无灯臂led路灯的制作方法
【专利摘要】一种无灯臂LED路灯，包括灯杆、LED灯具和与灯杆纵向连接的灯具支架，所述LED灯具是集成式大功率LED灯具呈球状；包括球形散热器，散热鳍片围绕球形散热器中心轴规则地排列一圈，与球形散热器中心轴垂直的散热器安装平面上安装有集成LED光源，球形散热器之远离安装平面的另一头是灯尾盖；所述集成LED光源包括普通大功率集成LED光源或是可更换型LED光源模组；所述灯具支架包括圆形安装连接筒和位于圆筒上部两侧的圆弧形或方形支撑，该圆弧形或方形支撑与球形散热器之直径最大处通过灯具固定螺丝活动连接，灯具支架的圆形安装连接筒与灯杆纵向连接。该无灯臂LED路灯只用一盏灯具就能够满足普通的道路照明需求。
【专利说明】无灯臂LED路灯
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED照明路灯，特别是一种采用大功率LED照明灯具的无灯臂LED路灯。
【背景技术】
[0002]传统的路灯通常采用高压钠灯、高压汞灯或者点阵式LED灯，这些路灯在应用时由于体积和结构的限制而需要灯臂来支撑。灯臂的长度通常在Im以上，如果在每杆路灯之上都有灯臂的话，这无疑大大增加了材料成本和施工成本。由于传统灯具的纵向出光角度通常都很小，在需要对非机动车道或者人行道照明时，一杆灯杆上需要两盏灯具，两盏灯具意味着更高的成本，同时也增加了布线、埋线的工程量，增加了施工费用及材料成本。而且由于灯臂要占一定的空间，增加了一定的施工难度和运输费用。
[0003]当前LED灯具的结构主要是将发光芯片直接固定在整个灯罩或者散热器上，LED光源、散热器、灯具支架构成一个密不可分的整体，在实际应用上不具备通用性，当发光芯片产生较大的光衰甚至失效时，该LED灯具就要整体更换，这种一次性技术结构的LED灯具，造成了一定程度的资源浪费。
[0004]为了提高LED灯具的使用价值，基于一次性LED灯具的结构缺陷，将整体更换式的LED灯具改造成灯具主体可以重复使用，光源部分可以单独更换的更换型LED光源模组是当前LED灯具发展的趋势，但多数情况下仍然不理想，特别是大功率的更换型LED光源模组还不多见。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于集成式大功率LED为基础的一种无灯臂LED路灯，该无灯臂LED路灯能够只用一盏灯具就能够满足普通的道路照明需求，大大降低了灯杆成本；其次，该无灯臂LED路灯采用可更换型LED光源模组，不需要更换作为LED路灯主体结构的散热器，就可以单独更换LED光源，延长了 LED路灯的使用寿命。
[0006]为解决上述问题，本发明采用的技术方案是:一种无灯臂LED路灯，包括灯杆、LED灯具和与灯杆纵向连接的灯具支架，所述LED灯具是集成式大功率LED灯具，该集成式大功率LED灯具呈球状，包括球形散热器，散热鳍片围绕球形散热器中心轴规则地排列一圈，与球形散热器中心轴垂直的散热器安装平面上安装有集成LED光源，球形散热器之远离安装平面的另一头是灯尾盖；所述集成LED光源是普通大功率集成LED光源或是可更换型LED光源模组；
所述灯具支架包括圆形安装连接筒和位于圆筒上部两侧的圆弧形支撑或方形支撑，圆弧形支撑或方形支撑上有固定LED路灯的灯具固定螺孔和角度调整螺孔，该圆弧形支撑或方形支撑与球形散热器之直径最大处通过灯具固定螺丝活动连接，灯具支架的圆形安装连接筒与灯杆纵向连接，并通过灯架固定螺丝固定。
[0007]所述无灯臂LED路灯的进一步技术特征是:无灯臂LED路灯通过角度调整螺丝能调整的仰角范围是20°?30°之间任意数值，所述无灯臂LED路灯的纵向出光角度为116°以上，横向出光角度在140°以上。
