本發明涉及照明裝置技術領域，尤其涉及一種教學用可調節照明裝置。

背景技術：

教室在學校的作用就是傳播知識，目前教師里的照明裝置大都采用普通的熒光燈，熒光燈在使用過程中，可能存在閃爍情況，這種情況對學生的視力造成了極大的影響，且傳統的照明裝置大都直接固定在天花板上。在照明過程中，不能根據外界的照明強度實時調整，在老師講課過程中，如需使用投影儀，需要臨時關閉前排的照明裝置，必須通過按動開關鍵才能實現，有時因照明裝置反光問題，會影響部分同學看黑板上的內容。

鑒于上述技術缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創作。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種教學用可調節照明裝置。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種教學用可調節照明裝置，包括燈罩和控制盒，所述燈罩的頂端設置有旋轉板，所述旋轉板的中部套接有軸承，所述控制盒的右端卡接有繼電器，所述控制盒的內部開有固定孔，所述固定孔均勻分布在控制盒的四個角上，所述控制盒的中部左側通過螺釘固定連接有開關電源，所述控制盒的中部右側通過螺釘固定連接有電機，所述電機的右側轉動連接有傳動軸的一端，所述傳動軸的另一端連接有齒輪組，所述齒輪組的右側套接有軸承，所述軸承上卡接有旋轉擋板，所述旋轉擋板的中部旋接有鎖緊螺母；

可調節照明裝置設置在天花板上，在三面墻體上分別設置第一光亮度傳感器、第二光亮度傳感器、第三光亮度傳感器，分別實時檢測所在位置處的光亮度值R；

在所述的PLC控制器中的冗余判定模塊設置相連接的采集電路、比較電路以及存儲電路，所述的采集電路實時采集各個光亮度傳感器的實時的光亮度值R，經過比較電路的比較后輸出最終的光亮度值R，根據該光亮度值R確定最終的角度；在所述的存儲電路中存儲有光亮度傳感器的光亮度值R與燈罩轉動角度的對應關系，在不同的光亮度值對應特定的角度。

所述的冗余判定模塊分別采集所述的比較電路分別按照冗余判定的方式計算各光亮度傳感器數據的重合度值；

所述的比較電路按照下述公式判定第一光亮度傳感器、第二光亮度傳感器的重合度值P₂₁：

式中，P₂₁表示第一光亮度傳感器、第二光亮度傳感器的電阻的重合度值，r₁表示第一電阻光亮度傳感器的實時采樣值，r₂表示第二電阻光亮度傳感器的實時采樣值；r₃表示第三電阻光亮度傳感器的實時采樣值；T表示均方差運算，I表示積分運算；

所述的比較電路按照下述公式判定第一光亮度傳感器、第二光亮度傳感器的重合度值P₃₁：

式中，P₃₁表示第一光亮度傳感器、第三光亮度傳感器的電阻的重合度值，r₁表示第一電阻光亮度傳感器的實時采樣值，r₂表示第二電阻光亮度傳感器的實時采樣值；r₃表示第三電阻光亮度傳感器的實時采樣值；T表示均方差運算，I表示積分運算；

所述的比較電路按照下述公式判定第二光亮度傳感器、第三光亮度傳感器的重合度值P₂₃：

式中，P₂₃表示第二光亮度傳感器、第三光亮度傳感器的重合度值，r₁表示第一電阻光亮度傳感器的實時采樣值，r₂表示第二電阻光亮度傳感器的實時采樣值；r₃表示第三電阻光亮度傳感器的實時采樣值；T表示均方差運算，I表示積分運算；

