cad技术的儿童可变色护眼灯数字化设计
灯具给人来带来了光明，但同时也给人类特别是儿童的眼睛带来了伤害。现如今，大多数人已经有了一种对蓝光的依赖，而所有的色光中对眼睛产生的伤害最大的正好就是蓝色光。而黄光对眼睛的伤害较小，因而发黄色光的灯具相对来说可以保护我们的眼睛。除此之外，灯光的频闪也十分容易使眼部的肌肉产生疲劳，伤害我们的眼睛。本次毕业设计就是希望通过设计一种可以改变颜色的护眼灯来解决光色和频闪这两种问题，进行设计工作所选择的软件为Pro/ENGINEER。选择应用较为广泛的2836型LED作为发光体，为了使灯具能够变色，选择黄色光和白色光两种LED，同时采用直流电供电，解决灯光的频闪问题。关键词 蓝光、护眼、LED、频闪
目录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国外灯具技术的现状与发展趋势 2
1.3 我国护眼灯技术的现状与发展趋势 2
1.4 本课题研究内容及目标任务 3
1.5 拟采用的研究手段 3
2 儿童可变色护眼灯设计过程 4
2.1总体方案设计 4
2.1.1 硬件部分 4
2.1.2 控制部分 6
2.2 主灯设计 7
2.2.1 主灯下部外壳设计 7
2.2.2 主灯透光片设计 9
2.2.3 主灯上部外壳设计 12
2.2.4 主灯灯板设计 13
2.3 副灯设计 14
2.3.1 副灯下部外壳设计 14
2.3.2 副灯透光片设计 16
2.3.3 副灯上部外壳设计 19
2.3.4 副灯灯板设计 20
2.4 连接件设计 20
2.4.1 连接件上面部分设计 21
2.4.2 连接件下面部分设计 22
2.5光源的选择 25
2.5.1 发光体的选择 25
2.5.2 光源功率的选择 25
3 可变色儿童护眼灯的装配设计 26
3.1 主灯的装配 26
3.2 连接件的装配 27
3.3 副灯的装配 29
4 儿童可变色 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
护眼灯的虚拟加工 31
结论 34
致谢 35
参考文献 36
1 引言
电力的应用和照明产品的普及，让人类摆脱了夜晚的黑暗。可是，除了给人类带来了光明，照明产品还给人类带来了一些负面影响，较为突出的就是全球患近视眼的人数的飞速增长。世界上权威机构的研究结果表明，到21世纪中叶，全世界患近视眼的人口总数将会达到50亿，这个数字约占2050年世界总人口数的一半，失明风险显著增加的人数预计将会达到10亿。除此之外，白内障和眼睛的黄斑病变也严重影响着人类的眼部健康。用眼过度非常容易导致眼部疾病的发生，但是人类的眼部疾病的根源不仅仅是人类的不良用眼习惯，其实这些眼部疾病很大程度上是由人类所使用的灯具所发射出的灯光导致。
1.1 研究背景
用眼的不良习惯会影响视觉健康，但是光线的影响更为突出。虽然我们每天暴露在阳光下的时间比暴露在灯光下的时间长，但是如果我们只是单纯的暴露在阳光下，我们的视觉健康绝不会像现在这样严重，因为灯具所发射出灯光和太阳光是不同的。
第一，太阳光是太阳系所有的光线中最为稳定的一种光线，太阳光除了具有波段广的特点以外，携带的能量也比较大，太阳光在各个频率上的光线量特别均匀，因此在我们看到的太阳光是白光。但是，除了太阳光之外，我们在生活中所使用的光全部都是人造发光源所发射出的光，这些光所含的可见光比例不同于太阳光，并且也不够稳定，光的强度往往也不适中。
蓝色光很常见，手机的呼吸、电源的指示灯、城市中的夜景灯，蓝色光的波长很短，为400500纳米。人类之所以能产生视觉，就是因为视觉细胞中的分子吸收了进入眼睛的光线。但是，光也会导致视觉细胞被损害，特别像蓝光这种波长较短的光。在可见光中，波长较短的光子由于能量大于波长较长的光子，更加容易被生物大分子吸收。分子吸收光子后，会导致视网膜的光化学损伤，这些化学损伤大多不可修复。眼睛的玻璃体、眼角膜和晶状体都可以吸收蓝光，减轻视网膜所受的伤害，但是晶状体吸收蓝光容易引起白内障。
