CN115574300A - 可折叠和可展开的便携式灯和太阳能充电电池组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种设备，包括光伏面板，配置用于将光转换为电能；电池，配置用于接收来自光伏面板的电能并存储电能；充电端口，配置用于接收来自电池的存储电能并提供所存储的电能；至少一个发光装置，配置用于接收来自电池的电能并发光；按钮，配置用于致动至少一个发光装置；以及围绕至少一个发光装置的扩散器，其中扩散器扩散由至少一个发光装置发射的光，并且其中扩散器具有第一折叠构造和第二展开构造。还提供一种分配来自发光设备的光的方法、一种包括该设备的组件、以及一种包括配置用于容纳该设备的口袋的包。

Description

可折叠和可展开的便携式灯和太阳能充电电池组件

技术领域

本发明的实施例一般涉及太阳能灯组件，更具体地，涉及具有太阳能可充电移动电源的便携式灯组件。

背景技术

电灯是一种利用电能产生可见光的装置。通常，电灯用于提供室内照明或夜间活动期间的照明。可以使用离网能源(例如发电机、电池和/或太阳能电池板)向偏远地区或缺乏基础设施的地区提供电照明。因此，便携式电源和照明可以具有多种用途，例如在旅行、露营、户外活动和/或紧急情况或停电期间为个人的电话或电子装置供电。

传统的太阳能充电照明解决方案通常价格昂贵且难以运输，因此大量部署它们的成本特别高。酸性电池或燃料驱动的照明解决方案的缺点是反复性成本和资源有限，而可再生照明解决方案可能需要昂贵的组件并且可能很大且难以运输。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种设备，包括：光伏面板，配置用于将光能转换为电能；电池，配置用于从光伏面板接收电能并存储电能；充电端口，配置用于从太阳能电池接收存储的电能并提供所存储的电能；至少一个发光装置，配置用于从电池接收电能并发光；按钮，配置用于致动所述至少一个发光装置以及围绕至少一个发光装置的扩散器，其中扩散器扩散由至少一个发光器件发射的光，并且其中扩散器具有第一折叠构造和第二展开构造。还提供了一种分配来自光产生装置的光的方法、一种包括该设备的组件、以及一种包括配置用于容纳该设备的口袋的包。

附图说明

通常，各图中相同的附图标记用于表示相同的部件。

图1A-1D是描绘根据本发明实施例的灯从折叠状态展开的立体图；

图1E是描绘根据本发明的实施例的顶面朝上的灯的立体图；

图1F是描绘根据本发明的实施例的底面朝上的灯的立体图；

图2A是描绘根据本发明实施例的处于折叠构造的灯的立体图；

图2B是描绘根据本发明实施例的处于半折叠构造的灯的立体图；

图3A是描绘根据本发明实施例的处于完全展开构造的灯的剖视视图；

图3B是描绘根据本发明实施例的处于完全展开构造的灯的剖视图；

图4是根据本发明实施例的印刷电路板组件(PCBA)的俯视图；

图5A是描绘根据本发明实施例的灯的俯视图；

图5B是描绘根据本发明实施例的处于折叠构造的灯的侧视图；

图5C是描绘根据本发明实施例的处于折叠构造的灯的侧视图；

图5D是根据本发明实施例的灯的仰视图；

图6A是描绘根据本发明实施例的具有折叠线的展开的扩散器的视图；

图6B是描绘根据本发明实施例的灯的底部组件的层的分解图；

图7A-7E描绘了根据本发明实施例的用于训练扩散器材料以保持刚性但可折叠以将灯从折叠构造展开的折叠图案序列；

图7F描绘了根据本发明实施例的可展开扩散器的部分折叠材料图案；

图7G是描绘插入根据本发明实施例的可展开扩散器的角缝的套管中的刚性管或杆的细节的放大图；

图7H是描绘根据本发明实施例的扩散器的囊状部件材料的折叠部的放大图，其提供用于接合连接的接缝以将囊状部件组装成四边立方体；

图8A是根据本发明实施例的包括将太阳能电池板和PCBA包裹在两层柔性材料之间的囊状物的顶部组件的部件的视图；

图8B是描绘根据本发明实施例的包括将太阳能电池板和PCBA包裹在两层柔性材料之间的囊状物的顶部组件的分解图；

图9是描绘根据本发明实施例的灯的层的分解图；

图10A-10D是根据本发明实施例的具有开口顶侧和底侧的可展开囊状部件的折叠序列的俯视图；

图10E-10H是根据本发明实施例的具有开口顶侧和底侧的可展开囊状部件的折叠序列的侧视图；

图11是根据本发明实施例的在包的外侧具有透明部分的肩包/背包的正视图；

图12是根据本发明实施例的肩包/背包的后视图；

图13是根据本发明实施例的肩包配置中的肩包/背包的后视图；

图14是描绘根据本发明实施例的扩散器的一部分材料的视图；

图15是描述根据本发明实施例的致动灯的方法的流程图；以及

图16是描绘根据本发明实施例的显示电池状态的方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例一般涉及便携式电子装置，更具体地，涉及便携式灯和移动电源。居住在电力不可靠或无法获得的地方的家庭和个人在夜间迫切需要光来查看教科书等物品以及提高安全性，同时也迫切需要电源来为手机或其他通信设备充电。世界银行估计，发展中国家缺乏正常运行的电网的家庭和个人平均将可支配收入的30％用于能源，例如煤油灯、酸性电池和柴油发电机，这些能源成本高且效率低。

