CN114446067B - 一种物联网控制的交通信号灯 - Google Patents

一种物联网控制的交通信号灯 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种物联网控制的交通信号灯，包括控制单元、无线通信单元、灯杆、灯箱以及连接灯杆和灯箱的连接装置，所述连接装置包括与灯杆连接的第一固定法兰、与灯箱连接的第二固定法兰以及连接第一固定法兰和第二固定法兰的多个连接块；所述灯箱为长方体形，包括前面板、背板以及侧框部，所述前面板处具有多个安装通孔，每个安装通孔处安装有一个信号灯灯头，所述信号灯灯头包括竖直排列的三个信号灯单元。本申请的信号灯具有远程控制、自我监控的功能，从而更加适用于现代化的智慧城市中。

Description

一种物联网控制的交通信号灯
技术领域
本申请涉及信号灯领域，具体涉及一种物联网控制的交通信号灯。
背景技术
道路交通信号灯是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。信号灯在现代化交通是极为常见的设施，但是随着社会的发展，一方面信号能够显示的信号越来越丰富，另一方面，信号灯在自身的智能化控制、远程控制、工作状态监控等技术方向也有重要的进步，例如常规的信号灯不具有远程控制的功能，从而给信号灯的设置和调节带来不便，并且常规的信号灯也不具有自我状态监测的功能，从而给信号灯的维护带来不便，这样的信号灯显然不能满足现代城市智能化、物联网化的要求。
发明内容
发明目的：本申请旨在克服现有技术的缺陷，提供一种物联网控制的交通信号灯。
技术方案：一种物联网控制的交通信号灯，包括控制单元、无线通信单元、灯杆、灯箱以及连接灯杆和灯箱的连接装置，所述连接装置包括与灯杆连接的第一固定法兰、与灯箱连接的第二固定法兰以及连接第一固定法兰和第二固定法兰的多个连接块；所述灯箱为长方体形，包括前面板、背板以及侧框部，所述前面板处具有多个安装通孔，每个安装通孔处安装有一个信号灯灯头，所述信号灯灯头包括竖直排列的三个信号灯单元。
进一步地，所述安装通孔具有3个，3个安装通孔呈一排等间距分布；所述安装通孔为带圆角的矩形通孔；每个安装通孔上方具有一个固定于所述前面板处的遮阳板。
等间距分布并且配合遮阳板从而提供很好的信号灯的信号显示。
进一步地，所述控制单元和所述无线通信单元安装于所述灯箱内；或者，所述灯杆处固定有控制箱，所述控制单元和所述无线通信单元安装于所述控制箱内。
由于灯箱内具有较多的安装空间，因此优选直接将控制单元和无线通信单元安装于灯箱内。
进一步地，所述信号灯灯头的顶端通过弹性复位铰接部件与所述安装通孔的顶端铰接，所述信号灯灯头的底端通过弹性复位铰接部件与所述安装通孔的底端铰接；所述侧框部包括第一侧板、第二侧板、顶板和底板，所述第一侧板和第二侧板之间连接有光杆，所述第一侧板处安装有电机，所述第二侧板处安装有轴承，所述电机和所述轴承之间连接有丝杆，所述灯箱内还具有滑座，所述滑座具有与所述丝杆配合的螺纹孔以及与所述光杆配合的光滑孔；所述滑座处安装有电动推杆，所述电动推杆的活动端安装有活动架；所述活动架处安装有检测板以及用于抵接推动所述信号灯灯头转动的推板，所述检测板处安装有图像采集传感器；当滑座移动到某个信号灯灯头的检测位置且电动推杆伸长到最大长度时，所述推板推动该信号灯灯头转动10-20度，优选15度；并且所述图像采集传感器能够采集该信号灯灯头的3个信号灯单元的图像。
