CN110285378A - 一种用于船舶的具有降温功能的led航标照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，包括照明装置，照明装置包括浮块、支柱、照明机构、光电机构、处理器和蓄电池，光电机构包括转动组件、套管、转动板和光电组件，光电组件包括光伏板、平移单元、平移块、支杆和两个铰接单元，照明机构包括顶板、灯壳、基板、灯泡和降温组件，该用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统通过光电机构可充分吸收太阳光进行光伏发电，增加晴天的光伏发电量，保证夜间灯泡的发光亮度，不仅如此，照明机构中通过支撑单元使得水袋抵靠在基板的下方，通过水泵方便更换水袋内的海水，便于持续对基板和灯泡进行吸热降温，延长该航标灯的使用寿命，从而提高了设备的实用性。

Description

一种用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统
技术领域
本发明涉及LED照明设备领域，特别涉及一种用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统。
背景技术
航标灯是一种为保证船舶在夜间或大雾天气里安全航行而安装在某些航标上的交通灯，它在夜间或者大雾天气里，能发出固定颜色和频率的灯光和闪光，达到规定的照射角度和能见度，不仅是导航和警告用的信标，同时也可供船舶测定位置和向船舶提供危险警报，而LED灯因其耗能低、寿命长，目前广泛应用于航标灯领域。
但是现有的LED海上航标灯中，由于LED灯珠工作在封闭的灯壳内部，LED灯珠发光时产生的热量难以快速地从灯壳内部散发出去，导致LED灯壳内部热量堆积，温度逐渐升高，容易缩短LED灯珠的使用寿命，不仅如此，现有的LED航标灯为了能够自己产生电能供LED灯珠发光，在航标上大都设有光伏板，可在晴天进行光伏发电，储备电能，但是现有的LED航标灯上，光伏板的位置固定不变，无法根据太阳光的照射方向和位置进行灵活的调节，使得发电量极为有限，进而使得夜间LED灯珠的发光亮度降低，减弱了对船舶的引导作用，造成了现有的LED航标灯实用性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，包括照明装置，所述照明装置包括浮块、支柱、照明机构、光电机构、处理器和蓄电池，所述浮块内设有空腔，所述处理器和蓄电池均固定在空腔内，所述处理器内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接，所述支柱的底端固定在浮块的上方，所述照明机构设置在支柱的顶端，所述光电机构与支柱连接；
所述光电机构包括转动组件、套管、转动板和光电组件，所述转动组件与套管传动连接，所述套管套设在支柱上，所述转动板固定在套管上，所述光电组件设置在转动板的上方，所述光电组件包括光伏板、平移单元、平移块、支杆和两个铰接单元，所述光伏板的两侧分别通过两个铰接单元与转动板的远离套管的一侧连接，所述平移单元设置在转动板的上方，所述平移单元与平移块传动连接，所述平移块通过支杆与光伏板铰接；
所述照明机构包括顶板、灯壳、基板、灯泡和降温组件，所述顶板固定在支柱的顶端，所述灯壳固定在顶板的上方，所述基板固定在灯壳内，所述灯泡固定在基板的上方，所述降温组件位于基板的下方，所述降温组件包括水袋、支撑单元、水泵、第一水管和第二水管，所述水袋通过支撑单元设置在顶板的上方，所述水泵固定在空腔内，所述水泵与第一水管的顶端连通，所述第一水管的底端位于浮块的下方，所述水泵与第二水管的底端连通，所述第二水管的顶端依次穿过浮块、支柱和顶板与水袋连通，所述第二水袋内设有阀门，所述阀门和水袋均与PLC电连接。
作为优选，为了驱动套管转动，所述转动组件包括第一电机、第一齿轮和第二齿轮，所述第一电机固定在浮块的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第一齿轮传动连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮同轴固定在套管上。
作为优选，为了防止套管在支柱上上下滑动，所述套管的两端设有夹板，所述夹板固定在支柱上。
