一种太阳能发光道钉灯及其控制方法与流程

文档序号:13683106
一种太阳能发光道钉灯及其控制方法与流程

本发明涉及交通安防器材领域,具体涉及一种太阳能发光道钉灯及其控制方法。

技术背景

随着社会进步和交通事业的发展,特别是人们汽车保有量的不断增多,车权、人权、路权纷争成为中国当前最突出的交通症结,从而对交通安防标志提出了新的、更高的要求。

道钉又叫突起路标,作为一种交通安防标志中应用最广泛的轮廓标,主要安装在道路的标线中间或双黄线中间的,具有发光或反光功能,对机动车驾驶员起引导或示警作用。

现有道钉主要包括反光道钉和发光道钉两种,其中的发光道钉由于部分具有灯的功能,因此也叫做发光道钉灯。

其中,常规传统道钉多为纯反光道钉,这种道钉依靠逆反射材料反射来往车辆车灯光提供被动发光,不能摆脱对汽车灯光的依赖,而且只能对机动车辆起到诱导作用,因此在性能上有很大的局限性。

发光道钉多为太阳能道钉;利用光伏器件白天蓄能;当夜晚降临,环境光照低到一定程度时自动发光;当白天来临,环境光照达到一定程度时自动停止发光;并实现节电的目的。

太阳能道钉至今已有20余年的历史,由于各个国家,各个地区标准和要求不同,故其种类繁多。太阳能道钉灯一般主要沿路面平行方向发光;从发光面分有单面发光太阳能道钉或双面发光太阳能道钉等;从安装方式上分有地埋式太阳能道钉、凸起式太阳能道钉等;从材质上分有塑料材质太阳能道钉、金属材质太阳能道钉、玻璃材质太阳能道钉、陶瓷材质太阳能道钉等;但迄今为止,从发光方式上分只有两类:一类是间隔供电发光的太阳能道钉,另一类连续供电发光的太阳能道钉,两者的主要缺点分别如下所述:

间隔供电发光的太阳能道钉,主动光源发光和熄灭交替进行。主动光源熄灭时没有其他元件发光;因此,如果熄灭的间隔时段稍长,就会使人陷入黑暗而产生目盲现象,从而埋下事故隐患。以常规情况作为例举:假设现有一太阳能道钉以1s的周期和10%的占空比频闪发光,则道钉灯在1s周期内的黑暗期长达0.9s,此时如果有一辆汽车以100公里每小时的速度行驶,则汽车将在一个黑暗期内行驶25m的距离,这显然存在极大的安全风险。并且这种道钉安装后,安装路面上各道钉之间容易产生发光不同步的问题,从而对人眼造成不适。

为此,有的太阳能道钉采用过小周期的高频闪模式发光来来缩短熄灭的间隔时段,从而降低上述安全风险。但以这种模式发光的道钉由于对行人和非机动车驾驶员的频闪效应和眩光效应明显,并易诱发烦躁情绪,从而导致交通事故,因此只能用作警示、提醒作用,应用范围十分有限。

连续供电发光的太阳能道钉,由于必须遵照国家相关亮度标准即以不低于2000Mcd/m2的发光亮度持续供电发光,因此耗电量相对较大,单次光伏蓄电后的持续工作时间过短,特别在阴雨天容易发生充电不足,进一步缩短了持续工作时间,实际应用效果很不理想;又因为人眼更容易注意到动态效果,所以其示警效果较差;而且这种太阳能道钉的元器件容易因持续以较大电流工作而过热并发生损坏。由于上述种种缺点,故而这种太阳能道钉的应用局限也很大,无法大范围使用。

2017年发生了秦岭一号隧道重大交通事故。事故的主要原因之一在于所在道路诱导系统的性能不足。而道钉作为道路诱导系统的重要组成部分,如何对现有道钉进行创新一下子成为了交通行业和舆论关注的话题。

回溯历史,我们发现:沿用了几十年的现有道钉产品,虽然种类繁多,并且这些年来也有许多关于太阳能道钉的专利申请和产品的改进,但其发展仅在非核心性能上,如外观、形状、防水性能、耐压性能、方便安装等方面有修修补补的改进,而在关乎主动发光功能等的安全核心性能上近二十余年几乎没有创新。现有太阳能道钉都采用草帽灯珠并以几个点光源零散发光;单个道钉灯上LED都以单一颜色发光;道钉的发光模式也仅限于间隔供电发光和连续供电发光两种。而随着现在交通发展的日新月异,人们的出行方式和交通理念也发生了许多改变,例如:交通工具越来越多样化,各种不同等级、不同交通状况、不同侧重理念的道路不断增多,特别是城市景观道路、非机动车道、公园绿道、高速自行车道等的新型道路不断出现,从而对各种交通诱导安全设施提出了新的需求。而原有的太阳能发光道钉,仅从对机动车驾驶员的发光效果的角度出发,很少甚至不考虑对其他交通工具驾驶员和行人的交通安全,已经越来越不能满足道路发展的先进理念和更高的安全需求,是到了变革创新的时候了。

特别是以往对太阳能道钉都仅仅从产品自身的角度出发,而很少考虑到道路上驾驶员生理和心理因素对交通安全的影响,且不考虑其他交通工具和行人等的生理和心理因素对交通安全的影响,因此存在重大安全隐患。

综上所述,太阳能道钉既要满足交通设计规范(如保证最低亮度、单次光伏蓄电持续工作时间、尺寸大小等限制),又要考虑行业制造技术水平所限(如太阳能光伏板的发电效率所限、电池容量所限和电路功耗所限等),也要综合考虑实用性和经济性,在有限的道钉壳体空间内,安装诸多元器件,使之既保证一定的频闪动态发光效果,又能够持续发光,从而既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,以实现对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务,并综合考虑人的生理和心理因素对交通安全的影响,合理调控LED光源的波动深度和频闪指数,提高对人眼的舒适度,特别在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),还能通过采用各种发光波长LED的组合来提升道钉的辨识度、在灯灭时通过余辉发光提供固定的参照物、和按实际路况要求设计出以不同服务对象为侧重点的产品,最终达到提升道路安全的目的,成了业内亟待解决的问题。



技术实现要素:

由于道钉有诸多前置设计条件的制约,因而设计难度相对普通发光产品有了几何级别的提高,有些看似可行的技术方案在其他发光产品上非常有效,但用在太阳能道钉上却由于许多因素的制约而无法实现。为了解决上述问题,我们综合考虑产品自身和道路上行人的生理和心理因素对交通安全的影响,通过多年的探索和大量的模拟实验、现场试验,提出了新的LED 的设置结构、及其与控制电路的连接方案,优选了新的封装方式的LED,并创新了发光控制方法,提出了一种既保证了适度频闪的动态发光效果,以达到提示、提醒的诱导作用,又降低了频闪效应的负面效果,及通过相对高的发光亮度保证光的穿透距离、相对低的发光亮度保证辅助发光效果,即通过合理调控LED光源的波动深度和频闪指数以分别适应不同路况、不同交通载体的机动车驾驶员或非机动车驾驶员、或行人,并具有节电效果下不间断发光功能的太阳能发光道钉灯及其控制方法。