因此，本文提出的实施例提供了一种由电池供电的便携式灯和装置充电器，该电池又由太阳能电池板或壁式插座充电。特别地，本发明的实施例包括一种灯，该灯可以通过扭转和拉动运动从平面正方形打开到立方体。具有立方光扩散器的可展开或可折叠折纸式立方体由两个由折叠的多边形平面连接的平面正方形通过对两个正方形施加简单的拉动和旋转运动进行转换，以形成立方体形状的扩散器和灯。在一些实施例中，六面立方体的一个正方形包含具有印刷电路板组件(PCBA)的太阳能电池板、如一个或多个发光二极管(LED)的光源，并且包括如通用串行总线C(USB-C)端口的端口，用于接收壁式电源和/或为外部装置充电。折纸式立方体，当扁平包装时，可以用作移动电源和/或光源，并且可以插入具有透明口袋的包/背包中，透明口袋用于插入扁平立方体以使太阳能电池板能够利用来自太阳的能量。当在包的口袋中使用时，扁平包装的设备也可以用作在黑暗中行走或骑自行车的人的警示灯，以便提醒司机和行人他们的存在。

本发明的实施例可以容易地以占用很少空间的扁平构造运输和存储，这对于在自然灾害之后和/或在户外运输期间特别有用。因此，本发明实施例可以容易地与其他救灾用品一起运输。本发明实施例的另一个优点是一些实施例可以容易地展开成大型照明装置，从而成本有效地替代传统的照明源(例如手电筒和煤油灯)。本文提出的实施例还可以通过捕获和存储可免费获得的太阳能来减少个人在能量上的花费。

本发明的灯可以使用太阳能或壁式插座电源进行充电。本发明的灯也可以在一个人背着包时放在背包肩包前袋中充电。该实施例可以与肩包/背包合作使用，以便在旅途中获得光或电。背包设计有一个前EVA口袋，其内部可容纳扁平包装的折纸立方体。

本文提出的实施例可被露营者和徒步旅行者用作户外使用的可充电、易于运输的光源和能源。本文提出的实施例可以是基本防水的，因此可以用于水上活动。本文提出的实施例还可以用作家用灯和装置充电器，或用作水池、花园或景观灯。本发明的实施例可以不需要泵或嘴来给扩散器充气，从而消除了如埃博拉病毒、霍乱、大肠杆菌和寨卡病毒之类的疾病传播的风险。

应当注意，贯穿本说明书对特征、优点或本文类似语言的引用并不意味着可以通过本文公开的实施例实现的所有特征和优点应该是或存在于本发明的任何单个实施例中。相反，提及特征和优点的语言被理解为意味着结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对特征、优点和类似语言的讨论可以但不一定指同一实施例。

此外，本发明的所描述的特征、优点和特征可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实践本发明。在其他情况下，附加的特征和优点可以在某些实施例中得到认知，而这些特征和优点可能并不存在于本发明的所有实施例中。

这些特征和优点将通过以下附图、描述和所附权利要求变得更加明显，或者可以通过如下文阐述的本发明实施例的实践而获知。

现在将参考附图详细描述本发明的实施例。图1A-1D是描绘根据本发明实施例的从折叠状态展开的灯500的立体图。图1A-1D提供了具有太阳能电池板200和PCBA 300的折纸式可折叠立方体的三维视图，其从平面展开到具有大约90°角的立方体形式。灯500可配置为立方体，其中两个的侧面即顶部组件210和底部组件240是刚性的。顶部组件210包括太阳能电池板200，并且在太阳能电池板表面上有具有七种设置的按钮340(图1E)：第一设置激活可以是大约20流明光的暖白光，第二个设置激活可以是大约60流明光的明亮白光，第三个设置激活可以是大约90流明光的暖白光，第四种设置激活大约180流明光，第五个设置激活大约400流明光，第六个设置激活红光以及第七个设置激活红色闪烁光(如它可以以每秒闪烁三下的模式闪烁)。在图1A-1D中未示出的顶部组件210的太阳能电池板200和PCBA300可容纳在由透明或基本透明材料(例如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)片材)制成的囊状物中，它可以是基本上正方形的并且具有大约6.5英寸×6.5英寸×0.05英寸的尺寸。在其他实施例中，其他刚性和非导电材料可用于该囊状物。

图1E是描绘根据本发明的实施例的顶面朝上的灯500的透视图。如图所示，图1E示出了具有顶部组件210的呈立方体构造的折纸式可折叠灯500，顶部组件210包括太阳能电池板200和在相对侧的PCBA 300。在一些实施例中，太阳能电池板200和PCBA 300形成大小约6.5英寸×6.5英寸的并且厚度为约1/16英寸至1/8英寸的结构，。在一些实施例中，打开的立方体形式的灯500的尺寸是6.5英寸×6.5英寸×6.5英寸，而在扁平包装形式中，灯500的尺寸是6.5英寸×6.5英寸×0.4英寸至0.5英寸。再次参考图1A，图1A示出了从上方和侧面看的扁平包装构造。图1D-1F示出了当通过施加扭转运动分离顶部组件210和底部组件240而打开并展开灯500时折纸式展开的灯500。底部组件可以包括透明的EVA把手211。

图1F是描绘根据本发明的实施例的底面朝上的灯500的立体图。图1F可描绘对应于图1E中描绘的实施例的实施例，其底面朝上以描绘具有透明把手211的底部组件240。

在一些实施例中，顶部组件210是容纳太阳能电池板的结构，并且具有可调节的把手212。把手212可以由EVA组成和/或可以由与用于容纳太阳能电池板和PCBA的顶部组件210相同的材料组成。附加地或可替代地，立方体的底侧(刚性方形底部组件240)可包括可由EVA构成的把手。图1E和1F描绘了一个或多个把手，其可以用来帮助展开可展开的囊状部件220，以及折叠可展开的囊状部件220以便扁平封装到灯500的折纸式立方体结构中。

