CN106605026A - 道路轮廓标和安全系统 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及带有提供照明和增加的可视度的一个或多个光源的道路轮廓标。根据一个实施例，轮廓标包括安装装置，该安装装置同时提供安装表面和结构支撑。此外，该轮廓标可能是自供电的，并且包括用于一个或多个光源的太阳能电池阵列和/或可充电电源。多个轮廓标可能与道路护栏一起使用以创建道路安全系统。

Description

道路轮廓标和安全系统

相关申请的交叉引用

本申请主张2014年5月15日提交的第61/994013号美国临时申请的优先权，该申请公开的全部内容通过引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大致涉及道路反射器和安全设备。更具体地，并且不受限制地，本公开涉及道路护栏顶部太阳能轮廓标，以及实现多个轮廓标的方法和系统。

背景技术

在如雾、云、雨或夜晚等能见度低的情况下，驾驶员经常没能注意到道路特征或危险。为使驾驶员警惕这些特征或危险，常常使用反射器。反射器无源地将车前灯的光反射回来，以向迎面而来的驾驶员指示道路特征和障碍物。由于传统的反射器自身不产生任何光，因此如果入射光很暗或者被阻挡，则反射器工作效果不佳。因此，无源反射器在清晰视觉条件下最有用。然而，即使是在最好的条件下，反射器在远距离处也不能提供足够的道路指示。此外，在雾、大雨和/或其他天气条件下，反射器可能不能描绘出道路特征。类似地，如果车辆的车前灯损坏了，或者反射器本身脏了，则反射器可能不足以警告驾驶员或者被辨认出。此外，在照明条件好的施工场地和其他区域，由于反射器的少量反射相对于环境安全照明而言相形见绌，因此，反射器留下不被注意到的障碍。

为了解决这些问题，一些已知的设备使用有源光源来指示道路特征或危险。例如，第5252893号美国专利公开了一种由太阳能板和太阳能可充电电池供电的可充电电子闪光器。类似地，第8210719号美国专利公开了一种用于道路护栏的太阳能指示器。这些专利中的设备使用发光二极管（LED）和无源反射器来发出道路危险信号。

虽然这些设备解决了传统反射器的一些问题，但是它们产生了其他问题。例如，这样的指示器可能具有庞大的体积。由于装运较少的这些设备却需要较大容积，因此运输这样的设备会增加成本。此外，为专门的安装环境设计的设备可能在它们指定的环境外工作效果不佳。例如，第5252893号美国专利公开的设备旨在用于道路表面。这样的设备对于描绘道路护栏而言工作效果不佳。

此外，虽然当前的LED设备相比无源反射器可能提供额外的安全性，但是它们的制造很昂贵。虽然无源反射器制造成本低，但是它们不能提供LED设备的安全特征。在此提出了制造廉价同时相比先前的设备提供更高的安全性和可靠性的太阳能LED轮廓标的实施例。此外，在此提出了提供有耐用的、模块化外壳的太阳能轮廓标的实施例，该外壳能够实现各种结构和用途。

发明内容

可能实现本公开的实施例来提供道路反射器和安全设备。在一些实施例中，提供了一种道路护栏顶部太阳能轮廓器。该轮廓标可能包括可以指示道路特征或危险的一个或多个LED或其他光源。该轮廓标还可能包括各种通信和传感装置，这些通信和传感装置可能控制一个或多个轮廓标的运行，并且可能使得一个或多个轮廓标与其他轮廓标或其他通信设备通信。

根据一些实施例，提供了一种可能连接至道路护栏的轮廓标。该道路轮廓标可能包括具有顶部构件、前部构件和背部构件的外壳。在至少一个实施例中，该前部构件具有限定了高度和宽度的大致垂直的外表面，以及与该外表面相对的内表面。在本实施例中，该顶部构件是大致垂直与该前部构件的平面，并且具有限定了深度的外水平表面，该深度不大于该高度的一半。

