CN110093874B - 一种led道路标线灯 - Google Patents

Abstract

一种LED道路标线灯，包括一水泥灯座以及一个或多个LED光源模组，每个LED光源模组具有最大5w‑25w的可调功率，所述水泥灯座包括具有第一厚度的出光部，所述出光部的厚度由顶面和底面限定，所述出光部内设置一根或多根导光柱，所述导光柱从所述底面到所述顶面延伸，所述LED光源模组设置在所述出光部的底面一侧，所述LED光源模组发出的光经由所述导光柱导出所述顶面。本发明的LED道路标线灯通过采用水泥灯座和LED光源模组的设计，能够嵌装在道路上，耐受车辆反复、高速碾压，耐压防滑，并能在需要时从路面向外出射光线，在日间和夜间环境下均能满足道路指示需求。

Description

一种LED道路标线灯

技术领域

本发明涉及LED道路信息指示技术领域，尤其是LED道路标线灯技术领域。

背景技术

现有技术中道路交通标线为固定不变的涂料标线，随着国民经济的飞速发展和人民生活的不断提高，私家车数量呈直线上升，城市道路交通压力不断增加，但是有的道路在同一时间段内，同向车道车流极大导致拥堵，而反向车道车辆较少浪费了资源。

为了解决这一技术问题，大城市交通管理中广泛使用了可变车道的设计理念，其常用的技术手段是在空中红绿灯上分割车道指示。地面标识主要靠涂料固定在路面，与空中道路标线不符时，容易给不熟悉路况的司机带来困扰。

CN105332327A公开了一种车道系统，借助于控制设置在路面的LED灯，能够实现道路标线可变。它采用的技术方案是设想了将对应道路标线形状的LED灯设置在道路中，使路面上能够显示可变的道路标线，甚至通过改变LED灯出射的颜色来表达行进和停止信号。

然而现有技术中并不存在一种LED灯能够在经受车辆高速行驶的碾压时具有足够的结构强度并能够具有足够的使用寿命，因此CN105332327A中的LED道路标线灯存在着仅仅提供了构思，却无法实际应用的技术问题。现有的LED灯也满足不了道路标线的亮度、抗压、防滑等技术要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是解决现有技术LED灯不满足道路标线在亮度、抗压和防滑方面的技术缺陷，提供适用于安装在道路中的LED道路标线灯。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种LED道路标线灯，包括一水泥灯座以及一个或多个LED光源模组，每个LED光源模组具有最大5w-25w的可调功率，所述LED光源模组包括多个LED灯珠，

所述水泥灯座包括具有第一厚度的出光部，所述出光部的厚度由顶面和底面限定，所述出光部内设置多根导光柱，所述导光柱从所述底面到所述顶面延伸，每根导光柱的第一端与每个所述LED灯珠相对应，第二端位于所述水泥灯座的顶面，所述导光柱的直径与灯珠发光面的直径相等或大于灯珠的直径，

所述LED光源模组设置在所述出光部的底面一侧，所述LED光源模组发出的光经由所述导光柱导出所述顶面。

优选地，所述导光柱的位于所述出光部的底面的一端与所述LED光源模组的发光面位置相对。

优选地，所述导光柱由玻璃或树脂制成，所述导光柱的周向侧表面设置反射膜层。

优选地，所述水泥灯座包括具有第二厚度的支撑部，所述第二厚度大于所述第一厚度，所述支撑部围绕所述出光部形成一个半开放的容置腔，所述容置腔的腔顶壁由所述出光部的底面形成，所述LED光源模组容置在所述容置腔中，所述容置腔的深度大于等于所述LED光源模组的整体高度。

优选地，所述支撑部和所述出光部采用强度等级为C40～C80的自密实水泥砂浆一体地浇注而成，且二者顶面平齐。

优选地，每个所述LED光源模组包括一LED灯珠板和一散热器，所述散热器包括本体和位于本体下部散热叶片，所述LED灯珠板设置在所述本体中并由所述散热叶片散热。

优选地，所述散热器的所述本体的顶部包括一中心凹槽，所述LED灯珠板设置在所述中心凹槽中。

优选地，所述散热器的所述本体的顶部围绕所述中心凹槽设置一环状凸缘，所述环状凸缘与所述水泥灯座的所述出光部的底面密封固定连接。

优选地，所述散热器的本体顶部设置一透光密封组件，使所述LED灯珠板密封地设置在所述中心凹槽中并能够使光线自所述散热器的本体顶部射出。

优选地，所述散热器的所述本体的顶部围绕所述中心凹槽设置一环状凸缘，

所述透光密封组件包括玻璃罩以及将所述玻璃罩密封固定的防水压圈，

所述防水压圈设置在所述环状凸缘上，并与所述水泥灯座的所述出光部的底面固定连接。

优选地，所述中心凹槽中还设置有反射器，所述LED灯珠板上设置多个LED灯珠，所述反射器包括多个反光杯，每个所述反光杯包括一个围绕每个所述LED灯珠设置的弧形反射面，用以将所述LED灯珠发出的光导向对应的所述导光柱。