經過上述方式獲取的P₂₁、P₃₁、P₂₃，經過三個重合度值的平均值計算，獲取該組的終值電阻R；

所述的存儲電路根據存儲的光亮度傳感器的光亮度值R與轉動角度的對應關系，確定最終燈罩的轉動角度。

優選的，所述齒輪組的傳動比為10:1，所述齒輪組為減速齒輪組，且其傳動方向不變。

優選的，所述燈罩的上端左右兩側開有限位塊，所述限位塊為凹型限位塊，所述限位塊的材質為不銹鋼，所述限位塊的直徑為5cm。

優選的，所述開關電源的輸出端與繼電器的輸入端電性連接，所述繼電器的輸出端與電機的輸入端電性連接。

優選的，所述旋轉擋板的表面粘接有防滑墊圈，所述防滑墊圈的材質為硅膠，所述防滑墊圈的厚度為1mm。

優選的，所述控制盒的左側卡接有旋轉銷，所述旋轉銷貫穿于控制盒和燈罩的左端。

優選的，所述燈罩的中部設置有燈管插孔，所述燈管插孔共設置有三個，所述燈管插孔的表面設置有電極，所述燈管插孔的間距為4cm。

優選的，所述控制盒的材質為BMC材料，所述控制盒的厚度為2mm,所述控制盒的四周倒R5圓角。

本發明中，結構設計緊湊，通過采用BMC材料的控制盒，在保證自身強度的情況下保證絕緣性，提高安全性，通過設置有獨立供電的燈管插孔，能方便調整不同強度的照明，提高產品實用性；通過設置電機，將普通單一的燈罩變為旋轉式，可以調整照明角度，提高整體照明效果，且在照明過程中，能方便調整照明角度，方便角落里的同學看清黑板。

在本發明中，在控制開關開動后，各個傳感器開始工作，通過終端光亮度的反饋實現智能控制；本發明采用冗余判定的方式對光亮度進行精準控制，保證照明裝置在最佳的工作狀態工作，達到最佳的照明狀態。

附圖說明

圖1為本發明的裝配結構示意圖；

圖2為本發明的控制盒的結構示意圖；

圖3為本發明的燈管插孔的結構示意圖；

圖4為本發明的旋轉擋板的結構示意圖；

圖5為本發明的燈罩的結構示意圖；

圖6為本發明的照明裝置的布置結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。

參照圖1-5，一種教學用可調節照明裝置，包括燈罩1和控制盒4，燈罩1的頂端設置有旋轉板11，旋轉板11的中部套接有軸承12，控制盒4的右端卡接有繼電器5。

所述的控制盒4的內部開有固定孔8，固定孔8均勻分布在控制盒4的四個角上；控制盒4的中部左側通過螺釘固定連接有開關電源9，控制盒4的中部右側通過螺釘固定連接有電機7。在本實施例中，所述的電機7為步進電機。所述的控制盒內設置有PLC控制器，其接收所述的繼電器的檢測信息，并控制電機7的動作。

所述的電機7的右側連接有傳動軸6的一端，傳動軸6的另一端連接有齒輪組16，齒輪組16的右側套接有軸承12，軸承12上卡接有旋轉擋板3，旋轉擋板3的中部旋接有鎖緊螺母15。同時，所述的燈罩1上開設有安裝軸承12的安裝孔，在安裝孔上設置軸承支座。

齒輪組16的傳動比為10:1，齒輪組16為減速齒輪組，且其傳動方向不變，燈罩1的上端左右兩側開設限位凹槽17。在限位凹槽內設置限位擋板(圖中未畫出)，限位擋板能夠阻擋燈罩運動，并且，在極限位置，限位擋板能夠與控制盒接觸，實現定位。限位凹槽與限位擋板螺釘連接或者粘接。

開關電源9的輸出端與繼電器5的輸入端電性連接，繼電器5的輸出端與PLC控制器的輸入端連接，PLC控制器的輸出端與電機7的輸入端電性連接，旋轉擋板3的表面粘接有防滑墊圈14。

防滑墊圈14的材質為硅膠，防滑墊圈14的厚度為1mm，控制盒4的左側卡接有旋轉銷10，旋轉銷10貫穿于控制盒4和燈罩1的左端；燈罩1的中部設置有燈管插孔2，燈管插孔2共設置有三個，燈管插孔2的表面設置有電極13，燈管插孔2的間距為4cm，控制盒4的材質為BMC材料，控制盒4的厚度為2mm,控制盒4的四周倒R5圓角。