作为优选，为了便于套管的稳定转动，所述套管的两端均设有若干平衡块，所述平衡块周向均匀分布在套管的外周，所述平衡块的靠近夹板的一侧设有凹口，所述凹口内设有滚珠，所述滚珠与凹口相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述滚珠抵靠在夹板上。
作为优选，为了驱动平移块移动，所述平移单元包括第二电机、丝杆和轴承，所述第二电机和轴承均固定在转动板的上方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述平移块套设在丝杆上，所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。
作为优选，为了支撑光伏板转动，所述铰接单元包括侧杆和支撑管，所述支撑管固定在转动板的上方，所述侧杆的一端设置在支撑管内，所述侧杆的另一端与光伏板固定连接。
作为优选，为了支撑转动板，所述转动板的下方设有滚轮。
作为优选，为了检测光伏板是否正对太阳光，所述光伏板上设有光照传感器，所述光照传感器与PLC电连接。
作为优选，为了检测水袋内的水温，所述水袋内设有温度传感器，所述温度传感器与PLC电连接。
作为优选，为了使水袋抵靠在基板的下方，所述支撑单元包括支撑网和两个滑动单元，所述支撑网抵靠在水袋的下方，两个滑动单元分别位于第二水管的两侧，所述滑动单元包括弹簧、滑环和滑杆，所述滑环套设在滑杆上，所述滑环与支撑网固定连接，所述滑杆的两端分别与基板和顶板固定连接，所述弹簧的两端分别与支撑网和顶板连接，所述弹簧处于压缩转态。
本发明的有益效果是，该用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统通过光电机构可充分吸收太阳光进行光伏发电，增加晴天的光伏发电量，保证夜间灯泡的发光亮度，不仅如此，照明机构中通过支撑单元使得水袋抵靠在基板的下方，通过水泵方便更换水袋内的海水，便于持续对基板和灯泡进行吸热降温，延长该航标灯的使用寿命，从而提高了设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统的结构示意图；
图2是本发明的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统的转动组件的结构示意图；
图3是本发明的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统的光电组件的结构示意图；
图4是本发明的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统的照明机构的结构示意图；
图中：1.浮块，2.支柱，3.处理器，4.蓄电池，5.套管，6.转动板，7.光伏板，8.平移块，9.支杆，10.顶板，11.灯壳，12.基板，13.灯泡，14.水袋，15.水泵，16.第一水管，17.第二水管，18.第一电机，19.第一齿轮，20.第二齿轮，21.夹板，22.平衡块，23.滚珠，24.第二电机，25.丝杆，26.轴承，27.侧杆，28.支撑管，29.滚轮，30.光照传感器，31.温度传感器，32.支撑网，33.弹簧，34.滑环，35.滑杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，包括照明装置，所述照明装置包括浮块1、支柱2、照明机构、光电机构、处理器3和蓄电池4，所述浮块1内设有空腔，所述处理器3和蓄电池4均固定在空腔内，所述处理器3内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接，所述支柱2的底端固定在浮块1的上方，所述照明机构设置在支柱2的顶端，所述光电机构与支柱2连接；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
该LED航标照明系统中，浮块1漂浮在海面上，通过支柱2对照明机构进行支撑，管理人员可通过手机、电脑等遥控装置向浮块1空腔内部的处理器3发射无线信号，由处理器3内部的天线接收信号后，将信号传递给PLC，PLC可根据信号内容控制照明机构和光电机构运行，利用光电机构可在晴天充分吸收太阳光，进行光伏发电，将产生的电能储备到蓄电池4中，而后到了夜间，蓄电池4可释放电能给照明机构进行照明使用，便于引导海面的船舶航行。