在一些实施例中，该轮廓标包括被置于该顶部构件上的太阳能电池阵列、可充电电源，以及被置于该前部外表面上的光源。该光源电连接至该太阳能电池阵列和该电源。该轮廓标还包括调节该太阳能电池阵列、该电源和该光源之间的电能的处理器。

根据进一步的实施例，该轮廓标包括基底部，该基底部具有平行于该顶部构件延伸的水平安装构件，以及固定至该前部构件的该内表面的垂直构件。

可以理解的是，前面的概况描述和后面的详细描述都只是示例性和说明性的，不会限制如权利要求所述的本公开的实施例。

附图说明

下列附图，包含在本说明书中，并构成本说明书的一部分，其举例说明了本公开的若干实施例，下面参照附图的描述有助于更好地理解本公开的原理和特征。

图1为根据本公开的实施例的示例太阳能安全设备的透视图；

图2为根据本公开的实施例的示例太阳能安全系统的透视图；

图3为根据本公开的实施例的示例脚的单独视图；

图4为根据本公开的实施例的部件分解图中的示例道路安全系统的透视图；

图5为根据本公开的实施例的示例太阳能道路轮廓标的透视图。

具体实施方式

下面将对本公开的实施例进行详细描述，这些实施例的例子如说明书附图所示。在任何可能的情况下，用在说明书附图中的相同的附图标记表示相同或类似的部件。

图1为以组装的形式展示的示例太阳能道路轮廓标100的透视图。轮廓标100包括以主体102的形式的具有顶部构件、前部构件和背部构件的外壳。在一些实施例中，主体102由塑料制成。在其他实施例中，主体102可能由金属、铝、3D打印材料，或包括任何低成本的和/或弹性材料的其他材料制成。

轮廓标100还包括以两个脚110的形式的基底部，该基底部具有平行于顶部构件延伸的水平安装构件，以及固定至前部构件的内表面的垂直构件。每个脚110均包括从主体102的底部边缘突出的水平构件112。当安装时，脚110的下侧可能靠着道路护栏的表面平放。脚110还可能配置为适应安装表面的轮廓。

图1还公开了以主体102的形式的包括前部构件和顶部构件的轮廓标100，该前部构件具有限定了高度1和宽度2的大致垂直的外表面，和与该外表面相对的内表面，该顶部构件处在大致垂直于前部构件的平面内，并且具有限定了深度3的外水平表面，深度3不大于高度1的一半。

在一个实施例中，轮廓标100的高度为约四英寸，宽度2超过四英寸，深度3小于一英寸。因此高度1和宽度2超过深度3的四倍以上。这种比率可能提供一些优势。首先，该比率允许相对大的反射薄板106的表面面积。其次，该比率允许用于制造轮廓标100的材料的量相对减少。再次，该比率允许在一个维度中剖面小的设备，这降低了在那个维度的风应力。

图1还公开了被置于顶部构件上的太阳能电池阵列，其在连接至主体102的顶部的太阳能电池板140的形式中。轮廓标100的外壳还包括被置于前部外表面上的光源，其在光学透镜130的形式中，该光学透镜130可能覆盖一个或多个光源。在其他实施例中，一个或多个光学透镜130可能通过轮廓标100的多个面突出。在更多的实施例中，一个或多个光学透镜130可能放置为通过主体102的顶部突出，和/或通过太阳能电池板140突出。太阳能电池板140还可能被置于轮廓标100的侧面、前面或背面。例如，轮廓标100可能以一定角度安装在道路护栏的侧面。轮廓标100的一个实施例可能将太阳能电池板140被置于主体102的侧面，以致当轮廓标100安装至护栏时，太阳能电池板面向上。此外，多个太阳能电池板140可能以各种配置连接至轮廓标100。

