具有轭架和头部位置编码装置的摇头灯具的制作方法

具有轭架和头部位置编码装置的摇头灯具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种摇头灯具，其包括基座；轭架，其可旋转地连接到基座；头部，其可旋转地连接到轭架。头部包括产生光的至少一个光源。致动器适合于使轭架或头部旋转。磁性装置附接到致动器的轴并且产生垂直于致动器轴的磁场。磁性编码器相对于轴固定并且基于磁场提供轴位置信号，其指示轴相对于磁性编码器的角位置。在轭架或头部位于相关的许多预定的角位置时，指示装置提供指示信号。处理装置适合于基于致动器轴位置信号和指示信号控制摇头灯具。
【专利说明】具有轭架和头部位置编码装置的摇头灯具

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种照明设备，其包括基座；轭架，其连接到基座并且可相对于基座旋 转；以及头部，其连接到轭架并且可相对于轭架旋转。头部包括产生光的至少一个光源，并 且摇头灯具包括用于检测轭架相对于基座的位置的装置和/或用于检测头部相对于轭架 的位置的装置。
[0002] 发明背景
[0003] 摇头照明灯具在照明领域中已众所周知并且尤其用在娱乐照明中。通常，一种摇 头灯具包括具有产生光束的许多光源的头部，和适合于产生各种光效果的许多光效果装 置。头部可旋转地连接到轭架并且轭架可旋转地连接到基座，并且结果是可以使头部平 移和倾斜，由此在许多方向上定向光束。通常，摇头灯具允许轭架相对于基座的角位置在 0-540度之间，这意味着可以使轭架相对于基座旋转17 2转。类似地，典型的摇头灯具允许 头部相对于轭架的头部角位置在0-270度之间。然而，一些摇头灯具允许轭架或头部的更 大或更小范围的角位移。
[0004] 因此，大多数摇头灯具具备用于对齐轭架相对于基座的位置与头部相对于轭架的 位置的装置。传统上，这通过在启动时复位轭架和头部位置来实现，这个操作是通过使头部 和轭架旋转到端部止挡位置，然后适应摇头灯的处理器来计数步进电机相对于端部止挡位 置转动的步数来完成的。然而，有步进电机在操作期间失步的风险，这导致计数变得不准确 这一事实。这已通过提供光学传感器来解决，所述光学传感器适合于计数旋转轴的旋转步 长，而不是计数由步进电机施加的步进。
[0005] 例如，US 4, 716, 344公开一种电动灯定向设备，其中灯外壳可旋转地安装在U型闸 中并且可以通过电机总成旋转。电机总成包括盒状壳体，其具有从顶板向下延伸的四个相 互垂直的侧壁，其中DC电机和其齿轮箱安装在顶板上。输入轴延伸到内部并且与绕固定到 从动轴的较大直径的滑轮而被传送的环带合作。传动轴连接到灯并且使灯相对于U型托架 旋转。输入轴和滑轮的相对直径为18:120。编码器轮固定到输入轴的端部，编码器轮具有 刻在上面并且能够由光学传感器感测的可感测标记图案。
[0006] 已知光学传感器可能受到烟雾或灰尘干扰，并且因此有丢失计数的风险，由此所 确定的位置是不正确的。
[0007] US2003/0137842公开一种用于提供入射光的舞台灯的反射机构。反射机构包括安 装设备、旋转设备、旋转架、可旋转地安装到旋转架的反射设备，以及传输设备。旋转设备安 装到安装设备并且包括固定外圈、同心地、可旋转地安装在固定外圈中的中间圈，以及同心 地、可旋转地安装在中间圈中的内圈。内圈和中间圈分别由第一功率设备和第二功率设备 传动。旋转架附接到中间圈以随其转动。传输设备包括安装到内圈以随其转动的第一传输 构件，以及安装到反射设备以随其转动并且连接到第一传输构件的第二传输构件。产生光 束的光源提供在安装设备中，光束通过外圈、中间圈和内圈并且击中反射设备，由此在所需 的方向上被反射，因为可以使反射设备旋转和倾斜。
