專利名稱：組合式發(fā)光二極管礦燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種組合式發(fā)光二極管礦燈，是一種具有光學結構與LED發(fā)光二極管組合在一起的礦燈，屬于礦工用照明器具。
背景技術：
LED礦燈相對于舊式鎢絲燈炮礦燈有著明顯的優(yōu)越性，當前LED礦燈已被廣泛的使用。但目前的LED礦燈仍存在一些不足，主要有1、LED礦燈一般使用兩種LED，一種是1W以上大功率LED，它的電光轉換效率比普通LED低。另一種是簡單地并排使用多個普通LED，由于沒有一套精密的光學設計，所發(fā)射出的光也沒有有效的充分利用。以上兩種都要求電池容量至少4-6Ah，才能達到標準照度和時間的要求。因而成本較高、體積較大、重量較重。
2、由于需要較大容量的電池，礦燈重量較重，不便于一體化頭燈式礦燈設計，否則裝在礦工帽的前端會使帽子不平衡。
3、光顏色偏藍且不柔和，甚至還不如舊式礦燈的光顏色好。
4、光斑照度不均勻，有光環(huán)，影響觀察目標的效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服上述技術中存在的不足，提供了一種節(jié)能、光學效果好、重量輕及使用方便的組合式LED發(fā)光二極管礦燈；達到上述目的所采取的技術措施是由燈頭部分、帽燈線與電池組成燈頭部分是LED發(fā)光二極管組及光學結構的組合，主要包括LED光源、復眼聚光鏡組、透鏡支架、主聚光鏡及殼體，殼體的空腔內在透鏡支架的圓弧面內中心及圍繞中心沿圓周均布設置有4-10只LED光源及相同數量的復眼聚光鏡，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點上或周圍，經主聚光鏡后，形成平行光，透鏡支架用螺絲固連于殼體的臺階上，復眼聚光鏡鑲嵌在透鏡支架相應的孔內，主聚光鏡放置在殼體的臺階上，燈頭蓋與殼體之間呈螺紋連接將主聚光鏡壓住，把LED光源插入透鏡支架底部相應的孔內，并將LED光源的管腳固連于電路板上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負極并聯，分別與電源線連接，LED光源經帽燈線與電池連接；本發(fā)明的優(yōu)點及效果1、在額定工作情況下，普通LED電光轉換效率是1W大功率LED的3倍，這是因為大功率LED集成度高，散熱問題無好的辦法解決。由于采用電光轉換效率高的普通LED，并進行精密的光學設計，充分利用了電能和光能，因而所需電池容量降低，從而成本也降低，礦燈體積可減小，重量可減輕。
2、由于可使用較小容量的電池，致使體積較小，重量較輕，便于進行一體化頭燈式礦燈設計。
3、4-10只普通LED光源，其所發(fā)出的光通過復眼聚光鏡和主聚光鏡后，形成了平行光。因而不論距離的遠近，都能實現光照度的均勻，無光環(huán)，便于觀察目標。


以7只LED為例圖1是本發(fā)明的光路圖；圖2是本發(fā)明的光路結構圖；圖2-1是圖2的D向視圖；圖3是本發(fā)明燈頭結構的局部剖視圖；圖4是圖3的A-A向圖；圖5是本發(fā)明實施例1的分體式礦燈外形示意圖；圖6是本發(fā)明實施例1分體式礦燈的帽燈結構剖視圖；圖7是本發(fā)明實施例1分體式礦燈的電池盒剖視圖；圖8是本發(fā)明實施例2的一體頭燈式礦燈外形示意圖；圖9是本發(fā)明實施例2的一體頭燈式礦燈結構圖；圖10是本發(fā)明實施例3的分體頭燈式礦燈外形示意圖；圖11是本發(fā)明實施例3的分體頭燈式礦燈結構剖視圖；圖12是本發(fā)明實施例3的分體頭燈式礦燈電池盒剖視圖；圖13是本發(fā)明的透鏡支架結構圖；圖14是圖13的E向視圖。
具體實施例方式
