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多功能城市智慧灯杆设计

2023-09-01 97 上传者：管理员

摘要：通过设计第一灯杆本体、第二灯杆本体等结构，实现了城市智慧灯杆可以自由调节灯杆的高度，解决了照明亮度不一的问题；通过调节旋钮、触摸屏以及太阳能电池板等结构实现城市智慧灯杆供电和网络控制的目的。这种多功能城市智慧灯杆结构简单、操作方便，集供电、网络和控制于一体，有利于用户使用。

关键词：
供电
智慧灯杆
自由调节
计算机
高度
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引言

道路灯是城市的“动脉”，是道路上在夜间给车辆和行人提供必要能见度的照明设施。道路灯可以改善交通条件，减轻驾驶员疲劳，并有利于提高道路通行能力和保证交通安全。此外，道路灯也可作为宣传和引导的媒介[1,2,3]。

道路灯被广泛运用于各种需要照明的地方，由灯具、电线、光源、灯杆、灯臂、法兰盘、基础预埋件组成一个整体。传统灯杆为一根钢管支撑，当灯杆安装在道路不平的路面时，造成灯杆高度不一，需要进行截管使其高度统一，浪费资源，且灯杆高度不一极易造成路灯照明强度不一致，使晚间行车与行人产生视觉偏差，极易发生危险，且当外界撞击时，没有保护措施极易使灯杆受到损坏，大大影响灯杆的使用寿命[4,5]。

以灯杆为构建基础，通过现代化的智能管理技术，使灯杆变得智能化，此时灯杆即被称为智慧灯杆。本文设计一种集供电、网络和控制于一体的多功能城市智慧灯杆，以达到自由调节该城市智慧灯杆的高度的目的，适用于不同环境与场地使用，避免因地面高度不一造成该城市智慧灯杆的路灯本体照明亮度不一的问题[6,7]。

1、多功能城市智慧灯杆

多功能城市智慧灯杆集供电、网络和控制于一体，其主要结构包括第一灯杆本体、第二灯杆本体、灯臂、固定板、路灯本体、连接杆、升降组件、操作盒、触摸屏、调节旋钮、底座、螺栓孔和太阳能电池板，如图1所示。这种多功能智慧灯杆其主要构造特征在于：

1）第一灯杆本体底部焊接有底座，底座底部有若干个螺栓孔，螺栓孔内部套接有螺栓，且螺栓底部与地基连接，有利于固定该灯杆，第一灯杆本体中心处一侧通过螺丝固定有操作盒，操作盒一端设置有触摸屏，操作盒顶部设有安装孔，且安装孔套接在触摸屏外侧，有利于触摸屏固定，操作盒底部设有若干个调节旋钮且调节旋钮位于触摸屏底部，有利于调节控制该灯杆。

2）第一灯杆本体顶部套接有第二灯杆本体，第一灯杆本体顶部与第二灯杆本体中心处安装有升降组件，升降组件由第一支撑板、螺纹杆、第一螺母套、螺纹孔、第二支撑板、第二螺母套、第一缓冲板、中心孔、缓冲外壳、第二缓冲板、硅胶垫、挡板、复位弹簧、顶杆、活动孔、固定槽、第一套管、第二套管、压缩弹簧、隔板和橡胶垫组成，如图2、图3和图4所示。

3）第二灯杆本体中心处一侧焊接有第一支撑板，第一支撑板底部中心处焊接有螺纹杆，螺纹杆底部套接有第二支撑板，且第二支撑板一端与第一灯杆本体顶部一侧连接；第二支撑板中心处开设有螺纹孔，且螺纹孔套接在螺纹杆底部外侧，螺纹杆底部套接有第二螺母套。

4）第二螺母套位于第二支撑板底部，螺纹杆中心处一侧套接有第一螺母套，且第一螺母套位于第二支撑板顶部；螺纹杆中心处一侧套接有第一缓冲板，且第一缓冲板位于第一螺母套底部；第二支撑板顶部设置有第二缓冲板，且第二缓冲板套接在螺纹杆外侧；第一缓冲板与第二缓冲板中心处均开设有中心孔，且中心孔套接在螺纹杆外侧，有利于第一缓冲板与第二缓冲板固定。