轮廓标100还可能通过无源反射或光发射描绘道路护栏。例如，可能转动主体102使得反射薄板106和光学透镜130面向正在接近的驾驶员。反射薄板106可能是无源反射器，并且可能将光反射回迎面而来的车辆，同时位于光学透镜130内的光源当激活的时候发射光。通过同时提供无源反射和有源光源，轮廓标100可能提供道路障碍（如道路护栏）的额外描绘。

水平构件112可能包括一个或多个安装特征，包括促进机械和/或粘合安装的多个孔。因此，可能使用螺栓、钉子、螺丝、铆钉、卡钉等机械安装装置和/或环氧树脂和粘合剂，将轮廓标100安装在道路护栏上。孔的数量和尺寸可能允许各种结构和安装选项。例如，减少水平构件112中的孔的数量和尺寸可能降低加工成本，并且增加基底部的机械强度。增加孔的数量和尺寸为环氧树脂渗出提供更大空间，并且增加了轮廓标100到护栏的连接的强度和牢固。如图1所示的实施例，通过在水平构件112中纳入若干行的拱形开口，从而当轮廓标100连接至表面时允许环氧树脂从下侧流过，提供了大量的粘结表面面积。在进一步的实施例中，在水平构件112中的孔可能配置为允许金属带夹或类似的装置连接至轮廓标100。这种配置可能允许轮廓标牢固地连接至圆形或椭圆形管。在还有的进一步实施例中，轮廓标100可能包括允许到各种表面的连接的配置。在轮廓标100的脚110、主体102或其他部件的设计中的改变可能促进这样的连接。

图2为轮廓标100的部件分解透视图，其公开了包括主要部分壳体150和背板152的主体102。轮廓标100还包括印刷电路板（以下称为“PCB”）124和以连接至PCB 124的LED 120的形式的光源。LED 120（或其他光源）嵌套在光学透镜130的后方，该光学透镜130连接至主要部分壳体150的外表面。反射薄板108可能通过粘合剂或其他方式连接至后盖152。在其他实施例中，反射薄板108可能是硬塑料反射器、金属反射器或任意其他反射器。在图2所示的一个实施例中，反射薄板106包括位于其中心以容纳光学透镜130的孔，然而，反射薄板108可能是没有孔的整块板。在其他实施例中，反射薄板可能包括多个孔，以允许多个光源和其他装置伸出。当组装的时候，LED 120透过光学透镜130发出光。根据不同应用，光学透镜130可能使光线漫射或集中。光学透镜130还可能改变从轮廓标发出的光的颜色。此外，一个或多个LED 120可能发出一种或多种颜色，这些颜色可能通过光学透镜130混合。在一些实施例中，可能设置多个LED 120和光学透镜130。

轮廓标100还包括可充电电源，例如，以可充电电池的形式。电连接将光源、太阳能电池阵列和电源连接。例如，电连接可能将LED 120、太阳能电池板140和可充电电池116连接。轮廓标100还可能包括以充电控制器PCB 122的形式的一个或多个电处理器或微处理器（以下称为“处理器”），该处理器可控制太阳能电池阵列、电源和光源之间的电能。例如，充电控制器PCB 122可能编程为若外部光降到某一水平以下（如在夜晚或在浓雾中），则点亮LED。此外，轮廓标100可能包括连接至处理器的光传感器，其中，该处理器可能配置为当环境光降到预定水平以下时，点亮光源。

图2还公开了基底部110的细节，基底部110可能由金属、硬塑料或其他材料制成，并且同时包括水平构件112和垂直构件114。垂直构件114可能为轮廓标100提供横向支撑。例如，轮廓标100可能沿着公路安装，驶过该公路的车辆会产生大的侧向力。垂直构件114可能向轮廓标100提供横向支撑，以致即使风或其他源施加物质力量在轮廓标100上时，该垂直构件114保持安装和站立。垂直构件114还可能包括在垂直构件上的以近似矩形孔115的形式的孔，从而为组装的轮廓标100的一些电子器件留有空间。脚110的垂直构件114可能转而向轮廓标100的电子部件提供一些冲击保护和结构支撑。