[0008] 磁性元件安装到中间圈的一侧，并且另一磁性元件安装到内圈的一侧。每个磁性 元件由相关的传感器检测，这个传感器由此检测中间圈和内圈相对于安装设备的位置，由 此在开始启动功率设备时提供调零功能。磁性元件充当复位机构并且使得仅可能检测反射 设备布置在相对于安装设备的特定位置时的位置，并且因此不可能检测反射设备的当前位 置。此外，不可能检测反射设备相对于安装设备的角位置，并且因此不可能区分反射设备的 不同的分辨率。
[0009] EP 2 103 864 和 EP 2 103 865 (对应于 US 2009/0231852 和 US7, 654, 692)公开一 种摇头灯具，其包括至少一个绝对编码设备。绝对编码设备指示第一输入轴相对于编码设 备的角运动，并且包括齿轮箱。齿轮箱包括第一输入轴、由第一输入轴传动的第一带齿定时 轮、使第一带齿定时轮互相啮合的第二带齿定时轮，以及连接到第二带齿定时轮并且由第 二带齿定时轮旋转的第二轴。第一定时轮与第二定时轮的齿的数量是不同的，并且因此使 第一输入轴和第二轴定时轮在不同的角速度下旋转。磁铁产生主要是垂直于轴的纵向方向 的磁场，并且被布置在第一输入轴和第二输入轴的端部。磁铁面向磁性编码设备，其能够测 量磁场的方向，由此可以确定轴的角位置。
[0010] 绝对编码设备的第一输入轴由皮带传动。皮带进一步使摇头灯具的头部的旋转轴 与电机互连，其中电机适合于传动皮带，然后皮带使头部旋转。随着皮带旋转，使绝对编码 设备的第一输入轴旋转，并且在传动皮带时，第一输入轴和第二轴相对于彼此的角位置改 变。内部处理器使用磁铁和磁性编码器来感测第一输入轴和第二轴相对于彼此的位置，并 且可以基于这些测量来确定头部的绝对位置。这个设置使得可能在打开摇头灯时立即确定 头部的位置，并且测量不受灰尘和烟雾进一步干扰。然而，必须在制造过程中非常准确地校 准绝对编码设备，因为内部过程需要知道绝对编码设备的第一输入轴和第二轴的不同的角 位置与头部的实际位置之间的相关性。此类过程使制造过程更复杂和昂贵。此外，有一种 风险，即人可能在摇头灯具内部的服务期间相对于彼此移动皮带和第一轴，并且因此破坏 摇头灯的工厂刻度。
[0011] 此外，绝对编码设备制造起来相当贵，因为其包括许多零件并且需要被单独提供。 此外，磁性编码器相对昂贵，并且此绝对编码设备用来确定轭架相对于基座的位置和头部 相对于轭架的位置的摇头灯需要至少四个此类磁性编码器。
[0012] 市场竞争传统上是基于摇头灯的光学性能，例如，光输出、光效果数、色彩混合等。 近来，市场竞争已发生变化，使得如质量、可用性和价格的参数变成最重要的因素。因此，需 要一种在质量、可用性和价格上有竞争力的摇头照明灯具。现有技术摇头灯包括许多组件 并且因此制造起来相当复杂，这增加了摇头灯的价格并且进一步复杂化摇头灯的可用性。 发明概要
[0013] 本发明的目的是解决与现有技术有关的上述限制。这通过如独立权利要求中描述 的摇头灯具来完成。附属权利要求描述本发明的可能实施方案。在本发明的详细描述中描 述本发明的优点和益处。
[0014] 附图简述
[0015] 图1图示根据本发明的包括位置编码设备的摇头灯具的结构图；
[0016] 图2图示根据本发明的包括位置编码设备的另一摇头灯具的横截面图；
[0017] 图3图示图2的摇头灯具的轭架的分解图；
[0018] 图4a至图4d图示图2的摇头灯具的轭架旋转装置和轭架位置编码系统；以及
[0019] 图5a至图5j图示图2的摇头灯具的编码系统的不同的情况。

【具体实施方式】