进一步地，对应每个安装通孔，在前面板的内侧具有两个位于安装通孔两侧且与安装通孔连通的连通凹槽；当滑座移动到某个信号灯灯头的检测位置且电动推杆伸长到最大长度时，所述推板抵接所述信号灯灯头的背面，所述检测板插入远离所述推板的连通凹槽；所述推板和检测板平行，且两者均与所述前面板垂直。
连通凹槽的设置，使得信号灯灯头只需要转动很小的角度，处于灯箱内的图像采集传感器和出气喷嘴就可以对信号灯单元进行图像采集和吹扫操作。
进一步地，所述检测板处安装有出气舱，所述出气舱处安装有风机，所述出气舱连接有出气喷嘴；所述底板处具有多个进气通孔；当滑座移动到某个信号灯灯头的检测位置且电动推杆伸长到最大长度时，所述出气喷嘴能够对该信号灯灯头的3个信号灯单元进行吹扫。
进一步地，所述检测板处安装有3个图像采集传感器，3个图像采集传感器呈一列等间距分布；3个图像采集传感器和信号灯灯头的3个信号灯单元一一对应，每个图像采集传感器用于采集一个信号灯单元的图像；所述出气舱处安装有多个出气喷嘴，多个出气喷嘴呈一列等间距分布。
由于图像采集传感器和信号灯灯头靠的比较近，设置3个图像采集传感器对每个信号灯单元分别采集信号，可以获得更加清晰的采集图像。
进一步地，所述光杆有两个；所述滑座处具有两个限位通孔，所述活动架处固定有两个限位杆，两个限位通孔和两个限位杆一一对应，每个限位杆穿过一个限位通孔；所述限位杆的端部具有限位挡块。
进一步地，所述安装通孔的顶端和底端均安装有灯头限位单元，所述灯头限位单元包括限位板和两个固定块，两个固定块均固定有插杆，所述限位板处具有两个与插杆配合的插孔，所述固定块和限位板之间还连接有被所述插杆穿过的弹簧；所述限位板处固定有第一抵接块，所述第一抵接块处具有插槽，所述插槽处具有抵接斜面；所述活动架处连接有两个连接杆，所述连接杆处固定连接有第二抵接块，两个第二抵接块和两个灯头限位单元一一对应，所述第二抵接块能够插入所述插槽内并抵接所述抵接斜面，从而推动所述限位板向远离信号灯灯头的方向移动，使得限位板无法对信号灯灯头限位。
进一步地，所述信号灯头的背面具有两个安装盲孔，所述安装盲孔内安装有光强传感器，所述限位板处具有检测通孔，所述检测通孔内安装有透光板，所述滑座处安装有两个安装杆，所述安装杆处安装有激光发射器；两个光强传感器、两个检测通孔和两个激光发射器分为两组；当滑座移动到某个信号灯灯头的检测位置，且电动推杆处于最短状态时，同一组内的激光发射器的光线穿过所述检测通孔并射入所述安装盲孔内由光强传感器检测光强。
进一步地，每个限位板具有一个检测通孔。
进一步地，所述活动架处具有多个横向加强筋和多个纵向加强筋。
从而增加活动架的强度。
进一步地，当信号灯灯头与所述背板平行时，所述信号灯灯头的转动轴线到信号灯灯头左右两侧的距离相等。
进一步地，两个安装杆分别为位于滑座上方的条形的第一安装杆和位于滑座下方的L形的第二安装杆；所述信号灯灯头处的两个安装盲孔位于信号灯灯头转动轴线的两侧。
有益效果：本申请的信号灯，除了实现常规的信号灯的交通指示功能之外，还具有如下特殊的优点：
1)具有物联网功能，通过设置无线通信单元，可以与远程控制中心建立通信，从而实现远程控制，以及信号灯灯头控制信号的更好，以及检测信号的传输等。
2)能够对信号灯灯头的工作状态进行检测，避免信号灯灯头损坏后没有及时报修的情况。
3)能够在检测的同时对信号灯灯头的信号灯单元进行吹扫除灰，避免因为信号灯单元的表面沾染灰尘导致的朦胧不清楚，从而保证信号灯单元对交通的清楚指示。
附图说明
