CN1873290A - 组合式发光二极管矿灯 - Google Patents

Abstract

组合式LED发光二极管矿灯，属于矿工用照明器具，主要包括LED光源、复眼聚光镜组、透镜支架、主聚光镜、壳体及电池组，壳体的空腔内在透镜支架的圆弧面内中心及围绕中心沿圆周均布设置有4－10只LED光源及相同数量的复眼聚光镜，使LED聚光成的虚像位于主聚光镜的焦点上或周围，经主聚光镜后，形成平行光，透镜支架固连于壳体的台阶上，复眼聚光镜镶嵌在透镜支架相应的孔内，主聚光镜放置在壳体的台阶上，灯头盖与壳体之间呈螺纹连接，把LED光源插入透镜支架底部相应的孔内，将LED光源的管脚焊接于透镜支架底部的电路板上，LED光源的正负极并联，分别与电源线连接，经帽灯线与电池连接；具有节能、光照均匀、体积小等优点。

Description

组合式发光二极管矿灯

技术领域

本发明涉及一种组合式发光二极管矿灯，是一种具有光学结构与LED发光二极管组合在一起的矿灯，属于矿工用照明器具。

背景技术

LED矿灯相对于旧式钨丝灯炮矿灯有着明显的优越性，当前LED矿灯已被广泛的使用。但目前的LED矿灯仍存在一些不足，主要有：

1、LED矿灯一般使用两种LED，一种是1W以上大功率LED，它的电光转换效率比普通LED低。另一种是简单地并排使用多个普通LED，由于没有一套精密的光学设计，所发射出的光也没有有效的充分利用。以上两种都要求电池容量至少4-6Ah，才能达到标准照度和时间的要求。因而成本较高、体积较大、重量较重。

2、由于需要较大容量的电池，矿灯重量较重，不便于一体化头灯式矿灯设计，否则装在矿工帽的前端会使帽子不平衡。

3、光颜色偏蓝且不柔和，甚至还不如旧式矿灯的光颜色好。

4、光斑照度不均匀，有光环，影响观察目标的效果。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术中存在的不足，提供了一种节能、光学效果好、重量轻及使用方便的组合式LED发光二极管矿灯；

达到上述目的所采取的技术措施是：由灯头部分、帽灯线与电池组成：

灯头部分：是LED发光二极管组及光学结构的组合，主要包括LED光源、复眼聚光镜组、透镜支架、主聚光镜及壳体，壳体的空腔内在透镜支架的圆弧面内中心及围绕中心沿圆周均布设置有4-10只LED光源及相同数量的复眼聚光镜，使LED聚光成的虚像位于主聚光镜的焦点上或周围，经主聚光镜后，形成平行光，透镜支架用螺丝固连于壳体的台阶上，复眼聚光镜镶嵌在透镜支架相应的孔内，主聚光镜放置在壳体的台阶上，灯头盖与壳体之间呈螺纹连接将主聚光镜压住，把LED光源插入透镜支架底部相应的孔内，并将LED光源的管脚固连于电路板上，电路板固连于透镜支架的底部，将LED光源的正负极并联，分别与电源线连接，LED光源经帽灯线与电池连接；

本发明的优点及效果：

1、在额定工作情况下，普通LED电光转换效率是1W大功率LED的3倍，这是因为大功率LED集成度高，散热问题无好的办法解决。由于采用电光转换效率高的普通LED，并进行精密的光学设计，充分利用了电能和光能，因而所需电池容量降低，从而成本也降低，矿灯体积可减小，重量可减轻。

2、由于可使用较小容量的电池，致使体积较小，重量较轻，便于进行一体化头灯式矿灯设计。

3、4-10只普通LED光源，其所发出的光通过复眼聚光镜和主聚光镜后，形成了平行光。因而不论距离的远近，都能实现光照度的均匀，无光环，便于观察目标。

附图说明

以7只LED为例：

图1是本发明的光路图；图2是本发明的光路结构图；图2-1是图2的D向视图；

图3是本发明灯头结构的局部剖视图；图4是图3的A-A向图；图5是本发明实施例1的分体式矿灯外形示意图；图6是本发明实施例1分体式矿灯的帽灯结构剖视图；

图7是本发明实施例1分体式矿灯的电池盒剖视图；图8是本发明实施例2的一体头灯式矿灯外形示意图；图9是本发明实施例2的一体头灯式矿灯结构图；图10是本发明实施例3的分体头灯式矿灯外形示意图；图11是本发明实施例3的分体头灯式矿灯结构剖视图；

