一种基于重力感应控制的台灯论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种基于重力感应控制的台灯，包括，控制组件，包括控制电路、重力感应托盘和重力传感器，所述重力传感器设置于所述重力感应托盘下方，所述重力传感器将所述重力感应托盘上的重力信号转换为电信号并传送给控制电路；开关组件，包括第一开关和第二开关，所述第一开关或第二开关放置于所述重力感应托盘上。本实用新型的有益效果：本实用新型设计针对工作区出现的5种高频灯光需求行为，提供最合理的专业化灯光参数设定，并通过感应开关装置重量，“一步”操作来控制多维度灯光参数——亮度、色温等，解决过多功能按键带来的操作复杂性，同时增强人机交互趣味感。

主设计要求

1.一种基于重力感应控制的台灯，其特征在于：包括，控制组件(100)，包括控制电路(101)、重力感应托盘(102)和重力传感器(103)，所述重力传感器(103)设置于所述重力感应托盘(102)下方，所述重力传感器(103)将所述重力感应托盘(102)上的重力信号转换为电信号并传送给控制电路(101)；开关组件(200)，包括第一开关(201)和第二开关(202)，所述第一开关(201)或第二开关(202)放置于所述重力感应托盘(102)上。

设计方案

1.一种基于重力感应控制的台灯，其特征在于：包括，

控制组件(100)，包括控制电路(101)、重力感应托盘(102)和重力传感器(103)，所述重力传感器(103)设置于所述重力感应托盘(102)下方，所述重力传感器(103)将所述重力感应托盘(102)上的重力信号转换为电信号并传送给控制电路(101)；

开关组件(200)，包括第一开关(201)和第二开关(202)，所述第一开关(201)或第二开关(202)放置于所述重力感应托盘(102)上。

2.根据权利要求1所述的基于重力感应控制的台灯，其特征在于：所述控制电路(101)包括重力模块(101a)、主控模块(101b)、电源模块(101c)和灯具(101d)，所述电源模块(101c)为所述重力模块(101a)、主控模块(101b)、电源模块(101c)和灯具(101d)供电。

3.根据权利要求2所述的基于重力感应控制的台灯，其特征在于：所述重力模块(101a)处理来自所述重力传感器(103)的信号，并将处理后的信号传送给主控模块(101b)。

4.根据权利要求3所述的基于重力感应控制的台灯，其特征在于：所述主控模块(101b)接收所述重力模块(101a)的信号，并根据所述重力模块(101a)的信号控制所述灯具(101d)。

5.根据权利要求4所述的基于重力感应控制的台灯，其特征在于：所述重力传感器(103)由4个压敏电阻以电桥形式与所述重力模块(101a)连接。

6.根据权利要求5所述的基于重力感应控制的台灯，其特征在于：所述开关组件(200)还包括第三开关(203)、第四开关(204)和第五开关(205)。

7.根据权利要求6所述的基于重力感应控制的台灯，其特征在于：所述灯具(101d)能够提供至少5种不同的灯光效果。

8.根据权利要求4～7任一所述的基于重力感应控制的台灯，其特征在于：进一步包括，

高度调节组件(300)，包括弹簧(301)和伸缩杆(302)，所述弹簧(301)一端固定连接在所述伸缩杆(302)的一端，摆放所述开关组件(200)使所述弹簧(301)发生形变，所述伸缩杆(302)长度改变，从而改变灯光高度。

9.根据权利要求8所述的基于重力感应控制的台灯，其特征在于：还包括，

灯体(400)，包括灯罩(401)、容置空间(402)和底座(403)，所述灯罩(401)连接在所述重力感应托盘(102)下，所述灯罩(401)内设有容置空间(402)，所述容置空间(402)下方与所述伸缩杆(302)固定连接，与所述伸缩杆(302)连接的弹簧(301)另一端与所述底座(403)固定连接。

10.根据权利要求9所述的基于重力感应控制的台灯，其特征在于：所述容置空间(402)内部放置所述重力模块(101a)、主控模块(101b)和电源模块(101c)，所述灯具(101d)置于所述容置空间(402)外侧。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，特别是，涉及基于重力感应控制的台灯。