[0008]其更进一步技术方案是，所述集成LED光源是可更换型LED光源模组，该可更换型LED光源模组是由包括分离结构的超导均温板、灯头座、集成式LED发光芯片、透镜O圈、透镜、灯头盖和防尘密封圈组合构成的一个LED光源模组单元总成，组合状态下，集成式LED发光芯片紧贴超导均温板，超导均温板固定在灯头座上，透镜位于集成式LED发光芯片外侧并安装在灯头座上，灯头座两侧设置有灯头座电极模块，灯头座电极模块上有灯头座金属导电片；透镜与灯头座接合部设有透镜O圈，灯头盖盖在透镜外侧；
使用状态下，该可更换型LED光源模组或是通过螺钉直接上在球形散热器的安装平面上，或是通过连接固定环安装在球形散热器的安装平面上，防尘密封圈安装在灯头盖与球形散热器的安装平面的结合部。
[0009]其更进一步技术方案是，所述可更换型LED光源模组是通过连接固定环安装在球形散热器的安装平面上，所述连接固定环包括一个固定圆环和2个固定环电极模块，所述固定圆环呈圆环体形，固定圆环的边上有4个向内突出、朝向圆心的固定桩，固定环电极模块用螺丝和弹片固定安装在其中的2个不相邻的固定桩旁，所述连接固定环的相邻两个固定桩之间设有用于固定整个圆环的螺孔，连接固定环上的四个固定桩上分别有圆形的弹簧固定孔和用于锁紧灯头座的螺栓锁紧孔，弹簧固定孔内设置有弹簧和玻珠；连接固定环通过销钉螺丝固定在球形散热器的安装平面上；
在灯头座的边缘上设置有四个与连接固定环上的固定桩扣合的卡口，卡口的大小与连接固定环固定桩的大小相适应，灯头座两侧还设置有独立的灯头座电极模块，灯头座模块上有可弯曲且具有弹性的灯头座金属导电片，将灯头座上的灯头座电极模块和四个开口对应连接固定环上的四个固定桩顺时针旋转至与连接固定环上的固定环电极模块接合，之后拧紧连接固定环上固定桩的销钉螺丝，从而将更换型LED光源模组与球形散热器的安装平面连接固定。
[0010]其又更进一步技术方案是:所述的球形散热器包括圆球形散热器、近似于球形的方球形散热器、或是横截面为椭圆、四边形或多边形的椭圆体形散热器、四边体形散热器或多边体形散热器；
当球形散热器是圆球形散热器或近似于球形的方球形散热器时，其灯具支架采用圆形安装连接筒和位于圆筒上部两侧的圆弧形支撑；
当球形散热器是椭圆体形散热器、四边体形散热器或多边体形散热器时，其灯具支架则采用圆形安装连接筒和位于圆筒上部两侧的方形支撑，该方形支撑与椭圆体形散热器、四边体形散热器或多边体形散热器的外形相配合。
[0011]由于采取以上技术方案，本发明之无灯臂LED路灯具有以下特点和有益效果:
1.道路路面照度均匀度达到了 0.53，远远高于0.4的国家标准，每个灯杆上安装一盏集成式LED路灯就能满足日常道路照明需求:
由于本发明无灯臂LED路灯少了灯臂，LED光源离非机动车道或者人行道就更近了，而集成式LED光源的纵向出光角度通常都在110°以上，横向出光角度在140°以上，所以每个灯杆上安装一盏集成式LED路灯就能满足日常道路照明需求；根据实际测算，在灯杆高11m，杆距36m，路宽32m的双向三车道上使用了本发明的无灯臂LED路灯照明方案后，道路路面照度均匀度达到了 0.53，远远高于0.4的国家标准(参见图8、图9)。
[0012]2.大大降低了路灯的灯具成本、灯杆成本、运输成本和施工工程成本:
与传统的路灯方案相比，本发明的无灯臂LED路灯在实际应用上优势非常显著；省去了与灯杆连接的横向灯臂，更是直接降低了 Im以上的灯杆成本、运输成本得以降低，因为只需要一盏本发明之无灯臂LED路灯就可以满足照明要求，在如今LED成本普遍还相对较高的情况下，大大降低了路灯灯具成本；
