專利名稱：便攜自助式照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)急照明裝置，具體是涉及一種采用人力發(fā)電的便攜自助式照明裝置。
背景技術(shù)：
在科學(xué)與經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，應(yīng)急照明裝置仍有著廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。在現(xiàn)代化城市里，由于資源的大量消耗，電力供應(yīng)常處于緊張局面；而在邊遠貧困的農(nóng)村，電網(wǎng)建設(shè)的不完善以及公共配套設(shè)施的匱乏，使得應(yīng)急照明裝置更是成為必備的生活用品。常見的應(yīng)急照明裝置有手電筒、應(yīng)急燈等，它們或者是使用干電池或者是使用可反復(fù)充電的蓄電池等電能儲存裝置來進行無外電源時的電能供應(yīng)。干電池由于不耐存放，長時間停止使用甚至會損壞應(yīng)急照明設(shè)備，并且使用后的干電池會帶來巨大的環(huán)境污染，這個問題至今也沒有找到妥善的解決方法；而蓄電池由于體積和重量都較大，使得使用、攜帶不是十分方便，其反復(fù)充電的使用壽命也是相當有限的；更重要的是，這些能量儲存型的應(yīng)急裝置在所儲備的電能消耗殆盡之后就失去了作用，并不能真正起到“應(yīng)急”的作用。也曾經(jīng)提出過采用人力進行發(fā)電的應(yīng)急照明裝置，但是由于所采用照明電路的能量消耗過大，通過人力來實現(xiàn)常規(guī)亮度的照明幾乎是不現(xiàn)實的。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種采用人力驅(qū)動實現(xiàn)常規(guī)亮度照明的便攜自助式照明裝置。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種便攜自助式照明裝置，包括人力傳動機構(gòu)、發(fā)電機和發(fā)光二極管照明電路，所述人力傳動機構(gòu)能夠?qū)⑼饧拥娜肆鲃又了霭l(fā)電機帶動其發(fā)電，發(fā)電機的電能輸出接發(fā)光二極管照明電路。
所述發(fā)光二極管照明電路可包括整流電路和發(fā)光二極管陣列，所述整流電路的輸入端接發(fā)電機的電能輸出，其輸出端接發(fā)光二極管陣列。本發(fā)明中所稱“發(fā)光二極管陣列”的含義為由一個或者一個以上串聯(lián)的發(fā)光二極管單元構(gòu)成基本的列，一個這樣的基本的列或者一個以上這樣的基本的列相并聯(lián)構(gòu)成發(fā)光二極管陣列，同時這些不同列中的發(fā)光二極管單元之間還可以橫向連接使所述發(fā)光二極管陣列具有網(wǎng)格狀的結(jié)構(gòu)。所述發(fā)光二極管單元可以是單個的LED，也可以是具有上述陣列結(jié)構(gòu)的若干個LED的組合。在一個發(fā)光二極管陣列中可以根據(jù)需要對不同的發(fā)光二極管單元采用不同的結(jié)構(gòu)形式。
上述便攜自助式照明裝置，還可包括儲能裝置，其能夠?qū)⑤斎氲碾娔軆Υ嫫饋聿⑼ㄟ^輸出端對外供電，所述整流電路的輸出接儲能裝置的輸入端，儲能裝置的輸出接發(fā)光二極管照明電路。
所述儲能裝置是可以是蓄電池或大容量電容。
所述整流電路優(yōu)選為二極管橋式整流電路、半波整流電路或全波整流電路。
所述發(fā)光二極管陣列還可串聯(lián)恒流源電路或限流電阻。
所述發(fā)光二極管陣列可以采用這樣的結(jié)構(gòu)，由一個或多個發(fā)光二極管串聯(lián)構(gòu)成發(fā)光二極管列，由一個或多個這樣的列并聯(lián)構(gòu)成發(fā)光二極管陣列。
當發(fā)光二極管陣列采用此種結(jié)構(gòu)時，本發(fā)明便攜自助式照明裝置還可包括多路控制開關(guān)，所述多路控制開關(guān)分別與設(shè)定數(shù)目的發(fā)光二極管列串聯(lián)，控制接入電路的發(fā)光二極管數(shù)目本發(fā)明便攜自助式照明裝置還可包括外電源接口電路，其輸入端外接供電電源，其輸出端接發(fā)光二極管照明電路。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，有益的技術(shù)效果在于1)采用發(fā)光二極管照明電路與人力發(fā)電裝置相結(jié)合的形式，充分利用了發(fā)光二極管低能耗高光效的優(yōu)點，使得小的能量輸入就可以實現(xiàn)常規(guī)亮度的照明，并且由于發(fā)光二極管的長壽命和高可靠性，大大增強了應(yīng)急使用時的可靠性；2)采用將微型發(fā)電機的輸出經(jīng)簡單整流后直接發(fā)光二極管陣列的方案，充分利用了串聯(lián)的發(fā)光二極管單元能夠適應(yīng)一定電壓變化范圍的性質(zhì)，與常見的采用穩(wěn)壓電路、開關(guān)電源等的發(fā)光二極管驅(qū)動電路形式相比，極大的簡化了電路、降低了成本；3)增加配備儲能裝置，使得能量的供應(yīng)更加均勻，同時也擴展了產(chǎn)品的可用性，例如，可