CN111164346B - 道路照明和轮廓描绘设备 - Google Patents

Abstract

道路照明和轮廓描绘设备(1)，其可以在距道路表面(S)的安装高度(H)处安装在支撑结构(10)上，道路照明和轮廓描绘设备包括具有细长形状的中央主体(2)以及照明系统(4)，所述中央主体在纵向方向(A)上延伸并设有空腔(23)，照明系统容纳在空腔(23)内并且包括至少一个LED(41)，其安装在相应的印刷电路(47)上，所述印刷电路固定到在空腔(23)内部定位并连接到中央主体(2)的支撑装置(42)，所述至少一个LED发射光线(L)；与所述LED(41)相关联的折射透镜(43)和反射光学系统(44)。所述折射透镜(43)在主平面(P1)上显示基本为椭圆形的截面，而在几乎垂直于所述主平面(P1)的副平面(P2)上显示为不对称的长方形截面。光线(L)被折射透镜(43)折射并被反射光学系统(44)反射，以便当设备(1)位于安装高度(H)处时形成掠过道路表面(S)的光通量(F)。

Description

道路照明和轮廓描绘设备

技术领域

本发明涉及用于照亮旨在用于车辆流通的室外区域(如道路和高速公路)的装置和设备，以及更具体地涉及一种道路照明和轮廓描绘设备，其符合由该领域的意大利法规概述的由UNI 11248“道路照明(Road lighting)”标准限定的原理和标准。无论室内还是室外，照明构成保证安全和视觉舒适性的基本要素。已知且广泛用于道路照明的户外照明设备(如灯杆，路灯塔，路灯)通常包括一根支撑杆或支架，其一端固定在地面或相邻的建筑物上，而另一端旨在保持用于光源的壳体，所述光源例如选自于白炽灯泡，高压汞蒸气灯泡(high-pressure mercury vapor light bulbs)，高压或低压钠蒸气灯，LED灯。

背景技术

杆必须足够高以将光源定位在足够升高的高度处，以允许对道路进行均匀照明，完全符合所有法律要求，并且具有的截面直径应使整个照明设备坚固耐用。更详细地，该法律要求杆根据使用的类型具有可变的高度，例如，用于道路和高速公路照明的高度包括在8至12米之间，以便车辆驾驶员对道路布局和距沿行进车道或行车道存在的潜在障碍物的停止距离都有最佳的感知。

尽管仍然有部分普遍的用具有钢筋的混凝土支撑件制成的陈旧结构，但如今，杆主要由钢制成。作为替代方案，玻璃纤维的使用使得可以获得非常轻质的杆，该杆易于处理，但是具有较大的截面直径，并且因此需要非常笨重的支撑件，而铝的使用确保更好地保证随时间推移的耐用性，并且更易于由其制造，因此，这种材料可以采用多种形状，这在城市环境中非常流行，但也意味着更高的生产成本。

然而，使用这些支撑结构将光源定位在这样的高度的需求构成已知照明设备的主要缺点之一。

最重要的是，定位在相当高的高度处的光源使其维护复杂并且在某些情况下是危险的。实际上，当照明崩溃或故障时，维修技术人员必须通过爬上相对的支撑杆或使用升降运送车(lift truck)抵达到光源，从而使其自身暴露于所选择的选项所隐含的所有危险中。此外，如果光源应从支撑杆上脱离，例如在遭受阵阵强风的区域中，则存在非常严重的风险，即光源会以与其跌落成正比的力撞击车辆或人。

其次，光源的位置越高，分别在下雨或起雾的情况下，一个或多个暗区或所谓的光幕照明(veiling luminance)出现在沥青上的可能性就越大。确实已知的是，雨水沉积在沥青上会产生对观察者而言显现为黑色的区域，特别是在照明设备、观察者的眼睛和行车道对准的地方(即在临界角或布鲁斯特角处)，其原因在于光线在观察者自己的视野之外被路面反射的事实。相反，雾以及更具体的构成雾的水蒸气颗粒具有漫射由光源发出的光的能力；这种漫射的光产生与整个观察到的图像重叠的发光光晕，从而降低对比度，并且在道路和高速公路的特定情况下，减小可见距离和降低交通安全性。

此外，使用刚好靠近道路或高速公路定位的适于光源的支撑结构会是危险的。实际上，如果驾驶员由于某种不幸而失去了对其车辆的控制，那么对一个或多个支撑结构的冲击可能会给驾驶员和车辆中的任何潜在乘客带来非常严重甚至致命的后果。最后，不能忽略其中已知照明设备不构成用于照明和轮廓描绘用于车辆通行的道路和高速公路的最佳解决方案的情况。例如，在极端气候条件下和/或在管理问题的情况下，如例如在机场附近，已知的支撑结构可能被证明是不合适的。