由燈頭部分、帽燈線與電池組成，見圖1、圖2、圖2-1、圖3、圖4、圖13、圖14，燈頭部分由LED發(fā)光二極管組及光學結構的組合，主要包括LED光源3、復眼聚光鏡組(4、5)、透鏡支架13、主聚光鏡6及殼體12，殼體12的腔內在透鏡支架13的圓弧面內中心及圍繞中心沿圓周均布設置4-10個復眼聚光鏡及相同數量的普通LED光源(3)，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點2上或周圍，經主聚光鏡(6)后，形成平行光，透鏡支架13用螺絲(7、8)固連于殼體的臺階上，復眼聚光鏡(4、5)鑲嵌在透鏡支架相應的孔內，主聚光鏡6放置在殼體的臺階上，燈頭蓋14與殼體12之間呈螺紋連接，將主聚光鏡壓住，把LED光源3插入透鏡支架13底部相應的孔內，并將LED光源的管腳固連于電路板11上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負極并聯，分別與電源線連接，LED光源經帽燈線22與電池36連接；參見圖2、圖2-1，復眼聚光鏡4和復眼中心聚光鏡5是采用SF11光學玻璃制成的球面透鏡，復眼聚光鏡4的第一球面為平面，第二球面R＝7.68mm，直徑13.00mm，厚6.70mm，復眼聚光鏡4和復眼中心聚光鏡5的光軸間呈11度角，復眼聚光鏡5的第一球面為平面，第二球面R＝7.00mm，直徑13.00mm，厚6.50mm；主聚光鏡6用BK7光學玻璃制成的球面透鏡，第一球面R＝261.00mm，第二球面R＝52.00mm，直徑56.00mm，厚12.00mm；LED光源(3)使用草帽型高亮白光直徑5mm、長5mm的圓柱形LED；
參見圖13、圖14，透鏡支架13是在園弧面內沿中心及圍繞中心沿圓周均布設置4-10個與復眼聚光鏡(4、5)呈緊配合的孔，將復眼聚光鏡(4、5)不透光的周邊涂上環(huán)氧膠，并壓入相應的孔內，將LED光源3插入透鏡支架13的底部相應的孔內，并將LED光源3的管腳焊接在電路板11上，所有LED光源3正負極并聯，并在電路板11上形成正極點24和負極點25，以便于連接電源線；將電路板11用環(huán)氧膠粘接在已鑲好復眼聚光鏡(4、5)的透鏡支架13的底部，用螺絲(7、8)固定在殼體12上；復眼聚光鏡(4、5)和主聚光鏡6可用不同的材料制成，如菲涅爾透鏡，球面或非球面的注塑透鏡，或玻璃球面透鏡；參見圖13、圖14，透鏡支架13是在一個圓弧面內開有7個直徑13mm盲孔，用于鑲嵌復眼聚光鏡(4、5)，另一面開有7個直徑10mm盲孔，再在每個孔內打直徑5mm透孔，用于透光及鑲嵌LED光源3，四周開有4個直徑3.5mm的孔，便于螺栓固定，透鏡支架可用工程塑料制成；參見圖3，殼體12的一端設有臺階，用于放置主聚光鏡6，燈頭蓋14與殼體12之間用M62X2的螺紋連接，這時可將主聚光鏡6壓?。挥蒙鲜鰺纛^可做成各種類型的礦燈實施例1參見圖5、圖6、圖7，是一種分體式礦燈，包括燈頭部分、掛在礦工腰間的電池盒17、放置在礦帽上的帽燈15(含燈頭)及相互連接的帽燈線22燈頭部分由LED發(fā)光二極管組及光學結構的組合，主要包括LED光源3、復眼聚光鏡組(4、5)、透鏡支架13、主聚光鏡6及殼體12，殼體12的腔內在透鏡支架13的圓弧面內中心及圍繞中心沿圓周均布設置4-10個復眼聚光鏡及相同數量的普通LED光源(3)，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點2上或周圍，經主聚光鏡(6)后，形成平行光，透鏡支架13用螺絲(7、8)固連于殼體的臺階上，復眼聚光鏡(4、5)鑲嵌在透鏡支架相應的孔內，主聚光鏡6放置在殼體的臺階上，燈頭蓋14與殼體12之間呈螺紋連接，將主聚光鏡壓住，把LED光源3插入透鏡支架13底部相應的孔內，并將LED光源的管腳固連于電路板11上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負極并聯，分別與電源線連接，LED光源經帽燈線22與電池36連接；帽燈15的帽燈線22內有正極線21和負極線20，且正極線21通過礦燈通用開關23的觸點16與電路板11上的LED正極點24連接，通過旋轉礦燈通用開關23使觸點16接觸或分開，以實現對礦燈的開關控制，負極線20直接連接電路板11上的LED負極點25，帽燈15后部外面設置有通用帽扣18，便于固定礦燈燈頭于礦帽