一种动态反射产生抽象光纹理的装置的制作方法

1.本发明涉及灯光照明技术领域，更具体的说是涉及一种动态反射产生抽象光纹理的装置。


背景技术：

2.舞台表演和城市媒体立面夜景经常需要显示屏、数字投影机和点阵屏幕来显示抽象变化的光斑效果，增加节目的内容和耐看的审美。
3.极光现象对低纬度地区的人有遥远的神秘感和吸引力；
4.用显示屏和数字投影技术得到极光的成本比较高，并且能显示抽象光斑效果的装置基本上都是在室内使用，且使用场所范围较小。
5.因此，研究出一种适用场合范围大，且方便操作，能产生变化的抽象光斑的动态反射产生抽象光纹理的装置是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种适用场合范围大，且方便操作，能产生变化的抽象光斑的动态反射产生抽象光纹理的装置。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种动态反射产生抽象光纹理的装置，包括：
9.机箱主体，所述机箱主体的光线入射端设有防水玻璃；
10.反射凹凸镜，所述反射凹凸镜设置于所述机箱主体的内部；
11.竖向移动组件，所述竖向移动组件包括：升降板、齿条、齿轮、电机以及电机固定板；所述升降板置于所述机箱主体内，所述升降板的一端与机箱主体的内壁铰接，另一端与齿条固定连接；所述电机与电机固定板固定连接；所述电机的输出端与齿轮连接，所述齿轮与所述齿条相啮合传动，所述齿条带动升降板的端部上下移动；
12.横向移动组件，所述横向移动组件包括：固定板、滑动杆、挡板、摆动轮以及摆动驱动电机；所述反射凹凸镜设置于所述固定板的顶部；所述摆动驱动电机固定于所述升降板的顶部，所述摆动驱动电机的输出端与摆动轮相连接，所述摆动轮的顶部连接有偏心轴；所述挡板固定于所述升降板的两端，所述滑动杆的一端与所述固定板的端部连接，另一端贯穿所述挡板，且与所述挡板滑动连接；所述挡板与偏心轴对应的位置处开设有腰型孔，所述偏心轴穿设于所述腰型孔内。
13.采用上述技术方案的有益效果是，本发明中光线从防水玻璃处射入，通过竖向移动组件和横向移动组件对反射凹凸镜的位置进行调整，同时通过反射凹凸镜表面的凹凸面可以改变光线的路径，使反射出的光线具有动态的光带纹理。
14.优选的，所述机箱主体设有防水玻璃的一侧设有面盖，所述面盖呈倾斜状布置；所述面盖的表面开设有放置防水玻璃的第一玻璃槽口。
15.优选的，所述面盖靠近机箱主体内部的一侧设有防水胶圈，所述防水胶圈的内侧
壁处设有环形槽，所述防水玻璃置于所述环形槽内。
16.优选的，防水胶圈远离所述面盖的一侧设有防水压板，所述防水压板与第一玻璃槽口对应的位置处设有第二玻璃槽口；所述防水压板与面盖相连接。防水压板的设置可以对防水胶圈起到挤压的作用，使防水胶圈的防水效果更好。
17.优选的，所述机箱主体的内部设有旋转支撑块，所述旋转支撑块的顶部连接有合页，所述合页的另一端与升降板连接。旋转支撑块可以对升降板起到支撑的作用。
18.优选的，所述机箱主体的内部设有电源和控制电路板；所述电机、控制电路板、摆动驱动电机均与所述控制电路板连接；所述电机和摆动驱动电机均与电源相连接。控制电路板可以为电机和摆动驱动电机的运行进行控制，电源为电机和摆动驱动电机的运行提供电能。
19.优选的，所述升降板的表面开设有电机容纳槽；所述电机固定板穿设于电机容纳槽内；齿条和齿轮均置于所述电机容纳槽内；所述齿条的侧壁处设有齿条固定块，所述齿条固定块与升降板相连接。齿条与升降板连接，当齿轮带动齿条移动时，齿条可以带动升降板进行升降运动。
20.优选的，所述电机固定板靠近所述齿条的一侧设有霍尔板，所述齿条与霍尔板对应的位置处设有磁铁。霍尔板可以对磁铁感应，检测齿条的位置，限定电机的转动幅度。
21.优选的，所述机箱主体的外部转动连接有提手支架，所述提手支架与机箱主体的连接处设有通孔和弧形孔，所述通孔和弧形孔的圆心在同一位置；所述通孔和弧形孔内均设有螺丝，所述螺丝与机箱主体连接。
22.优选的，所述机箱主体的外部设有铜线扣，所述铜线扣将电缆扣紧，所述电缆与控制电路板相连接。
23.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其有益效果为：
24.(1)本发明中通过外部的发光设备产生光束照射到机箱主体内部的反射凹凸镜处，会产生投射方向的变化，且由于反射凹凸镜左右和上下的机械动作，光斑还会产生移动，形成纹理形态变化、位置变化以及亮度变化的效果；
