專利名稱：組合式發(fā)光二極管礦燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合式發(fā)光二極管礦燈，是一種具有光學(xué)結(jié)構(gòu)與LED發(fā)光二極管組合在一起的礦燈，屬于礦工用照明器具。
背景技術(shù)：
LED礦燈相對(duì)于舊式鎢絲燈炮礦燈有著明顯的優(yōu)越性，當(dāng)前LED礦燈已被廣泛的使用。但目前的LED礦燈仍存在一些不足，主要有1、LED礦燈一般使用兩種LED，一種是1W以上大功率LED，它的電光轉(zhuǎn)換效率比普通LED低。另一種是簡單地并排使用多個(gè)普通LED，由于沒有一套精密的光學(xué)設(shè)計(jì)，所發(fā)射出的光也沒有有效的充分利用。以上兩種都要求電池容量至少4-6Ah，才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)照度和時(shí)間的要求。因而成本較高、體積較大、重量較重。
2、由于需要較大容量的電池，礦燈重量較重，不便于一體化頭燈式礦燈設(shè)計(jì)，否則裝在礦工帽的前端會(huì)使帽子不平衡。
3、光顏色偏藍(lán)且不柔和，甚至還不如舊式礦燈的光顏色好。
4、光斑照度不均勻，有光環(huán)，影響觀察目標(biāo)的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)中存在的不足，提供了一種節(jié)能、光學(xué)效果好、重量輕及使用方便的組合式LED發(fā)光二極管礦燈；達(dá)到上述目的所采取的技術(shù)措施是由燈頭部分、帽燈線與電池組成燈頭部分是LED發(fā)光二極管組及光學(xué)結(jié)構(gòu)的組合，主要包括LED光源、復(fù)眼聚光鏡組、透鏡支架、主聚光鏡及殼體，殼體的空腔內(nèi)在透鏡支架的圓弧面內(nèi)中心及圍繞中心沿圓周均布設(shè)置有4-10只LED光源及相同數(shù)量的復(fù)眼聚光鏡，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點(diǎn)上或周圍，經(jīng)主聚光鏡后，形成平行光，透鏡支架用螺絲固連于殼體的臺(tái)階上，復(fù)眼聚光鏡鑲嵌在透鏡支架相應(yīng)的孔內(nèi)，主聚光鏡放置在殼體的臺(tái)階上，燈頭蓋與殼體之間呈螺紋連接將主聚光鏡壓住，把LED光源插入透鏡支架底部相應(yīng)的孔內(nèi)，并將LED光源的管腳固連于電路板上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負(fù)極并聯(lián)，分別與電源線連接，LED光源經(jīng)帽燈線與電池連接；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果1、在額定工作情況下，普通LED電光轉(zhuǎn)換效率是1W大功率LED的3倍，這是因?yàn)榇蠊β蔐ED集成度高，散熱問題無好的辦法解決。由于采用電光轉(zhuǎn)換效率高的普通LED，并進(jìn)行精密的光學(xué)設(shè)計(jì)，充分利用了電能和光能，因而所需電池容量降低，從而成本也降低，礦燈體積可減小，重量可減輕。
2、由于可使用較小容量的電池，致使體積較小，重量較輕，便于進(jìn)行一體化頭燈式礦燈設(shè)計(jì)。
3、4-10只普通LED光源，其所發(fā)出的光通過復(fù)眼聚光鏡和主聚光鏡后，形成了平行光。因而不論距離的遠(yuǎn)近，都能實(shí)現(xiàn)光照度的均勻，無光環(huán)，便于觀察目標(biāo)。


以7只LED為例圖1是本發(fā)明的光路圖；圖2是本發(fā)明的光路結(jié)構(gòu)圖；圖2-1是圖2的D向視圖；圖3是本發(fā)明燈頭結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；圖4是圖3的A-A向圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的分體式礦燈外形示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例1分體式礦燈的帽燈結(jié)構(gòu)剖視圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例1分體式礦燈的電池盒剖視圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例2的一體頭燈式礦燈外形示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例2的一體頭燈式礦燈結(jié)構(gòu)圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例3的分體頭燈式礦燈外形示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例3的分體頭燈式礦燈結(jié)構(gòu)剖視圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例3的分體頭燈式礦燈電池盒剖視圖；圖13是本發(fā)明的透鏡支架結(jié)構(gòu)圖；圖14是圖13的E向視圖。