在立方体的顶部，顶部组件210可通过用声波和/或摩擦焊接附接围绕顶部组件210的EVA囊状部件来固定：在一些实施例中，EVA囊状部件附接到另一EVA条271，EVA条以缝合、粘附或以其他方式附接到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的可展开的扩散器220；包括太阳能电池板200和PCBA 300的立方体的面在本文中也可以称为顶部组件210或立方体的顶部。焊接点270可以包括声波或摩擦焊接点以将扩散器220的材料彼此附接和/或将扩散器220的材料附接到顶部组件210和底部组件240的部分。与顶部相对的立方体的面是底部组件240，并且可以包括在囊状部件材料之间的刚性PET方形。在一些实施例中，在立方体的底部组件240中使用了两层材料，例如PET帆布。顶部组件210优选地具有比顶部组件210周围的囊状部件的尺寸略小的尺寸。太阳能电池板200可以包括光伏面板，例如多晶硅或单晶硅。在各种实施例中，太阳能电池板200可以产生任何期望的瓦数，例如十瓦，并且可以具有预定的或估计的生命周期，例如十五年的生命周期。

因此，灯500可以折叠成扁平方形结构，以便于运输、方便携带和/或节省成本和空间。

当沿任一方向扭转或旋转时通过折叠平面折叠和展开的立方体的面在本文中被称为立方体的侧面。具有太阳能电池板200和PCBA 300的顶部组件210和/或底面240可以被旋转以产生如图1A-1D所示的立方体侧面的折叠或折叠形态，并且还参考图1A-1D对其更详细地描绘和描述。可展开的扩散器220形成立方体的侧面。

在一些实施例中，PCBA 300(图4)包括按钮340、LED 310、320和330、指示灯350、电池380、充电端口360和可拆卸盖370。按钮340控制LED 310、320和330的电源。在一些实施例中，总共有48个LED：20个暖白光LED 310(开尔文色温大约为4000K-5000K)，20个亮白光LED320(开尔文色温大约为3000K-3900K)，以及八个红光LED 330。参考图4更详细地描绘和描述了LED 310、320和330。

在一些实施例中，指示灯350提供指示电池380的一种或多种状态的光。例如，指示灯350可以用稳定的蓝光指示电池已充满电，而闪烁的蓝灯可以指示电池正在充电。

电池380可以包括任何传统的或其他可充电电池。在一些实施例中，电池380包括具有大约4000mAh至6000mA的容量和大约25,000小时至50,000小时的寿命周期的锂离子聚合物电池。参考图4更详细地描绘和描述了电池380。

充电端口360可包括用于以电力形式传输能量的任何标准端口或其他端口。在一些实施例中，充电端口360包括例如USB-C端口的USB端口。充电端口360可用于使用兼容电源线(例如USB-C电源线)为电池380充电，以便通过连接到电网的壁式插座或从其他电源(例如柴油发电机)进行快速充电。参考图4更详细地描绘和描述了充电端口360。

可移除盖370保护充电端口360免受环境源(例如灰尘和/或湿气)的损坏。可移除盖370可以由如硅树脂之类的半柔性材料构成，以便于插入和移除。可移除盖370可在不使用时覆盖充电端口360，并且可在插入充电电源线时移除。参考图4更详细地描绘和描述了可移除盖370。

可展开的扩散器220可用作保护灯500内部的囊状部件，并且由如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)或热塑性聚氨酯(TPU)的半透明材料形成。参考图2A-3B、6A、7A和7B更详细地描绘和描述了扩散器220被折叠和连接。扩散器220可以是基本上透明的、柔性的、可展开的和可折叠的。扩散器220用于扩散来自LED 310、320和/或330的光，保护眼睛免受LED 310、320、330发出的强光可能造成的伤害。扩散器220在完全打开成其立方体状构造时，可以具有约为6.5英寸宽×6.5英寸深×6.5英寸高的尺寸。

图2A是描绘根据本发明实施例的处于折叠构造的灯500的立体图。图2A包括在顶部组件210和底部组件240之间完全折叠成其折叠构造的扩散器220。

图2B是描绘根据本发明实施例的处于半折叠构造的灯500的立体图。

图3A是描绘根据本发明实施例的处于完全展开构造的灯500的侧视图。完全展开的构造可以基本上呈立方体的形状。

图3B是描绘根据本发明实施例的处于完全展开构造的灯500的视图。当打开以形成大约90°的角时，该视图显示了容纳在相应套管290中以加强立方体角边缘的四个杆260。当扩散器220展开或折叠时，这些杆260可以保持基本端直。图3B可描绘对应于图1E中描绘的实施例的视图。

图4是根据本发明实施例的PCBA 300的俯视图。在一些实施例中，正方形的所有四个边缘都是声波焊接或摩擦焊接的，并且除了扩散器220之外，附在其上的部件一起被称为顶部组件210，其可以紧密地封闭在矩形透明囊状部件内，用于保护顶部组件210免受水和灰尘的影响。透明的囊状部件由如EVA、TPU或PVC之类的透明材料形成。组件210的囊状部件可以是基本上透明的以使光能够传递到太阳能电池板200的光伏电池，从而太阳能电池板200提供电力能为电池380充电。

在一些实施例中，顶部组件210具有一个被可移除盖370覆盖的开口。当移除可移除盖370时，充电端口360被暴露，从而可以通过充电端口360形成电连接。

顶部组件210包括PCBA 300，其可以固定到太阳能电池板200的内侧或下侧。PCBA300可以由电绝缘材料形成，并且用于安装部件和支撑部件之间的电连接。在一些实施例中，安装在PCBA 300上的组件包括LED 310、320和330、电池380、处理器391和集成电路组件(例如一个或多个电阻电容和/或三极管)。

LED 310、320和330可以包括总共四十八个LED：二十个提供暖白光的LED 310，二十个提供明亮白光的LED 320以及八个提供红光的LED 330。具有红光的四个LED 330可以在电池380的任一侧上排成一行，形成两条线，每条线中总共有四个LED。在一些实施例中，LED 310和320可以对称地布置成直径约为6英寸的圆形。LED 310、320和330一起可以提供大约80流明至500流明的光，它们具有大约25,000小时至50,000小时的生命周期。在一个实施例中，LED 310提供暖白光，LED 320提供明亮白光以及LED 330提供红光，而在其他实施例中，一些或所有LED 310、320、330提供白光和/或一种或多种所需颜色的彩色光。

