CN105551279B - 一种智能防台风交通安全灯及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通灯技术领域，更具体地涉及一种智能防台风交通安全灯。一种智能防台风交通安全灯，其中，包括交通灯头、灯柱和灯底座，所述灯柱设置在灯底座上，所述交通灯头设置在灯柱顶端，所述灯柱为中空柱体，所述交通灯头可折叠，交通灯头折叠后可收缩进灯柱内部。独有的可折叠功能，可以使交通安全灯完成3种不同气象条件下工作模式（正常模式，强风模式和台风模式）的转换，使得交通安全灯具有强大的抵抗风灾能力，保障在复杂天气下，正常进行交通指挥工作。本发明自动化程度高，预报准确，反应快速及时、工作效率高，可以对台风灾害进行智能检测并自动进行灾害防护，能够有效防范灾害对交通灯路口处的交通情况影响。

Description

一种智能防台风交通安全灯及其控制系统

技术领域

本发明涉及交通灯技术领域，更具体地涉及一种智能防台风交通安全灯。

背景技术

台风是发生于热带洋面上的一种热带气旋。热带气旋是:生成于热带或副热带洋面上，具有有组织的对流和确定的气旋性环流的非锋面性涡旋的统称，包括热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。台风是一种严重的自然灾害，在全世界范围内都曾经造成过巨大损失。如果指挥交通的信号灯没有作防范台风的考虑，那么在遭受台风时将会损失严重，甚至导致整个交通系统陷于瘫痪，给抗灾救灾工作带来很大的影响。因此对交通灯的防范台风灾害进行必要的研究分析，加强必要的抗风构造设计，特别是沿海城市易受台风等灾害影响的城市就显得尤为重要。

当前交通灯的专利主要面向以下几个方向：一是对色盲人群的关注，实现可以让色盲人群正常识别安全灯信号。其主要手段是特殊的信号光源及信号频率的变化；二是对智能流量的识别分配系统的研究，主要目的是可以根据综合路况和实时车辆情况控制交通灯及时转换，从而减少司机在红灯前的等待时间。这不但可以提高通行效率，还能降低碳排放。是为了解决如何合理地设置红绿灯时间，让行人更加有效地过人行道同时又保持车流的顺畅。这在高人流区最难实现。其主要手段都是用摄像头对人群和车辆流量进行监测，然后通过各种算法来控制信号灯的开闭，来达到控制交通流量的办法；三是专注于对车辆识别，主要是在信号灯上加装各种传感器，以实现对车辆识别和流量管控能力。以上交通灯专利的着眼点大都是从管理交通来进行，而作为本身一种市政设施，其设施本身对于灾害天气的抵抗关注并不是很多，如果作为各种功能载体的交通灯在灾害期间都已经瘫痪，再好的交通管理方法也是无根之木。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种智能防台风交通安全灯。本发明自动化程度高，预报准确，反应快速及时、工作效率高，可以对台风灾害进行智能检测并自动进行灾害防护，能够有效防范灾害对交通灯路口处的交通情况影响。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能防台风交通安全灯，其中，包括交通灯头、灯柱和灯底座，所述灯柱设置在灯底座上，所述交通灯头设置在灯柱顶端，所述灯柱为中空柱体，所述交通灯头可折叠，具有90度的旋转运动副，交通灯头折叠后可收缩进灯柱内部。独有的可折叠功能，可以使交通安全灯完成3种不同气象条件下工作模式（正常模式，强风模式和台风模式）的转换，使得交通安全灯具有强大的抵抗风灾能力，保障在复杂天气下，正常进行交通指挥工作。中空柱体结构的灯柱具有很强的刚度和韧性，增强了交通安全灯抵抗风灾的能力，并且在灾害发生时，整体交通灯头可以折叠收缩进入灯柱内部，保证了整个交通灯系统的在灾害天气条件下工作的可靠性。底座主要为整个装置提供固定功能。

