CN103925475A - 一种安全防爆型空气能锂电池强光led多用头灯 - Google Patents

Abstract

一种安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，包括前盖主外壳以及后盖底壳，其内装有强光LED头灯，其特征在于：前盖主外壳包括一带有4个副灯定位孔的高效强光聚焦透镜，用以容置一强光型节能环保大功率LED光源于其中，所述LED光源发射的光束从透镜通孔端射出，所述LED光源通过铝合金散热驱动综合体电路板和锂电池实现供电连接，所述的带有4个副灯定位孔的透镜装配有4支φ5发光二极管LED，前盖和后盖匹配通过超声波熔接机封装，将上述LED光源，驱动电路板以及锂电池容置其中，后盖底壳装有双层弹力松紧带头贴板，可以方便舒适地佩戴在人体头部，实现发光照亮。本发明具有体积小重量轻，照明时间长，安全防爆，节能环保，方便舒适，发光效率高，使用寿命长等优点。

Description

一种安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯

技术领域

本发明所属半导体发光二极管及半导体照明设备技术领域，特别涉及包括一种利用安全防爆型空气能锂电池LED照明技术生产的强光多用头灯。

背景技术

（1）现有锂电池LED头灯是在传统矿用头灯基础上演变发展而来的，传统矿用头灯产品技术结构上有缺陷。

（2）其最大缺点是铅酸蓄电池重量重体积大，白炽灯泡容易产生灯头碰撞破碎，钨丝发热温度高，电缆线容易破皮拉断等现象而产生电火花，继而引发瓦斯爆炸事故。

（3）白炽灯泡耗电多，不节能，使用寿命短，铅酸蓄电池污染环境，不利于环保。

（4）灯光昏暗，发光效率低，现有锂电LED头灯虽有改进，也有不令人满意的现象发生，体积小重量轻是改进重点，发光效率有待提高。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目标是提供一种体积小重量轻，照明时间长，安全防爆，节能环保，方便舒适，发光效率高，使用寿命长的安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯。

本发明采用以下技术方案：

一种安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，包括前盖主外壳以及后盖底壳，其内装有强光LED头灯，其特征在于：前盖主外壳包括一带有4个副灯定位孔的高效强光聚焦透镜，用以容置一强光型节能环保大功率LED光源于其中，所述LED光源发射的光束从透镜通孔端射出，所述LED光源通过铝合金散热驱动综合体电路板和锂电池实现供电连接，所述的带有4个副灯定位孔的透镜装配有4支φ5发光二极管LED，前盖和后盖匹配通过超声波熔接机封装，将上述LED光源，驱动电路板以及锂电池容置其中，后盖底壳装有双层弹力松紧带头贴板，可以方便舒适地佩戴在人体头部，实现发光照亮。

本发明具有体积小重量轻，照明时间长，安全防爆，节能环保，方便舒适，发光效率高，使用寿命长等优点。

本发明轻过两年的辛苦研究开发，研制开发了三套用于头灯前盖主外壳以及后盖底壳的钢模具以及配套的用于防护套的橡胶注射成型精密钢模具，经过两年辛苦研发，终于研制出了适用于本头灯的高效强光聚焦透镜并为此已经制作开发了两套精密钢模具，本透镜可使头灯发光照度达到6500LX(距灯1米)，远远高于矿灯国家标准照度800LX(距灯1米)，大大提高发光效率，这样为大规模大批量自动化生产作准备，努力实现专利成果转化，实现产业化。

本发明属于独特的设计技术，本设计符合中华人民共和国国家标准：《GB7957-2003矿灯安全性能通用要求》，中华人民共和国煤炭行业标准：《MT/T1051-2007矿用锂离子蓄电池矿灯》。

专用的独特锂电池及电路保护板设计：

安全防爆型空气能锂电池取代传统的锂离子电池，因为锂空气能电池是近年来得到快速发展的具备超大容量和超大能量密度的电化学电池，它的蓄电能力比性能最好的锂离子电池高10倍以上，我们的手机，笔记本电脑，平板电脑，数码相机采用的都是锂离子电池，这种空气能锂电池最大的优势在于它价格低廉和轻便，它相比同样体积同样重量的锂离子电池容量大10倍，例如2千毫安时相当于2万毫安时（MAH）。