38上；電池盒17內有電池組36，保護電路板31等，其中電池組36是用正極片33和負極片35將各電池的正極和負極并聯組成的，電池組36選用2-3Ah的標準圓柱形鋰離子電池，保護電路板31選用標準鋰離子電池保護電路，保護電路板31通過固定柱44固定，帽燈線22經護線套29后進入引線孔30到電池盒內，電池盒由上蓋26、盒體34組成，上蓋26、盒體34用M4的螺栓27連接；帽燈線22內有正極線21和負極線20，并通過保護電路板31和正極連接線32、負極連接線28與電池正極片33和負極片35分別相連，電池組36選用2-3Ah的標準圓柱形鋰離子電池，保護電路板31選用標準鋰離子電池保護電路。
實施例2參見圖8、圖9，是一種一體頭燈式礦燈37包括電池和燈頭部分，將電池組39和燈頭做成一體，放置在礦帽38上，電池組39的正極通過礦燈通用開關23的觸點16與電路板11上LED的正極點24連接，通過旋轉礦燈通用開關23使觸點16接觸或分開，以實現對礦燈37的開關控制，電池的負極直接連接電路板11上的LED負極點25，電池組39選用2-3Ah的標準圓柱形鋰離子電池，一體頭燈式礦燈37后部外面設置有通用帽扣18，便于固定礦燈燈頭于礦帽38上；燈頭部分結構同實施例1。
實施例3是一種分體頭燈式礦燈，參見圖10、圖11、圖12，包括帽燈40放置在礦帽38前，電池盒42設置在礦帽38后面，用帽燈線41相連帽燈40(含燈頭)，連接帽燈40的帽燈線41經護線孔43后到燈頭里，其內有正極線21和負極線20，且負極線20通過礦燈通用開關23的觸點16與電路板11上的LED負極點25連接，通過旋轉礦燈通用開關23使觸點16接觸或分開，以實現對礦燈的開關控制，正極線21直接連接電路板11上的LED正極點24，帽燈40后部外面設置有通用帽扣18，便于固定礦燈燈頭于礦帽38上，其中的燈頭部分結構同實施例1；電池盒42內有電池組36，保護電路板31等，其中電池組36是用正極片33和負極片35將各電池的正極和負極并聯組成的，帽燈線41內有正極線21和負極線20，并通過保護電路板31和正極連接線32、負極連接線28與電池正極片33和負極片35分別相連，電池組36選用2-3Ah的標準圓柱形鋰離子電池，保護電路板31選用標準鋰離子電池保護電路，保護電路板31通過固定柱44固定，帽燈線41經護線套29后進入引線孔30到電池盒42內。電池盒42由上蓋26、盒體34組成，上蓋26、盒體34用M4的螺栓27連接。
權利要求
1.一種組合式發(fā)光二極管礦燈，由燈頭部分、帽燈線與電池組成，其特征是，燈頭部分是LED發(fā)光二極管組及光學結構的組合，主要包括LED光源、復眼聚光鏡組、透鏡支架、主聚光鏡及殼體，殼體的空腔內在透鏡支架的圓弧面內中心及圍繞中心沿圓周均布設置有4-10只LED光源及相同數量的復眼聚光鏡使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點上或周圍，經主聚光鏡后，形成平行光，透鏡支架用螺絲固連于殼體的臺階上，復眼聚光鏡鑲嵌在透鏡支架相應的孔內，主聚光鏡放置在殼體的臺階上，燈頭蓋與殼體之間呈螺紋連接將主聚光鏡壓住，把LED光源插入透鏡支架底部相應的孔內，并將LED光源的管腳固連于電路板上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負極并聯，分別與電源線連接，LED光源經帽燈線與電池連接。
2.根據權利要求1所述的組合式發(fā)光二極管礦燈，其特征是，帽燈的帽燈線內有正極線和負極線，且正極線通過礦燈通用開關的觸點與電路板上的LED正極點連接，負極線直接連接電路板上的LED負極點，帽燈后部外面設置有通用帽扣，便于固定礦燈燈頭于礦帽上；電池盒內有電池組，保護電路板等，其中電池組是用正極片和負極片將各電池的正極和負極并聯組成，保護電路板選用標準鋰離子電池保護電路，保護電路板通過固定柱固定，帽燈線經護線套后進入引線孔到電池盒內，電池盒由上蓋、盒體組成，上蓋、盒體用螺栓連接；帽燈線內有正極線和負極線，并通過保護電路板和正極連接線、負極連接線與電池正極片和負極片分別相連，電池組選用2-3Ah的標準圓柱形鋰離子電池。