进一步的，所述交通灯头包括旋转风雨挡、支撑杆、推拉杆、LED交通灯和灯头安装座，所述支撑杆底端固定在灯头安装座上，所述旋转风雨挡与支撑杆顶端铰接，所述推拉杆铰接在支撑杆上，推拉杆的伸缩端连接所述旋转风雨挡，所述LED交通灯固定在旋转风雨挡上。旋转风雨挡的主要功能是装置LED交通灯及完成旋转动作，LED交通灯被安装到旋转风雨挡上，其伴随着旋转风雨挡的旋转一同进行旋转运动；支撑杆是主要的支撑刚性部件，为整个交通灯头提供强大的支撑及抗扭抗弯能力；推拉杆是主要的运动动力部件，由自己的伸缩运动控制交通灯头的折叠动作。

进一步的，所述支撑杆顶端设有两个相对设置的安装盘，所述旋转风雨挡与支撑杆顶端连接的一端设有环状旋转盘，所述环状旋转盘通过中轴铰接在两个相对设置的安装盘之间，所述环状旋转盘上设有推拉杆连接孔，所述推拉杆的伸缩端与所述推拉杆连接孔连接。这样随着推拉杆的伸缩运动，旋转盘可以围绕着中轴进行旋转运动，完成交通灯的折叠过程。所述安装盘与中轴之间设有轴承，安装盘外侧面与所述轴承对应的位置设有轴承盖板。轴承盖板主要是保护中轴润滑，防止灰尘及异物进入轴承旋转机构，起到保护作用。

进一步的，所述LED交通灯上设有凹槽，当所述交通灯头折叠收起时，所述凹槽用来容纳所述支撑杆。这样交通灯头折叠起来时所占空间最小，方便收缩回灯柱内部。

进一步的，所述灯柱壁上沿着径向设有多个通孔，所述通孔的数量与所述LED交通灯的数量相对应，当所述交通灯头折叠收缩进所述灯柱内部时，所述LED交通灯与所述通孔一一对应。当交通安全灯切换至台风模式工作时，交通灯头整体都收缩回灯柱内部了，行人和车辆驾驶员可以透过灯柱上的通孔看到交通灯头上LED交通灯的指示信号，保证交通安全灯的正常工作。

进一步的，所述灯底座上设有推举工作电机，推举工作电机上连接有托举杆，所述推举工作电机和托举杆置于所述灯柱空腔内，所述托举杆穿过灯柱空腔与所述灯头安装座连接。推举工作电机可以带动托举杆上下垂直运动，进而带动灯头安装座上下垂直运动，支撑杆的下端是安装到灯头安装座上的，因此也可以伴随着灯头安装座进行上下垂直运动。这样就可以实现整个交通灯头在垂直方向上进行上下移动，完成交通灯头的收缩功能，进而进行工作状态模式的转换。

本发明有如下三种主要的工作模式:1.正常模式；2.强风模式；3.台风模式，这三种工作模式分别对应于不同的天气状况。正常工作模式，就是在正常天气条件下（风力4级以下），交通安全灯的传统工作模式，此时交通安全灯整体为L状，如同普通交通灯一样。强风模式（风力7级以下，4级以上），此时风力较大，为了保护交通安全灯的正常工作，将交通灯头折叠回收到支撑杆，此时交通安全灯整体为I状，这样保证交通灯头合为一个整体，具有较强的抵抗强风能力，保证交通安全灯正常指挥功能。台风模式（风力7级以上），如果风力达到台风的时候，交通安全灯的灯头及支撑杆都回缩到灯柱内部，交通安全灯整体具有最强大的刚度，可以抵抗台风，交通安全灯指挥系统依然可以正常工作。

本发明还提供一种应用于上述智能防台风交通安全灯的交通安全灯控制系统，其中，包括传感器系统、中央控制器、远程通信系统、驱动系统、遥控系统和手动控制单元，所述传感器系统、驱动系统和手动控制单元均直接与中央控制器连接，所述远程通信系统包括通信系统和远程控制中心，所述通信系统与中央控制器连接，所述远程控制中心可与通信系统进行远程通讯，所述遥控系统包括遥控接收器和遥控控制器，所述遥控接收器与中央控制器连接，所述遥控控制器可向遥控接收器传递遥控信号。传感器系统对外部的气象环境进行检测，当发现气象条件有进入灾害危险的可能性的前提下，中央控制器根据接收到的风速等数据，进入工作模式的转换，使交通安全灯进入合适的工作状态；同时中央控制器向远程控制中心发布消息，报告当前的工作状态，提醒交通管理部门对可能存在的灾害预警，预先进行防灾交通管制准备工作。

