CN113487896A - 一种智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，具体涉及智慧城市领域，包括信号灯立杆、设备横杆和信号灯体，设备横杆的一端固定套接于信号灯立杆的表面，信号灯立杆的顶端固定安装有调谐减震球头，信号灯立杆的表面转动套接有防撞托架机构，防撞托架机构的内侧转动安装有若干吸能导辊机构。上述方案，该信号灯杆通过设置防撞导向结构，利用车辆意外撞击冲撞吸能导辊机构的转动实现对车辆冲撞的重新导向，利用车辆与吸能导辊机构的冲撞带动吸能导辊机构进行阻尼摩擦转动缓慢吸收车辆动能，阻尼减速的方式使得减速吸能作用更加平缓，防止车体减速惯性过大导致的人员震荡损伤，实现冲撞防护。

Description

一种智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆

技术领域

本发明涉及智慧城市技术领域，更具体地说，本发明具体为一种智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆。

背景技术

智慧城市是把新一代信息技术充分运用在城市中各行各业基于知识社会下一代创新的城市信息化高级形态，实现信息化、工业化与城镇化深度融合，提高城镇化质量，实现精细化和动态管理，并提升城市管理成效和改善市民生活质量，智慧城市建设的大提速将带动地方经济的快速发展，也将带动卫星导航、物联网、智能交通、智能电网、云计算、软件服务等多行业的快速发展，为相关行业带来新的发展契机。

智能交通系统是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术和控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内和全方位发挥作用的，实时、准确和高效的综合交通运输管理系统，其中智能交通中的信号灯占主导地位。

在日常中，交通信号灯受到来往车辆撞击而使车辆、信号灯共毁的事件屡有发生，对信号灯防撞理论及装置的研究也逐渐受到社会的关注我国信号灯防撞的改进型较少，绝大多数的信号灯仍面临着过往车辆撞击的威胁。目前采用的信号灯防撞装置基本存在以下缺点：一是直接固定在路面上，保护装置自身尺寸较大，挤占原本紧张的车道，且保护装置一旦遭到破坏需整体更换，维修更换复杂、成本较高；二是一些保护装置仅片面考虑对信号灯的保护，忽略了对防撞装置自身以及车辆的保护，不能满足遭到撞击后信号灯不破坏，防撞装置及车辆不损坏的“三不坏”原则。

另外，传统的信号灯杆较为脆弱，仅能起到一定的支撑作用，当出现交通事故时，车辆会撞断信号灯杆，车辆与护栏摩擦时，会产生高温以及火花，有可能会引发车辆火灾及爆炸，存在较大的安全隐患，信号灯杆在日常轻微碰撞或恶劣大风天气中信号灯杆易产生较大幅度摆动造成不良振动，从而导致灯杆连接结构松脱等情况，存在一定缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，通过利用车辆意外撞击冲撞吸能导辊机构的转动实现对车辆冲撞的重新导向，利用车辆与吸能导辊机构的冲撞带动吸能导辊机构进行阻尼摩擦转动缓慢吸收车辆动能，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，包括信号灯立杆、设备横杆和信号灯体，所述设备横杆的一端固定套接于信号灯立杆的表面，所述信号灯体固定安装于设备横杆的底面，所述信号灯立杆的顶端固定安装有调谐减震球头，所述信号灯立杆的表面转动套接有防撞托架机构，所述防撞托架机构的内侧转动安装有若干吸能导辊机构；

所述调谐减震球头包括支撑架、弹性支撑件和质量球块，所述质量球块固定安装于信号灯立杆内腔的顶端，所述质量球块的上下两端分别于支撑架的顶面和弹性支撑件的底端固定连接，所述弹性支撑件为钨钢材质构件，所述弹性支撑件的圆心与调谐减震球头的圆心位于同一平面内；

所述防撞托架机构包括上托架和下托架，所述上托架和下托架的内侧固定杆状有阻尼转套，所述阻尼转套转动套接于信号灯立杆的外侧，所述信号灯立杆的表面固定安装有位于上托架和下托架上下两侧的限位环套，所述信号灯立杆的表面开设有阻尼纳槽，所述信号灯立杆的表面固定安装有旋转阻尼条，所述旋转阻尼条的外侧与阻尼转套的内侧滑动抵接