本发明a、通过对不同位置或不同发光角度或不同主发光波长或不同封装方式的LED分别采用不同的控制方法并进行合理的参数设置,在少量增加能耗和成本的前提下,创新了道钉的发光模式,在保证适度频闪发光效果的基础上能够不间断发光,从而使道钉灯整体的发光在频闪动态发光效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人眼的辨识度和舒适度之间取得平衡,从而兼顾行人的生理反应和心理反应对交通安全的影响,进一步提高交通安全;并兼具远程诱导、警示作用,和近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗期而带来的安全风险,特别能在弱视觉条件下为机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),大大提升了道路交通安全;b、由于其中的LED光源以较大发光亮度发光的时段所对应的以较大供电电流工作的时段是非连续的,因此在持续工作时不容易发生过热,从而保障了使用寿命;c、根据不同发光侧重点,通过分别选用多种不同封装结构的LED,如SMD封装的贴片式LED或COB封装的集成式LED或引脚封装的直插式LED等,增大了LED器件的选择范围,并通过引入面光源和面阵光源,并与各种点光源、线阵光源结合使用,通过LED的空间合理布局,扩大了视场;还可以通过光扩散元器件或具有光扩散功能的结构或导光板等将点光源或点阵光源变成面光源,在增大发光面积的同时,又能使发光相对柔和、不刺眼,进一步提高了对人眼的舒适度,从而使道钉灯发光对比传统道钉发光更适用于非机动车驾驶员和行人;d、通过采用不同发光主波长LED的组合,达到不同颜色的动态发光效果,进一步提高了道钉灯的警示度和辨识度,并能更好地表达交通信息,例如通过不同的发光颜色表示不同的交通信息,如禁止、警示、诱导、通行、限速等信息;e、由于本道钉灯工作时整体始终都在不间断发光,从而缓解了道钉灯安装后因为各道钉之间发生发光混乱而引起的人的不适,因此,采用本发明道钉灯,各道钉之间不必要采用同步发光的模式,从而降低了道钉灯的制造难度和成本;f、通过在LED的上方或周围设置长余辉发光材料,实现了余辉发光功能,使之能在灯灭时提供固定的参照物,进一步提升道路安全;g、可以按实际路况要求设计出以不同服务对象为侧重点的产品,例如:对行人较多路段使用的太阳能发光道钉灯,增大道钉灯上目视常亮模式发光的LED光源的比重,对车况复杂路段使用的太阳能发光道钉灯,增大道钉灯上目视频闪模式发光的LED光源的比重;并能按道路情况采用功率调级等方法自动或受控转换LED光源的发光模式,提升了道钉灯的智能化程度,从而更好地适应路况要求。

如图1、2所示:本发明的技术方案A是:一种太阳能发光道钉灯,包括壳体(1)、LED光源(2)、控制电路(3)、蓄电元件(4)、光伏器件(5)、封装材料(6);所述的壳体(1)为带有腔体或孔洞或凹槽或支承构件,并在顶部设有透光窗口、或、在顶部和侧部分别设有透光窗口的透光体或部分透光体;光伏器件(5)设在壳体(1)顶部透光窗口下方,LED光源(2)设在壳体(1)透光窗口下方的腔体或孔洞或凹槽内或支承构件上,LED光源(2)、蓄电元件(4)、光伏器件(5)分别通过线路与控制电路(3)相连;壳体(1)通过封装材料(6)将LED光源(2)、控制电路(3)、蓄电元件(4)、光伏器件(5)封装为一体;所述的道钉灯至少在一个透光窗口下方设有沿着透光窗口由内向外发光的LED光源(2);所述的LED光源(2)为点光源或点阵光源或面光源或上述两者及两者以上的组合光源;所述的控制电路(3)为具有充放电控制的功能,且具有控制和驱动LED光源(2)其中的至少一个或一组LED光源在单个周期内以相对高发光亮度和相对低发光亮度周期性不间断发光的功能的控制电路。即:以由相对高发光亮度LH发光的时段和相对低发光亮度LL发光的时段组成的发光周期T、周期性控制和驱动LED光源(2)中的至少一个或一组LED光源不间断发光的功能的控制电路。本发明道钉灯的LED光源在技术方案A下的发光亮度原理示意图如图3所示。从图3可见,技术方案A下,LH>LL,TH<TL,道钉灯LED整体以周期T并以高发光亮度LH和低发光亮度LL交替发光。因此,道钉灯工作时整体始终都在不间断发光。我们也可以通过合理设置LH、LL、TH、TL的大小,改变LH与LL、及TH与TL的比值,从而使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应对交通安全的影响,进一步提高交通安全。

本发明的技术方案B是:一种太阳能发光道钉灯,包括壳体(1)、LED光源(2)、控制电路(3)、蓄电元件(4)、光伏器件(5)、封装材料(6);所述的壳体(1)为带有腔体或孔洞或凹槽或支承构件,并在顶部设有透光窗口、或、在顶部和侧部分别设有透光窗口的透光体或部分透光体;光伏器件(5)设在壳体(1)顶部透光窗口下方,LED光源(2)设在壳体(1)透光窗口下方的腔体或孔洞或凹槽内或支承构件上,LED光源(2)、蓄电元件(4)、光伏器件(5)分别通过线路与控制电路(3)相连;壳体(1)通过封装材料(6)将LED光源(2)、控制电路(3)、蓄电元件(4)、光伏器件(5)封装为一体;所述的道钉灯至少在一个透光窗口下方设有沿着透光窗口由内向外发光的LED光源(2);所述的LED光源(2)为点光源或点阵光源或面光源或上述两者及两者以上的组合光源,并分成不少于两个供电分组(本文中,不同的供电分组分别对应不同的发光模式的LED分组,即分别对应不同的发光亮度或发光功率或驱动电流或频闪周期或占空比或供电时序等供电相关因子的LED分组,最小的供电分组可以仅包含一个LED)的LED光源分别与控制电路(3)相连;所述的控制电路(3)为具有充放电控制的功能,且具有控制并驱动至少一组LED光源以相对低发光亮度LL目视常亮发光、同时控制并驱动至少一组LED光源以相对高发光亮度LH及一定的周期T和占空比Ton/T目视频闪发光的功能的控制电路。本发明道钉灯中目视常亮发光的LED光源、目视频闪发光的LED光源在技术方案B下的发光亮度原理示意图分别如图4、5所示。其中Ton为上述以高发光亮度LH目视频闪发光的LED光源在一个周期T内的通电发光的总时间,Toff为一个周期T内余下的时间。图4、图5中,LH>LL,道钉灯LED光源整体的发光亮度为目视常亮发光的LED光源的发光亮度和目视频闪发光的LED光源的发光亮度的叠加,从而道钉灯整体以周期T并以高发光亮度和低发光亮度交替发光,道钉灯整体在一个周期T内以高发光亮度发光的时段等于Ton,,以低发光亮度发光的时段等于Toff。因此,道钉灯工作时整体始终都在不间断发光。我们也可以通过合理设置LH、LL、Ton、Toff的大小,改变LH与LL、及Ton与Toff的比值,从而使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应对交通安全的影响,进一步提高交通安全。我们还可以对目视常亮发光的LED光源和目视频闪发光的LED光源采用不同发光主波长的LED光源,通过颜色反衬,提高道钉灯的示警度和辨识度。