电池380可包括任何常规或其他可充电电池，用于从太阳能电池板200接收太阳能和/或用于通过充电端口360接收壁式插座电源，以存储接收到的电力，和/或用于向LED310、320和330、指示器350、充电端口360和/或本文讨论的其他电气部件供电。在一些实施例中，电池380能够被充电和放电至少3,000个至10,000个循环。电池380可以是锂离子可充电电池类型。在一些实施例中，电池380在-20℃至70℃的环境温度下操作时提供至少4000mAh至10,000mAh。因此，例如，电池380可同时为两个智能电话或如无线电话、无线耳机、平板计算机或膝上型计算机的其他电子设备供电。电池380可提供足够的电力以在低档位下操作LED 310、320和330大约24到48小时，以及在高档位下操作大约18到20小时。在一些实施例中，电池380可在暴露于阳光10小时后完全充电，这取决于如天气、相对于太阳的方位等条件。

处理器391可包括能够执行指令以便根据本发明实施例进行操作的任何通用或专用计算机处理器。特别地，处理器391可以控制LED 310、320和330和/或指示灯350。

PCBA 300可以包括如电阻器、电容器和三极管(未示出)之类的组件，用于使电池380、处理器391和/或其他相关组件能够根据本发明实施例进行操作。在一些实施例中，可以不包括处理器391，并且集成电路配置用于根据本发明实施例控制LED 310、320和330和/或指示器350。

PCBA 300的每组LED 310和320可包括与LED 310和320相邻定位的相应的白色反射器301。反射器301可由任何合适的反射材料形成，或者可包括薄反射涂层，并且反射器301可包括围绕以LED 310、320和/或330为中心的孔的凹面。凹面可用于增加从LED 310、320和/或330的周围的反射器301部分反射的光量。

在一些实施例中，PCBA 300、太阳能电池板200、反射器301和/或本文讨论的其他部件被透明囊状物包围以形成组件210。

继续参考图4，图4是一般地示出灯的组件如何电连接的电路示意图。太阳能电池板200和/或充电端口360向电池380提供电能。电池380存储电能，并进而将存储的电能提供给充电端口360和处理器391。电池380可以包括传感器以确定剩余电量,该电量可提供给处理器391。

按钮340切换LED 310、320和/或330的电力以控制光的发射。在一些实施例中，可以多次致动按钮340以循环通过操作模式。在一个实施例中，第一次致动激活大约45流明到大约80流明的低光设置，第二次致动激活大约500流明的高光设置，第三次致动激活约为500流明的闪烁光设置(例如，用于紧急使用)。通过仅打开所有LED 310、320、330的子集或通过向能够发射不同光量的LED提供较少电力来提供低光设置。在另一个实施例中，操作模式可包括打开四个白色LED和指示器350的第一致动、打开所有白色LED和指示器350的第二致动、仅打开彩色LED和指示器350的第三致动、关闭所有LED但打开指示器350的第四致动以及关闭所有LED并关闭指示器350的第五致动。在一些实施例中，按钮340配置用于防止意外致动，例如，通过提供足够的机械阻力以防止被移动和/或凹入，从而使相邻物体的意外致动减少到最低程度。

图4中描绘作为单个指示器的指示灯350可由处理器391打开和关闭，以基于处理器391接收的电池传感器读数来指示电池380中剩余多少电量。指示器350可以是不同的颜色，例如，红色表示非常低的电量，蓝色表示部分电量，绿色表示基本上充足的电量，和/或白色表示正在从壁式插座电源充电。在另一个实施例中，指示灯350在电池380充电时闪烁。当电池的电量高于充电阈值水平，例如90-100％时，指示灯350可以呈现常亮。在一些实施例中，当电池通过充电端口360或通过环境光充电时，指示灯350将闪烁。

图5A-5D提供了处于折叠构造的灯500的其他视图。图5A是描绘根据本发明实施例的灯500的俯视图。图5B是描绘根据本发明实施例的处于折叠构造的灯500的侧视图。图5C是描绘根据本发明实施例的处于折叠构造的灯500的侧视图。图5C可描绘图5B中描绘的实施例的另一视图；特别地，图5C可示出与图5B中描绘的灯500的侧面相对的侧面。图5D是根据本发明实施例的灯500的仰视图。图5A-5D还描绘了附接到底部组件的透明把手211。把手211可用于通过将使用者的手插入把手与底部方形之间进行拉动或推动来促进扩散器的展开和折叠。底部组件240的材料层可以通过具有穿过所有三层的两个对角线接缝282的中间附接在一起。

图6A是描绘根据本发明的实施例的具有指示的折叠线的展开的扩散器的视图。如图所示，图6A示出了在连接到顶部组件210和底部组件240之前的扩散器。直径约3/8英寸的小圆孔222可以设置在扩散器220中，例如在扩散器220的两个面板的中心，以允许在将灯500从平面构造转变为展开立方体构造时(反之亦然)空气流入和流出。

图6B是描绘根据本发明实施例的灯500的底部组件240的层的分解图。底部组件的层包括：一层PET帆布正方形241，一个带脊的透明正方形250，尺寸约为6英寸×6英寸×1/16英寸，以及另一层PET帆布241。这些层通过接缝282连接在一起，该接缝可以是彼此对角的。

参考图6A和6B中描绘的实施例，扩散器220的端部291C和291B可以通过套管290的接缝连接。为了形成套管，将接缝290A接缝到接缝290B上。对应的边缘281A和281B、边缘281C和281D、边缘281E和281F以及边缘281G和281H可以密封在一起以形成底部组件240，其可以附接到边缘281。

如图6A所示，扩散器220由具有第一端部291C和第二端部291B的纵向扁平多面材料限定。该结构沿折叠线221折叠。

折叠线221可以包括谷折叠，其中与折叠线直接相邻的侧表面向上折叠形成谷。第一端部291C和第二端部291B可以使折纸式的扩散器展开和折叠以形成可展开、可折叠的六面立方体，从而可以在可展开的扩散器220的内表面边缘、顶部组件210边缘和底部组件240的边缘之间、以及在扩散器220的边缘281(边缘281的表面)和对应的边缘281A和281B、边缘281C和281D、边缘281E和281F以及边缘281G和281H之间形成密封。