背景技术

台灯是人们工作和生活中的常用电器，其主要运用在家庭、图书馆、办公室等地，它的功能主要是把灯光集中在一小块区域，便于工作和学习。

现有市面上的台灯种类繁多，可调节亮度的台灯也不在少数，但主要还存在以下缺陷：1、现有灯具大多通过按键、旋钮的形式来控制灯光，但若控制功能过多时，易混杂功能，造成误操作。2、现有灯具可调节灯光的形式多样，如改变颜色、亮度、冷暖等，但是许多用户反馈大多灯光形式是用不到的，此类产品只实现了功能的“全”而不具备统一性和针对性。3、许多灯具设计会提到适用于多种情景并支持个性化调节，然用户对相应的场景最合适什么样的灯光其实并不了解，盲目追求灯光亮度反而会对自身视力造成损害，适宜的灯光需要专业性的建议。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和\/或现有台灯或可调节亮度等参数的台灯中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型其中一个目的是提供一种能够只需一次操作就能够改变多种参数的台灯，操作简单。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种基于重力感应控制的台灯，包括，控制组件，包括控制电路、重力感应托盘和重力传感器，所述重力传感器设置于所述重力感应托盘下方，所述重力传感器将所述重力感应托盘上的重力信号转换为电信号并传送给控制电路；开关组件，包括第一开关和第二开关，所述第一开关或第二开关放置于所述重力感应托盘上。

作为本实用新型所述基于重力感应控制的台灯的一种优选方案，其中：所述控制电路包括重力模块、主控模块、电源模块和灯具，所述电源模块为所述重力模块、主控模块、电源模块和灯具供电。

作为本实用新型所述基于重力感应控制的台灯的一种优选方案，其中：所述重力模块处理来自所述重力传感器的信号，并将处理后的信号传送给主控模块。

作为本实用新型所述基于重力感应控制的台灯的一种优选方案，其中：所述主控模块接收所述重力模块的信号，并根据所述重力模块的信号控制所述灯具。

作为本实用新型所述基于重力感应控制的台灯的一种优选方案，其中：所述重力传感器由4个压敏电阻以电桥形式与所述重力模块连接。

作为本实用新型所述基于重力感应控制的台灯的一种优选方案，其中：所述开关组件还包括第三开关、第四开关和第五开关。

作为本实用新型所述基于重力感应控制的台灯的一种优选方案，其中：所述灯具能够提供至少5种不同的灯光效果。

作为本实用新型所述基于重力感应控制的台灯的一种优选方案，其中：进一步包括，高度调节组件，包括弹簧和伸缩杆，所述弹簧一端固定连接在所述伸缩杆的一端，摆放所述开关组件使所述弹簧发生形变，所述伸缩杆长度改变，从而改变灯光高度。

作为本实用新型所述基于重力感应控制的台灯的一种优选方案，其中：还包括，灯体，包括灯罩、容置空间和底座，所述灯罩连接在所述重力感应托盘下，所述灯罩内设有容置空间，所述容置空间下方与所述伸缩杆固定连接，与所述伸缩杆连接的弹簧另一端与所述底座固定连接。

作为本实用新型所述基于重力感应控制的台灯的一种优选方案，其中：所述容置空间内部放置所述重力模块、主控模块和电源模块，所述灯具置于所述容置空间外侧。

本实用新型的有益效果：本实用新型设计针对工作区出现的5种高频灯光需求行为，提供最合理的专业化灯光参数设定，并通过感应开关装置重量，“一步”操作来控制多维度灯光参数——亮度、色温等，解决过多功能按键带来的操作复杂性，同时增强人机交互趣味感。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型提供的第一种实施例中基于重力感应控制的台灯整体结构示意图；

图2为本实用新型图1提供的基于重力感应控制的台灯的控制电路模块连接示意图；

图3为本实用新型图1提供的基于重力感应控制的台灯控制电路的电路图；

图4为本实用新型提供的第二种实施例中基于重力感应控制的台灯的整体结构示意图；

图5为本实用新型提供的第三种实施例中基于重力感应控制的台灯的整体结构示意图；

图6为本实用新型提供的第四种实施例中基于重力感应控制的台灯的整体结构半剖示意图；

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本实用新型第一个实施例中提供了一种基于重力感应的台灯，如图1～3所示，包括，控制组件100和开关组件200，控制组件100包括控制电路101、重力感应托盘102和重力传感器103，所述重力传感器103设置于所述重力感应托盘102下方，与重力感应托盘102相连，重力传感器103将重力感应托盘102 上的重力信号转换为电信号，并将电信号传送给控制电路101；开关组件200 包括第一开关201和第二开关202、共有2个开关。工作时需将第一开关201 或第二开关202放置在重力感应托盘102上，以控制台灯的工作状态，放上开关，台灯工作，拿下开关，台灯不工作。不同开关需要独立工作，即工作时，仅有一个开关在重力感应托盘102上。