锂空气能电池的发电原理是：将锂金属氧化产生离子和电子，与空气中的氧分子进行还原反应，从而产生电能，由于空气随处可得，人们可以把锂空气能电池做得更轻更小，不必再担心燃料储存空间的问题，这也满足了LED头灯体积小重量轻的要求。

本发明在锂空气能电池上安装一块电路保护板，对锂电池的过充，过放，内外部短路，高温高压等情况，电路系统会识别当前状态，并立即启动对应的保护方案，有效保证锂电芯不被损坏，杜绝由此引发的安全事故。

锂空气能电池稳定性强，在剧烈撞击，热冲击，过充电，强制放电，短路，针刺，高温差，高压力等特殊情况下，不会发生起火，爆炸等现象，是目前性能最稳定，最安全的锂电池。

专用的独特高效强光聚焦透镜设计：

带有4个副灯定位孔的高效强光聚焦透镜取代现有头灯的聚光灯杯，利用光学透镜折射规律，透镜发光角度非常小，体积做的很小，但聚光效果很好，改变灯杯大而重的的缺陷，在保证聚光功能的同时，还可极大提高灯具对LED光通量的利用率，可使头灯发光照度达到6500LX(距灯1米)，远远高于矿灯国家标准照度800LX(距灯1米)，大大提高发光效率。

目前普通头灯和手电筒等移动照明灯具，发挥聚光作用的反光灯杯设计的比较大比较长，占据了整个灯具的一半体积空间，因为灯杯聚光的原理是反射聚光照明，距离越长越大聚光的效果越好。

现在本发明对此进行改进创新，采用光的折射原理生产聚光透镜，可以将透镜设计的体积非常小巧，达到同样的聚光效果，体积空间可以缩小到灯杯的十分之一。

所述高效强光聚焦透镜为圆锥体形，锥底为平底的圆锥体形，整体结构为实芯，有别于灯杯中间的空心结构，选用材料为聚碳酸酯（PC）透明塑料制造，具有很高的抗冲击性能，现在已经开发了两套精密钢模具。

为了提高透镜的利用效率，为了减少光的介质折射损耗，根据光学折射原理，本发明灯头透明前盖和聚焦透镜设计在一起成为一个透镜整体开发模具，取名为综合体透镜，这样发光效果会更好，同时也减少了一套精密钢模具的开发，节约了开发模具的成本，提高了经济效益。

专用的独特外观设计：

非常时尚的前圆后方的外观设计，外形结构与当前流行的数码相机外形十分相似，很受广大用户的喜爱，本产品改变了传统矿用头灯的灯头———电缆——铅酸蓄电池的分体结构模式，成为一体化的头灯产品，解决了传统矿用头灯铅酸蓄电池有硫酸溢出灼伤肌肤，长期腰挂沉重的蓄电池引起的腰肌劳损，会给环境带来硫酸和铅污染，电缆线破皮拉断，钨丝灯泡易碎产生电火花等问题。

外壳设计以抗冲击，抗摔打性强的圆形或方形为基调，共注塑材料为塑料材料中物理和化学特性最佳的聚碳酸酯(PC)料，外壳具备防静电性能。

本灯的跌落试验高度为5米，这是目前一般矿用头灯难以达到或实现的标准，这为矿用头灯在煤矿井下的安全使用奠定了外部安全特征的基础。

本发明的优点在于：

1、体积小重量轻居世界前列：本发明安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，体积比现有锂电LED头灯缩小一半，比最常见的数码相机体积缩小一半，可以很轻便地佩戴在头上，拿在手上不超过手掌的大小尺寸，重量不超过100g,只有传统的铅酸蓄电池矿灯2.5公斤的二十五分之一，比现有的锂电LED头灯轻一半。

2、发光效率高居世界前列：本发明研发设计高效强光聚焦透镜，可使头灯发光照度达到6500LX(距灯1米)，远远高于矿灯国家标准照明度800LX(距灯1米)，大大提高发光效率，按照射程计算，在夜晚照亮射程可达1000米，比强光手电筒更亮。

