一种室内设计环境光模拟装置

1.本发明涉及室内设计设备技术领域，具体是一种室内设计环境光模拟装置。


背景技术：

2.室内设计是根据建筑物的使用性质、所处环境和相应标准，运用物质技术 手段和建筑设计原理，通过创造功能合理，来满足人们物质和精神生活需要的 室内环境，这一空间环境既具有使用价值，满足相应的功能要求，同时也反映 了历史文脉、建筑风格和环境气氛等精神因素，明确地把“创造满足人们物质 和精神生活需要的室内环境”作为室内设计的目的，为了保障室内设计的效果， 人们在设计的过程中常常用到光模拟装置来进行完善。
3.目前，现有的光模拟装置主要通过单一光源来模拟环境光，但是单一光源 的亮度不能调节或者调节范围比较小，不能满足大多数室内设计的需要，导致 在模拟环境光时不能得到最合理的灯光设置，影响后期用户体验。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种室内设计环境光模拟装置，以解决现有环境光模 拟装置在模拟环境光时光源亮度不能调节，从而不能得到最合理的灯光设置的 技术问题。
5.为了达到本发明的目的，本发明采用的技术方案是：一种室内设计环境光 模拟装置，包括调节机构、底座、位于底座上表面的控制器和电动伸缩杆；所 述调节机构包括角度调节机构和亮度调节机构；
6.所述角度调节机构包括l形安装板，l形安装板固定设于电动伸缩杆的顶 部，其底部设有第二电机，第二电机的输出轴穿过l形安装板后与u形板的底 部固定连接，u形板的两侧内部设有通过轴承连接的转轴，转轴的顶部固定设 有连接杆；l形安装板的侧部设有固定板，固定板位于连接杆的后侧，固定板 的端部设置有第三电机，第三电机通过连接组件与连接杆连接，连接组件在第 三电机的作用下带动连接杆跟随转轴活动；
7.所述亮度调节机构包括安装杆，安装杆固定设于连接杆的顶部，其上部设 有光源组件，下部活动套设有第一齿轮，第一齿轮的上部边缘固定设有带动光 源组件转动的传动杆；
8.所述连接杆的上侧设有第一电机，第一电机的输出端连接有第二齿轮，第 二齿轮与第一齿轮啮合连接；
9.所述控制器分别与电动伸缩杆、第一电机、第二电机和第三电机连接。
10.进一步的，上述连接组件包括第一弧形杆和第二弧形杆；所述第一弧形杆 的一端水平固定于第三电机的输出轴上，另外一端与第二弧形杆的一端垂直连 接，第二弧形杆的另外一端活动套设于连接杆上。
11.进一步的，上述光源组件包括可组成一个圆的若干扇形板，扇形板的圆心 角处轴向套设于安装杆上，扇形板的上下表面都设有光源，扇形板的下表面外 部开设有弧形滑
槽，上表面设有位于相邻扇形板弧形滑槽一端内的滑块，最底 部扇形板靠近弧形滑槽的另一端与传动杆的顶部固定连接。
12.进一步的，上述弧形滑槽内靠近传动杆的一端设置有压力传感器，压力传 感器与控制器连接。
13.进一步的，上述光源由多个冷色温灯珠和暖色温灯珠组成，冷色温灯珠与 暖色温灯珠由控制器内部设置的色温调节模块来进行色温的调节。
14.进一步的，上述底座的上表面还设有摄像头和光感传感器，摄像头与光感 传感器都与控制器连接。
15.进一步的，上述电动伸缩杆为多节电动伸缩杆。
16.进一步的，上述底座底部的四个拐角处均安装有万向轮。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
18.1、本发明通过亮度调节机构在模拟环境光时，可以最大程度上调节光源的 亮度，从而得到最为合理的灯光亮度设置，从而使用户在使用时更为满意；同 时，本发明通过角度调节机构调节光线照射的角度，不仅能够对屋顶的灯光进 行模拟，而且对墙壁的灯光也能进行模拟，可以得到不同照射角度下最为合理 的灯光亮度设置，满足不同用户的需求，使每一位用户都能得到极致体验。
19.2、本发明通过色温调节模块的设置，在进行屋顶灯光或者墙壁灯光模拟时， 使光源的色温可以得到有效调节，找到最佳的灯光色温设置，进一步提高灯光 设置的合理性。
20.3、本发明通过调整冷色温灯珠与暖色温灯珠开启的数量与形状以及扇形板 展开的数量，来模拟不同形态的光源，确定屋顶或者墙壁更适合点光源、线光 源、面光源中的哪一种，使环境光模拟更加全面。
21.4、本发明通过控制器、摄像头与光感传感器的配合，现场灯光状态与电脑 模拟生成的灯光状态进行对比，从而对本装置进行辅助，进一步提高了最终灯 光设置的合理程度。
附图说明