具體實(shí)施例方式
由燈頭部分、帽燈線與電池組成，見圖1、圖2、圖2-1、圖3、圖4、圖13、圖14，燈頭部分由LED發(fā)光二極管組及光學(xué)結(jié)構(gòu)的組合，主要包括LED光源3、復(fù)眼聚光鏡組(4、5)、透鏡支架13、主聚光鏡6及殼體12，殼體12的腔內(nèi)在透鏡支架13的圓弧面內(nèi)中心及圍繞中心沿圓周均布設(shè)置4-10個(gè)復(fù)眼聚光鏡及相同數(shù)量的普通LED光源(3)，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點(diǎn)2上或周圍，經(jīng)主聚光鏡(6)后，形成平行光，透鏡支架13用螺絲(7、8)固連于殼體的臺(tái)階上，復(fù)眼聚光鏡(4、5)鑲嵌在透鏡支架相應(yīng)的孔內(nèi)，主聚光鏡6放置在殼體的臺(tái)階上，燈頭蓋14與殼體12之間呈螺紋連接，將主聚光鏡壓住，把LED光源3插入透鏡支架13底部相應(yīng)的孔內(nèi)，并將LED光源的管腳固連于電路板11上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負(fù)極并聯(lián)，分別與電源線連接，LED光源經(jīng)帽燈線22與電池36連接；參見圖2、圖2-1，復(fù)眼聚光鏡4和復(fù)眼中心聚光鏡5是采用SF11光學(xué)玻璃制成的球面透鏡，復(fù)眼聚光鏡4的第一球面為平面，第二球面R＝7.68mm，直徑13.00mm，厚6.70mm，復(fù)眼聚光鏡4和復(fù)眼中心聚光鏡5的光軸間呈11度角，復(fù)眼聚光鏡5的第一球面為平面，第二球面R＝7.00mm，直徑13.00mm，厚6.50mm；主聚光鏡6用BK7光學(xué)玻璃制成的球面透鏡，第一球面R＝261.00mm，第二球面R＝52.00mm，直徑56.00mm，厚12.00mm；LED光源(3)使用草帽型高亮白光直徑5mm、長5mm的圓柱形LED；
參見圖13、圖14，透鏡支架13是在園弧面內(nèi)沿中心及圍繞中心沿圓周均布設(shè)置4-10個(gè)與復(fù)眼聚光鏡(4、5)呈緊配合的孔，將復(fù)眼聚光鏡(4、5)不透光的周邊涂上環(huán)氧膠，并壓入相應(yīng)的孔內(nèi)，將LED光源3插入透鏡支架13的底部相應(yīng)的孔內(nèi)，并將LED光源3的管腳焊接在電路板11上，所有LED光源3正負(fù)極并聯(lián)，并在電路板11上形成正極點(diǎn)24和負(fù)極點(diǎn)25，以便于連接電源線；將電路板11用環(huán)氧膠粘接在已鑲好復(fù)眼聚光鏡(4、5)的透鏡支架13的底部，用螺絲(7、8)固定在殼體12上；復(fù)眼聚光鏡(4、5)和主聚光鏡6可用不同的材料制成，如菲涅爾透鏡，球面或非球面的注塑透鏡，或玻璃球面透鏡；參見圖13、圖14，透鏡支架13是在一個(gè)圓弧面內(nèi)開有7個(gè)直徑13mm盲孔，用于鑲嵌復(fù)眼聚光鏡(4、5)，另一面開有7個(gè)直徑10mm盲孔，再在每個(gè)孔內(nèi)打直徑5mm透孔，用于透光及鑲嵌LED光源3，四周開有4個(gè)直徑3.5mm的孔，便于螺栓固定，透鏡支架可用工程塑料制成；參見圖3，殼體12的一端設(shè)有臺(tái)階，用于放置主聚光鏡6，燈頭蓋14與殼體12之間用M62X2的螺紋連接，這時(shí)可將主聚光鏡6壓?。