一种支持可移动式发光系统的制作方法

1.本发明属于照明技术领域，具体涉及一种支持可移动式发光系统。


背景技术：

2.消防救生照明线在生活中是必不可少的，其定义由供电系统、绕线转盘和发光线体等组成，其中，供电系统提供电能，绕线转盘上缠绕发光线体，该发光线体通体发光，为使用者起到照明引导的作用。现有消防救生照明线产品中，发光线体的发光光源以电致发光为主，极少的也会用led作光源。电致发光为高压交流电激发发光，其线体内铺设有多根导线用于供电，使得线体通体通电发光。
3.现有消防救生照明线中，供电系统和绕线盘一般独立分开成两部分，使用时将绕线盘上的发光线体一端接口插入供电系统中，通过线体传输电能为远端照明设备供电。虽然也有一部分消防救生照明线，采用供电系统与绕线盘集成一体的结构，为保证达到国标中救生照明的最低亮度10cd/m2以上，发现线体长度越长，需要的提供电能的电池容量越大，这会导致整个消防救生照明线重量越重。但碍于国家强制性标准gb26783-2011《消防救生照明线》对消防救生照明线的重量限制，在消防救生照明线采用集成一体结构时，线体的长度规格极其受限，发现线体最长只能做到100米的规格，这规格极大地限制且难以满足使用需求。
4.现有技术还提供了一种基于光纤传导的消防救生照明线，如专利文献cn216057585u公开的具有光纤传输通道的消防救生照明线设备，该设备中，线体缠绕在绕线盘上，由独立的发光驱动电源供电，并在线体中用于发光的电致发光线以及用于通信的一对光纤，此结构复杂，实际操作中需安排多人配合使用，增加操作难度。
5.现有技术还提供了一种基于光纤发光线的消防救生照明线，如专利文献cn114636118 a公开的一种基于光电分离技术的消防安全救生照明线，该消防安全救生照明线在应用时，需要与分离设置的供电系统接通后，才能实现照明，当应用场景供电系统困难时，该消防安全救生照明线将无法使用。再者，该消防安全救生照明线无法提供线体的检测功能，不能及时自动检测线体的可靠性，人工检测效率低，成本高。


技术实现要素：

6.鉴于上述，本发明的目的是提供一种支持可移动式发光系统，采用供电设备和绕线盘集成一体结构，支持便携式远距离照明，同时还具有线体自动异常检测功能。
7.为实现上述发明目的，实施例提供的一种支持可移动式发光系统，包括：包括带有转轴的线盘和与转轴一端连接的第一支撑件，所述线盘上缠绕有光纤发光线；所述第一支撑件内嵌有控制面板；
8.所述控制面板集成有电池模块、光源模块以及控制模块，所述电池模块受控制模块控制为光源模块提供电能；所述光源模块受控制模块控制经电能激发产生光能后，将光能耦合到过渡光纤，通过过渡光纤传输至线盘上的光纤发光线；所述控制模块控制电池模
块和光源模块工作，根据光纤发光线反馈的光纤信号进行光纤异常检测并切换发光系统的工作状态。
9.优选地，所述光源模块包括光源和耦合透镜组，光源的光通过耦合透镜组将光能耦合到过渡光纤；
10.所述控制面板上还设有限位槽，用于固定过渡光纤，所述限位槽呈圆弧设置，其曲率半径依据过渡光纤的弯曲损耗限定。
11.优选地，所述光纤发光线包括光纤、钢丝以及荧光线材，所述过渡光纤与光纤发光线内的光纤过渡衔接，该衔接处通过设置于线盘上的固定装置固定衔接。
12.所述过渡光纤为与光纤发光线中光纤具有相同规格的光纤，或为低损耗光纤。
13.优选地，所述固定装置包括抱压线体结构、预压线体结构以及钢丝固定结构，其中，所述抱压线体结构用于将光纤发光线与过渡光纤衔接的起始段压接固定，加强光纤发光线的抗拉机械强度，便于后续缠绕；
14.所述预压线体结构用于固定光纤发光线的缠绕方向，方便顺利缠绕；
15.所述钢丝固定结构用于固定光纤发光线起始段的钢丝，加强光纤发光线的抗拉机械强度。