[0020] 鉴于包括产生光束的光源的摇头照明灯具来描述本发明，然而本领域技术人员认 识到本发明可以用于具有可相对于彼此旋转的至少两个外壳的任何种类的照明设备。此 外，应理解可以使用任何种类的光源，例如，放电灯、OLED、LED、等离子体源、齒素源、荧光光 源等。
[0021] 图1为图示根据本发明的包括位置编码系统的摇头灯具101的结构图。摇头灯具 101包括可旋转地连接到轭架105的基座103和可旋转地支撑在轭架中的头部107。头部 包括至少一个光源109，其产生沿着光轴111传播的光束110。
[0022] 在这个实施方案中，光源109布置在灯反射器和冷却系统113中，灯反射器和冷却 系统113包括在其中布置光源109的主反射器115、布置在主反射器的外面并且面向主反射 器的回复反射器（retro reflector) 117。反射器和冷却系统也包括适合于从光源散热的许 多散热片118，并且许多风机（未示出）适合于通过散热片之间的开口吹气。光由反射器系 统沿着光轴111定向并且在通过前透镜119退出头部之前经历许多光效果。光效果可以例 如是照明领域系统中已知的任何光效果，例如，调光器121、CMY混色系统123、滤色器（未 示出)、透镜遮光片125、动画效果127、聚焦和变焦系统129、棱镜效果（未示出)、框架效果 (未示出）、光阑效果（未示出），或娱乐照明领域中已知的任何其它光效果。应注意，可以 在摇头灯中包括更多、更少光效果或不包括光效果，并且可以使用任何数量和类型的光源。
[0023] 摇头灯具从外部电源（未示出）接收电功率131。电功率由内部电源133接收，内 部电源133适应电功率并且通过内部电源线（未示出）将电功率分配给摇头灯的子系统， 并且电功率可以用许多不同的方式来建构。灯具也包括控制器135，其通常包括处理装置 137和存储装置139。控制器基于指示与摇头照明灯具相关的光效果参数、位置参数和其它 参数的输入信号141来控制灯具中的其它组件（其它子系统）。控制器从智能和娱乐照明 领域中已知的光控制器143接收输入信号，例如通过使用如DMX、ArtNET、RDM等的标准协 议，然而也可以使用适合于通信控制命令的任何其它通信协议。通常，光效果参数指示与灯 光系统中的不同的光效果相关的至少一个光效果参数。中央控制器适合于通过内部通信线 (未示出）将命令和指令发送到摇头灯的不同的子系统。内部通信系统可以基于各种类型 的通信网络/系统。
[0024] 摇头灯具也可以具有用户输入装置，其使用户能够直接与摇头灯具进行交互，而 不是使用光控制器143来与摇头灯具通信。用户输入装置145可以例如是按钮、操纵杆、触 摸板、键盘、鼠标等。用户输入装置也可以由显示器147支持，从而使用户能够通过在显示 器上显示的菜单系统并且通过使用用户输入装置145与摇头灯光系统进行交互。在一个实 施方案中，显示设备和用户输入装置也可以整合成触摸屏。
[0025] 摇头灯具包括旋转装置，其适合于至少使轭架105相对于基座103或头部107相 对于轭架105旋转。如由箭头149所指示，轭架可以围绕轭架轴151以两种方式旋转，并且 如由箭头153所示，头部可以围绕头部轴152以两种方式旋转。
[0026] 在示出的实施方案中，旋转装置包括轭架致动器155，其适合于通过机械轭架传动 机构157使轭架105围绕轭架轴149并且相对于基座103旋转。轭架致动器包括轭架致动 器轴159并且传动轭架致动器轴159。轭架致动器轴159与连接到轭架轴161的机械轭架 传动机构157进行交互。轭架轴161通过轴承（未示出）可旋转地连接到基座并且相对于 轭架固定，由此轭架可以围绕轭架轴并且相对于基座旋转。
