一种火焰仿真装置及仿真电壁炉的制作方法

本发明涉及仿真电壁炉技术领域，尤其是涉及一种能够模拟火焰跃动的火焰仿真装置及仿真电壁炉。

背景技术：

仿真电壁炉作为一种融合现代光学原理的装饰设备，其装饰作用更为突出且流传最广，它以电能作为能源，不设明火，依靠光的反射产生二维或三维火焰，再配以仿真木炭，从而产生模拟火焰燃烧的视觉效果，效果逼真。相比于传统壁炉，电壁炉不会产生烟尘、气味以及燃烧时的噪音，不仅能节省成本，还能带来高雅舒适的观赏效果，享受电壁炉带来的温馨和舒适。

现有技术中，仿真电壁炉的传统做法是在仿真燃料底部或侧壁设置光源用于照射仿真燃料，使其产生燃烧的视觉效果。为了使仿真燃料效果逼真，通常设置光源、旋转体和成像板，光源发出光线照射在旋转体上，经过旋转体的反射或折射后形成的不规则的光线投射至成像板上呈现出火焰燃烧的效果；再通过人工调节的方式确定光源和旋转体的相对位置，在成像板上获得范围较大的“火焰”效果，进而使由不规则的光线形成的“火焰”充满整个成像板。但是，由于光源和旋转体的相对位置关系是固定的，成像板上呈现的“火焰”的位置和范围也是固定的，这种做法产生的火焰动态效果不好，无法模拟出火焰由小到大逐渐增加的燃烧效果，更无法模拟出火焰时大时小的动态效果，画面比较呆板，导致立体感和真实感不足。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种火焰仿真装置，其能够模拟火焰由小到大逐渐增加的燃烧效果。

本发明的第二个目的在于提供一种安装有上述火焰仿真装置的仿真电壁炉。

为达到第一个目的，本发明是通过以下技术方案实现的：包括光源、可转动的透光体、成像板、摆动架和驱动单元；所述若光源发出第一光线组；所述第一光线组投射入所述透光体后形成第二光线组，所述第二光线组投射在所述成像板上成像；所述光源设置在所述摆动架上，所述驱动单元驱动所述摆动架绕所述透光体摆动。

相对于现有技术，本发明通过设置驱动单元驱动光源绕透光体往复摆动，从而调节光源发出的第一光线组与透光体的入射角，而由第一光线组经过透光体形成的第二光线组的出射角也发生变化，最终使得第二光线组投射至成像板上形成的像的范围不同，宏观上表现为成像板上呈现的火焰高度不同。同时，由于驱动电机的转动是连续的，不仅可以模拟出火焰由小到大逐渐增加的燃烧效果，还可以模拟出火焰时大时小的动态效果，提高了仿真燃料燃烧的真实感和立体感。

进一步地，所述驱动单元包括驱动电机，所述摆动架包括基架和连接桥，所述光源设置在所述基架上，所述连接桥的一端与所述基架固定，另一端与所述驱动电机的传动轴固定，所述驱动电机通过所述连接桥带动所述基架绕所述透光体往复摆动。

进一步地，所述驱动单元还包括一摆动控制器，所述摆动控制器控制所述驱动电机的转动模式。

进一步地，所述基架为一条形板，其与所述透光体的转轴平行。

进一步地，所述透光体上设有多个混光块，所述第一光线组投射入所述透光体及混光块后形成第二光线组。

进一步地，所述混光块为凸透镜，或者凹透镜，或凸透镜和凹透镜的组合。混光块的作用是使光线在这些凸透镜、凹透镜或其二者的组合之间发生反射、折射、聚光和散光，进而形成混光效果。

进一步地，所述透光体包括至少两个通过连接部连接的子透光体，每个子透光体为拱形的弧线形成的旋转体，所述混光块沿每个子透光体的周向紧密排列形成混光块圈，并沿该子透光体的轴向排列成若干圈混光块圈。

进一步地，所述子透光体为空心，所述混光块设置在所述子透光体的外壁和/或内壁；或者，所述子透光体为实心，所述混光块设置在所述子透光体的外壁。

进一步地，还包括电机，所述电机驱动所述透光体转动。

为达到第二个目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种仿真电壁炉，包括一壁炉箱体，所述壁炉箱体的前侧面设有与壁炉箱体内腔连通的视窗，所述壁炉箱体内腔设有火焰仿真装置。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明实施例的火焰仿真装置整体结构图；