图12是本发明实施例3的分体头灯式矿灯电池盒剖视图；图13是本发明的透镜支架结构图；

图14是图13的E向视图。

具体实施方式

由灯头部分、帽灯线与电池组成，见图1、图2、图2-1、图3、图4、图13、图14，

灯头部分：由LED发光二极管组及光学结构的组合，主要包括LED光源3、复眼聚光镜组(4、5)、透镜支架13、主聚光镜6及壳体12，壳体12的腔内在透镜支架13的圆弧面内中心及围绕中心沿圆周均布设置4-10个复眼聚光镜及相同数量的普通LED光源(3)，使LED聚光成的虚像位于主聚光镜的焦点2上或周围，经主聚光镜(6)后，形成平行光，透镜支架13用螺丝(7、8)固连于壳体的台阶上，复眼聚光镜(4、5)镶嵌在透镜支架相应的孔内，主聚光镜6放置在壳体的台阶上，灯头盖14与壳体12之间呈螺纹连接，将主聚光镜压住，把LED光源3插入透镜支架13底部相应的孔内，并将LED光源的管脚固连于电路板11上，电路板固连于透镜支架的底部，将LED光源的正负极并联，分别与电源线连接，LED光源经帽灯线22与电池36连接；

参见图2、图2-1，复眼聚光镜4和复眼中心聚光镜5是采用SF11光学玻璃制成的球面透镜，复眼聚光镜4的第一球面为平面，第二球面R＝7.68mm，直径13.00mm，厚6.70mm，复眼聚光镜4和复眼中心聚光镜5的光轴间呈11度角，复眼聚光镜5的第一球面为平面，第二球面R＝7.00mm，直径13.00mm，厚6.50mm；主聚光镜6用BK7光学玻璃制成的球面透镜，第一球面R＝261.00mm，第二球面R＝52.00mm，直径56.00mm，厚12.00mm；LED光源(3)使用草帽型高亮白光直径5mm、长5mm的圆柱形LED；

参见图13、图14，透镜支架13是在园弧面内沿中心及围绕中心沿圆周均布设置4-10个与复眼聚光镜(4、5)呈紧配合的孔，将复眼聚光镜(4、5)不透光的周边涂上环氧胶，并压入相应的孔内，将LED光源3插入透镜支架13的底部相应的孔内，并将LED光源3的管脚焊接在电路板11上，所有LED光源3正负极并联，并在电路板11上形成正极点24和负极点25，以便于连接电源线；

将电路板11用环氧胶粘接在已镶好复眼聚光镜(4、5)的透镜支架13的底部，用螺丝(7、8)固定在壳体12上；

复眼聚光镜(4、5)和主聚光镜6可用不同的材料制成，如菲涅尔透镜，球面或非球面的注塑透镜，或玻璃球面透镜；

参见图13、图14，透镜支架13是在一个圆弧面内开有7个直径13mm盲孔，用于镶嵌复眼聚光镜(4、5)，另一面开有7个直径10mm盲孔，再在每个孔内打直径5mm透孔，用于透光及镶嵌LED光源3，四周开有4个直径3.5mm的孔，便于螺栓固定，透镜支架可用工程塑料制成；

参见图3，壳体12的一端设有台阶，用于放置主聚光镜6，灯头盖14与壳体12之间用M62X2的螺纹连接，这时可将主聚光镜6压住；

用上述灯头可做成各种类型的矿灯：

实施例1：参见图5、图6、图7，是一种分体式矿灯，包括灯头部分、挂在矿工腰间的电池盒17、放置在矿帽上的帽灯15(含灯头)及相互连接的帽灯线22：

灯头部分：由LED发光二极管组及光学结构的组合，主要包括LED光源3、复眼聚光镜组(4、5)、透镜支架13、主聚光镜6及壳体12，壳体12的腔内在透镜支架13的圆弧面内中心及围绕中心沿圆周均布设置4-10个复眼聚光镜及相同数量的普通LED光源(3)，使LED聚光成的虚像位于主聚光镜的焦点2上或周围，经主聚光镜(6)后，形成平行光，透镜支架13用螺丝(7、8)固连于壳体的台阶上，复眼聚光镜(4、5)镶嵌在透镜支架相应的孔内，主聚光镜6放置在壳体的台阶上，灯头盖14与壳体12之间呈螺纹连接，将主聚光镜压住，把LED光源3插入透镜支架13底部相应的孔内，并将LED光源的管脚固连于电路板11上，电路板固连于透镜支架的底部，将LED光源的正负极并联，分别与电源线连接，LED光源经帽灯线22与电池36连接；