同时，由两盏灯改成一盏灯直接减少了一个回路的施工成本和电缆成本,节省了大量的工程预算，也降低了布线、埋线的难度。
[0013]3.安全系数高，能有效减少风阻系数:
在一些经常刮大风甚至台风的地区，传统的路灯由于灯臂的存在增加了风阻，很容易被台风刮倒而砸到地面上造成人员伤亡，本发明的无灯臂LED路灯由于没有横向灯臂，而且整个灯具为球形，所述的球形散热器包括圆球形散热器、近似于球形的方球形散热器、或是横截面为椭圆、四边形或多边形的椭圆体形散热器、四边体形散热器或多边体形散热器；有效减少了风阻系数，在面对台风的时候，具有更加强的抗击力。
[0014]4.减少高空作业，方便施工:
在传统的路灯方案中，对路灯仰角的调整通常都是高空作业完成的，高空作业给施工带来了一定的危险性，而本发明的无灯臂LED路灯通过计算，在地面上就能够直接调整好路灯仰角，只需要扭动灯具支架上的角度调整螺丝5即可。
[0015]5.本发明无灯臂LED路灯的LED光源可以是可更换型LED光源模组，其灯具主体可以重复使用，光源部分可以单独更换，节约大量的材料成本和人工成本:
本发明无灯臂LED路灯的可更换型LED光源模组是由包括分离(立)结构的超导均温板
11、灯头座12、集成式LED发光芯片13、透镜O圈14、透镜15、灯头盖16和防尘密封圈17组合构成的一个LED光源模组单元总成，使用状态下，该可更换型LED光源模组直接上在球形散热器的安装平面上，或是通过连接固定环8安装在球形散热器3的安装平面上，当集成式LED发光芯片13光衰或失效后，可以直接更换LED光源模组，保留灯具主体，使LED灯具主体(包括散热器、灯罩)可以长期重复使用，节约大量人力、物力。
[0016]6.本发明无灯臂LED路灯的LED光源是可更换型LED光源模组，使无灯臂LED路灯的散热效果好，使用寿命长:
本发明集成式LED发光芯片13紧贴超导均温板11，所述的发光芯片产生的热量通过紧贴芯片的超导均温导热板，超导均温板能够将集中的热量均匀地分布至散热器上；经实测，100W集成式LED光源在没有超导均温板的作用下，其温升为42°C，而在有超导均温板的作用下，其温升为38°C，测试数据显示，超导均温板有效地降低了 LED集成式芯片的热量堆积，进而降低了集成式LED发光芯片的结温，大大提高了集成式LED发光芯片的可靠性，从而保障了 LED路灯的使用寿命。
[0017]其次，本发明可更换型LED光源模组结构内部用耐高温粘合剂密封，具备优良的防水耐高温功能，透镜接合部设有透镜O圈14，灯头盖的边缘也设有防尘密封圈17，该透镜O圈和防尘密封圈17都由橡胶制成，具有优良的防水耐热功能；再加上灯头盖对芯片和透镜的保护，进一步提高了灯具的可靠性。
[0018]下面，结合附图和实施例对本发明之无灯臂LED路灯的技术特征作进一步的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1-1?图1-3是本发明无灯臂LED路灯的结构示意图；
图2是本发明无灯臂LED路灯的灯具和灯具支架的安装零件爆炸图；
图3是本发明无灯臂LED路灯采用的可更换型LED光源模组整体结构示意图(剖视图):图4是本发明无灯臂LED路灯采用的可更换型LED光源模组的连接固定环结构示意图；
图5是本发明无灯臂LED路灯采用的可更换型LED光源模组的灯头座结构示意图；
图6-1?图6-2是本发明无灯臂LED路灯采用的可更换型LED光源模组采用连接固定环方式与散热器连接示意图:
图6-1:连接前，
图6-2:连接后；