本发明的技术方案C是:一种太阳能发光道钉灯,包括壳体(1)、LED光源(2)、控制电路(3)、蓄电元件(4)、光伏器件(5)、封装材料(6);所述的壳体(1)为带有腔体或孔洞或凹槽或支承构件,并在顶部设有透光窗口、或、在顶部和侧部分别设有透光窗口的透光体或部分透光体;光伏器件(5)设在壳体(1)顶部透光窗口下方,LED光源(2)设在壳体(1)透光窗口下方的腔体或孔洞或凹槽内或支承构件上,LED光源(2)、蓄电元件(4)、光伏器件(5)分别通过线路与控制电路(3)相连;壳体(1)通过封装材料(6)将LED光源(2)、控制电路(3)、蓄电元件(4)、光伏器件(5)封装为一体;所述的道钉灯至少在一个透光窗口下方设有沿着透光窗口由内向外发光的LED光源(2);所述的LED光源(2)为点光源或点阵光源或面光源或上述两者及两者以上的组合光源,并分成不少于两个供电分组的LED光源分别与控制电路(3)相连;所述的控制电路(3)为具有充放电控制的功能,且具有控制并驱动其中一组LED光源以一定的周期和占空比及相对低发光亮度目视频闪发光、同时控制并驱动其余的LED光源以一定的周期和占空比及相对高发光亮度按时序并以时间互补或时间互补并重叠形式发光的功能的控制电路。其中,以时间互补、或时间互补并重叠形式发光是指道钉灯在任意时刻都至少一个或一组LED光源发光。在一个周期内,两个或两个以上的供电分组(一个LED光源即可作为一个供电分组)的LED光源是分别按时序动态发光的。为了描述方便,本文以两个供电分组的LED光源作为例举,即控制并驱动其中一组LED光源以一定的周期T和较大的占空比Ton/T及相对低发光亮度LL目视频闪发光,同时控制并驱动另一组的LED光源以相同的周期T和较小的占空比T’on/T及相对高发光亮度LH并以时间互补形式按时序发光,则本发明道钉灯中以相对高发光亮度LH目视频闪发光的LED光源、以相对低发光亮度LL目视频闪发光的LED光源在技术方案C下的发光亮度原理示意图分别如图6、7所示。其中Ton为上述以高发光亮度LH目视频闪发光的LED光源(2)在一个周期T内的通电发光的总时间,Toff为一个周期T内余下的时间;T’on为上述以低发光亮度LL目视频闪发光的LED光源(2)在一个周期T内的通电发光的总时间,T’off为一个周期T内余下的时间。图6、图7中,LH>LL,Ton=T’off,T’on=Toff,且其中一组LED光源的起始发光时间为另一组LED光源的终止发光时间,依次循环,以达到时间互补的效果。道钉灯LED光源整体的发光亮度为以相对高发光亮度LH目视频闪发光的LED光源的发光亮度和以相对低发光亮度LL目视频闪发光的LED光源的发光亮度的叠加,从而道钉灯LED整体以周期T并以高发光亮度和低发光亮度交替发光。因此,道钉灯工作时整体始终都在不间断发光。我们也可以通过合理设置LH、LL、Ton、T’on、Toff、T’off的大小,改变LH与LL、及Ton与T’on的比值,从而使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应对交通安全的影响,进一步提高交通安全。

我们还可以设置不同发光主波长(即不同的发光颜色)的LED光源,通过不同发光主波长的LED光源以时间互补、或时间互补并重叠的形式交替发光,以达到或提高频闪的动态发光效果。例如:对以低发光亮度发光的LED光源和以高发光亮度发光的LED光源分别采用不同发光主波长的LED光源,从而提高道钉灯的示警度和辨识度。我们甚至可以对以相同发光亮度发光的多个供电分组的LED光源分别采用不同发光主波长的LED光源,仅以不同颜色变化达到频闪的动态发光效果。

进一步,LED光源(2)为点光源或点阵光源或面光源或上述两者及两者以上的组合光源,并分成两个供电分组的LED光源分别与控制电路(3)相连;所述的控制电路(3)为具有控制并驱动其中一组LED光源以一定的周期和相对较大占空比及相对低发光亮度目视频闪发光,同时控制并驱动另一组的LED光源以相同的周期和相对较小的占空比及相对高发光亮度并按时序以时间互补形式交替发光的功能的控制电路,从而降低了能耗。

进一步,一组LED光源为同时分别以不同发光亮度发光的LED光源的组合光源。

进一步,LED光源(2)其中至少有两个供电分组的LED光源分别为不同发光主波长的LED光源;或者LED光源(2)其中的以相对低发光亮度发光的LED光源和以相对高发光亮度发光的LED光源分别为不同发光主波长的LED光源;即通过不同发光主波长的LED光源发光颜色的反衬,进一步提高道钉灯的辨识度,并能更好地表达交通信息。

进一步,本文中的发光亮度以最终出射面的发光亮度为衡量标准。

进一步,本文中出现的LED光源(2)以L的发光亮度及一定的周期T和占空比Ton/T目视频闪发光是指LED光源(2)在一个周期T内的Ton时段通电发光,平均发光亮度为L,而在Toff时段不发光。

进一步,本文中出现的目视常亮发光是指对LED光源(2)连续供电发光或高频供电发光;其中,当对LED光源(2)一般以大于100HZ的频率高频供电发光时,人眼由于视觉暂留现象而觉察不到闪烁现象,因此也是目视常亮的。本文中的目视频闪发光是指对LED光源(2)一般以小于20HZ的频率低频供电发光,优选对LED光源(2)以0.2HZ到2HZ之间的频率低频供电发光。

进一步,本文中出现的线阵是指多个点光源按线形排列、或近似按线形排列,面阵是指多个点光源按两行及以上、两列及以上排列成阵列,或近似按两行及以上、两列及以上排列成阵列。