[0027] 以类似的方式，旋转装置包括头部致动器163,其包括头部致动器轴165并且传动 头部致动器轴165。头部致动器轴与连接到头部轴169的机械头部传动机构167进行交互。 头部轴通过轴承（未示出）可旋转地连接到轭架并且相对于头部固定，由此头部可以围绕 头部轴152并且相对于轭架旋转。在示出的实施方案中，头部包括两个头部轴，其可旋转地 连接到轭架的两个直立腿，并且头部致动器和头部传动机构与一个头部轴进行交互。
[0028] 技术人员认识到机械轭架和头部传动机构可以通过使用如轴、齿轮、缆绳、链条、 皮带、传输系统、轴承等的机械组件用许多不同的方式来建构。然而，作为实例，轭架和轭架 传动机构包括与带齿轭架轴轮（axel wheel)和带齿轭架轴轮（shaft wheel)进行交互的皮 带。类似地，头部传动机构167包括与带齿头部轴轮和带齿头部轴轮进行交互的皮带。
[0029] 此外，摇头灯具包括提供至少一个位置信号（未示出）的位置传感装置，所述位置 信号至少指示轭架相对于基座的位置和/或头部相对于轭架的位置。控制器适合于基于至 少一个位置信号和输入信号控制旋转装置，其中输入信号指示至少一个位置参数。控制器 可能以此方式将头部、轭架和基座定位在由机械学可允许的任何位置中。位置信号从位置 传感装置被馈送到控制器135,并且可以是指示轭架和/或头部的位置并且可以由控制器 135读取的任何信号（模拟和数字）。
[0030] 在这个实施方案中，位置传感装置包括磁性装置171。磁性装置171附接到轭架 致动器轴159并且与轭架致动器轴同时旋转。磁性装置159产生磁场，其大体上垂直于磁 性装置所附接到的轭架致动器轴的旋转轴173。磁性装置可以例如是产生磁场的磁性材料 的永久磁铁，然而需要时磁性装置也可以实施为电磁铁。磁性编码器173相对于磁性装置 159所附接到的轴159固定并且提供至少一个轴位置信号，其中轴位置信号指示轴相对于 磁性编码器的角位置。磁性编码器为能够测量磁性装置产生的磁场的方向的任何设备，并 且因此这个信号指示轭架轴159的角位置。磁性编码器可以例如是由澳大利亚微系统公 司提供的AS5040旋转编码器，和在以下网页中列出的任何磁性旋转编码器：http://www. austriamicrosystems. com/Products/Magnetic-Encoder s。然而，应注意，可以使用来自不 同的供应商的类似的磁性编码器。
[0031] 除磁性装置171和相应的磁性编码器173之外，也提供指示装置175,其在轭架位 于相对于基座的预定的位置时提供指示信号。指示装置可以实施为由机械装置激活的机械 或光学开关，所述机械装置附接到轭架或轭架轴。在示出的实施方案中，指示装置实施为磁 开关175,其在磁开关检测到磁场时提供指示信号。因此，磁性装置在轭架处被提供并且通 过磁开关附近。在示出的实施方案中，磁性装置被提供为布置在轭架轴处的永久磁铁并且 因此将激活磁开关每转一次。这确保对烟雾或灰尘不敏感的非常可靠的开关。磁性装置177 被定位成偏离轭架轴，并且确保导线可以引入轭架轴以及可以在不制动导线或使导线缠结 的情况下使轭架轴旋转超过360度。
[0032] 轭架可以围绕轭架轴151旋转超过360度，这意味着轭架可以相对于基座执行超 过一转。通常，摇头灯被设计成轭架可以相对于基座旋转480-720度。因此，每次轭架相对 于基座经历一转，指示装置175将提供指示信号。机械轭架传动机构157已被设计成对于 轭架相对于基座的每次旋转而言，磁性装置171相对于磁性编码器173的角位置是不同的。 这可以通过设计轭架致动器轴与轭架轴之间的齿轮装置来实现，例如，通过设计和适应带 齿轭架轴轮和带齿轭架轴轮的齿的数量以使得每次激活指示装置，磁性装置171相对于磁 性编码器173的角位置是不同的。