3、安全防爆居世界前列：本发明采用安全防爆型空气能锂电池，代替传统的锂离子电池，因为空气能锂电池是近年来得到快速发展的具备超大容量和超大能量密度的电化学电池，锂空气能电池稳定性强，在剧烈撞击，热冲击，过充电，强制放电，短路，针刺，高温差，高压力等特殊情况下，不会发生起火，爆炸等现象，是目前性能最稳定，最安全的锂电池。

4、照明时间长居世界前列：本灯照明时间有两种模式，主灯工作照明时间为120小时，辅灯光源照明时间为500小时，这是目前同类产品无法比拟的。

5、节能环保居世界前列：本灯工作电流为300MA,基功率为1W,节能70%，本灯没有铅酸蓄电池的硫酸和铅污染环境，非常环保。 

安全防爆型空气能锂电强光LED多用头灯的发明创造产生于需要，有市场需求，矿用，军用，警用，民用……等等，包括煤矿、铁路、电力、油田、冶金钢铁、军事部队、公安消防、户外探险、检修抢修、割胶农场、捕鱼种菜等各行各业需要移动照明的场所及其他工作现场提供最佳移动照明，只要是黑暗的地方，需要灯光照亮的地方都有市场需求，LED多用头灯佩戴在头上，可以完全彻底的解放双手，可以腾出双手从事更多的劳动，满足人们在不同领域的需求。

以上所述，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。

附图说明

图1是本发明一种安全防爆空气能锂电池强光LED多用头灯的结构展开图。

具体实施方式

下面结合附图和实施对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示：一种安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，包括前盖主外壳1以及后盖底壳2，其内装有可充电的安全防爆型具备超大容量的空气能锂电池3，其中，前盖主外壳1包括一高效强光聚焦透镜11，用以容置一强光型节能环保大功率LED光源4于其中，所述LED光源4发射的光束从透镜通孔端11射出，所述LED光源4通过铝合金散热驱动综合体电路板5和安全防爆型具备超大容量的空气能锂电池3实现供电连接，前盖主外壳1和后盖底壳2匹配通过超声波熔接机封装连接，将上述LED光源4，驱动电路板5以及锂电池3容置其中，后盖底壳2装有双层弹力松紧带头贴板12，通过转角牙盘9用螺钉连接，可以方便舒适地佩戴在人体头部，实现发光照亮。

其中，所述电池3为可充电的安全防爆型具备超大容量的空气能锂电池，透镜11为高效强光聚集透镜，灯泡4为强光型节能环保大功率LED光源。

其中，所述电池3代替现有的锂电池，因为它具备超大容量蓄电能力，比性能最好的锂离子电池高10倍以上，该电池最大的优势在于它的价格低廉和轻便。

其中，所述前盖主外壳1以及后盖底壳2全部采用防弹塑料聚碳酸酯（PC料）制成，通过超声波熔接机模式封装为全封闭整体形式，整灯重量不超过100g，真正呈现体积小重量轻的优点。

其中，所述大功率LED光源4还包括一LED灯4，一透镜11以及一透镜前盖10，LED灯的发光端置于高效强光聚集透镜11的通孔中，借由透明前盖10盖住所述通孔11，高效强光聚集透镜11可使头灯发光照度达到6500LX（距灯1米），远远高于矿灯国家标准照度800LX(距灯1米)，大大提高发光效率。

其中，所述LED光源4通过铝合金散热驱动综合体电路板5和锂电池3实现供电连接，铝合金散热板5可以防止线路过热对头灯造成损害，同时在电路板5上设计有电子恒流恒压元器件，提高照明效果，电路板5上装有防过充，过放，内外部短路，防高温高压的保护模块。

其中，所述前盖主外壳1右侧还包括一槽口6，用以容置开关6，所述开关6和电路板5形成电线连接。

其中，所述前盖主外壳1左侧还包括一充电接口8，和外界通过充电器连接充电和手机充电一样非常简单方便。

其中，所述后盖底壳2中间有转角牙盘9，通过转角牙盘装置9与头贴板12之间的自由转动角度最大可达180度，通过螺钉和不锈钢挂钩7连接，后面装有双层弹力松紧带头贴板12，本头灯还能在使用时根据需要方便地调整照射角度，让头灯照射到人眼能看到的物品目标，解决长期以来头灯不能多用度照射的缺陷。

