一种检测支架高度调整光通量的台灯及其实现方法与流程

本发明属于台灯技术领域，具体涉及一种检测支架高度调整光通量的台灯及其实现方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提高及对身体健康的重视，人们对台灯的要求也越来越高，不光是要调节其支架高度，更需要在改变高度时，其亮度也随之改变，使之在桌面的相对亮度恒定不变，同时达到减少桌面拥挤的状态。而目前市面上的台灯大多只能调节其高度，不可随之自动调节其亮度，致使其照射在桌面的亮度值不能保持一个相对稳定值；或者只可调节其亮度，而不能改变其支架高度。故现有技术存在以下不足：

1、led驱动电流一致，不能单独调节部分led亮度。

2、不同高度，被照射面的亮度不均匀，不能随着高度的不同，自动调整其照射面的亮度，进而调整台灯的输出光通量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种检测支架高度调整光通量的台灯，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的一种检测支架高度调整光通量的台灯，具有可以根据灯头高度来调整光源的光通量的特点。

本发明另一目的在于提供一种检测支架高度调整光通量的台灯的实现方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种检测支架高度调整光通量的台灯，包括底座，底座的上方的一侧设有高度调节支架，高度调节支架的上端设有灯头；

在本发明中进一步地，灯头的内部设有超声波发射器、超声波接收器、主控制器、光源驱动器和光源，底座的内部配置有降压器，其中，主控制器和光源驱动器分别与降压器连接，超声波发射器和超声波接收器分别与主控制器连接，光源驱动器与光源连接。

在本发明中进一步地，高度调节支架包括上管、旋钮和下管，其中，下管设置在底座的上方，上管嵌入在下管的内部，且与下管滑动连接，下管的上端啮合有旋钮，旋钮的端部与上管的外壁抵触。

在本发明中进一步地，下管与底座之间以及灯头与上管之间分别通过阻尼转轴转动连接。

在本发明中进一步地，所述的检测支架高度调整光通量的台灯的实现方法，包括以下步骤：

(一)、需要进行高度调节时，拧松旋钮，调节上管使灯头移动至需要的位置，然后拧紧旋钮对上管的进行固定，从而对灯头的位置进行固定；

(二)、或者，通过调节下管与底座之间的夹角或灯头与上管之间的夹角，实现灯头高度或角度的调节；

(三)、当灯头调整至某一高度时，主控制器检测灯头与照射面之间的高度；

(四)、根据灯头与照射面之间的高度来调整光源的光通量。

在本发明中进一步地，步骤(三)中，检测灯头与照射面之间高度的方法采用往返时间检测法；

在本发明中进一步地，步骤(三)中的计算公式为：h＝t*v/2，其中，h为灯头距离照射面的高度，t为超声波发射器发射信号到超声波接收器接受信号的时间差，v为331.4+0.607*tc，tc为环境温度；

在本发明中进一步地，步骤(四)中，调整光通量的方法采用pwm调光的方法；

在本发明中进一步地，pwm调光的方法为：

(a)、根据光通量与照度关系：

(b)、根据上面公式得出

(c)、根据上面公式得出

(d)、根据上面公式得出

(e)、根据上面公式得出光通量和pwm成正比的关系，得出高度h1时的pwm占空比为pwm(h1)＝h1²/hmax²；

在本发明中进一步地，方法(a)中，e为照度，为光通量，s为单位面积；

在本发明中进一步地，方法(b)中，为台灯pwm输出100％时的最大光通量，为高度h1时的光通量，es为角度的单位面积的照度，s1、s2为角度的单位面积。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明可以根据灯头高度来调整光源的光通量，解决了现有技术不能根据高度自动调节亮度的问题，降低了台灯使用的能耗；

2、本发明被照射面的亮度均匀，可以缓解使用者的用眼疲劳，具有很好的经济效益和应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中a处的放大结构示意图；