图2为本发明实施例的火焰仿真装置侧视结构图；

图3为本发明实施例的透光体结构图；

图4为本发明实施例的透光体a-a方向截面图；

图5为本发明实施例的透光体b-b方向截面图；

图6为本发明实施例的火焰高度调节原理图。

其中，附图标记为：

10-光源、10a-第一光线组、10b-第二光线组、20-透光体、21-子透光体、22-连接部、211-混光块、30-支撑架、31-电机、40-成像板、511-基架、512-连接桥、521-驱动电机、521a-连接块、522-摆动控制器。

具体实施方式

本实施例提供了一种仿真电壁炉，请同时参阅图1-2，包括壁炉箱体以及设于壁炉箱体内的仿真燃料(图未示)和火焰仿真装置；所述壁炉箱体的前侧面设有与壁炉箱体内腔连通的视窗，所述壁炉箱体内腔设有所述火焰仿真装置。

所述仿真燃料靠近所述视窗设置，当从所述视窗望向所述壁炉箱体内腔时，能看到所述仿真燃料；在本实施例中，所述仿真燃料包括仿真灰烬堆和仿真木炭，具体为多个仿真木炭堆叠在所述仿真灰烬堆上，且多个仿真木炭向内腔倾斜；所述仿真木炭由透光树脂制成，呈灰黑色。进一步地，所述仿真燃料下方还设置有用于照亮所述仿真燃料的仿真燃料光源(图未示)；作为优选地，所述仿真燃料光源为led灯，所述led灯为橘红色或橘黄色。

所述火焰仿真装置包括光源10、透光体20、成像板40和摆动机构。所述光源10发出第一光线组10a；所述第一光线组10a投射入所述透光体20后形成第二光线组10b，所述第二光线组10b投射在所述成像板40上成像；所述光源10设置在所述摆动机构上，所述摆动机构带动所述光源10绕所述透光体相对移动，使光源10相对透光体的入射光线的角度发生变化，从而使从透光体出射的第二光线组投射在成像板上的图像移动、变大或变小。

所述光源10为led光源10，所述光源10包括至少一行由若干led发光芯片排布的led灯组，所述led灯组沿所述透光体的轴向设置并与所述透光体20正对。所述led灯组至少包含有蓝光led灯和橘红光led灯。

所述透光体20为对称或不对称结构，以及实心或空心的结构。透光体20可以为一球体、圆柱体、或以一拱形的弧线为母线，再以弧线两端的连线或与该连线平行的直线为轴旋转形成的旋转体。在透光体20上可设置多个混光块211，所述混光块211为凸透镜或凹透镜，或者是凸透镜和凹透镜的组合。当所述子透光体21为空心时，所述混光块211设置在所述子透光体21的外壁和/或内壁上。当所述子透光体21为实心时，所述混光块211设置在所述子透光体21的外表面。光源10发出的光线在这些凸透镜、凹透镜或其二者的组合之间形成反射、折射、聚光和散光的混光效果。

在本实施例中，所述透光体20包括至少三个子透光体21，这些子透光体21同轴设置并通过一连接部22连接。请同时参阅图3-5，所述子透光体21为一空心球体或以一拱形的弧线为母线，再以弧线两端的连线或与该连线平行的直线为轴旋转形成的旋转体结构。所述混光块211设置在所述子透光体的内表面。所述混光块211沿该子透光体21的周向紧密排列形成一混光块圈，并沿该子透光体21的轴向排列成若干混光块圈。另外，所述连接部22可以透光或不透光。在本实施例中，所述连接部22为直径略小于所述空心球体的圆柱体，该连接部22的表面设置有磨砂面以形成不透光的结构，且该磨砂面的作用是减小穿过每个子透光体21的光线之间相互干扰。

所述透光体20通过一支撑架30安装在所述壁炉箱体的底板(图未示)上。具体地，所述透光体20的转轴铰接穿设在支撑架30上，并通过一电机31带动所述透光体20转动。

所述成像板40可以为所述壁炉箱体的后壳板，且其上贴有带砖纹的壁纸；或者，所述成像板40也可以为设置在所述壁炉箱体中部的透光板，具体为由光学性能优良的硬质透明塑料加工形成的半透明板。

