CN103196094B

CN103196094B - 防风防潮的仿真电子蜡烛

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Publication number: CN103196094B
Application number: CN201210383486.2A
Authority: CN
Inventors: 翁清转
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2032-10-11
Also published as: CN103196094A

Abstract

一种防风防潮的仿真电子蜡烛，其烛芯包括烛芯壳体和容置其内的发光元件及火焰组件；火焰组件的上端是3D火焰头；所述火焰柱的下端安装有微型电机带动的风扇；所述火焰柱被竖直悬挂于壳体的中轴线上，所述3D火焰头恰好暴露于烛芯壳体上方；所述各发光元件射出的光线恰好投射在其所对应的3D火焰头的弧形凹面上；当所述火焰柱下端的微型电机受电转动时，即带动风扇转动，使得所述火焰柱两端以其悬挂点为支点、绕其轴心线转动，所述火焰头也随之转动。本发明的有益效果是：采高度仿真3D蜡烛火焰及随风而动效果；使用时不受桌面纹理影响,高倾斜度下能正常工作；防水,防潮可以户内、外使用。

Description

防风防潮的仿真电子蜡烛

技术领域本发明涉及照明装置，特别是涉及模拟火焰的照明装置。

背景技术蜡烛是广泛应用于喜事，丧事,各种大型活动，不同的宗教仪式和日常生活营造气氛以及有记念性活动的一种化工产品,同时也在工艺方面发挥其特殊的作用，如装饰，空气除味清香等等；然而蜡烛在燃烧时会产生化学反应及容易引起火灾，为了解决这一问题，现有技术多采用LED投射光束到一个火焰片上产生反射光达成蜡烛火焰的仿真效果的电子蜡烛；如专利号为2010102114028，名为“模拟真火的电子发光装置及其模拟真火的方法”的中国专利中，采用一片模拟火焰活动地悬挂在机壳上，机壳内装带动所述火焰片左右摆动的摆动机构，当位于机壳内的发光元件的光线射到摆动的火焰片上，即有类似一团真正火焰摇曳不定的效果。但是这种装置的摆动机构较复杂，而2D的火焰片的视觉效果上与传统蜡烛的火焰还是有较大的差别，火焰缺乏立体感，视觉效果不理想。

发明内容本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而设计生产防风防潮湿的仿真火焰电子蜡烛，解决现有技术电子仿真蜡烛视觉效果不佳、摆动机构复杂等问题。

本发明为解决上述技术问题而提出的技术方案是一种防风防潮的仿真电子蜡烛，包括烛芯，该烛芯又包括烛芯壳体和容置其内的发光元件，特别是还包括火焰组件，该火焰组件包括3D火焰头和火焰柱；3D火焰头位于所述火焰柱的上方；所述火焰柱的下端共轴心线地连接有微型电机带动的风扇；所述火焰组件经其火焰柱上的悬挂点O被竖直悬挂于壳体的顶部与之共中轴线，所述3D火焰头恰好暴露于烛芯壳体上方；所述3D火焰头是一颗近似水滴状的三棱柱，其侧壁由三个彼此夹角成120度的弧形凹面构成；所述3D火焰头的各弧形凹面下方分别设置有发光元件，所述各发光元件射出的光线恰好投射在其所对应的3D火焰头之弧形凹面上；所述各发光元件和微型电机分别电连接至控制电路；当所述火焰柱下端的微型电机受电转动时，即带动风扇转动，使得所述火焰柱两端以其悬挂点O为支点、绕其中轴线作弧度小于180度的往复转动，所述火焰头也随之转动。

所述控制电路位于烛芯壳体底部，包括供电模块、微控制单元MCU、发光驱动模块和电机驱动模块；供电模块将外电源转换为适配的直流电送往微控制单元MCU、发光驱动模块和电机驱动模块；所述微控制单元MCU分别控制发光驱动模块和电机驱动模块；所述微控制单元MCU预先写入了程序用于控制与所述电机驱动模块电连接的微电机的转速和转向；所述微控制单元MCU控制与发光驱动模块电连接的各发光元件点亮、熄灭及亮度。