如图2所示，在组装的轮廓标100中，基底部110可能与朝相反方向的水平构件112安装在一起。在这种配置中，基底部110的垂直构件144可能对立工作、彼此支撑。这可能为轮廓标100提供更大的横向支撑。在其他实施例中，根据需要的安装环境和轮廓标特性，轮廓标100可能只包括一个脚或在多个方向上的多个脚。

还如图2所示，可能沿着主要部分壳体150的顶部表面设置一组凸棱142。凸棱142可能为太阳能电池板140提供安装表面。更具体地，凸棱142可能提供扩展的表面，从而提高太阳能电池板140到主要部分壳体150的粘附。

图3展示了带有垂直构件114和水平构件112的脚110的单独视图。垂直构件114包括在脚110中的孔190和穿过该孔190的导体180。导体180可能连接至包括蓄电装置的电源，该蓄电装置在这里以可充电电池116的形式出现。轮廓标100可能包括任何合适的电源，例如，一次性电池或电容器。导体180还可能连接至以充电控制器PCB 122的形式的处理器。额外的实施例可能包括穿过脚110中的多个孔的导体180。导体180还可能电连接至轮廓标100的各部件，包括但不限于可充电电源、太阳能电池阵列、处理器、RADAR、PCB、LED、无线通信设备、温度传感器、光传感器和/或热电偶。

此外，将导体180布线为穿过脚110中的孔190可能提供潜在有用的轮廓标100的防盗功能。例如，轮廓标100可能配置为使得如果设备被强行从安装状态移除，则断开电连接。例如，轮廓标100可能配置为使得如果外壳与脚分开，则可能断开来自电源或处理器的电连接。此外，轮廓标100可能包括安全部件，该安全部件配置为使得如果轮廓标100与道路护栏分开，则可能断开供给处理器的电连接。

这种或其他特征可能防止轮廓标100被盗。由于轮廓标100可能在偏远地区沿着公路安装，没有视频或人工监控，因此轮廓标100的闪烁灯和电子部件可能引人注意。一些人可能企图未经合法所有人的许可盗取一个或多个轮廓标100。由于轮廓标可能牢固地连接至道路护栏，因此试图移除轮廓标100可能向主体102施力，该力可能将主体102与脚110分离。为了主体102能完全从脚110移除，导体190必须断开。即使在试图移除主体102的过程中导体190没有完成断开，电连接可能与包括但不限于可充电电源、太阳能电池阵列、处理器、PCB、LED。无线通信设备和热电偶等的部件断开。断开连接的导体190可能致使轮廓标100不能工作。

图4为牢固连接至护栏10的多个轮廓标100的透视图。护栏10和轮廓标100形成道路安全系统的一个实施例。轮廓标100可能包括在主体102内部的无线通信设备，以允许轮廓标100从能够引导多个轮廓标中的至少一个轮廓标的无线通信设备接收数据。无线通信设备可能是控制单元。在一些实施例中，轮廓标100还可能向控制单元或任何无线通信设备发送数据，以及向其他轮廓标100收发数据。无线通信可能通过多种通信方式实现，包括但不限于Wi-Fi、射频、RADAR、蓝牙、红外线、视觉信号等等。

轮廓标100的光源可能透过光学透镜130发光，并且在远距离和不利天气条件下提供可视轮廓。根据一些实施例，轮廓标100可能提供方便安装、维修费用低、脱离电网、自供电、独立操作、持久夜间照明和标记的系统，该系统与公路和农村马路上使用的护栏一起使用以提醒司机护栏的存在。依照本公开的轮廓标100可以用在公路和马路的直道上，以及沿着弯道和死角以促进安全的交通流量。依照本公开的轮廓标100可以与混凝土的公路护栏、新泽西型护栏、预制护栏、直坡护栏、交通护栏、卡车护栏、路中护栏、防撞护栏以及其他环境一起使用。轮廓标100还可能与钢管栏杆、混凝土交通轨道、混凝土刚性护栏、桥梁护栏、工作区域护栏、碰撞护栏、Fitch护栏、护栏端部处理等一起使用。轮廓标100还可能用在城市道路和停车场上。此外，依照本公开的轮廓标100还可能用在车辆（如施工设备）上。

