一种高散热性能穹顶LED光源的制作方法

一种高散热性能穹顶led光源
技术领域
[0001]
本实用新型涉及机器视觉用led光源技术领域，尤其涉及一种高散热性能穹顶led光源。


背景技术：

[0002]
基于机器视觉技术的高速在线产品质量检测系统，正越开越多应用到各类连续高速生产线上。在连续料高速生产线上，基于线扫描工业相机的质检系统被广泛的应用。线扫描工业相机工作时，为满足高分辨率的需求，曝光时间都很短，一般只有几微秒至几十微秒。因此，为线扫描相机拍照提供照明的光源，可以帮助线扫描相机在弯曲、不平整或者光亮的表面成像。光源除需要满足高亮度要求外，还需满足光斑均匀、光源装置温升低、led灯珠性能衰减变化慢、装置寿命长等要求。
[0003]
线扫描工业相机拍照成像光源主要分为穹顶正光源和条形背光源两大类。当前，市面上的穹顶led光源，存在装置外壳散热设计不合理、风道构造散热效率较低、装置大量采用吹风风扇、接线装配复杂、装置连续工作时温升高、led灯珠性能衰减过快、装置寿命较短、客户维护费用高等较多不足。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于此，本实用新型提出了一种散热结构紧凑合理、接配线方便、连续工作温升低的高散热性能穹顶led光源。
[0005]
本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种高散热性能穹顶led光源，包括两个光源安装组件(100)、光源(2)、光源侧板(3)和风扇(4)，两个光源安装组件(100)相对且间隔设置，光源安装组件(100)沿长度延伸方向的两端均与光源侧板(3)固定连接；各光源安装组件(100)内具有一个中空的散热腔体(110)，各光源安装组件(100)上还设置有若干进风口(5)和风扇安装孔(6)，进风口(5)和风扇安装孔(6)均与散热腔体(110)连通，风扇安装孔(6)处的光源安装组件(100)上设置有风扇(4)；光源安装组件(100)与光源侧板(3)之间形成相对设置的第一出光口(101)和第二出光口(102)，光源安装组件(100)靠近第一出光口(101)的一端设置有光源安装部(103)，光源(2)固定设置在光源安装部(103)上，光源(2)发出的光经光源安装组件(100)的表面反射后由第一出光口(101)射出。
[0006]
在以上技术方案的基础上，优选的，所述光源安装组件(100)包括基座(10)和弧形罩体(20)，基座(10)的两端分别位于第一出光口(101)和第二出光口(102)之间；弧形罩体(20)的一端设置在近第二出光口(102)中心处，弧形罩体(20)另一端具有一开口部(201)，开口部(201)一方面朝着基座(10)靠近第二出光口(102)的一端延伸，开口部(201)同时还沿着弧线方向朝着基座(10)靠近第一出光口(101)的方向延伸，弧形罩体(20)与基座(10)可拆卸式连接；基座(10)、弧形罩体(20)和光源侧板(3)之间合围形成散热腔体(110)；进风口(5)、风扇安装孔(6)和风扇(4)均设置在基座(10)上；所述光源安装部(103)设置在基座
(10)靠近第一出光口(101)的一端的表面，并向着第一出光口(101)的中心延伸，光源安装部(103)与基座(10)固定连接，光源(2)设置在光源安装部(103)朝向弧形罩体(20)的端面上，光源(2)发出的光经弧形罩体(20)表面反射并穿过第一出光口(101)。
[0007]
进一步优选的，所述基座(10)位于散热腔体(110)部分的表面上设置有若干散热翅片(7)，散热翅片(7)一端与基座(10)固定连接，散热翅片(7)的另一端朝着弧形罩体(20)表面延伸，各散热翅片(7)间隔设置并将散热腔体(110)分隔为若干平行的风道。
[0008]
更进一步优选的，所述弧形罩体(20)的开口部(201)上均设置有导向柱(202)，导向柱(202)沿着弧形罩体(20)的长度延伸方向设置；基座(10)上对应设置有导向槽(104)，导向槽(104)沿着基座(10)的长度延伸方向贯通基座(10)，导向槽(104)与导向柱(202)的形状相吻合，且导向柱(202)可插入导向槽(104)内并与其滑动连接。
[0009]
更进一步优选的，所述开口部(201)内还设置有纵向加强板(203)，纵向加强板(203)的两端分别与开口部(201)两端的弧形罩体(20)表面固定连接。
[0010]
更进一步优选的，所述基座(10)、弧形罩体(20)、光源安装部(103)和散热翅片(7)均为铝合金材质。
[0011]
进一步优选的，所述基座(10)靠近第一出光口(101)的一端的厚度大于基座(10)远离第一出光口(101)一端的厚度。
[0012]
