LED導(dǎo)軌燈旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計

王艷春,張 華,陳文鋒

(1.廣東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 佛山 528000；2.佛山市照明燈具協(xié)會，廣東 佛山 528000; 3.佛山市睿鋒照明有限公司, 廣東 佛山 528000)

引言

LED導(dǎo)軌燈是以LED光源作為發(fā)光源且安裝在一個類似導(dǎo)軌條上面的燈，具有以壽命長、綠色環(huán)保和光效高等特點，目前已被廣泛用于商場、汽車展示、品牌服裝、品牌營業(yè)廳、專業(yè)櫥窗等重點照明場所。

LED導(dǎo)軌燈使用時，燈體與導(dǎo)軌條連接，導(dǎo)軌條通電將燈具點亮，導(dǎo)軌燈燈頭處一般可以圍繞一個垂直天花板方向軸旋轉(zhuǎn)和圍繞一個水平方向軸旋轉(zhuǎn)。圍繞水平方向軸旋轉(zhuǎn)的目的是使燈頭能夠水平照射和垂直照射，一般在0°～90°之間，提供垂直方向自由度；圍繞垂直天花板方向軸旋轉(zhuǎn)目的是使燈頭能夠在水平方向轉(zhuǎn)動，提供水平方向自由度，一般在0°～360°。兩者結(jié)合能夠給燈具提供靈活的照射角度，方便使用。

1 現(xiàn)有LED導(dǎo)軌燈的問題

目前市面上大部分LED導(dǎo)軌燈通常在電源盒與旋轉(zhuǎn)支架之間采用簡單的螺紋連接，主要靠人工方式來調(diào)節(jié)燈體在水平方向上的自由度。這種連接方式造價成本低、安裝簡便，但是容易松動，且當(dāng)多個LED導(dǎo)軌燈同時使用，光斑需要均勻時，角度調(diào)試?yán)щy，難以統(tǒng)一導(dǎo)軌燈的擺角，導(dǎo)致調(diào)整角度時間長，難以實現(xiàn)光斑均勻。

現(xiàn)有LED導(dǎo)軌燈旋轉(zhuǎn)方式如圖1所示，水平方向旋轉(zhuǎn)為X軸向旋轉(zhuǎn)，垂直方向旋轉(zhuǎn)為Y軸方向旋轉(zhuǎn)。電源盒和LED導(dǎo)軌燈旋轉(zhuǎn)軸的連接可實現(xiàn)X軸旋轉(zhuǎn)， LED導(dǎo)軌燈筒身和旋轉(zhuǎn)軸的連接可實現(xiàn)Y軸旋轉(zhuǎn)。

圖1 現(xiàn)有LED導(dǎo)軌燈旋轉(zhuǎn)方式Fig.1 The rotation method applied in the LED rail lamp

LED導(dǎo)軌燈的連接如圖2所示，X軸部分只是簡單的螺紋連接，Y軸部分用金屬片夾住旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

圖2 現(xiàn)有LED導(dǎo)軌燈的連接Fig.2 The connection of the LED rail lamp

2 LED導(dǎo)軌燈的改進(jìn)設(shè)計

針對現(xiàn)有LED導(dǎo)軌燈存在的問題，我們對導(dǎo)軌燈X軸、Y軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)[1-6]。

2.1 改進(jìn)后的LED導(dǎo)軌燈結(jié)構(gòu)

LED 導(dǎo)軌燈體整體結(jié)構(gòu)分解如圖3所示，主要由11個零件組成，其中定位珠螺絲2、帶孔套件3、旋轉(zhuǎn)套件4組成X軸方向的轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)軸5、螺栓6、定位板7、定位珠螺絲8、角度定位板9、螺母10組成Y軸方向的轉(zhuǎn)動，組裝后的LED 導(dǎo)軌燈體整體結(jié)構(gòu)，如圖4所示，燈座1和導(dǎo)軌連接，把燈筒10沿Y軸旋轉(zhuǎn)就可以精確調(diào)整Y方向的角度，沿X軸旋轉(zhuǎn)就可以精確調(diào)整X軸方向的角度。

1—燈座 2—定位珠螺絲 3—帶孔套件 4—旋轉(zhuǎn)套件 5—旋轉(zhuǎn)軸 6—螺栓 7—定位板 8—定位珠螺絲 9—角度定位板 10—燈筒 11—螺母 圖3 LED 導(dǎo)軌燈體整體結(jié)構(gòu)分解Fig.3 The overall structure of the LED rail lamp decomposed