不锈钢挂钩7后面装有一个带插口槽的松紧带头贴板12，在没有装头贴板的时候，直接挂在安全帽，矿工帽上，成为矿灯，安全帽灯，装在带插口槽的头贴板12上，成为普通头灯，这样就可以体现其多用头灯的含义，头贴板12中间采用电动缝纫机缝上双层柔软的棉绒，贴在人体额头部位，增加柔软舒适度，让更多人喜欢佩戴头灯。

其中，所述前盖主外壳1以及后盖底壳2通过超声波熔接机封装成一个整灯后，在整灯周围增加一层安全防护橡胶套（图片未标明），形状结构同整个头灯一样包围在周边，起到防水防尘，保护头灯的作用，增强头灯的防护等级，延长使用寿命，维持其优良的工作性能。

Claims (7)

1.一种安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，包括前盖主外壳1以及后盖底壳2，其内装有可充电的安全防爆型具备超大容量的空气能锂电池3，其特征在于：前盖主外壳1包括一带有4个副灯定位孔的高效强光聚焦透镜11，用以容置一强光型节能环保大功率LED光源4于其中，所述LED光源4发射的光束从透镜通孔端11射出，所述LED光源4通过铝合金散热驱动综合体电路板5和安全防爆型具备超大容量的空气能锂电池3实现供电连接，前盖主外壳1和后盖底壳2匹配通过超声波熔接机封装，将上述LED光源4，驱动电路板5以及锂电池3容置其中，后盖底壳2装有双层弹力松紧带头贴板12，通过转角牙盘9用螺钉连接，可以方便舒适地偑戴在人体头部，实现发光照亮。

2.根据权利要求1所述的安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，其特征在于：所述前盖主外壳1装有可充电的安全防爆型具备超大容量的空气能锂电池3，该电池代替现有的锂离子电池，因为它具备超大容量和蓄电能力，比性能最好的锂离子电池要高10倍以上，该电池最大的优势在于它的价格低廉和轻便，该电池的稳定性强，在剧烈撞击、热冲击、过充电、强制放电、短路、针刺、高温差、高压力等特殊情况下，不会发生起火、爆炸等现象，是目前性能最稳定、最安全的锂电池，真正的安全防爆设备。

3.根据权利要求1所述的安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，其特征在于：前盖主外壳1包括一带有4个副灯定位孔的高效强光聚焦透镜11，用以容置一强光型节能环保大功率LED光源4于其中，其特征在于：可使头灯发光照度达到6500LX(距灯1米),远远高于矿灯国家标准照度800LX(距灯1米)，大大提高发光效率，高效强光聚焦透镜取代现有头灯的聚光灯杯，发光效果更好，改变灯杯大而重的缺陷。

4.根据权利要求1所述的安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，其特征在于：所述前盖主外壳1以及后盖底壳2全部采用防弹塑料聚酸碳酯PC料制成，通过超声波熔接模式封装为全封闭整体形式，整灯重量不超过100g,真正呈现体积小重量轻的优点。

5.根据权利要求1所述的安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，其特征在于：所述LED光源4通过铝合金散热驱动综合体电路板5和安全防爆型具备超大容量的空气能锂电池3实现供电连接，其特征在于：将铝合金电路板代替现有的热塑电路板，可以防止线路过热对头灯造成损害，同时在电路板设计有电子恒流恒压元器件，提高发光二极管LED光源的照明效果，发光亮度不会出现先亮后暗的衰减状态，保持亮度始终维持在一个恒定水平上。

6.根据权利要求1所述的安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，其特征在于：所述后盖底壳2装有双层弹力松紧带头贴板12，通过转角牙盘9用螺钉连接，在开发精密钢模具时有一不锈钢挂钩7，实现旋转连接，这样可以方便地调整照射角度，不锈钢挂钩7后面装有一个带插口槽的松紧带头贴板12，在没有装头贴板的时候，直接挂在安全帽，矿工帽上，成为矿灯，安全帽灯，装在带插口槽的头贴板12上，成为普通头灯，这样就可以体现其多用头灯的含义。

7.根据权利要求1所述的安全防爆型空气能锂电池强光LED多用头灯，其特征在于：在整个头灯的外壳周围增加一层安全防护橡胶套（图片未标明），形状结构同整个头灯一样包围在周边，起到防水防尘，保护头灯的作用，增强头灯的防护等级，维持其优良的工作性能。