图5展示了安装在道路护栏20上的轮廓标200的可选实施例的透视图。轮廓标200包括主体250、螺栓机构204、多个光源220、太阳能电池板240和两个安装脚210。在其他实施例中，轮廓标200可能包括位于主体202的任意侧面的多个光源220。光源220还可能位于主体202的顶面或侧面。

光源220可能是例如，DIP和/或SMT LED。在一些实施例中，太阳能电池板240可能是矩形单晶太阳能电池板。可选地，太阳能电池板240可以是任何类型的太阳能光伏。例如，太阳能电池板240可能包括单晶硅（mono-Si，也称为single-crystal-Si）、聚晶硅（p-Si）、多晶硅（mc-Si）、晶体硅（c-Si）、薄膜光伏电池（TFPV）等。

此外，光源220可能包括不同着色的LED。例如，在主体250前方的三个光源220可能发出白光，而额外的红色LED可能被置于太阳能电池板240的顶部。因此，除了用作存在指示，该红色LED还可能用作向驾驶员指示具体危险的警示灯。在进一步的实施例中，光源220和警示灯可能是任意颜色的。该警示灯可能与光源220颜色相同或不同。例如，警示灯可能是琥珀色或黄色的，而光源220可能是红色的。在还进一步的实施例中，光源220和/或警示灯可能布置为特殊形状或样式，如箭头型、X型、圆形等，并且可能指示任何信息，包括但不限于道路状况、交通模式、工程延误、警告等。

轮廓标200可能包括温度传感器，其中，处理器可能配置为当温度传感器检测到预定温度时点亮光源220。该温度传感器可能热电偶地连接至处理器。例如，该处理器可能被编程为如果温度降低到32华氏度以下则点亮红色LED。该警告灯可能是任何颜色，并且被置于轮廓标上的任意点。此外，轮廓标100还可能包括多个光源，这些光源包括至少一个颜色与其他光源不同的光源，其中，处理器可能配置为当温度传感器检测到预定温度时点亮不同颜色的光源。

在还有的进一步的实施例中，警告灯可能由无线信号控制。例如，该警告灯可以为前方的交通事故或交通阻塞提供警告。轮廓标200可以安装在各种表面，包括道路屏障、桥梁或天桥上。此外，轮廓标200可能安装在公路设备或任何其他安装表面上。在这些位置，多个无线轮廓标200可以潜在地向驾驶员警告危险，并且增加道路安全性。

从本说明书和本文公开的示例性实施例和特征的实施的角度考虑，其他实施例将是很明显的。本说明书及例子旨在仅视作示例性的，以下权利要求表明了本公开的实施例的真正范围和精神。

Claims (19)

1.道路轮廓标，包括：

外壳，其具有顶部构件、前部构件和背部构件：

所述前部构件具有：

限定了高度和宽度的大致垂直的外表面；以及

与所述外表面相对的内表面；以及

所述顶部构件位于大致垂直于所述前部构件的平面内，并且具有限定了深度的外水平表面，所述深度不大于所述高度的一半；

太阳能电池阵列，其被置于所述顶部构件上；

可充电电源；

光源，其被置于所述前部表面上，并且电连接至所述太阳能电池阵列和所述电源；

处理器，其控制所述太阳能电池阵列、所述电源和所述光源之间的电能；以及

基底部，其具有：

水平安装构件，其平行于所述顶部构件延伸；以及

垂直构件，其固定至所述前部构件的所述内表面。

2.根据权利要求1所述的轮廓标，其特征在于，所述水平安装构件包括多个孔。

3.根据权利要求1所述的轮廓标，其特征在于，所述轮廓标包括光传感器，所述光传感器连接至所述处理器，其中，所述处理器配置为当所述环境光照降到预定水平以下时，点亮所述光源。

