CN109780473A - 一种有/无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种有/无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构。无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，包括LED灯和从下往上依次设置的PCB板、矩形阵列垫块、圆孔阵列块和玻璃透镜；LED灯包括LED基底和半球形透镜，半球形透镜为硅胶透镜；LED基底固定在PCB板上并嵌在矩形阵列垫块内，半球形透镜容纳在圆孔阵列块内；圆孔阵列块的厚度小于半球形透镜的高度；有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，将圆孔阵列块替换为反光杯，并在反光杯内部除半球形透镜以外的空间充满硅胶。本发明的有/无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，玻璃透镜与反光杯内的硅胶或硅胶材质的半球形透镜柔性接触，实现压力补偿，增加抗压能力。

Description

一种有/无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构

技术领域

本发明涉及水下照明领域，特别是涉及一种深海照明灯具压力补偿结构。

背景技术

随着陆地资源日渐枯竭，我们需要从海洋中获取新的能源。海下情况复杂，资源的探测和开采难度大，特别是在深海毫无光照的环境下进行海下作业，就需要人造光源的照明。因此，近年来深海照明灯得到了迅猛的发展。

深海照明灯的结构包括灯壳、LED灯珠、反光杯、玻璃透镜、驱动电路，玻璃透明材料一般选用蓝宝石玻璃或硼化硅玻璃。玻璃硬度高，机械强度低，易碎，要使灯具能在深海工作，就必须保证玻璃能抵抗深海的压力。目前市场上的深海照明灯大多采用增加玻璃透镜的厚度来提高抗压能力，但是玻璃透镜过厚，会对光强造成很大的损失；或者用液体压力补偿的结构，结构复杂适用面窄。而且，现有的深海灯具的透镜大多都直接与反光杯或者灯壳刚性接触，使得透镜无法承受太高的压强，抗压性能差。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗压能力强的有/无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，包括LED灯和从下往上依次设置的PCB板、矩形阵列垫块、圆孔阵列块和玻璃透镜；

所述LED灯包括LED基底和半球形透镜，所述半球形透镜为硅胶透镜；

所述LED基底固定在所述PCB板上并嵌在所述矩形阵列垫块内，所述半球形透镜容纳在所述圆孔阵列块内；

所述圆孔阵列块的厚度小于所述半球形透镜的高度，用于限制所述半球形透镜的形变；

所述玻璃透镜与所述半球形透镜相接触。

可选的，所述LED灯为多个，形成蜂窝状阵列结构。

可选的，所述矩形阵列垫块上设置有多个与所述LED基底形状大小相匹配的矩形孔，所述矩形孔的个数及分布与所述LED灯的个数及分布相同，使各所述LED基底一一对应嵌在各所述矩形孔内。

可选的，所述圆孔阵列块上设置有与所述LED灯个数及分布相同的圆孔，所述圆孔的直径大于所述半球形透镜的直径，使各所述半球形透镜一一对应容纳在各所述圆孔内。

可选的，所述无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，还包括高强度金属块，所述PCB板为柔性PCB板，所述柔性PCB板位于所述高强度金属块上。

一种有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，包括LED灯和从下往上依次设置的PCB板、矩形阵列垫块、反光杯和玻璃透镜；

所述LED灯包括LED基底和半球形透镜，所述半球形透镜为硅胶透镜；

所述LED基底固定在所述PCB板上并嵌在所述矩形阵列垫块内；

所述半球形透镜容纳在所述反光杯内，所述反光杯的高度大于所述半球形透镜的高度，所述反光杯内部除所述半球形透镜以外的空间充满硅胶，所述硅胶在所述反光杯上开口处形成自然凸起；

所述玻璃透镜与所述硅胶接触。

可选的，所述LED灯为多个，多个所述LED灯沿圆周方向排列。

可选的，所述矩形阵列垫块上设置有多个与所述LED基底形状大小相匹配的矩形孔，所述矩形孔的个数及分布与所述LED灯的个数及分布相同，使各所述LED基底一一对应嵌在各所述矩形孔内。

可选的，所述硅胶由充满液体硅胶的反光杯放置在烤箱中，加热成型，凝固后获得。

可选的，所述有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，还包括高强度金属块，所述PCB板为柔性PCB板，所述柔性PCB板位于所述高强度金属块上。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

