專利名稱：一種火車照明系統(tǒng)及火車頭燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及照明電器應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種火車頭燈。此外，本實 用新型還涉及一種包括該火車頭燈的火車照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定快速的增長，照明電器行業(yè)的發(fā)展也是相當(dāng)迅猛?；疖囶^ 燈作為一種典型的照明電器也已經(jīng)從最初的白熾燈經(jīng)碘鎢燈、汞氙燈、鹵鎢燈、球形氙燈發(fā) 展到了目前被普遍使用的金屬鹵化物燈。隨著低碳經(jīng)濟(jì)越來越廣的被人們所熟悉和認(rèn)同，對于照明電器的標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)發(fā)展 到啟動簡便、綠色環(huán)保、壽命長的新型標(biāo)準(zhǔn)。火車頭燈的發(fā)展趨勢也勢必向啟動簡便、綠色 環(huán)保、壽命長的方向發(fā)展。目前被普遍使用的火車頭燈則是傳統(tǒng)的金屬鹵化物燈。金屬鹵化物燈是一種使用交流電源工作的照明電器。由于金屬鹵化物燈內(nèi)沒有燈 絲，只有兩個電極，直接加上工作電壓不能啟動該金屬鹵化物燈，因此生產(chǎn)時在其內(nèi)部封入 包含有汞、稀有金屬鹵化物和引燃?xì)怏w的封入物，一般情況引燃?xì)怏w為氫氣或氙氣；金屬鹵 化物燈啟動時，需要經(jīng)過三個階段。第一階段是觸發(fā)階段；加上高壓電使得該金屬鹵化物 燈內(nèi)的封入物發(fā)生電離，觸發(fā)該金屬鹵化物燈；第二階段是輝光放電階段；在金屬鹵化物 燈觸發(fā)后緊接著進(jìn)入著火階段，在該階段電極放電進(jìn)一步又加熱了電極，形成輝光放電。第 三階段是正常發(fā)光階段。在輝光放電的作用下，電極溫度越來越高，發(fā)射的電子數(shù)量越來越 多，迅速過渡到弧光放電階段，隨著溫度的進(jìn)一步升高，該金屬鹵化物燈所發(fā)出的光強(qiáng)度越 來越強(qiáng)直到達(dá)到正常發(fā)光標(biāo)準(zhǔn)。以上是金屬鹵化物燈從觸發(fā)到正常發(fā)光的過程，該過程分 為三個階段，通常情況這三個階段一共需要用時一分多鐘。金屬鹵化物燈觸發(fā)過程中加的高壓電需要專用的觸發(fā)器產(chǎn)生，一般情況采用漏磁 變壓器，也有采用電子觸發(fā)器的。該金屬鹵化物燈的觸發(fā)還需要鎮(zhèn)流器，鎮(zhèn)流器是把50Hz 的工頻交流電變成20 50kHz的較高頻率的交流電。由上述對金屬鹵化物燈的工作原理分析可知，金屬鹵化物燈的啟動困難、啟動環(huán) 節(jié)復(fù)雜、啟動時間長，尤其是當(dāng)用于火車頭燈時，啟動時間長，啟動困難，啟動環(huán)節(jié)復(fù)雜，一 個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就會影響火車頭燈啟動。當(dāng)金屬鹵化物燈處于正常發(fā)光階段后，在高溫環(huán)境下，金屬鹵化物與電極、安裝在 外部的石英玻璃燈管之間以及金屬鹵化物相互之間都會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而且金屬鹵化物容 易潮解，極少量水的吸入會造成放電不正常；由于上述的原因最終會使得燈管發(fā)黑，從而 影響照明效果，也降低了金屬鹵化物燈的壽命。目前一般的國產(chǎn)金屬鹵化物燈的壽命低于 1000小時；對于影響金屬鹵化物燈壽命的因素還有其本身結(jié)構(gòu)，由于其外部是石英玻璃燈 管，當(dāng)猛烈的振動時，極易使得石英玻璃燈管破裂，導(dǎo)致燈泡的過早損壞，降低壽命。尤其是 用于火車頭燈這種情況，由于火車時刻處于高速、振動狀態(tài)，因此該金屬鹵化物燈過早損壞 更加容易；火車頭燈的損壞會嚴(yán)重的影響火車的安全性能。該金屬鹵化物燈由于其內(nèi)部封裝有汞，故而當(dāng)其損壞后對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染；