进一步优选的，所述光源安装部(103)的纵向截面为梯形，光源安装部(103)靠近基座(10)的一端的厚度大于光源安装部(103)远离基座(10)一端的厚度，所述纵向截面腰线所在的表面上固定设置有光源(2)。
[0013]
进一步优选的，所述弧形罩体(20)靠近第一出光口(101)的表面还设置有反光层。
[0014]
更进一步优选的，所述进风口(5)间隔设置在基座(10)延伸方向的两端面之间，基座(10)两端部的进风口(5)靠近基座(10)端面设置，风扇安装孔(6)和风扇(4)设置在相邻的进风口(5)之间的基座(10)上。
[0015]
本实用新型提供的一种高散热性能穹顶led光源，相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0016]
(1)本实用新型采用对称设置的两个光源安装组件，通过光源侧板进行连接，使得光源安装组件之间形成类半圆形的穹顶用于反射光线，当光源点亮时，光源将在光源安装组件中间位置生产各向极为均匀的照明，便于线扫描相机拍照曝光使用；在光源安装组件内部形成对光源进行通风散热的内腔抽风导热结构，较吹风式的散热方式散热效率更高，需要配置的风扇和电气走线也更加简化；
[0017]
(2)基座两端的进风口尽量靠近基座端面设置，可防止产生光源散热死区；
[0018]
(3)基座设计成逐渐收缩的形状，朝着散热腔体的方向厚度逐渐变小，使得导热效率保持较高水平；
[0019]
(4)光源安装部呈梯形结构，满足光源发光时给穹顶最大照明，同时也便于光源的安装；
[0020]
(5)散热翅片间隔设置，兼顾了总散热面积、递减热导与弧形罩体表面配合的因素，提高了换热效率，散热翅片与弧形罩体之间的间隙很小，形成的若干风道可防止散热腔体内产生紊流导致排热效率降低；
[0021]
(6)基座与弧形罩体是可拆卸配合的结构，便于装配和加工；弧形罩体的开口部内
设置有纵向加强板，可提高弧形罩体的整体强度，防止其变形，从而提高光源的稳定性。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1为本实用新型一种高散热性能穹顶led光源的立体图；
[0024]
图2为本实用新型一种高散热性能穹顶led光源移除光源侧板后的立体图；
[0025]
图3为本实用新型一种高散热性能穹顶led光源的基座和弧形罩体的组合状态立体图；
[0026]
图4为图3的放大后的前视图；
[0027]
图5为本实用新型一种高散热性能穹顶led光源的基座的立体图；
[0028]
图6为本实用新型一种高散热性能穹顶led光源的弧形罩体的立体图。
具体实施方式
[0029]
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]
如图1和图2所示，本实用新型提供了一种高散热性能穹顶led光源，其包括：
[0031]
两个光源安装组件100，为线扫描工业相机提供曝光照明；
[0032]
光源2，发光部件，固定设置在光源安装组件100上；
[0033]
光源侧板3，将两个光源安装组件10进行固定连接；
[0034]
风扇4，采用抽风型风扇强制抽风，带走光源2连续工作产生的热量。
[0035]
两个光源安装组件100相对且间隔设置，光源安装组件100沿长度延伸方向的两端均与光源侧板3固定连接；各光源安装组件100内具有一个中空的散热腔体110，各光源安装组件100上还设置有若干进风口5和风扇安装孔6，进风口5和风扇安装孔6均与散热腔体110连通，风扇安装孔6处的光源安装组件100上设置有风扇4；进风口5、散热腔体110、风扇安装孔6和风扇4构成一个空气流通的通路，风扇4工作时强制循环，使光源2发出的热量经光源安装组件100和散热腔体110内空气发生热交换，稳定光源2的温度，延长光源2的使用寿命。本实用新型的光源2可以选用条形led光源，其沿着光源安装组件100的延伸方向线性排列有若干led灯珠。
[0036]
光源安装组件100与光源侧板3之间形成相对设置的第一出光口101和第二出光口102，光源安装组件100靠近第一出光口101的一端设置有光源安装部103，光源2固定设置在光源安装部103上，光源2发出的光经光源安装组件100的表面反射后由第一出光口101射出。光源安装组件100与光源侧板3限定了第一出光口101和第二出光口102的边界。光源2发出的光不是直接射出，而是经过光源安装组件100表面反射后射出。
[0037]
如图3—图6所示，光源安装组件100包括基座10和弧形罩体20，基座10的两端分别