挥蒙鲜鰺纛^可做成各種類型的礦燈實(shí)施例1參見圖5、圖6、圖7，是一種分體式礦燈，包括燈頭部分、掛在礦工腰間的電池盒17、放置在礦帽上的帽燈15(含燈頭)及相互連接的帽燈線22燈頭部分由LED發(fā)光二極管組及光學(xué)結(jié)構(gòu)的組合，主要包括LED光源3、復(fù)眼聚光鏡組(4、5)、透鏡支架13、主聚光鏡6及殼體12，殼體12的腔內(nèi)在透鏡支架13的圓弧面內(nèi)中心及圍繞中心沿圓周均布設(shè)置4-10個(gè)復(fù)眼聚光鏡及相同數(shù)量的普通LED光源(3)，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點(diǎn)2上或周圍，經(jīng)主聚光鏡(6)后，形成平行光，透鏡支架13用螺絲(7、8)固連于殼體的臺(tái)階上，復(fù)眼聚光鏡(4、5)鑲嵌在透鏡支架相應(yīng)的孔內(nèi)，主聚光鏡6放置在殼體的臺(tái)階上，燈頭蓋14與殼體12之間呈螺紋連接，將主聚光鏡壓住，把LED光源3插入透鏡支架13底部相應(yīng)的孔內(nèi)，并將LED光源的管腳固連于電路板11上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負(fù)極并聯(lián)，分別與電源線連接，LED光源經(jīng)帽燈線22與電池36連接；帽燈15的帽燈線22內(nèi)有正極線21和負(fù)極線20，且正極線21通過礦燈通用開關(guān)23的觸點(diǎn)16與電路板11上的LED正極點(diǎn)24連接，通過旋轉(zhuǎn)礦燈通用開關(guān)23使觸點(diǎn)16接觸或分開，以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦燈的開關(guān)控制，負(fù)極線20直接連接電路板11上的LED負(fù)極點(diǎn)25，帽燈15后部外面設(shè)置有通用帽扣18，便于固定礦燈燈頭于礦帽38上；電池盒17內(nèi)有電池組36，保護(hù)電路板31等，其中電池組36是用正極片33和負(fù)極片35將各電池的正極和負(fù)極并聯(lián)組成的，電池組36選用2-3Ah的標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰離子電池，保護(hù)電路板31選用標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池保護(hù)電路，保護(hù)電路板31通過固定柱44固定，帽燈線22經(jīng)護(hù)線套29后進(jìn)入引線孔30到電池盒內(nèi)，電池盒由上蓋26、盒體34組成，上蓋26、盒體34用M4的螺栓27連接；帽燈線22內(nèi)有正極線21和負(fù)極線20，并通過保護(hù)電路板31和正極連接線32、負(fù)極連接線28與電池正極片33和負(fù)極片35分別相連，電池組36選用2-3Ah的標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰離子電池，保護(hù)電路板31選用標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池保護(hù)電路。
實(shí)施例2參見圖8、圖9，是一種一體頭燈式礦燈37包括電池和燈頭部分，將電池組39和燈頭做成一體，放置在礦帽38上，電池組39的正極通過礦燈通用開關(guān)23的觸點(diǎn)16與電路板11上LED的正極點(diǎn)24連接，通過旋轉(zhuǎn)礦燈通用開關(guān)23使觸點(diǎn)16接觸或分開，以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦燈37的開關(guān)控制，電池的負(fù)極直接連接電路板11上的LED負(fù)極點(diǎn)25，電池組39選用2-3Ah的標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰離子電池，一體頭燈式礦燈37后部外面設(shè)置有通用帽扣18，便于固定礦燈燈頭于礦帽38上；燈頭部分結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。
實(shí)施例3是一種分體頭燈式礦燈，參見圖10、圖11、圖12，包括帽燈40放置在礦帽38前，電池盒42設(shè)置在礦帽38后面，用帽燈線41相連帽燈40(含燈頭)，連接帽燈40的帽燈線41經(jīng)護(hù)線孔43后到燈頭里，其內(nèi)有正極線21和負(fù)極線20，且負(fù)極線20通過礦燈通用開關(guān)23的觸點(diǎn)16與電路板11上的LED負(fù)極點(diǎn)25連接，通過旋轉(zhuǎn)礦燈通用開關(guān)23使觸點(diǎn)16接觸或分開，以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦燈的開關(guān)控制，正極線21直接連接電路板11上的LED正極點(diǎn)24，帽燈40后部外面設(shè)置有通用帽扣18，便于固定礦燈燈頭于礦帽38上，其中的燈頭部分結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1；電池盒42內(nèi)有電