16.优选地，所述光纤发光线内的光纤采用单根多模光纤，其中，多模光纤用于导光和信号通信；
17.或采用至少2根光纤，包括单模光纤和多模光纤，其中，增设的单模光纤用于加强信号通信；
18.所述光纤发光线的远端端口设有用作照明或指示灯的出光头结构。
19.优选地，所述控制模块包含光源驱动单元、主控单元以及光纤反馈单元；
20.所述光源驱动单元用于电路驱动光源模块的工作状态；
21.所述光纤反馈单元用于接收光纤发光线的反馈信号，并对反馈信号进行实时处理并响应到主控单元；
22.所述主控单元用于基于接收的反馈信号进行光纤异常检测，还用于管理电池模块的充放电，还用于控制光源模块将电能转换到光能；
23.优选地，所述主控单元在管理电池模块的充放电时，实现充电功能和过充放电保护功能，针对充电功能，通过控制固定速率为电池模块包括的电池进行稳定充电；针对过充放电保护功能，通过在检测到充电时电压过高或放电时电压过低时，及时切断充电状态或放电状态，来保护电池。
24.优选地，所述主控单元控制光源模块将电能转换到光能时，依据在管理电池模块时的离散数据模型控制光源的输入电流，进而控制光源的光能输出。
25.优选地，所述第一支撑件还内嵌有操作面板，包括显示器、操作按键和充电接口，其中，显示器用于显示系统的发光系统的工作状态，操作按键用于一键控制系统的工作状态。
26.优选地，所述系统还包括第二支撑件，所述第二支撑件连接到转轴的另一端，与第一支撑件形成对称结构，所述第二支撑件上还连接有支撑架，用于支撑整个系统。
27.与现有技术相比，本发明具有的有益效果至少包括：
28.将绕有光纤发光线的线盘与第一支撑件上的控制面板相结合，这样控制面板上的
电池模块与线盘成一体结构，由于线盘上的光纤发光线采用光纤与荧光材料的配合发光，所需能耗较少会导致电池模块重量低，且光纤发光线的直径更细、更柔软、亮度更高、重量更轻，这样在国标重量限制下，系统能够支持远距离照明，且重量轻，便于携带。控制面板上的控制模块在控制电池模块和光源模块工作的基础上，还根据光纤发光线反馈的光纤信号进行光纤异常检测并及时显示和切换工作状态，保障发光系统工作的安全性和可靠性。该发光系统自带供电的电池模块，使用时携带便利，支持随时随地地移动式发光照明，拓宽了照明应用场景。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明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做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
30.图1是实施例提供的支持可移动式发光系统的结构示意图；
31.图2是实施例提供的控制面板的功能结构示意图；
32.图3是实施例提供的控制面板上限位槽的设置示意图；
33.图4是实施例提供的控制模块的功能结构示意图；
34.图5是实施例提供的主控单元对光源模块的控制流程图；
35.图6是实施例提供的支持可移动式发光系统的另一结构示意图。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
37.图1是实施例提供的支持可移动式发光系统的结构示意图。如图1所示，实施例提供的支持可移动式发光系统，包括带有转轴的线盘1和与转轴一端连接的第一支撑件2，线盘上缠绕有光纤发光线3。该光纤发光线3包括光纤、钢丝以及荧光线材，其中，荧光线材包裹在光纤和钢丝外，光纤由纤芯、包层、涂覆层以及尼龙紧套组成，纤芯外依次包裹包层、涂覆层以及尼龙紧套，这样的多层结构对纤芯起到良好的保护作用，再者，包层、涂覆层以及尼龙紧套均为透光材料，这样利用纤芯的材料损耗致使光的散射透过包层、涂覆层以及尼龙紧套照射到荧光线材上，荧光线材的荧光材料受散射光激发使得线体通体发光。光纤发光线3内的光纤采用单根多模光纤，其中，多模光纤用于导光和一般的信号通信；光纤发光线3内的光纤或采用至少2根光纤，包括单模光纤和多模光纤，其中，增设的单模光纤用于加强信号通信。当光纤发光线的远端连接传感器设备时，该传感器设备可通过光纤发光线实现与近端的控制模块的通信。
