CN104728750B - 可调节太阳能充电灯 - Google Patents

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Abstract

一种可调节太阳能充电灯，其被配置成收集并存储来自太阳的能量并且利用存储的能量使灯点亮。该灯包括：壳体与壳体啮合的透镜；连接至壳体的太阳能收集器；设置在壳体内部与太阳能收集器通信的电池和发光装置；以及可枢转地连接至壳体的吊杆组件。其中，该太阳能收集器相对于吊杆组件可调节，以最大程度地暴露在例如太阳的光源中。

Description

可调节太阳能充电灯
本申请是申请日为2013年6月4日，申请号为201180058474.6，发明名称为“可调节太阳能充电灯”的专利申请的分案申请。
相关申请的交叉参考
2010年11月13日申请的第61413408号美国临时专利申请。
联邦资助研究或开发
不适用
通过引用而结合在光盘上提交的材料
不适用
说明
对所有涉及的人
我，美国公民Stephen B.Katsaros对可调节太阳能充电灯进行了创造性的以及有用的改进，如在本说明书中所述。本申请要求2010年11月13日提交的第61413408号美国临时专利申请的优先权。
背景技术
过去，光源位置限制在具有可用电连接的位置。这些传统位置的示例是办公室、家、学校、公共人行道等。所有这些示例位于容易使用电连接的地方并连接至较大的电网。经常地，人们不能利用电连接或者连接间歇性地操作。非充电位置的示例是普通住所、野营帐篷、户外花园、农村地区，以及遍及世界的无数其它地方。过去，已经开发了便携式灯来照明这些非充电位置。便携式灯的示例包括电池供电的手电筒、电池供电的人行小径灯，以及例如蜡烛和气动灯笼的可燃性火炬。
技术领域
现有技术中已知各种类型的太阳能灯。然而，需要一种可调节太阳能充电灯，其具有可改变位置的太阳能收集器并包括壳体和吊杆组件，该吊杆组件摩擦地连接至壳体从而允许太阳能收集器可改变位置以最大程度地暴露在光源中。
发明内容
本发明的可调节太阳能充电灯，被配置成收集来自太阳的能量，存储能量，并且利用存储的能量使灯点亮。该灯包括：壳体，该壳体具有外部和内部；与壳体啮合的透镜；连接至壳体的太阳能收集器；与太阳能收集器电连接的电池；与电池电连接的发光装置；以及可枢转地连接至壳体的吊杆组件。其中，该太阳能收集器相对于吊杆组件可调节，以最大程度地暴露在光源中，例如太阳。
附图说明
图1是可调节太阳能充电灯的一个实施方式的等轴侧视图；
图2是该灯的分解等轴侧视图；
图3是该灯的正视图；
图4是该灯的俯视图；
图5是该灯的侧视图；
图6a和6b是壳体以及轭相互协作使得壳体相对于吊杆组件枢转的第一截面图和第二截面图；
图7是所示的调整为利用太阳能充电的灯的右视图；
图8是显示具有壳体的调整为将光直射到目标上的灯的正视图；
图9是灯的另一分解等轴侧视图。
具体实施方式
现在参考附图，特别地从图1至图9，将描述采用本发明可调节太阳能充电灯的原理和概念，并且通常由附图标记100来表示可调节太阳能充电灯。
通过提供太阳能充电灯解决了重复照明黑暗位置的问题，该灯被配置成类似传统的白炽灯泡并产生与传统白炽灯泡相同的光。灯具有通过吊杆组件可调节支撑的电子装置，使得整个灯跟踪太阳可改变位置从而使电池再充电效果最大化。
参考图1，其显示了可调节太阳能充电灯100的等轴侧视图，该灯被吊杆组件200可枢转地支撑，灯100包括具有外部和内部的壳体102，以及透镜104。透镜104基本上是传统白炽灯泡的形状。至少一个太阳能收集器106放置在壳体102上，该太阳能收集器106被配置成接收光子并为灯100的内部元件提供电力。吊杆组件200可调节地支撑灯100。太阳能收集器106跟随光源107(图1未显示)(例如太阳108)的直视而改变位置从而获取最大化太阳能采集。
参考图2，其显示了可调节太阳能充电灯100的分解图，壳体102包括第一枢转支架110和第二枢转支架112。每个枢转支架110、112具有在其中形成的孔114。这些枢转支架110、112是同轴的并且通常限定枢转轴116。壳体102包括被配置成从其接收开关120的开关开口118。开关120激活并且交替地关闭可调节太阳能充电灯100。太阳能收集器106(图2未显示)设置在壳体102上的某位置处，例如靠近开关120，如图1所示。然而，提供太阳能收集器106是可改变位置的从而跟随光源，例如图1所示的太阳108。可选择地，太阳能收集器106和开关120能够设置在多个位置处，例如在远离壳体102的位置处，这取决于可调节太阳能充电灯100的特定构造。可调节太阳能充电灯100进一步设置有各种元件以及可以连接到其上的电子托架122(例如电路板124)；电池125；至少一个发光装置126，例如单独的发光二极管128、130、132、134，其设置在壳体102的内部；以及电池盖136。这些各种元件可操作地与太阳能收集器106和开关120通信从而最终提供来自发光装置126的光。