优选地，所述弧形反射面包括第一焦点和第二焦点，每个所述LED灯珠的发光面位于所述第一焦点，每根所述导光柱的位于所述腔顶壁的一端位于所述第二焦点。

(三)有益效果

本发明的LED道路标线灯通过采用水泥灯座和LED光源模组的设计，耐压防滑，能够嵌装在道路上，耐受车辆反复、高速碾压，并能在需要时从路面向外出射光线。在灯珠发光时，本发明的水泥灯座允许光线穿透发出，灯珠不发光时，本发明的水泥灯座与灯具安装所在的水泥路面在视觉上保持一致，浑为一体。本发明的LED道路标线灯安装简单、使用寿命长、维护方便。

本发明的LED道路标线灯每个LED光源模组具有最大5w-25w的可调功率，出射的光线在白天和黑夜均足以为过往车辆和司机提供清晰指示，并且柔和而不会刺激司机的眼睛引起眩目或其他不适。

在实际应用中，多个本发明的LED道路标线灯同时保持发光，或者本发明的LED道路标线灯中的多个LED光源模组同时保持发光，发出的光共同组成期望的道路标线；或者，多个本发明的LED道路标线灯能够通过发光控制，切换道路标线类型、或使道路标线闪烁。

附图说明

图1显示了本发明的LED道路标线灯的一个实施例的立体图。

图2显示了图1实施例中的水泥灯座的剖视图。

图3显示了图1实施例的爆炸图。

图4显示了图1实施例中的反光杯的第一视角立体图。

图5显示了图1实施例中的反光杯的第二视角立体图。

图6显示了图1实施例中的散热器的立体图。

【附图标记】

1、水泥灯座

11、水泥灯座的容置腔

12、水泥灯座的顶面

13、导光柱

14、线路通道

15、盲孔

h1、第一厚度

h2、第二厚度

2、LED光源模组

21、LED灯珠板

22、反射器

221、螺丝

222、光线出射孔

223、反射杯

224、螺丝通道

23、散热器

231、中心凹槽

232、环形台阶

233、环状凸缘

234、散热叶片

235、通孔

236、防水接头

24、玻璃罩

25、防水胶圈

26、防水压圈

261、螺丝

27、膨胀胶塞

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

图1所示的LED道路标线灯的第一实施例包括水泥灯座1和设置在其中的LED光源模组(未示出)。

水泥灯座

图2所示，所述水泥灯座1包括具有第一厚度h1的出光部和具有第二厚度h2的支撑部，所述第二厚度大于所述第一厚度，所述出光部和所述支撑部的顶面12平齐共面。所述出光部和支撑部是对水泥灯座1中不同部位的功能划分，二者优选为一体成型。

所述支撑部围绕所述出光部形成一个半开放的容置腔11，所述容置腔11由腔顶壁111和周向的腔侧壁112限定为大致圆柱形，用于容置光源模组2。所述容置腔的腔顶壁111由所述出光部的底面形成，开设有至少两个盲孔15，用于保持膨胀胶塞或其他紧固件，以便于将LED光源模组2固定在所述容置腔中。

所述容置腔的深度大于等于所述LED光源模组的整体高度，这样，当LED光源模组2固定在所述容置腔中，其底表面与所述支撑部的底面平齐或略高，从而在水泥灯座1安装在道路中时，支撑部用于承受水泥灯座1自身的重量以及出光部和支撑部顶面所承受的外部静态或动态载荷，减少这些载荷对容置腔中LED光源模组2的影响。

所述出光部的第一厚度，根据不同的使用环境，可以将尺寸设置在20-200mm之间，本实施例中优选设置为50mm。

所述出光部内设置一根或多根导光柱13，所述导光柱13从所述腔顶壁111到所述顶面12延伸贯穿，每根导光柱13包括位于所述腔顶壁111的第一端和位于所述顶面12的第二端。容置腔11中的光源模组2发出的光经由所述导光柱13导出所述水泥灯座的顶面12。