所述火焰组件的3D火焰头顶端至火焰柱的悬挂点O的距离为L2，所述火焰柱的底端至该悬挂点0的距离为L1，则L1>L2。

更佳的是，所述火焰组件的3D火焰头顶端至火焰柱的悬挂点O的距离为L2，所述火焰柱的底端至该悬挂点0的距离为L1，则L1:L2=1:0.7。

还包括“M”形的支架；所述火焰组件的火焰柱之悬挂点O为一横向贯通的通孔；所述支架穿越火焰组件的通孔，令火焰组件恰好位于“M”形的支架的中部之下凹处，所述支架通过其两端的支脚跨接于所述烛芯壳体侧壁上，使得所述火焰组件被竖直悬挂于烛芯壳体顶部与之共中轴线，所述3D火焰头恰好暴露于烛芯壳体上方；所述各发光元件安装在环形电路板上，该环形电路板通过其外沿固定于烛芯壳体内壁上，使环形电路板水平安装于烛芯壳体内、位于所述3D火焰头的下方，使各发光元件射出的光线恰好投射在其所对应的3D火焰头之弧形凹面上，该环形电路板与控制电路电连接。

还包括“M”形的支架、带有支脚的环形支板;所述环形支板通过至其支脚固定于位于其下的环形电路板上；所述火焰组件的火焰柱之悬挂点O为一横向贯通的通孔；所述支架穿越火焰组件的通孔，令火焰组件恰好位于“M”形的支架的中部之下凹外；所述支架通过其两边的支脚跨接在所述环形支板内环中心处；所述火焰头恰好暴露于烛芯壳体上方；所述环形电路板通过其外沿固定于柱形烛芯壳体内壁上，使环形电路板水平安装于烛芯壳体，使得安装在该环形电路板上的各发光元件射出的光线恰好投射在其所对应的3D火焰头之弧形凹面上，该环形电路板与控制电路电连接。

所述烛芯壳体的底部设置有向上突的、圆锥体状的扰流器，该扰流器的壳壁上设有与烛芯壳体外部相通的气流通孔；所述扰流器的顶端与所述火焰组件的底端留有间隙，从而不会阻碍该火焰组件往复转动。

还包括蜡烛外壳，所述烛芯内置于在蜡烛外壳，所述3D火焰头恰好暴露于蜡烛外壳上方。还包括底座，所述蜡烛外壳和烛芯固定在底座上；底座上设置电池组的电池盒，该电池组电连接至控制电路，向其供电。

所述控制电路还包括与微控制单元MCU电连接的声控模块,声控模块通过位于烛芯壳体上部的微音器MIC，收集外部声音信号，将其转化为电信号送至微控制单元MCU，该微控制单元MCU根据该电信号，控制发光元件的点亮、熄灭及亮度。

与现有技术相比较，本发明的有效益果是：电子蜡烛的3D火焰造型逼真，特别是依据飞机螺旋翼风压原理设计的令火焰组件的转动机构，完美地仿真了蜡烛燃烧时火焰晃动的效果；此外采用微音器等构成声的控机构，仿真了吹灭蜡烛的艺术效果，令本产品更形象逼真；同时本产品不受桌面纹理影响,高倾斜度下也能正常工作；且有防风,防潮湿的功能，可以户内、外使用。