以通過對儲能裝置進行外電源充電來實現(xiàn)常規(guī)應(yīng)急燈的使用功能；4)采用二極管橋式整流電路，使得驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)極其簡單，成本低廉且?guī)缀鯖]有能量損耗；5)選用恒流源電路可以增加電流的穩(wěn)定性，達到良好的照明效果；使用限流電阻也可以達到這個目的；6)采用多路控制開關(guān)來調(diào)整接入電路的發(fā)光二極管數(shù)目，使得使用更加靈活，可以根據(jù)實際需要控制照明的亮度，所用開關(guān)既可以采用機械式開關(guān)，也可以采用電子開關(guān)，既可以采用手動控制方式，也可以采用自動控制方式；7)增加外電源接口電路，使得本發(fā)明裝置的使用更加多樣化，既能自助照明也能通過外電源照明。
下面通過實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

圖1(a)~(c)是一種便攜自助式照明裝置的機械結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2~6分別是五種發(fā)光二極管照明電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一、一種便攜自助式照明裝置，結(jié)合圖1(a)~(c)和圖2，包括人力傳動機構(gòu)、微型發(fā)電機1和發(fā)光二極管照明電路。所述人力傳動機構(gòu)包括搖柄2、作為傳動輪的一級齒輪3和二級齒輪4。搖柄2與一級齒輪3同軸設(shè)置，能夠帶動其同步轉(zhuǎn)動；一級齒輪3嚙合傳動二級齒輪4；二級齒輪4驅(qū)動微型發(fā)電機1發(fā)出電能；微型發(fā)電機1的電能輸出接發(fā)光二極管照明電路，其電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。圖2中微型發(fā)電機1的三路電流輸出分別接在二極管橋式整流電路Q的三個輸入端上，整流電路Q的輸出端并聯(lián)濾波電容C后接在發(fā)光二極管陣列5的兩端。所述發(fā)光二極管陣列具有這樣的結(jié)構(gòu)m列由n個發(fā)光二極管LED-j-i(1≤j≤m，1≤i≤n)串聯(lián)的列并聯(lián)在一起組成發(fā)光二極管陣列。
具體工作過程將平扣在殼體上的搖柄2掰出，轉(zhuǎn)動搖柄2，傳動一級齒輪3，通過二級齒輪4將轉(zhuǎn)速放大并驅(qū)動微型發(fā)電機1發(fā)出電能，發(fā)出的電能接入發(fā)光二極管照明電路實現(xiàn)自助式照明。
上述實施例中，不同列中的發(fā)光二極管之間也可以具有橫向連接使所述發(fā)光二極管陣列具有網(wǎng)格狀的結(jié)構(gòu)，如圖3所示。
實施例二、另一種便攜自助式照明裝置，結(jié)合圖1(a)~(c)和圖4，包括人力傳動機構(gòu)、微型發(fā)電機1和發(fā)光二極管照明電路。其機械部分的結(jié)構(gòu)與實施例一相同，其電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。圖4中m列由n個發(fā)光二極管LED-j-i(1≤j≤m，1≤i≤n)串聯(lián)的列并聯(lián)在一起組成發(fā)光二極管陣列。微型發(fā)電機1的三路電流輸出分別接在二極管橋式整流電路Q的三個輸入端上，整流電路Q的直流輸出端并聯(lián)濾波電容C后串聯(lián)上述發(fā)光二極管陣列和恒流源電路，所述恒流源電路包括三極管T、限流反饋電阻Re、基極偏置電阻Rb和二極管D1、D2。具體結(jié)構(gòu)為發(fā)光二極管陣列的一端接Q的一個直流輸出端，另一端接三極管T的集電極，T的發(fā)射極串接一個限流反饋電阻Re后與T的基極串聯(lián)兩個二極管D1和D2后并聯(lián)接Q的另一個直流輸出端；T的基極串聯(lián)一個基極偏置電阻Rb后接在發(fā)光二極管列中兩個相鄰的發(fā)光二極管之間。
實施例三、另一種便攜自助式照明裝置，結(jié)合圖1(a)~(c)和圖5，包括人力傳動機構(gòu)、微型發(fā)電機1和發(fā)光二極管照明電路。其機械部分的結(jié)構(gòu)與實施例一相同，其電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。其電路結(jié)構(gòu)與實施例二相比，n個發(fā)光二極管LED-i(1≤i≤n)串聯(lián)成一列取代了實施例二中的多列并聯(lián)發(fā)光二極管陣列，并將二極管D1和D2用一個穩(wěn)壓二極管D替換。
實施例四、另一種便攜自助式照明裝置，結(jié)合圖1(a)~(c)和圖6，包括人力傳動機構(gòu)、微型發(fā)電機1和發(fā)光二極管照明電路。其機械部分的結(jié)構(gòu)與實施例一相同，其電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。其電路結(jié)構(gòu)與實施例二相比，取消了恒流源電路，所述發(fā)光二極管陣列直接接在整流電路的直流輸出端上；此外，其各發(fā)光二極管列上還串聯(lián)有控制開關(guān)Kj(1≤j≤m)，能夠控制接入電路的發(fā)光二極管數(shù)目。