所述吸能导辊机构包括导辊、弹性波纹套和橡胶摩擦套，所述弹性波纹套固定套接于导辊的外侧，所述橡胶摩擦套固定套接于弹性波纹套的外侧，所述导辊的内侧设有旋转阻尼机构，所述旋转阻尼机构转动套接于导辊定轴的外侧，所述导辊定轴的表面设有凸棱条，所述凸棱条位于旋转阻尼机构的内侧；

所述旋转阻尼机构包括阻尼套，所述阻尼套的内侧开设有抵接活动腔，所述抵接活动腔的内部活动安装有阻尼抵块，所述阻尼套的内侧活动套接有阻尼弧板，所述阻尼弧板贴合于导辊定轴的外侧，所述阻尼抵块的一侧于阻尼弧板的外侧滑动抵接。

优选地，所述阻尼纳槽的形状大小与旋转阻尼条的大小向适配，所述旋转阻尼条的一端与限位环套的表面固定连接，所述旋转阻尼条的另一端与阻尼纳槽的一端固定连接。

优选地，所述旋转阻尼条为橡胶条结构，所述旋转阻尼条呈拱形结构，所述旋转阻尼条呈倾斜状布置，且所述旋转阻尼条和限位环套的数量为两个并呈对称布置与阻尼转套的两端。

优选地，所述吸能导辊机构的数量为若干，且吸能导辊机构呈圆周方向均匀分布于信号灯立杆的周侧，所述吸能导辊机构的边缘竖直面凸出防撞托架机构的边缘。

优选地，所述导辊为空心套筒状结构，所述导辊为一体吹塑成型，且导辊的内部加注有水液，所述弹性波纹套为弹性金属材质构件，所述橡胶摩擦套为橡胶材质构件，所述橡胶摩擦套的外侧设有防滑纹。

优选地，所述导辊定轴的外侧固定套接有位于导辊定轴上下两端的轴承，所述导辊的内侧与轴承的外侧固定套接。

优选地，所述阻尼弧板呈弧形弯板结构，所述阻尼弧板的数量为两个并呈对称分布于导辊定轴的两侧，所述阻尼弧板的两端与凸棱条的侧面相抵接，所述阻尼弧板的外径等于导辊定轴的圆心与凸棱条外侧之间的距离。

优选地，所述抵接活动腔的内部设有金属弹片，所述金属弹片呈拱形结构，且所述金属弹片的两侧分别与阻尼抵块的一侧和抵接活动腔的内壁相抵接，所述阻尼抵块的内侧为粗糙面结构。

本发明的技术效果和优点：

1、上述方案中，该信号灯杆通过设置防撞导向结构，利用车辆意外撞击冲撞吸能导辊机构的转动实现对车辆冲撞的重新导向，利用车辆与吸能导辊机构的冲撞带动吸能导辊机构进行阻尼摩擦转动缓慢吸收车辆动能，阻尼减速的方式使得减速吸能作用更加平缓，防止车体减速惯性过大导致的人员震荡损伤，实现冲撞防护；

2、上述方案中，该信号灯杆通过设置冲撞吸能结构，利用吸能导辊机构表面带动弹性波纹套和橡胶摩擦套进行形变吸能，对车辆进行动能减缓，利用外侧的橡胶防护层结构在摩擦时，避免产生高温以及火花，杜绝车辆火灾及爆炸的事故，且在极端环境下，导辊内部填充的水液进行直接炸裂，以牺牲性形变防止车辆内部乘员受到伤害，进一步提高其防护性能；

3、上述方案中，该信号灯杆通过设置调谐减震球头结构，利用调谐减震球头内部质量块在信号灯立杆受外力作用晃动时，通过惯性向相反方向运动始终给信号灯立杆提供晃动方向相反的牵引力从而减小信号灯立杆的晃动幅度，调谐信号灯立杆的运动量，从而防止信号灯立杆运动幅度过大造成的结构劳损以及连接件的脱落损坏，提高使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的防撞结构俯视示意图；

