可充胀太阳能灯的制作方法
【专利摘要】公开了一种可充胀太阳能灯。在一些实施例中，该可充胀太阳能灯包括以下部分：包括多个表面的可膨胀的囊；安置在该囊多个表面中的至少一个上的太阳能灯组件；一个或多个盖部分，其安置在所述组件上并且围绕其边缘与所述囊的所述多个表面中的所述至少一个联结，其中所述至少一个或多个盖部分中的至少一个的至少一部分是大致透明的，并且所述一个或多个盖部分中的每个与所述囊的所述多个表面中的所述至少一个形成大致防水的封套，所述太阳能灯组件包含于所述封套中。
【专利说明】可充胀太阳能灯
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于2012年5月I日的美国临时申请61/640，769的权益，该申请通过弓I用结合于本文，就像在本文中被全文公开那样。
【背景技术】
[0003]在受天灾或战争影响的区域中，挽救普通生命在救援工作中起到关键作用。在那些情况下，重新建立电力网基本设施有时可能需要花费几个星期或几个月。需要一种解决方案，其可以容易且快速地部署并且只要最小维护工作量。可持续照明解决方案(包括与可再充电电池耦合的光伏电池单元)是一种提供无操作费用应急照明的理想方法。然而，当前的太阳能充电灯解决方案是昂贵的并且难以制造和运输。这使得其对于大范围部署而言没有吸引力。
[0004]世界上六分之一的人口缺乏稳定的电力供给。许多人必须依靠危险且有毒性的煤油灯作为主要光源，并且在煤油上花费其收入的30%以上。随着小型太阳能技术的日益发展，个人和家庭没理由不应该拥有一种更安全、不太昂贵、并且更可靠的光源。
[0005]电池或燃料供能的照明解决方案在反复性成本和有限资源方面具有显而易见的缺点。另一方面，大多数可再生的照明解决方案需要昂贵的组件并且较大型且难以运输。
【发明内容】
[0006]本公开主题的一些实施例包括一种灯，其是可太阳能再充电的、可充胀的、平面包装的，并且可充胀以形成轻质的防水灯。在一些实施例中，该太阳能灯包括以下部分:包括至少前表面和底表面的可充胀囊；与该囊的前表面联结的太阳能灯组件，该组件包括光伏板、与该光伏板电通信的电池充电器、与该电池充电器电通信的可再充电电池、和与该可再充电电池电通信的发光二极管；以及定位成覆盖该组件并且与囊的前表面联结的盖部分。该囊是基本透明的、柔性的、可充胀的、并且可收缩的。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]为说明本发明的目的，附图示出了本公开主题的实施例。然而应当理解本申请不局限于附图示出的精确的布置和方法，其中:
[0008]图1是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯的正面立体图；
[0009]图2是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯的正面立体分解图；
[0010]图3是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯的前视图；
[0011]图4是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯的侧视图；
[0012]图5是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯的囊的前视图；
[0013]图6是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯的太阳能灯组件的前视图；
[0014]图7是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯的太阳能灯组件的后视图；
[0015]图8是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯的太阳能灯组件的侧视图；
[0016]图9是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯的盖部分的前视图；
[0017]图10是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯在平面状态的正面立体图；
[0018]图11是根据本公开主题一些实施例的太阳能灯在膨胀状态的正面立体图；以及