38.实施例中，光纤发光线3的远端端口设置有出光头结构，该出光头结构用于处理光纤中剩余的光，能够将光纤发光线3的尾端传出的光能被再利用起来，其发光可用作照明，也可用作指示灯。
39.第一支撑件2内嵌有控制面板4。如图2所示，控制面板4集成有电池模块201、光源
模块202以及控制模块203，其中，电池模块201受控制模块控制为光源模块202提供电能，由电池和电池盒组成。
40.光源模块202受控制模块203控制经电能激发产生光能后，将光能耦合到过渡光纤，通过过渡光纤传输至线盘1上的光纤发光线3，具体地，光源模块202包括光源和耦合透镜组，光源可以采用激光器等发光器件，控制模块203控制输入光源的电能，光源将电能转换成光能后输出光束，光源的光束经耦合透镜组汇聚耦合至过渡光纤，该过渡光纤与光纤发光线3过渡衔接，以将过渡光纤中的光过渡到光纤发光线3中，利用纤芯的材料损耗致使光的散射通过荧光线材后使得线体通体荧光材料激发荧光进而实现照明。
41.实施例中，为了加工方便，过渡光纤为与光纤发光线3中光纤具有相同规格的光纤，即过渡光纤与光纤发光线3中的光纤具有相同规格。当然，为了增加传输效率，过渡光纤也可以为低损耗光纤，使用低损耗光纤能够增加传输到光纤发光线3中的光能。
42.实施例中，为了配合固定过渡光纤，控制面板4上还设有用于固定过渡光纤限位槽，该限位槽一般设置在控制面板4靠近线盘的端面上，呈圆弧设置。具体地，限位槽用于多条过渡光纤排布路径的限位，包括凹槽、卡槽。示例性地，如图3所示，设置2条排布路径，过渡光纤有序排布，并通过凹槽31和卡槽32进行限位固定。限位槽可以保证过渡光纤33在控制面板4上有序缠绕，能够保证过渡光纤一端与光源模块202连接，另一端与外部的光纤发光线3连接，确保光能的顺利传导。控制面板4上多条路径的设置是为了确保当过渡光纤与光源模块202连接时，由于生产操作导致冗余的过渡光纤长度不一时，可选择合适的路径进行限位固定，避免光纤弯折过狠增加损耗以及内部结构干涉挤压过渡光纤，同时提升了生产效率。
43.实施例中，限位槽的曲率半径依据过渡光纤的弯曲损耗限定。具体地，根据过渡光纤的弯曲损耗和曲线半径的关系特性：曲率半径越大，过渡光纤的弯曲损耗越小，并且，弯曲损耗的增大趋势随着曲率半径的增大而变得平缓。基于此关系特性，为确保光能在过渡光纤中的顺利传输，根据弯曲损耗和曲线半径的关系曲线确定弯曲损耗出现最大转折处对应的曲线半径作为曲率半径阈值，认为当曲率半径大于该曲率半径阈值时，弯曲损耗较小，可忽略不计入损耗，而当曲率半径小于该曲率半径阈值时，弯曲损耗瞬时增加显著，损耗无法忽略。综上，根据该曲率半径阈值确定弯曲的最佳半径范围，避免过渡光纤在控制面板上缠绕时增加损耗。
44.实施例中，线盘1为内设有空腔的圆柱形，转轴穿过线盘的空腔，线盘1的轴向长度依据光纤发光线3的长度而设置，当光纤发光线3较长时，线盘的轴向长度也随之增长，增加空间资源利用率，同时也更贴合使用者的使用体验感。线盘1上还设置有固定装置，用于固定过渡光纤与光纤发光线内光纤的过渡衔接处。具体地，固定装置包括抱压线体结构、预压线体结构以及钢丝固定结构，其中，抱压线体结构用于将光纤发光线与过渡光纤衔接的起始段压接固定，加强光纤发光线的抗拉机械强度，便于后续缠绕。预压线体结构用于固定光纤发光线的缠绕方向，方便顺利缠绕。钢丝固定结构用于固定光纤发光线起始段的钢丝，加强光纤发光线的抗拉机械强度。具体地，钢丝固定装置可以为设置于线盘空腔的固定柱，光纤发光线的钢丝固定于固定柱上。