图3为本发明的防撞托架机构结构示意图；

图4为本发明的阻尼转套和信号灯立杆安装结构示意图；

图5为本发明的吸能导辊机构截面结构示意图；

图6为本发明的旋转阻尼机构结构示意图；

图7为本发明的调谐减震球头内部结构示意图。

附图标记为：

1、信号灯立杆；2、设备横杆；3、调谐减震球头；4、信号灯体；5、防撞托架机构；6、吸能导辊机构；11、限位环套；12、阻尼纳槽；13、旋转阻尼条；31、支撑架；32、弹性支撑件；33、质量球块；51、上托架；52、下托架；53、阻尼转套；54、导辊定轴；541、凸棱条；542、轴承；61、导辊；62、弹性波纹套；63、橡胶摩擦套；64、旋转阻尼机构；641、阻尼套；642、抵接活动腔；643、阻尼抵块；644、金属弹片；645、阻尼弧板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图7本发明的实施例提供一种智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，包括信号灯立杆1、设备横杆2和信号灯体4，设备横杆2的一端固定套接于信号灯立杆1的表面，信号灯体4固定安装于设备横杆2的底面，信号灯立杆1的顶端固定安装有调谐减震球头3，信号灯立杆1的表面转动套接有防撞托架机构5，防撞托架机构5的内侧转动安装有若干吸能导辊机构6；

调谐减震球头3包括支撑架31、弹性支撑件32和质量球块33，质量球块33固定安装于信号灯立杆1内腔的顶端，质量球块33的上下两端分别于支撑架31的顶面和弹性支撑件32的底端固定连接，弹性支撑件32为钨钢材质构件，弹性支撑件32的圆心与调谐减震球头3的圆心位于同一平面内；

防撞托架机构5包括上托架51和下托架52，上托架51和下托架52的内侧固定杆状有阻尼转套53，阻尼转套53转动套接于信号灯立杆1的外侧，信号灯立杆1的表面固定安装有位于上托架51和下托架52上下两侧的限位环套11，信号灯立杆1的表面开设有阻尼纳槽12，信号灯立杆1的表面固定安装有旋转阻尼条13，旋转阻尼条13的外侧与阻尼转套53的内侧滑动抵接

吸能导辊机构6包括导辊61、弹性波纹套62和橡胶摩擦套63，弹性波纹套62固定套接于导辊61的外侧，橡胶摩擦套63固定套接于弹性波纹套62的外侧，导辊61的内侧设有旋转阻尼机构64，旋转阻尼机构64转动套接于导辊定轴54的外侧，导辊定轴54的表面设有凸棱条541，凸棱条541位于旋转阻尼机构64的内侧，导辊定轴54的外侧固定套接有位于导辊定轴54上下两端的轴承542，导辊61的内侧与轴承542的外侧固定套接；

旋转阻尼机构64包括阻尼套641，阻尼套641的内侧开设有抵接活动腔642，抵接活动腔642的内部活动安装有阻尼抵块643，阻尼套641的内侧活动套接有阻尼弧板645，阻尼弧板645贴合于导辊定轴54的外侧，阻尼抵块643的一侧于阻尼弧板645的外侧滑动抵接。

在该实施例中，阻尼纳槽12的形状大小与旋转阻尼条13的大小向适配，旋转阻尼条13的一端与限位环套11的表面固定连接，旋转阻尼条13的另一端与阻尼纳槽12的一端固定连接，旋转阻尼条13为橡胶条结构，旋转阻尼条13呈拱形结构，旋转阻尼条13呈倾斜状布置，且旋转阻尼条13和限位环套11的数量为两个并呈对称布置与阻尼转套53的两端，在防撞托架机构5转动的过程中，通过旋转阻尼条13与阻尼转套53的摩擦抵接，将防撞托架机构5的转动势能以及车辆的势能部分转换为旋转阻尼条13与阻尼转套53的内能，达到吸能的目的。

在该实施例中，吸能导辊机构6的数量为若干，且吸能导辊机构6呈圆周方向均匀分布于信号灯立杆1的周侧，吸能导辊机构6的边缘竖直面凸出防撞托架机构5的边缘，导辊61为空心套筒状结构，导辊61为一体吹塑成型，且导辊61的内部加注有水液，弹性波纹套62为弹性金属材质构件，橡胶摩擦套63为橡胶材质构件，橡胶摩擦套63的外侧设有防滑纹。