帽灯15的帽灯线22内有正极线21和负极线20，且正极线21通过矿灯通用开关23的触点16与电路板11上的LED正极点24连接，通过旋转矿灯通用开关23使触点16接触或分开，以实现对矿灯的开关控制，负极线20直接连接电路板11上的LED负极点25，帽灯15后部外面设置有通用帽扣18，便于固定矿灯灯头于矿帽38上；

电池盒17内有电池组36，保护电路板31等，其中电池组36是用正极片33和负极片35将各电池的正极和负极并联组成的，电池组36选用2-3Ah的标准圆柱形锂离子电池，保护电路板31选用标准锂离子电池保护电路，保护电路板31通过固定柱44固定，帽灯线22经护线套29后进入引线孔30到电池盒内，电池盒由上盖26、盒体34组成，上盖26、盒体34用M4的螺栓27连接；

帽灯线22内有正极线21和负极线20，并通过保护电路板31和正极连接线32、负极连接线28与电池正极片33和负极片35分别相连，电池组36选用2-3Ah的标准圆柱形锂离子电池，保护电路板31选用标准锂离子电池保护电路。

实施例2：参见图8、图9，是一种一体头灯式矿灯37：包括电池和灯头部分，将电池组39和灯头做成一体，放置在矿帽38上，电池组39的正极通过矿灯通用开关23的触点16与电路板11上LED的正极点24连接，通过旋转矿灯通用开关23使触点16接触或分开，以实现对矿灯37的开关控制，电池的负极直接连接电路板11上的LED负极点25，电池组39选用2-3Ah的标准圆柱形锂离子电池，一体头灯式矿灯37后部外面设置有通用帽扣18，便于固定矿灯灯头于矿帽38上；

灯头部分结构同实施例1。

实施例3：是一种分体头灯式矿灯，参见图10、图11、图12，包括帽灯40放置在矿帽38前，电池盒42设置在矿帽38后面，用帽灯线41相连：

帽灯40(含灯头)，连接帽灯40的帽灯线41经护线孔43后到灯头里，其内有正极线21和负极线20，且负极线20通过矿灯通用开关23的触点16与电路板11上的LED负极点25连接，通过旋转矿灯通用开关23使触点16接触或分开，以实现对矿灯的开关控制，正极线21直接连接电路板11上的LED正极点24，帽灯40后部外面设置有通用帽扣18，便于固定矿灯灯头于矿帽38上，其中的灯头部分结构同实施例1；

电池盒42内有电池组36，保护电路板31等，其中电池组36是用正极片33和负极片35将各电池的正极和负极并联组成的，帽灯线41内有正极线21和负极线20，并通过保护电路板31和正极连接线32、负极连接线28与电池正极片33和负极片35分别相连，电池组36选用2-3Ah的标准圆柱形锂离子电池，保护电路板31选用标准锂离子电池保护电路，保护电路板31通过固定柱44固定，帽灯线41经护线套29后进入引线孔30到电池盒42内。电池盒42由上盖26、盒体34组成，上盖26、盒体34用M4的螺栓27连接。

Claims (5)

1.一种组合式发光二极管矿灯，由灯头部分、帽灯线与电池组成，其特征是，灯头部分：是LED发光二极管组及光学结构的组合，主要包括LED光源、复眼聚光镜组、透镜支架、主聚光镜及壳体，壳体的空腔内在透镜支架的圆弧面内中心及围绕中心沿圆周均布设置有4-10只LED光源及相同数量的复眼聚光镜使LED聚光成的虚像位于主聚光镜的焦点上或周围，经主聚光镜后，形成平行光，透镜支架用螺丝固连于壳体的台阶上，复眼聚光镜镶嵌在透镜支架相应的孔内，主聚光镜放置在壳体的台阶上，灯头盖与壳体之间呈螺纹连接将主聚光镜压住，把LED光源插入透镜支架底部相应的孔内，并将LED光源的管脚固连于电路板上，电路板固连于透镜支架的底部，将LED光源的正负极并联，分别与电源线连接，LED光源经帽灯线与电池连接。