发明内容

本发明的目的是改进已知的照明设备，该照明设备用于照亮和轮廓描绘用于车辆通行的室外区域，如街道和高速公路，尤其是实现符合该领域法规的道路照明和轮廓描绘设备，它没有上述缺点，同时构造简单且经济。

另一个目的是提供一种具有中等尺寸、没有支撑杆或支架并且适合于安装在基本竖直的表面上的道路照明和轮廓描绘设备，所述竖直表面如例如隧道壁、纽泽西护栏(Jersey barrier)的表面或护栏的带状结构。

另一个目的是实现一种道路照明和轮廓描绘设备，该设备改善视觉舒适度并因此改善交通安全性，并在任何天气条件且尤其是在有雨和/或雾的情况下都支持驾驶员的定向。

另一个进一步的目的是获得一种道路照明和轮廓描绘设备，其在由车辆撞击的情况下不构成障碍，从而使对所讨论的车辆的驾驶员和乘客两者造成的后果最小化。

这些和其他目的是通过根据下面所呈的权利要求中的一项或多项所述的道路照明和轮廓描绘设备来实现的。

附图说明

参考表示非限制性示例性实施例的附图，可以更好地理解和实施本发明，其中：

-图1是根据本发明的道路照明和轮廓描绘设备的第一实施例的立体图；

-图2是图1的道路照明和轮廓描绘设备的立体图，其中为了清楚起见，一些部件被移除；

-图3是根据本发明的道路照明和轮廓描绘设备的第二实施例的侧视图；

-图4是图1的道路照明和轮廓描绘设备的侧视图；

-图5是安装在护栏上的图1的道路照明和轮廓描绘设备的侧视图；

-图6是安装在护栏上的根据本发明的两个道路照明和轮廓描绘设备的立体图。

具体实施方式

这些附图示出根据本发明的道路照明和轮廓描绘设备1，其可以以距道路表面S设定的安装高度H处的方式安装在支撑结构10上，该道路照明和轮廓描绘设备1包括中央主体2，中央主体2具有模制部分21和基本上是透明的前壁22。中央主体2具有细长的形状，更具体地，是具有梯形截面的长方体的形状，其在纵向方向A上延伸并且在相对于彼此以及横向于所述纵向方向A的两侧24中的至少一侧上设有带有开口25的空腔23。模制部分21和前壁22可以在单个主体中，或者中央主体2可以形成整体元件。作为替代方案，模制部分21和前壁22可以分开并注定要联接以形成具有空腔23的中央主体2。中央主体2的模制部分21配备有外部座20，该外部座20在图中所示的实施例中与前壁22相对，并且可以与固定元件27接合，该固定元件27包括例如旨在以可调节和可逆方式固定至支撑结构10(诸如所示示例中的隧道壁，纽泽西护栏的表面，或护栏的带状结构)。在后一种情况下，可以通过使用合适的螺栓将支架27固定在护栏10的带状结构的下部弯曲处的狭槽中，如图5和6图中所示，或者当支架具有与护栏10本身的轮廓相同的形状时通过合适的夹具固定。在其中中央主体2的模制部分21具有与护栏10轮廓的最低曲线的形状互补、更一般而言与通用支撑结构10的纵向空腔11的形状互补的形状的特定情况下，中央主体2可以紧凑的组装配置G容纳在该后者即支撑结构10的纵向空腔11中，这是特别有利的，其中设备1的体积显著减小，特别是不会从护栏本身突出。

此外，支架27可以本领域技术人员已知且在此不再详细说明的方式以可调节的方式固定到支撑结构10上，以如此方式使得能够根据距道路表面S的所述安装高度H，适当地定向设备1，尤其将其倾斜在一定角度的(例如15°角的)竖直平面上。因此，设备1可以根据特定道路构造定位在设定的安装高度H处，特定道路构造诸如弯曲的延伸，其在控制照明时需要特别注意，尤其是在小于150厘米(例如等于80厘米)的安装高度H处需要特别注意。

道路照明和轮廓描绘设备1包括带有操作表面30的至少一个盲塞3，该盲塞3设计成在所述开口25处与中央主体2可逆地联接，从而优选地气密地封闭空腔23。在图1至图4中所示的实施例中，中央主体2设有多个螺纹孔，而盲塞3设有相应的多个通孔；以这种方式，可以通过穿过盲塞3的孔并拧入中央主体2的螺纹孔中的螺钉来简单地执行联接。替代地，盲塞3可以通过互锁或使用磁联接装置与中央主体2联接。

