专利名称：一种标示灯具以及标示灯具自动开启方法
技术领域：
本发明涉及信号灯领域，更具体地说，涉及一种标示灯具及标示灯具开启方法。
背景技术：
便携式信号灯具由于其携带方便，并因自带电池供电被广泛应用于需要信号指示 的各种场所，如民航，铁路等，使用者可随意放置灯具，灯具即可工作，也可移动使用。同时 随着科技的进步，高亮度LED光源被开发出来以后，LED被广泛应用于具有不同功能的便携 式灯具中，特别是用作信号指示。现有的信号灯电路结构中，电路的开关通断通常是手动操作开或者关，但在某些 特定的场所，尤其是无人操作的环境下，普通的靠人操作的开启就无法满足需求，例如在道 路两侧布几公里的标示灯，作业量大，人工作业效率低；又例如在危险场所，工作人员只能 在车内不能在车外作业时，这些情况都需要标示灯具能够自动开启。另外，人们在不同环境下对信号灯需求不同，同时也有闪烁的需求，即灯具能够以 一定的周期保持亮暗的循环，这种闪烁的信号灯更能引起人们的视觉注意，并可以给视觉 以动态指示效果。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种通道标示灯具，该通道标示灯具在借助工具布置 时会自动开启。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种标示灯具，包括球缺形底 座和连接在所述球缺形底座上的壳体，所述壳体与所述底座构成的容置腔内设置有光源、 电路板以及电源；所述电路板至少设置有开关单元，所述开关单元的输入端与电源电连接，输出端 与光源电连接；所述电路板还设置有驱动单元，所述驱动单元的输入端与电源电连接，输出端与 所述开关单元的控制端电连接，用于驱动所述开关单元导通；所述驱动单元至少包括驱动模块和储能模块，所述驱动模块的输入端与电源电连 接，所述驱动模块的输出端为所述驱动单元的输出端，所述储能模块的第一端接地；所述底座上设置有第一开关，所述第一开关为常开型按钮开关，所述第一开关的 按钮为导体并与第一开关的第一触点电连接，所述第一开关的第二触点与所述电源电连 接；所述底座上还设置有第二开关，所述第二开关为单刀双掷型按钮开关，所述第二 开关具有一常闭触点、一常开触点和一静触点，其中所述静触点与所述储能模块的第二端 电连接，所述常闭触点与所述驱动模块的控制端电连接，所述第二开关的按钮为导体且与 常开触点电连接；所述第一开关的按钮以及第二开关的按钮超出所述底座的最大直径的截面的轮廓之外。在本发明所述的标示灯具中，所述开关单元包括可控硅，所述可控硅的阳极为开 关单元的输入端，所述可控硅的阴极为开关单元的输出端，所述壳体或底座上设置有第三 开关，所述第三开关为轻触式常开型开关，所述第三开关的第一触点与所述可控硅的阳极 电连接，所述第三开关的第二触点与所述可控硅的阴极连接。在本发明所述的标示灯具中，所述电路板上还设置有用于使所述光源闪烁的闪烁 控制单元。在本发明所述的标示灯具中，所述驱动单元还包括一耗能模块，所述耗能模块一 端接地，另一端与所述驱动模块的控制端连接。在本发明所述的标示灯具中，所述壳体的上部具有由壳体向外延伸形成的圆环 部，所述圆环部的外直径与所述底座的最大直径相等。在本发明所述的标示灯具中，所述第三开关为按钮式轻触开关。在本发明所述的标示灯具中，所述第三开关设置在所述底座上，所述底座的外表 面具有一凹陷，所述第三开关的按钮陷于所述凹陷内。在本发明所述的标示灯具中，所述灯具的重心位靠近所述底座最低点的位置。在本发明所述的标示灯具中，所述灯具的底座由金属材料制成。本发明的目的之二是提供一种标示灯具自动开启方法，所述标示灯具为以上所述 的标示灯具，所述自动开启方法在于将所述标示灯具放入储标筒中，所述储标筒为金属材 质的圆筒，所述圆筒的内直径与所述标示灯具的底座的最大直径相适配，所述标示灯具放 入储标筒后，第一开关的按钮和第二开关的按钮被储标筒的筒壁压缩，所述第一开关闭合， 所述第二开关的静触点与常闭触点断开并与常开触点导通，所述第一开关的按钮和第二开 关的按钮被所述储标筒导通，所述储能模块充电；所述标示灯具由所述储标筒中脱出时，第 一开关和第二开关恢复常态，所述储能模块触发所述驱动模块，所述驱动模块进一步触发 所述开关单元使开关单元导通，所述标示灯具的光源点亮，所述标示灯具自动开启。