进一步,LED光源(2)为LED点光源排列成线阵的LED光源,或为LED点光源排列成面阵的LED光源,或为COB面光源,或为通过光扩散元器件或导光板把LED点光源或点阵光源转换成面光源的LED光源,或上述组合,或为构成文字或符号或图案的LED面阵光源或面光源的LED光源。其中,本文中的光扩散元器件为广义上的光扩散元器件,既包括常规意义上的光扩散元器件,也包括具有光扩散功能的结构。常规意义上的光扩散元器件包括光扩散板、光扩散膜、透镜片、棱镜片、反光碗、透镜阵列、棱镜阵列、反光碗阵列等,优选光扩散片;具有光扩散功能的结构为具有光扩散功能的光学结构,例如凹凸结构或纹路结构或磨砂结构等。光扩散元器件可以把点光源、点阵光源通过散射、折射等光学手段扩散成面光源,从而发光面积更大,以较小亮度发光时的视距更远,发光更均匀,光线更柔和,进一步提高对人眼的舒适度。特别地,透光晶格型逆反射材料层或透光微棱镜型逆反射材料层也可以充当光扩散元器件的作用。有时,壳体(1)上也可以带有具有光扩散功能的结构,作为壳体(1)的一部分,充当光扩散元器件的作用。

进一步,LED光源(2)为COB封装的LED点光源或带有聚光透镜的引脚封装的LED本文中主要是指引脚式草帽型LED灯珠,如F5、F8、F3)点光源排列成线阵的LED光源,或为SMD封装的LED点光源排列成面阵的LED光源,或为COB面光源,或为、通过光扩散元器件或导光板把LED点光源或点阵光源转换成面光源的LED光源。

进一步,LED光源(2)其中的以相对低发光亮度发光的LED光源为LED点光源排列成面阵的LED光源,或为COB面光源,或为通过光扩散元器件或导光板把LED点光源或点阵光源转换成面光源的LED光源,或上述组合,或为构成文字或符号或图案的LED面阵光源或面光源的LED光源;其中的以相对高发光亮度发光的LED光源为LED点光源。

进一步,LED光源(2)其中的以相对低发光亮度发光的LED为广角发光LED、或、发光主方向上设有光扩散元件的LED,以增大发光面积,优选SMD封装的广角发光LED;所述的LED光源(2)其中的以相对高发光亮度发光的LED为窄角发光LED、或、发光主方向上设有聚光元件(聚光透镜、聚光杯等)的LED,以提高远程发光效果,优选带有聚光透镜的引脚封装的窄角发光LED。

进一步,LED光源(2)其中的以相对低发光亮度发光的LED光源为SMD封装的LED点光源排列成面阵的LED光源,或为COB面光源,或为通过光扩散元器件或导光板把LED点光源或点阵光源转换成面光源的LED光源,或上述组合;所述的LED光源(2)其中的以相对高发光亮度发光的LED光源为COB封装的LED点光源或带有聚光透镜的引脚封装的LED点光源。

进一步,道钉灯发光面的透光窗口的下方至少设有一个或一组以相对高发光亮度发光且发光主方向与安装路面平行方向呈0度到45度之间的夹角的LED光源,以提高道钉灯面对车辆行进方向的发光距离和发光亮度。

进一步,LED光源(2)其中的以相对低发光亮度发光的LED光源的发光主方向与安装路面平行方向的夹角大于或等于其中的以相对高发光亮度发光的LED光源的发光主方向与安装路面平行方向的夹角,从而兼具远程示警、提醒作用和近程辅助照明功能。

进一步,LED光源(2)其中的以相对低发光亮度发光的LED光源设在以相对高发光亮度发光的LED光源的周围或两侧或中间。

进一步,壳体(1)内设有多个、排列成线阵的带有聚光透镜的引脚封装的LED,所述的控制电路(3)为具有控制并驱动位于中间的LED以相对高发光亮度发光,同时控制并驱动位于两边的LED以相对低发光亮度发光的功能,或者控制并驱动位于中间的LED以相对低发光亮度发光,同时控制并驱动位于两边的LED以相对高发光亮度发光的功能,或者将LED光源(2)按间隔分成两个供电分组的LED,并控制和驱动其中的一个供电分组的LED以相对低发光亮度发光,同时控制和驱动其中的另一个供电分组的LED以相对高发光亮度发光的功能的控制电路。

进一步,壳体(1)内设有带有聚光透镜的引脚封装的LED,所述的引脚封装的LED的两边分别设有排列成面阵的SMD封装的LED、或COB面光源,所述的控制电路(3)为具有控制并驱动引脚封装的LED以相对高发光亮度发光,同时控制并驱动SMD封装的LED、或COB面光源以相对低发光亮度发光的功能的控制电路。

进一步,壳体(1)内设有排列成面阵的SMD封装的LED、或COB面光源,所述的SMD封装的LED面阵、或COB面光源的两边分别设有带有聚光透镜的引脚封装的LED,所述的控制电路(3)为具有控制并驱动引脚封装的LED以相对高发光亮度发光,同时控制并驱动SMD封装的LED、或COB面光源以相对低发光亮度发光的功能的控制电路。

进一步,壳体(1)内设有多个、排列成面阵的SMD封装的LED,或者壳体(1)内设有COB面光源;所述的控制电路(3)为具有控制并驱动位于面阵中间的LED以相对低发光亮度发光,同时控制并驱动位于面阵两边的LED分别以相对高发光亮度发光的功能,或者具有控制并驱动位于面阵中间的LED以相对高发光亮度发光,同时控制并驱动位于面阵两边的LED以相对低发光亮度发光的功能的控制电路。

进一步,壳体(1)内设有带有聚光透镜的引脚封装的LED,所述的引脚封装的LED的周围设有多个SMD封装的LED,并与所述的引脚封装的LED一起排列成面阵,或者引脚封装的LED的周围设有COB面光源;所述的控制电路(3)为具有控制并驱动引脚封装的LED以相对高发光亮度发光,同时控制并驱动SMD封装的LED、或COB面光源以相对低发光亮度发光的功能的控制电路。此时,SMD封装的LED、或COB面光源发光起到背景光或氛围光的作用。

进一步,凸起式道钉的LED光源安装在道钉灯侧部,其发光主方向与安装路面平行方向的夹角优选0度(即与安装路面平行);嵌入式道钉的LED光源安装在壳体(1)内,其发光主方向与安装路面平行方向的夹角一般不大于45度,夹角越小,视距越远。