3而且它還是一次性利用不可回收；能耗也相對較大。因此，如何使得火車頭燈啟動簡便、啟動環(huán)節(jié)較少、啟動時間較短，是本領(lǐng)域技術(shù) 人員目前需要解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種火車頭燈，該火車頭燈啟動簡便、啟動環(huán)節(jié)較少、啟 動時間較短。在提供上述火車頭燈的基礎(chǔ)上，本實用新型的另一個目的是提供包括上述火車頭 燈的一種火車照明系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述第一個目的，本實用新型提供的一種火車頭燈包括LED芯片、燈罩和 散熱器；所述燈罩與所述散熱器固定，并在散熱器與燈罩之間形成燈芯空腔；所述LED芯片 位于所述燈芯空腔中，且與所述散熱器固定；位于所述LED芯片前方的燈罩的部分形成凸 透鏡。優(yōu)選地，所述燈罩內(nèi)表面和外表面分別為拋物面。優(yōu)選地，所述燈罩具有與散熱器接觸且沿散熱器表面向外延伸的燈罩翼緣。優(yōu)選地，所述火車頭燈還包括固定圈；所述固定圈具有向內(nèi)徑方向伸出的卡環(huán)； 所述固定圈與所述散熱器固定；所述燈罩翼緣卡在散熱器與卡環(huán)之間。優(yōu)選地，所述散熱器與所述固定圈設(shè)置相對應(yīng)的螺紋孔，并且通過螺絲固定。優(yōu)選地，所述散熱器包括中心圓柱體和從中心圓柱體周面徑向向外延展的散熱 翅；所述LED芯片固定于所述中心圓柱體的端面。優(yōu)選地，所述散熱翅外端部形成至少兩個支翅，所述支翅分別在徑向向外延展。優(yōu)選地，所述散熱器與所述LED芯片通過連接膠固定。為實現(xiàn)上述第二個目的，本實用新型提供的火車照明系統(tǒng)包括驅(qū)動電源、導(dǎo)線和 上述任一種火車頭燈；所述驅(qū)動電源與所述火車頭燈通過導(dǎo)線連接。優(yōu)選地，所述火車照明系統(tǒng)至少包括兩個所述火車頭燈。相對上述背景技術(shù)，本實用新型提供的火車頭燈包括LED芯片、燈罩和散熱器；燈 罩固定于散熱器上，在散熱器與燈罩之間形成燈芯空腔；該LED芯片位于燈芯空腔中，且與 所述散熱器固定；位于LED芯片前方的燈罩的部分形成凸透鏡。由上述結(jié)構(gòu)及其組成分析 可知，本實用新型所提供的火車頭燈采用了 LED芯片，而LED芯片使用6 24V的低壓直流 電源直接驅(qū)動即可；相對上述背景技術(shù)使用專業(yè)觸發(fā)器產(chǎn)生高壓電這種啟動方式，該火車 頭燈使用低壓直流電源直接啟動，不僅減少了啟動環(huán)節(jié)，同時也使得啟動變得更加簡便；對 于LED芯片來說，它的響應(yīng)時間為納秒級，即在很短的時間內(nèi)就可以處于正常發(fā)光的狀態(tài)； 相對于背景技術(shù)中的金屬鹵化物燈啟動過程為三個階段，三個階段共需要用時一分多鐘而 言，本實用新型提供的火車頭燈的啟動時間很短。總之，本實用新型所提供的火車頭燈啟動 簡便、啟動環(huán)節(jié)較少、啟動時間也較短。對于上述的技術(shù)方案而言，散熱器可以優(yōu)選地設(shè)置為以下形式散熱器包括位于 中心部位的中心圓柱體和從中心圓柱體周面徑向向外延展的散熱翅，每個散熱翅與相鄰的 散熱翅之間具有一定的空間。對于這種形式的散熱器，LED芯片則固定于散熱器中心圓柱 體的端面。采用這種具有散熱翅的散熱器增大了散熱器與空氣的接觸面積，從而更加有利于LED芯片的散熱。