如图2-3所示，所述光电机构包括转动组件、套管5、转动板6和光电组件，所述转动组件与套管5传动连接，所述套管5套设在支柱2上，所述转动板6固定在套管5上，所述光电组件设置在转动板6的上方，所述光电组件包括光伏板7、平移单元、平移块8、支杆9和两个铰接单元，所述光伏板7的两侧分别通过两个铰接单元与转动板6的远离套管5的一侧连接，所述平移单元设置在转动板6的上方，所述平移单元与平移块8传动连接，所述平移块8通过支杆9与光伏板7铰接；
为了使光伏板7充分吸收太阳光，PLC控制转动组件启动，带动套管5转动，使得转动板6转动至太阳和支柱2之间，此时太阳光照射在光伏板7上，而后PLC控制平移单元启动，带动平移块8在水平方向上移动，平移块8通过支杆9作用在光伏板7上，使得光伏板7在两个铰接单元的支撑作用下转动，调整光伏板7的角度，使得光伏板7调节至与太阳光传播的垂直的方向，进而使得光伏板7充分吸收太阳光，提高光伏发电量，便于增加夜间灯泡13发光的亮度，引导船舶航行。
如图1和图4所示，所述照明机构包括顶板10、灯壳11、基板12、灯泡13和降温组件，所述顶板10固定在支柱2的顶端，所述灯壳11固定在顶板10的上方，所述基板12固定在灯壳11内，所述灯泡13固定在基板12的上方，所述降温组件位于基板12的下方，所述降温组件包括水袋14、支撑单元、水泵15、第一水管16和第二水管17，所述水袋14通过支撑单元设置在顶板10的上方，所述水泵15固定在空腔内，所述水泵15与第一水管16的顶端连通，所述第一水管16的底端位于浮块1的下方，所述水泵15与第二水管17的底端连通，所述第二水管17的顶端依次穿过浮块1、支柱2和顶板10与水袋14连通，所述第二水袋14内设有阀门，所述阀门和水袋14均与PLC电连接。
照明机构中，通过灯壳11和顶板10形成一个封闭的环境，对基板12上的灯泡13可进行防尘和防水处理，灯泡13运行时，产生热量，使得基板12和灯泡13的温度增加，此时可通过降温组件吸收基板12的热量，对灯泡13和基板12进行降温。降温组件运行时，PLC控制水泵15启动，同时打开第二水管17内的阀门，水泵15通过第一水管16抽取海水，通过第二水管17输送至水袋14内后，由支撑单元作用在水袋14上，使得水袋14抵靠在基板12的下方，利用水袋14内的海水吸收基板12的热量，达到对基板12和灯泡13进行降温的目的，当水袋14内的海水温度过高时，PLC可控制水泵15利用第二水管17抽取水袋14内的海水，通过第一水管16输送至海面下方，而后PLC再控制水泵15通过第一水管16从海洋中抽取低温的海水，利用第二水管17将低温海水输送至水袋14中，对基板12进行吸热降温，从而可实现对基板12和灯泡13的连续吸热降温，延长该LED航标灯的使用寿命。
如图2所示，所述转动组件包括第一电机18、第一齿轮19和第二齿轮20，所述第一电机18固定在浮块1的上方，所述第一电机18与PLC电连接，所述第一电机18与第一齿轮19传动连接，所述第一齿轮19与第二齿轮20啮合，所述第二齿轮20同轴固定在套管5上。
PLC控制第一电机18启动，带动第一齿轮19转动，第一齿轮19作用在与之啮合的第二齿轮20上，使得第二齿轮20发生旋转，进而驱动与第二齿轮20同轴固定连接的套管5转动，调整转动板6的位置。
作为优选，为了防止套管5在支柱2上上下滑动，所述套管5的两端设有夹板21，所述夹板21固定在支柱2上。利用两个固定在支柱2上的夹板21，限制了套管5在支柱2上的位置，防止套管5沿着支柱2的轴线上下滑动，影响第一齿轮19和第二齿轮20的传动。
作为优选，为了便于套管5的稳定转动，所述套管5的两端均设有若干平衡块22，所述平衡块22周向均匀分布在套管5的外周，所述平衡块22的靠近夹板21的一侧设有凹口，所述凹口内设有滚珠23，所述滚珠23与凹口相匹配，所述滚珠23的球心位于凹口内，所述滚珠23抵靠在夹板21上。通过固定在套管5上的平衡块22的凹口内的滚珠23抵靠在夹板21上，固定了套管5与支柱2的相对位置，滚珠23可在凹口内滚动，方便滚珠23沿着夹板21滑动，进而方便了套管5与夹板21发生水平方向上的相对滑动，实现了套管5的稳定转动。
如图3所示，所述平移单元包括第二电机24、丝杆25和轴承26，所述第二电机24和轴承26均固定在转动板6的上方，所述第二电机24与PLC电连接，所述第二电机24与丝杆25的一端传动连接，所述丝杆25的另一端设置在轴承26内，所述平移块8套设在丝杆25上，所述平移块8的与丝杆25的连接处设有与丝杆25匹配的螺纹。
PLC控制第二电机24启动，带动丝杆25在轴承26的支撑作用下旋转，丝杆25通过螺纹作用在平移块8上，使得平移块8沿着丝杆25的轴线发生位移变化。