进一步,LED光源(2)的上方或周围还设有长余辉发光材料(7),以提供余辉发光功能。

进一步,壳体(1)上或LED光源(2)的周围设有逆反射材料(8),所述的逆反射材料(8)为镀膜型逆反射材料层或晶格型逆反射材料层或微棱镜型逆反射材料层或反光玻璃珠阵列片或猫眼反光玻璃珠,以提供逆反射功能;或LED光源(2)的上方或LED光源(2)其中的以低发光亮度发光的LED光源的上方设有逆反射材料(8),所述的逆反射材料(8)为透光晶格型逆反射材料层或透光微棱镜型逆反射材料层,除了提供逆反射功能,还能起到光扩散的作用。

进一步,控制电路(3)为带有传感器或无线通信模块的控制电路;或为具有时控发光功能的控制电路;或为具有控制并驱动LED光源(2)按时序动态发光的功能的控制电路;或为具有控制并驱动多个道钉之间同步发光或延时同步发光的功能的控制电路;或为具有按内部预设程序或接收外部指令、发光或转换发光模式的功能的控制电路。

进一步,控制电路(3)分级控制LED光源(2)以不同发光亮度发光,例如按实际需要分别控制LED光源(2)以2000Mcd/m2、3000Mcd/m2、5000Mcd/m2三级发光亮度发光;或控制LED光源(2)分别以不同的周期或占空比发光,或控制LED光源(2)以不同的波动深度或频闪指数发光,或控制LED光源(2)的发光亮度变化以渐变形式及不同的波动深度和频闪指数发光,例如:从低发光亮度到高发光亮度的跳变过程中,LED光源的发光亮度逐渐增大,从高发光亮度到低发光亮度的跳变过程中,LED光源的发光亮度逐渐减小,从而降低道钉灯的眩光效应,提高发光舒适度;或通过PWM调光方式调节亮度及波动深度和频闪指数。

进一步,控制电路(3)控制LED光源(2)在一个周期内以相对高发光亮度发光的时段长度与以相对低发光亮度发光的时段长度之比在1/20到1之间。

进一步,控制电路(3)控制LED光源(2)其中的以相对低发光亮度频闪发光的LED光源与其中的以相对高发光亮度频闪发光的LED光源的占空比之比在1/20到1之间。

进一步,控制电路(3)控制LED光源(2)相对高发光亮度发光的发光亮度与相对低发光亮度发光的发光亮度之比在2到300之间。

进一步,技术方案A、技术方案B、技术方案C可以组合使用或叠加使用。

壳体(1):

壳体(1)是透光体或部分透光体,可以是单件,也可以是组合件,可以一次成型,也可以分次成型;由金属或陶瓷或塑料或玻璃或复合材料等材质制成,或不同材质组合构成;主要起透光、支撑、容纳、固定、安装、保护等作用。

壳体(1)的外形一般为类台形体、类长方体、类圆柱体、类半球体或上述形状的组合,可以根据实际需要设计,并大致分为凸起式、嵌入式(埋入式)、或、凸起和嵌入的复合形态。

壳体(1)上设有腔体或孔洞或凹槽,用来设置元器件或起透光作用。壳体(1)内可以设有支承构件,起支撑、填充、加强、分区、固定的作用,特别可以在支承构件上设置LED光源(2)等元器件,具体可以是内部支架、结构加强筋、分区隔断等,形状可以按需设计;可以直接和壳体(1)一次性连体成型,也可以分次成型并安装组合。壳体(1)的顶部、或顶部和侧部设有透光窗口的透光体或部分透光体,透光窗口除了具有透光作用,还起保护、防水等作用,可以是透明玻璃或透明塑料等制成,有时可以用透光晶格型逆反射材料或透光微棱镜型逆反射材料充当,透光窗口上还可以设有安装孔等安装结构,并通过螺丝等封装材料(6)固定封装,从而方便对道钉灯进行维护。壳体(1)透光窗口下方的腔体或孔洞或凹槽内设有光伏器件(5)或LED光源(2);壳体(1)的底部可以设置安装固定用的安装构件;壳体(1)的侧面方向可以设有逆反射材料如基于微棱镜的反光结构,自然成为壳体的一部分。

壳体(1)通过封装材料(6)与各元器件封装成一体。

有时,壳体(1)上也可以带有具有光扩散功能或逆反射功能的结构,作为壳体(1)的一部分,充当光扩散元器件或逆反射材料(8)的作用。

LED光源(2):

LED光源(2)可以是点光源、点阵光源、面光源或上述两者或两者以上的组合等,具体包括各种LED或LED组合或,LED和、光学功能层或透光层等一起构成的组合光源,统称为LED光源,是一种广义概念的LED光源。本文所述的LED光源就是这种广义概念上的LED光源。因此,本文中所述的发光亮度最终以透出道钉灯外的发光亮度为准。

其中,LED光源(2)所包含的LED为无机LED、有机LED、激光LED等;可以是一个LED、或、多个或多组、相同波长或不同波长、相同封装方式或不同封装方式的LED组合;优选带有刚性或柔性电路板并以点状或点阵形式排布并焊接到电路板上的SMD封装的贴片式LED、或COB面光源、或发光主方向上带有聚光透镜的引脚封装的直插式LED,或侧边带有发光LED的导光板面光源等。

一般地,LED光源(2)中目视常亮发光的LED为点光源面阵或面光源,具体可以是广角发光LED组成的点光源面阵、、或COB面光源、或、发光主方向上设有光扩散元件的LED点光源面阵、或、侧边带有发光LED的导光板面光源等,以增大发光面积和视场范围,优选SMD封装的广角发光贴片式LED组成的点光源面阵或COB面光源;LED光源(2)中目视频闪发光的LED为点光源,具体可以是窄角发光LED点光源、或、发光主方向上设有聚光元件的LED点光源等,以提高远程发光效果,优选带有聚光透镜的引脚封装的窄角发光直插式LED点光源或COB封装的窄角发光LED点光源。

当道钉灯上设有长余辉发光材料(7)时,LED光源(2)按用途不同可以分为激发功能的LED 光源和普通发光功能的LED 光源。

其中,激发功能的LED 光源主要起激发长余辉发光材料的(7)作用,为优先考虑与长余辉发光材料(7)激发光谱相匹配的光源,其发光波长以对长余辉发光材料(7)的激发效率为主要衡量标准。一般设在道钉灯壳体(1)的位于长余辉发光材料(7)底面或下方的腔体或孔洞或凹槽内,优选SMD封装的、带线路板的、峰值波长450nm以下的蓝光或紫光或紫外光贴片式LED。

LED光源(2)可以按需点阵式排布成文字或符号或图案。

控制电路(3):

控制电路(3)至少包含控制和驱动两部分,通过线路与LED光源(2)等元器件相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭,及控制并驱动LED光源(2)的各LED分别连续发光或以一定的周期频闪发光。

控制电路(3)一般带有电路模块、或、刚性或柔性的电路板;特别地可以带有单片机等微处理器。

控制电路(3)可以带有LED光源(2)发光模式转换的功能,即控制LED光源(2)在不同的发光功率或周期或占空比或时序或波动深度或频闪指数的发光模式之间的转换的功能。