圖1為本實用新型所提供的火車頭燈的主視圖；圖2為圖1中燈罩與LED芯片的P向視圖；圖3為本實用新型所提供的火車頭燈的局部剖視圖；圖4為本實用新型所提供的火車頭燈的燈罩結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1中散熱器的P向視圖；圖6為本實用新型所提供的火車照明系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的目的是提供一種火車頭燈，該火車頭燈啟動簡便、啟動環(huán)節(jié)較少、啟 動時間較短。在提供上述火車頭燈的基礎(chǔ)上，本實用新型的另一個目的是提供包括上述火車頭 燈的一種火車照明系統(tǒng)。下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。請參考圖1和圖2，圖1為本實用新型所提供的火車頭燈的主視圖；圖2為圖1中 燈罩與LED芯片的P向視圖。本實用新型實施例所提供的火車頭燈包括燈罩1、LED芯片2和散熱器3。LED芯 片2可以根據(jù)火車頭燈設(shè)計要求的不同，采用不同的型號，也可以采用多個LED芯片2聯(lián)合 使用，這樣可以達(dá)到實際需要的照明亮度。燈罩1固定于散熱器3上，并在散熱器3與燈罩 1之間形成燈芯空腔。LED芯片2與散熱器3固定連接，通常情況可以采用連接膠粘結(jié)，由 于該處溫度較高需要散熱，因此一般本領(lǐng)域技術(shù)人員優(yōu)選采用散熱膠粘結(jié)，當(dāng)然當(dāng)出現(xiàn)故 障后采用膠連接可以很容易地將LED芯片2與散熱器3分離；同時，LED芯片2則置于燈芯 空腔內(nèi)；位于LED芯片2前方的燈罩1的部分形成凸透鏡，此處前方為LED芯片2產(chǎn)生光線 照射的方向。由于燈罩1在LED芯片2前方的部分形成了凸透鏡，凸透鏡具有聚光的作用， 因此當(dāng)LED芯片2發(fā)光時，燈罩1使發(fā)散的光聚集在一起，從而可以提高火車頭燈的亮度。由于本實用新型所提供的火車頭燈采用了 LED芯片作為發(fā)光元件，而LED芯片使 用6 24V的低壓直流電源直接驅(qū)動即可。且LED芯片的響應(yīng)時間為納秒級，即在很短的時 間內(nèi)就可以處于正常發(fā)光的狀態(tài)；相對上述背景技術(shù)，采用LED芯片不僅減少了啟動環(huán)節(jié)， 同時也使得啟動變得更加簡便，縮短了啟動時間。當(dāng)然LED芯片具體驅(qū)動電壓的大小是根 據(jù)產(chǎn)品的不同而確定的。LED芯片在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷鹤饔孟拢涫褂脡勖蛇_(dá)10萬個小時，是傳統(tǒng)金屬 鹵化物燈或其它發(fā)光元件使用壽命的10倍以上；所以采用LED芯片作為發(fā)光元件的火車頭 燈同樣壽命也比傳統(tǒng)的火車頭燈壽命長很多。由于LED是被完全封裝于環(huán)氧樹脂中，燈體 內(nèi)沒有松動的部分，故而它比一般的發(fā)光元件都堅固、不易破碎，尤其在經(jīng)常處于振動、沖擊狀態(tài)或環(huán)境下，該優(yōu)點則更加突出；當(dāng)然對于火車頭燈采用LED芯片來說，由于火車頭燈 經(jīng)常處于振動、沖擊狀態(tài)，可以充分發(fā)揮其優(yōu)點，進(jìn)而較大程度地提高火車頭燈的壽命。當(dāng)然，就LED芯片而言，還具有其它的優(yōu)點。由于它是由無毒材料加工制作的，不 像傳統(tǒng)發(fā)光元件含有汞，破損后會對環(huán)境造成污染，因此它是一種無污染環(huán)保的照明元件， 采用LED芯片的火車頭燈也同樣具備了無污染環(huán)保的優(yōu)點。另外，LED芯片耗電非常低，在保持同樣照明效果的情況下，LED芯片節(jié)電率高達(dá) 80%以上；隨著低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這種節(jié)能的綠色發(fā)光元件越來越廣的被人們所應(yīng)用，當(dāng)然 用于火車頭燈也響應(yīng)了節(jié)能的號召。