大功率組合矩陣形led智能化特種照明器具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，它主要包括支撐體1、軸承組合6、“U”形支架10，電源控制箱8，其特征在于，它還包括：一個光源安裝板15，225個LED光源17組成組合矩陣形LED光源；一個光源安裝板15及散熱板16、一組散熱片組成大功率LED整體散熱模塊，并與冷卻循環(huán)系統(tǒng)連接；一個驅(qū)動電源9，與LED光源17及直流電機3和13連接；一個傳動系統(tǒng)2，用于水平385°旋轉(zhuǎn)；一個傳動系統(tǒng)14，用于±20°的俯仰運動；一個計算機控制系統(tǒng)，用于對LED光源17進行燈語通信和眩光頻閃控制。本發(fā)明使用安全、可靠，比白熾燈、HID燈更節(jié)能、環(huán)保、具有更長的使用壽命。
【專利說明】大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，它采用225個單點IOff大功率LED白光光源組成縱15排，橫15個，尺寸700X700的矩陣形光源，配以PWM控制的大功率驅(qū)動電源，用計算機進行控制，實現(xiàn)數(shù)字化操作，安裝于艦船上，用于海面上超遠程聚光搜索照明，海上燈語信號通信，燈光頻閃眩目警示等。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國艦船用超遠程特種照明器具，主要由歐美國家進口，一般采用HID光源。LED光源自投放市場以來，技術(shù)不斷提升，應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴大，并以其自身的高效節(jié)能、環(huán)保、長壽等特殊優(yōu)勢，不斷取代白熾燈、熒光燈和HID照明。但由于單點大功率LED的功率問題，大功率LED的散熱問題，不能得到有效解決，制約了在大功率超遠程聚光照明領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著大功率LED技術(shù)研發(fā)的不斷推進，LED在本領(lǐng)域應(yīng)用的條件逐步成熟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，旨在用于艦船上實施海上超遠程聚光搜索照明、海上燈語信號通信、燈光頻閃眩目警示，并逐步取代HID照明，為實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0004]本發(fā)明包括由底座和筒體焊接而成的支撐體1、軸承組合6組成的一個支撐組件，用于支撐本發(fā)明其它部位，并向客戶提供安裝基準；
[0005]包括直流電機3，減速機構(gòu)4，聯(lián)軸節(jié)5，軸7組成的一個能385°旋轉(zhuǎn)的傳動系統(tǒng)2，安裝于支撐體I內(nèi)；
[0006]還包括電源控制箱8，安裝驅(qū)動電源9及控制器30等，其底部與軸承組合6連接，傳遞旋轉(zhuǎn)動力，同時能在軸承上轉(zhuǎn)動；
[0007]還包括安裝于電源控制箱8上的“U”形支架10，安裝固定于支架10兩側(cè)上端的兩個支撐件11，并通過兩支撐件11上的軸套，用于安裝光源安裝板15 ；
[0008]還包括由直流電機13，傳動系統(tǒng)14組成的傳動系統(tǒng)，通過其法蘭與支架10上左側(cè)支撐件11安裝固定，傳動系統(tǒng)14的輸出軸與光源安裝板15上左側(cè)的支撐件11的孔固定連接，用于傳遞運動動力；