在无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构中，LED灯的半球形透镜采用硅胶透镜，具有弹性好、柔软的特点，且半球形透镜与玻璃透镜接触，在玻璃透镜受到强压力时，通过半球形透镜的形变实现压力补偿，从而增强抗压能力。

并且，LED灯的半球形透镜容纳在圆孔阵列块内，限制半球形透镜受到压力时，产生的形变，增强抗压能力。

同时，在有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构中，在玻璃透镜与LED灯之间设置反光杯，并在反光杯中充满硅胶，从而使玻璃透镜与反光杯中的硅胶相接触，在玻璃透镜受到强压力时，能够通过硅胶形变，增强抗压能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构剖面图；

图2为本发明无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构受力剖面图；

图3为本发明无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构的三维爆炸图；

图4为本发明无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构的局部三维爆炸图；

图5为本发明有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构剖面图；

图6为本发明有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构受力剖面图；

图7为本发明有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构的三维爆炸图；

图8为本发明有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构的局部三维爆炸图；

标号说明：1-玻璃透镜，2-圆孔阵列块，3-LED灯，4-矩形阵列垫块，5-PCB板，6-高强度金属块，7-反光杯，8-硅胶，9-LED基底，10-半球形透镜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种抗压能力强、成本低的有/无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构剖面图，图3为本发明无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构的三维爆炸图，图4为本发明无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构的局部三维爆炸图，如图1、图3及图4所示，无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，包括LED灯3和从下往上依次设置的PCB板5、矩形阵列垫块4、圆孔阵列块2和玻璃透镜1；所述LED灯3包括LED基底9和半球形透镜10，所述半球形透镜10为硅胶透镜；所述LED基底固定在所述PCB板5上并嵌在所述矩形阵列垫块4内，所述半球形透镜10容纳在所述圆孔阵列块2内；

所述LED灯3为多个，形成蜂窝状阵列结构。

所述矩形阵列垫块4的厚度与所述LED基底9的厚度相同，并在所述矩形阵列垫块4上设置有多个与所述LED基底9形状大小相匹配的矩形孔，所述矩形孔的个数及分布与所述LED灯3的个数及分布相同，使各所述LED基底9一一对应嵌在各所述矩形孔内。

所述圆孔阵列块2上设置有与所述LED灯3个数及分布相同的圆孔，所述圆孔的直径大于所述半球形透镜10的直径，使各所述半球形透镜10一一对应容纳在各所述圆孔内，且所述圆孔阵列块2的厚度小于所述半球形透镜10的高度，使所述玻璃透镜1与所述半球形透镜10相接触。

所述圆孔阵列块2用于限制所述半球形透镜10的形变。

所述无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，还包括高强度金属块6，所述PCB板5为柔性PCB板，所述柔性PCB板位于所述高强度金属块6上。

图2为本发明无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构受力剖面图，如图2所示，玻璃透镜1直接与半球形透镜10柔性接触，当玻璃透镜1受到压力时，压力通过玻璃透镜1作用于硅胶材质的半球形透镜10上，使半球形透镜10产生形变，利用其形变后得到的弹力实现压力补偿。同时将半球形透镜10容纳在圆孔阵列块2内，通过圆孔阵列块2上的圆孔限制半球形透镜10的形变，避免LED灯3受到较大的压力时，由于半球形透镜10形变过大而损坏。

图5为本发明有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构剖面图；图7为本发明有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构的三维爆炸图；图8为本发明有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构的局部三维爆炸图；如图5、图7及图8所示，将图1的圆孔阵列块2替换为反光杯7，形成有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，包括LED灯3和从下往上依次设置的PCB板5、矩形阵列垫块4、反光杯7和玻璃透镜1；所述LED灯3包括LED基底9和半球形透镜10，所述半球形透镜为硅胶透镜；所述LED基底9固定在所述PCB板5上并嵌在所述矩形阵列垫块4内；

所述LED灯3为多个，多个所述LED灯3沿圆周方向排列；

所述矩形阵列垫块4上设置有多个与所述LED基底9形状大小相匹配的矩形孔，所述矩形孔的个数及分布与所述LED灯3的个数及分布相同，所述矩形阵列垫块4的厚度与所述LED基底9的厚度相同，使各所述LED基底9一一对应嵌在各所述矩形孔内。

所述反光杯7的形状大小根据出光需要进行设定，所述半球形透镜9容纳在所述反光杯7内，所述反光杯7的高度大于所述半球形透镜9的高度，所述反光杯7内部除所述半球形透镜9以外的空间充满硅胶8，所述硅胶8在所述反光杯上开口处形成自然凸起使所述玻璃透镜1与所述硅胶8接触。