实施本发明的标示灯具，具有以下有益效果本发明提供的标示灯具，是可移动同 时也是便于携带的，可根据需要临时放置，使用后及时回收。本发明的标示灯具的开关结构 能够实现用储标筒自动布灯，在标示灯具由储标筒中抛出时，标示灯具能够自动开启，能够 显著提高标示灯具的布置效率，并且可以在无人区作业，避免外界环境对人的伤害。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明的标示灯具的优选实施例的剖视图；图2是本发明的标示灯具的优选实施例的局部剖视图；图3是本发明的标示灯具的优选实施例与储标筒配合的示意图；图4是本发明的标示灯具处于工作状体或常态时电路状态示意图；图5是本发明的标示灯具放入储标筒时的电路状态示意图。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式
。如图1和图2示，为本发明的标示灯具的一个优选实施例，其为通道标示灯，用于 起到标示临时通道的作用，该标示灯具包括球缺形的底座100和连接在底座100上的由透 明材料制成的壳体200，为了保证标示灯具始终处于竖直状态，该标示灯具的中心位于靠近 底座100的最低点的位置，具体的做法是，底座100采用密度较大的材料制成，优选金属材 料，例如采用高强度、耐冲击、无污染的碳素结构钢，或者采用钢壳内置铅块的结构，这样的 结构使得标示灯具处于竖直状态时其重心位置最低，本发明的标示灯具类似于“不倒翁”的 结构，当标示灯具偏斜时，其重心升高，重力产生的恢复力矩使灯具恢复竖直状态。采用这 样结构可以方便标示灯具的布置，布置该灯具时，只需将灯具抛出即可，灯具落地后可以自 动处于直立状态。壳体200为中空结构，这样的结构也可以保证标示灯具的重心处于比较低的位 置。壳体200由塑料一体注塑成型而成，其包括一圆锥段210和位于圆锥段210上方的圆 柱段220，LED光源310位于圆柱段220内，在本实施例中，LED光源310为3颗红光LED，为 了克服LED光源310在个方向发光强度不一致的缺陷，标示灯在各个方向都能起到信号指 示的作用，在圆柱段220的内壁设置有勻光膜，该勻光膜可以直接在圆柱段内壁磨砂形成 或者贴设其他具有勻光作用的薄膜，勻光膜可以提高标示灯在水平面内各个方向光强的均 勻性，同时也增大了发光面积。壳体内还设有电路板320，在本实施例中，LED光源310以及 电路板320固定在一个固定支架330上，具体是在壳体200的内壁具有向内延伸形成的固 定位120，固定支架330通过螺钉固定在该固定位120上。壳体200的圆锥段210外表面设置有银色反光膜，在灯光照射下，具有较强的反射 作用，可以获得良好的指示效果，当标示灯具的电源的电能耗尽时，银色反光膜对过往车辆 的灯光的反射作用，仍能起到一定的指示作用。进一步，可以在圆锥段210的外表设置黄光 反射带211，在本实施例中，设置有两条黄光反射带211，该黄光反射带211环绕圆锥段210 设置，黄光反射带211可以加强警示的作用，也可以辅助表达不同的指示含义。需要理解的 是，本发明的标示灯具的壳体200的形状并不限定于上述形状，可以根据需要选用其他的 形状，只要保证标示灯具的重心靠近底座的最低点，形成一个类似“不到翁”结构即可。参看图4和图5，为标示灯具的电路图，在实施例中，为了使标示灯具在布置时能 够自动开启，标示灯具的电路中至少设置有开关单元10，开关单元10的输入端与电源电连 接，输出端与LED光源310电连接；标示灯具的电路中还设置有驱动单元30，驱动单元30的 输入端与电源电连接，输出端与开关单元10的控制端电连接，用于驱动所述开关单元10导 通；驱动单元30至少包括驱动模块32和储能模块33，所述驱动模块32的输入端与电源电 连接，驱动模块32的输出端为驱动单元30的输出端，储能模块33的第一端接地；该电路还 包括由开关Sl和开关S2构成的开关模块31，其中Sl为设置在底座100上的第一开关610， 