[0009]還包括一個光源安裝板15和LED光源17，按橫15排，縱15個，共225個LED光源，組成矩陣形光源，光源安裝板15的一側(cè)安裝燈筒18，玻璃板19，壓圈20組成封閉式光源；光源安裝板的另一側(cè)安裝散熱板16及一組散熱片22，光源安裝板15，散熱板16，散熱片22組成整體散熱模塊，光源安裝板15，散熱板16皆為750 X 720的鋁合金板，散熱片22為鰭形鋁合金片，散熱性能好，但由于耐海上鹽霧浸蝕能力差，因此靠光源安裝板15的一側(cè)以及其他部位表面均進行表面涂覆處理，而在散熱板一側(cè)，設(shè)計了一個用不銹鋼ICrlSNiOTi材質(zhì)的冷卻箱21,與散熱板16之間用娃膠進行防漏密封,將散熱板16靠散熱片一側(cè)的平面和全部散熱片22包在中間，里面充滿冷卻介質(zhì)水或油，冷卻箱21上、下各安裝一個循環(huán)冷卻介質(zhì)的上接頭23，下接頭24，與配制的循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連，實現(xiàn)強制冷卻。
[0010]還包括驅(qū)動電源9，安裝于電源控制箱8內(nèi)，功率2500W，交流220V輸入，50/60HZ，采用PWM芯片控制、多路恒流輸出設(shè)計，每路輸出分別驅(qū)動控制8?16個LED光源17。
[0011]還包括計算機控制系統(tǒng)，由計算機29，控制器30及其驅(qū)動控制板31和顯示屏32組成，用于對燈語信號通信，燈光眩目頻閃進行控制。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:能實現(xiàn)海面上360°全方位，IOKm遠的遠距離照明以及照明頻閃、燈語通信等，比白熾燈、HID燈更加節(jié)能和環(huán)保，具有更長的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的主視圖
[0014]圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖
[0015]圖3是本發(fā)明LED光源17的結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖4是本發(fā)明控制原理示意框圖
【具體實施方式】
[0017]如圖1和圖2所示，一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，包括一個支撐組件，由支撐體1，軸承組合6組成；還包括一個電源控制箱8，底部與軸承組合6連接傳遞旋轉(zhuǎn)動力，上部與支架10連接，支撐組合矩陣光源的光源安裝板15，內(nèi)部安裝驅(qū)動電源9及控制器30 ;還包括直接支撐LED組合矩陣光源的光源安裝板15的一個“U”形支架10，安裝于電源控制箱8上，兩個帶軸套的“L”形支撐件11，固定在支架10的上端兩側(cè)，安裝后兩支撐件11的軸套在同一軸心線上，用以支撐和安裝光源安裝板15 ;其特征在于，它還包括:
[0018]一個光源安裝板15，225個LED光源17，LED光源17安裝于光源安裝板15上，組成組合矩陣形LED光源，提供照明、眩目頻閃、燈語通信的光源；
[0019]一個光源安裝板15，一個散熱板16，一組鰭狀散熱片22，組成一個大功率LED矩陣光源的整體散熱模塊，外接冷卻循環(huán)系統(tǒng)，用于LED光源的強制散熱；
[0020]一個驅(qū)動電源9，安裝于電源控制箱8內(nèi)，與LED光源、直流電機3和13電氣連接，提供驅(qū)動控制電源；
[0021]一個傳動系統(tǒng)2，安裝于支撐體I內(nèi)，用于實現(xiàn)照明光源水平385°方位角旋轉(zhuǎn)；
[0022]一個傳動系統(tǒng)14，通過自身法蘭安裝于支架10左上端的支撐件11上，其輸出軸安裝于連接件12孔內(nèi)，并固定為一整體，用于傳遞動力，實現(xiàn)±20°的俯仰角調(diào)整；
[0023]一個計算機控制系統(tǒng)，主要由計算機29，顯示屏32，控制器30，控制板31組成，用于對LED矩陣光源燈語通信、眩光頻閃進行控制。
[0024]光源安裝板15，由750X720的鋁合金板制成，225個LED光源按橫15，縱15組成正方形矩陣光源，功率2250W，外形與燈筒18，玻璃板19，壓圈20組成一個可透光的封閉整體；