第二，由于太阳光很稳定，完全可以忽略太阳光的频闪，但是灯光的频闪不可以忽视。据医学界的研究结果，人类的视觉光感滞后时间为0.001秒，即人的眼睛对于每秒闪烁1000次光都能产生感应。同时，我们眼睛的虹膜会根据亮度的变化来控制瞳孔的防大和缩小。如果是在白炽灯光下，我们的眼睛的瞳孔在一秒内会放大和缩小100次，在这样的灯光环境下，我们的眼部肌肉特别容易疲劳，进而对眼睛造成损伤，影响我们的视觉健康。
1.2 国外灯具技术的现状与发展趋势
目前，设计灯具的潮流是：减小灯具的尺寸，以减少材料的使用量，并且将重点放在环保和经济上面。细管径和超细管径荧光灯以及紧凑型荧光灯这几类照明产品最能体现这一潮流。
照明系统的革新开始于照明电子技术，不仅具有舒适性这一大特点，而且还更加经济。利用能感知白昼光并且做出相应处理的调控装置还可以使室内的光环境更加适合人类。科学技术的发展特别是电子技术的飞速发展正在使灯具朝着越来越人工智能的方向发展。
目前，灯具发展的大趋势就是利用照明电子技术设计更加智能的灯具。例如，可以使用人工智能装置让灯具具有根据人的活动来控制灯具的亮和灭的功能，这样可以最大限度地节能；将调光装置应用在灯具中，使灯具能按室内光的强度调整灯具的亮度从而使室内光的亮度保持不变。
除此之外，半导体照明趋势也越来越明显。日本在1998年就开始了新一代照明计划，这个计划的核心就是半导体，这也使日本成为了第一个实施半导体照明计划的国家。这个计划所关注的重点就是生产高质量的材料、制备高功率管芯、获取高效率的白光荧光粉，并且生产出了一种新的光源，这种光源可以使用白光发光二极管照明。美国启动国家半导体照明研究计划的时间比日本晚了两年，也就是所说的“下一代照明计划”。这个计划的重点研究方向是：降低发光二极管的生产成本、提升发光二极管的能源转换效率等。欧盟为了推广白光发光二极管的应用，也于同年7月实施了“彩虹计划”。
1.3 我国护眼灯技术的现状与发展趋势
目录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国外灯具技术的现状与发展趋势 2
1.3 我国护眼灯技术的现状与发展趋势 2
1.4 本课题研究内容及目标任务 3
1.5 拟采用的研究手段 3
2 儿童可变色护眼灯设计过程 4
2.1总体方案设计 4
2.1.1 硬件部分 4
2.1.2 控制部分 6
2.2 主灯设计 7
2.2.1 主灯下部外壳设计 7
2.2.2 主灯透光片设计 9
2.2.3 主灯上部外壳设计 12
2.2.4 主灯灯板设计 13
2.3 副灯设计 14
2.3.1 副灯下部外壳设计 14
2.3.2 副灯透光片设计 16
2.3.3 副灯上部外壳设计 19
2.3.4 副灯灯板设计 20
2.4 连接件设计 20
2.4.1 连接件上面部分设计 21
2.4.2 连接件下面部分设计 22
2.5光源的选择 25
2.5.1 发光体的选择 25
2.5.2 光源功率的选择 25
3 可变色儿童护眼灯的装配设计 26
3.1 主灯的装配 26
3.2 连接件的装配 27
3.3 副灯的装配 29
4 儿童可变色 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
护眼灯的虚拟加工 31
结论 34
致谢 35
参考文献 36
1 引言