参照图1，第一开关201和第二开关202的质量是固定的，区别在于其质量大小完全不相同，各开关受到的重力完全不相同，使得每个开关放置在重力感应托盘102上时，重力感应托盘102受到的压力也不同。

参照图2，控制电路101包括重力模块101a、主控模块101b、电源模块101c 和灯具101d，共四个部分。主控模块101b用于控制所述灯具101d的开启和关闭以及灯具101d的灯光参数，所述电源模块101c分别连接所述重力模块101a、主控模块101b、电源模块101c和灯具101d，并能够为它们提供电能。在信号传递方向上，重力传感器103感应和接收重力感应托盘102的信号，将其传送给重力模块101a，重力模块101a将接收到的信号处理后传送给主控模块101b，主控模块101b在根据接收到的重力模块101a的信号控制灯具101d的工作状态。

需要说明的是，在本实施例中，重力模块101a采用24位高精度的A\/D转换器芯片HX711，是一款专为高精度电子称而设计的，具有两路模拟通道输入，内部集成128倍增益可编程放大器。模块工作电压：4.8-5.5V，工作电流1.6mA，模块长2.9cm，宽1.7cm，高0.4cm。

主控模块101b采用Arduino Nano主控板，Arduino Nano是Arduino USB 接口的微型版本，最大的特点是没有电源插座以及USB接口是Mini-B型插座。 Arduino Nano是尺寸非常小的而且可以直接插在面包板上使用。其处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入输出口，其中6路可作为PWM输出， 8路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个mini-BUSB口，一个ICSP header 和一个复位按钮，工作电压为5V。

电源模块101c为220V交流转5V直流电源，可选型号为S-100-5V15A。灯具101d采用WS2812B灯带，WS2812B灯带是采用FPC(柔性线线路板)做组装线路板，用贴片LED及原件进行组装，使产品厚度仅为一枚硬币的厚度，占空间小，并且可以随意剪切，FPC材质柔软，可以随意缠绕，可以在三维空间随意移动及缠绕而不会折断，适合不规则的地方，和空间狭小的地方使用，也因其可以随意弯折，适用于广告，亮化装饰中，任意组合各种图案，产品设计内置IC，原件少，像素高，外观美观。WS2812B灯带设计两条数据线，两头电源线，内置4脚灯珠，灰度256级，数据传输快，配合控制系统实现：单色、渐变、流水、对撞、文字、数字、英文等任意效果。配套控制器为T1000S，产品采用DC5V供电，安全系数高，光源采用进口芯片，亮度高，光衰小，免维护，节能，环保，寿命长。需要说明的是，作为一种可选择的替换，WS2818 灯带等系列可以达到同样的效果。

图3为台灯的控制电路图，电路图中，重力传感器103由4个压敏电阻以电桥形式与所述重力模块101a连接。这里的重力传感器103也称为称重传感器，可用的型号为QLWW-12微型称重传感器、QLD-31单点式称重传感器或 MT1022铝制单点式传感器等，按原理分都属于电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器主要是由弹性体、电阻应变片和补偿电路组成。弹性体是称重传感器的受力元件，由优质合金钢或优质铝型材制成。电阻应变片是由金属箔材腐蚀成栅格形制成，四个电阻应变片以电桥的结构方式粘在弹性体上。电阻应变片在发生形变时，其阻值也发生改变。在没有受力的情况下，电桥的四只电阻的阻值是相等的，电桥处于平衡状态，输出为零。在弹性体受力发生变形时，电阻应变片也跟着一道变形。在弹性体受力弯曲的过程中，有两个应变片受拉，金属丝变长，电阻值增加；另两片受压，电阻值减小。这样就导致原来平衡的电桥失衡，在电桥的两端产生了电压差，这个电压差与弹性体受力的大小成正比，检测这个电压差，就可以得到传感器所受重力的大小。

本实施例的有益效果是：1、通过切换预设控制模块进行不同灯光情景的转换，给予用户更加专业性的灯光应用情景建议；2、通过情怀化的控制模块识别语言，让灯光带用户进入充满诗意的工作氛围中。

参照图4，为本实用新型基于重力感应控制的台灯提供的第二个实施例，其中，灯体400包括灯罩401、容置空间402和底座403。灯罩401连接在重力感应托盘102下方，灯罩401连接设置在重力感应托盘102下，灯罩401内部设有一容置空间402，容置空间内部放置重力模块101a、主控模块101b和电源模块101c。容置空间402置于灯罩401内的中间位置，容置空间402的外侧设置灯具101d。