继续参考图2，吊杆组件200(图2未显示)包括轭202、帽204以及圈206。轭202包括第一枢轴208、第一臂210、连接板212、第二臂214、以及第二枢轴216，如所述。第一枢轴208和第二枢轴216摩擦的啮合第一和第二枢转支架110、112。轭202是由弹簧钢圆钢材制造；然而，轭使用普通的制造技术(例如，注射成型)可由任何种类材料制造。通常，如稍后详细讨论地，轭202在第一枢转支架110和第二枢转支架112连接至壳体102，从而壳体102可枢转连接至吊杆组件200(图2未显示)。为了能够在某位置临时支撑，例如房间或外面，帽204连接至轭202。帽204能够利用螺丝连接。圈206连接至帽204从而提供用于将整个可调节太阳能充电灯100悬挂在突出物的特征，该突出物例如钉子或者树枝。圈206能够被枢转连接至帽204。如所示，帽204包括螺纹218从而将可调节太阳能充电灯100旋拧至接收插座(未显示)。接收插座不设置有电力，而是用于机械连接。
参考图3，其显示了可调节太阳能充电灯100的侧视图，壳体102、透镜104和吊杆组件200被共同配置成形成类似传统白炽灯泡的外形。如图3所示，圈206(图3未显示)可去除地连接至帽204(图3未显示)从而允许可调节太阳能灯100被旋拧至插座，如上所述。如图2和图3所示，吊杆组件200定义了第一平面207，该平面贯穿吊杆组件200、轭202、连接板212以及灯100，该平面包括正在邻近第一枢轴208的第一臂210中形成的第一弧形209和在第一弧形209和连接板212之间的第一臂210中形成的第二弧形211。第二弧形211小于第一弧形209，并且第二臂214是关于第一平面207对称的镜像复制。
参考图4，其显示了可调节太阳能充电灯100的俯视图，太阳能收集器106是平的收集器，其配置成从太阳获取能量并将能量转换成最终存储在电池中的能量。存在多种类型的太阳能收集器106；然而，已经证明耐用并有用的一个特别类型是多晶光电材料(PV)，其用于通过使用展示光电伏达效应的半导体将太阳光照射转换成直流电而产生电功率。可选太阳能收集器包括，例如单晶硅、非晶硅、碲化镉以及硒化铜铟/硫化。
图5显示了可调节太阳能充电灯100的壳体102在水平位置和可选位置的侧视图，通过虚线显示。如图5所示，可调节太阳能充电灯100被配置为使得壳体102和所有与其原本连接的元件能够如箭头136所示围绕枢转轴线116旋转。存在无限个壳体102的位置；然而，在图5中用虚线显示了一个这样的位置。本领域技术人员可以理解，围绕枢转轴线116调节壳体102的过程需要克服由轭202施加在壳体102上的任何力。
图6显示了在连接轭202和壳体102之前，轭202和壳体102的简化和示意视图。如图6所示，例如，轭202具有自然放松构造，该构造具有表示为“A”的“轭分离距离”，该“轭分离距离”与表示为“B”的“壳体分离距离”配合。在一种构造中，轭分离距离A小于壳体分离距离B，使得基于如图6b所示的配合，轭202在壳体102上施加摩擦力。利用摩擦力来将壳体102夹紧在相对于吊杆组件200(图6未显示)的特殊方向。为了清楚表达轭202和壳体102之间的相互作用，轭的第一枢轴208被插入到壳体第一枢转支架孔114中。以相似方式，轭的第二枢轴216被插入位于壳体第二枢转支架112中的孔中。因此，轭202可选择性地摩擦配合在相对于吊杆组件200的所选方向中的壳体，其中，所选择的方向指向光源的直视，光源例如太阳108(图6未显示)。
如图7所示，太阳108发出由可调节太阳能充电灯100(图7未显示)的太阳能收集器106(图7未显示)吸收的能量，该能量由单独光线138表示。为了获取最大化太阳能收集，太阳能收集器106可选择性地改变位置，使得每个光线138以接近90度的交叉角度140入射到太阳能收集器106上，换句话说，使光线138垂直于太阳能收集器106。太阳能充电灯100的可调节性质允许壳体102相对于吊杆组件200调节。通过轭202施加在壳体102上的摩擦力允许保持交叉角度140。应注意，实践中，整个可调节太阳能充电灯100的方向在整个一天充电过程中是可调节的；然而，通过绕着枢转轴116枢转壳体102，并通过能够调整交叉角度140而极大简化了调整。
如图8所示，绕着枢转轴线116枢转壳体102的能力不仅在充电过程中是有用的，而且如图7所示，在环境照明期间也是有用的。例如，可以调整壳体102从而将从发光装置126射出的光指向目标142。该目标142可以是工作表面、书、厨房用具、或者人们日常所接触的任何无限数量的工具和物体。选择性的指引并对准光的这个能力极大地降低了执行任务所需的光数量。
已经描述了可调节太阳能充电灯100的一个示例，现在将提供使用灯100的概述。参考图1，灯100被放置在光源(例如太阳108)能够将光照射在太阳能收集器106上的位置处。由太阳能收集器106接收的光被转换成电并存储在电池中。在充分量的充电后，灯100可移动至黑暗位置，例如住所中没有窗户的房间，并且被启动从而照明房间。在照明房间期间，存储在电池中的能量被转移至发光装置126。这个过程可根据使用者的需要继续重复进行。
可调节太阳能充电灯100设置有光电探测器，从而根据环境条件控制照明。