第一开关610为常开型按钮开关，第一开关610的按钮611为导体并与第一开关的第一触 点B电连接，第一开关610 (Si)的第二触点A与电源电连接；S2为设置在底座100的第二 开关620，第二开关620为单刀双掷型按钮开关，第二开关620 (S2)具有一常闭触点C、一常 开触点B’和一静触点D，其中静触点D与储能模块33的第二端电连接，常闭触点C与驱动 模块32的控制端电连接，第二开关620的按钮621为导体且与常开触点B’电连接；第一开 关610的按钮611以及第二开关620的按钮621超出所述底座100的最大直径的截面的轮
6廓之外。第一开关620(S1)以及第二开关620(S2)都为不带自锁功能的按钮式开关，按钮 被外力按下时，开关状态转换，外力撤掉之后，按钮在弹簧作用下恢复自然状态，开关复位。开关单元10包括可控硅Ql，可控硅Ql的阳极为开关单元10的输入端，可控硅Ql 的阴极为开关单元10的输出端，可控硅Ql的阳极和阴极分别与开关S3连接，S3为设置底 座100上的第三开关630，第三开关630为轻触式常开型开关，第三开关630 (S3)的第一触 点与可控硅Ql的阳极电连接，第三开关630 (S3)的第二触点与可控硅Ql的阴极连接，第三 开关630(S3)起到总开关的作用，其闭合时，可控硅Ql的阳极和阴极被短路，可控硅Ql关 断。驱动单元30的驱动模块32为三极管Q2，三极管Q2的集电极为驱动模块的输入端，其 与电源电连接；三极管Q2的发射极为驱动模块32的输出端，其与可控硅Ql的控制端电连 接；三极管Q2的基极为驱动模块的控制端，其与开关S2的常闭触点C电连接。在本实施例中，底座100的外表面设有一凹陷110，第三开关630的按钮陷于该凹 陷Iio内，这样的结构可以保证标示灯具的第三开关630不会被误触，可以防止在布置灯 具时，第三开关630由于磕碰被外力关闭。在本实施例中，第一开关610(S1)和第二开关 620 (S2)之间通过互锁螺杆601连接。这个地方无法使用螺丝固定，也无法使用扳手等工 具，因此采用互锁螺杆601连接，互锁螺杆601的两端螺纹旋向相反，当互锁螺杆601向一 个方向旋转时，互锁螺杆601两边都被旋紧，向相反方向旋转时，互锁螺杆601两边都被拧 松。本发明的标示灯具与金属材质的储标筒700配合使用，如图3所示，示出了本发明 的标示灯具与储标筒700配合的示意图，本发明的标示灯具与储标筒700配合使用，可以实 现在布置标示灯具时，标示灯具可以自动开启。储标筒700为一圆筒形，其可以容纳一个或 多个标示灯具，既可以作为标示灯具的存储装置，也可以作为标示灯具的布置装置。储标筒 700的内直径与底座100的最大直径相适配，即储标筒700的内直径略大于底座100的最大 直径，保证标示灯具可以放入到储标筒700内。参看图1，标示灯具未放入储标筒时，标示灯具自然状态下，第一开关610处于断 开状态，按钮611 (触点B)与A点断开；第二开关的静触点D通过固定片622、金属环623、 弹簧624和常闭触点C导通，其中固定片622、金属环623、弹簧624都是导体，由于弹簧625 未被压缩，所述按钮621 (触点B’ )与静触点D处于断开状体。标示灯具放入到储标筒内时，标示灯具的第一开关610(S1)的按钮611和第二开 关620(S2)的按钮621被储标筒700的筒壁压缩，第一开关610 (Si)闭合，弹簧612被压缩， 弹簧612 —端连接连接片613 —端连接锁螺母，第一开关610的按钮611 (触点B)通过连 接片612以及弹簧612与触点A导通；第二开关620 (S2)的弹簧624和弹簧625都被压缩， 金属环623离开固定片622，静触点D和常闭触点C断开连接，静触点D通过金属环626以 及弹簧625和压圈627以及连接片628与按钮621 (常开触点B’)导通，由于储标筒700金 属材质，起到导体的作用，将第一开关610(S1)的按钮611与第二开关620 (S2)的按钮621 导通，Sl的B触点和S2的B’触点导通，此时的电路状态如图5所示，储能模块33被电源 充电。