[0025]光源安裝板15，與LED光源組成矩陣光源后，電氣引線從光源安裝板背面的槽中引出，然后再與鑲嵌好鰭形散熱片22的散熱板16連接成一個外形750 X 720的整體散熱模塊，225個大功率LED光源發(fā)出的熱量傳導到整體散熱模塊上，為強制散熱，也為抵御海面上的鹽霧浸蝕，在散熱板16的平面上，設(shè)計了一個不銹鋼板制成的冷卻箱21，將散熱板16平面及所有散熱片22包在其中，冷卻箱21內(nèi)充滿冷卻介質(zhì)水或油，與散熱板16安裝處用硅膠進行防漏密封，冷卻箱上部設(shè)一個接頭23，下部設(shè)一個接頭24，分別與附設(shè)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)相連，用循環(huán)介質(zhì)水或油循環(huán)帶走熱量，實施強制冷卻，使LED光源溫升得到可靠控制。
[0026]驅(qū)動電源9，功率2500W，交流220V，50/60Hz輸入，采用PWM芯片控制、多路直流恒流輸出，每路分別驅(qū)動控制8-16個LED光源17，同時為直流電機3和13提供動力，電路采用過壓保護設(shè)計，確保工作安全。
[0027]傳動系統(tǒng)2，由直流電機3，減速機構(gòu)4，聯(lián)軸節(jié)5，軸承組合6，軸7組成，直流電機3驅(qū)動減速機構(gòu)4，聯(lián)軸節(jié)5，軸7及軸承組合轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)照明光源水平385°旋轉(zhuǎn)。減速機構(gòu)4傳動比是常數(shù)，直流電機3有調(diào)速機構(gòu)，照明光源水平旋轉(zhuǎn)角速度I?20° /S通過調(diào)整直流電機3的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)。
[0028]傳動系統(tǒng)14，由直流電機13和傳動系統(tǒng)14組成，直流電機13驅(qū)動傳動系統(tǒng)14，傳動系統(tǒng)14的輸出軸帶動光源安裝板15轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)光源安裝板完成±20°的俯仰運動。傳動系統(tǒng)的傳動比是一定的，直流電機13有調(diào)速機構(gòu)，±20°俯仰運動的角速度I?10° /S由調(diào)整直流電機13的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)。
[0029]圖3是本發(fā)明的LED光源17的結(jié)構(gòu)示意圖。LED光源17由反射鏡25，已封裝的發(fā)光二極管26，光源電路板27和接頭28組成，安裝于光源安裝板15上，反射鏡25由鋁合金制成，外形加工散熱槽，其反射面按12 = 7.48x拋物面方程設(shè)計，焦點P/2 = 1.87，拋物面為深錐形，口部尺寸039,底部尺寸08.5，長50，表面加工至鏡面并經(jīng)真空鍍膜處理；已封裝發(fā)光二極管26，與光源電路板27封裝后是一個整體，其電氣引線從接頭28的小孔中引出，與驅(qū)動電源9電氣連接，它是一個單點IOW的大功率LED白光光源，光束角15°，光效大于120?150Lm/w，顯色指數(shù)大于60，安裝于拋物面焦點上，光源電路板27，安裝于鋁質(zhì)接頭28的臺階孔中，底部用硅膠粘接，并通過反射鏡25，接頭28的螺紋旋緊壓在反射鏡25尾部的小平面上，接頭28通過尾端螺紋安裝在光源安裝板15上。
[0030]圖4是本發(fā)明控制原理框圖，本發(fā)明主要功能的控制方式是:
[0031](I)驅(qū)動電源9恒流輸出多路直流電流分別對225個LED光源進行滿功率點燈或減光點燈；
[0032](2)驅(qū)動電源9直流輸出分別驅(qū)動直流電機3和直流電機13，通過各傳動系統(tǒng)分別實現(xiàn)385°水平方位角旋轉(zhuǎn)和±20°俯仰角調(diào)整，并通過直流電機3和13調(diào)速，實現(xiàn)水平方位角旋轉(zhuǎn)和俯仰角調(diào)整的I?20° /S和I?10° /S的角速度調(diào)整；