LED芯片還具有體積小、重量輕的優(yōu)點，可以使得本實用新型所提供的火車頭燈同 樣也具有體積、重量輕的優(yōu)點。對于以上的實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以進(jìn)一步改進(jìn)，請參考圖3和圖4， 圖3為本實用新型所提供的火車頭燈的局部剖視圖；圖4為本實用新型所提供的火車頭燈 的燈罩結(jié)構(gòu)示意圖?？梢詫粽?內(nèi)表面和外表面分別設(shè)置為拋物面，這種具有拋物面的鏡片為非球 面拋物鏡。采用這種燈罩1可以有效地聚集LED芯片2所發(fā)出的發(fā)散光，從而有效地提高 了火車頭燈的亮度。通常情況燈罩1采用玻璃加工而成，可以使燈罩1內(nèi)表面與外表面之 間的厚度稍微大一些，這樣就可以增加燈罩1的抗振與抗沖擊性。另外，還可以在燈罩1上設(shè)置與散熱器接觸且沿散熱器表面向外延伸的燈罩翼 緣，燈罩3通過燈罩翼緣和散熱器3固定；也可以增加一個固定圈4，該固定圈4具有向內(nèi) 徑方向伸出的卡環(huán)，固定圈4與散熱器3固定，燈罩翼緣卡在散熱器3與卡環(huán)之間。固定圈 4與散熱器3之間的連接形式可以采用焊接，也可以采用膠粘結(jié)，當(dāng)然優(yōu)選采用散熱器3與 固定圈4設(shè)置相對應(yīng)的螺紋孔，并且通過螺絲固定，這種連接形式可以便于拆卸，為以后火 車頭燈出現(xiàn)故障后維修提供方便。下面對散熱器3的結(jié)構(gòu)形式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，請參考圖5，圖5為圖1中散熱 器的P向視圖。通常情況散熱器3包括中心圓柱體30和從中心圓柱體30周面向外延展的散熱翅 31，散熱翅31的縱向與散熱器3的中心圓柱體30中心線方向相一致，LED芯片2固定于中 心圓柱體30的端面上；每個散熱翅30與相鄰的散熱翅30之間具有一定的空間，這樣就可 以使得LED芯片2處于工作情況時所發(fā)出的熱傳遞給散熱器3，進(jìn)而通過散熱翅3 1與空 氣接觸散發(fā)熱量，當(dāng)然散熱器3也可以采用其它的形式，只要能達(dá)到協(xié)助LED芯片2散發(fā)熱 量、降低溫度即可，對于散熱翅31的形狀而言，采用其它形狀也可以，只要可以增大散熱器 3與空氣的接觸面積即可。通常情況，散熱器3采用導(dǎo)熱性好的鋁制作，當(dāng)然也可以采用其 它材料。在上述散熱器3的基礎(chǔ)上還可以進(jìn)一步改進(jìn)，散熱翅31外端部形成至少兩個支翅 311，所述支翅311分別在徑向向外延展，每個支翅彼此之間都具有一定空間，這樣就可以 進(jìn)一步增加散熱器3與空氣的接觸面積，從而更有利于LED芯片2散熱。本實用新型還提供了一種火車照明系統(tǒng)，包括驅(qū)動電源、導(dǎo)線和上述實施例中所 提供的任一種火車頭燈；驅(qū)動電源與火車頭燈通過導(dǎo)線連接。由于LED芯片2具有較長的 壽命，因此火車頭燈的壽命基本是由驅(qū)動電源的壽命決定。當(dāng)驅(qū)動電源使用時間達(dá)到其壽命期限報廢后，LED芯片2和火車頭燈還可以重復(fù)利用，從而對LED芯片2和火車頭燈來說 具有可回收的優(yōu)點。另外，對上述的火車照明系統(tǒng)作以下改進(jìn)，即至少包括兩個上述的火車頭燈。這樣 就可以保證當(dāng)一個火車頭燈出現(xiàn)故障后，其它火車頭燈仍然處于工作狀態(tài)，進(jìn)而提高了火 車的安全性能。優(yōu)選采用兩個上述火車頭燈，請參考圖6，圖6為本實用新型所提供的火車照明系 統(tǒng)示意圖。將兩個火車頭燈A、B分別置于一原點為0的水平軸線Y上，這兩個火車頭燈之間 要保持較小的距離，這樣可以使得兩個火車頭燈所發(fā)出光的交點C離原點0的距離盡量遠(yuǎn)， 從而使得火車駕駛員的視野范圍更加廣闊。