根据光源模组2中所采用的光源发光面的类型来布置多根导光柱的排布，使多个导光柱的第一端和/或第二端的排列方式与光源发光面的形状和尺寸相匹配。图1所示实施例中，导光柱共有8根，第二端呈圆环状均匀排列。优选地，每根导光柱的第一端与一个LED灯珠相对应，因此在此实施例中LED灯珠板上的灯珠也有8颗并呈圆环状均匀排列。

导光柱的直径与灯珠发光面的直径相等或大于灯珠的直径。例如市售SMD 3030光源的发光面的直径是3mm，导光柱的直径则大于等于3mm，以获得高出光效率。

为了使光源发的光尽可能多的从导光柱里出来，可以在导光柱的周向侧表面设置反射膜层，例如采用镀膜或涂敷形成。光线自第一端进入导光柱内，经反射膜的作用发生全反射，最后从导光柱的第二端出来。所有光线不被水泥壁面所吸收，提高导光柱的出光效率。

所述导光柱采用玻璃或树脂材料。目前可以量产的导光柱直径是1mm～5mm，都可以达到导光要求。甚至，使用1mm-14mm也均可以达到导光要求。

所述支撑部的下部包括适于走线的线路通道14，使所述水泥灯座1的外部与所述容置腔11连通。在图1设置的实施例中，所述线路通道14包括左右对称的两条，外部电力经由所述线路通道14与光源模组2电气连接。

所述水泥灯座是采用强度等级为C40～C80的自密实水泥砂浆在模具中浇注而成。所述自密实水泥砂浆优选添加中国专利CN107010863B中所披露的防水剂以增强水泥灯座对内部LED光源模组的防水性。

制作所述水泥灯座时，先将玻璃导光柱或者树脂导光柱按尺寸要求制备好，再将导光柱按要求排列固定在水泥灯座的模具中，导光柱的排列形状可以是圆形，方形、异形等各种可以布置的形状。

为了达到一定的抗压强度，再将制备好的螺纹钢圈，固定在模具中。通常螺纹钢圈对应地设置在出光部和/或支撑部内部。

然后，配制自密实水泥砂浆，将其浇入模具中，待其达到一定强度后拆模。

针对浇注获得的水泥灯座坯体进行20～28天左右的养护，再进行抛光打磨，即可制备出本发明中的水泥灯座。

为了得到更大的出光角度，也可以在水泥灯座的顶面12喷上一层透明扩散油。所述透明扩散油的涂膜透光率≥95％，其特点具有耐磨、耐酸碱、耐泡水、耐高低温-40℃～+85℃。在水泥灯座的顶面12上喷涂一层透明扩散油后，相应地，导光柱的表面上也有了一层扩散油而形成漫射出光。这样，导光柱出光角度至少能够增大14％。

本发明的水泥灯座与导光柱结合牢固不易开裂，水泥灯座表面不爆裂。能够耐受车辆反复、高速碾压，耐压防滑。

水泥灯座成品具有抗压强度≥40Mpa；抗折强度≥15Mpa；吸水率≤0.005；具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗老化、抗UV等特点；使用寿命＞20年；存贮温度-40℃～+85℃。

水泥灯座可制备成不同的颜色例如黑色、灰色、白色、彩色等。在实际道路应用时，可以采用最接近环境道路路面的颜色，例如灰色。或调整颜色与周边道路路面颜色一致。

LED光源模组

由如图3所示的LED道路指示灯爆炸视图可见，LED光源模组2自水泥灯座的底部安装在容置腔11中。

本实施例中的LED光源模组2包括组合安装在一起的LED灯珠板21、反射器22、散热器23、玻璃罩24、防水胶圈25和防水压圈26，并整体上借助于膨胀胶塞27固定在容置腔11中。结合图2可知，所述膨胀胶塞27适于插入并胀紧固定在孔15中。

图示LED灯珠板21包括朝向反射器22的第一面和朝向散热器23的第二面。所述第一面上包括8个均匀环形布置的灯珠。

选取LED灯珠时，光源颜色不做限制，优选为白光或黄光。每颗灯珠的功率优选大于1w，更优选1w-2.5w之间。这样，整个LED灯珠板21具有最大8w-20w的可调功率。在可选的实施例中，整个LED灯珠板具有最大5w-25w的可调功率。这样，光源模组借助于控制器的调节，既能够满足夜间黑暗环境下的道路指示，也能够满足日间强光环境下的道路指示。更具体地，在夜间黑暗环境下工作时，可以将功率调低，相对微弱的光线即能满足道路指示需求，而当日间或其他强光环境下，可以将功率调高，最大可达5w-25w，以满足道路指示需求。