图3为本发明元器件的连接示意图；

图4为本发明中公式关系的示意图；

图中：1、底座；2、高度调节支架；21、上管；22、旋钮；23、下管；3、灯头；4、降压器；5、超声波发射器；6、超声波接收器；7、主控制器；8、光源驱动器；9、光源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种检测支架高度调整光通量的台灯，包括底座1，底座1的上方的一侧设有高度调节支架2，高度调节支架2的上端设有灯头3；

灯头3的内部设有超声波发射器5、超声波接收器6、主控制器7、光源驱动器8和光源9，底座1的内部配置有降压器4，其中，主控制器7和光源驱动器8分别与降压器4连接，超声波发射器5和超声波接收器6分别与主控制器7连接，光源驱动器8与光源9连接。

在本发明中进一步地，所述的检测支架高度调整光通量的台灯的实现方法，包括以下步骤：

(一)、需要进行高度调节时，拧松旋钮22，调节上管21使灯头3移动至需要的位置，然后拧紧旋钮22对上管21的进行固定，从而对灯头3的位置进行固定；

(二)、或者，通过调节下管23与底座1之间的夹角或灯头3与上管21之间的夹角，实现灯头3高度或角度的调节；

(三)、当灯头3调整至某一高度时，主控制器7检测灯头3与照射面之间的高度；

(四)、根据灯头3与照射面之间的高度来调整光源9的光通量。

在本发明中进一步地，步骤(三)中，检测灯头3与照射面之间高度的方法采用往返时间检测法；

在本发明中进一步地，步骤(三)中的计算公式为：h＝t*v/2，其中，h为灯头3距离照射面的高度，t为超声波发射器5发射信号到超声波接收器6接受信号的时间差，v为331.4+0.607*tc，tc为环境温度；

在本发明中进一步地，步骤(四)中，调整光通量的方法采用pwm调光的方法；

在本发明中进一步地，pwm调光的方法为：

(a)、根据光通量与照度关系：

(b)、根据上面公式得出

(c)、根据上面公式得出

(d)、根据上面公式得出

(e)、根据上面公式得出光通量和pwm成正比的关系，得出高度h1时的pwm占空比为pwm(h1)＝h1²/hmax²；

在本发明中进一步地，方法(a)中，e为照度，为光通量，s为单位面积；

在本发明中进一步地，方法(b)中，为台灯pwm输出100％时的最大光通量，为高度h1时的光通量，es为角度的单位面积的照度，s1、s2为角度的单位面积。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：高度调节支架2包括上管21、旋钮22和下管23，其中，下管23设置在底座1的上方，上管21嵌入在下管23的内部，且与下管23滑动连接，下管23的上端啮合有旋钮22，旋钮22的端部与上管21的外壁抵触。

通过采用上述技术方案，通过调节上管21的位置来实现调整灯头3的高度。

实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于：下管23与底座1之间以及灯头3与上管21之间分别通过阻尼转轴转动连接。

通过采用上述技术方案，通过调节下管23与底座1之间的夹角或灯头3与上管21之间的夹角，实现灯头3高度或角度的调节。

本发明中降压器4优选为bp8519c芯片，；超声波发射器5和超声波接收器6优选为t/r40-15型；主控制器7优选为stm32单片机；光源驱动器8优选为mbi6656芯片。

实验例

定义台灯高度调节最高点hmax0.8m；最高点输出的光通量为1200lm；

当灯头3调整为某一高度时，主控制器7计数超声波发射器5发射信号到超声波接收器6接受信号的时间差t为2.8ms，根据h＝t*v/2，v取值346.575，h理论值＝0.49m，根据pwm(h1)＝h1²/hmax²，占空比理论值输出为37％。

实测高度为0.5m，实测光通量450lm，为最大光通量的37.5％，满足设计要求。

综上所述，本发明可以根据灯头高度来调整光源的光通量，解决了现有技术不能根据高度自动调节亮度的问题，降低了台灯使用的能耗；本发明被照射面的亮度均匀，可以缓解使用者的用眼疲劳，具有很好的经济效益和应用前景。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。