[0033](3)計算機29通過控制器30及驅(qū)動控制板31對225個LED光源以I?30Hz的頻率進行眩目頻閃，對設(shè)定的字母、符號、勤務(wù)的燈光模式進行燈語通信實施控制，并通過顯示屏32進行實時顯示。
[0034]控制器30，主要包括電源板、CPU板、驅(qū)動控制板31，電源板確?？刂破骱?20V電源隔離，同時為CPU板、驅(qū)動控制板31提供低壓直流電源;CPU板做控制系統(tǒng)計算，并與計算機通信；驅(qū)動控制板31執(zhí)行按LED光源17設(shè)定的頻率眩目頻閃，按燈語通信設(shè)定的燈光模式進行燈語通信。
[0035]工作時，接通220V交流電源，驅(qū)動電源9工作，提供多路低壓直流電流，供LED光源17工作，225個LED光源立即點亮，通過反射鏡25聚光反射，經(jīng)過玻璃板19射出光束大小約700mm的白色光柱，照射距離達10Km，若有需要也可減光照射。
[0036]若需要在水平方向自動旋轉(zhuǎn)385°照明搜索，由驅(qū)動電源9向直流電機3供電，直流電機3按設(shè)定轉(zhuǎn)速帶動固定傳動比的傳動系統(tǒng)2工作，即直流電機3帶動減速機構(gòu)4、聯(lián)軸節(jié)5，軸7及軸承組合6水平旋轉(zhuǎn)，從而帶動電源控制箱8，支架10及其安裝在上的光源安裝板15以一定的角速度從0° —— 385°往返旋轉(zhuǎn)，往返用限位開關(guān)控制。本發(fā)明設(shè)計水平方位旋轉(zhuǎn)角速度為I?20° /S，通過直流電機3調(diào)速實現(xiàn)。
[0037]若需要在空間進行±20°的俯仰照明，由驅(qū)動電源9向直流電機13供電，直流電機13驅(qū)動傳動系統(tǒng)14,傳動系統(tǒng)14的輸出軸轉(zhuǎn)動，并通過與之固定連接的光源安裝板15上左側(cè)連接件12帶動光源安裝板15轉(zhuǎn)動，以一定的角速度按“0° —+20° -0° —-20° -0° ”的運動模式進行俯仰照明。本發(fā)明設(shè)計俯仰角調(diào)整速度為I?10° /S，傳動系統(tǒng)的傳動比是恒定的，實現(xiàn)俯仰角速度調(diào)整用直流電機13的調(diào)速實現(xiàn)。
[0038]燈語通信和眩光頻閃用計算機控制。計算機29通過控制器30，驅(qū)動控制板31執(zhí)行。計算機29的軟件設(shè)計中設(shè)計頻閃頻率范圍為I?30Hz，燈語通信設(shè)計按字母、數(shù)目、勤務(wù)的各種不同長短閃光的特殊規(guī)定，并按設(shè)定功能通過控制器30、驅(qū)動控制板31執(zhí)行控制，執(zhí)行過程在顯示屏32上實時顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，包括支撐體(1)，軸承組合(6)，“U”形支架(10)，電源控制箱(8)，其特征在于它還包括: 一個組合矩陣形LED光源，由一個光源安裝板(15)，225個LED光源(17)組成； 一個大功率LED矩陣形光源的整體散熱模塊，由光源安裝板(15),散熱板(16)以及一組鰭狀散熱片(22)，外接冷卻循環(huán)系統(tǒng)，用于LED光源的強制散熱； 一個驅(qū)動電源(9)，安裝于電源控制箱⑶內(nèi)，與LED光源(17)，直流電機(3)和(13)電氣連接，提供驅(qū)動控制電源； 一個傳動系統(tǒng)(2)，安裝于支撐體(1)內(nèi)，用于實現(xiàn)照明光源水平385°方位角旋轉(zhuǎn)； 一個傳動系統(tǒng)(14)，通過自身法蘭安裝于支架(10)左上端的支撐件(11)上，其輸出軸安裝于連接件(12)孔內(nèi)，并固定為一整體，用于傳遞動力，實現(xiàn)±20°的俯仰角調(diào)整； 