当采用直径3mm以上5mm以下的导光柱时，采用市售的SMD 3030光源，光源参数：色温2500K—6500K、发光效率＞155Lm/W、一般显色指数(Ra)＞70。当采用直径5mm以上的导光柱时，也可以采用市售的SMD 5050光源，光源参数：色温2500K—6500K、发光效率＞195Lm/W、一般显色指数(Ra)＞70。这种划分并不十分严格，仅作为参考。例如略小于5mm直径的导光柱也可以配合SMD5050光源，略大于5mm直径的导光柱也可以配合SMD3030光源。

如图4和图5所示，反射器22具有与LED灯珠板21形状匹配的板状本体。所述板状本体的第一面220上包括均匀环形分布的光线出射孔222。所述板状本体的第二面225上包括向外突出的反光杯223，以及包括同样向外突出的供安装螺丝221穿过的通道224。理想地，所述反光杯223向外突出的末端与所述通道224的末端平齐。

所述反光杯223与所述第二面225接合的一端具有较大的开口，所述较大的开口与光线出射孔222和导光柱13的第一端共轴设置；远离所述第二面225的一端具有较小的开口，适于套设在LED灯珠的周边，使LED灯珠的发光面位于所述较小的开口的中心区域。在图示的实施例中，两个开口均为圆形。

为了使更多的光线藕合到导光柱13内，反光杯223的两个开口之间包括弧形曲面的内表面，所述弧形曲面绕垂直于板状本体的中心线对称。反光杯223具有两个焦点，并将LED灯珠的发光面放在反光杯的第一焦点上，将导光柱13的第一端放在反光杯的第二焦点上，当光线从第一焦点发出，经过反光杯内表面发生反射后最终会通过第二焦点进入导光柱内，这样就可以尽可能多的将光源发出的光藕合到导光柱内，使导光柱发出更多的光。本发明设置反射器与没有设置反射器相比，可提高30％的出光效率。

如图6所示，散热器23基于容置腔11的形状设计为圆柱形，包括本体和散热叶片。本体包括位于顶部的中心凹槽231和围绕凹槽的环状凸缘233，所述中心凹槽231和所述环状凸缘233之间包括环状台阶232。散热叶片234围绕本体的下部辐射状布置。散热叶片的最大周向尺寸由所述环状凸缘233的外围尺寸限定。本实施例中，散热器23采用铝或散热陶瓷制成。

散热器23的所述中心凹槽231内用于放置LED灯珠板21和反射器22。所述中心凹槽231的底部与所述环状台阶232之间的高度差与所述LED灯珠板21和所述反射器22组合后的高度相匹配。LED灯珠板21和反射器22一起容纳在中心凹槽231中，LED灯珠板21借助于螺丝211固定在中心凹槽231底部，反射器22借助于螺丝221先与LED灯珠板21连接再固定在中心凹槽231底部。

散热器23的所述环状台阶232用于放置玻璃罩24和防水胶圈25，因此所述环状台阶232与所述环状凸缘233之间的高度差与所述玻璃罩24和防水胶圈25配合后的最大高度尺寸匹配。在本实施例中，所述玻璃罩24是圆形的钢化玻璃板。

为了使反射器22与玻璃罩24贴得更紧密以达到更高的出光效率，所述反射器22的第一面220不高于所述环状台阶232，以大体与所述环状台阶232平齐为佳。也就是说所述反射器22的第一面220与所述玻璃罩24的距离保持在1mm以内。

钢化玻璃板24和防水胶圈25安装之后，采用防水压圈26将它们固定。防水压圈借助于螺丝261安装在所述环状凸缘233上，从而对钢化玻璃的周边形成密封，避免水汽进入中心凹槽231内。这样，防水压圈、玻璃罩和防水胶圈就形成了一组保护LED灯珠板的透光密封组件，其中防水压圈和玻璃罩提供第一重密封防护，防水胶圈提供第二重密封防护。

在未示出的可选实施例中，所述环状凸缘233可以直接与所述水泥灯座的所述出光部的底面密封固定连接，例如采用密封粘接的方式实现密封和固定，同样可以将LED灯珠板密封在中心凹槽231内。

散热器23的中心凹槽231底部包括两个通孔235，所述通孔与一对防水接头236配合，以将外部的电力线与中心凹槽231内的LED灯珠板21连接。

需要指出的是，图1-2以及图3中所示的带有容置腔的水泥灯座虽然显示为大致圆柱体轮廓，应知并非对本发明灯具结构的限制。例如将水泥灯座的外部轮廓设置为正六棱柱或是方形等任何形状都是可以的。甚至在一些应用中，可以在一个水泥灯座中设置多个容置腔和相应的多个LED光源模组。当然，带有容置腔的水泥灯座为优选配置，在未示出的实施例中，支撑部被去除或简化为与出光部等厚度的结构，并通过对道路安装部的设计来实现上述支撑部的功能。这样的方案也均在本发明的范围之内。