换句话说，轭架致动器轴与轭架轴的齿数比被设计成在 激活指示装置时，轭架轴的角位置与磁性装置171相对于磁性编码器173的预定的角位置 有关。在使轭架相对于预定义的起始点旋转时，轭架的角位置定义轭架轴相对于预定义的 起始点的角。通常，轭架可以相对于基座旋转720度，并且预定义的起始点可以被定义为轭 架相对于基座的一个最外面的位置。因此，〇度的角位置对应于轭架的最外面的位置；180 度的角位置对应于1/2转，360度的角位置对应于一整转，540度的角位置对应于17 2转，并 且720度的角位置对应于2转。
[0033] 每次激活指示装置，激活的轭架的角位置与磁性装置171相对于磁性编码器173 的角位置有关。因此，指示信号和轭架致动器位置信号的每个组合对应于轭架的唯一的角 位置，并且因此指示信号和位置信号可以用于确定轭架的角位置。然后，处理装置可以基于 轭架致动器位置信号和关于齿数比的知识（例如，如存储在存储器中的公式或查找表）来 确定轭架的角位置。
[0034] 这使得可能提供廉价和可靠的位置编码器系统，其中控制器可以确定轭架相对于 基座的位置，然后根据输入信号适应轭架的位置。
[0035] 为了要实现这一点，当激活指示装置时，控制器接收指示信号，并且从磁性编码器 读取位置信号并使用这些信号来确定轭架相对于基座的角位置。然后，控制装置可以基于 磁性编码器确定轭架相对于基座的角位置，所述角位置指示轭架致动器轴的角位移。控制 器可以基于相关传动机构的知识确定轭架的实际角位置，然后基于确定的位置控制摇头灯 具。与US 2003/0137842的舞台灯相比，这使得可能确定轭架相对于基座的转数，并且同时 确定在旋转期间的中间位置。这是可能的，因为由指示装置提供的指示信号与轭架致动器 位置信号结合，从而实现准确的校准，并且然后轭架致动器位置信号可以用于在中间位置 确定轭架相对于基座的位置。
[0036] 与 2 103 864 和 EP 2 103 865 (对应于 US 2009/0231852 和 US 7, 654, 692)所公开 的现有技术位置编码系统相比，这个系统只需要一个磁性编码器，然而可以非常快地校准 位置，因为指示装置可以位于策略位置，使得轭架不需要一直旋转到最外面的结束位置。此 夕卜，编码机构不需要与传动皮带接触，这消除了由于传动皮带导致的校准误差并且进一步 使得更容易地更换损坏的传动皮带。也可能提供指示不同的轭架位置的许多指示装置，并 且由此减少校准时间，这是因为现在可以在多个位置校准轭架的位置。
[0037] 尽管示出的摇头灯没有这样的情况，但是应理解类似的系统可以用于确定头部相 对于轭架的位置。技术人员将认识到这需要产生大体上垂直于头部致动器轴的磁场的磁性 装置并且磁性编码器基于磁场确定头部致动器轴的角位移，并且需要在头部或头部轴处提 供指示装置。
[0038] 然而，通常摇头灯具的头部可以围绕头部轴并且相对于轭架旋转小于360度。在 此类实施方案中，位置传感装置包括磁性装置179,其附接到头部轴并且与头部轴同时旋 转。磁性装置179产生磁场，其大体上垂直于磁性装置所附接到的头部轴的旋转轴173。 磁性装置可以例如是产生磁场的磁性材料的永久磁铁，然而需要时磁性装置也可以实施为 电磁铁。磁性编码器181相对于磁性装置179所附接到的头部轴169固定并且提供至少 一个头部轴位置信号。磁性编码器为能够测量磁性装置产生的磁场的方向的任何设备，并 且因此这个信号指示头部轴152的角位置。磁性编码器可以例如是由澳大利亚微系统公 司提供的AS5040旋转编码器，和在以下网页中列出的任何磁性旋转编码器：http://www. austriamicrosystems. com/Products/Magnetic-Encoder s。然而，应注意，可以使用来自不 同的供应商的类似的磁性编码器。