图1为本申请信号灯示意图；
图2为A区域放大图；
图3为滑座移动至中间的信号灯灯头检测位置且电动推杆处于最短状态示意图；
图4为B区域放大图；
图5为滑座移动至中间的信号灯灯头检测位置且电动推杆伸长过程中，限位板解除限位示意图；
图6为C区域放大图；
图7为滑座移动至中间的信号灯灯头检测位置且电动推杆处于最长状态第一视角示意图；
图8为D区域放大图；
图9为滑座移动至中间的信号灯灯头检测位置且电动推杆处于最长状态第二视角示意图；
图10为E区域放大图；
图11为活动架、推板、检测板等部件连接示意图。
其中图3-10为了示意清楚，隐藏了侧框部的背板、顶板和底板。
具体实施方式
附图标记：1灯杆；1.1第一固定法兰；1.2第二固定法兰；1.3连接块；2灯箱；2.1第一侧板；2.2第二侧板；2.3前面板；2.3.1安装通孔；2.3.2连通凹槽；3信号灯灯头；3.1信号灯单元；3.2遮阳板；3.3安装盲孔；4.1固定块；4.2插杆；4.3弹簧；4.4限位板；4.5第一抵接块；4.6插槽；4.7抵接斜面；4.8检测通孔；5.1丝杆；5.2光杆；5.3滑座；5.4第一安装杆；5.5第二安装杆；5.5.1激光发射器；5.6电动推杆；6.1活动架；6.1.1横向加强筋；6.1.2纵向加强筋；6.2检测板；6.2.1图像采集传感器；6.2.2出气舱；6.2.3出气喷嘴；6.2.4风机；6.3推板；6.4连接杆；6.4.1第二抵接块；6.5限位杆；6.5.1限位挡块。
下面结合附图作具体说明：
如图所示，一直物联网控制的交通信号灯，包括控制单元、无线通信单元、灯杆1、灯箱2以及连接灯杆1和灯箱2的连接装置，所述连接装置包括与灯杆1连接的第一固定法兰1.1、与灯箱2连接的第二固定法兰1.2以及连接第一固定法兰1.1和第二固定法兰1.2的多个连接块1.3；所述灯箱2为长方体形，包括前面板2.3、背板以及侧框部，所述前面板2.3处具有多个安装通孔2.3.1，每个安装通孔2.3.1处安装有一个信号灯灯头3，所述信号灯灯头3包括竖直排列的三个信号灯单元3.1。所述安装通孔2.3.1具有3个，3个安装通孔2.3.1呈一排等间距分布；所述安装通孔2.3.1为带圆角的矩形通孔；每个安装通孔2.3.1上方具有一个固定于所述前面板2.3处的遮阳板3.2。所述控制单元和所述无线通信单元安装于所述灯箱2内；或者，所述灯杆1处固定有控制箱，所述控制单元和所述无线通信单元安装于所述控制箱内。
所述信号灯灯头3的顶端通过弹性复位铰接部件与所述安装通孔2.3.1的顶端铰接，所述信号灯灯头3的底端通过弹性复位铰接部件与所述安装通孔2.3.1的底端铰接；所述侧框部包括第一侧板2.1、第二侧板2.2、顶板和底板，所述第一侧板2.1和第二侧板2.2之间连接有光杆5.2，所述第一侧板2.1处安装有电机，所述第二侧板2.2处安装有轴承，所述电机和所述轴承之间连接有丝杆5.1，所述灯箱内还具有滑座5.3，所述滑座5.3具有与所述丝杆5.1配合的螺纹孔以及与所述光杆5.2配合的光滑孔；所述滑座5.3处安装有电动推杆5.6，所述电动推杆5.6的活动端安装有活动架6.1；所述活动架6.1处安装有检测板6.2以及用于抵接推动所述信号灯灯头3转动的推板6.3，所述检测板6.2处安装有图像采集传感器6.2.1；当滑座5.3移动到某个信号灯灯头3的检测位置且电动推杆5.6伸长到最大长度时，所述推板6.3推动该信号灯灯头3转动10-20度，优选15度；并且所述图像采集传感器6.2.1能够采集该信号灯灯头3的3个信号灯单元3.1的图像。所述光杆5.2有两个；所述滑座5.3处具有两个限位通孔，所述活动架6.1处固定有两个限位杆6.5，两个限位通孔和两个限位杆6.5一一对应，每个限位杆6.5穿过一个限位通孔；所述限位杆6.5的端部具有限位挡块6.5.1。