45.实施例中，控制模块203控制电池模块201和光源模块202工作，根据光纤发光线反馈的光纤信号进行光纤异常检测并切换发光系统的工作状态。如图4所示，控制模块203包
括光源驱动单元401、主控单元402以及光纤反馈单元403。其中，光源驱动单元401用于电路驱动光源模块的工作状态，即驱动光源模块开始工作或停止工作，即开始或者停止激发产生光能并耦合到过渡光纤。
46.光纤反馈单元403用于接收光纤发光线的反馈信号，并对反馈信号进行实时处理并响应到主控单元。其中，实时处理是指对接收的反馈光信号进行放大滤波处理，并将实时处理后的反馈光信号响应到主控单元。
47.主控单元402主要负责整个发光系统的工作控制，用于基于接收的反馈信号进行光纤异常检测，还用于管理电池模块的充放电，还用于控制光源模块将电能转换到光能。
48.主控单元402包括内置14kb存储单元rom的8位高级模拟闪存cpu和检测光强的光电传感器，通过光电传感器将实时处理后的反馈光信号转换成反馈电信号，在cpu中能够实现微秒级别的反馈电信号的实时监测，并通过比较算法，将反馈电信号与电信号阈值进行比较来判断光纤是否异常，当判断光纤异常时，及时控制发光系统停止工作。
49.主控单元402还具有高效同步整流降压电源管理功能，通过该功能管理电池模块的充放电，具体实现充电功能和过充放电保护功能，针对充电功能，通过控制固定速率为电池模块包括的电池进行稳定充电，具体可以用锂电池保护芯片控制保障电池以0.2c的固定速率稳定充电；针对过充放电保护功能，通过在检测到充电时电压过高或放电时电压过低等影响电池循环寿命的情况时，及时切断充电状态或放电状态，保障电池的正常使用。
50.主控单元402控制光源模块将电能转换到光能时，依托电源管理功能和高速cpu构建电流预测方式，依据在管理电池模块时的离散数据模型精确控制光源的输入电流，进而控制光源的光能输出。具体地，如图5所示，程序启动，电源芯片初始化输出电流，读取光源模块的实际电流，判断实际电流是否处于设定范围，如果是，则校准完毕并关闭程序；如果实际电流大于设定范围，则降低校准参数，减小输出电流后并进行与设定范围的重新判断；如果实际电流小于设定范围，则增加校准参数，增大输出电流后并进行与设定范围的重新判断，通过此方式来控制光源的实际电流，进而控制光源的光能输出。
51.实施例中，为了使用者能够及时观测到发光系统的工作状态以及操作控制发光系统，如图1所示，第一支撑件2上还设内嵌有操作面板5。其中，操作面板5包括显示器、操作按键和充电接口，其中，显示器用于显示系统的发光系统的工作状态，操作按键用于一键控制系统的工作状态，充电接口用于为电池模块的电池充电。
52.如图6所示，实施例提供的发光系统还包括第二支撑件6，第二支撑件6连接到转轴的另一端，与第一支撑件2形成对称结构，第二支撑件6上还连接有支撑架7，用于支撑整个系统，负责整个系统的平衡，使系统能平稳放置在平面上以及手提时无明显重心偏向，转轴作为线盘1，第一支撑件2，以及第二支撑件6的媒介，负责整个线盘的顺畅转动。具体地，第二支撑件6与第一支撑件的结构相同，可以采用圆盘结构。
53.实施例提供的支持可移动式发光系统，将供电系统和线盘集成一体结构，相比现有一体式的消防救生照明线，照明距离能够超过100米，且能够达到200米以上距离。
54.以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。