所述摆动机构包括一摆动架和驱动单元，所述驱动单元带动所述摆动架绕所述透光体20摆动，作为优选的是驱动单元带动所述摆动架绕所述透光体的转轴往复摆动；具体地，所述摆动架包括基架511和连接桥512，所述连接桥512的一端与所述基架511固定，另一端与所述透光体相对固定。具体地，所述基架511为一条形板，其与所述透光体20的转轴平行，所述光源10设置在所述基架511上，并在条形板的长度方向上等间距排列；作为优选地，所述基架511的长度与所述透光体的长度相近或相等。所述连接桥512具体为两个，其分别设置在基架511的两端，每个连接桥512的一端与所述基架511固定，另一端分别套设在所述透光体的转轴上，并铰接在所述支撑架30上，由此，所述摆动架可以带动所述光源10绕所述透光体20的转轴摆动。

所述驱动单元包括驱动电机521和摆动控制器522；具体地，所述驱动电机521的传动轴通过一连接块521a与所述连接桥512固定，所述驱动电机521带动所述摆动架绕所述透光体20往复摆动；在本实施例中，所述驱动电机521设置在所述支撑架30上。进一步，所述摆动控制器522控制所述驱动电机521的转动模式，具体地，可以预先在摆动控制器522中设置驱动电机的转速以及驱动电机的传动轴正、反向运动的切换频率，由此可以控制所述驱动电机521正向转动一定时间后再反向转动，进而带动所述连接桥512、基架511及光源10绕所述透光体往复摆动。

下面说明模拟火焰在成像板40上的高度调节的原理。在所述光源10绕透光体20相对移动的过程中，光源10发出的第一光线组10a进入所述透光体的入射角会发生变化，因此，所述透光体中射出的第二光线组10b的出射角也会发生变化，进而在成像板40上的不同高度范围内成像，进而实现模拟调节火焰大小的效果。进一步，由于光源10是随着驱动电机521转动的，则第一光线组10a进入所述透光体的入射角是连续变化的，因此，所述第二光线组10b的出射角也是连续变化的，进而在成像板40上呈现出火焰时大时小的燃烧效果。具体地，为了方便原理的说明，将入射角定义为光源10与透光体中心的连线与水平面的夹角，并假设光源10的入射角在45°-20°之间变换，成像板40上形成的火焰的变化过程。请参阅图6初始状态下，当光源10的入射角为45°时，第一光线组10a进入所述透光体的入射角最大，此时，形成的第二光线组10b照射在成像板40上形成的“火焰区域”最大，宏观上，成像板40上呈现的火焰高度最高，几乎覆盖整个成像板40；当驱动电机521转动时，光源10的入射角逐渐减小，形成的第二光线组10b照射在成像板40上形成的“火焰区域”逐渐变小，宏观上，成像板40上呈现的火焰高度逐渐降低；当光源10的入射角为20°时，第一光线组10a进入所述透光体的入射角最小，形成的第二光线组10b照射在成像板40上形成的“火焰区域”最小，宏观上，成像板40上呈现的火焰高度最矮。以上将入射角定义为45°-20°仅作为原理上的说明，实际上，该入射角可以根据光源与透光体的距离、成像板的高度等因素进行调节，以获得最佳的“火焰”效果。

使用时，所述光源通电后发出的第一光线组照射在转动的透光体上，第一光线组经过透光体以及透光体上设置的混光块，产生多次反射、折射、聚光及散光后形成第二光线组投射至成像板上，形成明暗及大小不一的光斑。由于所述透光体的表面为弧形结构，并且每个混光块设置在透光体上的位置都不同，从而混光块到成像板的距离也不同，因此光线经过不同的混光块后在成像板上形成的光斑大小、形状、亮度和位置也会不同，并且随着透光体的转动，混合光线在成像板上呈现出火焰渐明渐暗和火焰窜动的效果。与此同时，所述光源随着所述驱动电机绕所述透光体往复摆动，使第一光线组进入透光体的入射角不断变化，进而使得经过透光体形成的第二光线组的出射角也不断变化，最终第二光线组投射至成像板上形成的像的范围不同，宏观上表现为成像板上呈现的火焰高度不同，从而实现模拟调节火焰大小的效果；并且，由于驱动电机在摆动控制器的控制下可以切换转动模式，因此，本发明不仅可以模拟出火焰由小到大逐渐增加的燃烧效果，还可以模拟出火焰时大时小的连续的动态效果，提高了仿真燃料燃烧的真实感和立体感。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。