[0039] 这使得可能基于头部轴信号确定头部相对于轭架的位置，并且基于头部轴信号和 输入信号控制头部致动器。此外，这个编码系统使得可能减少摇头灯具的成本，因为磁性编 码器的数量已减少。
[0040] 图2图示根据本发明的包括位置编码系统的摇头灯具201的另一实施方案。摇头 灯具包括可旋转地连接到轭架205的基座203和可旋转地支撑在轭架中的头部207。头部 包括以圆圈209为标记的反射和冷却系统。圆圈211指示许多光效果，例如，在图1中提到 的那些光效果中的任何光效果。圆圈213指示变焦和聚焦系统，其包括许多光学透镜。
[0041] 圆圈215指示根据本发明的轭架旋转和轭架位置编码系统。轭架旋转和轭架位置 编码系统基于与图1中所述相同的原理，但位于轭架中而不是基座中。将在图3和图4中 进一步详细地说明和描述系统。圆圈217和圆圈219分别指示头部旋转系统和头部位置编 码系统，如图1中所述实施这两个系统。
[0042] 图3图示图2中所示的轭架205的分解透视图。轭架包括轭架的组件附接在上面 的轭框302。轭架被许多轭架壳（未示出）覆盖并且具备用于携带摇头灯的手柄304,手柄 304整合到轭框302的腿的上部中。
[0043] 轭架旋转装置和轭架位置编码系统安装在轭框302上并且包括轭架致动器355， 轭架致动器355适合于通过机械轭架传动机构357 (在图4a至图4d中进一步详细地所示） 使轭架205围绕轭架轴349并且相对于基座（未示出）旋转。轭架致动器包括轭架致动器 轴359并且传动轭架致动器轴359。轭架致动器轴359与连接到轭架轴361的机械轭架传 动机构357进行交互。轭架轴161通过轴承（未示出）可旋转地连接到基座并且相对于轭 架固定，由此轭架可以围绕轭架轴并且相对于基座旋转。
[0044] 现在参看图4a至图4d，其图示用于图2和图3中的摇头灯具的轭架旋转装置和轭 架位置编码系统。图4a图示透视图，图4b图示正视图，图4c图示顶视图，并且图4d图示 底视图。轭架致动器355包括轭架致动器轴359并且传动轭架致动器轴359。也在图3中 指示也在图3中可见的组件。轭架致动器轴359与连接到轭架轴（在图4a至图4d中未示 出）的机械轭架传动机构357进行交互。在示出的实施方案中，轭架传动机构包括连接到 轭架致动器轴359的带齿轭架轴轮358,和连接到轭架轴（在图3中所示）的带齿轭架轴轮 360。带齿轭架轴轮358和带齿轭架轴轮由轭架传动皮带362互连，轭架传动皮带362可以 由轭架致动器355和带齿轭架轴轮传动，并且由此迫使轭架围绕轭架轴349旋转。轭架传 动皮带包括使带齿轭架轴轮与带齿轭架轴轮相配的许多齿（未示出）。轭架传动机构357 也包括皮带张紧机构364,其包括可旋转轮366和弹簧装置368,弹簧装置368适合于向轭 架传动皮带362施加力，由此使轭架传动皮带保持紧的。
[0045] 如同在图1中，位置传感装置包括附接到轭架致动器轴359的磁性装置371。在这 个实施方案中，磁性装置为永久磁铁，其附接在轭架轴的一端并且因此与轭架致动器轴同 时旋转。磁性装置371产生磁场，其大体上垂直于轭架致动器轴的旋转轴。磁性编码器373 布置在轭架致动器的顶部和磁性装置371的上面，以使得其能够测量磁性装置371产生的 磁场的方向。磁性编码器提供指示轭架轴的角位置的轭架轴位置信号，并且可以通过电连 接器374 (图4a)将轭架轴位置信号发送到控制器。