上述采用兩個火車頭燈這種實施方式既保證了 火車的安全性能，還可以更加有效地使火車頭燈所發(fā)出的光疊加在一起；有效地使光疊加 是由光的疊加特性所決定的。以上對本實用新型所提供的火車頭燈和火車照明系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng) 用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫 助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不 脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修 飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種火車頭燈，其特征在于，包括LED芯片、燈罩和散熱器；所述燈罩與所述散熱器 固定，并在散熱器與燈罩之間形成燈芯空腔；所述LED芯片位于所述燈芯空腔中，且與所述 散熱器固定；位于所述LED芯片前方的燈罩的部分形成凸透鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的火車頭燈，其特征在于，所述燈罩內(nèi)表面和外表面分別為拋物
3.如權(quán)利要求2所述的火車頭燈，其特征在于，所述燈罩具有與散熱器接觸且沿散熱 器表面向外延伸的燈罩翼緣。
4.如權(quán)利要求3所述的火車頭燈，其特征在于，還包括固定圈；所述固定圈具有向內(nèi)徑 方向伸出的卡環(huán)；所述固定圈與所述散熱器固定；所述燈罩翼緣卡在散熱器與卡環(huán)之間。
5.如權(quán)利要求4所述的火車頭燈，其特征在于，所述散熱器與所述固定圈設(shè)置相對應(yīng) 的螺紋孔，并且通過螺絲固定。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的火車頭燈，其特征在于，所述散熱器包括中心圓柱體 和從中心圓柱體周面徑向向外延展的散熱翅；所述LED芯片固定于所述中心圓柱體的端
7.如權(quán)利要求6所述的火車頭燈，其特征在于，所述散熱翅外端部形成至少兩個支翅， 所述支翅分別在徑向向外延展。
8.如權(quán)利要求1至5任一項所述的火車頭燈，其特征在于，所述散熱器與所述LED芯片 通過連接膠固定。
9.一種火車照明系統(tǒng)，其特征在于，包括驅(qū)動電源、導(dǎo)線和權(quán)力要求1至8任一項所述 的火車頭燈；所述驅(qū)動電源與所述火車頭燈通過導(dǎo)線連接。
10.如權(quán)利要求9所述的火車照明系統(tǒng)，其特征在于，至少包括兩個所述火車頭燈。
專利摘要本實用新型涉及照明電器應(yīng)用領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種火車頭燈，包括LED芯片、燈罩和散熱器；所述燈罩與所述散熱器固定，并在散熱器與燈罩之間形成燈芯空腔；所述LED芯片位于所述燈芯空腔中，且與所述散熱器固定；位于所述LED芯片前方的燈罩的部分形成凸透鏡。本實用新型還涉及一種包括該火車頭燈的火車照明系統(tǒng)。由于該火車頭燈采用了LED芯片作為發(fā)光元件，因此該火車頭燈具有啟動環(huán)節(jié)較少、啟動時間較短、壽命長、無污染可回收、能耗小等優(yōu)點；該火車照明系統(tǒng)至少包括兩個所述火車頭燈，從而當(dāng)一個火車頭燈出現(xiàn)故障后，其它火車頭燈仍然能夠處于正常的工作狀態(tài)，進(jìn)而能夠提高火車的安全性能。
文檔編號F21V17/10GK201875608SQ20102058863
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者胡天佐 申請人:長春博信光電子有限公司