22.图1为本发明模拟装置的主视图；图2为本发明模拟装置的左视图；图3为本发明亮度调节机构的右视图；图4为本发明扇形板的仰视图；图5为本发明扇形板的展开结构示意图；附图标记：1、底座；2、电动伸缩杆；3、万向轮；4、l形安装板；5、第一电机；6、第二电机；7、第三电机；8、第一齿轮；9、第二齿轮；10、安装杆；11、扇形板；12、弧形滑槽；13、滑块；14、传动杆；16、连接杆；17、u形板；18、第一弧形杆；19、第二弧形杆；20、转轴；21、控制器；22、压力传感器；23、摄像头；24、光感传感器；25、固定板。
[0023][0024]
[0025][0026][0027][0028][0029]
具体实施方式
[0030]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0031]
如图1-图3所示，本发明提供的一种室内设计环境光模拟装置，包括调节 机构、底座1、位于底座1上表面的控制器21和电动伸缩杆2，电动伸缩杆2 优选为多节电动伸缩杆，使伸缩距离最大化，适合不同高度的楼层；所述调节 机构包括角度调节机构和亮度调节机构；底座1底部的四个拐角处均安装有万 向轮3，万向轮3都带有制动功能，方便移动更换位置，同时又能在使用时固 定，防止电机运转时出现晃动，影响模拟的进行。
[0032]
所述角度调节机构包括l形安装板4，l形安装板4固定设于电动伸缩杆2 的顶部，其底部设有第二电机6，第二电机6的输出轴穿过l形安装板4后与u 形板17的底部固定连接，u形板17的两侧内部设有通过轴承连接的转轴20， 转轴20的顶部固定设有连接杆16；l形安装板4的侧部设有固定板25，固定 板25位于连接杆16的后侧，固定板25的端部设置有第三电机7，第三电机7 通过连接组件与连接杆16连接，连接组件在第三电机7的作用下带动连接杆 16跟随转轴20活动；在第二电机6的作用下可带动u形板17 360度转动，u 形板17的转动可带动连接杆16的转动，从而实现对墙壁灯光的模拟。
[0033]
所述亮度调节机构包括安装杆10，安装杆10固定设于连接杆16的顶部， 其上部设有光源组件，下部活动套设有第一齿轮8，第一齿轮8的上部边缘固 定设有带动光源组件转动的传动杆14；所述连接杆16的上侧设有第一电机5， 第一电机5的输出端连接有第二齿轮9，第二齿轮9与第一齿轮8啮合连接， 在第一电机5的作用下带动第一齿轮8跟随第二齿轮9旋转，第一齿轮8上的 传动杆14从而带动光源组件的转动，可以最大程度上调节光源的亮度，从而得 到最为合理的灯光亮度设置。
[0034]
安装杆10竖直时可用于模拟室内屋顶的灯光，当需要模拟室内墙壁上的灯 光时，则需要角度调节机构来调整光源照射的角度，使其相对墙面垂直照射， 直接照向墙面或者背离墙面，或者与墙面形成一定的夹角，模拟出不同的光照 环境，为用户提供不同的选择，满足用户的不同需求。
[0035]
所述控制器21分别与电动伸缩杆2、第一电机5、第二电机6和第三电机 7连接。
[0036]
如图6所示，所述连接组件包括第一弧形杆18和第二弧形杆19；所述第 一弧形杆18的一端水平固定于第三电机7的输出轴上，另外一端与第二弧形杆 19的一端垂直连接，第二弧形杆19的另外一端活动套设于连接杆16上。在第 三电机7的作用下第一弧形杆18和第二弧形杆19带动连接杆16跟随转轴20 活动，实现了光线照射角度的调节。第一弧形杆18和第二弧形杆19结构不一 定相同，只要通过他们的连接能够实现连接杆16的活动即可。
[0037]
如图4和图5所示，所述光源组件包括可组成一个圆的若干扇形板11，扇 形板11的
数量不少于3个，最好是4个，扇形板11的圆心角处轴向套设于安 装杆10上，扇形板11的上下表面都设有光源，扇形板11的下表面外部开设有 弧形滑槽12，上表面设有位于相邻扇形板11弧形滑槽12一端内的滑块13，最 底部扇形板11靠近弧形滑槽12的另一端与传动杆14的顶部固定连接，传动杆 14与滑块13分别位于滑槽12的两端。所述弧形滑槽12内靠近传动杆14的一 端设置有压力传感器22，压力传感器22与控制器21连接。压力传感器22用 于检测滑块13在推动扇形板11转动时对弧形滑槽12的压力，此时的压力为启 动压力，提前将启动压力输入到控制器21，当压力传感器22反馈的压力达到 启动压力时，控制器21开启第二块扇形板11上的光源，增加光源的亮度。当 扇形板11集中在一起时，只能看到最底部扇形板11上的光源发光，此时亮度 最弱；通过第一电机5带动传动杆14转动，传动杆14首先带动最底部扇形板 11转动，扇形板11上的滑块13在其上部扇形板11的弧形滑槽12内滑动，从 其一端滑动到另一端，然后带动上部扇形板11转动，以此类推，直至所有扇形 板11完全展开形成一个圆，此时亮度最大。