2.根据权利要求1所述的组合式发光二极管矿灯，其特征是，帽灯的帽灯线内有正极线和负极线，且正极线通过矿灯通用开关的触点与电路板上的LED正极点连接，负极线直接连接电路板上的LED负极点，帽灯后部外面设置有通用帽扣，便于固定矿灯灯头于矿帽上；电池盒内有电池组，保护电路板等，其中电池组是用正极片和负极片将各电池的正极和负极并联组成，保护电路板选用标准锂离子电池保护电路，保护电路板通过固定柱固定，帽灯线经护线套后进入引线孔到电池盒内，电池盒由上盖、盒体组成，上盖、盒体用螺栓连接；帽灯线内有正极线和负极线，并通过保护电路板和正极连接线、负极连接线与电池正极片和负极片分别相连，电池组选用2-3Ah的标准圆柱形锂离子电池。

3.根据权利要求1所述的组合式发光二极管矿灯，其特征是，是一种分体式矿灯，包括灯头部分(即放置在矿帽上的帽灯)、挂在矿工腰间的电池盒及相互连接的帽灯线，灯头部分：是LED及光学结构的组合，主要包括LED光源、复眼聚光镜组、透镜支架、主聚光镜及壳体，壳体的腔内在透镜支架的圆弧面内中心及围绕中心沿圆周均布设置4-10个复眼聚光镜及相同数量的LED光源，使LED聚光成的虚像位于主聚光镜焦点上或周围，经主聚光镜后，形成平行光，透镜支架用螺丝固连于壳体的台阶上，复眼聚光镜镶嵌在透镜支架相应的孔内，主聚光镜放置在壳体的台阶上，灯头盖与壳体之间呈螺纹连接，将主聚光镜压住，把LED光源插入透镜支架底部相应的孔内，并将LED光源的管脚固连于电路板上，电路板固连于透镜支架的底部，将LED光源的正负极并联，分别与电源线连接，LED光源经帽灯线与电池连接；帽灯的帽灯线内有正极线和负极线，且正极线通过矿灯通用开关的触点与电路板上的LED正极点连接，负极线直接连接电路板上的LED负极点，帽灯后部外面设置有通用帽扣，以固定矿灯灯头于矿帽上；电池盒内有电池组，保护电路板等，其中电池组是用正极片和负极片将各电池的正极和负极并联组成的，保护电路板选用标准锂离子电池保护电路，保护电路板通过固定柱固定，帽灯线经护线套后进入引线孔到电池盒内，电池盒由上盖、盒体组成，上盖、盒体用螺栓连接；帽灯线内有正极线和负极线，并通过保护电路板和正极连接线、负极连接线与电池正极片和负极片分别相连，电池组选用2-3Ah的标准圆柱形锂离子电池。

4.根据权利要求1所述的组合式发光二极管矿灯，其特征是，是一种一体头灯式矿灯：包括电池和灯头部分，将电池组和灯头做成一体，放置在矿帽上，电池组的正极通过矿灯通用开关的触点与电路板上LED的正极点连接，电池的负极直接连接电路板上的LED负极点，电池组选用2-3Ah的标准圆柱形锂离子电池，一体头灯式矿灯后部外面设置有通用帽扣，以固定矿灯灯头于矿帽上；灯头部分结构同权利要求4。

5.根据权利要求1所述的组合式发光二极管矿灯，其特征是，是一种分体头灯式矿灯，包括帽灯放置在矿帽前，电池盒设置在矿帽后面，用帽灯线相连；连接帽灯的帽灯线经护线孔后到灯头里，其内有正极线和负极线，负极线通过矿灯通用开关的触点与电路板上的LED负极点连接，正极线直接连接电路板上的LED正极点，帽灯后部外面设置有通用帽扣，以固定矿灯灯头于矿帽上，其中的灯头部分结构同权利要求4；电池盒内有电池组，保护电路板等，其中电池组是用正极片和负极片将各电池的正极和负极并联组成的，帽灯线内有正极线和负极线，并通过保护电路板和正极连接线、负极连接线与电池正极片和负极片分别相连，电池组选用2-3Ah的标准圆柱形锂离子电池，保护电路板选用标准锂离子电池保护电路，保护电路板通过固定柱固定，帽灯线经护线套后进入引线孔到电池盒内，电池盒由上盖、盒体组成，上盖、盒体用螺栓连接。

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