5）第二缓冲板顶部位于中心处两侧均通过螺丝固定有缓冲外壳，缓冲外壳顶部开设有活动孔，活动孔内部套接有顶杆；顶杆底部通过螺丝固定有隔板，且隔板与缓冲外壳内壁贴合，隔板两端均套接有橡胶垫，且橡胶垫一端与缓冲外壳内壁贴合，有利于隔板固定。缓冲外壳内壁顶部与底部位于中心处两侧位置处均开设有固定槽，固定槽内部设置有第一套管，第一套管底部套接有第二套管，且第二套管底部与隔板连接，压缩弹簧套接在第一套管与第二套管外侧。

6）顶杆顶部通过螺丝固定有挡板，且挡板顶部与第一缓冲板底部连接，顶杆外侧套接有复位弹簧，且复位弹簧顶部与挡板底部贴合，有利于缓冲压力。挡板顶部套接有硅胶垫，且硅胶垫顶部与第一缓冲板底部贴合，有利于挡板固定；第二灯杆本体顶部一侧焊接有灯臂，灯臂一端底部设置有路灯本体，路灯本体底部套接有防虫罩，且路灯本体顶部套接有防尘薄膜，有利于保护路灯本体；第二灯杆本体顶部焊接有连接杆，连接杆顶部焊接有固定板，且固定板顶部设置有太阳能电池板。

图1整体正视图

图2升降组件结构示意图

图3第二支撑板的零件放大图

图4缓冲外壳的零件放大图

2、多功能城市智慧灯杆设计原理

该集供电、网络和控制于一体的多功能城市智慧灯杆结构简单，操作方便，其设计原理在于：

1）人工将顺时针拧第二螺母套，再拉动第二灯杆本体，直至第二灯杆本体与第一灯杆本体达到想要的长度，即可拧动第一螺母套与第二螺母套，使第一螺母套与第二螺母套夹紧第二支撑板，完成固定。

2）需要降低高度时，逆时针拧第一螺母套即可，利用拧动第一螺母套与第二螺母套来调节螺纹杆高度，从而调节第一灯杆本体与第二灯杆本体高度，可以自由调节该城市智慧灯杆的高度，适用于不同环境与场地使用，避免因地面高度不一造成该城市智慧灯杆的路灯本体照明亮度不一，有利于照明，同时可以通过调节旋钮与触摸屏控制路灯本体，太阳能电池板用于发电，集供电、网络和控制于一体，有利于用户使用。此外，该集供电、网络和控制于一体的城市智慧灯杆结构简单，使用方便，当外界撞击或是大风吹动时会造成第二灯杆本体晃动，第二灯杆本体晃动带动第一支撑板挤压复位弹簧与顶杆，复位弹簧压缩提供弹力抵消晃动，顶杆挤压压缩弹簧，压缩弹簧压缩提供弹力，彻底抵消第二灯杆本体晃动产生的压力；利用复位弹簧与压缩弹簧提供弹力，抵消第二灯杆本体晃动产生的压力，避免第二灯杆本体晃动与第一灯杆本体摩擦撞击损坏，有利于保护第一灯杆本体与第二灯杆本体，且能保护该城市智慧灯杆内部元件，延长该城市智慧灯杆使用寿命，节约资源。

3、结语

本文设计的集供电、网络和控制于一体的多功能城市智慧灯杆结构简单，操作方便，通过调节第一灯杆本体与第二灯杆本体高度可以实现自由调节该城市智慧灯杆的高度，适用于不同环境与场地使用，避免因地面高度不一造成该城市智慧灯杆的路灯本体照明亮度不一，有利于照明，道路安全得到保障。

参考文献:

[1] 刘彬.LED路灯及其在市政道路照明中的应用与发展[J].光源与照明,2022(1):29-31.

[2] 徐航.智能路灯的设计与应用[J].中国新通信,2022,24(6):82-84.

[3]刘丽.智能路灯的设计与应用[J].建材与装饰,2023,19(3):153-155.

[4]周健.关于智能路灯和多功能灯杆的发展和应用[J].城市建设理论研究,2021(13):122-123.

[5]秦洪海.关于智能路灯和多功能灯杆的发展和应用[J].中国科技投资,2020(28):52;73.

[6]王鹏举,经本钦,秘建波,等.智慧路灯自动控制与测试装置的设计与实现[J.计算机应用与软件,2023,40(1):129-133;183.

[7]李国杨,杜金波,张婕,等.LED智能路灯控制系统设计[J].科技风,2020(1):14-15.

文章来源:李卫锋.多功能城市智慧灯杆设计[J].机械管理开发,2023,38(08):101-102+107.