[0038]
所述光源由多个冷色温灯珠和暖色温灯珠组成，冷色温灯珠与暖色温灯珠 由控制器21内部设置的色温调节模块来进行色温的调节。
[0039]
所述底座1的上表面还设有摄像头23和光感传感器24，摄像头23与光感 传感器24都与控制器21连接。摄像头23用于采集现场灯光状态，所述光感传 感器24用于检测现场光强。控制器21与电脑终端连接，通过摄像头23采集的 现场灯光状态与电脑模拟生成的灯光状态进行对比，当匹配度十分接近时，查 看光感传感器24反馈的光强，此时的光强为最合适的光强。
[0040]
本发明的工作原理如下：
[0041]
使用时，通过万向轮3将本装置移动到指定的位置，当需要模拟屋顶的光 照情况时，通过控制器21控制电动伸缩杆2升高，推动安装杆10向上移动， 直到达到合适的高度，然后控制底部的第一个扇形板11上的光源开启，此时光 线强度最弱，通过摄像头23采集的现场灯光状态与电脑模拟生成的灯光状态进 行对比，当匹配度比较小，即亮度比较暗时，控制第一电机5启动，第一电机 5带动传动杆14转动，传动杆14首先带动底部的第一个扇形板11转动，第一 个扇形板11上的滑块13在其上部第二个扇形板11的弧形滑槽12内滑动，从 其一端滑动到另一端，然后带动上部的扇形板11转动，此时，压力传感器22 受到滑块13的压力并将压力反馈到控制器21，压力传感器22反馈的压力达到 启动压力时，控制器21开启第二块扇形板11上的光源，增加光源的亮度，再 过摄像头23采集的现场灯光状态与电脑模拟生成的灯光状态进行对比，当匹配 度比较小，如果是亮度比较亮时，控制器21启动第一电机5，使其反转，带动 第一个扇形板11遮住第二个扇形板11的部分光，使亮度降低，直到匹配度达 到最大，如果还是亮度比较暗，第一电机5按原来的方向继续转动，直到匹配 度达到最大，然后记录当时的摄像头23采集的现场灯光状态的图像与光感传感 器24反馈的光强，此时则为最合理的灯光强度设置，同时通过色温调节模块调 节光源的色温，通过摄像头23采集的现场灯光状态与电脑模拟生成的灯光状态 进行对比，直至现场灯光状态与电脑模拟生成的灯光状态基本相同，此时为最 合理的灯光色温设置。
[0042]
当需要模拟的灯光位于墙壁上时，此时不仅需要最合适的光强，还需要最 合适的照射角度，或者在需要的照射角度下最适合的光强，满足不同用户的不 同需求，则通过控制器21控制第二电机6转动，第二电机6带动u形板17转 动，u形板17通过转轴20带动连接杆
16转动，使竖直状态下的四个扇形板11 与墙面形成一定的夹角，使光的照射与墙面形成夹角，满足不同环境下的需求， 同时，通过控制器21控制第三电机7转动，第三电机7带动第一弧形杆18转 动，第一弧形杆18向着u形板17的方向转动，带动第二弧形杆19摆动，通过 第二弧形杆19推动连接杆16随着转轴20转动，连接杆16转动到与墙面垂直 或者形成一定的夹角，此时，底部的第一个扇形板11距离墙面最远，顶部的第 四个扇形板11距离墙面最近，通过控制器21开启第一个扇形板11远离墙面一 侧的光源，使光源背离墙面照射，匹配度达到最大后，得到最合理的灯光设置， 或者通过控制器21开启第四个扇形板11靠近墙面一侧的灯光，使其对着墙面 照射，匹配度达到最大后，得到最合理的灯光设置，同时通过色温调节模块调 节光源的色温，通过摄像头23采集的现场灯光状态与电脑模拟生成的灯光状态 进行对比，直到现场灯光状态与电脑模拟生成的灯光状态基本相同，此时为最 合理的灯光色温设置。
[0043]
当模拟屋顶或者墙壁上的灯光，需要确定使用光源为点光源、线光源、还 是面光源时，通过控制器21控制光源中冷色温灯珠与暖色温灯珠开启的数量控 制光源的形态，首先，开启较少数量的冷色温灯珠与暖色温灯珠形成点光源， 通过摄像头23采集的现场灯光状态与电脑模拟生成的灯光状态进行对比，判断 是否适合点光源，如果不适合，继续开启处在同一条线上冷色温灯珠与暖色温 灯珠，使之成为线光源，通过摄像头23采集的现场灯光状态与电脑模拟生成的 灯光状态进行对比，判断是否适合线光源，如果不适合，将整个扇形板11上的 冷色温灯珠与暖色温灯珠都开启，使之成为面光源，再通过摄像头23采集的现 场灯光状态与电脑模拟生成的灯光状态进行对比，判断是否适合面光源，还可 以继续将多个扇形板11展开，扩大面光源的面积，直至确定最合适的光源状态。
[0044]
上面结合实施例对本发明做了进一步的叙述，但本发明并不限于上述实施 方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明 宗旨的前提下做出各种变化。