附图说明图1是本发明防风防潮的仿真电子蜡烛之优选实施例中仿真电子蜡烛的正投影主视剖视示意图；

图2是所述优选实施例中所述火焰头30和发光元件20的结构示意图；

图3是图2中A-A的剖视俯视示意图；

图4是所述优选实施例中所述火焰组件3、发光元件20、支架61、带支柱63的环形支板62和环形电路板24各部件组装结构示意图；

图5是图4的B部的局部放大示意图；

图6是所述优选实施例中微形电机40带动风扇41转到时，产生负压，使用火焰组件3以悬挂点O旋转的示意思；

图7是说明所述优选实施例的火焰组件以悬挂点O为支点，两端往返转动弧度度与其长度之间关系的原理示意图；

图8是所述优选实施例中电路逻辑连接关系示意图；

图9是所述优选实施例中电路连接关系示意图；

图10是所述优选实施例中微控制单元MCU52输出电压OUT-Hi和OUT-low的输出电压-时间的关系示意图；

图11是所述优选实施例中机芯1的各部件、蜡烛外壳80和防护内壳86分离状态时的轴测投影示意图；

图12是所述优选实施例中底座81之相关部件的装配关系示意图；

具体实施方式下面，结合附图所示之优选实施例进一步阐述本发明。

参见图1和图5，本发明之优选实施例一是，一种防风防潮的仿真电子蜡烛，包括烛芯1，该烛芯1包括芯壳体11和容置其内的发光元件20，特别是所述烛芯1还包括火焰组件3，该火焰组件3包括3D火焰头31和火焰柱30；3D火焰头31位于所述火焰柱30的上方；所述火焰柱30的下端共轴心线地连接有微型电机40带动的风扇41；所述火焰组件3经其火焰柱30上的悬挂点O被竖直悬挂于壳体10的顶部与之共中轴线，所述3D火焰头31恰好暴露于烛芯壳体10上方；所述3D火焰头31是一颗近似水滴状的三棱柱，其侧壁由三个彼此夹角成120度的弧形凹面311构成；所述3D火焰头31的各弧形凹面311下方分别设置有发光元件20，所述各发光元件20射出的光线恰好投射在其所对应的3D火焰头31之弧形凹面311上；从而产生烛光的效果；所述各发光元件20和微型电机40分别电连接至控制电路50；当所述火焰柱30下端的微型电机40受电转动时，即带动风扇41转动，使得所述火焰柱30两端以其悬挂点O为支点、绕其中轴线作弧度小于180度的往复转动，所述火焰头31也随之转动，配合发光元件20的投射，使3D的火焰头形像地仿真了蜡烛燃烧时火焰晃动的效果。

参见图2至图3，所述各发光元件20安装在环形电路板24上，该环形电路板24通过其外沿固定于烛芯壳体10内壁上，使环形电路板24水平安装于烛芯壳体10内、位于所述3D火焰头的下方，使各发光元件20射出的光线恰好投射其所对应的3D火焰头31之弧形凹面311上，该环形电路板与控制电路50电连接；本例中，所述发光元件20采用发光二极管。

参见2至图5，本例中，所述火焰组件3固定方式是：采用包括“M”形的支架61和带有支脚63的环形支板62;环形支板62通过其支脚63采用螺钉固定于位于其下的环形电路板24上；所述火焰组件位于火焰柱30的悬挂点O为一横向贯通的通孔32，该通孔32位于3D火焰头31下方；所述支架61穿越该通孔32，令火焰组件3恰好位于“M”形的支架的中部的下凹外；所述支架61通过其两边的支脚跨接在所述环形支板62内环中心处；所述火焰头31恰好暴露于烛芯壳体10上方。

此外，所述火焰柱30固定方式也可只用“M”形的支架61来悬挂，即支架61的两端支脚直接跨接于所述烛芯壳体10侧壁上，从而令所述火焰组件3被竖直悬挂于烛芯壳体10的顶部与之中轴线，所述火焰组件3的3D火焰头31恰好暴露于机心壳体10上面。

参见图6和图7，所述火焰组件3的3D火焰头31顶端至火焰柱30的悬挂点O的距离为L2，所述火焰柱30的底端至该悬挂点0的距离为L1，；当所述火焰柱30下端的微型电机40受电转动时,L1和L2以悬挂点O的旋转的弧度各为Deg1和Deg2,则;为了达到理想的火焰晃动的效果，通常要求L1>L2，可按实际需要调整L1和L2的比例，达到所需的转动效果；本例中L1:L2=1:0.7。

参见图8，所述控制电路50位于烛芯壳体10底部，包括供电模块51、微控制单元MCU52、发光驱动模块54和电机驱动模块55；供电模块50将外电源转换为适配的直流电送往微控制单元MCU52、发光驱动模块54和电机驱动模块55；所述微控制单元MCU52分别控制发光驱动模块54和电机驱动模块55；所述微控制单元MCU52预先写入了程序用于控制与所述电机驱动模块55电连接的微电机40的转速和转向；同时所述微控制单元MCU52控制与发光驱动模块54电连接的各发光元件20点亮、熄灭及亮度。更佳的是，所述控制电路50还可设置有与微控制单元MCU52电连接的声控模块53,该声控音模块53通过位于烛芯壳体10上部的微音器MIC(麦克风)收集外部声音信号，将其转化为电信号送至微控制单元MCU52，该微控制单元MCU52根据该电信号，控制发光元件20，即要例中的发光二极管的亮、熄灭及亮及亮度。本例中拾音器MIC安装如图3所示的环形电路板24上。

参见图9，本实施中，所述微控制单元MCU52设有二个控制接口IN-A和IN-B，其中IN-A连接有可调电阻VR,通过该可调电阻VR可以调整与IN-B接的微音器MIC的灵敏度,本例中微音器MIC采有电容式拾音器，该微音器MIC以0.5秒为取样时间单位，将采集的音频信号转为电信号,送至微控制单元MCU52；当使用者靠近火焰面吹气时,该微音器MIC送至微控制单元MCU52电信号的电压值达到某一阈值Vm时,微控制单元MCU52控制与输出端子L1至L3电连接的发光二极管LED1至LED3,令各发光二极管熄灭，此时进入待机状态（Stand-by）。此时，如靠近火焰头吹气,该微音器MIC送至微控制单元MCU52电信号的电压值达到阈值Vm时,微控制单元MCU52就开启与输出端子L1至L3电连接的发光二极管LED1至LED3,令各发光二极管点亮,也即可采用吹气实现开-关-开-关的循环操作。本例中，阀值Vm设定为直流供电电源输出电压Vss的一半。