在实际应用中，多个本发明的LED道路标线灯同时保持发光，或者本发明的LED道路标线灯中的多个LED光源模组同时保持发光，发出的光共同组成期望的道路标线；或者，多个本发明的LED道路标线灯能够通过发光控制，切换道路标线类型、或使道路标线闪烁。

本发明具有尺寸灵活，重量轻，安装简单，道路施工容易，并且可以自由组合，形成不同的标线，能够符合标线尺寸要求，能够满足标线在不同道路车速环境下的抗压强度、防滑、耐磨、亮度要求等。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种LED道路标线灯，用于嵌装在道路上，在需要时从路面向外出射光线，能够耐受车辆反复、高速碾压，其特征在于，包括一水泥灯座以及一个或多个LED光源模组，每个LED光源模组具有最大5w-25w的可调功率，所述LED光源模组包括多个LED灯珠，

所述水泥灯座包括具有第一厚度的出光部，所述出光部的厚度由顶面和底面限定，所述出光部内设置多根导光柱，所述导光柱从所述底面到所述顶面延伸，每根导光柱的第一端与每个所述LED灯珠相对应，第二端位于所述水泥灯座的顶面，所述导光柱的直径与灯珠发光面的直径相等或大于灯珠的直径，

所述LED光源模组设置在所述出光部的底面一侧，所述LED光源模组发出的光经由所述导光柱导出所述顶面用于组成道路标线；

所述水泥灯座还包括围绕所述出光部的支撑部，所述支撑部和所述出光部采用内置螺纹钢圈的、强度等级为C40～C80的自密实水泥砂浆一体地浇注而成，且二者顶面平齐。

2.根据权利要求1所述的LED道路标线灯，其特征在于，所述导光柱的位于所述出光部的底面的一端与所述LED光源模组的发光面位置相对。

3.根据权利要求1所述的LED道路标线灯，其特征在于，所述导光柱由玻璃或树脂制成，所述导光柱的周向侧表面设置反射膜层。

4.根据权利要求1所述的LED道路标线灯，其特征在于，所述水泥灯座的所述支撑部具有第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度，所述支撑部围绕所述出光部形成一个半开放的容置腔，所述容置腔的腔顶壁由所述出光部的底面形成，

所述LED光源模组容置在所述容置腔中，所述容置腔的深度大于等于所述LED光源模组的整体高度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的LED道路标线灯，其特征在于，每个所述LED光源模组包括一LED灯珠板和一散热器，所述散热器包括本体和位于本体下部散热叶片，所述LED灯珠板设置在所述本体中并由所述散热叶片散热。

6.根据权利要求5所述的LED道路标线灯，其特征在于，所述散热器的所述本体的顶部包括一中心凹槽，所述LED灯珠板设置在所述中心凹槽中。

7.根据权利要求6所述的LED道路标线灯，其特征在于，所述散热器的所述本体的顶部围绕所述中心凹槽设置一环状凸缘，所述环状凸缘与所述水泥灯座的所述出光部的底面密封固定连接。

8.根据权利要求7所述的LED道路标线灯，其特征在于，所述散热器的本体顶部设置一透光密封组件，使所述LED灯珠板密封地设置在所述中心凹槽中并能够使光线自所述散热器的本体顶部射出。

9.根据权利要求8所述的LED道路标线灯，其特征在于，所述散热器的所述本体的顶部围绕所述中心凹槽设置一环状凸缘，

所述透光密封组件包括玻璃罩以及将所述玻璃罩密封固定的防水压圈，

所述防水压圈设置在所述环状凸缘上，并与所述水泥灯座的所述出光部的底面固定连接。

10.根据权利要求6-9任一项所述的LED道路标线灯，其特征在于，所述中心凹槽中还设置有反射器，

所述反射器包括多个反光杯，每个所述反光杯包括一个围绕每个所述LED灯珠设置的弧形反射面，用以将所述LED灯珠发出的光导向对应的所述导光柱。

11.根据权利要求10所述的LED道路标线灯，其特征在于，所述弧形反射面包括第一焦点和第二焦点，每个所述LED灯珠的发光面位于所述第一焦点，每根所述导光柱的第一端位于所述第二焦点。

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