[發(fā)明專利]一種基于二階倒立擺的智能落地臺(tái)燈

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510734818.0
• 申請(qǐng)日: 2015-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN105240729A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)志聰;占浩瀾;田元;陳小橋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): F21S6/00
• 分類號(hào): F21S6/00;F21V21/15
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電機(jī)控制平衡的臺(tái)燈，具體涉及一種基于二階倒立擺的智能落地臺(tái)燈。

背景技術(shù)

近年來隨著人們生活水平的發(fā)展，智能家居已經(jīng)逐漸成為人們生活的一部分。在人們工作室、家居內(nèi)，使用的落地臺(tái)燈都是與底座通過連桿固定的，當(dāng)連桿比較長的時(shí)候，相應(yīng)的底座就要更大，占用的空間越多，而且比較容易摔倒而導(dǎo)致臺(tái)燈損壞。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有臺(tái)燈占地空間大，容易絆倒而損壞的局限，本發(fā)明提供了一種基于二階倒立擺的智能落地臺(tái)燈。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于二階倒立擺的智能落地臺(tái)燈，包括底座、支架、臺(tái)燈燈頭以及燈頭護(hù)罩；其特征在于：還包括帶編碼器的直流電機(jī)、角度編碼器、單片機(jī)控制模塊、第一擺桿和第二擺桿；

所述支架固定安裝在底座上，所述直流電機(jī)通過硬桿水平固定安裝在支架上方；所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與第一擺桿垂直連接，所述第一擺桿和第二擺桿通過連接件可現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在一起，構(gòu)成一二階倒立擺系統(tǒng)；所述第一擺桿和第二擺桿接處設(shè)置有所述角度編碼器；所述臺(tái)燈燈頭以及燈頭護(hù)罩安裝在所述第二擺桿頂部；

所述的單片機(jī)控制模塊安裝在所述底座內(nèi)，分別與所述直流電機(jī)、角度編碼器連接；所述直流電機(jī)、角度編碼器、單片機(jī)控制模塊、臺(tái)燈燈頭分別通過導(dǎo)線與外接電源連接。

作為優(yōu)選，所述與外接電源連接得導(dǎo)線配置有開關(guān)。

本發(fā)明的臺(tái)燈可以智能的控制臺(tái)燈使其立起，當(dāng)有外力想要絆倒臺(tái)燈時(shí)能使其自動(dòng)平衡，不使用時(shí)連桿可折疊收起節(jié)約一半以上的占地空間。本發(fā)明適合于在廚房、工作室、臥室等地方工作，具有成本低、占用空間小、新穎與使用方便的特點(diǎn)，上半部分采用自平衡倒立擺設(shè)計(jì)，能有效的防止臺(tái)燈被外力絆倒而損壞。

附圖說明

圖1：本發(fā)明實(shí)施例的工作狀態(tài)圖；

圖2：本發(fā)明實(shí)施例的非工作狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請(qǐng)見圖1和圖2，本發(fā)明提供的一種基于二階倒立擺的智能落地臺(tái)燈，包括底座、支架、臺(tái)燈燈頭以及燈頭護(hù)罩、帶編碼器的直流電機(jī)1、角度編碼器2、單片機(jī)控制模塊3、第一擺桿4和第二擺桿5；支架固定安裝在底座上，直流電機(jī)1通過硬桿水平固定安裝在支架上方；直流電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸與第一擺桿4垂直連接，第一擺桿4和第二擺桿5通過連接件可現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在一起，構(gòu)成一二階倒立擺系統(tǒng)；第一擺桿4和第二擺桿5接處設(shè)置有角度編碼器2，用于讀取第一擺桿4和第二擺桿5的帶動(dòng)角度；臺(tái)燈燈頭以及燈頭護(hù)罩安裝在第二擺桿5頂部；的單片機(jī)控制模塊3安裝在底座內(nèi)，分別與直流電機(jī)1、角度編碼器2連接；直流電機(jī)1、角度編碼器2、單片機(jī)控制模塊3、臺(tái)燈燈頭分別通過導(dǎo)線與外接電源連接；與外接電源連接得導(dǎo)線配置有開關(guān)。

本實(shí)施例的臺(tái)燈工作時(shí)，單片機(jī)控制模塊3讀取直流電機(jī)1上的角度編碼器與角度編碼器2的信息，獲取燈頭的平衡狀態(tài)，然后單片機(jī)控制模塊3輸出pwm波通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓，控制直流電機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)來使燈頭保持平衡狀態(tài)。整個(gè)控制過程為一閉環(huán)工作系統(tǒng)。臺(tái)燈不工作時(shí)，燈頭垂下，節(jié)約占地空間。

其中單片機(jī)控制模塊3控制燈頭直立的具體步驟為：

步驟1.初始化：按下開關(guān)時(shí)，單片機(jī)控制模塊3進(jìn)行初始化。單片機(jī)控制模塊3讀取直流電機(jī)1上的角度編碼器與角度編碼器2的數(shù)值判斷臺(tái)燈是否為靜止?fàn)顟B(tài)，等臺(tái)燈靜止后，此時(shí)第一擺桿4和第二擺桿5均處于倒立狀態(tài)，單片機(jī)控制模塊3對(duì)讀取到的擺桿傾斜角度值信息進(jìn)行校正；

步驟2.控制直流電機(jī)1擺動(dòng)使燈頭擺動(dòng)至最高點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊3輸出不同占空比的pwm波控制直流電機(jī)1擺動(dòng)的速度。電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)第一擺桿4跟著旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第二擺桿5進(jìn)行擺動(dòng)。逐漸增大第二擺桿5擺動(dòng)的幅度，當(dāng)?shù)诙[桿5剛好擺動(dòng)到倒立狀態(tài)時(shí)，立即進(jìn)入步驟3；

步驟3.控制燈頭保持倒立狀態(tài)，并點(diǎn)亮燈頭：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊3繼續(xù)讀取直流電機(jī)1上的角度編碼器與角度編碼器2數(shù)據(jù)，當(dāng)在外力作用下燈頭發(fā)生傾斜時(shí)，燈頭在重力作用下加速傾斜，單片機(jī)控制第一擺桿4運(yùn)轉(zhuǎn)，使燈頭收到相反的力，從而使燈頭保持平衡。