在微控制单元MCU52的二个输出端子OUT-Hi和OUT-Low，该二个输出端子是以图10所示，单元时间输出高、低驱动电压，控制与其电连接的微型电机40的转速。

显然，本例中实施电路中三极管Q1相连接的R1阻值时，即可调整微形电机40在高速时的转速；同样，只须调整与三极管Q2相连接的R2阻值时，就可调整微形电机40在低速时的转速；此外，所述微控制单元MCU52按预先设定于程序中的高、低电压输出时间周期，控制输出端子L1至L3的输出电压发生变化，配合驱动微形电机40变速及变向,令发光二极LED1至LED3亮度随其输出端子L1至L3输出电压的变化而变化,模拟烛光随风而动及闪熠效果。高、低电压输出的时间变化周期，可以根据国家或地区使用者的习惯，设定不同的变化周期。本例中，还可以采用高频方形脉冲向发光元件及微形电机40供电，可更有效地节省电能。

参见图1和图11，为了令所述火焰组件3能畅顺地起动并在低速旋动也能转动得更加稳定，本实施例中，还在所述烛芯壳体10的底部还设置有向上突的、圆锥体状的扰流器16，该扰流器16的壳壁上设有与烛芯壳体10外部相通的气流通孔160，使得火焰组件3转到时，令烛芯壳体10内外气流流通，并在内部成涡流，令火焰组件3能更畅顺地起动，即使微电机40低速旋动时，也仍能令得火焰组件3稳定地往复转动，从而使3D火焰头仿真烛光跳动的效果更加逼真。所述扰流器16的顶端与所述火焰组件3的底端应留有间隙，以不阻碍该火焰组件3往复转动为准。本例中的圆锥形扰流器16为空腔结构。

参见图11，该电子蜡烛，还包括蜡烛外壳80，所述烛芯1内置于蜡烛外壳80，所述3D火焰头31恰好暴露于蜡烛外壳80上方。在所述蜡烛外壳80和烛芯1之间还套装有一防护内壳86。使用得该电子蜡烛不受桌面纹理影响,高倾斜度下能正常工作；且防风,防潮湿功能，可以户内、外使用。

参见图12，本例中电子蜡烛还设置有底座81，所述蜡烛外壳80和烛芯1固定在底座上；底座81上设放置电池组82的电池盒83，该电池组82电连接至控制电路50，向其供电;在底座上还设有有与控制电路电接的电源开关、亮度选择钮和音频选择开关等功能开关。控制电路50固定在底座81的底盘84上，在底盘84上有便于安装电池组的电池盖830。当然，也可以采用市电供电，对本领域普通技术人员来这是显而易见，在本例中，不再赘述。

Claims

1.一种防风防潮的仿真电子蜡烛，包括烛芯（1），该烛芯（1）又包括烛芯壳体（10）和容置其内的发光元件（20），其特征在于：

所述烛芯（1）还包括火焰组件(3)，该火焰组件（3）包括3D火焰头（31）和火焰柱（30）；3D火焰头(31)位于所述火焰柱(30)的上方；所述火焰柱(30)的下端共轴心线地连接有微型电机（40）带动的风扇(41)；所述火焰组件(3)经其火焰柱（30）上的悬挂点O被竖直悬挂于壳体(10)的顶部与之共中轴线，所述3D火焰头（31）恰好暴露于烛芯壳体（10）上方；

所述3D火焰头（31）是一颗近似水滴状的三棱柱，其侧壁由三个彼此夹角成120度的弧形凹面(311)构成；所述3D火焰头（31）的各弧形凹面(311)下方分别设置有发光元件（20），所述各发光元件（20）射出的光线恰好投射在其所对应的3D火焰头（31）之弧形凹面(311)上；

所述各发光元件(20)和微型电机（40）分别电连接至控制电路(50)；当所述火焰柱（30）下端的微型电机（40）受电转动时，即带动风扇(41)转动，使得所述火焰柱（30）两端以其悬挂点O为支点、绕其中轴线作弧度小于180度的往复转动，所述火焰头（31）也随之转动。