作为优选，为了支撑光伏板7转动，所述铰接单元包括侧杆27和支撑管28，所述支撑管28固定在转动板6的上方，所述侧杆27的一端设置在支撑管28内，所述侧杆27的另一端与光伏板7固定连接。通过固定在转动板6上的套管5，便于支撑侧杆27绕着套管5的轴线转动，由于侧杆27与光伏板7固定连接，从而可支撑光伏板7进行稳定的转动。
作为优选，为了支撑转动板6，所述转动板6的下方设有滚轮29。通过滚轮29可支撑转动板6，防止转动板6长期受力而变形。
作为优选，为了检测光伏板7是否正对太阳光，所述光伏板7上设有光照传感器30，所述光照传感器30与PLC电连接。通过光照传感器30可检测照射在光伏板7上的光量，并将信号传递给PLC，PLC控制转动组件和平移单元启动，调节光伏板7的角度，直至光伏板7接收到最大的光量，进而保证光伏发电效率。
作为优选，为了检测水袋14内的水温，所述水袋14内设有温度传感器31，所述温度传感器31与PLC电连接。利用温度传感器31可检测水袋14内的水温，并将温度数据传递给PLC，PLC检测到温度过高时，可控制水泵15启动，更换水袋14内的海水，便于持续对基板12和灯泡13进行吸热降温。
如图4所示，所述支撑单元包括支撑网32和两个滑动单元，所述支撑网32抵靠在水袋14的下方，两个滑动单元分别位于第二水管17的两侧，所述滑动单元包括弹簧33、滑环34和滑杆35，所述滑环34套设在滑杆35上，所述滑环34与支撑网32固定连接，所述滑杆35的两端分别与基板12和顶板10固定连接，所述弹簧33的两端分别与支撑网32和顶板10连接，所述弹簧33处于压缩转态。
通过压缩状态的弹簧33向上推动支撑网32，使得支撑网32将水袋14抵靠在基板12的下方，水袋14贴近基板12后，便于水袋14内的海水吸收基板12和灯泡13的热量，进行降温，而弹簧33的形变量发生变化时，通过固定位置的滑杆35固定了滑环34的移动方向，由于滑环34与支撑网32固定连接，从而可实现支撑网32的稳定移动。
该LED航标照明系统使用时，在晴天，通过转动组件带动套管5转动，将转动板6和光伏板7转动至支柱2和太阳之间，而后通过平移单元驱动平移块8移动，通过支杆9带动光伏板7在铰接单元的支撑作用下转动，使得光伏板7正对太阳光，提高光伏发电效率，便于蓄电池4储备更多的电能，从而保证了灯泡13的夜间发光亮度，在夜间灯泡13发光时，通过启动水泵15，可对水袋14内的海水进行更换，利用支撑单元使得水袋14抵靠在基板12上，便于水袋14内的海水持续吸收基板12和灯泡13的热量，对基板12和灯泡13进行吸热降温，延长了灯泡13的使用寿命，提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统通过光电机构可充分吸收太阳光进行光伏发电，增加晴天的光伏发电量，保证夜间灯泡13的发光亮度，不仅如此，照明机构中通过支撑单元使得水袋14抵靠在基板12的下方，通过水泵15方便更换水袋14内的海水，便于持续对基板12和灯泡13进行吸热降温，延长该航标灯的使用寿命，从而提高了设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，包括照明装置，所述照明装置包括浮块(1)、支柱(2)、照明机构、光电机构、处理器(3)和蓄电池(4)，所述浮块(1)内设有空腔，所述处理器(3)和蓄电池(4)均固定在空腔内，所述处理器(3)内设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接，所述支柱(2)的底端固定在浮块(1)的上方，所述照明机构设置在支柱(2)的顶端，所述光电机构与支柱(2)连接；
所述光电机构包括转动组件、套管(5)、转动板(6)和光电组件，所述转动组件与套管(5)传动连接，所述套管(5)套设在支柱(2)上，所述转动板(6)固定在套管(5)上，所述光电组件设置在转动板(6)的上方，所述光电组件包括光伏板(7)、平移单元、平移块(8)、支杆(9)和两个铰接单元，所述光伏板(7)的两侧分别通过两个铰接单元与转动板(6)的远离套管(5)的一侧连接，所述平移单元设置在转动板(6)的上方，所述平移单元与平移块(8)传动连接，所述平移块(8)通过支杆(9)与光伏板(7)铰接；