[0046] 位置传感装置也包括指示装置，其在轭架位于相对于基座的许多预定的位置时提 供指示信号。在这个实施方案中，指示装置包括第一磁开关376a和第二磁开关376b，其 被定位成在永久磁铁通过磁开关附近时，许多永久磁铁可以激活磁开关。四个永久磁铁 378a-378d被布置成偏离轭架轴349并且布置在带齿轭架轴轮360处。四个永久磁铁以90 度的间隔布置在轭架旋转轴周围，并且磁开关376a和磁开关376b隔开45度角。每次轭架 相对于基座旋转45度，第一磁开关376a和第二磁开关376b将交替地提供激活信号，并且 将这些激活信号发送到控制器（使用电子学的领域中已知的连接器和导线）。
[0047] 机械轭架传动机构357被设计成对于轭架相对于基座的每次旋转而言，磁性装置 371相对于磁性编码器373的角位置是不同的。这可以通过设计轭架致动器轴与轭架轴 之间的齿轮装置来实现，例如，通过设计和适应带齿轭架轴轮和带齿轭架轴轮的齿的数量 以使得每次激活指示装置，磁性装置371相对于磁性编码器373的角位置是不同的。在这 个实施方案中，带齿轭架轴轮具有18个齿，并且轭架轴轮具有128个齿，从而提供齿数比 1:7. 1111。这个齿数比确保轭架可以相对于基座旋转达765度，并且每次激活第一磁开关 和每次激活第二磁开关，轭架轴的角位置是不同的。这使得可能基于来自第一磁开关和第 二磁开关的激活信号以及轭架轴位置信号识别轭架相对于基座的角位置。这个设置使得可 能非常快地校准轭架位置，因为在激活第一磁开关或第二磁开关之前轭架只需要旋转22. 5 度的最大值，然后可以校准轭架相对于基座的位置。磁性编码器使得然后可能在中间位置 确定轭架相对于基座的角位置。
[0048] 下表说明第一磁开关和第二磁开关以及轭架轴的相应的角位置的可能的组合。在 图5a至图5j中图示一些指示的情况，并且表指示在哪个图中指示情况。
[0049]

【权利要求】
1. 一种摇头灯具，其包括： 〇基座； 〇轭架，其可旋转地连接到所述基座； 〇头部，其可旋转地连接到所述轭架，所述头部包括产生光的至少一个光源； 〇至少一个致动器，其适合于使所述轭架围绕轭架轴或所述头部围绕头部轴旋转； 〇位置传感装置，其提供至少一个位置信号，所述位置信号至少指示所述轭架相对于 所述基座的位置或所述头部相对于所述轭架的位置； 〇处理装置，其适合于基于所述至少一个位置信号控制所述致动器； 其中所述位置传感装置包括： ?磁性装置，其附接到所述至少一个致动器的轴，所述磁性装置产生磁场，所述磁场大 体上垂直于所述至少一个致动器的所述轴； ?磁性编码器，其相对于所述至少一个致动器的所述轴固定；所述磁性编码器基于所 述磁场提供至少一个致动器轴位置信号，并且所述至少一个轴位置信号指示所述致动器的 所述轴相对于所述磁性编码器的角位置； ?指示装置，其在所述轭架位于相对于所述基座的许多预定的角位置时或在所述头部 位于相对于所述轭架的许多预定的角位置时，提供指示信号； 其中所述至少一个位置信号包括所述致动器轴位置信号和所述指示信号。
2. 如权利要求1所述的摇头灯具，其进一步包括机械耦合机构，所述机械耦合机构适 合于将所述至少一个致动器的所述轴耦合到所述轭架或所述头部，所述机械耦合机构适合 于使所述轭架或所述头部在最小角位置与最大角位置之间旋转，并且其中所述机械耦合机 构适合于在所述轭架或所述头部位于所述最小角位置与所述最大角位置之间的所述许多 预定的位置时，提供所述致动器轴的许多唯一的角位置。