2.按照权利要求1所述的防风防潮的仿真电子蜡烛，其特征在于：

所述控制电路（50）位于烛芯壳体（10）底部，包括供电模块（51）、微控制单元MCU（52）、发光驱动模块（54）和电机驱动模块（55）；供电模块（51）将外电源转换为适配的直流电送往微控制单元MCU（52）、发光驱动模块（54）和电机驱动模块（55）；所述微控制单元MCU（52）分别控制发光驱动模块（54）和电机驱动模块（55）；所述微控制单元MCU(52)预先写入了程序用于控制与所述电机驱动模块（55）电连接的微型电机（40）的转速和转向；所述微控制单元MCU（52）控制与发光驱动模块（54）电连接的各发光元件（20）点亮、熄灭及亮度。

3.按照权利要求1所述的防风防潮的仿真电子蜡烛，其特征在于：

所述火焰组件(3)的3D火焰头（31）顶端至火焰柱（30）的悬挂点O的距离为L2，所述火焰柱(30)的底端至该悬挂点O的距离为L1，则L1>L2。

4.按照权利要求1所述的防风防潮的仿真电子蜡烛，其特征在于：

所述火焰组件(3)的3D火焰头（31）顶端至火焰柱（30）的悬挂点O的距离为L2，所述火焰柱(30)的底端至该悬挂点O的距离为L1，则L1:L2=1:0.7。

5.按照权利要求1所述的防风防潮的仿真电子蜡烛，其特征在于：

还包括“M”形的支架（61）；所述火焰组件（3）的火焰柱（30）之悬挂点O为一横向贯通的通孔（32）；所述支架（61）穿越火焰组件（3）的通孔（32），令火焰组件(3)恰好位于“M”形的支架的中部之下凹处，所述支架（61）通过其两端的支脚跨接于所述烛芯壳体（10）侧壁上，使得所述火焰组件(3)被竖直悬挂于烛芯壳体(10)顶部与之共中轴线，所述3D火焰头（31）恰好暴露于烛芯壳体（10）上方；

所述各发光元件（20）安装在环形电路板（24）上，该环形电路板（24）通过其外沿固定于烛芯壳体（10）内壁上，使环形电路板（24）水平安装于烛芯壳体（10）内、位于所述3D火焰头（31）的下方，使各发光元件（20）射出的光线恰好投射在其所对应的3D火焰头（31）之弧形凹面(311)上，该环形电路板与控制电路（50）电连接。

6.按照权利要求1所述的防风防潮的仿真电子蜡烛，其特征在于：

还包括“M”形的支架（61）、带有支脚（63）的环形支板（62）;所述环形支板（62）通过至其支脚（63）固定于位于其下的环形电路板(24)上；所述火焰组件（3）的火焰柱（30）之悬挂点O为一横向贯通的通孔（32）；所述支架（61）穿越火焰组件（3）的通孔（32），令火焰组件(3)恰好位于“M”形的支架的中部之下凹外；所述支架（61）通过其两边的支脚跨接在所述环形支板（62）内环中心处；所述火焰头（31）恰好暴露于烛芯壳体（10）上方；

所述环形电路板（24）通过其外沿固定于烛芯壳体（10）内壁上，使环形电路板（24）水平安装于烛芯壳体（10），使得安装在该环形电路板（24）上的各发光元件（20）射出的光线恰好投射在其所对应的3D火焰头（31）之弧形凹面(311)上，该环形电路板（24）与控制电路（50）电连接。

7.按照权利要求1所述的防风防潮的仿真电子蜡烛，其特征在于：

所述烛芯壳体（10）的底部设置有向上突的、圆锥体状的扰流器（16），该扰流器（16）的壳壁上设有与烛芯壳体（10）外部相通的气流通孔（160）；所述扰流器（16）的顶端与所述火焰组件(3)的底端留有间隙，从而不会阻碍该火焰组件（3）往复转动。

8.按照权利要求1所述的防风防潮的仿真电子蜡烛，其特征在于：

还包括蜡烛外壳（80），所述烛芯（1）内置于在蜡烛外壳（80），所述3D火焰头（31）恰好暴露于蜡烛外壳（80）上方。

9.按照权利要求2所述的防风防潮的仿真电子蜡烛，其特征在于：

所述控制电路（50）还包括与微控制单元MCU(52)电连接的声控模块（53）,声控模块（53）通过位于烛芯壳体（10）上部的微音器MIC，收集外部声音信号，将其转化为电信号送至微控制单元MCU(52)，该微控制单元MCU(52)根据该电信号，控制发光元件（20）的点亮、熄灭及亮度。

10.按照权利要求8所述的防风防潮的仿真电子蜡烛，其特征在于：

还包括底座（81），所述蜡烛外壳（80）和烛芯（1）固定在底座上；底座（81）上设置电池组（82）的电池盒（83），该电池组(82)电连接至控制电路（50），向其供电。