在本例中一個控制開關(guān)控制一列發(fā)光二極管的開斷、也可以根據(jù)需要來設(shè)置各個控制開關(guān)所串聯(lián)發(fā)光二極管的數(shù)目。
在上述便攜自助式照明裝置，還可包括儲能裝置，例如圖1(c)中的蓄電池6。儲能裝置能夠?qū)⑤斎氲碾娔軆Υ嫫饋聿⑼ㄟ^輸出端對外供電，所述整流電路的輸出接儲能裝置的輸入端，儲能裝置的輸出接發(fā)光二極管照明電路。所述儲能裝置是可以是蓄電池或大容量電容器。
此外，在上述實施例中多采用串聯(lián)恒流源電路的形式來保證電路中電流的穩(wěn)定性，實際上也可以采用串聯(lián)限流電阻來實現(xiàn)，但其與恒流源電路相比能耗較大；上述實施例中還提供了兩種及其簡單的恒流源實現(xiàn)電路，其區(qū)別在于，使用穩(wěn)壓二極管能提供較穩(wěn)定的基準電壓和選擇較寬的基準電壓范圍，具有較好的恒流效果；而使用普通二極管串接的方案，則成本低、電路簡單可靠。兩種方式各有優(yōu)點，可以根據(jù)實際情況進行選擇。
本發(fā)明便攜自助式照明裝置還可以增加配置外電源接口，以便在有外接電源的場合作普通充電設(shè)備或照明設(shè)備使用，還可以配備蓄電裝置，進行電能儲存，其所儲存的電能既可以是外電源提供的，也可以是發(fā)電機發(fā)出的。
權(quán)利要求
1.便攜自助式照明裝置，包括人力傳動機構(gòu)、發(fā)電機和發(fā)光二極管照明電路，所述人力傳動機構(gòu)能夠?qū)⑼饧拥娜肆鲃又了霭l(fā)電機帶動其發(fā)電，發(fā)電機的電能輸出接發(fā)光二極管照明電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜自助式照明裝置，其特征在于所述發(fā)光二極管照明電路包括整流電路和發(fā)光二極管陣列，所述整流電路的輸入端接微型發(fā)電機的電能輸出，其輸出端接發(fā)光二極管陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜自助式照明裝置，其特征在于還包括儲能裝置，其能夠?qū)⑤斎氲碾娔軆Υ嫫饋聿⑼ㄟ^輸出端對外供電，所述整流電路的輸出接儲能裝置的輸入端，儲能裝置的輸出接發(fā)光二極管照明電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜自助式照明裝置，其特征在于所述儲能裝置是蓄電池或大容量電容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2~4任意一項所述的便攜自助式照明裝置，其特征在于所述整流電路為二極管橋式整流電路、半波整流電路或全波整流電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2~4任意一項所述的便攜自助式照明裝置，其特征在于所述發(fā)光二極管陣列還串聯(lián)恒流源電路或限流電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求2~4任意一項所述的便攜自助式照明裝置，其特征在于所述發(fā)光二極管陣列采用這樣的結(jié)構(gòu)，由一個或多個發(fā)光二極管串聯(lián)構(gòu)成發(fā)光二極管列，由一個或多個這樣的列并聯(lián)構(gòu)成發(fā)光二極管陣列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜自助式照明裝置，其特征在于還包括多路控制開關(guān)，所述多路控制開關(guān)分別與設(shè)定數(shù)目的發(fā)光二極管列串聯(lián)，控制接入電路的發(fā)光二極管數(shù)目。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~4任意一項所述的便攜自助式照明裝置，其特征在于還包括外電源接口電路，其輸入端外接供電電源，其輸出端接發(fā)光二極管照明電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜自助式照明裝置，包括人力傳動機構(gòu)、發(fā)電機和發(fā)光二極管照明電路，所述人力傳動機構(gòu)能夠?qū)⑼饧拥娜肆鲃又了霭l(fā)電機帶動其發(fā)電，發(fā)電機的電能輸出接發(fā)光二極管照明電路。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用發(fā)光二極管照明電路與人力發(fā)電裝置相結(jié)合的形式，充分利用了發(fā)光二極管低能耗高光效的優(yōu)點，使得小的能量輸入就可以實現(xiàn)常規(guī)亮度的照明，并且由于發(fā)光二極管的長壽命和高可靠性，大大增強了應(yīng)急使用時的可靠性。
文檔編號F21L13/00GK1683818SQ20051020010
公開日2005年10月19日 申請日期2005年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者石為民, 連偉, 呂大明 申請人:石為民, 連偉, 呂大明