3. 如权利要求1至2中任一项所述的摇头灯具，其中所述位置传感装置包括多个指示 装置，在所述轭架位于相对于所述基座的许多预定的角位置时或在所述头部位于相对于所 述轭架的许多预定的角位置时，每个指示装置提供指示信号。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的摇头灯具，其中所述指示装置包括至少一个磁性 装置，其位于所述轭架或所述头部处；以及至少一个磁开关，其适合于在所述磁性装置位于 所述磁开关附近时检测所述至少一个磁性装置。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的摇头灯具，其中所述处理装置适合于基于所述致 动器轴位置信号和所述指示信号确定所述轭架或所述头部的所述角位置。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的摇头灯具，其中所述处理装置适合于在所述轭架 或所述头部位于所述许多预定的位置的外面时，基于所述致动器轴位置信号确定所述轭架 或所述头部的所述角位置。
7. 如权利要求4至6中任一项所述的摇头灯具，其中所述磁性装置包括四个永久磁铁， 其以45度的间隔定位在所述轭架或所述头部的旋转轴周围，并且由于两个磁开关被提供 并且相对于所述旋转轴隔开45度，所述磁开关适合于在所述轭架或所述头部围绕所述旋 转轴旋转时，交替地感测由所述永久磁铁产生的所述磁场。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的摇头灯具，其中： ?所述至少一个致动器为轭架致动器，其适合于使所述轭架围绕所述轭架轴旋转； ?所述磁性装置附接到所述轭架致动器的轴； ?所述磁性编码器相对于所述轭架致动器的所述轴固定并且适合于提供轭架致动器 轴位置信号，其指示所述轭架致动器的所述轴的所述角位置； ?在所述轭架位于相对于所述基座的许多预定的角位置时，所述指示装置提供轭架指 不信号； 其中所述至少一个位置信号包括所述轭架致动器轴位置信号和所述轭架指示信号。
9. 如权利要求8所述的摇头灯具，其进一步包括头部致动器，所述头部致动器适合于 使所述头部围绕所述头部轴旋转，并且所述头部可以小于360度的角围绕所述头部轴旋 转，其中所述位置传感装置进一步包括： ?附接到所述头部的头部磁性装置，其使头部磁场旋转并且产生所述头部磁场，所述 头部磁场大体上垂直于所述头部轴； ?头部磁性编码器，其相对于所述头部轴固定，所述头部磁性编码器提供头部位置信 号，其指示所述头部的所述角位置； 其中所述至少一个位置信号包括所述头部位置信号。
10. -种摇头灯具，其包括： 〇基座； 〇轭架，其可旋转地连接到所述基座； 〇头部，其可旋转地连接到所述轭架，所述头部包括产生光的至少一个光源； 〇至少一个致动器，其适合于使所述轭架围绕轭架轴或所述头部围绕头部轴旋转； 〇位置传感装置，其提供至少一个位置信号，所述位置信号至少指示所述轭架相对于 所述基座的位置或所述头部相对于所述轭架的位置； 〇处理装置，其适合于基于所述至少一个位置信号控制所述致动器； 其中： ?所述至少一个致动器为头部致动器，其适合于使所述头部围绕所述头部轴旋转，并 且所述头部可以小于360度的角围绕所述头部轴旋转； 并且其中所述位置传感装置包括： ?附接到所述头部的头部磁性装置，其使头部磁场旋转并且产生所述头部磁场，所述 头部磁场大体上垂直于所述头部轴； ?头部磁性编码器，其相对于所述头部轴固定，所述头部磁性编码器提供头部位置信 号，其指示所述头部的角位置； 其中所述至少一个位置信号包括所述头部位置信号。
【文档编号】F21V21/15GK104053948SQ201380004370
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年3月20日
【发明者】T.K.拉斯马森, T.文特 申请人:马田专业公司