进一步的，所述传感器系统包括风力传感器和位置传感器，所述风力传感器检测当前的风力状况，并将数据传输给中央控制器，中央控制器根据当前的风力大小，发送控制信号给驱动系统，控制推举工作电机运作，智能的控制整个交通安全灯系统在正常、强风及台风等各个工作模式之间自动的转换。所述位置传感器监控交通安全灯当前工作模式状态和推举工作电机的位移，形成闭环运动伺服控制系统，同时也是当前工作模式的检测，将其状态回传给中央控制器。

进一步的，所述通信系统可以将当前测得的风力数据，回传给远程控制中心，整体的交通安全灯系统也就是一个广大的天气信息网络，便于远程控制中心对当前天气及交通状态进行提前的监控。整体的交通安全灯系统还提供了远程遥控、近程遥控和手动控制的功能，一般情况下，可以通过遥控系统实现交通安全灯的远程遥控和近程遥控操作；特殊情况下，比如遥控系统失灵，还可以直接通过连接在中央控制器上的手动控制单元来控制交通安全灯在各个工作模式间的转变，防止误报漏报等意外情况的发生，造成交通管理的损失。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

本发明的交通灯头具有独有的可折叠功能，可以完成3种不同气象条件的工作模式转换（正常模式、强风模式和台风模式），具有强大的抵抗风灾能力，保障在复杂天气下，正常进行交通指挥工作。

本发明空心柱体的灯柱具有很强刚度和韧性，增强了抵抗风灾能力，并且在灾害发生时，整体的交通灯头可以折叠收缩进入交通灯柱内部，保证了整个交通安全灯系统的在灾害天气条件下工作的可靠性。

本发明具有传感器及智能控制系统，可以自动识别当前气象状态（风力状况），全自动的完成3种不同气象条件的工作模式转换（正常模式、强风模式和台风模式），同时也提供了手动和遥控操作的功能，保证整个系统的灵活性和容错性。

因此，本发明自动化程度高，预报准确，反应快速及时、工作效率高，可以对台风灾害进行智能检测并自动进行灾害防护，能够有效防范灾害对交通灯路口处的交通情况影响。

附图说明

图1是本发明在正常模式下工作示意图。

图2是本发明在强风模式下工作示意图。

图3是本发明在台风模式下工作示意图。

图4是本发明整体结构的爆炸示意图。

图5是本发明交通灯头整体结构的爆炸示意图。

图6是本发明交通灯头折叠过程示意图。

图7是本发明交通安全灯控制系统的逻辑原理图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1到3所示，一种智能防台风交通安全灯，其中，包括交通灯头1、灯柱2和灯底座3，所述灯柱2设置在灯底座3上，所述交通灯头1设置在灯柱2顶端，所述灯柱2为中空柱体，所述交通灯头1可折叠，具有90度的旋转运动副，交通灯头1折叠后可收缩进灯柱2内部。独有的可折叠功能，可以使交通安全灯完成3种不同气象条件下工作模式（正常模式，强风模式和台风模式）的转换，使得交通安全灯具有强大的抵抗风灾能力，保障在复杂天气下，正常进行交通指挥工作。中空柱体结构的灯柱2具有很强的刚度和韧性，增强了交通安全灯抵抗风灾的能力，并且在灾害发生时，整体交通灯头1可以折叠收缩进入灯柱2内部，保证了整个交通灯系统的在灾害天气条件下工作的可靠性。底座主要为整个装置提供固定功能。

如图4和5所示，所述交通灯头1包括旋转风雨挡11、支撑杆12、推拉杆13、LED交通灯14和灯头安装座15，所述支撑杆12底端固定在灯头安装座15上，所述旋转风雨挡11与支撑杆12顶端铰接，所述推拉杆13铰接在支撑杆12上，推拉杆13的伸缩端连接所述旋转风雨挡11，所述LED交通灯14固定在旋转风雨挡11上。旋转风雨挡11的主要功能是装置LED交通灯14及完成旋转动作，LED交通灯14被安装到旋转风雨挡11上，其伴随着旋转风雨挡11的旋转一同进行旋转运动；支撑杆12是主要的支撑刚性部件，为整个交通灯头1提供强大的支撑及抗扭抗弯能力；推拉杆13是主要的运动动力部件，由自己的伸缩运动控制交通灯头1的折叠动作。