控制电路(3)可以带有时控发光功能,能够按时段控制道钉灯发光模式的转换,如控制并驱动道钉灯的LED在晚上6点到晚上10点的时间段内以较大的功率发光,在晚上10点以后到第二天早上6点的时间段内以较小的功率发光,从而既保障了晚上人们出行相对集中的时间段内的交通安全,又兼顾到晚上人们出行相对稀少的时间段内的交通安全。

控制电路(3)可以带有时序发光功能,即对同一发光面上相同或不同发光颜色、相同或不同封装方式的LED光源(2)按空间分组,并通过控制电路(3)根据内部程序或外部命令对各组LED按时序依次供电,从而使道钉灯整体发光具有动感发光的功能。

控制电路(3)可以带有传感器,通过传感器感应外界信息并自动控制道钉灯发光模式的转换,如通过雷达传感器自动感应物体的运动,当有车辆靠近时,增大目视频闪发光LED的输出功率,从而提高诱导或示警效果,当没有车辆靠近时,减小低目视频闪发光LED的输出功率。从而节省能耗,延长发光时长。

控制电路(3)还可以带有无线收发功能的通讯模组,通过通讯模组接收外接控制命令控制道钉灯发光模式的转换,如在雨雾天气发布无线控制命令,增大目视频闪发光LED的输出功率,保证道钉灯在雨雾天气下的发光效果,或通过通讯模组控制并驱动多个道钉灯的同步发光或延时同步发光。

蓄电元件(4):

蓄电元件(4)可以是蓄电池,如镍氢电池、锂电池等,也可以是电容等,优选磷酸铁锂蓄电池。

光伏器件(5):

光伏器件(5)通过线路与控制电路(3)相连,可以是刚性或柔性的单晶硅光伏器件、多晶硅光伏器件或非晶硅光伏器件等,具体可以是太阳能电池板或太阳能薄膜等。光伏器件除了能利用光能充电,一般兼具照度传感器的功能,控制电路(3)能根据光伏器件采集到的环境照度参数自动控制并驱动LED光源(2)开始工作或停止工作,从而实现昼夜自动亮灭的功能。

光伏器件(5)可以移出壳体(1)外,并利用太阳能对多个太阳能道钉灯集中供电。

封装材料(6):

封装材料(6)用来封装道钉,为塑料件,或,橡胶件,或,各种树脂、或、各种树脂与填充物的混合物等,具体可以是封装胶、紧固件、密封件(如密封圈)等。优选封装胶或紧固件(螺丝螺孔等)。

其中,封装胶一般为聚氨酯类、环氧类、硅胶类等。在封装时,封装胶一般呈液态或熔融态或胶状物,可以经过加热、反应等固化成型。封装胶有透明或非透明的;其中透明封装胶具有透光功能,一般填充在各元器件之间,还具有固定、填充、防水等作用;非透明封装胶一般封装在透明封装材料的外层,主要起到反衬、密封、防水、与固定件或地面固定材料结合的作用,可以加入填充物或颜料,还起到反光作用。按实际需要可以全部用透明封装胶封装,也可以全部用非透明封装胶封装,也可以两者结合使用。

长余辉发光材料(7):

长余辉发光材料(7)属于一种蓄能发光材料,一般是指长余辉发光粉、或长余辉发光粉与透明介质的混合加工物。其中加工物是指发光粉和透明介质混合,经过加热固化或反应固化或经过注塑,挤出等工艺的成型物。

使用的长余辉发光粉优先选择发光性能好的掺稀土的碱土铝酸盐类或硅酸盐类,如发蓝绿光的Sr4Al14O25或黄绿光的SrAl2O4,或两者按一定比例混合;使用的透明介质为透光性好的塑料树脂、橡胶或者玻璃等介质。

长余辉发光材料(7)起到当LED光源(2)停止发光后通过余辉继续发光的作用。

长余辉发光材料(7)可以是点状物、片状物、块状物或其它组合体等,也可以按照实际需求自行设置;一般为层状结构,优选做成刚性或柔性的片材或板材。

有时,长余辉发光材料(7)直接封装或安装在LED的顶部,充当点状发光光源的作用。例如:在引脚式LED上套上一个由长余辉发光材料制成的底部开口的外壳。

逆反射材料(8):

逆反射材料(8)提供逆反射功能,为镀膜型逆反射材料或玻璃珠型逆反射材料或者晶格型逆反射材料或微棱镜型逆反射材料等,具体可以是反光膜、反光晶格板、微棱镜型反光板、玻璃珠阵列片或者猫眼反光玻璃珠等;一般为片材或板材;形状可以是长方形、圆形、梯形等,按需设计。其中,透光晶格型逆反射材料或透光微棱镜型逆反射材料也可以充当透光窗口。

逆反射材料(8)一般设置在壳体(1)上或壳体(1)的腔体或孔洞或凹槽内,可以通过封装胶、热熔胶、结构胶、超声波热合等材料或工艺固定。

逆反射材料(8)可以选用不同逆反射结构的逆反射材料如反光膜、反光晶格板、微棱镜型反光板、或者猫眼玻璃珠等,或不同颜色的逆反射材料如白色、黄色或红色等的逆反射材料。

有时,壳体(1)上也可以带有具有逆反射功能的结构,作为壳体(1)的一部分,充当逆反射材料(8)的作用。

本发明的主要优点在于:

1、本发明对比现有频闪太阳能道钉及其控制方法,在少量增加能耗和成本的前提下,突破了传统发光模式,能在保证目视频闪发光效果的基础上能够不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;并使道钉灯整体的发光在频闪动态发光效果和频闪效应之间取得平衡,即在保证适度频闪的动态发光效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应对交通安全的影响,进一步提高交通安全;消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险,特别是能在弱视觉条件下为机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),诱导效果更好,进一步提升了道路安全。

2、本发明由于其中的LED光源以较大发光亮度发光的时段所对应的以较大供电电流工作的时段是非连续的,因此在持续工作时不容易导致产品过热,从而保障了使用寿命。

3、本发明可以选用多种封装方式的LED,如SMD封装的贴片式LED或COB封装的集成式LED或引脚封装的LED等,增大了LED器件的选择范围,并且可以选用不同发光主波长的LED,从而提高道钉灯的辨识度,能更好地表达交通信息。

4、本发明通过在LED上方或周围设置长余辉发光材料,使LED频闪的波动深度更小,道钉灯发光对人眼的舒适度更高,还能在灯灭时提供固定的参照物,从而进一步提升道路安全。