具体的，弹性波纹套62和橡胶摩擦套63进行弹性形变吸收部分运动势能，并使得弹性波纹套62和橡胶摩擦套63的表面凹陷情况原图车身契合，提高橡胶摩擦套63与车身表面摩擦。

在该实施例中，阻尼弧板645呈弧形弯板结构，阻尼弧板645的数量为两个并呈对称分布于导辊定轴54的两侧，阻尼弧板645的两端与凸棱条541的侧面相抵接，阻尼弧板645的外径等于导辊定轴54的圆心与凸棱条541外侧之间的距离。

进一步的，抵接活动腔642的内部设有金属弹片644，金属弹片644呈拱形结构，且金属弹片644的两侧分别与阻尼抵块643的一侧和抵接活动腔642的内壁相抵接，阻尼抵块643的内侧为粗糙面结构。

具体的，通过金属弹片644的张力抵接，使得阻尼抵块643始终与阻尼弧板645的外侧摩擦抵接，在导辊61转动的过程中，通过阻尼抵块643与阻尼弧板645的摩擦吸收动力势能，从而达到吸能目的。

本发明的工作过程如下：

该信号灯杆在日常使用时，收到轻微外力碰撞或恶劣大风天气的影响信号灯立杆1产生晃动摇摆时，利用调谐减震球头3内部弹性支撑件32在信号灯立杆1受外力作用晃动时，通过惯性向信号灯立杆1摆动的相反方向运动始终，通过质量球块33的牵拉给信号灯立杆1提供晃动方向相反的牵引力从而减小信号灯立杆1的晃动幅度，调谐信号灯立杆1的运动量，直至信号灯立杆1停止晃动，从而防止信号灯立杆1运动幅度过大造成的结构劳损以及连接件的脱落损坏；

当信号灯杆受到非100％偏置碰撞时，首先由弹性波纹套62和橡胶摩擦套63进行弹性形变吸收部分运动势能，并使得弹性波纹套62和橡胶摩擦套63的表面凹陷情况原图车身契合，提高橡胶摩擦套63与车身表面摩擦，第二步通过导辊61和防撞托架机构5的转动将车辆进行导向两侧，防止车辆进一步直线冲撞对灯杆造成不可逆伤害，在导辊61转动的过程中，通过阻尼套641内部的阻尼抵块643与导辊定轴54和阻尼弧板645的弹性抵接增大摩擦阻尼从而通过转动阻尼二次吸收车辆的运动势能，当防撞托架机构5发生转动时，由信号灯立杆1表面的旋转阻尼条13与阻尼转套53内壁的弹性抵接形成的摩擦阻尼，同样可二次吸收车辆的运动势能，将势能减少后的车辆导向一侧，防止对灯杆造成伤害，并在减速吸能作用更加平缓，防止车体减速惯性过大导致的人员震荡损伤；

当信号灯杆受到100％正向碰撞时，通过弹性波纹套62及橡胶摩擦套63的形变进行吸能，并在碰撞力度过大时导辊61发生爆裂，从而发生牺牲性冲撞防护，达到高防护效果。

最后应说明的几点是，首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次，本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，包括信号灯立杆(1)、设备横杆(2)和信号灯体(4)，所述设备横杆(2)的一端固定套接于信号灯立杆(1)的表面，所述信号灯体(4)固定安装于设备横杆(2)的底面，其特征在于，所述信号灯立杆(1)的顶端固定安装有调谐减震球头(3)，所述信号灯立杆(1)的表面转动套接有防撞托架机构(5)，所述防撞托架机构(5)的内侧转动安装有若干吸能导辊机构(6)；

所述调谐减震球头(3)包括支撑架(31)、弹性支撑件(32)和质量球块(33)，所述质量球块(33)固定安装于信号灯立杆(1)内腔的顶端，所述质量球块(33)的上下两端分别于支撑架(31)的顶面和弹性支撑件(32)的底端固定连接，所述弹性支撑件(32)为钨钢材质构件，所述弹性支撑件(32)的圆心与调谐减震球头(3)的圆心位于同一平面内；

