一种用于建筑创作的光空间操作仪制造技术

本发明专利技术提供一种用于建筑创作的光空间操作仪，包括操作仪本体、轨道、日光模拟器、位移测量装置、影像采集装置和角度测量装置，轨道转动设于操作仪本体上，日光模拟器设于轨道上，日光模拟器可沿着轨道移动，位移测量装置与影像采集装置均设于操作仪本体的上部，角度测量装置设于操作仪本体的侧壁上。本发明专利技术的有益效果是日光模拟装置可移动的设置在轨道上，且轨道能够进行0‑180°进行摆动，采用此种设置方式，能够准确模拟直射日光的运动轨迹，该光空间操作仪中的日光模拟器设置可180°内任意调整照射角度，方便准确模拟日光的照射方向，并选择点光源通过调整光线照射角度，转化成平行光进行模拟太阳光的投射，塑造近似人居住环境中的日光投射情景。

An Optical Space Operator for Architectural Creation

【技术实现步骤摘要】
一种用于建筑创作的光空间操作仪
本专利技术属于逛空间模拟设备
，尤其是涉及一种用于建筑创作的光空间操作仪。
技术介绍
在建筑及相关创作中，自然采光的设计是很重要的一部分，对于建筑自然采光的分析软件已经趋于成熟，但是能够辅助建筑创作中光环境设计的工具很少且不完善，在一般创作环境中难以进行，所以需要一种设备进行完成，但是目前并没有一种实际有效的设备来结合建筑自然采光设计的设计方法。能够完善建筑和相关教学中自然采光中的教学训练，能够辅助建筑师和其他设计师在设计创作中的自然采光的分析从而推动建筑和相关设计的发展。中央美术学院所做的“灯箱”应用于光与材料的结合，孔洞等实验，局限于最终结果，并且是静态结果，非自然光的动态表现。同济大学的自然光模拟仪，用于对已完成模型的超精度测试，不侧重在建筑创作过程中光与空间的即使可视化推导应用和相关设计的应用。区别于软件，软件仅仅是辅助检测的工具，并不是建筑师用来设计的工具。因为建筑师的创作过程中，需要手动随心动，靠着感性去完成这些设计，而不是靠这些简简单单的电脑软件。通过仪器把抽象的和隐藏在图纸之下的光的丰富变化进行可视化，能够在可视化基础上帮助建筑师进行有效分析，达到理想的建筑创作结果。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术要解决的问题是提供一种用于建筑创作的光空间操作仪，尤其适合辅助光空间设计与光环境模拟，能够精确模拟太阳运动行径轨迹，获取模拟环境下静态或动态的建筑模型影像，有效辅助建筑设计中空间认知以及光环境模拟的教学研究。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于建筑创作的光空间操作仪，包括操作仪本体、轨道、日光模拟器、位移测量装置、影像采集装置和角度测量装置，轨道转动设于操作仪本体上，日光模拟器设于轨道上，日光模拟器可沿着轨道移动，位移测量装置与影像采集装置均设于操作仪本体的上部，角度测量装置设于操作仪本体的侧壁上。具体地，日光模拟器包括灯具组件、灯具夹具和灯具移动装置，灯具夹具一端与灯具移动装置连接，灯具夹具的另一端与灯具组件连接，灯具移动装置设于轨道上，且灯具移动装置可沿着轨道移动。进一步的，轨道的两端分别与操作仪本体的连接轴连接，连接轴通过同步带与轨道摆动装置连接。进一步的，轨道为弧形轨道，轨道的侧面上设有时间刻度，时间刻度为均布的0-24点。进一步的，轨道为半圆环形。具体地，操作仪本体包括支撑架和作业台，作业台设于支撑架上，作业台上设有模型放置区，模型放置区上表面设有比例坐标网格。进一步的，角度测量装置垂直设于模型放置区的周侧，角度测量装置为刻度板，刻度板的数量为多个。具体地，影像采集装置包括影像采集器支撑架和影像采集器，影像采集器支撑架的一端与影像采集器连接，影像采集器支撑架另一端通过影像采集器夹具与支撑架连接。进一步的，影像采集器的数量为多个，多个影像采集器均设于支撑架上。进一步的，光空间操作仪还包括控制器，控制器分别与灯具移动装置和轨道摆动装置电连接，优选的，灯具移动装置与轨道摆动装置均为步进电机。本专利技术具有的优点和积极效果是：1.由于采用上述技术方案，日光模拟装置可移动的设置在轨道上，且轨道能够进行0-180°进行摆动，采用此种设置方式，能够准确模拟直射日光的运动轨迹，由于太阳在天球中行径的黄道面与赤道面呈现倾角关系，因此该光空间操作仪中的日光模拟器设置可180°内任意调整照射角度，方便准确模拟日光的照射方向，并选择点光源通过调整光线照射角度，转化成平行光进行模拟太阳光的投射，塑造近似人居住环境中的日光投射情景；2.利用视觉体察转移的特性，将导轨模式分成轨道导引模式、手持推进模式与固定设点模式三模式，以设定模拟不同视高的人眼视觉体察方式，该光空间操作仪中设置可做180°转动的导轨与轨道上可任意调变角度与位置的影像采集装置，以控制不同视高于视角的影像采集；3.利用可做180°转动的导轨与轨道上可任意调变角度和位置的影像采集器，实现系统的静态图像与动态影像采集功能，可随时进行模拟观景的图片与影像的采集和制作；4.该光空间操作仪设有可操作建筑设计研究缩尺模型的实验平台，并且方便操作，存在的计算量较小，方便于光学空间制作与推敲中的实验验证的需要；5.考虑到实验装置的“便携性”，该光空间操作仪采用拼接的方式，且实验箱主体下方设有滑轮，方便收纳，容易移位；6.该光空间操作仪可将模拟的结果通过数据传输直接及时输入计算机中进行记录，研究者可以借助输入的图像直接进行研究模型的调整修正，此过程也可利用投影设备直接将影像投射至投影屏幕上进行辅助教学，其成效则有助于学生对于建筑空间的深入认识和对光影空间的尺度把握；7.该光空间操作仪将感性的直觉审美与理性分析相结合，将抽象的空间认知和形象思维赋予直观的演示，将建筑技术实验与建筑设计创作有机结合，非常有利于设计教学和相关分析研究。8.经济、方便、可持续使用，并且在创作过程中进行光与形态的动态分析，因为人眼只能从有限的角度去分析光与影的变化，而且无法进行有效的记录，该光空间操作仪能够进行全面的分析，可以从任意角度分析光与影的变化。附图说明图1是本专利技术的一实施例的结构示意图；图2是本专利技术的一实施例的轨道与作业台的转动连接结构示意图；图3是本专利技术的一实施例的灯源的光线反射示意图。图中：1、灯具移动装置2、灯具组件3、刻度板4、影像采集器支撑架5、作业台6、支撑架7、角度测量装置8、轨道连接件9、导轨10、时间刻度11、影像采集器12、刻度板夹具13、灯具夹具14、连接轴15、轨道摆动装置16、第二齿轮17、第一齿轮18、第三齿轮19、安装壳体20、齿轮具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的说明。图1示出了本专利技术的一实施例的结构示意图，具体示出了本实施例的结构，本实施例涉及一种用于建筑创作的光空间操作仪，能够辅助建筑设计创作时进行光空间设计与光环境模拟，该光空间操作仪对自然光进行模拟，辅助记录创作的过程，并研究建筑创作中光与空间的动态关系；通过大量创作数据和方法的验证，追寻快捷体验建筑光影变化在创作中的动态效果，并且能高效地进行动态分析帮助建筑师可视化地进行光影结果的判断。该光空间操作仪可动态调节空间与光的关系，调整方便，用计算机来记录多次测验的结果，有助于实验的进行和可实施性，使最终结果达到令人满意的程度；同时，动态调整可从多个角度进行观察，并不限于一些方向去观察光与空间产生影的动态变化，能够从各个角度去详细透彻的测试光与建筑空间的关系和光对建筑空间的影响，从而可以采集到详细结果，方便研究者进行建筑设计过程中对光与空间之间的关系的研究，进而进行建筑创作。具体地，上述的用于建筑创作的光空间操作仪包括操作仪本体、轨道9、日光模拟器、位移测量装置3、影像采集装置和角度测量装置7，操作仪本体起到支撑的作用，便于轨道9、位移测量装置3、影像采集装置和角度测量装置7的安装；轨道9转动安装于操作仪本体上，能够在操作仪本体上进行左右摆动，以模拟日光模拟器在经线上移动；日光模拟器滑动安装在轨道9上，且日光模拟器能够沿着在轨道9上进行前后移动，以模拟日光模拟器在纬线上移动，日光模拟器模拟的是太阳，散发出平行光，日光模拟器的移动和轨道9的摆动与太阳白天的光源与运动轨迹相似，日光模拟器与轨道9相配合动作模拟太阳在白天的运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于建筑创作的光空间操作仪，其特征在于：包括操作仪本体、轨道、日光模拟器、位移测量装置、影像采集装置和角度测量装置，所述轨道转动设于所述操作仪本体上，所述日光模拟器设于所述轨道上，所述日光模拟器可沿着所述轨道移动，所述位移测量装置与所述影像采集装置均设于所述操作仪本体的上部，所述角度测量装置设于所述操作仪本体的侧壁上。