5、按照本发明原理,可以按实际路况要求分别设计出以行人或非机动车驾驶员或机动车驾驶员为侧重点的安防标识,设计灵活度更高、适用范围更广;也可以按需对形状或外观稍作改变,即可用作其他道路轮廓标或诱导标等。例如:也可以稍作变形,使之可以安装或结合到路缘石上、侧石上、警示柱上、轮廓柱上、波形护栏上等,充当轮廓标或诱导标,或将光伏器件外移采用太阳能集中供电方式,便于维护或免同步,或采用市电等其他供电方式制成有源道钉,应用于公路隧道、桥涵洞等。

6、本发明综合考虑了驾驶员和行人的生理和心理因素对交通安全的影响,相比传统太阳能道钉,可以更好地提高交通安全保障。除了适用于现有常规道路,还可以适用于现有城市新型道路、公园绿道、自行车道等新型道路甚至居民小区道路,适用面更广、安全性更高,并能部分替代路灯使用。它除了提供诱导或示警为主要侧重点的交通安全用途之外,还能作为节能发光产品起到节能减排的效果,并广泛用于各种户外公共场所,大大拓宽了传统太阳能道钉的使用领域和范围,给太阳能道钉带来了全新发展前景。

附图说明

图1为本发明的一种新型太阳能发光道钉灯的俯视结构示意图(因为道钉灯外观形状种类繁多,为了说明方便,本文以最典型的台形道钉灯作示意,其他道钉按此原理对外观或形状变形,即能实现同等效果);

图2为本发明道钉灯的剖面结构示意图(图1的AA剖面结构);

图3为本发明道钉灯的LED光源在技术方案A下的发光亮度原理示意图;

图4、5分别为本发明道钉灯中目视常亮发光的LED光源和目视频闪发光的LED光源在技术方案B下的发光亮度对比原理示意图;

图6、7分别为本发明道钉灯中以相对高发光亮度LH目视频闪发光的LED光源和以相对低发光亮度LL目视频闪发光的LED光源在技术方案C下的发光亮度对比原理示意图、和按时序互补发光的原理示意图;

图8为本发明的实施例一的一种类四棱台体的太阳能凸起式发光道钉灯的爆炸结构示意图;

图9为本发明的实施例二的一种带有长余辉发光材料的类四棱台体的太阳能长余辉凸起式发光道钉灯的爆炸结构示意图;

图10为本发明的实施例三的一种类四棱台体的太阳能凸起式发光反光道钉灯的爆炸结构示意图;

图11为本发明的实施例四的一种类球台体的太阳能部分嵌入式发光道钉灯的爆炸结构示意图;

图12为本发明的实施例五的一种类圆柱体的太阳能嵌入式发光道钉灯的爆炸结构示意图;

图13为本发明的实施例六的一种带有安装脚的类四棱台体的太阳能凸起式发光反光道钉灯的爆炸结构示意图;

图14为本发明的实施例七的一种类圆柱体的太阳能嵌入式发光道钉灯的爆炸结构示意图;

图15为本发明的实施例七的一种类圆柱体的太阳能嵌入式发光道钉灯的主要发光单元的结构示意图;

图16为本发明的实施例八的一种类四棱台体的太阳能凸起式发光反光道钉灯的爆炸结构示意图;

图17为本发明的实施例八的一种类四棱台体的太阳能凸起式发光反光道钉灯的主要发光单元的爆炸结构示意图;

图18为本发明的实施例九的一种类四棱台体的太阳能部分嵌入式发光反光道钉灯的爆炸结构示意图;

图19为本发明的实施例十的一种类圆柱体的太阳能凸起式发光道钉灯的爆炸结构示意图。

具体实施方式

结合附图描述本发明的实施例。

实施例一

一种类四棱台体的新型太阳能凸起式发光道钉灯,包括壳体(111)(112)(113)、LED光源(121)(122)、控制电路(130)、蓄电元件(140)、光伏器件(150)、封装材料,如图8所示。

壳体(111)(112)(113):

壳体由(111)、(112)、(113)三部分组成。

其中,壳体(111)作为透光窗口,为透明PC树脂通过注塑工艺制成的长方形面盖,从壳体(112)的上方嵌入壳体(112)的顶部开口内,并通过封装材料固定封装。

壳体(112)由黄色ABS树脂通过注塑工艺制成。壳体(112)的上部为四棱台,下部为长方体,上下设有开口,内部设有腔体。壳体(112)上部四棱台的两个相对的类梯形侧面上分别设有两个开口向外的梯形凹槽,这两个凹槽的中间分别设有两个圆形通孔。

壳体(113)作为透光窗口为透明PC树脂通过注塑工艺制成的梯形面盖,从壳体(112)的斜上方分别嵌入壳体(112)所述两个相对侧面的凹槽内,并通过封装材料固定封装。

LED光源(121)(122):

LED光源由(121)(122)两部分组成。

其中,LED光源(121)为SMD封装的贴片式白光LED,呈面阵式排布在中空的梯形铝基电路板的两侧,然后通过封装材料从壳体(112)的斜上方固定到壳体(112)所述两个相对侧面的梯形凹槽内,再通过壳体(113)与封装材料封装。

LED光源(122)作为点光源,为草帽式白光LED,从壳体(112)的底部开口穿入壳体(112)所述两个相对侧面的梯形凹槽的圆形通孔内,此时,LED光源(122)的发光主方向与水平方向平行。

控制电路(130):

控制电路(130)为带有单片机和无线通信模块的控制电路,分别通过线路与LED光源(121)、(122)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭,及分别控制并驱动LED光源(121)以50Mcd/m2的发光亮度连续发光、LED光源(122)以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光。

各个道钉灯之间在控制电路(130)的控制下可以通过无线通信模块实现无线同步或同步延迟发光。

控制电路(130)通过封装材料封装在壳体(112)的腔体内。

蓄电元件(140):

蓄电元件(140)为磷酸铁锂蓄电池,通过封装材料封装在壳体(112)的腔体内。

光伏器件(150):

光伏器件(150)为长方形单晶硅太阳能电池板,从壳体(112)的上方固定到壳体(112)的顶部开口内,并通过壳体(111)和封装材料固定封装。

封装材料:

封装材料为环氧封装胶,从道钉灯的底部灌封固化形成密封体。

本实施例的一种类四棱台体的新型太阳能凸起式发光道钉灯,通过两个相对侧面上贴片式白光LED以相对低发光亮度50Mcd/m2连续发光及水平设置的草帽式白光LED以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光,从而在保证目视频闪发光效果的基础上能够不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;并使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;且本发明道钉灯对比只有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上只设有水平方向设置的以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光的草帽式白光LED),由于LED的发光亮度与发光功率近似地成正比,故本发明道钉灯的单面功耗只增加了约50÷5000÷20%=5%左右,即在很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