扩散器220可包括平行的长边缝281和280，以及端部291C和291B的平行的长边折叠/接缝线。扩散器220还可包括平行的谷折叠线以促进灯500的折叠。在图1A-F中示出了灯500的实施例的、包括其所有部件的完整组装和形式。

在一个实施例中，扩散器220的尺寸包括边缘281的大约26-28英寸的长度和扩散器的6.5英寸的高度。

现在将讨论灯500的操作。

从扁平包装构造开始(例如，如图1A、5B和5C所示)，通过拉动顶部组件210或底部组件240并将其旋转分开来展开灯500，以使得顶部组件210或底部组件240沿方形顶部组件210或底部组件240的水平轴线大约90度旋转。拉动和扭转动作将灯500转变为图1E所示的构造，其中太阳能电池板200可暴露于环境光或阳光下。太阳能电池板200将环境光或太阳光转换成电荷并将电荷转移到电池380以进行存储。

继续拉动和旋转顶部组件210和底部组件240以将侧面展开从而形成立方体的四个侧面，这是图1A-1D所描绘的构造，其中扩散器220完全展开成立方体形状。来自LED 310、320和/或330的光可以在这种构造中最大程度地分散，并且可以用于例如通用照明。

为了将灯500从其完全打开的立方体状构造返回到其扁平包装的方形构造，顶部组件210和底部组件240被简单地推并旋转到一起。

在一些实施例中，在电池380具有来自太阳能电池板200和/或充电端口360的至少一些电荷之后，外部设备(未示出)可以连接到充电端口360，以使得存储在电池380中的电荷为外部设备供电。

在一些实施例中，在电池380具有来自太阳能电池板200和/或充电端口360的至少一些电荷之后，按下按钮340使处理器391控制指示灯350以指示电池380中的电荷量并照亮LED 310以提供第一设置的暖光色，例如低光设置或约20流明的烛光设置。第二次按下按钮340使处理器391照亮LED 320以提供第二设置的明亮的白色，例如60流明的中等光设置。第三次按下按钮340使处理器391照亮LED 310以提供第三设置的暖光色，例如100流明设置。第四次按下按钮340使处理器391照亮LED 320以提供第四设置的大约160-200流明的明亮光色。第五次按下按钮340使处理器391照亮LED 310以提供第五设置的大约500流明的明亮光色。第六次按下按钮340使处理器391照亮第六设置的80-100流明的红光的LED 330。第七次按下按钮340使处理器391照亮LED 330红光以每秒至少闪烁3次闪烁，在第七设置下，该设置用于紧急或遇险信号。第八次按下按钮340使处理器391关闭指示器350并使灯500回到其无源状态，其中LED 310、320和330被停用，太阳能电池板200可以继续将环境光转换为充电以将电力存储在电池380中。

如果LED 310、320和/或330工作，和/或外部设备(未示出)通过充电端口360被供电，则到电池380中的电量耗尽时，灯500可以自动返回其无源状态，例如，好像按钮340第八次被按下。在一些实施例中，在设置序列中的任何时间，按钮340可以被按压并保持一段时间，例如三秒钟，以关闭灯500，而不必循环通过所有七种设置。

在另一个实施例中，折纸式的可折叠和可展开的太阳能灯500包括子组件，这些子组件被接合以在位于立方体两侧的两个太阳能电池板周围形成牢固的囊状物。折纸式的可展开和可折叠的表面可以从第一结构(闭合在一起，紧凑以便存储和运输的)展开至第二结构(打开以形成具有立方体形状的灯)。

图7A-7E描绘了根据本发明实施例的用于训练扩散体材料以保持刚性但可折叠以将灯从折叠构造展开的折叠模式序列。折叠序列可训练可以由PET帆布材料构成的扩散器220旋转并折叠成扁平的方形构造以及展开成立方体构造。虚线表示用于谷折叠(例如，形成沟槽的折叠)的折叠线221(如折纸说明中常用的那样)。如图7A所示，扩散器220被折叠成四个大致正方形部分，并且两条附加的折叠线221被设置到从相对角延伸的每个正方形部分中。如图7B-7E所示，扩散器220可以沿对角线221折叠(具体而言，对于每个正方形部分，沿同一对角线221，从右上角到左下角)以训练扩散器220的材料。在一些实施例中，扩散器220可以另外通过在其他对角线221上折叠(例如，未示出的不按图7B-7E的序列折叠的线)来训练以完成扩散器220的训练。

可展开的扩散器220的边缘连接并密封到顶部组件210和底部组件240的边缘，并且边缘281和对应的边缘281A和281B、边缘281C和281D、边缘281E和281F以及边缘281G和281H密封在一起以形成可以附接到边缘281的底部组件240。扁平底部组件240还可以使LED310、320和/或330能够将光透射通过材料并通过折纸式的扩散器220。对角折叠虚线221指示立方体的侧面向内折叠的位置。实线显示PET材料221A在训练序列中的折叠边缘，不被折叠以随后在图9所示的组件中接合。

图7F描绘了根据本发明实施例的可展开的扩散器220的部分折叠材料模式。图7G是描绘根据本发明实施例的插入可展开的扩散器220的角缝的套管中的刚性管或杆的细节的放大图。这将为立方体的四个角中的每一个提供一个刚性角，并有助于展开和折叠运动。图7H是描绘根据本发明的实施例的扩散器220的囊状部件材料的折叠部的放大图，其为接合连接提供接缝以将扩散器220组装成四侧面立方体。如图7F-7H所示，扩散器220的立方体形构造使得灯能够被定位到直立位置。顶部组件210和底部组件240可以由基本上透明的、柔性的、可折叠的、轻质的和可折叠但强度足以保持形状的材料制成。立方体的各个角具有套管290，其被接合作为在角上的管以允许刚性杆或管260在各个角处插入。杆或管260可以使立方体能够容易地旋转和展开，因为四个角具有在立方体从扁平构造转变为展开的立方体构造时保持笔直的杆的附加结构。接缝线290A和290B彼此接合以形成在扩散器220的各个角装配刚性杆或管260的套管。