图7-1是近似于球形的方球形散热器；
图7-2是横截面为椭圆的椭圆体形散热器；
图7-3是横截面为四边形的四边体形散热器；
图7-4是横截面为多边形的多边体形散热器；
图8是本发明无灯臂LED路灯的道路纵向光分配图；
图9是本发明无灯臂LED路灯的道路横向光分配图。
[0020]图中:
1-集成LED光源，
Ia-可更换型LED光源，11-超导均温板，12-灯头座，122-灯头座电极模块，121-灯头座金属导电片，13-集成式LED发光芯片，14-透镜O圈，15-透镜，16-灯头盖，17-防尘密封圈；
2-灯尾盖，3-球形散热器,3a-圆球形散热器，3b-方球形散热器,3c-椭圆体形散热器，
3d-四边体形散热器，3e_多边体形散热器；
31-散热鳍片，32-散热器安装平面，4、5、6_固定螺丝；
7-灯具支架，71-圆形安装连接筒，72-圆弧形支撑，73-方形支撑；
721-角度调整孔，722-灯具固定螺孔；
8-连接固定环，81-固定圆环，8101-固定连接固定环的螺孔；
82-固定环电极模块，831、832、833、834-固定桩，8301-弹簧固定孔，8302-螺栓锁紧孔，84-玻珠，85-弹簧，86-螺栓；
9-灯杆。
【具体实施方式】
[0021]实施例一:
一种LED无灯臂LED路灯，如图1-1?图1_3所述，该无灯臂LED路灯包括灯杆9、LED灯具，一个与灯杆纵向连接的灯具支架7，所述LED灯具是集成式大功率LED灯具，该集成式大功率LED灯具呈圆球状，包括球形散热器3，散热鳍片31围绕球形散热器3中心轴规则地排列一圈，与球形散热器3中心轴垂直的散热器安装平面32上安装有大功率集成LED光源I，球形散热器3之远离安装平面的另一头是灯尾盖2 ；
所述灯具支架7包括圆形安装连接筒71和位于圆筒上部两侧的圆弧形支撑72，圆弧形支撑72上有固定LED路灯的灯具固定螺孔722和角度调整螺孔721，该圆弧形支撑72与圆球形散热器3a之直径最大处通过灯具固定螺丝6活动连接，灯具支架7的圆形安装连接筒71与灯杆9纵向连接，并通过灯架固定螺丝4固定(参见图2)。
[0022]实施例二:
一种集成LED光源I是可更换型LED光源模组Ia的无灯臂LED路灯，该可更换型LED光源模组Ia是由包括分离结构的超导均温板11、灯头座12、集成式LED发光芯片13、透镜O圈14、透镜15、灯头盖16和防尘密封圈17组合构成的一个LED光源模组单元总成，组合状态下，集成式LED发光芯片13紧贴超导均温板11，超导均温板I固定在灯头座12上，透镜15位于集成式LED发光芯片13外侧并安装在灯头座12上，灯头座两侧设置有灯头座电极模块122，其上有灯头座金属导电片121 ;透镜15与灯头座12接合部设有透镜O圈14，灯头盖16盖在透镜15外侧(参见图4、图5);
使用状态下，该可更换型LED光源模组通过连接固定环8安装在球形散热器3的安装平面32上，防尘密封圈17安装在灯头盖16与LED散热器的的安装平面的结合部(参见图3)。
[0023]如图4所示，所述连接固定环8包括一个固定圆环81和2个固定环电极模块82，所述固定圆环81呈圆环体形，固定圆环81的边上有4个向内突出、朝向圆心的固定桩831、832、833、834，固定环电极模块82用螺丝和弹片固定安装在其中的2个不相邻的固定桩旁，所述连接固定环的相邻两个固定桩之间设有用于固定整个圆环的螺孔8101，连接固定环上的四个固定桩831、832、833、834上分别有圆形的弹簧固定孔8301和用于锁紧灯头座的螺栓锁紧孔8302，弹簧固定孔内设置有弹簧85和玻珠84 ;连接固定环81通过销钉螺丝固定在球形散热器3的安装平面32上；