所述硅胶8的填充过程：向容纳有半球形透镜10的反光杯7内滴满配合好的液体硅胶，之后在烤箱中150℃加温1小时，凝固成型后取出。

将液体硅胶滴满反光杯7后，在即将溢出的界面，粘稠的液体硅胶会形成一个自然凸起，再利用液体硅胶的热胀冷缩性质，通过加热成型，使得到的硅胶8在反光杯7上开口处形成一个自然的凸起，使硅胶8与玻璃透镜1直接接触。

有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，还包括高强度金属块6，所述PCB板5为柔性PCB板，所述柔性PCB板位于所述高强度金属块6上。

图6为本发明有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构受力剖面图，如图4所示，玻璃透镜1与硅胶8直接柔性接触，当玻璃透镜1受到压力时，通过硅胶8产生形变得到弹力从而实现压力补偿。

本发明的有/无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构经过ANSYS的压力仿真，结果证明玻璃透镜的抗压能力显著提升。

另外，本发明的有/无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构中，PCB板5均为柔性PCB板，与高强度金属块6相接触，承受来自LED灯3的压力，增加深海照明灯具的抗压能力。

本发明的有/无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构中，对玻璃透镜1的厚度要求降低，减小成本；并采用硅胶材质的半球形透镜10或在反光杯7中注入硅胶8，利用硅胶良好的弹性特质，实现对玻璃透镜1的压力补偿，使玻璃透镜1能够承受更大的压力，适用于更深的海域。同时，由于硅胶材质具有廉价性，减小深海照明灯具的生产成本。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，包括LED灯和从下往上依次设置的PCB板、矩形阵列垫块、圆孔阵列块和玻璃透镜；

所述LED灯包括LED基底和半球形透镜，所述半球形透镜为硅胶透镜；

所述LED基底固定在所述PCB板上并嵌在所述矩形阵列垫块内，所述半球形透镜容纳在所述圆孔阵列块内；

所述圆孔阵列块的厚度小于所述半球形透镜的高度，用于限制所述半球形透镜的形变；

所述玻璃透镜与所述半球形透镜相接触。

2.如权利要求1所述的一种无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，所述LED灯为多个，形成蜂窝状阵列结构。

3.如权利要求2所述的一种无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，所述矩形阵列垫块上设置有多个与所述LED基底形状大小相匹配的矩形孔，所述矩形孔的个数及分布与所述LED灯的个数及分布相同，使各所述LED基底一一对应嵌在各所述矩形孔内。

4.如权利要求1所述的一种无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，所述圆孔阵列块上设置有与所述LED灯个数及分布相同的圆孔，所述圆孔的直径大于所述半球形透镜的直径，使各所述半球形透镜一一对应容纳在各所述圆孔内。

5.如权利要求1所述的一种无反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，还包括高强度金属块，所述PCB板为柔性PCB板，所述柔性PCB板位于所述高强度金属块上。

6.一种有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，包括LED灯和从下往上依次设置的PCB板、矩形阵列垫块、反光杯和玻璃透镜；

所述LED灯包括LED基底和半球形透镜，所述半球形透镜为硅胶透镜；

所述LED基底固定在所述PCB板上并嵌在所述矩形阵列垫块内；

所述半球形透镜容纳在所述反光杯内，所述反光杯的高度大于所述半球形透镜的高度，所述反光杯内部除所述半球形透镜以外的空间充满硅胶，所述硅胶在所述反光杯上开口处形成自然凸起；

所述玻璃透镜与所述硅胶接触。

7.如权利要求6所述的一种有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，所述LED灯为多个，多个所述LED灯沿圆周方向排列。

8.如权利要求7所述的一种有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，所述矩形阵列垫块上设置有多个与所述LED基底形状大小相匹配的矩形孔，所述矩形孔的个数及分布与所述LED灯的个数及分布相同，使各所述LED基底一一对应嵌在各所述矩形孔内。

9.如权利要求6所述的一种有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，所述硅胶由充满液体硅胶的反光杯放置在烤箱中，加热成型，凝固后获得。

10.如权利要求6所述的一种有反光杯的深海照明灯具压力补偿结构，其特征在于，还包括高强度金属块，所述PCB板为柔性PCB板，所述柔性PCB板位于所述高强度金属块上。