图8A和8B是描绘根据本发明的实施例的顶部组件210的视图，顶部组件210包括将太阳能电池板200和PCBA 300包裹在两层柔性材料之间的囊状物209。在一个具体实施例中，折纸式可展开可折叠的扩散器220限定了具有六个侧面的大体多面立方体，并且由具有谷和山褶皱的一致表面形成，这些褶皱形成立方体的三角形侧面，从而使得能够进行从立方体构造到扁平、折叠、紧凑的正方形构造的折叠运动。顶部组件210包括太阳能电池板200和PCBA 300，它们被插入内囊状物209中。囊状物209的材料是透明的并且允许阳光为前面太阳能电池板上的光伏电池充电且还允许太阳能电池板背面的LED灯通过材料209和扩散器220发光。该囊状物209可以保护太阳能电池板200和PCBA 300免受水和灰尘的影响。

PCBA 300可以位于太阳能电池板200的背面。PCBA可包括可充电电池380、LED310、320和330，以及一个或多个电容器、电阻器和/或三极管(未示出)。顶部组件210的一些元件(包括按钮340和充电端口360)可以暴露在外部。顶部组件210还包括可以由LED组成的电源指示灯350，并且太阳能电池板200电连接到PCBA 300。

图9是描绘根据本发明实施例的灯500的各层的分解图。如图所示，图9包括灯500的从顶部组件210开始的组件，具有太阳能电池板200和PCBA300，立方体的侧面由一张PET帆布241制成，以制造折纸式的光扩散器220，以促进来自LED 310、320和/或330的光的扩散，并保护太阳能电池板200和PCBA 300免受水和灰尘的影响。在一些实施例中，折叠的几何图形包括半透明材料并且可以由PET、PLA、EVA、TPU和/或其他合适的材料或材料组合制成。顶部组件210可以被密封，以使得灯既浮动又基本防水。特别地，灯500能够漂浮在水池的表面上以及能够浸没在水下而不影响可操作性。充电端口360可包括可移除的盖370，其可防止水进入囊状部件。顶部组件210通过将EVA条271热密封到顶部组件囊状部件的一个边缘并将EVA条接合到扩散器220的边缘而连接到扩散器220。

图10A-10D示出了当移除顶部和底部时从上方和侧面看到的可展开的囊状部件扩散器220的内部折叠的视图。这些图示出了当顶部或底部旋转0-45-80-90度时，从扁平包装到展开的立方体形式，可展开的扩散器的内部折叠的折叠模式。立方体210的顶面可以从10A所示的位置沿任一方向旋转。图10A示出了了可展开的囊状部件扩散器的折叠平面，它是正方形式的扁平包装。图10C示出了顶部或底部两侧旋转80度。图10D示出了俯视图瞎和侧视图顶部正方形边在水平轴上旋转90度以完全打开的立方体形式。

图10A-10D是根据本发明的实施例的具有敞开的顶侧和底侧的可展开的囊状部件的折叠序列的俯视图。图10E-10H是根据本发明的实施例的具有敞开的顶侧和底侧的可展开的囊状部件的折叠序列的侧视图。图10E-10H可对应于图10A-10D中描绘的实施例(即，图10E对应于图10A，图10F对应于图10B，图10G对应于图10C，图10H对应于图10D)。

折纸式的扩散器220包括可展开和可折叠的扩散器材料，其具有由多个折叠子组件形成的具有对角折叠线的侧面。图10A、10B、10C、10D的有序序列及对应的图10E、10F、10G和10H描绘了当对角折叠线221上的折叠从折叠状态向外折叠以形成近似立方体时扩散器220的展开。扩散器220以相反的顺序折叠(例如，根据图10D、10C、10B和10A以及对应的图10H、10G、10F和10E的有序序列)。当折叠或展开时，扩散器220的立方体形状构造展开或折叠时，各个角保持笔直和刚性。刚性直角可以保持笔直并在压缩时对角地扭转以保持扁平。各个角在展开过程中沿相反方向扭转，从而对于扩散器220的立方体形状构造变得直立。

当灯500从立方体形状构造压缩到扁平构造时，扩散器220的对角折叠线221变成谷(随着扩散器220的材料被训练折叠)并向内移动(例如，朝向灯500的中心)。当展开时，扩散器220的对角折叠线221从谷展开到非折叠方向。参考例如图1A-1D，其示出了折叠线221的谷随着灯500的展开而消失。此外，从灯500的顶部组件210到底部组件240的大致沿着扩散器220的每个边缘的长度延伸的刚性杆或管260在灯500被扭转的方向上朝着相邻的角向下摆动。当施加扭转运动以相对于底部组件240在顺时针(或逆时针)方向扭转顶部组件210时，每个刚性杆或管260的顶端将向下摆动并朝向底部组件240的角，即在顺时针(或逆时针)方向上紧邻最靠近该杆或管260底端的角的角。因此，每个杆或管260通过扭转运动从在展开时与顶部组件210和底部组件240正交的位置引导到在折叠时与顶部组件210和底部组件240平行的位置。参考图10A-10H，它们示出了扩散器220的垂直边缘的位置的变化，以及因此包含在套管中的刚性杆或管260的位置随其一起变化。

图11是描绘根据本发明实施例的肩包/背包400的正面的视图，在该包的外侧具有口袋410。如图所示，肩包/背包400包括口袋410、用作肩长包的提手420、钥匙链环421、外部口袋422和用作背包的把手430。通常，肩包/背包的组件可以缝合在一起或以其他方式固定。灯500可以位于口袋410的内部，其包括透明部分以使光能够传递到灯500的太阳能电池板200上和/或使在灯500存放在口袋410中时来自LED 310、320和/或330的光可见。

