一種基于二階倒立擺的智能落地臺燈的制作方法
【專利說明】一種基于二階倒立擺的智能落地臺燈
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電機控制平衡的臺燈，具體涉及一種基于二階倒立擺的智能落地臺燈。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]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)，使用的落地臺燈都是與底座通過連桿固定的，當連桿比較長的時候，相應的底座就要更大，占用的空間越多，而且比較容易摔倒而導致臺燈損壞。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有臺燈占地空間大，容易姅?shù)苟鴵p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燈。
[0007]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燈，包括底座、支架、臺燈燈頭以及燈頭護罩；其特征在于:還包括帶編碼器的直流電機、角度編碼器、單片機控制模塊、第一擺桿和第二擺桿；
所述支架固定安裝在底座上，所述直流電機通過硬桿水平固定安裝在支架上方；所述直流電機的轉(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)對轉(zhuǎn)動地連接在一起，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置有所述角度編碼器；所述臺燈燈頭以及燈頭護罩安裝在所述第二擺桿頂部；
所述的單片機控制模塊安裝在所述底座內(nèi)，分別與所述直流電機、角度編碼器連接；所述直流電機、角度編碼器、單片機控制模塊、臺燈燈頭分別通過導線與外接電源連接。
[0008]作為優(yōu)選，所述與外接電源連接得導線配置有開關(guān)。
[0009]本發(fā)明的臺燈可以智能的控制臺燈使其立起，當有外力想要姅?shù)古_燈時能使其自動平衡，不使用時連桿可折疊收起節(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，上半部分采用自平衡倒立擺設計，能有效的防止臺燈被外力姅?shù)苟鴵p壞。
[0010]
【附圖說明】
[0011]圖1:本發(fā)明實施例的工作狀態(tài)圖；
圖2:本發(fā)明實施例的非工作狀態(tài)圖。
[0012]
【具體實施方式】
[0013]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，應當理解，此處所描述的實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。
[0014]請見圖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燈，包括底座、支架、臺燈燈頭以及燈頭護罩、帶編碼器的直流電機1、角度編碼器2、單片機控制模塊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1通過硬桿水平固定安裝在支架上方；直流電機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)對轉(zhuǎn)動地連接在一起，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的帶動角度；臺燈燈頭以及燈頭護罩安裝在第二擺桿5頂部；的單片機控制模塊3安裝在底座內(nèi)，分別與直流電機1、角度編碼器2連接；直流電機1、角度編碼器2、單片機控制模塊3、臺燈燈頭分別通過導線與外接電源連接；與外接電源連接得導線配置有開關(guān)。
[0015]本實施例的臺燈工作時，單片機控制模塊3讀取直流電機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)，然后單片機控制模塊3輸出pwm波通過電機驅(qū)動模塊轉(zhuǎn)換為驅(qū)動直流電機1運轉(zhuǎn)的電壓，控制直流電機1運轉(zhuǎn)來使燈頭保持平衡狀態(tài)。整個控制過程為一閉環(huán)工作系統(tǒng)。臺燈不工作時，燈頭垂下，節(jié)約占地空間。
[0016]其中單片機控制模塊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，單片機控制模塊3進行初始化。單片機控制模塊3讀取直流電機1上的角度編碼器與角度編碼器2的數(shù)值判斷臺燈是否為靜止狀態(tài)，等臺燈靜止后，此時第一擺桿4和第二擺桿5均處于倒立狀態(tài)，單片機控制模塊3對讀取到的擺桿傾斜角度值信息進行校正；
步驟2.控制直流電機1擺動使燈頭擺動至最高點:單片機控制模塊3輸出不同占空比的pwm波控制直流電機1擺動的速度。電機旋轉(zhuǎn)時第一擺桿4跟著旋轉(zhuǎn)，帶動第二擺桿5進行擺動。逐漸增大第二擺桿5擺動的幅度，當?shù)诙[桿5剛好擺動到倒立狀態(tài)時，立即進入步驟3 ;
步驟3.控制燈頭保持倒立狀態(tài)，并點亮燈頭:單片機控制模塊3繼續(xù)讀取直流電機1上的角度編碼器與角度編碼器2數(shù)據(jù)，當在外力作用下燈頭發(fā)生傾斜時，燈頭在重力作用下加速傾斜，單片機控制第一擺桿4運轉(zhuǎn)，使燈頭收到相反的力，從而使燈頭保持平衡。
[0017]盡管本說明書較多地使用了直流電機1、角度編碼器2、單片機控制模塊3、第一擺桿4和第二擺桿5等術(shù)語，但并不排除使用其他術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便的描述本發(fā)明的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
[0018]應當理解的是，本說明書未詳細闡述的部分(例如:控制算法)均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
[0019]應當理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種基于二階倒立擺的智能落地臺燈，包括底座、支架、臺燈燈頭以及燈頭護罩；其特征在于:還包括帶編碼器的直流電機(1)、角度編碼器(2)、單片機控制模塊(3)、第一擺桿(4)和第二擺桿(5); 所述支架固定安裝在底座上，所述直流電機(I)通過硬桿水平固定安裝在支架上方；所述直流電機(I)的轉(zhuǎn)軸與第一擺桿(4)垂直連接，所述第一擺桿(4)和第二擺桿(5)通過連接件可現(xiàn)對轉(zhuǎn)動地連接在一起，構(gòu)成一二階倒立擺系統(tǒng)；所述第一擺桿(4)和第二擺桿(5)接處設置有所述角度編碼器(2);所述臺燈燈頭以及燈頭護罩安裝在所述第二擺桿(5)頂部； 所述的單片機控制模塊(3)安裝在所述底座內(nèi)，分別與所述直流電機(1)、角度編碼器(2)連接；所述直流電機(1)、角度編碼器(2)、單片機控制模塊(3)、臺燈燈頭分別通過導線與外接電源連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二階倒立擺的智能落地臺燈，其特征在于:所述的與外接電源連接得導線配置有開關(guān)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于二階倒立擺的智能落地臺燈，包括底座、支架、臺燈燈頭以及燈頭護罩、直流電機、角度編碼器、單片機控制模塊、第一擺桿和第二擺桿；支架固定安裝在底座上，直流電機通過硬桿水平固定安裝在支架上方；直流電機的轉(zhuǎn)軸與第一擺桿垂直連接，第一擺桿和第二擺桿通過連接件可現(xiàn)對轉(zhuǎn)動地連接在一起，構(gòu)成一二階倒立擺系統(tǒng)；第一擺桿和第二擺桿接處設置有角度編碼器；臺燈燈頭以及燈頭護罩安裝在第二擺桿頂部；單片機控制模塊安裝在底座內(nèi)，分別與直流電機、角度編碼器連接；直流電機、角度編碼器、單片機控制模塊、臺燈燈頭分別通過導線與外接電源連接。本發(fā)明具有成本低、占用空間小、能有效的防止臺燈被外力絆倒而損壞。
【IPC分類】F21V21/15, F21S6/00
【公開號】CN105240729
【申請?zhí)枴緾N201510734818
【發(fā)明人】嚴志聰, 占浩瀾, 田元, 陳小橋
【申請人】武漢大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月3日