龔煜涵 姬慶慶

摘 要：臺(tái)燈作為一種常見的照明電器，在居所、學(xué)生宿舍等場(chǎng)合都有著很高的使用頻率，其亮度調(diào)節(jié)及照明范圍往往受到用戶的廣泛關(guān)注，同時(shí)燈管熱量的消散問題也亟待解決。目前針對(duì)上述問題的研究較少，因此本文針對(duì)臺(tái)燈的散熱及調(diào)光問題，設(shè)計(jì)了一款調(diào)光控溫臺(tái)燈。

關(guān)鍵詞：臺(tái)燈; 調(diào)光; 節(jié)能

中圖分類號(hào)：G633.7 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-3315（2019）03-037-002

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，科技進(jìn)步，國(guó)力漸強(qiáng)，生態(tài)環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重。主要表現(xiàn)在環(huán)境、人口、資源三方面的矛盾[1]。如今我國(guó)的電力能源比較緊張，諸多地區(qū)在用電高峰時(shí)還會(huì)出現(xiàn)電力短缺、斷電的狀況，而我國(guó)的照明用電約占總耗電量的 20%。可見照明用電的節(jié)能工作將會(huì)在節(jié)約電力能源及煤炭資源等方面大有作為。因此在能源、資源有限，并且遭到嚴(yán)重破壞的前提下，發(fā)現(xiàn)和利用新能源以及減少現(xiàn)有能源、資源的浪費(fèi)是關(guān)鍵。

目前市面上絕大多數(shù)家用臺(tái)燈的亮度并不能按照自身需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，即通電后只有一個(gè)亮度級(jí)[2]。這樣的設(shè)計(jì)既無法滿足用戶的實(shí)際需求，同時(shí)還會(huì)對(duì)電能造成浪費(fèi)。因此一款能夠調(diào)整亮度、照明范圍，同時(shí)兼具燈管散熱的臺(tái)燈一方面能夠起到節(jié)能減排的作用，另一方面能夠滿足不同用戶的個(gè)性化需求，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

一、設(shè)計(jì)思路

在各種導(dǎo)熱介質(zhì)中，水的比熱容較大，同時(shí)在日常生活中容易獲取并易于更換[3]，因此采用水這一介質(zhì)作為臺(tái)燈燈管的散熱介質(zhì)具有較高的性價(jià)比。同時(shí)為防止散熱液體溫度較高，采用循環(huán)水的形式將燈管熱量散去，具有很強(qiáng)的可行性。對(duì)于光照范圍而言，通過控制反光罩對(duì)其進(jìn)行調(diào)整具有簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn)，既不需要增加多余的裝置，又能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

二、調(diào)光控溫臺(tái)燈設(shè)計(jì)

通過上述思考過程，對(duì)所要設(shè)計(jì)的臺(tái)燈的要素有了詳細(xì)的了解，下面將對(duì)本文所設(shè)計(jì)的調(diào)光控溫臺(tái)燈結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1.臺(tái)燈主體結(jié)構(gòu)

? 如圖1所示，底座1的中間設(shè)有水槽2，水循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)水管9和出水管10分別與水槽2連通，進(jìn)水管9與水槽2之間設(shè)有水泵3，水泵3安裝在底座1的側(cè)部;支架4、調(diào)節(jié)支架5和連接支架6組成該節(jié)能臺(tái)燈的支撐骨架結(jié)構(gòu)，連接支架6為U形框架結(jié)構(gòu)，連接支架6的側(cè)部中間與調(diào)節(jié)支架5一端連接，連接支架6中間的U形結(jié)構(gòu)連接有LED燈管11;調(diào)節(jié)支架5的另一端與支架4鉸接，支架4鉸接在底座1的頂部。

燈罩7的側(cè)部與連接支架6通過銷釘連接，調(diào)節(jié)旋鈕8與燈罩7通過螺紋配合連接在一起;燈罩7的內(nèi)部設(shè)有多連桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，燈罩7的內(nèi)壁上固定有反光層18，通過多連桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)反光層18的張合角度，實(shí)現(xiàn)反光層18對(duì)LED燈管11的亮度調(diào)節(jié)。

2.燈管降溫裝置

如圖2所示，支架4、調(diào)節(jié)支架5和連接支架6均為中空結(jié)構(gòu)，進(jìn)水管9和出水管10并列布置在支架4、調(diào)節(jié)支架5內(nèi)部，進(jìn)水管9沿連接支架6的一側(cè)流入LED燈管11，出水管10與流出LED燈管11的管路連接，LED燈管11的內(nèi)部為進(jìn)水管9和出水管10的交匯管;進(jìn)水管9和出水管10對(duì)稱布置在連接支架6的U形框架結(jié)構(gòu)內(nèi)。通過進(jìn)水管9和出水管10對(duì)LED燈管11的散熱進(jìn)行控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)LED燈管11照射出水紋的效果。

