一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法技术

本发明专利技术提供了一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法，所有灯珠在圆形电路基板上绕中心基准点排布成若干同心的、从内向外等间距布置的灯圈，每一圈的所有灯珠沿周向均匀分布；并且，同一圈任意相邻两灯珠的距离与任意相邻两灯圈的间距相等。可以很准确地设定每个LED灯珠在电路基板上的具体安装位置，并使所有灯珠呈均匀排布状态,使得水中照度分布更适宜,最大程度地避免海面明暗不均现象,有利于提高诱鱼效率，同时克服基板散热不均的缺点，延长产品使用寿命；相同尺寸电路基板可装配更多灯珠，空间利用率增加，有利于合理提升集鱼灯功率，快速确定灯珠的安装位置，节约灯珠定位和照度校定时间，效率高，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法
本专利技术属于光诱渔业设备领域，特别涉及一种可提升水体照度均匀性的新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法。
技术介绍
光诱捕捞是基于海洋鱼类趋光性原理，在夜间使用高强度人工光源诱捕鱼群的高效作业方式，常见的有光诱秋刀鱼舷提网、光诱鱿钓、灯光围网、灯光罩网等。集鱼灯是光诱渔业中重要的助渔装备，在作业过程中主要起诱鱼和集鱼作用，其光学性能和自身结构直接影响作业光场照度分布。常见传统渔用集鱼灯主要有金卤灯、白炽灯和荧光灯等，但存在发光效率低、燃油消耗高、使用寿命短、污染高等问题，作为第四代照明光源的LED灯具克服了以上传统集鱼灯缺点，自引入渔业就受到各国家和地区的高度关注。单颗LED灯珠功率有限，必须经阵列模组化后才可满足商用照明需求。由于LED光指向性强，不同的模组排布方式必然会影响受照面的照度分布，而适宜的光强和均匀的照度分布是鱼类集群的首要前提。因此，选择合适的集鱼灯灯珠排布方法是提升渔业捕捞效率的有效途径。目前市场上绝大多LED圆形灯内灯珠并非呈均匀排布，会造成作业时水体中出现照度分布不均、明暗交替现象，不仅会降低诱鱼效率，还会惊吓并驱散已集结的鱼群。此外，LED灯具工作时会产生大量热，而灯珠分布不均匀会加剧引起局部区域热量集中，导致散热不及时，影响集鱼灯使用寿命。因此，合理高效的LED集鱼灯灯珠排布方法对提高渔业光诱效率，降低投入成本，增加经济效益具有重要意义。现有LED圆形集鱼灯照明装置形式多样，其内部灯珠排布方式各异，常见的主要有：1)由多个发光模组构成：如中国台湾专利TWM488870U、TWI607174B、TWM548437U、TWM531136U；2)由整块平面电路板构成：如专利CN208237759U；3)锥体型：如专利CN304614827S。以上三种类型集鱼灯各自存在的问题和缺点如下：1)多块发光模组型：①发光模组与驱动器、各发光模组间均以防水结构连接，海上作业状况恶劣，易导致防水橡胶老化，发生进水、漏电等问题；②装配线路复杂，维护和修理成本高；③各发光模组间存在间隙，电路基板利用率低；2)整块平面电路板型：①灯珠排布不均匀，使水体产生光分布不均的明暗相间现象，诱鱼效率低；②产热不均匀，散热不及时，使用寿命短；3)锥体型：①光聚射性强，照度集中，有效光诱水体范围小；②不便于维修或替换零部件。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法，可以很准确地设定每个LED灯珠在电路基板上的具体安装位置，使得所有灯珠呈均匀排布的状态。本专利技术的目的是这样实现的：一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法，定义圆形电路基板中心为O’，待设计的圆形LED集鱼灯电路基板半径为R，在圆形LED集鱼灯电路基板上均匀排布的灯珠数量为N；所有灯珠在圆形电路基板上绕O’点排布成若干同心的、从内向外等间距布置的灯圈，设定灯珠排布的圈数为i，每一圈灯珠的数量为j，每一圈的所有灯珠沿周向均匀分布；并且，同一圈任意相邻两灯珠的距离与任意相邻两灯圈的间距相等，定义r为任意相邻两圈的间距，得到公式：进一步地，各圈的首颗灯珠以同等间距r排布在过中心O’的水平虚直线上。进一步地，设排满i圈实际共需要Ni颗灯珠，在Ni＝N时，每圈都恰好排满。进一步地，若Ni>N>Ni-1，在基板上所有Ni个位置内随机剔除dN1个位置，以达到均匀排布，依次通过如下公式进行：dN1＝Ni-N(2)；B1＝dN1-A1*i(4)；式中：A1表示dN1与i的整数商，B1表示两者的余数，并且B1<i；剔除时，首先在每圈中均剔除A1个位置，此时还多出B1个位置，仍需继续剔除；为保证灯珠排布的均匀性，再次剔除时需在i圈内随机挑选B1圈，各圈均剔除1个位置。进一步地，若Ni<N<Ni+1，将在基板上排满i圈后所剩余的dN2颗灯珠随机添加到已有的i圈内，依次通过如下公式进行：dN2＝N-Ni(5)；B2＝dN2-A2*i(7)；式中：A2表示dN2与i的整数商，B2表示两者的余数，其中B2<i；添加时，首先要在每圈内均排入A2颗灯珠，此时还多余B2颗灯珠，仍需继续排入；为保证灯珠排布的均匀性，再次添加时需在i圈内随机挑选B2圈，各圈均排入1颗灯珠。进一步地，首先，建立平面坐标系：以虚直线为x轴，竖直向上为y轴；定义P(i，j)表示位于基板上第i圈内第j颗的任意某颗灯珠，连接O’P，定义其与虚直线间夹角为β，得到公式：然后，设圆形LED集鱼灯电路基板上任意一颗LED灯珠P的坐标为(xp，yp)；其中：xp＝i*r*cosβ(9)；yp＝i*r*sinβ(10)；利用MATLAB软件编程计算每颗灯珠的安装坐标，将N颗灯珠均匀排布在半径为R的圆形电路基板上。本专利技术的有益效果包括：1、可以很准确地设定每个LED灯珠在电路基板上的具体安装位置，并使灯珠排布更均匀，使得水中照度分布更适宜，最大程度地避免海面明暗不均现象，有利于提高诱鱼效率,同时克服基板散热不均的缺点,延长产品使用寿命；2、相同尺寸电路基板可装配更多灯珠，空间利用率增加，有利于合理提升集鱼灯功率，快速确定灯珠的安装位置，节约灯珠定位和照度校定时间，效率高，实用性强。附图说明图1是本专利技术中圆形LED集鱼灯电路基板的灯珠排布过程图。图2是本专利技术中圆形LED集鱼灯电路基板的灯珠排布示例图。具体实施方式如图1所示，一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法，定义圆形电路基板中心为O’，待设计的圆形LED集鱼灯电路基板半径为R，在圆形LED集鱼灯电路基板上均匀排布的灯珠数量为N。所有灯珠在圆形电路基板上绕O’点排布成若干同心的、从内向外等间距布置的灯圈，设定灯珠排布的圈数为i，每一圈灯珠的数量为j，每一圈的所有灯珠沿周向均匀分布，并且以逆时针方向依次排布。本实施例中以P(i，j)表示位于基板上第i圈内第j颗的任意某颗灯珠。并且，同一圈任意相邻两灯珠的距离与任意相邻两灯圈的间距相等，定义r为任意相邻两圈的间距，得到公式：那么，任意相邻两个灯珠的间距相等。各圈的首颗灯珠以同等间距r排布在过中心O’的水平虚直线上。设排满i圈实际共需要Ni颗灯珠，排满i-1圈需要Ni-1颗，排满i+1圈需要Ni+1颗。首先要确定Ni与N之间的数值大小关系，可能会出现以下三种情况。第一种情况：在Ni＝N时，每圈都恰好排满。第二种情况：若Ni>N>Ni-1，说明N颗灯珠可将前i-1圈全部排满，但无法将第i圈完全排满，定义Ni与N的差值为dN1，表明当在电路基板上排第i圈时，该圈会多余dN1个位置，无灯珠可排。因此，需要在基板上所有Ni个位置内随机剔除dN1个位置，以达到均匀排布，依次通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法，其特征在于，定义圆形电路基板中心为O’，待设计的圆形LED集鱼灯电路基板半径为R，在圆形LED集鱼灯电路基板上均匀排布的灯珠数量为N；/n所有灯珠在圆形电路基板上绕O’点排布成若干同心的、从内向外等间距布置的灯圈，设定灯珠排布的圈数为i，每一圈灯珠的数量为j，每一圈的所有灯珠沿周向均匀分布；/n并且，同一圈任意相邻两灯珠的距离与任意相邻两灯圈的间距相等，定义r为任意相邻两圈的间距，得到公式：