对应每个安装通孔，在前面板2.3的内侧具有两个位于安装通孔2.3.1两侧且与安装通孔2.3.1连通的连通凹槽2.3.2；当滑座5.3移动到某个信号灯灯头3的检测位置且电动推杆5.6伸长到最大长度时，所述推板6.3抵接所述信号灯灯头3的背面，所述检测板6.2插入远离所述推板的连通凹槽2.3.2；所述推板6.3和检测板6.2平行，且两者均与所述前面板2.3垂直。所述检测板6.2处安装有出气舱6.2.2，所述出气舱6.2.2处安装有风机6.2.4，所述出气舱6.2.2连接有出气喷嘴6.2.3；所述底板处具有多个进气通孔(用于为风机提供气流)；当滑座5.3移动到某个信号灯灯头3的检测位置且电动推杆5.6伸长到最大长度时，所述出气喷嘴6.2.3能够对该信号灯灯头3的3个信号灯单元3.1进行吹扫。所述检测板6.2处安装有3个图像采集传感器6.2.1，3个图像采集传感器6.2.1呈一列等间距分布；3个图像采集传感器6.2.1和信号灯灯头的3个信号灯单元3.1一一对应，每个图像采集传感器6.2.1用于采集一个信号灯单元3.1的图像；所述出气舱6.2.2处安装有多个出气喷嘴6.2.3，多个出气喷嘴6.2.3呈一列等间距分布。
如图所示，本申请的信号灯，除了具有常规信号灯的显示功能之外，还能够进行远程控制，通过与远程控制中心建立通信从而实现对信号灯的远程控制。并且另外还具有自我状态监测的功能，如图所示，在需要对某个信号灯灯头进行检测时，利用电机将滑座移动至该信号灯灯头的检测位置(检测位置是设定好的，并且通过电机的驱动可以精确驱动滑动座移动至相应的检测位置)；并且电动推杆可以推动信号灯灯头转动，从而如图7-10所示，从而图像采集传感器能够从前面板的背面从缝隙中对信号灯单元采集图像(相对于信号灯单元而言是从信号灯单元的侧面进行图像采集，但是由于只需要根据图像判断信号灯灯头是否正常点亮熄灭、亮度是否达到要求，因此从侧面斜着采集图像是足够判断信号灯灯头是否正常工作的)，并且出气喷嘴从侧面对信号灯灯头进行吹扫，从而获得很好的吹扫效果。并且此时，由于信号灯灯头只转动了很小的角度(10-20度，优选15度)，从而行人和车辆仍然可以识别信号灯灯头的信号，从而并不影响信号灯的正常使用。为了减少环境光的影响，检测操作可以选择在夜间进行。
所述安装通孔2.3.1的顶端和底端均安装有灯头限位单元，所述灯头限位单元包括限位板4.4和两个固定块4.1，两个固定块4.1均固定有插杆4.2，所述限位板4.4处具有两个与插杆4.1配合的插孔，所述固定块4.1和限位板4.4之间还连接有被所述插杆4.2穿过的弹簧4.3；所述限位板4.4处固定有第一抵接块4.5，所述第一抵接块4.5处具有插槽4.6，所述插槽4.6处具有抵接斜面4.7；所述活动架6.1处连接有两个连接杆6.4，所述连接杆6.4处固定连接有第二抵接块6.4.1，两个第二抵接块6.4.1和两个灯头限位单元一一对应，所述第二抵接块6.4.1能够插入所述插槽4.6内并抵接所述抵接斜面4.7，从而推动所述限位板4.4向远离信号灯灯头3的方向移动，使得限位板4.4无法对信号灯灯头3限位。