工作原理：當使用一種教學用可調節照明裝置時，使用者首先通過固定孔8將控制盒4固定在天花板上，然后將燈罩1固定在控制盒4上，連接好電源后，將LED燈管插入燈管插孔2內，使LED燈管的接頭與燈管插孔2電極13接觸，在使用過程中，教師僅需通過按動控制開關，控制開關發出信號傳遞給繼電器5，繼電器5在發出信號，令燈管插孔2通電或斷電；同時也能令電機7開始工作，電機7正轉或者反轉就能控制燈罩1左旋或者右旋。通過燈罩的左右旋轉，實現各個LED燈管的位置和角度上的變化，進而控制燈光的強弱，調整室內的光亮度。

在本實施例中，在使用本發明的照明裝置時，將多個照明裝置均勻設置在天花板上，分別進行控制，由于本發明實施例的照明裝置采用自動控制調節的方式，需要提高設備控制的精準度。為此，本發明實施例，在所述的PLC控制器中設置冗余判定模塊，精準的對所述的照明情況進行控制。

在本實施例中，在三面墻體上分別設置有光亮度傳感器，實時檢測三墻體上的光亮度，為了更進一步提高光亮度的檢測情況，也可在四面墻體上分別設置光亮度傳感器，本實施例僅對三面墻體設置光亮度傳感器進行說明。

請參閱圖6所示，照明裝置31設置在天花板上，在三面墻體上分別設置第一光亮度傳感器32、第二光亮度傳感器33、第三光亮度傳感器34，分別實時檢測所在位置處的光亮度值R。

在所述的PLC控制器中的冗余判定模塊設置相連接的采集電路、比較電路以及存儲電路，所述的采集電路實時采集各個光亮度傳感器的實時的光亮度值R，經過比較電路的比較后輸出最終的光亮度值R，根據該光亮度值R確定最終的角度。在所述的存儲電路中存儲有光亮度傳感器的光亮度值R與燈罩轉動角度的對應關系，在不同的光亮度值對應特定的角度。

所述的冗余判定模塊分別采集所述的比較電路分別按照冗余判定的方式計算各光亮度傳感器數據的重合度值，并根據各個重合度值的數據情況，判定光亮度傳感器的狀態。

所述的比較電路按照下述公式判定第一光亮度傳感器、第二光亮度傳感器的重合度值P₂₁：

式中，P₂₁表示第一光亮度傳感器、第二光亮度傳感器的電阻的重合度值，r₁表示第一電阻光亮度傳感器的實時采樣值，r₂表示第二電阻光亮度傳感器的實時采樣值；r₃表示第三電阻光亮度傳感器的實時采樣值；T表示均方差運算，I表示積分運算。

上述運算的基本算法為：通過獲取在某個時間段內的所有采樣點的光亮度值，對某個時間段內的各個取值進行積分運算和均方差運算，得出相比較的平均值。

所述的比較電路按照下述公式判定第一光亮度傳感器、第二光亮度傳感器的重合度值P₃₁：

式中，P₃₁表示第一光亮度傳感器、第三光亮度傳感器的電阻的重合度值，r₁表示第一電阻光亮度傳感器的實時采樣值，r₂表示第二電阻光亮度傳感器的實時采樣值；r₃表示第三電阻光亮度傳感器的實時采樣值；T表示均方差運算，I表示積分運算。

所述的比較電路按照下述公式判定第二光亮度傳感器、第三光亮度傳感器的重合度值P₂₃：

式中，P₂₃表示第二光亮度傳感器、第三光亮度傳感器的重合度值，r₁表示第一電阻光亮度傳感器的實時采樣值，r₂表示第二電阻光亮度傳感器的實時采樣值；r₃表示第三電阻光亮度傳感器的實時采樣值；T表示均方差運算，I表示積分運算。

經過上述方式獲取的P₂₁、P₃₁、P₂₃，經過三個重合度值的平均值計算，獲取該組的終值電阻R。

所述的存儲電路根據存儲的光亮度傳感器的光亮度值R與轉動角度的對應關系，確定最終的角度。

在本發明中，在控制開關開動后，各個傳感器開始工作，通過終端光亮度的反饋實現智能控制；本發明采用冗余判定的方式對光亮度進行精準控制，保證照明裝置在最佳的工作狀態工作，達到最佳的照明狀態。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。