池組36，保護(hù)電路板31等，其中電池組36是用正極片33和負(fù)極片35將各電池的正極和負(fù)極并聯(lián)組成的，帽燈線41內(nèi)有正極線21和負(fù)極線20，并通過保護(hù)電路板31和正極連接線32、負(fù)極連接線28與電池正極片33和負(fù)極片35分別相連，電池組36選用2-3Ah的標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰離子電池，保護(hù)電路板31選用標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池保護(hù)電路，保護(hù)電路板31通過固定柱44固定，帽燈線41經(jīng)護(hù)線套29后進(jìn)入引線孔30到電池盒42內(nèi)。電池盒42由上蓋26、盒體34組成，上蓋26、盒體34用M4的螺栓27連接。
權(quán)利要求
1.一種組合式發(fā)光二極管礦燈，由燈頭部分、帽燈線與電池組成，其特征是，燈頭部分是LED發(fā)光二極管組及光學(xué)結(jié)構(gòu)的組合，主要包括LED光源、復(fù)眼聚光鏡組、透鏡支架、主聚光鏡及殼體，殼體的空腔內(nèi)在透鏡支架的圓弧面內(nèi)中心及圍繞中心沿圓周均布設(shè)置有4-10只LED光源及相同數(shù)量的復(fù)眼聚光鏡使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點(diǎn)上或周圍，經(jīng)主聚光鏡后，形成平行光，透鏡支架用螺絲固連于殼體的臺(tái)階上，復(fù)眼聚光鏡鑲嵌在透鏡支架相應(yīng)的孔內(nèi)，主聚光鏡放置在殼體的臺(tái)階上，燈頭蓋與殼體之間呈螺紋連接將主聚光鏡壓住，把LED光源插入透鏡支架底部相應(yīng)的孔內(nèi)，并將LED光源的管腳固連于電路板上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負(fù)極并聯(lián)，分別與電源線連接，LED光源經(jīng)帽燈線與電池連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式發(fā)光二極管礦燈，其特征是，帽燈的帽燈線內(nèi)有正極線和負(fù)極線，且正極線通過礦燈通用開關(guān)的觸點(diǎn)與電路板上的LED正極點(diǎn)連接，負(fù)極線直接連接電路板上的LED負(fù)極點(diǎn)，帽燈后部外面設(shè)置有通用帽扣，便于固定礦燈燈頭于礦帽上；電池盒內(nèi)有電池組，保護(hù)電路板等，其中電池組是用正極片和負(fù)極片將各電池的正極和負(fù)極并聯(lián)組成，保護(hù)電路板選用標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池保護(hù)電路，保護(hù)電路板通過固定柱固定，帽燈線經(jīng)護(hù)線套后進(jìn)入引線孔到電池盒內(nèi)，電池盒由上蓋、盒體組成，上蓋、盒體用螺栓連接；帽燈線內(nèi)有正極線和負(fù)極線，并通過保護(hù)電路板和正極連接線、負(fù)極連接線與電池正極片和負(fù)極片分別相連，電池組選用2-3Ah的標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰離子電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式發(fā)光二極管礦燈，其特征是，是一種分體式礦燈，包括燈頭部分(即放置在礦帽上的帽燈)、掛在礦工腰間的電池盒及相互連接的帽燈線，燈頭部分是LED及光學(xué)結(jié)構(gòu)的組合，主要包括LED光源、復(fù)眼聚光鏡組、透鏡支架、主聚光鏡及殼體，殼體的腔內(nèi)在透鏡支架的圓弧面內(nèi)中心及圍繞中心沿圓周均布設(shè)置4-10個(gè)復(fù)眼聚光鏡及相同數(shù)量的LED光源，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡焦點(diǎn)上或周圍，經(jīng)主聚光鏡后，形成平行光，透鏡支架用螺絲固連于殼體的臺(tái)階上，復(fù)眼聚光鏡鑲嵌在透鏡支架相應(yīng)的孔內(nèi)，主聚光鏡放置在殼體的臺(tái)階上，燈頭蓋與殼體之間呈螺紋連接，將主聚光鏡壓住，把LED光源插入透鏡支架底部相應(yīng)的孔內(nèi)，并將LED光源的管腳固連于電路板上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負(fù)極并聯(lián)，分別與電源線連接，LED光源經(jīng)