由于信号灯灯头是通过弹性复位铰接部件铰接安装于通孔处的，因此在外力(强风)的干扰下，可能存在摆动(但是由于弹性复位铰接部件的弹力较大，这种摆动的幅度非常小，非常微弱)，为了进一步增加稳定性，设置了灯头限位单元，从而两个灯头限位单元从上下两端对信号灯灯头进行限位，使得信号灯灯头在被限位的情况下，无法摆动更加稳定。当需要检测时，如图所示，在电动推杆伸长的过程中，首先第二抵接块抵接第一抵接块的抵接斜面，将限位板向远离信号灯灯头的方向移动(上方的限位板向上移动，下方的限位板向下移动)，从而信号灯灯头解除限位，随着电动推杆的继续伸长，推板抵接信号灯灯头推动信号灯灯头转动，并且检测板也移动至指定的位置，进行相应的检测和清灰操作。
所述信号灯头3的背面具有两个安装盲孔3.3，所述安装盲孔3.3内安装有光强传感器，所述限位板4.4处具有检测通孔4.8，所述检测通孔4.8内安装有透光板，所述滑座5.3处安装有两个安装杆5.4、5.5，所述安装杆5.4、5.5处安装有激光发射器；两个光强传感器、两个检测通孔和两个激光发射器分为两组；当滑座5.3移动到某个信号灯灯头3的检测位置，且电动推杆5.6处于最短状态时，同一组内的激光发射器的光线穿过所述检测通孔并射入所述安装盲孔内由光强传感器检测光强。
如图7-8所示，在电动推杆缩短之后，首先信号灯灯头会复位(复制至于背板平行的状态)，接着两个限位板会复位，恢复对信号灯灯头的限位。但是如果信号灯灯头处的弹性铰接部件疲劳了，或者灯头限位单元处的弹簧疲劳了，可能会存在信号灯灯头无法完全复位(还保持一定的倾斜状态)，此时限位板可能会抵接信号灯灯头的顶端(或底端)，从而限位板也无法复位，从而信号灯无法正常使用。因此在每次滑座移动至某个检测位置时，激光发射器会发射信号，然后根据光强传感器的测量值判断信号灯是否正常(理论上，激光发射器的光线会经过检测通孔处的透光板被光强传感器测量，其测量值是在一定范围内的；当信号灯灯头无法正常复位时，激光发射器的光线要门无法被光强传感器接收，要么无法经过透光板，从而会导致测量值的异常)，如果异常则及时报警维护。如果正常说明信号灯正常，并且这种判断如果正常，还说明滑座确实精确地移动到了所期望移动到的检测位置，从而在接下来电动推杆伸长的操作中，更有利于活动架的精确位移。另外之所以将信号灯灯头的两个安装盲孔设置在对角的位置，还可以接着这个布局，判断信号灯灯头本身是否存在弯折、变形等。从而可以进行更多一个维护的是否正常的判断。
尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (9)

1.一种物联网控制的交通信号灯，其特征在于，包括控制单元、无线通信单元、灯杆、灯箱以及连接灯杆和灯箱的连接装置，所述连接装置包括与灯杆连接的第一固定法兰、与灯箱连接的第二固定法兰以及连接第一固定法兰和第二固定法兰的多个连接块；所述灯箱为长方体形，包括前面板、背板以及侧框部，所述前面板处具有多个安装通孔，每个安装通孔处安装有一个信号灯灯头，所述信号灯灯头包括竖直排列的三个信号灯单元；所述信号灯灯头的顶端通过弹性复位铰接部件与所述安装通孔的顶端铰接，所述信号灯灯头的底端通过弹性复位铰接部件与所述安装通孔的底端铰接；所述侧框部包括第一侧板、第二侧板、顶板和底板，所述第一侧板和第二侧板之间连接有光杆，所述第一侧板处安装有电机，所述第二侧板处安装有轴承，所述电机和所述轴承之间连接有丝杆，所述灯箱内还具有滑座，所述滑座具有与所述丝杆配合的螺纹孔以及与所述光杆配合的光滑孔；所述滑座处安装有电动推杆，所述电动推杆的活动端安装有活动架；所述活动架处安装有检测板以及用于抵接推动所述信号灯灯头转动的推板，所述检测板处安装有图像采集传感器；当滑座移动到某个信号灯灯头的检测位置且电动推杆伸长到最大长度时，所述推板推动该信号灯灯头转动10-20度；并且所述图像采集传感器能够采集该信号灯灯头的3个信号灯单元的图像。