一個計算機控制系統(tǒng)，主要由計算機(29)，顯示屏(32)，控制器(30)及其驅(qū)動控制板(31)組成，用于對LED矩陣光源燈語通信、眩光頻閃進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，其特征在于:所述組合矩陣形LED光源，其光源安裝板(15)，由750X720的鋁合金板制成，225個LED光源按橫15，縱15組成正方形矩陣光源，功率2250W，外形與燈筒(18)，玻璃板(19)，壓圈(20)組成一個可透光的封閉整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，其特征在于:所述大功率LED矩陣光源的整`體散熱模塊，由光源安裝板(15)，與LED光源組成組合矩陣光源后，電氣引線從光源安裝板背面的槽中引出，然后再與鑲嵌好鰭形散熱片(22)的散熱板(16)連接成一個外形750X720的整體，在散熱板(16)的平面上，設(shè)計了一個不銹鋼制成的冷卻箱(21)，將散熱板(16)平面及所有散熱片(22)包在其中，冷卻箱(21)內(nèi)充滿冷卻介質(zhì)水或油，與散熱板(16)安裝處用硅膠進行防漏密封，冷卻箱上部設(shè)一個接頭(23)，下部設(shè)一個接頭(24)，分別與附設(shè)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，其特征在于:所述驅(qū)動電源(9)，功率2500W，交流220V，50/60Hz輸入，采用PWM芯片控制、多路直流恒流輸出設(shè)計，每路分別驅(qū)動控制8-16個LED光源(17)，同時為直流電機(3)和(13)提供電源，電路采用過壓保護設(shè)計。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，其特征在于:所述傳動系統(tǒng)⑵，由直流電機(3)，減速機構(gòu)(4)，聯(lián)軸節(jié)(5)，軸承組合(6)，軸(7)組成，減速機構(gòu)(4)傳動比設(shè)計為常數(shù)，直流電機(3)有調(diào)速機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，其特征在于:所述傳動系統(tǒng)(14)，由直流電機(13)和傳動系統(tǒng)(14)組成，傳動系統(tǒng)的傳動比設(shè)計為常數(shù)，直流電機(13)有調(diào)速機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，其特征在于:LED光源(17)，由反射鏡(25)，已封裝的發(fā)光二極管(26)，光源電路板(27)和接頭(28)組成，安裝于光源安裝板(15)上，反射鏡(25)其反射面按y2 = 7.48x拋物面方程設(shè)計，焦點P/2 = 1.87，拋物面為深錐形，口部尺寸039，底部尺寸08.5，長50，表面加工至鏡面并經(jīng)真空鍍膜處理，已封裝發(fā)光二極管(26)，與光源電路板(27)封裝后是一個整體，其電氣引線從接頭(28)的小孔中引出，與驅(qū)動電源(9)電氣連接，它是一個單點IOW的大功率LED白光光源，光束角15°，安裝于拋物面焦點上，光源電路板(27)，安裝于鋁質(zhì)接頭(28)的臺階孔中，底部用硅膠粘接，并通過反射鏡(25)，接頭(28)的螺紋旋緊壓在反射鏡(25)尾部的小平面上，接頭(28)通過尾端螺紋安裝在光源安裝板(15)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率組合矩陣形LED智能化特種照明器具，其特征在于:所述計算機控制系統(tǒng)，由計算機(29)，顯示屏(32)，控制器(30)及其驅(qū)動控制板(31)組成，控制器(30)，主`要包括電源板、CPU板、驅(qū)動控制板(31)。
【文檔編號】F21S10/06GK103486531SQ201210196401
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】李能, 劉松岳 申請人:湖北寶努斯照明電器有限公司, 孝感市捷能特種光源照明器具有限公司