如图4和5所示，所述支撑杆12顶端设有两个相对设置的安装盘121，所述旋转风雨挡11与支撑杆12顶端连接的一端设有环状旋转盘111，所述环状旋转盘111通过中轴16铰接在两个相对设置的安装盘121之间，所述环状旋转盘111上设有推拉杆连接孔112，所述推拉杆13的伸缩端与所述推拉杆连接孔112连接。这样随着推拉杆13的伸缩运动，旋转盘可以围绕着中轴16进行旋转运动，完成交通灯的折叠过程。所述安装盘121与中轴16之间设有轴承，安装盘121外侧面与所述轴承对应的位置设有轴承盖板17。轴承盖板17主要是保护中轴16润滑，防止灰尘及异物进入轴承旋转机构，起到保护作用。

如图6所示，所述LED交通灯14上设有凹槽141，当所述交通灯头1折叠收起时，所述凹槽141用来容纳所述支撑杆12。这样交通灯头1折叠起来时所占空间最小，方便收缩回灯柱2内部。

如图1到4所示，所述灯柱2壁上沿着径向设有多个通孔21，所述通孔21的数量与所述LED交通灯14的数量相对应，当所述交通灯头1折叠收缩进所述灯柱2内部时，所述LED交通灯14与所述通孔21一一对应。当交通安全灯切换至台风模式工作时，交通灯头1整体都收缩回灯柱2内部了，行人和车辆驾驶员可以透过灯柱2上的通孔21看到交通灯头1上LED交通灯14的指示信号，保证交通安全灯的正常工作。

如图4所示，所述灯底座3上设有推举工作电机31，推举工作电机31上连接有托举杆32，所述推举工作电机31和托举杆32置于所述灯柱2空腔内，所述托举杆32穿过灯柱2空腔与所述灯头安装座15连接。推举工作电机31可以带动托举杆32上下垂直运动，进而带动灯头安装座15上下垂直运动，支撑杆12的下端是安装到灯头安装座15上的，因此也可以伴随着灯头安装座15进行上下垂直运动。这样就可以实现整个交通灯头1在垂直方向上进行上下移动，完成交通灯头1的收缩功能，进而进行工作状态模式的转换。

本发明有如下三种主要的工作模式:1.正常模式；2.强风模式；3.台风模式，这三种工作模式分别对应于不同的天气状况。正常工作模式，就是在正常天气条件下（风力4级以下），交通安全灯的传统工作模式，此时交通安全灯整体为L状，如同普通交通灯一样。强风模式（风力7级以下，4级以上），此时风力较大，为了保护交通安全灯的正常工作，将交通灯头1折叠回收到支撑杆12，此时交通安全灯整体为I状，这样保证交通灯头1合为一个整体，具有较强的抵抗强风能力，保证交通安全灯正常指挥功能。台风模式（风力7级以上），如果风力达到台风的时候，交通安全灯的灯头及支撑杆12都回缩到灯柱2内部，交通安全灯整体具有最强大的刚度，可以抵抗台风，交通安全灯指挥系统依然可以正常工作。

如图7所示，一种应用于上述智能防台风交通安全灯的交通安全灯控制系统，其中，包括传感器系统、中央控制器、远程通信系统、驱动系统、遥控系统和手动控制单元，所述传感器系统、驱动系统和手动控制单元均直接与中央控制器连接，所述远程通信系统包括通信系统和远程控制中心，所述通信系统与中央控制器连接，所述远程控制中心可与通信系统进行远程通讯，所述遥控系统包括遥控接收器和遥控控制器，所述遥控接收器与中央控制器连接，所述遥控控制器可向遥控接收器传递遥控信号。

本实施例中，所述传感器系统包括风力传感器和位置传感器，所述风力传感器检测当前的风力状况，并将数据传输给中央控制器，中央控制器根据当前的风力大小，发送控制信号给驱动系统，控制推举工作电机31运作，智能的控制整个交通安全灯系统在正常、强风及台风等各个工作模式之间自动的转换。所述位置传感器监控交通安全灯当前工作模式状态和推举工作电机31的位移，形成闭环运动伺服控制系统，同时也是当前工作模式的检测，将其状态回传给中央控制器。