3.根據權利要求1所述的組合式發(fā)光二極管礦燈，其特征是，是一種分體式礦燈，包括燈頭部分(即放置在礦帽上的帽燈)、掛在礦工腰間的電池盒及相互連接的帽燈線，燈頭部分是LED及光學結構的組合，主要包括LED光源、復眼聚光鏡組、透鏡支架、主聚光鏡及殼體，殼體的腔內在透鏡支架的圓弧面內中心及圍繞中心沿圓周均布設置4-10個復眼聚光鏡及相同數量的LED光源，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡焦點上或周圍，經主聚光鏡后，形成平行光，透鏡支架用螺絲固連于殼體的臺階上，復眼聚光鏡鑲嵌在透鏡支架相應的孔內，主聚光鏡放置在殼體的臺階上，燈頭蓋與殼體之間呈螺紋連接，將主聚光鏡壓住，把LED光源插入透鏡支架底部相應的孔內，并將LED光源的管腳固連于電路板上，電路板固連于透鏡支架的底部，將LED光源的正負極并聯，分別與電源線連接，LED光源經帽燈線與電池連接；帽燈的帽燈線內有正極線和負極線，且正極線通過礦燈通用開關的觸點與電路板上的LED正極點連接，負極線直接連接電路板上的LED負極點，帽燈后部外面設置有通用帽扣，以固定礦燈燈頭于礦帽上；電池盒內有電池組，保護電路板等，其中電池組是用正極片和負極片將各電池的正極和負極并聯組成的，保護電路板選用標準鋰離子電池保護電路，保護電路板通過固定柱固定，帽燈線經護線套后進入引線孔到電池盒內，電池盒由上蓋、盒體組成，上蓋、盒體用螺栓連接；帽燈線內有正極線和負極線，并通過保護電路板和正極連接線、負極連接線與電池正極片和負極片分別相連，電池組選用2-3Ah的標準圓柱形鋰離子電池。
4.根據權利要求1所述的組合式發(fā)光二極管礦燈，其特征是，是一種一體頭燈式礦燈包括電池和燈頭部分，將電池組和燈頭做成一體，放置在礦帽上，電池組的正極通過礦燈通用開關的觸點與電路板上LED的正極點連接，電池的負極直接連接電路板上的LED負極點，電池組選用2-3Ah的標準圓柱形鋰離子電池，一體頭燈式礦燈后部外面設置有通用帽扣，以固定礦燈燈頭于礦帽上；燈頭部分結構同權利要求4。
5.根據權利要求1所述的組合式發(fā)光二極管礦燈，其特征是，是一種分體頭燈式礦燈，包括帽燈放置在礦帽前，電池盒設置在礦帽后面，用帽燈線相連；連接帽燈的帽燈線經護線孔后到燈頭里，其內有正極線和負極線，負極線通過礦燈通用開關的觸點與電路板上的LED負極點連接，正極線直接連接電路板上的LED正極點，帽燈后部外面設置有通用帽扣，以固定礦燈燈頭于礦帽上，其中的燈頭部分結構同權利要求4；電池盒內有電池組，保護電路板等，其中電池組是用正極片和負極片將各電池的正極和負極并聯組成的，帽燈線內有正極線和負極線，并通過保護電路板和正極連接線、負極連接線與電池正極片和負極片分別相連，電池組選用2-3Ah的標準圓柱形鋰離子電池，保護電路板選用標準鋰離子電池保護電路，保護電路板通過固定柱固定，帽燈線經護線套后進入引線孔到電池盒內，電池盒由上蓋、盒體組成，上蓋、盒體用螺栓連接。
全文摘要
組合式LED發(fā)光二極管礦燈，屬于礦工用照明器具，主要包括LED光源、復眼聚光鏡組、透鏡支架、主聚光鏡、殼體及電池組，殼體的空腔內在透鏡支架的圓弧面內中心及圍繞中心沿圓周均布設置有4－10只LED光源及相同數量的復眼聚光鏡，使LED聚光成的虛像位于主聚光鏡的焦點上或周圍，經主聚光鏡后，形成平行光，透鏡支架固連于殼體的臺階上，復眼聚光鏡鑲嵌在透鏡支架相應的孔內，主聚光鏡放置在殼體的臺階上，燈頭蓋與殼體之間呈螺紋連接，把LED光源插入透鏡支架底部相應的孔內，將LED光源的管腳焊接于透鏡支架底部的電路板上，LED光源的正負極并聯，分別與電源線連接，經帽燈線與電池連接；具有節(jié)能、光照均勻、體積小等優(yōu)點。
文檔編號F21W131/40GK1873290SQ200510073248
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權日2005年6月3日
發(fā)明者陳明徹 申請人:應天星(北京)科技有限公司