25.(2)本发明可以用于室内或室外，包括酒店和酒吧，建筑物立面，山体的植物表面，也可以投影到喷泉水幕等着光面上，安装在灯杆上或水泥表面上，适用场合广泛。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
27.图1为本发明提供的装置的结构示意图；
28.图2为本发明提供的装置的内部结构示意图；
29.图3为本发明提供的图2中m处的结构放大图；
30.图4为本发明提供的装置的结构爆炸图；
31.图5为本发明提供的装置的内部结构爆炸图；
32.图6为本发明提供的齿条处的结构放大图；
33.图7为本发明提供的图5中n处的结构放大图；
34.图8为本发明提供的光线反射的路径变化过程图。
35.其中，图中，
36.1-机箱主体；2-防水玻璃；3-反射凹凸镜；
37.4-竖向移动组件；
38.41-升降板；42-齿条；43-齿轮；44-电机；45-电机固定板；46-电机容纳槽；47-齿条固定块；48-磁铁；
39.5-横向移动组件；
40.51-固定板；52-滑动杆；53-挡板；54-摆动轮；55-摆动驱动电机；56-偏心轴；57-腰型孔；58-反射凹凸镜固定块；
41.6-面盖；
42.61-第一玻璃槽口；
43.7-防水胶圈；
44.71-环形槽；
45.8-防水压板；
46.81-第二玻璃槽口；
47.9-旋转支撑块；10-合页；11-电源；12-控制电路板；13-霍尔板；
48.14-提手支架；
49.141-通孔；142-弧形孔；143-摩擦片；144-螺丝；
50.15-铜线扣。
具体实施方式
51.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。
52.本发明实施例公开了一种动态反射产生抽象光纹理的装置，包括：
53.机箱主体1，机箱主体1的光线入射端设有防水玻璃2；
54.反射凹凸镜3，反射凹凸镜3设置于机箱主体1的内部；
55.竖向移动组件4，竖向移动组件4包括：升降板41、齿条42、齿轮43、电机44以及电机固定板45；升降板41置于机箱主体1内，升降板41的一端与机箱主体1的内壁铰接，另一端与齿条43固定连接；电机44与电机固定板45固定连接；电机44的输出端与齿轮43连接，齿轮43与齿条42相啮合传动，齿条42带动升降板41的端部上下移动；
56.横向移动组件5，横向移动组件5包括：固定板51、滑动杆52、挡板53、摆动轮54以及摆动驱动电机55；反射凹凸镜3设置于固定板51的顶部；摆动驱动电机55固定于升降板41的顶部，摆动驱动电机55的输出端与摆动轮54相连接，摆动轮54的顶部连接有偏心轴56；挡板53固定于升降板41的两端，滑动杆52的一端与固定板51的端部连接，另一端贯穿挡板53，且与挡板53滑动连接；挡板53与偏心轴56对应的位置处开设有腰型孔57，偏心轴56穿设于腰
型孔57内。本发明中反射凹凸镜3一般是亮面不锈钢板，也可以是其他金属材料、树脂材料进行生产再镀膜处理；通过在反射凹凸镜3的表面色层和镀膜层可以增加色彩的丰富程度，可以是单厚度单色的，也可以是梯度厚度的多样色的镀层。
57.为了进一步地优化上述技术方案，机箱主体1设有防水玻璃2的一侧设有面盖6，面盖6呈倾斜状布置；面盖6的表面开设有放置防水玻璃2的第一玻璃槽口61。本发明的装置内没有发光源，整体热量得到了大幅度的压缩，设备内部的温升很低，防水玻璃内外温差很低，可以有效避免内表面形成冷凝水问题，导致目标光斑纹理走样；机箱主体1一般使用qr235钣金件，或6063铝材，外表面需要防腐蚀处理；
58.为了进一步地优化上述技术方案，面盖6靠近机箱主体1内部的一侧设有防水胶圈7，防水胶圈7的内侧壁处设有环形槽71，防水玻璃2置于环形槽71内。防水胶圈7形成密封结构，避免雨水进入。
59.为了进一步地优化上述技术方案，防水胶圈7远离面盖6的一侧设有防水压板8，防水压板8与第一玻璃槽口61对应的位置处设有第二玻璃槽口82；防水压板8与面盖6相连接。
60.为了进一步地优化上述技术方案，固定板51的底部设有反射凹凸镜固定块58，滑动杆52与反射凹凸镜固定块58滑动连接。
61.为了进一步地优化上述技术方案，机箱主体1的内部设有旋转支撑块9，旋转支撑块9的顶部连接有合页10，合页10的另一端与升降板41连接。