图12是描绘根据本发明实施例的肩包/背包400的背面的视图。如图所示，肩包/背包400包括织物401、带子402、提手420、镶条423和把手430。织物401可以包括任何织物，例如机织纺织材料、非织造材料、皮革或人造皮革材料等。镶条423能够约束把手430，使得肩包/背包400可以转换成肩包构造。

图13是描绘根据本发明实施例的肩包配置中的肩包/背包400的背部的视图。与背包构造不同，把手430通过镶条423约束，因此只有提手420可用。例如，把手430可以塞进镶条423中，镶条423可以在顶部和底部固定到肩包/背包400，并以其它方式在侧部打开。

图14是描绘根据本发明实施例的扩散器220的一部分材料的视图。如所描绘的，扩散器220是图案化织物，其中图案根据线状物220A限定。线状物220A可以穿过扩散器220和/或可以层压到扩散器220上或以其他方式固定到扩散器220。在一些实施例中，扩散器220由基本上防水的材料组成，例如帆布织物。在一些实施例中，扩散器220由PET构成，且线状物220A是PET线。

如图14所示，通过形成线状物220A的直线网格和通过将线状物220A的线定位成与线状物220A的直线成对角线而形成的菱形图案，线状物220A可被定位以提供图案。在一些实施例中，线状物220A的垂直线间隔大约6mm，水平线间隔大约6mm。在一些实施例中，对角线与水平线成逆时针30度角以及与水平线成逆时针150度角。在一些实施例中，对角线可以比水平和/或垂直线间隔得更远；在一个实施例中，对角线的间隔大约是水平线和/或垂直线之间的间隔的两倍，或大约12mm。

图15是描绘根据本发明实施例的致动灯的方法1500的流程图。

在操作1510处接收来自用户的输入。用户可以致动按钮340以向处理器391提供输入。在一些实施例中，输入对应于按钮340的单次致动；在其他实施例中，输入可以对应于按钮340的一组致动，这些致动由用户在一定时间量或在彼此的一定时间量内执行。

在操作1520处理输入以识别用于一个或多个LED的命令。在输入对应于按钮340的单个致动的一些实施例中，处理器391可以确定先前致动的计数以便选择命令。例如，如果按钮340之前已经被按下两次，那么另一个接收到的输入对应于三个致动；因此，选择对应于第三设置(例如，激活大约九十流明的暖白光)的命令。在接收到一组致动的一些实施例中，处理器391可以确定致动数量的计数(例如，连续三个致动)并选择对应于第三设置的命令(例如，激活大约九十流明的暖白光)。

在一些实施例中，当前的致动次数(自上次停用LED 310、320和330起计数)或组中的致动次数可对应于使一个或多个LED(例如，LED 310、320和/或330)进入以下模式或设置：第一设置对应于一次致动并激活暖白光，该暖白光可以是大约20流明的光；第二设置对应于两次致动并激活明亮的白光，该明亮的白光可以是大约60流明的光；第三设置对应于三次致动并激活暖白光，该暖白光可以是大约90流明的光；第四设置对应于四次致动并激活大约180流明的光；第五设置对应于五次致动并激活大约400流明的光；第六设置对应于六次致动并激活红光；第七设置对应于七次致动并激活红色闪烁光，其可以以如每秒闪烁三下的模式闪烁；以及第八设置对应于八次致动，并使LED 310、320和330不再发光。在一些实施例中，长按致动，例如按住按钮340三秒或更长时间，对应于LED 310、320和330不再发光的设置。

在操作1530处，信号被传送到一个或多个LED以使一个或多个LED相应地激活。取决于信号，一个或多个LED可以被激活，可以改变光量、光的颜色以及/或发出的光的温度，可以激活一个或多个LED的闪烁模式，或者一个或多个激活的LED可以被停用。

在操作1540处接收来自用户的后续输入。用户可以通过致动按钮340来提供后续输入，并且处理器391可以处理后续输入以识别用于LED的新命令。一旦在操作1520处识别出新命令，则在操作1530可将对应信号发送到一个或多个LED，并且处理器391可继续等待后续输入以进行处理。在一些实施例中，当在预定时间量内没有接收到输入时，处理器391可以发送信号以使任何激活的LED停用。因此，例如，当灯500打开并且无人看管达预定时间长度时，例如三十分钟、一小时、六小时等，LED可能会自动停用以节省能源。

在一些实施例中，处理器391可以处理不是由用户提供而是基于电池或充电状态的输入，并且可以相应地向一个或多个LED发送信号。特别地，处理器391可以接收指示电池380通过太阳能电池板200以高于阈值速率充电的输入，或者处理器391可以接收指示电池380已经被太阳能电池板200充电超过阈值量的输入。作为响应，处理器391可以发送信号以停用一个或多个LED。因此，例如，LED 310、320和/或330可以在存在足够的环境光和/或太阳光以超过期望阈值和/或以期望速率对电池380充电的条件下自动停用。

图16是描绘根据本发明实施例的显示电池状态的方法1600的流程图。

在操作1610处接收与电池状态相关的数据。处理器(例如处理器391)可以从电池380和/或从与电池380相关联的一个或多个传感器接收数据。数据可以指示下列中的一项或多项：存储在电池380中的当前电量、电池380的充电速率、电池380被完全充电之前的估计时间量、电池380完全耗尽之前的估计时间量、电池380中的电量的百分比、电池380的充电状态(例如，充电、通过太阳能电池板200充电、经由充电端口360通过外部电源充电、空闲、使用中等)等。

在操作1620处分析数据以确定电池的状态。处理器391可以分析与电池的状态有关的数据以确定相应的信号以发送到指示灯350以使指示灯350以指示电池状态的方式激活。