本实施例中，所述通信系统可以将当前测得的风力数据，回传给远程控制中心，整体的交通安全灯系统也就是一个广大的天气信息网络，便于远程控制中心对当前天气及交通状态进行提前的监控。整体的交通安全灯系统还提供了远程遥控、近程遥控和手动控制的功能，一般情况下，可以通过遥控系统实现交通安全灯的远程遥控和近程遥控操作；特殊情况下，比如遥控系统失灵，还可以直接通过连接在中央控制器上的手动控制单元来控制交通安全灯在各个工作模式间的转变。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能防台风交通安全灯，其特征在于，包括交通灯头（1）、灯柱（2）和灯底座（3），所述灯柱（2）设置在灯底座（3）上，所述交通灯头（1）设置在灯柱（2）顶端，所述灯柱（2）为中空柱体，所述交通灯头（1）可折叠，交通灯头（1）折叠后可收缩进灯柱（2）内部；所述交通灯头（1）包括旋转风雨挡（11）、支撑杆（12）、推拉杆（13）、LED交通灯（14）和灯头安装座（15），所述支撑杆（12）底端固定在灯头安装座（15）上，所述旋转风雨挡（11）与支撑杆（12）顶端铰接，所述推拉杆（13）铰接在支撑杆（12）上，推拉杆（13）的伸缩端连接所述旋转风雨挡（11），所述LED交通灯（14）固定在旋转风雨挡（11）上；所述灯柱（2）壁上沿着径向设有多个通孔（21），所述通孔（21）的数量与所述LED交通灯（14）的数量相对应，当所述交通灯头（1）折叠收缩进所述灯柱（2）内部时，所述LED交通灯（14）与所述通孔（21）一一对应；

该交通安全灯包括如下三种主要的工作模式：

正常模式：交通安全灯的传统工作模式，此时交通安全灯整体为L状，如同普通交通灯一样；

强风模式：交通灯头（1）折叠回收到支撑杆（12），以保证交通灯头合为一个整体，此时交通安全灯整体为I状；

台风模式：交通安全灯的交通灯头（1）整体回缩到灯柱（2）内部。

2.根据权利要求1所述的一种智能防台风交通安全灯，其特征在于，所述支撑杆（12）顶端设有两个相对设置的安装盘（121），所述旋转风雨挡（11）与支撑杆（12）顶端连接的一端设有环状旋转盘（111），所述环状旋转盘（111）通过中轴（16）铰接在两个相对设置的安装盘（121）之间，所述环状旋转盘（111）上设有推拉杆连接孔（112），所述推拉杆（13）的伸缩端与所述推拉杆连接孔（112）连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能防台风交通安全灯，其特征在于，所述安装盘（121）与中轴（16）之间设有轴承，安装盘（121）外侧面上与所述轴承对应的位置设有轴承盖板（17）。

4.根据权利要求1或2所述的一种智能防台风交通安全灯，其特征在于，所述LED交通灯（14）上设有凹槽（141），当所述交通灯头（1）折叠收起时，所述凹槽（141）用来容纳所述支撑杆（12）。

5.根据权利要求1所述的一种智能防台风交通安全灯，其特征在于，所述灯底座（3）上设有推举工作电机（31），推举工作电机（31）上连接有托举杆（32），所述推举工作电机（31）和托举杆（32）置于所述灯柱（2）空腔内，所述托举杆（32）穿过灯柱（2）空腔与所述灯头安装座（15）连接。

6.一种应用于权利要求1到5任一所述的智能防台风交通安全灯的交通安全灯控制系统，其特征在于，包括传感器系统、中央控制器、远程通信系统、驱动系统、遥控系统和手动控制单元，所述传感器系统、驱动系统和手动控制单元均直接与中央控制器连接，所述远程通信系统包括通信系统和远程控制中心，所述通信系统与中央控制器连接，所述远程控制中心可与通信系统进行远程通讯，所述遥控系统包括遥控接收器和遥控控制器，所述遥控接收器与中央控制器连接，所述遥控控制器可向遥控接收器传递遥控信号；所述传感器系统包括风力传感器和位置传感器，所述风力传感器检测当前的风力状况，并将数据传输给中央控制器，所述位置传感器监控交通安全灯当前工作模式状态和推举工作电机（31）的位移。