3.多連桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

多連桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)如圖3所示，包括螺紋桿12、第一連桿a13.1、第一連桿b13.2、第二連桿a14.1、第二連桿b14.2、第三連桿a15.1、第三連桿b15.2、第四連桿a16.1、第四連桿b16.2、第五連桿a17.1、第五連接b17.2;螺紋桿12頂部與調(diào)節(jié)旋鈕8連接，螺紋桿12底部與第一連桿a13.1和第一連桿b13.2連接。

第一連桿a13.1與第二連桿a14.1連接，第二連桿a14.1與第三連桿a15.1通過固定鉸接座a連接在一起，第三連桿a15.1與第四連桿a16.1連接，第四連桿a16.1與第五連桿a17.1連接，第五連桿a17.1穿過燈罩7后與反光層18的一端連接。

第一連桿b13.2與第二連桿b14.2連接，第二連桿b14.2與第三連桿b15.2通過固定鉸接座b連接在一起，第三連桿b15.2與第四連桿b16.2連接，第四連桿b16.2與第五連桿b17.2連接，第五連桿b17.2穿過燈罩7后與反光層18的另一端連接。

第一連桿a13.1、第二連桿a14.1、第三連桿a15.1、第四連桿a16.1和第五連桿a17.1組成第一多連桿機(jī)構(gòu)。

第一連桿b13.2、第二連桿b14.2、第三連桿b15.2、第四連桿b16.2和第五連接b17.2組成第二多連桿機(jī)構(gòu)。

第一多連桿機(jī)構(gòu)和第二多連桿機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置。

固定鉸接座a和固定鉸接座b安裝在燈罩7上，第五連桿a17.1和第五連桿b17.2均為單自由度直線約束。

反光層18由彈性塑料制成，彈性塑料的外表面層涂有光反射材料。

支架4、調(diào)節(jié)支架5和連接支架6的端部處設(shè)有凹槽，進(jìn)水管9和出水管10通過凹槽伸出或進(jìn)入支架4、調(diào)節(jié)支架5、連接支架6的內(nèi)部。? LED燈管11分為兩層結(jié)構(gòu)，LED燈管11的內(nèi)部為L(zhǎng)ED發(fā)光單元，LED發(fā)光單元與外部包有透明的玻璃罩，交匯管盤在玻璃罩表面，交匯管的外部包有密封玻璃罩。

三、調(diào)光控溫節(jié)能臺(tái)燈工作原理

首先，通過支架4、調(diào)節(jié)支架5和連接支架6調(diào)節(jié)燈罩7以及LED燈管11至合適的位置。

然后，打開開關(guān)，LED燈管11發(fā)光，啟動(dòng)水泵3，水泵3將底座1內(nèi)水槽內(nèi)的水泵入進(jìn)水管9中，進(jìn)水管9沿著支架4、調(diào)節(jié)支架5和連接支架6的內(nèi)部進(jìn)入LED燈管11內(nèi)，流經(jīng)LED燈管11內(nèi)LED發(fā)光單元的水進(jìn)入出水管10內(nèi)，出水管10內(nèi)的水順著連接支架6調(diào)節(jié)支架5和支架4流入底座1內(nèi)的水槽2中，完成水流循環(huán)。

當(dāng)LED燈管11的燈光強(qiáng)度需要調(diào)整的時(shí)候，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕8擰緊，調(diào)節(jié)旋鈕8帶動(dòng)螺紋桿12轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋桿12對(duì)第一連桿a13.1和第一連桿b13.2產(chǎn)生推力作用，第二連桿a14.1和第二連桿b14.2產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，第三連桿a15.1帶動(dòng)第四連桿a16.1運(yùn)動(dòng)，第三連桿b15.2帶動(dòng)第四連桿b16.2運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而第五連桿a17.1和第五連接b17.2對(duì)反光層18產(chǎn)生拉伸作用，此時(shí)反光層18對(duì)LED燈管11發(fā)出的光產(chǎn)生分散作用，燈光強(qiáng)度被調(diào)暗;反之燈光強(qiáng)度被增強(qiáng)。

四、本文創(chuàng)新點(diǎn)

本文巧妙利用機(jī)械結(jié)構(gòu)，針對(duì)日常生活中常見的實(shí)際問題開展研究，設(shè)計(jì)了一款調(diào)光控溫臺(tái)燈，本設(shè)計(jì)主要具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

1、本文所設(shè)計(jì)的調(diào)光控溫臺(tái)燈通過水循環(huán)系統(tǒng)對(duì)LED發(fā)光單元散發(fā)的熱量進(jìn)行吸收，通過水泵排入水槽中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)LED發(fā)光單元的降溫處理。

2、該調(diào)光控溫臺(tái)燈的LED發(fā)光單元外設(shè)流水，通過燈光的照射形成水紋圖形，臺(tái)燈的照射效果更佳多元化。

3、臺(tái)燈利用多連桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)反光層的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過反射角度的調(diào)整實(shí)現(xiàn)對(duì)LED發(fā)光強(qiáng)度的調(diào)整。

本文針對(duì)日常生活中常見的家用電器中存在的問題，提出具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案。方案在基本不增加臺(tái)燈生產(chǎn)成本的情況下能夠取得調(diào)光控溫的特點(diǎn)，同時(shí)具有節(jié)能減排的效果，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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