当盲塞3与中央主体2联接时，操作表面30从空腔23面向外，并旨在容纳道路轮廓描绘系统，例如无源信号系统(passive signaling system)，即反射器或后向反射器(retroreflector)31，以信号通知存在如由设备1固定到其的支撑结构10或设备1本身所示的障碍物。作为替代，操作表面30可以容纳主动道路描绘系统，如图3中所示的第二实施例所示，例如，具有多个另外的LED 33的模块或板32，以便轮廓描绘出口、曲线、危险的延伸、旋转、交叉路口，以在雾天时支持驾驶员的定向，并在存在事故或存在道路施工现场时及时警告驾驶员。

参考图4，照明系统4容纳在空腔23的内部，并且包括适于发射光线L的至少一个LED 41，折射透镜43和反射光学系统44与该LED 41相关联。

LED 41安装在相应的印刷电路47上，该印刷电路47可滑动地联接至位于空腔23内部并与中央主体2连接(例如与与前壁22相对的模制部分21的后壁26连接)的支撑装置42。作为结果，沿着支撑装置42滑动的为LED 41的印刷电路47可以稳定地定位在空腔23内部的合适位置下。支撑装置42也方便地由导热材料构造(例如由铝构造)，以便还用作适于印刷电路47的散热器。

印刷电路47配备有一定长度的电缆(在附图中未示出)，该电缆通过例如用于连接至电网系统或适于LED 41的供电装置的密封管从设备1出来。

折射透镜例如包括塑料折射透镜43，并且根据LED 41适当地模制以发射射向前壁22的光通量F。更详细地，折射透镜43在主平面P1上显示出基本为椭圆形的截面以及在几乎垂直于主平面P1的副平面P2上显示出不对称的长方形截面。如本领域技术人员所公知的，在为其定义了光学轴线的同心光学系统(centered optical system)中，两个发光的同心光线沿位于主平面P1上的相应方向传播并且相对于光学轴线彼此对称(通过定义，光学轴线将折射透镜43的几何中心和光线的中心连接起来)，它们通过撞击在折射透镜43上沿相对于光学轴线本身仍然对称的方向传播。相反，两个发光的同心光线沿位于副平面P2上的相应方向传播并且相对于光学轴线彼此对称，它们通过撞击在折射透镜43上而沿不遵循任何对称定律的任何方向传播。LED 41与相应的折射透镜43的联接从而遵照扇形的规定来确定具有最大发光强度方向的合适的光测固体(photometric solid)。将折射透镜定向为使得副平面P2几乎垂直于道路表面S，最大发光强度的方向可以适当地指向前壁22并掠过道路表面S本身。

负责优化设备1的整体性能的反射光学系统44包括反射体45和一对散热片46。优选地，反射体45在与主平面P1和副平面P2正交的平面上具有沿纵向方向A延伸的抛物线形横截面，并固定到印刷电路47或散热器上。更具体地，反射光学系统44的截面是不对称的，因为它在抛物线的两个分支之一上、有利地在最靠近道路表面S的分支上较短，如图4和图5中所示的实施例。

反射体45和散热片46具有各自的反射表面，反射表面例如由具有高性能(大于或等于98％)的镀银铝构成，该反射表面构成所述中空主体的内表面。以此方式，反射光学系统44能够反射由每个折射透镜43发射并潜在地被分散的光通量F的一部分，并且也将这部分指向前壁22。此外，散热片46具有减少由每个折射透镜43产生的潜在眩光的另外的功能。作为结果，光的散射受到限制，并且设备1的整体性能得到优化。

当道路照明和轮廓描绘设备1位于设定的安装高度H处时，LED 41发出的光线L被折射透镜43折射并被反射光学系统44反射，以获得掠过所述道路表面S并符合该领域规定的光通量F。

在不同的实施例中，根据本发明的设备1包括多个LED 41，其沿着平行于纵向方向A的方向分布，优选彼此等距。这些LED 41可以安装在印刷电路47上或相应的印刷电路47上，在两种情况下，相应的折射透镜43和相应的反射光学系统44与每个LED 41相关联。

设备1定位在小于150厘米(例如等于80厘米)的设定安装高度H处，并且包括上述照明系统4，该设备1能够发出掠过道路表面S的光通量F，同时能够将眩光控制在现行法规规定的限值内。因此，根据本发明的道路照明和轮廓描绘设备1的使用具有显著的优点，即在任何天气条件下，特别是在有雨和/或雾存在的情况下，改善视觉舒适度或交通安全性，并支持驾驶员的定向。