所述防撞托架机构(5)包括上托架(51)和下托架(52)，所述上托架(51)和下托架(52)的内侧固定杆状有阻尼转套(53)，所述阻尼转套(53)转动套接于信号灯立杆(1)的外侧，所述信号灯立杆(1)的表面固定安装有位于上托架(51)和下托架(52)上下两侧的限位环套(11)，所述信号灯立杆(1)的表面开设有阻尼纳槽(12)，所述信号灯立杆(1)的表面固定安装有旋转阻尼条(13)，所述旋转阻尼条(13)的外侧与阻尼转套(53)的内侧滑动抵接

所述吸能导辊机构(6)包括导辊(61)、弹性波纹套(62)和橡胶摩擦套(63)，所述弹性波纹套(62)固定套接于导辊(61)的外侧，所述橡胶摩擦套(63)固定套接于弹性波纹套(62)的外侧，所述导辊(61)的内侧设有旋转阻尼机构(64)，所述旋转阻尼机构(64)转动套接于导辊定轴(54)的外侧，所述导辊定轴(54)的表面设有凸棱条(541)，所述凸棱条(541)位于旋转阻尼机构(64)的内侧；

所述旋转阻尼机构(64)包括阻尼套(641)，所述阻尼套(641)的内侧开设有抵接活动腔(642)，所述抵接活动腔(642)的内部活动安装有阻尼抵块(643)，所述阻尼套(641)的内侧活动套接有阻尼弧板(645)，所述阻尼弧板(645)贴合于导辊定轴(54)的外侧，所述阻尼抵块(643)的一侧于阻尼弧板(645)的外侧滑动抵接。

2.根据权利要求1所述的智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，其特征在于，所述阻尼纳槽(12)的形状大小与旋转阻尼条(13)的大小向适配，所述旋转阻尼条(13)的一端与限位环套(11)的表面固定连接，所述旋转阻尼条(13)的另一端与阻尼纳槽(12)的一端固定连接。

3.根据权利要求1所述的智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，其特征在于，所述旋转阻尼条(13)为橡胶条结构，所述旋转阻尼条(13)呈拱形结构，所述旋转阻尼条(13)呈倾斜状布置，且所述旋转阻尼条(13)和限位环套(11)的数量为两个并呈对称布置与阻尼转套(53)的两端。

4.根据权利要求1所述的智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，其特征在于，所述吸能导辊机构(6)的数量为若干，且吸能导辊机构(6)呈圆周方向均匀分布于信号灯立杆(1)的周侧，所述吸能导辊机构(6)的边缘竖直面凸出防撞托架机构(5)的边缘。

5.根据权利要求1所述的智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，其特征在于，所述导辊(61)为空心套筒状结构，所述导辊(61)为一体吹塑成型，且导辊(61)的内部加注有水液，所述弹性波纹套(62)为弹性金属材质构件，所述橡胶摩擦套(63)为橡胶材质构件，所述橡胶摩擦套(63)的外侧设有防滑纹。

6.根据权利要求1所述的智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，其特征在于，所述导辊定轴(54)的外侧固定套接有位于导辊定轴(54)上下两端的轴承(542)，所述导辊(61)的内侧与轴承(542)的外侧固定套接。

7.根据权利要求1所述的智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，其特征在于，所述阻尼弧板(645)呈弧形弯板结构，所述阻尼弧板(645)的数量为两个并呈对称分布于导辊定轴(54)的两侧，所述阻尼弧板(645)的两端与凸棱条(541)的侧面相抵接，所述阻尼弧板(645)的外径等于导辊定轴(54)的圆心与凸棱条(541)外侧之间的距离。

8.根据权利要求1所述的智慧城市用防撞防护型交通信号灯杆，其特征在于，所述抵接活动腔(642)的内部设有金属弹片(644)，所述金属弹片(644)呈拱形结构，且所述金属弹片(644)的两侧分别与阻尼抵块(643)的一侧和抵接活动腔(642)的内壁相抵接，所述阻尼抵块(643)的内侧为粗糙面结构。

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