[0019]图12是根据本公开主题一些实施例的多个堆叠的太阳能灯在平面状态的正面立体图。
【具体实施方式】
[0020]现在参考图1-9，本公开主题的各方面包括可充胀太阳能灯100，其包括可膨胀的囊102、太阳能灯组件104、和盖部分106。灯可通过将囊102用气体、液体、或固体填充而膨胀。
[0021]如图2-5最佳地所示，在一些实施例中，囊102具有多个表面108，至少分别包括内、外表面110和112。在一些实施例中，囊102包括阀114，囊可以分别通过将该阀114充胀填充而膨胀以及通过泄放或排空而收缩。囊102通常填充有例如空气的气体、液体、和固体中的一种或多种。例如如图10所示，在第一状态，囊102基本无气体、液体、和固体，并且灯100大致是收缩的。相反，如图11所示，在第二状态，囊102包括气体、液体、和固体的一种或多种，并且灯100大致是膨胀的。
[0022]在一些实施例中，可充胀囊102主要由薄的、塑料基材料(其防水、可折叠)制成，并且可以通过热封的简单工序来制造。在一些实施例中，两层的半透明PVC材料在四周被密封到一起以形成囊102。在一些实施例中，可充胀囊102由硅树脂、迈拉、或可以膨胀和收缩的其它材料中的一种或多种制成。囊102通常是可密封的，从而灯100可浮动。
[0023]如图2-4最佳展示的，太阳能灯组件104安置在囊102的内表面110和外表面112上、或邻接于内表面110和外表面112、或联结于所述内表面110和外表面112,例如本实施例中位于外表面上。现在参考图6-8，太阳能灯组件104包括:一个或多个柔性的或刚性的太阳能电池板116，例如光伏板118 ;与太阳能电池板电通信的电池充电器120 ;与该电池充电器电通信的一个或多个可再充电电池122 ;和与该可再充电电池电通信的一个或多个发光二极管(LED) 124。电池充电器120通常与组件104的一个或多个其它元件一起安置在印刷电路板(PCB) 126上，所述PCB通常包括过量充电控制器，例如包括一个或多个电阻器和电容器(未示出)，以防止对可再充电电池122过量充电并且控制到LED124的电流流量。在一些实施例中，可再充电电池122包括两个3.7伏硬币电池单元电池，例如3.7V的680mAh锂离子聚合物。当然，取决于特定的应用环境，能想到其他尺寸的电池。
[0024]在一些实施例中，太阳能灯组件104包括安置在囊102的相同或不同的表面上的多个连续或非连续的部分，例如太阳能电池板116和PCB126被分开或分立在囊的两个或更多表面上。例如,在一些实施例中，灯100是立方体形的，并且太阳能电池板116在该立方形状的一侧上，而具有按钮的PCB126安置在该立方形状的另一侧。
[0025]如上所述，在一些实施例中，太阳能灯组件104包括PCB126。如以下论述的，在一些实施例中，PCB126包含发光二极管124、用来指示充电的小型红光LED128、用来关掉/接通主LED的开关130、以及一些电阻器和电容器(未示出)，以防止对电池的过度充电并且控制到LED的电流流量。
[0026]在一些实施例中，组件104包括与可再充电电池电通信的一个以上的LED124，例如四个LED。包括多于一个LED的实施例通常具有增大的视角，例如四个LED提供了大约100到120度的视角，其提供大致30-40流明的光。在一些实施例中，组件104包括电源开关130，其与可再充电电池122和LED124电通信。开关130配置为有选择地引导以及防止电流从电池122流到LED124。开关130被配置为使用户可以控制由灯100输出的光量，例如借助于关掉、低、高的设置来实现。这可以以至少两种方式实现。第一，如果存在多于一个LED124，则开关130可以配置为有选择地引导和阻止电流从电池122流到期望数量的LED124。可选地，不管LED124的数量，开关130可以配置为有选择地调节从电池122到LED124的电流。
[0027]在一些实施例中，开关130配置为防止意外的接通，例如具有足够的切换阻力，并且是凹形的。如上所述，一些实施例包括用于指示电池122是否被充电的充电灯，例如，当电池被充电或当电池被充满时发红色光的LED128。充电灯(即LED128)与电池充电器120通信。在一些实施例中，取决于太阳能电池板116的尺寸、电池122的强度、以及LED124的数量，电池在低设置下将提供足够的能量以向LED供电8小时，而在高设置下供电4-6小时，并且电池将在阳光下5-8小时之后再充电。