当标示灯具由储标筒700放出时，标示灯具的的第一开关610(S1)和第二开关(S2) 复位，如电路图4所示，此时储能模块33的第二端与三极管Q2的基极导通，三极管Q2导 通，可控硅Ql的控制端得电，可控硅Ql导通，从而使LED光源310发光，标示灯具开启。储 能模块33为电容储能模块，随着其能量消耗，其第二端电压低于三极管Q2的导通电压时，三极管Q2截止，为了使三极管Q2能够快速截止，标示灯具的电路中还包括一耗能模块34， 该耗能模块34为电容电阻并联的耗能模块，其第一端接地，第二端与三极管Q2的基极电连 接，这样储能模块33的能量很快被耗能模块34耗尽，三极管Q2很快截止。当标示灯具处 于工作状态时，按下第三开关630 (S3)的按钮，可控硅Ql的阳极和阴极被短路，可控硅Ql 关断，松开第三开关630 (S3)时，由于三极管Q2已经处于截止状态，可控硅Ql不能被触发， 开关单元100处于断开状态，标示灯具熄灭。开关S3还具有测试的功能，可以用于标示灯 具出厂前的测试，具体是，按下S3可控硅Ql被短路，电路导通，可测试LED光源310以及后 续电路是否正常。为了使标示灯具具有闪烁功能，可以在电路中设置一闪烁控制单元40，其 与LED光源310点电连接，可以产生脉冲波形，是LED光源310在工作时可以闪烁，该闪烁 控制单元40可以有常规的IC芯片实现，例如常用的555芯片。为了标示灯具放入到储标筒中时，第一开关610的按钮611和第二开关620的按 钮621能可靠压缩，在壳体200的圆锥段210和圆柱段220结合处具有向外延伸的环形部 230，环形部230的直径与底座100的最大直径相等，环形230的存在可以方便灯具存储在 圆筒形的储灯筒中，防止灯具在储灯筒中发生偏斜，保证第一开关610的按钮611和第二开 关620的按钮621被可靠压缩。在本实施例中，壳体200采用一体成型的结构，整个灯具只有壳体200与底座100 之间的接口，在二者连接处设置密封圈即可实现灯具的密封，减少了密封设计，增强了密封 的效果。在本实施例中，标示灯具的电源400设置底座100上，在本实施例中采用锂-亚硫 酰氯电池，该电池的特点是自放电率低，随着存放时间的增加，电池的负极表面形成了一层 极薄的致密的钝化膜，可以阻止电池内部进一步发生反应，使电池具有较长的存储寿命。同 时在本实施例中，采用LED光源310，其具有较小的能耗，保证该标示灯具具有较长的工作 时间。需要理解的是，本实例中的LED光源310和电源400仅仅是示意性，而非限制性，实 际中可以根据需要选择光源和电源。在本发明的标示灯具中，由于底座为球缺形，且灯的重心位于靠近底座的最低点 的位置，光源位于灯的顶端，在布置标示灯具时，标示灯具由储标筒中脱出，标示灯具脱出 后自动开启，标示灯具落地后自动保持竖直状态，可以保证光源始终位于灯具的最高处，而 且光源发出的光是水平方向全方位照射的，这使得本发明的标示灯具可以应用在各种状况 的地面，即使是草地、凸凹不同的地面，本发明的标示灯具也能很好的适用。本发明的标示灯具可适用于机场、交通运输等。当遇到地震等突发事件，在临时开 辟抢险道路时，当前方开路人员确定道路安全后，可在通道两边设置此标示灯灯，标示为安 全通道。本发明的标示灯具的开关结构能够实现用储标筒自动布灯，在标示灯具由储标筒 中抛出时，标示灯具能够自动开启，能够显著提高标示灯具的布置效率，并且可以在无人区 作业，避免外界环境对人的伤害。而且本发明的标示灯具还具有闪烁的功能，可以起到更好 的指示作用。需要理解的是，本发明的标示灯具并不局限于标示通道，也可以用于其他需要 提供临时标示的场合，例如用于标示临时作业区等。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员 在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
权利要求