2.根据权利要求1所述的物联网控制的交通信号灯，其特征在于，所述安装通孔具有3个，3个安装通孔呈一排等间距分布；所述安装通孔为带圆角的矩形通孔；每个安装通孔上方具有一个固定于所述前面板处的遮阳板。
3.根据权利要求1所述的物联网控制的交通信号灯，其特征在于，所述控制单元和所述无线通信单元安装于所述灯箱内；或者，所述灯杆处固定有控制箱，所述控制单元和所述无线通信单元安装于所述控制箱内。
4.根据权利要求1所述的物联网控制的交通信号灯，其特征在于，对应每个安装通孔，在前面板的内侧具有两个位于安装通孔两侧且与安装通孔连通的连通凹槽；当滑座移动到某个信号灯灯头的检测位置且电动推杆伸长到最大长度时，所述推板抵接所述信号灯灯头的背面，所述检测板插入远离所述推板的连通凹槽；所述推板和检测板平行，且两者均与所述前面板垂直。
5.根据权利要求1所述的物联网控制的交通信号灯，其特征在于，所述检测板处安装有出气舱，所述出气舱处安装有风机，所述出气舱连接有出气喷嘴；所述底板处具有多个进气通孔；当滑座移动到某个信号灯灯头的检测位置且电动推杆伸长到最大长度时，所述出气喷嘴能够对该信号灯灯头的3个信号灯单元进行吹扫。
6.根据权利要求5所述的物联网控制的交通信号灯，其特征在于，所述检测板处安装有3个图像采集传感器，3个图像采集传感器呈一列等间距分布；3个图像采集传感器和信号灯灯头的3个信号灯单元一一对应，每个图像采集传感器用于采集一个信号灯单元的图像；所述出气舱处安装有多个出气喷嘴，多个出气喷嘴呈一列等间距分布。
7.根据权利要求1所述的物联网控制的交通信号灯，其特征在于，所述光杆有两个；所述滑座处具有两个限位通孔，所述活动架处固定有两个限位杆，两个限位通孔和两个限位杆一一对应，每个限位杆穿过一个限位通孔；所述限位杆的端部具有限位挡块。
8.根据权利要求1所述的物联网控制的交通信号灯，其特征在于，所述安装通孔的顶端和底端均安装有灯头限位单元，所述灯头限位单元包括限位板和两个固定块，两个固定块均固定有插杆，所述限位板处具有两个与插杆配合的插孔，所述固定块和限位板之间还连接有被所述插杆穿过的弹簧；所述限位板处固定有第一抵接块，所述第一抵接块处具有插槽，所述插槽处具有抵接斜面；所述活动架处连接有两个连接杆，所述连接杆处固定连接有第二抵接块，两个第二抵接块和两个灯头限位单元一一对应，所述第二抵接块能够插入所述插槽内并抵接所述抵接斜面，从而推动所述限位板向远离信号灯灯头的方向移动，使得限位板无法对信号灯灯头限位。
9.根据权利要求8所述的物联网控制的交通信号灯，其特征在于，所述信号灯头的背面具有两个安装盲孔，所述安装盲孔内安装有光强传感器，所述限位板处具有检测通孔，所述检测通孔内安装有透光板，所述滑座处安装有两个安装杆，所述安装杆处安装有激光发射器；两个光强传感器、两个检测通孔和两个激光发射器分为两组；当滑座移动到某个信号灯灯头的检测位置，且电动推杆处于最短状态时，同一组内的激光发射器的光线穿过所述检测通孔并射入所述安装盲孔内由光强传感器检测光强。
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