需要说明的是，在本实施例中，容置空间402下方还与一支撑柱连接，支撑柱与底座固定，起支撑整个台灯的作用。支撑柱为中空结构，容置空间402 中的电源模块101c的电源线可从支撑柱内部延伸至底座403出来。容置空间 402顶部的灯罩401开有小孔，用于连接重力传感器103和重力感应模块101a。容置空间402的存在可以有效地保护控制电路101的电路板。

参照图5，为本实用新型基于重力感应控制的台灯提供的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：增设了第三开关203、第四开关204和第五开关205，增加了开关数量，提供了更多不同的灯光情景。本实施例中，第一开关201设置为300克、第二开关202设置为250克、第三开关203设置为 200克、第四开关204设置为150克以及第五开关设置为100克。

根据工作区灯光高频使用的行为需求，本灯具设定了5种灯光情景模式，并以不同质量的砝码构成不同灯光情景的开关组件200，将开关组件200放置到重力感应托盘102上，灯具通过感应不同开关组件200的重量以对应不同灯光参数。为方便识别和使用，不同的开关对应不同的工作场景，将不同质量的砝码用纸包覆或放置在轻质纸盒内，在纸的外表面写上不同的模式名称或工作情景模式名称。这里将第一开关201设置为锐光精琢模式，对应精细工作灯光；第二开关202设置为效光功倍模式，对应效率工作灯光；第三开关203设置为凝光静笃模式，对应阅读灯光；第四开关204设置为柔光抑蓝模式，对应电子屏工作灯光；第五开关205设置为流光氤氲，对应为休闲灯光。

参照图6，为本实用新型基于重力感应控制的台灯提供的第四个实施例，该实施例不同于其它实施例的是：进一步包括，高度调节组件300，高度调节组件300包括弹簧301和伸缩杆302，弹簧301一端固定连接在所述伸缩杆302 的一端，另一端与底座403固定连接，伸缩杆302的另一端连接在容置空间402 的下方。通过摆放开关组件200能够使所述弹簧301发生形变，所述伸缩杆302 的长度改变，从而改变灯光的高度。

当放置第一开关201到重力感应托盘102上时，灯具101d显示灯光亮度为1000Lux，色温为4000K，高度为300mm，该灯光情景适用于精细工作场景，如雕刻、化妆等，增加光照强度并降低光源高度以集中光源，便于更好地聚焦灯光完成精细任务；

当放置第二开关202到重力感应托盘102上时，灯具101d显示灯光亮度为700Lux，色温开始为5000K，25分钟内色温逐渐恢复到4000K，高度为337mm，该灯光情景适用于效率工作场景，期间增加蓝光强度用于提升效率，以25分钟为一周期；

当放置第三开关203到重力感应托盘102上时，灯具101d显示灯光亮度为 600Lux，色温为4000K，高度为375mm，该灯光情景适用于阅读环境，中性的色温(4000K)与亮度在兼顾提高注意力的同时，让人眼在长时间阅读后也不会感觉疲惫。

当放置第四开关204到重力感应托盘102上时，灯具101d显示灯光亮度为 500Lux，色温为2700K，高度为412mm，该灯光情景适用于电子屏工作环境，如电脑、平板等，2700K色温的柔和光线与亮度能减少电子屏蓝光摄入人眼；

当放置第五开关205到重力感应托盘102上时，灯具101d显示灯光亮度为 300Lux，色温为3000K，高度为450mm，该灯光情景适用于休息休闲环境，学习环境内不仅进行视觉操作，长时间作业后需要放松，氛围照明的营造也十分重要。

当重力感应托盘102上无开关装置时，则灯具处于关闭状态。这样即可通过感应开关组件200的重量，“一步”操作来控制多维度灯光参数——亮度、色温、高度等参数。

需要说明的是，灯罩401的下部可以用磨砂透明材料封口，同时灯罩401 的四周也需要用磨砂透明材料，在不影响使用的情况下，可以更好地保护眼睛，从某种程度上来说，也能够保护台灯内部的部件。进一步地，灯罩401上部也可以进行封口处理，其前提条件是，需要用弹性材料封口且在重力传感器103 精度允许的范围内，这样做的优点是能够保护重力感应托盘102和重力传感器 103。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

设计图

一种基于重力感应控制的台灯论文和设计

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