一种标示灯具，其特征在于，包括球缺形底座和连接在所述球缺形底座上的壳体，所述壳体与所述底座构成的容置腔内设置有光源、电路板以及电源；所述电路板至少设置有开关单元，所述开关单元的输入端与电源电连接，输出端与光源电连接；所述电路板还设置有驱动单元，所述驱动单元的输入端与电源电连接，输出端与所述开关单元的控制端电连接，用于驱动所述开关单元导通；所述驱动单元至少包括驱动模块和储能模块，所述驱动模块的输入端与电源电连接，所述驱动模块的输出端为所述驱动单元的输出端，所述储能模块的第一端接地；所述底座上设置有第一开关，所述第一开关为常开型按钮开关，所述第一开关的按钮为导体并与第一开关的第一触点电连接，所述第一开关的第二触点与所述电源电连接；所述底座上还设置有第二开关，所述第二开关为单刀双掷型按钮开关，所述第二开关具有一常闭触点、一常开触点和一静触点，其中所述静触点与所述储能模块的第二端电连接，所述常闭触点与所述驱动模块的控制端电连接，所述第二开关的按钮为导体且与常开触点电连接；所述第一开关的按钮以及第二开关的按钮超出所述底座的最大直径的截面的轮廓之外。
2.根据权利要求1所述的标示灯具，其特征在于，所述开关单元包括可控硅，所述可控 硅的阳极为开关单元的输入端，所述可控硅的阴极为开关单元的输出端，所述壳体或底座 上设置有第三开关，所述第三开关为轻触式常开型开关，所述第三开关的第一触点与所述 可控硅的阳极电连接，所述第三开关的第二触点与所述可控硅的阴极连接。
3.根据权利要求2所述的标示灯具，其特征在于，所述电路板上还设置有用于使所述 光源闪烁的闪烁控制单元。
4.根据权利要求1所述的指示灯具，其特征在于，所述驱动单元还包括一耗能模块，所 述耗能模块一端接地，另一端与所述驱动模块的控制端连接。
5.根据权利要求1至4任一项所述的标示灯具，其特征在于，所述壳体的上部具有由壳 体向外延伸形成的圆环部，所述圆环部的外直径与所述底座的最大直径相等。
6.根据权利要求2所述的标示灯具，其特征在于，所述第三开关为按钮式轻触开关。
7.根据权利要求6所述的指示灯具，其特征在于，所述第三开关设置在所述底座上，所 述底座的外表面具有一凹陷，所述第三开关的按钮陷于所述凹陷内。
8.根据权利要求1所述的指示灯具，其特征在于，所述灯具的重心位靠近所述底座最 低点的位置。
9.根据权利要求8所述的指示灯具，其特征在于，所述灯具的底座由金属材料制成。
10.一种标示灯具的自动开启方法，其特征在于，所述标示灯具为权利要求1至9任一 项所述的标示灯具，所述自动开启方法在于将所述标示灯具放入储标筒中，所述储标筒为 金属材质的圆筒，所述圆筒的内直径与所述标示灯具的底座的最大直径相适配，所述标示 灯具放入储标筒后，第一开关的按钮和第二开关的按钮被储标筒的筒壁压缩，所述第一开 关闭合，所述第二开关的静触点与常闭触点断开并与常开触点导通，所述第一开关的按钮 和第二开关的按钮被所述储标筒导通，所述储能模块充电；所述标示灯具由所述储标筒中 脱出时，第一开关和第二开关恢复常态，所述储能模块触发所述驱动模块，所述驱动模块进一步触发所述开关单元使开关单元导通，所述标示灯具的光源点亮，所述标示灯具自动开启ο
全文摘要
本发明公开了一种标示灯具以及标示灯具的自动开启方法，标示灯具包括球缺形底座和连接在球缺形底座上的壳体，壳体与底座构成的容置腔内设置有光源、电路板以及电源，在底座上设置有超出底座外轮廓的两个按钮开关，两个按钮开关与电路板上的电路相配合，当标示灯具被装入圆筒形的储标筒时，两个按钮开关被压缩，电路板上的储能模块被充电，当标示灯具由储标筒中脱出时，两个按钮开关恢复自然状态，储能模块放电触发电路板的开关单元，标示灯具自动开启。本发明的标示灯具的开关结构能够实现用储标筒自动布灯，在标示灯具由储标筒中脱出时，标示灯具能够自动开启，能够显著提高标示灯具的布置效率，并且可以在无人区作业，避免外界环境对人的伤害。
文档编号F21V23/04GK101956901SQ20101023816
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者刘廷明, 周明杰, 王鑫 申请人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司