【技术特征摘要】
1.一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法，其特征在于，定义圆形电路基板中心为O’，待设计的圆形LED集鱼灯电路基板半径为R，在圆形LED集鱼灯电路基板上均匀排布的灯珠数量为N；
所有灯珠在圆形电路基板上绕O’点排布成若干同心的、从内向外等间距布置的灯圈，设定灯珠排布的圈数为i，每一圈灯珠的数量为j，每一圈的所有灯珠沿周向均匀分布；
并且，同一圈任意相邻两灯珠的距离与任意相邻两灯圈的间距相等，定义r为任意相邻两圈的间距，得到公式：


2.根据权利要求1所述的一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法，其特征在于，各圈的首颗灯珠以同等间距r排布在过中心O’的水平虚直线上。


3.根据权利要求2所述的一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法，其特征在于，设排满i圈实际共需要Ni颗灯珠，在Ni＝N时，每圈都恰好排满。


4.根据权利要求3所述的一种新型LED圆形集鱼灯灯珠均匀排布方法，其特征在于，若Ni>N>Ni-1，在基板上所有Ni个位置内随机剔除dN1个位置，以达到均匀排布，依次通过如下公式进行：
dN1＝Ni-N(2)；



B1＝dN1-A1*i(4)；
式中：A1表示dN1与i的整数商，B1表示两者的余数，并且B1<i；
剔除时，首先在每圈中均剔除A1个位置，此时还多...

【专利技术属性】
技术研发人员：花传祥，李非，朱清澄，张衍栋，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海;31