[0028]现在参考图2-4以及9，在一些实施例中，一个或多个盖部分106由透明的PVC材料制成，并且在下侧包括印刷物。盖部分106保护并且固定太阳能灯组件104。盖部分106具有在太阳能电池板116上方的透明窗132以允许充电。盖部分106还具有在LED124上方的透明窗134以允许光透过盖部分，以及红色圈136以指示开关130位于PCB126上的哪个位置。盖部分106安置在组件104上并且围绕其边缘138与囊102的多个表面108中的至少一个联结。盖部分106与囊102的多个表面108中的至少一个形成大致防水的封套140，太阳能灯组件104包含在所述封套中。在一些实施例中，盖部分106的至少一部分是大致透明的。
[0029]在一些实施例中，可以使用多层的盖部分106，或者多个盖部分安置在囊102的相同或不同表面108上，例如，每个盖部分覆盖多部分式的太阳能灯组件104的不同部分。在一些实施例中(未示出)，盖部分106由围绕灯组件104的薄塑料盒限定。该盒焊接/熔融到囊102的内表面110或外表面112。在一些实施例中，灯组件104保持在形成在囊102的内表面110上的内袋中(未不出)。在一些实施例中，盖部分106在盖中包括开窗(未不出)，即盖部分不是完整的表面。在一些实施例中，盖部分106大致不透明并且覆盖PCB126，但太阳能电池板116安置并联结在囊102的与该PCB不同的表面108上。
[0030]如上所述，可充胀囊102通常配置为散射光以降低眩目并且产生环境光源。在一些实施例中，LED124安置为直接发光进入可充胀囊102。如图1、10和11中最佳示出的，在一些实施例中，囊102由半透明材料制造，半透明材料例如是磨砂塑料材料142或类似物以提高来自LED124的光的散射。在一些实施例中，囊102包括具有特定图案(未示出)的一个或多个表面，其配置为提高来自LED124的光的散射。在一些实施例中，该特定图案包括具有透明部分的栅格的白底部分，所述透明部分覆盖该透明白色图案的大约百分之三十。
[0031]在一些实施例中，囊102大致成形为类似于枕头。在一些实施例中，囊102包括具有平的底表面的底部部分以及限定把手的顶部部分。该平的底表面大体允许灯安置成能以直立位置站立。囊102和盖部分106 二者均通常由大致透明的、柔性的、可充胀的、并且可收缩的材料制造。
[0032]根据本公开主题的灯提供了优于现有技术的益处。在自然灾害发生之后，由于其可收缩，所述灯可以与其它救灾物资一起运输。在帐蓬营地中的家庭和个人急需要灯来改善夜间安全。儿童在夜间需要灯光以继续其学习。根据本公开主题的灯比手电筒和煤油灯更有成本效率。根据本公开主题的灯还设计成能在少量或者无接入运行电网的情形下向个人提供照明。在发展中国家，据世界银行估计，家庭在煤油灯及其他形式的非可再生照明方面平均要花费其可支配收入的30%。根据本公开主题的灯设计成能维持3-5年。家庭能节省的钱将允许他们购买食物及其他必需品。
[0033]如图12所示，当抽出空气后，本公开主题的一些实施例设计成能折叠到最小体积(特别与常规手电筒相比)从而可以容易地存储或转运。仍参见图12，本公开主题的一些实施例设计成能经济合算地存储并且大批量运输。本公开主题的一些实施例设计成能折叠到钱包大小，并且可以容易地装配到急救包或背包中。一些实施例包括封闭机构(例如夹子、钩和环、或其它机构)，以用于将灯维持或保持在折叠状态。一些实施例包括形成在囊的外侧上的弹簧扣环，以将灯更容易地连接到人和建筑物上。
[0034]根据本公开主题的灯可以由野营者和徒步旅行者在户外用作可再充电的容易运输的光源。所述灯是防水的并可被用于水上体育运动，例如一些实施例包括在内表面或外表面连接有太阳能LED灯的可充胀球。所述灯还可以用作家庭水池灯。
[0035]在一些实施例中，可充胀囊具有把手，该把手包括用于携带的大孔以及两个小孔。这使得该灯通过细绳或钩被容易地连接并悬挂于背包、帐篷内、天花板等等。根据本公开主题的灯还可以彼此系在一起以形成灯串。
[0036]现有的太阳能产品不是设计为用于救灾或应急援助，这些情形中，配给是严重的挑战。根据本公开主题的灯提供了解决方案，所述灯轻便并且可低成本地运输、转运和分配。根据本公开主题的灯对于希望将可再充电的灯放在家中或急救包中以应急的个人来说也是有用的。根据本公开主题的灯可用在划船、露营和钓鱼的户外应用中。根据本公开主题的灯是轻质的、防水的、平面组装的、极便携的、并可以印刷有图案和商标。