【技术特征摘要】
1.一种用于建筑创作的光空间操作仪，其特征在于：包括操作仪本体、轨道、日光模拟器、位移测量装置、影像采集装置和角度测量装置，所述轨道转动设于所述操作仪本体上，所述日光模拟器设于所述轨道上，所述日光模拟器可沿着所述轨道移动，所述位移测量装置与所述影像采集装置均设于所述操作仪本体的上部，所述角度测量装置设于所述操作仪本体的侧壁上。2.根据权利要求1所述的用于建筑创作的光空间操作仪，其特征在于：所述日光模拟器包括灯具组件、灯具夹具和灯具移动装置，所述灯具夹具一端与所述灯具移动装置连接，所述灯具夹具的另一端与所述灯具组件连接，所述灯具移动装置设于所述轨道上，且所述灯具移动装置可沿着所述轨道移动。3.根据权利要求2所述的用于建筑创作的光空间操作仪，其特征在于：所述轨道的两端分别与所述操作仪本体的连接轴连接，所述连接轴通过同步带与轨道摆动装置连接。4.根据权利要求1-3任一项所述的用于建筑创作的光空间操作仪，其特征在于：所述轨道为弧形轨道，所述轨道的侧面上设有时间刻度，所述时间刻度为均布的0-24点。5.根据权利要求4所述的用于建筑创作的光空间操作仪，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：边小庆，邱迪，许敏，国植馨，宋威，陈芳精，李澈，刘静霖，
申请(专利权)人：天津大学仁爱学院，荣耀智慧天津工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12