此外，在车辆碰撞的情况下，由于上述固定系统，根据本发明的设备1能够容易地从支撑元件上拆卸下来，例如从设备1固定在其上的护栏带状结构拆卸下来，并在不妨碍车辆本身的情况下跌落到地面，从而有利地最小化车辆碰撞对驾驶员和乘客的影响。

最后，根据本发明的道路照明和轮廓描绘设备1不需要支撑杆或支架，从而具有有限的尺寸并且可以设计成各种长度以满足性能需求。

Claims (14)

1.一种道路照明和轮廓描绘设备（1），所述道路照明和轮廓描绘设备能够在距道路表面（S）设定的安装高度（H）处安装在支撑结构（10）上，所述道路照明和轮廓描绘设备包括具有细长形状的中央主体（2）以及照明系统（4），所述中央主体在纵向方向（A）上延伸并具有空腔（23），所述照明系统容纳在所述空腔（23）内并且包括：

- 至少一个LED（41），所述至少一个LED安装在相应的印刷电路（47）上，所述印刷电路固定到在空腔（23）内部定位并连接到所述中央主体（2）的支撑装置（42），所述至少一个LED（41）适于发射光线（L）；

- 与所述至少一个LED（41）相关联的折射透镜（43）和反射光学系统（44）；

其特征在于，所述折射透镜（43）在主平面（P1）上显示基本为椭圆形的截面，而在几乎垂直于所述主平面（P1）和所述道路表面（S）的副平面（P2）上显示为不对称的长方形截面，从所述至少一个LED（41）发射的所述光线（L）被所述折射透镜（43）折射并被所述反射光学系统（44）反射，以便当所述道路照明和轮廓描绘设备（1）位于所述设定的安装高度（H）处时获得掠过所述道路表面（S）的光通量（F）；其中，所述反射光学系统（44）还能够减少由所述折射透镜（43）产生的眩光。

2.根据权利要求1所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，所述反射光学系统（44）包括反射体（45）和一对散热片（46），所述反射体（45）固定在所述印刷电路（47）上并沿着所述纵向方向（A）延伸，所述散热片（46）垂直于所述纵向方向（A）布置并联接到所述反射体（45）的两个相对侧。

3.根据权利要求2所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，所述反射体（45）具有抛物线状的截面。

4.根据权利要求1或2所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，所述反射光学系统（44）设有由具有高性能的镀银铝制成的反射表面。

5.根据权利要求中1或2所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，还包括具有操作表面（30）的至少一个盲塞（3），其中所述空腔（23）在彼此相对并且横向于所述纵向方向（A）的两个侧面（24）中的至少一个上具有开口（25），所述盲塞（3）被设计为在所述开口（25）处与所述中央主体（2）可逆地联接。

6.根据权利要求5所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，当所述盲塞（3）与中央主体（2）联接时，所述操作表面（30）从所述空腔（23）面向外，并且是旨在容纳道路轮廓描绘系统。

7.根据权利要求1或2所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，所述中央主体（2）设置有外部座（20），外部座能够由固定元件（27）接合并且旨在以可调节和可逆方式固定到所述支撑结构（10），以根据所述设定的安装高度（H）来定向所述道路照明和轮廓描绘设备（1）。

8.根据权利要求1或2所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，所述安装高度（H）小于150厘米。

9.根据权利要求1或2所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，所述安装高度（H）等于80厘米。

10.根据权利要求1或2所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，包括安装在印刷电路（47）上的多个LED（41），与所述多个LED中的每个LED（41）相关联的相应的折射透镜（43）和相应的反射光学系统（44）。

11.根据权利要求1所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，包括安装在相应的印刷电路（47）上的多个LED（41），与所述多个LED中的每个LED（41）相关联的相应的折射透镜（43）和相应的反射光学系统（44）。

12.根据权利要求10或11所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，所述多个LED中的所述LED（41）沿着与所述纵向方向（A）平行的方向分布。

13.根据权利要求1或2所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，所述印刷电路（47）滑动地联接至所述支撑装置，所述至少一个LED（41）能够定位在所述空腔（23）内的合适位置。

14.根据权利要求1或2所述的道路照明和轮廓描绘设备（1），其特征在于，所述中央主体（2）具有与所述支撑结构（10）的纵向空腔（11）的形状互补的形状，以便以紧凑的组装配置（G）容纳在所述支撑结构的纵向空腔中。

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