[0037]虽然本公开主题针对其实施例进行了描述和说明，本领域技术人员应该理解，所公开实施例的特征可以合并、重排等等，以在本发明的范围内生成其他的实施例，并在其中可以做多种其它的改变、省略、和补充，而不偏离本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种可充胀的太阳能灯，包括: 包括多个表面的可膨胀的囊； 太阳能灯组件，其安置在所述囊的所述多个表面中的至少一个上；和 一个或多个盖部分，其安置在所述组件上并且围绕所述一个或多个盖部分的边缘与所述囊的所述多个表面中的所述至少一个联结，其中所述至少一个或多个盖部分中的至少一个的至少一部分是大致透明的，并且所述一个或多个盖部分中的每个与所述囊的所述多个表面中的所述至少一个形成大致防水的封套，所述太阳能灯组件包含于所述封套中。
2.如权利要求1所述的灯，所述组件进一步包括: 太阳能电池板； 与所述太阳能电池板电通信的电池充电器； 与所述电池充电器电通信的可再充电电池；和 与所述可再充电电池电通信的发光二极管。
3.如权利要求2所述的灯，其中所述太阳能电池板是光伏板。
4.如权利要求2所述的灯，进一步包括印刷电路板，其上安置有所述电池充电器、所述可再充电电池、所述发光二极管中的至少两者。
5.如权利要求4所述的灯，进一步包括电阻器、电容器和集成电路芯片中的一者或多者，以防止对所述可再充电电池过度充电并且控制到所述发光二极管的电流流量。
6.如权利要求1所述的灯，其中所述囊进一步包括阀，所述囊通过该阀充胀或填充以及泄放或排空。
7.如权利要求6所述的灯，其中所述囊填充有气体、液体、和固体中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的灯，其中所述囊由半透明塑料材料制造以提高来自所述发光二极管的光的散射。
9.如权利要求1所述的灯，其中所述囊由磨砂塑料材料制造以提高来自所述发光二极管的光的散射。
10.如权利要求1所述的灯，其中所述囊包括具有特定图案的一个或多个表面，所述特定图案配置为提高来自所述发光二极管的光的散射。
11.如权利要求10所述的灯，其中所述图案包括具有透明部分的栅格的白底部分，从而限定透明白色图案的大约百分之三十。
12.如权利要求1所述的灯，其中所述囊是可密封的，从而所述灯能够浮动。
13.如权利要求2所述的灯，进一步包括与所述可再充电电池以及所述发光二极管电通信的电源开关，其中所述开关可以被有选择地控制，以引导和防止电流由所述电池流到所述发光二极管。
14.如权利要求1所述的灯，其中在第一状态，所述囊基本无气体、液体、和固体，并且所述灯是大致收缩的；并且其中在第二状态，所述囊包括气体、液体、和固体中的一种或多种，并且所述灯是大致膨胀的。
15.如权利要求2所述的灯，其中所述组件包括与所述可再充电电池电通信的一个以上的发光二极管。
16.如权利要求15所述的灯，进一步包括与所述可再充电电池和所述发光二极管电通信的电源开关，其中所述开关可以配置为控制由所述灯提供的光量。
17.一种可充胀太阳能灯，包括: 至少包括内表面和外表面的可膨胀的囊；和 与所述囊的所述内表面和外表面之一的联结的可充胀太阳能灯组件，所述组件包括薄膜光伏装置、与所述薄膜光伏装置电通信的电池充电器、与所述电池充电器电通信的可再充电电池、以及与所述可再充电电池电通信的至少一个发光二极管；并且 其中所述囊是大致透明的、柔性的、可充胀的、并且可收缩的。
18.如权利要求17所述的灯，进一步包括盖部分，用于当所述盖部分与所述囊的所述外表面相连时覆盖所述组件，所述盖部分围绕所述盖部分的边缘与所述囊的所述外表面联结，从而形成大致防水的封套，所述太阳能灯组件包含于所述封套中。
19.如权利要求17所述的灯，其中在第一状态，所述囊基本无气体、液体、和固体，并且所述灯是大致收缩的；并且其中在第二状态，所述囊包括气体、液体、和固体中的一种或多种，并且所述灯是大致膨胀的。
20.如权利要求17所述的灯，进一步包括与所述可再充电电池和所述至少一个发光二极管电通信的电源开关，其中所述开关可以配置为控制由所述至少一个发光二极管提供的光量。
【文档编号】F21L14/00GK104508350SQ201280072931
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2012年5月1日
【发明者】A·R·斯托克, A·M·斯雷什塔 申请人:卢米内德实验室有限责任公司