在操作1630处，根据电池的状态发送信号以使指示灯激活。指示灯350可以呈现特定颜色的实心光以指示状态，可以闪烁多次或根据模式或它们的组合以指示电池的状态。在一些实施例中，在电池380正在充电时，指示灯350接收信号，该信号使指示灯350以闪烁模式发射特定颜色的可见光，例如蓝光，以及当电池380充满电时指示灯接收另一个信号以使指示灯350持续发射相同颜色的光或另一种颜色的光。在一些实施例中，当电池380低于一定的电量或电量百分比(例如低于电池380的总能量存储容量的25％)时，指示灯350接收信号使指示灯350发出红光。

在操作1640处接收与电池状态相关的后续数据。可以连续地或根据预定的计划接收数据，并且可以由处理器391分析数据以确定电池380的状态。因此，当电池380经历状态变化时，例如下降到低于特定电量水平时，可以将信号传输到指示灯350以相应地更新指示灯350。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种设备，包括：光伏面板，配置用于将光转换为电能；电池，配置用于接收来自光伏面板的电能并存储电能；充电端口，配置用于接收来自电池的存储电能并供给所存储的电能；至少一个发光装置，配置用于接收来自电池的电能并发光；按钮，配置用于致动至少一个发光装置；以及围绕至少一个发光装置的扩散器，其中扩散器扩散由至少一个发光装置发射的光，并且其中扩散器具有第一折叠构造和第二展开构造。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种设备，其中扩散器的展开构造是立方体形的，包括第一面、与第一面相对的第二面、以及在第一面和第二面之间延伸的四个侧面。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种设备，其中光伏面板位于第一面上。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种设备，其中四个侧面中的每一个为正方形并且包括一对对角折叠线，每条对角折叠线从侧面的一个角延伸到侧面的相对角。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种设备，其中在第一面和第二面之间延伸的扩散器的每个边缘包括刚性构件，刚性构件大致延伸每个边缘的长度。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种设备，其中至少一个发光装置发射以下光中的一种或多种：白光和红光。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种设备，其中按钮被配置用于致动以下各项中的一项或多项：至少一个发光装置的功率设置、至少一个发光装置的温暖度、至少一个发光装置的亮度、至少一个发光装置的闪烁模式设置以及至少一个发光装置的颜色。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种设备，其中至少一个发光装置包括发光二极管。

在一些方面，本文描述的技术涉及一种设备，其中还包括被配置用于指示电池的状态的指示灯。

尽管已经参考附图在本文中详细描述了本发明的说明性实施例及其各种修改，但是应当理解，本发明不限于该精确实施例和所描述的修改，并且各种本领域的技术人员可以在不背离如所附权利要求中限定的本发明的范围或精神的情况下对其进行改变和进一步修改。

Claims (18)

1.一种设备，包括：

光伏面板，配置用于将光转换为电能；

电池，配置用于接收来自所述光伏面板的电能并存储所述电能；

充电端口，配置用于从所述电池接收所存储的电能并提供所存储的电能；

至少一个发光装置，配置用于接收来自所述电池的电能并发光；

按钮，配置用于致动所述至少一个发光装置；以及

围绕所述至少一个发光装置的扩散器，其中所述扩散器扩散由所述至少一个发光装置发射的光，并且其中所述扩散器具有第一折叠构造和第二展开构造。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述扩散器的展开构造是立方体形的，所述立方体形包括第一面、与第一面相对的第二面、以及在所述第一面和所述第二面之间延伸的四个侧面。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述光伏面板位于所述第一面上。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述四个侧面中的每个侧面为正方形且包括一对对角折叠线，每条对角折叠线从所述侧面的一个角延伸到所述侧面的相对角。

5.根据权利要求2所述的设备，其中，在所述第一面和所述第二面之间延伸的所述扩散器的每个边缘包括刚性构件，所述刚性构件大致延伸每个边缘的长度。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个发光装置发射下列光中的一种或多种：白光和红光。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述按钮配置用于致动下列中的一项或多项：所述至少一个发光装置的功率设置、所述至少一个发光装置的温暖度、所述至少一个发光装置的亮度、所述至少一个发光装置的闪烁模式设置以及所述至少一个发光装置的颜色设置。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个发光装置包括发光二极管。

9.根据权利要求1所述的设备，还包括配置用于指示所述电池的状态的指示灯。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述指示灯指示的所述电池的状态包括下列中的一种或多种：充电状态，以及所存储的电量状态。

11.根据权利要求1所述的设备，还包括印刷电路板组件，其中，所述电池、所述光伏面板、所述至少一个发光装置和所述按钮电连接到所述印刷电路板组件。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，囊状物包围所述印刷电路板组件和所述光伏面板，并且其中，所述囊状物是防水的。

13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述印刷电路板组件包括处理器，所述处理器配置用于在所述按钮没有接收到用户输入的预定时间量之后使所述至少一个发光装置停止发光。

14.根据权利要求1所述的设备，其中，所述扩散器由帆布材料构成。

15.根据权利要求1所述的设备，其中，所述充电端口还配置用于从外部源接收电能，并且其中，所述电池配置用于存储所接收的电能。

16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述充电端口配置用于将所存储的电能供给外部装置。

17.一种分配来自光产生装置的光的方法，所述光产生装置包括光伏面板、可充电电池、充电端口、至少一个配置用于发光的发光装置，以及围绕所述至少一个发光装置的扩散器以扩散由所述至少一个发光装置发出的光，其中所述扩散器具有第一折叠构造和第二展开构造，所述方法包括：

从所述光产生装置的光伏面板对所述可充电电池进行充电；

响应于便携式装置与所述光产生装置的充电端口的连接而对便携式装置进行充电；

在所述光产生装置的按钮处接收用户输入；

基于所述用户输入确定用于控制至少一个所述发光装置发射具有与用户输入相对应的特性的光的设置，其中所述特性包括亮度、颜色和图案的组中的一个或多个；以及

根据对应于所述用户输入的特性，致动所述至少一个发光装置以应用所确定的设置来发射光。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述用户输入选自下列方式：短按钮按压、长按钮按压和预定时间跨度内的多个按钮按压。

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