圖4 LED 導(dǎo)軌燈體整體結(jié)構(gòu)Fig.4 The overall structure of the LED rail lamp

2.2 X軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的組成及工作原理

1)結(jié)構(gòu)的組成。X軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，由定位珠螺絲2、帶孔套件3、旋轉(zhuǎn)套件4、旋轉(zhuǎn)軸5組成。定位珠螺絲如圖6(a)所示，它是由殼體、彈簧、珠子三部分鉚和而成的組合件，起無螺紋定位的作用，借助一定壓力的彈簧推動球體的運動，使得對鎖件順利運行。旋轉(zhuǎn)套件4，如圖6(c)所示，設(shè)計了一個圓柱孔放置定位珠螺絲2，設(shè)計旋轉(zhuǎn)凹槽和旋轉(zhuǎn)限位擋塊，為了限制燈筒的X軸方向上的旋轉(zhuǎn)極限位置，中間孔用來安裝旋轉(zhuǎn)軸5，如圖6(b)所示，帶孔套件3，如圖6(d)所示，圓周分布若干個孔(根據(jù)需要精確定位的角度，設(shè)計孔的數(shù)量)，底部有一個凸起的旋轉(zhuǎn)限位柱，旋轉(zhuǎn)限位柱安裝在旋轉(zhuǎn)套件4的旋轉(zhuǎn)凹槽里。

圖5 X軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.5 Rotating structure schernatic of X-axis

圖6 X軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)零件Fig.6 Rotating structure part of X-axis

2)工作原理。為了使水平旋轉(zhuǎn)每間隔一定角度換一個檔位，并且能準(zhǔn)確鎖緊角度，LED 導(dǎo)軌燈的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，帶孔套件3安裝在燈座1上，旋轉(zhuǎn)套件4安裝在軸5上，定位珠螺絲2安裝在旋轉(zhuǎn)套件4上，當(dāng)軸5旋轉(zhuǎn)時帶動旋轉(zhuǎn)套件4轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)套件4轉(zhuǎn)動帶動定位珠螺絲2轉(zhuǎn)動，定位珠螺絲2隨旋轉(zhuǎn)套件4做圓周運動，當(dāng)定位珠螺絲2旋轉(zhuǎn)到帶孔套件3的一個孔內(nèi)時就轉(zhuǎn)過一定角度，定位珠螺絲2被帶孔套件3的孔擋住，產(chǎn)生限位作用，這樣就可以實現(xiàn)燈筒繞X軸旋轉(zhuǎn)一定角度的精準(zhǔn)定位。當(dāng)旋轉(zhuǎn)套件4轉(zhuǎn)動時，帶孔套件3的旋轉(zhuǎn)限位柱在旋轉(zhuǎn)套件4的旋轉(zhuǎn)凹槽內(nèi)運動，當(dāng)順時針或逆時針運動到0度或者350度時，旋轉(zhuǎn)限位柱被旋轉(zhuǎn)套件4上的旋轉(zhuǎn)限位擋塊擋住，從而停止轉(zhuǎn)動，達(dá)到順、反運動的目的。

2.3 Y軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的組成及工作原理

1)結(jié)構(gòu)的組成。Y軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，由旋轉(zhuǎn)軸5、螺栓6、定位板7、定位珠螺絲8、角度定位板9、螺母10組成Y軸方向的轉(zhuǎn)動組成。角度定位板9，如圖8(a)所示，沿弧形軌跡開若干個通孔(根據(jù)需要精確定位的角度，設(shè)計孔的數(shù)量)。Y軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)如圖8(b)所示，角度定位板9和定位板7的槽形孔與燈筒1通過螺釘固定，角度定位板9和定位板7分布在轉(zhuǎn)軸5的兩側(cè)，螺栓6穿過定位板7、轉(zhuǎn)軸5和角度定位板9用螺母10擰緊，形成鉸鏈連接，轉(zhuǎn)軸5可以在角度定位板9和定位板7之間旋轉(zhuǎn)，定位珠螺絲8安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上。

2)工作原理。Y軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)裝配圖，如圖8(c)所示，當(dāng)沿Y軸旋轉(zhuǎn)燈筒10時，燈筒10和旋轉(zhuǎn)軸5做相對運動，定位珠螺絲鑲嵌在旋轉(zhuǎn)軸上，隨著旋轉(zhuǎn)軸的運動而運動，依次經(jīng)過角度定位板9上對應(yīng)的弧形軌跡的通孔，如圖11所示，通孔起到限位的作用，從而可以精確調(diào)節(jié)燈筒1的角度。

圖7 Y軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.7 Rotating structure schematic of y-axis

圖8 Y軸方向的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)立體圖Fig.8 Rotating structure stereogram of y-axis

3 結(jié)束語

改進(jìn)后的LED導(dǎo)軌燈，可在X軸和Y軸方向上轉(zhuǎn)動燈體，通過定位珠螺絲及通孔限制位置，從而可以精確調(diào)整LED導(dǎo)軌燈的角度，當(dāng)使用多個LED導(dǎo)軌燈并需要調(diào)整到同一個角度時，使用該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)調(diào)試角度方便快捷，進(jìn)而縮短LED導(dǎo)軌燈的安裝時間，提高安裝效率。