4.根据权利要求1所述的轮廓标，其特征在于，所述轮廓标包括在所述基底部中的孔，以及穿过所述孔连接至所述电源的导体。

5.根据权利要求4所述的轮廓标，其特征在于，所述轮廓标配置为若所述设备被从安装状态强行移除，则断开电连接。

6.根据权利要求4所述的轮廓标，其特征在于，所述轮廓标配置为若所述外壳与所述基底部分离，则断开电连接。

7.根据权利要求5或6所述的轮廓标，其特征在于，所述轮廓标还包括温度传感器，其中，所述处理器配置为当所述温度传感器检测到预定温度时，点亮所述光源。

8.根据权利要求1所述的轮廓标，其特征在于，所述轮廓标还包括光学透镜，所述光学透镜配置为改变所述光源的输出。

9.道路安全系统，包括：

道路护栏，

和轮廓标，其包括：

外壳，其具有顶部构件、前部构件和背部构件：

所述前部构件具有：

限定了高度和宽度的大致垂直的外表面；以及

与所述外表面相对的内表面；以及

所述顶部构件位于大致垂直于所述前部构件的平面内，并且具有限定了深度的外水平表面，所述深度不大于所述高度的一半；

太阳能电池阵列，其被置于所述顶部构件上；

可充电电源；

光源，其被置于所述前部表面上，并且电连接至所述太阳能电池阵列和所述电源；

处理器，其控制所述太阳能电池阵列、所述电源和所述光源之间的电能；以及

基底部，其具有：

水平安装构件，其平行于所述顶部构件延伸；以及

垂直构件，其固定至所述前部构件的所述内表面；

其中，所述轮廓标牢固地连接至所述道路护栏。

10.根据权利要求9所述的道路安全系统，其特征在于，所述轮廓标还包括无线通信设备。

11.根据权利要求10所述的道路安全系统，其特征在于，所述道路安全系统还包括多个轮廓标。

12.根据权利要求11所述的道路安全系统，其特征在于，所述多个轮廓标还包括无线通信设备。

13.根据权利要求12所述的道路安全系统，其特征在于，所述道路安全系统还包括无线通信设备，所述无线通信设备能够引导所述多个轮廓标中的至少一个。

14.根据权利要求9所述的道路系统，其特征在于，所述轮廓标还包括安全部件，所述安全部件配置为若所述轮廓标与所述道路护栏分开，则断开向所述处理器供电的电连接。

15.根据权利要求9所述的道路系统，其特征在于，所述轮廓标还包括温度传感器，其中，所述处理器配置为当所述温度传感器检测到预定温度时，点亮所述光源。

16.根据权利要求15所述的轮廓标，其特征在于，所述轮廓标还包括多个光源，所述多个光源包括至少一个与其他光源颜色不同的光源，其中，所述处理器配置为当所述温度传感器检测到预定温度时，点亮不同颜色的光源。

17.道路轮廓标，包括：

外壳；

太阳能电池阵列；

可充电电源；

光源；

处理器，其控制所述太阳能电池阵列、所述电源和所述光源之间的电能；

安装构件；以及

温度传感器，

其中，所述处理器配置为当所述温度传感器检测到预定温度时，点亮所述光源。

18.根据权利要求17所述的轮廓标，其特征在于，所述轮廓标还包括多个光源，所述多个光源包括与其他光源颜色不同的警告光源，

其中，所述处理器配置为当所述温度传感器检测到预定温度时，点亮所述警告光源。

19.根据权利要求18所述的轮廓标，其特征在于，所述轮廓标配置为若所述设备被从安装状态强行移除，则断开电连接。