如图5所示，所述灯头座12为圆环形，在灯头座12的边缘上设置有四个与连接固定环上的固定桩扣合的卡口，卡口的大小与连接固定环8固定桩的大小相适应，灯头座两侧还设置有独立的灯头座电极模块122，该灯头座电极模块122上有可弯曲且具有弹性的灯头座金属导电片121，将灯头座上的四个开口对应连接固定环上的四个固定桩顺时针旋转至灯头座上的灯头座电极模块122与连接固定环上的固定环电极模块82接合，之后拧紧连接固定环上固定桩的销钉螺丝，从而将更换型LED光源模组件与球形散热器3的安装平面32连接固定(参见图6-1?图6-2)。
[0024]作为本发明实施例的一种变换，该可更换型LED光源模组Ia也可以是通过螺钉直接上在球形散热器3的安装平面32上。
[0025]在本发明实施例一、实施例二中，所述的无灯臂LED路灯纵向光分配图和横向光分配图如图8、图9所示，在双向三车道的主干道照明应用中，灯杆高11m，杆距36m，路宽32m，仰角25°。集成式大功率LED路灯的纵向出光角度为116°，以LED路灯的中心线为对称轴，有55°的光照射在非机动车道一侧，减掉25°的仰角就有30°的光完全照射在非机动车道上，而另外的86°的光照射在机动车道一侧(参见图8)，这样每个灯杆上只需一盏LED路灯就能保证机动车道和非机动车道的道路照明，经实际路面照度测试，道路路面照度均匀度达到了 0.53，远远高于0.4的国家标准。
[0026]作为本发明实施例的一种变换，无灯臂LED路灯的仰角也可以增加或减少，根据照明环境需要任意设置，一般设置为20°?30°之间任意数值。
[0027]作为本发明实施例的一种变换，所述的球形散热器还可以是近似于球形的方球形散热器3b (参见图7-1)，或是横截面为椭圆、四边形或多边形的椭圆体形散热器3c (参见图7-2)、四边体形散热器3d或多边体形散热器3e (参见图7-3、图7_4)；当球形散热器是方球形散热器3c时，其灯具支架7还是采用圆形安装连接筒71和位于圆筒上部两侧的圆弧形支撑72 ;当球形散热器是椭圆体形散热器3c、四边体形散热器3d或多边体形散热器3e时，其灯具支架7则采用圆形安装连接筒71和位于圆筒上部两侧的方形支撑73，该方形支撑73与椭圆体形散热器3c、四边体形散热器3d或多边体形散热器3e的外形相配合。
【权利要求】
1.一种无灯臂LED路灯，包括灯杆、LED灯具，其特征在于:它还包括一个与灯杆纵向连接的灯具支架(7)，所述LED灯具是集成式大功率LED灯具，该集成式大功率LED灯具呈球状，包括球形散热器(3)，散热鳍片(31)围绕球形散热器(3)中心轴规则地排列一圈，与球形散热器(3)中心轴垂直的散热器安装平面(32)上安装有集成LED光源(1)，球形散热器(3)之远离安装平面的另一头是灯尾盖(2);所述集成LED光源是普通大功率集成LED光源或是可更换型LED光源模组； 所述灯具支架(7)包括圆形安装连接筒(71)和位于圆筒上部两侧的圆弧形支撑(72)或方形支撑(73)，圆弧形支撑(72)或方形支撑(73)上有固定LED路灯的灯具固定螺孔(722)和角度调整螺孔(721)，该圆弧形支撑(72)或方形支撑(73)与球形散热器(3)之直径最大处通过灯具固定螺丝(6)活动连接，灯具支架(7)的圆形安装连接筒(71)与灯杆(9)纵向连接，并通过灯架固定螺丝(4)固定。
2.根据权利要求1所述的无灯臂LED路灯，其特征在于:通过角度调整螺丝(5)能调整的仰角范围是20°?30°之间任意数值，所述无灯臂LED路灯的纵向出光角度为116°以上，横向出光角度在140°以上。
