LED導軌燈旋轉機構的設計

王艷春,張 華,陳文鋒

(1.廣東職業技術學院，廣東 佛山 528000；2.佛山市照明燈具協會，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導軌燈是以LED光源作為發光源且安裝在一個類似導軌條上面的燈，具有以壽命長、綠色環保和光效高等特點，目前已被廣泛用于商場、汽車展示、品牌服裝、品牌營業廳、專業櫥窗等重點照明場所。

LED導軌燈使用時，燈體與導軌條連接，導軌條通電將燈具點亮，導軌燈燈頭處一般可以圍繞一個垂直天花板方向軸旋轉和圍繞一個水平方向軸旋轉。圍繞水平方向軸旋轉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目的是使燈頭能夠在水平方向轉動，提供水平方向自由度，一般在0°～360°。兩者結合能夠給燈具提供靈活的照射角度，方便使用。

1 現有LED導軌燈的問題

目前市面上大部分LED導軌燈通常在電源盒與旋轉支架之間采用簡單的螺紋連接，主要靠人工方式來調節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，且當多個LED導軌燈同時使用，光斑需要均勻時，角度調試困難，難以統一導軌燈的擺角，導致調整角度時間長，難以實現光斑均勻。

現有LED導軌燈旋轉方式如圖1所示，水平方向旋轉為X軸向旋轉，垂直方向旋轉為Y軸方向旋轉。電源盒和LED導軌燈旋轉軸的連接可實現X軸旋轉， LED導軌燈筒身和旋轉軸的連接可實現Y軸旋轉。

圖1 現有LED導軌燈旋轉方式Fig.1 The rotation method applied in the LED rail lamp

LED導軌燈的連接如圖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軸旋轉。

圖2 現有LED導軌燈的連接Fig.2 The connection of the LED rail lamp

2 LED導軌燈的改進設計

針對現有LED導軌燈存在的問題，我們對導軌燈X軸、Y軸旋轉機構進行了改進[1-6]。

2.1 改進后的LED導軌燈結構

LED 導軌燈體整體結構分解如圖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、旋轉套件4組成X軸方向的轉動，旋轉軸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軸方向的轉動，組裝后的LED 導軌燈體整體結構，如圖4所示，燈座1和導軌連接，把燈筒10沿Y軸旋轉就可以精確調整Y方向的角度，沿X軸旋轉就可以精確調整X軸方向的角度。

1—燈座 2—定位珠螺絲 3—帶孔套件 4—旋轉套件 5—旋轉軸 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 導軌燈體整體結構分解Fig.3 The overall structure of the LED rail lamp decomposed

圖4 LED 導軌燈體整體結構Fig.4 The overall structure of the LED rail lamp

2.2 X軸方向的旋轉結構的組成及工作原理

1)結構的組成。X軸方向的旋轉結構示意圖，如圖5所示，由定位珠螺絲2、帶孔套件3、旋轉套件4、旋轉軸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。旋轉套件4，如圖6(c)所示，設計了一個圓柱孔放置定位珠螺絲2，設計旋轉凹槽和旋轉限位擋塊，為了限制燈筒的X軸方向上的旋轉極限位置，中間孔用來安裝旋轉軸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(根據需要精確定位的角度，設計孔的數量)，底部有一個凸起的旋轉限位柱，旋轉限位柱安裝在旋轉套件4的旋轉凹槽里。

圖5 X軸方向的旋轉結構示意圖Fig.5 Rotating structure schernatic of X-axis

圖6 X軸方向的旋轉結構零件Fig.6 Rotating structure part of X-axis

2)工作原理。為了使水平旋轉每間隔一定角度換一個檔位，并且能準確鎖緊角度，LED 導軌燈的結構，如圖3所示，帶孔套件3安裝在燈座1上，旋轉套件4安裝在軸5上，定位珠螺絲2安裝在旋轉套件4上，當軸5旋轉時帶動旋轉套件4轉動，旋轉套件4轉動帶動定位珠螺絲2轉動，定位珠螺絲2隨旋轉套件4做圓周運動，當定位珠螺絲2旋轉到帶孔套件3的一個孔內時就轉過一定角度，定位珠螺絲2被帶孔套件3的孔擋住，產生限位作用，這樣就可以實現燈筒繞X軸旋轉一定角度的精準定位。當旋轉套件4轉動時，帶孔套件3的旋轉限位柱在旋轉套件4的旋轉凹槽內運動，當順時針或逆時針運動到0度或者350度時，旋轉限位柱被旋轉套件4上的旋轉限位擋塊擋住，從而停止轉動，達到順、反運動的目的。

2.3 Y軸方向的旋轉結構的組成及工作原理

1)結構的組成。Y軸方向的旋轉結構示意圖，如圖7所示，由旋轉軸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(根據需要精確定位的角度，設計孔的數量)。Y軸方向的旋轉結構如圖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分布在轉軸5的兩側，螺栓6穿過定位板7、轉軸5和角度定位板9用螺母10擰緊，形成鉸鏈連接，轉軸5可以在角度定位板9和定位板7之間旋轉，定位珠螺絲8安裝在旋轉軸5上。

2)工作原理。Y軸方向的旋轉結構裝配圖，如圖8(c)所示，當沿Y軸旋轉燈筒10時，燈筒10和旋轉軸5做相對運動，定位珠螺絲鑲嵌在旋轉軸上，隨著旋轉軸的運動而運動，依次經過角度定位板9上對應的弧形軌跡的通孔，如圖11所示，通孔起到限位的作用，從而可以精確調節燈筒1的角度。

圖7 Y軸方向的旋轉結構示意圖Fig.7 Rotating structure schematic of y-axis

圖8 Y軸方向的旋轉結構立體圖Fig.8 Rotating structure stereogram of y-axis

3 結束語

改進后的LED導軌燈，可在X軸和Y軸方向上轉動燈體，通過定位珠螺絲及通孔限制位置，從而可以精確調整LED導軌燈的角度，當使用多個LED導軌燈并需要調整到同一個角度時，使用該旋轉機構調試角度方便快捷，進而縮短LED導軌燈的安裝時間，提高安裝效率。