62.为了进一步地优化上述技术方案，机箱主体1的内部设有电源11和控制电路板12；电机11和摆动驱动电机55均与控制电路板12连接；电机44、控制电路板12、摆动驱动电机55均与电源11相连接。电源11一般为宽电压开关电源，100-240v输入均可得到稳定的dc12v或24v输出，为控制电路板和电机44供电。控制电路板12，用于自主编程电机44的运动方向，速度，运行时间，也用于接收外部dmx信号，对信号进行准确反应。
63.为了进一步地优化上述技术方案，升降板41的表面开设有电机容纳槽46；电机固定板45穿设于电机容纳槽46内；齿条42和齿轮43均置于电机容纳槽46内；齿条42的侧壁处设有齿条固定块47，齿条固定块47与升降板41相连接。
64.为了进一步地优化上述技术方案，电机固定板45靠近齿条42的一侧设有霍尔板13，齿条42与霍尔板13对应的位置处设有磁铁48。霍尔板13用于作为步进电机行程的约束，控制总的上下幅度，避免超出机械范围；一般的做法是齿条42自带磁铁48，霍尔板13带磁感应元器件，磁铁48跟着齿条42逆时针转动一圈到达感应元器件，再折返，经过顺时针转动一圈再次到达感应元器件，即可得到一个位置的参考度量，对测量范围内行走的步数进行256份，或者256*256份脉冲切割可以得到需要行走的有效单步，最后根据dmx控制系统送来的数字到控制电路板12计算后指挥步进电机转动对应的幅度。
65.为了进一步地优化上述技术方案，机箱主体1的外部转动连接有提手支架14，提手支架14与机箱主体1的连接处设有通孔141和弧形孔142，通孔141和弧形孔142的圆心在同一位置；通孔141和弧形孔142内均设有螺丝144，螺丝144与机箱主体1连接。通孔141处设置杯头螺丝，作为中间旋转轴，一般使用内六角扳手调整，杯头螺丝与机箱本体1连接处设有摩擦片143，用于增加摩擦力，锁死杯头螺丝。弧形孔142处设置胶头螺丝，用于增加摩擦力，锁死胶头螺丝，胶头螺丝与机箱本体1连接处设有摩擦片143调整方向后固定用，提供精准角度的瞄准方向。
66.为了进一步地优化上述技术方案，机箱主体1的外部设有铜线扣15，铜线扣15将电缆扣紧，电缆与控制电路板12相连接。铜线扣15用于锁紧电缆，由电缆包裹皮受力，避免外部拉动导致内部焊接位置受力。
67.光线反射过程中的路径的变化过程如下：
68.如图8所示，在整个反射自由曲面上取一个微元，参考局部平面xoy，模拟一个倾斜入射光线ao，其中o为平面上一点；oz为其法线，得到反射光线bo；横向移动组件5的移动方向可以理解为是oy轴上的正轴线方向移动，同时经过竖向移动组件4转动后，使实际同一根光线ao到达这个微元落地点变为了c，其中c点是原来xoy平面以外有立体落差的一个点，产生新的法线fc和新的反射光线ec；对应地，ace三个点确定的平面，跟aob三个点确定的平面已经是两个完全不同的平面，bo光线，迅速变成了ec光线，两根光线不同平面，也产生了立体夹角，其在被照射面的落点也将产生很大的位移，使得实际得到的光斑在短时间内产生了比较大的变化。
69.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
70.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征在于，包括：机箱主体(1)，所述机箱主体(1)的光线入射端设有防水玻璃(2)；反射凹凸镜(3)，所述反射凹凸镜(3)设置于所述机箱主体(1)的内部；竖向移动组件(4)，所述竖向移动组件(4)包括：升降板(41)、齿条(42)、齿轮(43)、电机(44)以及电机固定板(45)；所述升降板(41)置于所述机箱主体(1)内，所述升降板(41)的一端与机箱主体(1)的内壁铰接，另一端与齿条(43)固定连接；所述电机(44)与电机固定板(45)固定连接；所述电机(44)的输出端与齿轮(43)连接，所述齿轮(43)与所述齿条(42)相啮合传动，所述齿条(42)带动升降板(41)的端部上下移动；横向移动组件(5)，所述横向移动组件(5)包括：固定板(51)、滑动杆(52)、挡板(53)、摆动轮(54)以及摆动驱动电机(55)；所述反射凹凸镜(3)设置于所述固定板(51)的顶部；所述摆动驱动电机(55)固定于所述升降板(41)的顶部，所述摆动驱动电机(55)的输出端与摆动轮(54)相连接，所述摆动轮(54)的顶部连接有偏心轴(56)；所述挡板(53)固定于所述升降板(41)的两端，所述滑动杆(52)的一端与所述固定板(51)的端部连接，另一端贯穿所述挡板(53)，且与所述挡板(53)滑动连接；所述挡板(53)与偏心轴(56)对应的位置处开设有腰型孔(57)，所述偏心轴(56)穿设于所述腰型孔(57)内。