3.根据权利要求1所述的无灯臂LED路灯，其特征在于:所述集成LED光源(I)是可更换型LED光源模组(la)，该可更换型LED光源模组(Ia)是由包括分离结构的超导均温板(11)、灯头座(12)、集成式LED发光芯片(13)、透镜O圈(14)、透镜(15)、灯头盖(16)和防尘密封圈(17)组合构成的一个LED光源模组单元总成，组合状态下，集成式LED发光芯片(13)紧贴超导均温板(11)，超导均温板(11)固定在灯头座(12)上，透镜(15)位于集成式LED发光芯片(13)外侧并安装在灯头座(12)上，灯头座两侧设置有灯头座电极模块，灯头座电极模块上有灯头座金属导电片；透镜(15)与灯头座(12)接合部设有透镜O圈(14)，灯头盖(16)盖在透镜(15)外侧；该可更换型LED光源模组或是通过螺钉直接上在球形散热器(3)的安装平面上，或是通过连接固定环(8)安装在球形散热器(3)的安装平面上，防尘密封圈(17)安装在灯头盖(16)与球形散热器(3)的安装平面的结合部。
4.根据权利要求3所述的无灯臂LED路灯，其特征在于:该可更换型LED光源模组(Ia)是通过连接固定环(8)安装在球形散热器(3)的安装平面上，所述连接固定环(8)包括一个固定圆环(81)和2片固定环电极模块(82),所述固定圆环(81)呈圆环体形，固定圆环(81)的边上有4个向内突出、朝向圆心的固定桩(831、832、833、834)，固定环电极模块(82)用螺丝和弹片固定安装在其中的2个不相邻的固定桩旁，所述连接固定环的相邻两个固定桩之间设有用于固定整个圆环的螺孔(8101)，连接固定环上的四个固定桩(831、832、833、834)上分别有圆形的弹簧固定孔(8301)和用于锁紧灯头座的螺栓锁紧孔(8302)，弹簧固定孔内设置有弹簧(85)和玻珠(84);连接固定环(81)通过销钉螺丝固定在球形散热器(3)的安装平面上； 在灯头座(12)的边缘上设置有四个与连接固定环上的固定桩相扣合的卡口，卡口的大小与连接固定环(8)固定桩的大小相适应，灯头座两侧还设置有独立的灯头座电极模块(122)，灯头座电极模块(122)上有可弯曲且具有弹性的灯头座金属导电片(121)，将灯头座电极模块(122)和四个开口对应连接固定环上的四个固定桩顺时针旋转至与连接固定环上的固定环电极模块(82)接合，之后拧紧连接固定环上固定桩的销钉螺丝，从而将更换型LED光源模组与球形散热器(3)的安装平面连接固定。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的无灯臂LED路灯，其特征在于:所述的球形散热器包括圆球形散热器(3a)、近似于球形的方球形散热器(3b)、或是横截面为椭圆、四边形或多边形的椭圆体形散热器(3c)、四边体形散热器(3d)或多边体形散热器(3e);当球形散热器是圆球形散热器或近似于球形的方球形散热器时，其灯具支架(7)采用圆形安装连接筒(71)和位于圆筒上部两侧的圆弧形支撑(72);当球形散热器是椭圆体形散热器(3c)、四边体形散热器(3d)或多边体形散热器(3e)时，其灯具支架(7)则采用圆形安装连接筒(71)和位于圆筒上部两侧的方形支撑(73)，该方形支撑(73)与椭圆体形散热器(3c)、四边体形散热器(3d)或多边体形散热器(3e)的外形相配合。
【文档编号】F21V29/77GK104482471SQ201410773347
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】龙国庆, 丁圳冰, 王力 申请人:柳州相光科技有限责任公司