可以获知所述光源110的驱动电流，当其超过阈值容易产生危险后，所述冗余微控制单元将情况直接或者间接反馈给所述安全保护单元，使其控制对应组件动作进行安全保护。
所述电流检测单元可以为所述光源110的驱动单元的一部分，获取的是所述光源110的驱动电流。
灯具工作时，先利用所述电流检测单元检测所述光源110的电流是否超过阈值，再根据所述角度检测器210与所述角度控制信号判断所述驱动机构200是否失步，然后根据所述角度检测器210的检测结果判断灯头100的是否照射到人员或者摄像装置所在区域，在这个过程中，任何一部有问题，所述安全保护单元就进行安全保护动作。
在本实用新型优选地实施例中，所述安全保护单元为所述光源110的驱动单元。即安全保护动作是驱动所述光源110进行保护动作，例如降功率或者直接灭灯。
在本实用新型优选地实施例中，所述冗余微控制单元与所述安全保护单元直接通讯连接（如图2），即所述冗余微控制单元的反馈信号直接发送给所述安全保护单元，所述安全保护单元反应速度将会很快，毕竟灯具的投射距离一般在20m-50m，灯头100角度轻微发生变化，光斑位置就会产生较大位移，可能照射到人员或者摄像装置，因此需要所述安全保护单元快速反应；或者所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元的输出通过一或非门后与所述安全保护单元直接通讯连接（如图1），利用所述或非门，只要所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元其中一个确认所述灯头100未达到角度控制信号所要求的位置，所述或非门就可以实现直接发送反馈信号给所述安全保护单元。
如图3，在本实用新型优选地实施例中，所述角度检测器210为光电编码器、磁编码器、电感编码器或者电容编码器。只要能实现对所述灯头100的照射角度碱性检测即可。在本实施例中，选择磁编码器。
在本实用新型优选地实施例中，所述驱动机构200为步进电机。步进电机接收PWM信号控制。
在本实用新型优选地实施例中，所述光源110为激光类型。亮度高，光束发散角小。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型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 (12)

1.一种具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，包括内置有光源(110)的灯头(100)、用于驱动所述灯头(100)改变照射角度的驱动机构(200)、用于检测所述灯头(100)照射角度的角度检测器(210)、与控制器连接的原始微控制单元与冗余微控制单元，其中所述原始微控制单元接收所述控制器的角度控制信号并转发给所述驱动机构(200)，所述冗余微控制单元接收所述原始微控制单元或者所述控制器的角度控制信号，且所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元均与所述角度检测器(210)连接，还包括根据所述原始微控制单元的反馈信号与所述冗余微控制单元的反馈信号进行安全保护动作的安全保护单元，所述安全保护单元与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，还包括支撑所述灯头(100)旋转的支撑臂(300)以及支撑所述支撑臂(300)旋转的机箱(400)，所述驱动机构(200)驱动所述灯头(100)和/或所述支撑臂(300)旋转，所述角度检测器(210)检测所述灯头(100)和/或所述支撑臂(300)的旋转角度。
3.根据权利要求2所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，所述角度检测器(210)附着于所述灯头(100)的旋转轴或者所述支撑臂(300)的旋转轴。
4.根据权利要求1所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，所述灯头(100)内还设置有用于改变光效的频闪模组、滤光模组、图案片模组(120)、色片模组、切割器模组(130)、调焦模组(140)、棱镜模组(150)、匀光模组(160)或放大模组(170)中的至少一种效果模组。
5.根据权利要求4所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，所述安全保护单元为所述效果模组的驱动单元。
6.根据权利要求5所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元的输出与所述控制器连接。
7.根据权利要求1所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，还包括对所述光源(110)进行电流检测的电流检测单元，所述电流检测单元与所述冗余微控制单元或所述控制器连接。
8.根据权利要求7所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，所述安全保护单元为所述光源(110)的驱动单元。
9.根据权利要求8所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，所述冗余微控制单元与所述安全保护单元直接通讯连接，或者所述原始微控制单元、所述冗余微控制单元的输出通过一或非门后与所述安全保护单元直接通讯连接。
10.根据权利要求1所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，所述角度检测器(210)为光电编码器、磁编码器、电感编码器或者电容编码器。
11.根据权利要求1所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，所述驱动机构(200)为步进电机。
12.根据权利要求1所述的具有冗余保护功能的灯具，其特征在于，所述光源(110)为激光类型。
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