2.根据权利要求1所述的一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征在于，所述机箱主体(1)设有防水玻璃(2)的一侧设有面盖(6)，所述面盖(6)呈倾斜状布置；所述面盖(6)的表面开设有放置防水玻璃(2)的第一玻璃槽口(61)。3.根据权利要求2所述的一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征在于，所述面盖(6)靠近机箱主体(1)内部的一侧设有防水胶圈(7)，所述防水胶圈(7)的内侧壁处设有环形槽(71)，所述防水玻璃(2)置于所述环形槽(71)内。4.根据权利要求3所述的一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征在于，防水胶圈(7)远离所述面盖(6)的一侧设有防水压板(8)，所述防水压板(8)与第一玻璃槽口(61)对应的位置处设有第二玻璃槽口(82)；所述防水压板(8)与面盖(6)相连接。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征在于，所述机箱主体(1)的内部设有旋转支撑块(9)，所述旋转支撑块(9)的顶部连接有合页(10)，所述合页(10)的另一端与升降板(41)连接。6.根据权利要求5所述的一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征在于，所述机箱主体(1)的内部设有电源(11)和控制电路板(12)；所述电机(11)、控制电路板(12)、摆动驱动电机(55)均与所述控制电路板(12)连接；所述电机(44)和摆动驱动电机(55)均与电源(11)相连接。7.根据权利要求6所述的一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征在于，所述升降板(41)的表面开设有电机容纳槽(46)；所述电机固定板(45)穿设于电机容纳槽(46)内；齿条(42)和齿轮(43)均置于所述电机容纳槽(46)内；所述齿条(42)的侧壁处设有齿条固定块(47)，所述齿条固定块(47)与升降板(41)相连接。8.根据权利要求7所述的一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征在于，所述电机固定板(45)靠近所述齿条(42)的一侧设有霍尔板(13)，所述齿条(42)与霍尔板(13)对应的位置处设有磁铁(48)。9.根据权利要求1-4、5-8任一项所述的一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征
在于，所述机箱主体(1)的外部转动连接有提手支架(14)，所述提手支架(14)与机箱主体(1)的连接处设有通孔(141)和弧形孔(142)，所述通孔(141)和弧形孔(142)的圆心在同一位置；所述通孔(141)和弧形孔(142)内均设有螺丝(144)，所述螺丝(144)与机箱主体(1)连接。10.根据权利要求6所述的一种动态反射产生抽象光纹理的装置，其特征在于，所述机箱主体(1)的外部设有铜线扣(15)，所述铜线扣(15)将电缆扣紧，所述电缆与控制电路板(12)相连接。

技术总结
本发明公开一种动态反射产生抽象光纹理的装置，包括：机箱主体、反射凹凸镜、竖向移动组件以及横向移动组件；机箱主体的光线入射端设有防水玻璃；竖向移动组件包括：升降板、齿条、齿轮、电机以及电机固定板；升降板的一端与机箱主体的内壁铰接，另一端与齿条固定连接；电机与电机固定板固定连接；横向移动组件包括：固定板、滑动杆、挡板、摆动轮以及摆动驱动电机；反射凹凸镜设置于固定板的顶部；摆动驱动电机固定于升降板的顶部，摆动轮的顶部连接有偏心轴；挡板固定于升降板的两端，滑动杆的一端与固定板的端部连接，另一端贯穿挡板；挡板与偏心轴对应的位置处开设有腰型孔。本发明中的装置能产生变化的抽象光斑，且操作方便。且操作方便。且操作方便。


技术研发人员：韩柏光
受保护的技术使用者：广州朗文光电有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/6