Claims (19)

1.一种可调节太阳能充电灯，其包括：
壳体，其包括：
外部；
内部；
第一枢转支架，其包括第一孔；
至少一个发光装置，其设置在壳体内部中；
可再充电电池；
至少一个相对于吊杆组件绕着枢转轴是可选择地调节并设置在壳体上的太阳能收集器，
其中，太阳能收集器和发光装置与电池处于操作通信中；
壳体还包括：
第二枢转支架，其包括第二孔，所述第二枢转支架在壳体上与第一枢转支架相对地设置，其中第一枢转支架和第二枢转支架是同轴的；和
枢转轴，其由同轴设置的第一枢转支架和第二枢转支架限定；
吊杆组件，其包括轭，所述轭可枢转地连接至壳体，其中，所述轭包括第一臂和第二臂、第一枢轴和第二枢轴，所述第一枢轴延伸进入所述壳体的第一孔，所述第二枢轴延伸进入所述壳体的第二孔，其中，所述第一枢轴摩擦啮合所述壳体的第一孔并且所述第二枢轴摩擦啮合所述壳体的第二孔；
轭分离距离，其被定义为轭的第一枢轴和轭的第二枢轴之间的间隔；
壳体分离距离，其被定义为在壳体的第一和第二枢转支架中形成的孔之间的间隔，其中，在将轭装配到壳体上之前，壳体分离距离大于轭分离距离，
由此，通过轭和壳体之间的摩擦力使轭摩擦啮合所述壳体和保持所述壳体在不同的方向，如此所述太阳能收集器是可活动的并且可调节为最大程度地暴露在光源中以利用太阳能充电，并且所述发光装置是可活动的并且可调节为选择性地指引和对准从所述发光装置发射的光。
2.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，吊杆组件包括：
帽，其连接至吊杆组件；以及
螺纹，其形成在帽上，该螺纹被配置成机械地连接到一接收插座。
3.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，吊杆组件包括：连接至吊杆组件的圈，该圈配置成用来悬挂灯。
4.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，该灯还包括：与壳体啮合的透镜。
5.如权利要求4所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，该透镜包括半球形区域，该半球形区域被配置成均匀地扩散从至少一个发光装置射出的光。
6.如权利要求4所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，壳体、透镜以及吊杆组件被配置成整体类似白炽灯泡的外形。
7.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，轭还包括：连接板。
8.如权利要求7所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，吊杆组件还包括：
连接至轭的连接板的帽；以及
连接至该帽的圈。
9.如权利要求7所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，该吊杆组件定义贯穿吊杆组件、轭、连接板的第一平面，该灯包括：
在邻接第一枢轴的第一臂中形成的第一弧形；
在第一弧形和连接板之间的第一臂中形成的第二弧形，其中，第二弧形小于第一弧形；和
其中第二臂是第一臂关于第一平面对称的镜像复制。
10.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，太阳能收集器是多晶光电材料。
11.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，太阳能收集器还包括单晶硅。
12.如权利要求11所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，太阳能收集器还包括非晶硅。
13.如权利要求11所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，太阳能收集器还包括碲化镉。
14.如权利要求11所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，太阳能收集器还包括硒化物/硫化物。
15.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，太阳能充电灯还包括：
至少一个电子托架，其设置在壳体中；
至少一个电路板，其设置在壳体中，该电路板与托架连接；
开关开口，其设置在壳体上；和
开关，其设置在与开关开口邻近的壳体中，其中开关与太阳能收集器、电池、发光装置以及电路板处于操作通信中。
16.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，交叉角度被保持，使得太阳能充电灯在一个特殊方向相对于吊杆组件可选择地调节。
17.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，太阳能充电灯还包括：一个光电探测器，用于根据环境条件控制照明。
18.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，太阳能收集器是可改变位置的。
19.如权利要求1所述的可调节太阳能充电灯，其特征在于，太阳能收集器是平的收集器。
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