帽燈線與電池連接；帽燈的帽燈線內(nèi)有正極線和負(fù)極線，且正極線通過礦燈通用開關(guān)的觸點(diǎn)與電路板上的LED正極點(diǎn)連接，負(fù)極線直接連接電路板上的LED負(fù)極點(diǎn)，帽燈后部外面設(shè)置有通用帽扣，以固定礦燈燈頭于礦帽上；電池盒內(nèi)有電池組，保護(hù)電路板等，其中電池組是用正極片和負(fù)極片將各電池的正極和負(fù)極并聯(lián)組成的，保護(hù)電路板選用標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池保護(hù)電路，保護(hù)電路板通過固定柱固定，帽燈線經(jīng)護(hù)線套后進(jìn)入引線孔到電池盒內(nèi)，電池盒由上蓋、盒體組成，上蓋、盒體用螺栓連接；帽燈線內(nèi)有正極線和負(fù)極線，并通過保護(hù)電路板和正極連接線、負(fù)極連接線與電池正極片和負(fù)極片分別相連，電池組選用2-3Ah的標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰離子電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式發(fā)光二極管礦燈，其特征是，是一種一體頭燈式礦燈包括電池和燈頭部分，將電池組和燈頭做成一體，放置在礦帽上，電池組的正極通過礦燈通用開關(guān)的觸點(diǎn)與電路板上LED的正極點(diǎn)連接，電池的負(fù)極直接連接電路板上的LED負(fù)極點(diǎn)，電池組選用2-3Ah的標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰離子電池，一體頭燈式礦燈后部外面設(shè)置有通用帽扣，以固定礦燈燈頭于礦帽上；燈頭部分結(jié)構(gòu)同權(quán)利要求4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式發(fā)光二極管礦燈，其特征是，是一種分體頭燈式礦燈，包括帽燈放置在礦帽前，電池盒設(shè)置在礦帽后面，用帽燈線相連；連接帽燈的帽燈線經(jīng)護(hù)線孔后到燈頭里，其內(nèi)有正極線和負(fù)極線，負(fù)極線通過礦燈通用開關(guān)的觸點(diǎn)與電路板上的LED負(fù)極點(diǎn)連接，正極線直接連接電路板上的LED正極點(diǎn)，帽燈后部外面設(shè)置有通用帽扣，以固定礦燈燈頭于礦帽上，其中的燈頭部分結(jié)構(gòu)同權(quán)利要求4；電池盒內(nèi)有電池組，保護(hù)電路板等，其中電池組是用正極片和負(fù)極片將各電池的正極和負(fù)極并聯(lián)組成的，帽燈線內(nèi)有正極線和負(fù)極線，并通過保護(hù)電路板和正極連接線、負(fù)極連接線與電池正極片和負(fù)極片分別相連，電池組選用2-3Ah的標(biāo)準(zhǔn)圓柱形鋰離子電池，保護(hù)電路板選用標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池保護(hù)電路，保護(hù)電路板通過固定柱固定，帽燈線經(jīng)護(hù)線套后進(jìn)入引線孔到電池盒內(nèi)，電池盒由上蓋、盒體組成，上蓋、盒體用螺栓連接。
全文摘要
組合式LED發(fā)光二極管礦燈，屬于礦工用照明器具，主要包括LED光源、復(fù)眼聚光鏡組、透鏡支架、主聚光鏡、殼體及電池組，殼體的空腔內(nèi)在透鏡支架的圓弧面內(nèi)中心及圍繞中心沿圓周均布設(shè)置有4－10只LED光源及相同數(shù)量的復(fù)眼聚光鏡，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點(diǎn)上或周圍，經(jīng)主聚光鏡后，形成平行光，透鏡支架固連于殼體的臺(tái)階上，復(fù)眼聚光鏡鑲嵌在透鏡支架相應(yīng)的孔內(nèi)，主聚光鏡放置在殼體的臺(tái)階上，燈頭蓋與殼體之間呈螺紋連接，把LED光源插入透鏡支架底部相應(yīng)的孔內(nèi)，將LED光源的管腳焊接于透鏡支架底部的電路板上，LED光源的正負(fù)極并聯(lián)，分別與電源線連接，經(jīng)帽燈線與電池連接；具有節(jié)能、光照均勻、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21W131/40GK1873290SQ200510073248
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月3日
發(fā)明者陳明徹 申請(qǐng)人:應(yīng)天星(北京)科技有限公司