电力的应用和照明产品的普及，让人类摆脱了夜晚的黑暗。可是，除了给人类带来了光明，照明产品还给人类带来了一些负面影响，较为突出的就是全球患近视眼的人数的飞速增长。世界上权威机构的研究结果表明，到21世纪中叶，全世界患近视眼的人口总数将会达到50亿，这个数字约占2050年世界总人口数的一半，失明风险显著增加的人数预计将会达到10亿。除此之外，白内障和眼睛的黄斑病变也严重影响着人类的眼部健康。用眼过度非常容易导致眼部疾病的发生，但是人类的眼部疾病的根源不仅仅是人类的不良用眼习惯，其实这些眼部疾病很大程度上是由人类所使用的灯具所发射出的灯光导致。
1.1 研究背景
用眼的不良习惯会影响视觉健康，但是光线的影响更为突出。虽然我们每天暴露在阳光下的时间比暴露在灯光下的时间长，但是如果我们只是单纯的暴露在阳光下，我们的视觉健康绝不会像现在这样严重，因为灯具所发射出灯光和太阳光是不同的。
第一，太阳光是太阳系所有的光线中最为稳定的一种光线，太阳光除了具有波段广的特点以外，携带的能量也比较大，太阳光在各个频率上的光线量特别均匀，因此在我们看到的太阳光是白光。但是，除了太阳光之外，我们在生活中所使用的光全部都是人造发光源所发射出的光，这些光所含的可见光比例不同于太阳光，并且也不够稳定，光的强度往往也不适中。
蓝色光很常见，手机的呼吸、电源的指示灯、城市中的夜景灯，蓝色光的波长很短，为400500纳米。人类之所以能产生视觉，就是因为视觉细胞中的分子吸收了进入眼睛的光线。但是，光也会导致视觉细胞被损害，特别像蓝光这种波长较短的光。在可见光中，波长较短的光子由于能量大于波长较长的光子，更加容易被生物大分子吸收。分子吸收光子后，会导致视网膜的光化学损伤，这些化学损伤大多不可修复。眼睛的玻璃体、眼角膜和晶状体都可以吸收蓝光，减轻视网膜所受的伤害，但是晶状体吸收蓝光容易引起白内障。
第二，由于太阳光很稳定，完全可以忽略太阳光的频闪，但是灯光的频闪不可以忽视。据医学界的研究结果，人类的视觉光感滞后时间为0.001秒，即人的眼睛对于每秒闪烁1000次光都能产生感应。同时，我们眼睛的虹膜会根据亮度的变化来控制瞳孔的防大和缩小。如果是在白炽灯光下，我们的眼睛的瞳孔在一秒内会放大和缩小100次，在这样的灯光环境下，我们的眼部肌肉特别容易疲劳，进而对眼睛造成损伤，影响我们的视觉健康。
1.2 国外灯具技术的现状与发展趋势
目前，设计灯具的潮流是：减小灯具的尺寸，以减少材料的使用量，并且将重点放在环保和经济上面。细管径和超细管径荧光灯以及紧凑型荧光灯这几类照明产品最能体现这一潮流。
照明系统的革新开始于照明电子技术，不仅具有舒适性这一大特点，而且还更加经济。利用能感知白昼光并且做出相应处理的调控装置还可以使室内的光环境更加适合人类。科学技术的发展特别是电子技术的飞速发展正在使灯具朝着越来越人工智能的方向发展。
目前，灯具发展的大趋势就是利用照明电子技术设计更加智能的灯具。例如，可以使用人工智能装置让灯具具有根据人的活动来控制灯具的亮和灭的功能，这样可以最大限度地节能；将调光装置应用在灯具中，使灯具能按室内光的强度调整灯具的亮度从而使室内光的亮度保持不变。
除此之外，半导体照明趋势也越来越明显。日本在1998年就开始了新一代照明计划，这个计划的核心就是半导体，这也使日本成为了第一个实施半导体照明计划的国家。这个计划所关注的重点就是生产高质量的材料、制备高功率管芯、获取高效率的白光荧光粉，并且生产出了一种新的光源，这种光源可以使用白光发光二极管照明。美国启动国家半导体照明研究计划的时间比日本晚了两年，也就是所说的“下一代照明计划”。这个计划的重点研究方向是：降低发光二极管的生产成本、提升发光二极管的能源转换效率等。欧盟为了推广白光发光二极管的应用，也于同年7月实施了“彩虹计划”。
1.3 我国护眼灯技术的现状与发展趋势
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