位于第一出光口101和第二出光口102之间；弧形罩体20的一端设置在近第二出光口102中心处，弧形罩体20另一端具有一开口部201，开口部201一方面朝着基座10靠近第二出光口102的一端延伸，开口部201同时还沿着弧线方向朝着基座10靠近第一出光口101的方向延伸，弧形罩体20与基座10可拆卸式连接；基座10、弧形罩体20和光源侧板3之间合围形成散热腔体110；进风口5、风扇安装孔6和风扇4均设置在基座10上；光源安装部103设置在基座10靠近第一出光口101的一端的表面，并向着第一出光口101的中心延伸，光源安装部103与基座10固定连接，光源2设置在光源安装部103朝向弧形罩体20的端面上，光源2发出的光经弧形罩体20表面反射并穿过第一出光口101。由图可知，光源安装组件100不是一体成型的，而是采用基座10和弧形罩体20组合而成的形式，便于加工和组装。基座10设置在第一出光口101和第二出光口102之间的位置，弧形罩体20延伸并覆盖基座10表面的部分区域，弧形罩体20与基座10之间形成散热腔体110，由图可知，外部的空气经进风口5、散热腔体110和风扇4循环流动，空气充分与弧形罩体20和基座10的表面形成热交换。两个弧形罩体20对称设置，两个弧形罩体20的表面形成一近似半圆形的反光面。
[0038]
基座10位于散热腔体110部分的表面上设置有若干散热翅片7，散热翅片7一端与基座10固定连接，散热翅片7的另一端朝着弧形罩体20表面延伸，各散热翅片7间隔设置并将散热腔体110分隔为若干平行的风道。对基座1上的散热翅片7的数量、形状和公差设置，可综合兼顾总散热面积、递减热导、与弧形罩体20的形状配合及型材挤压模开模与生产良品率的要求设置。各散热翅片7增大了空气与基座10的换热面积，可提高换热效率。各散热翅片7间隔设置，相当于将散热腔体110进行了分隔，进一步限定了空气的流动方向。
[0039]
上述的弧形罩体20与基座10可拆卸式连接，具体结构为：弧形罩体20的开口部201上均设置有导向柱202，导向柱202沿着弧形罩体20的长度延伸方向设置；基座10上对应设置有导向槽104，导向槽104沿着基座10的长度延伸方向贯通基座10，导向槽104与导向柱202的形状相吻合，且导向柱202可插入导向槽104内并与其滑动连接。由图4可知，基座10和弧形罩体20组成一体后，所构建的风道需要基座10与弧形罩体20紧密配合，应尽可能减小基座与圆弧罩间的间隙，最大限度防止风道内产生紊流，降低排热效率，因此可以将导向柱202和导向槽104的可拆卸的配合设为过盈配合，防止产生松动和缝隙。
[0040]
基座10靠近第一出光口101的一端的厚度大于基座10远离第一出光口101一端的厚度。对基座10的这种逐渐变化形状设计，充分考虑从光源安装部103位置至散热腔体110的热阻问题。需保持基座10足够的厚度，且在热量传导至散热腔体110的路径上，按热导应逐渐减小设计，反之则会降低散热效率。在这个散热路径上，还不能设置贯穿基座10的安装孔等，因为这些的通孔会大幅降低基座10的导热效率。为提高散热效率，本实用新型的基座10、弧形罩体20、光源安装部103和散热翅片7均可以采用铝合金材质。
[0041]
开口部201内还设置有纵向加强板203，纵向加强板203的两端分别与开口部201两端的弧形罩体20表面固定连接。由于开口部201处的弧形罩体20逐渐分离，为稳定弧形罩体20的形状，防止变形，故在开口部201内设置有纵向加强板203，稳定弧形罩体20的形状，增强其机械强度和抗弯扭性能。
[0042]
光源安装部103的纵向截面为梯形，光源安装部103靠近基座10的一端的厚度大于光源安装部103远离基座10一端的厚度，纵向截面腰线所在的表面上固定设置有光源2。本实用新型对光源安装部103的形状进行了改进，梯形结构一方面能满足光源2发光时给光源
穹顶提供最大光照；二是要便于光源2的安装、连接、紧固和外出电连线；三是要保证光源安装部103的机械强度，满足该型材挤压生产、运输、后夹持加工及总装后的刚度要求。
[0043]
为了更好的反射光源2的光线，在弧形罩体20靠近第一出光口101的表面还可设置高反光率的反光层。
[0044]
如图1所示，进风口5间隔设置在基座10延伸方向的两端面之间，基座10两端部的进风口5靠近基座10端面设置，风扇安装孔6和风扇4设置在相邻的进风口5之间的基座10上。本实用新型选用的是抽风式散热方式，较吹风式散发方式效率更高，需要的风扇数量更少，且每个风扇排出风量和功耗也更少。为满足不同长度规格光源的要求，随穹顶光源整体长度的增加，基座10上需要加工的风扇安装孔和进风口都会成比例增加。基座10两端的进风开口，应尽可能的靠近基座10靠近光源侧板3的两个端面，防止光源2产生散热死区。
[0045]
另外，为了简化电气走线，可以在光源侧板3上设置连接光源2和风扇4的电气接口，电气走线可布设在弧形罩体20的开口部201内，当然也可以布设在其他位置，在此不做限定。
[0046]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。