所述照明机构包括顶板(10)、灯壳(11)、基板(12)、灯泡(13)和降温组件，所述顶板(10)固定在支柱(2)的顶端，所述灯壳(11)固定在顶板(10)的上方，所述基板(12)固定在灯壳(11)内，所述灯泡(13)固定在基板(12)的上方，所述降温组件位于基板(12)的下方，所述降温组件包括水袋(14)、支撑单元、水泵(15)、第一水管(16)和第二水管(17)，所述水袋(14)通过支撑单元设置在顶板(10)的上方，所述水泵(15)固定在空腔内，所述水泵(15)与第一水管(16)的顶端连通，所述第一水管(16)的底端位于浮块(1)的下方，所述水泵(15)与第二水管(17)的底端连通，所述第二水管(17)的顶端依次穿过浮块(1)、支柱(2)和顶板(10)与水袋(14)连通，所述第二水袋(14)内设有阀门，所述阀门和水袋(14)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，所述转动组件包括第一电机(18)、第一齿轮(19)和第二齿轮(20)，所述第一电机(18)固定在浮块(1)的上方，所述第一电机(18)与PLC电连接，所述第一电机(18)与第一齿轮(19)传动连接，所述第一齿轮(19)与第二齿轮(20)啮合，所述第二齿轮(20)同轴固定在套管(5)上。
3.如权利要求1所述的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，所述套管(5)的两端设有夹板(21)，所述夹板(21)固定在支柱(2)上。
4.如权利要求3所述的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，所述套管(5)的两端均设有若干平衡块(22)，所述平衡块(22)周向均匀分布在套管(5)的外周，所述平衡块(22)的靠近夹板(21)的一侧设有凹口，所述凹口内设有滚珠(23)，所述滚珠(23)与凹口相匹配，所述滚珠(23)的球心位于凹口内，所述滚珠(23)抵靠在夹板(21)上。
5.如权利要求1所述的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，所述平移单元包括第二电机(24)、丝杆(25)和轴承(26)，所述第二电机(24)和轴承(26)均固定在转动板(6)的上方，所述第二电机(24)与PLC电连接，所述第二电机(24)与丝杆(25)的一端传动连接，所述丝杆(25)的另一端设置在轴承(26)内，所述平移块(8)套设在丝杆(25)上，所述平移块(8)的与丝杆(25)的连接处设有与丝杆(25)匹配的螺纹。
6.如权利要求1所述的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，所述铰接单元包括侧杆(27)和支撑管(28)，所述支撑管(28)固定在转动板(6)的上方，所述侧杆(27)的一端设置在支撑管(28)内，所述侧杆(27)的另一端与光伏板(7)固定连接。
7.如权利要求1所述的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，所述转动板(6)的下方设有滚轮(29)。
8.如权利要求1所述的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，所述光伏板(7)上设有光照传感器(30)，所述光照传感器(30)与PLC电连接。
9.如权利要求1所述的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，所述水袋(14)内设有温度传感器(31)，所述温度传感器(31)与PLC电连接。
10.如权利要求1所述的用于船舶的具有降温功能的LED航标照明系统，其特征在于，所述支撑单元包括支撑网(32)和两个滑动单元，所述支撑网(32)抵靠在水袋(14)的下方，两个滑动单元分别位于第二水管(17)的两侧，所述滑动单元包括弹簧(33)、滑环(34)和滑杆(35)，所述滑环(34)套设在滑杆(35)上，所述滑环(34)与支撑网(32)固定连接，所述滑杆(35)的两端分别与基板(12)和顶板(10)固定连接，所述弹簧(33)的两端分别与支撑网(32)和顶板(10)连接，所述弹簧(33)处于压缩转态。
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CN111928185A (zh) * 2020-08-15 2020-11-13 廖海英 一种室外游泳池用太阳能浮灯
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