实施例二

一种带有长余辉发光材料的类四棱台体的新型太阳能长余辉凸起式发光道钉灯,包括壳体(211)(212)(213)、LED光源(221)(222)、控制电路(230)、蓄电元件(240)、光伏器件(250)、长余辉发光材料(270)、封装材料,如图9所示。

壳体(211)(212)(213):

壳体由(211)(212)(213)三部分组合。

其中,壳体(211)作为透光窗口,为透明PC树脂通过注塑工艺制成的长方形面盖,从壳体(212)的上方嵌入壳体(212)的顶部开口内,并通过封装材料固定封装。

壳体(212)由黄色ABS树脂通过注塑工艺制成。壳体(212)的上部为四棱台,下部为长方体,上下设有开口,内部设有腔体。壳体(212)上部四棱台的两个相对的类梯形侧面上分别设有两个开口向外的梯形凹槽,这两个凹槽的两边分别设有一个圆形通孔。

壳体(213)作为透光窗口,为透明PC树脂通过注塑工艺制成的长方形面盖,从壳体(212)的斜上方分别嵌入壳体(212)所述两个相对侧面的凹槽内,并通过封装材料固定封装。

LED光源(221)(222):

LED光源由(221)(222)两部分组成。

其中,LED光源(221)为SMD封装的贴片式蓝光LED,阵列式排布并焊接到长方形铝基电路板上;然后通过封装材料将LED光源(221)粘合固定在长余辉发光材料(270)的底面上;再形成的整体从壳体(212)的斜上方固定到壳体(212)所述两个相对侧面的凹槽的中间,并通过壳体(213)与封装材料封装。

LED光源(222)为引脚封装的草帽式白光LED,从壳体(212)的底部开口穿入壳体(212)所述两个相对侧面的梯形凹槽的圆形通孔内,此时,LED光源(222)的发光主方向与水平方向平行。

控制电路(230):

控制电路(230)为带有单片机的控制电路,分别通过线路与LED光源(221)、(222)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭,及分别控制并驱动LED光源(222)以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和10%的占空比目视频闪发光、LED光源(221)连续发光并激发长余辉发光材料余辉发光。

控制电路(230)通过封装材料封装在壳体(212)的腔体内。

蓄电元件(240):

蓄电元件(240)为镍氢蓄电池,通过封装材料封装在壳体(212)的腔体内。光伏器件(250):

光伏器件(250)为长方形单晶硅太阳能电池板,从壳体(212)的上方固定到壳体(212)的顶部开口内,并通过壳体(211)和封装材料固定封装。

长余辉发光材料(270):

长余辉发光材料(270)为由SrAl2O4长余辉发光粉与透明树脂混合后浇注成型的长方形刚性片材。

封装材料:

封装材料为PU封装胶,从道钉灯的底部灌封固化形成密封体。

本实施例的一种带有长余辉发光材料的类四棱台体的新型太阳能长余辉凸起式发光道钉灯,通过两个相对侧面上贴片式蓝光LED连续发光并激发长余辉发光材料余辉发光、及水平设置的草帽式白光LED以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和10%的占空比目视频闪发光,从而在保证目视频闪发光效果的基础上能够通过余辉发光实现不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;并使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;还能在灯灭时通过余辉发光继续提供固定的参照物,从而进一步提升道路安全;且本发明道钉灯对比只有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上只设有水平方向设置的以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和10%的占空比目视频闪发光的草帽式白光LED),很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

实施例三

一种类四棱台体的新型太阳能凸起式发光反光道钉灯,包括壳体(311)(312)、LED光源(321)(322)、控制电路(330)、蓄电元件(340)、光伏器件(350)、逆反射材料(380)、封装材料,如图10所示。

壳体(311)(312):

壳体由(311)(312)两部分组成。

其中,壳体(311)作为透光窗口为透明PC树脂通过注塑工艺制成的长方形面盖,从壳体(312)的上方嵌入壳体(312)的顶部开口内,并通过封装材料固定封装。

壳体(312)为铸铝工艺制成的、上部为四棱台、下部为长方体、上下设有开口、内部设有腔体的壳体。壳体(312)上部四棱台的两个相对的类梯形侧面上分别设有两个向外开口的凹槽,这两个凹槽的中间分别设有两个圆形通孔。

LED光源(321)(322):

LED光源由(321)(322)两部分组成。

LED光源(321)为SMD封装的贴片式绿光LED,阵列式排布并焊接到长方形铝基电路板的中间,再从壳体(312)的上方粘合固定到壳体(312)顶部的开口凹槽内。

LED光源(322)为引脚封装的草帽式黄光LED,从壳体(312)的底部开口穿入壳体(312)所述两个侧面的梯形凹槽的圆形通孔内,此时,LED光源(322)的发光主方向与水平方向平行。

控制电路(330):

控制电路(330)为带有单片机和无线通信模块的控制电路,分别通过线路与LED光源(321)、(322)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭,及分别控制并驱动LED光源(321)以100Mcd/m2的发光亮度连续发光、LED光源(322)以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光。

各个道钉灯之间在控制电路(330)的控制下可以通过无线通信模块实现无线同步或同步延迟发光。

控制电路(330)通过封装材料封装在壳体(312)的腔体内。

蓄电元件(340):

蓄电元件(340)为磷酸铁锂蓄电池,通过封装材料封装在壳体(312)的腔体内。

光伏器件(350):

光伏器件(350)为长方形单晶硅太阳能电池板,焊接到上述长方形铝基电路板上LED光源(321)的两边,并通过壳体(311)和封装材料固定封装。

逆反射材料(380):

逆反射材料(380)为中间带有透光窗口、底部设有镀铝反射层的梯形反光晶格板,从壳体(312)的斜上方固定到壳体(312)正面凹槽的圆形通孔内,此时,LED光源(322)恰好位于逆反射材料(380)透光孔的下方。

封装材料:

封装材料为环氧封装胶,从道钉灯的底部灌封固化形成密封体。

本实施例的一种类四棱台体的新型太阳能凸起式发光反光道钉灯,道钉灯的两个相对侧面都具有逆反射功能,并通过顶部贴片式绿光LED以相对低发光亮度100Mcd/m2连续发光及侧部水平设置的草帽式白光LED以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光,从而在保证目视频闪发光效果的基础上能够不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;并使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;且本发明道钉灯对比只有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上只设有水平方向设置的以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光的草帽式白光LED),由于LED的发光亮度与发光功率近似地成正比,故本发明道钉灯的单面功耗只增加了约100÷5000÷20%=10%左右,即在很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

实施例四

一种类球台体的新型太阳能部分嵌入式发光道钉灯,包括壳体(410)、LED光源(420)、控制电路(430)、蓄电元件(440)、光伏器件(450)、封装材料,如图11所示。

壳体(410):

壳体(410)主要起透光、容纳、承压、保护等作用,为玻璃浇铸成型由基座部和上隆起部组成的上小下大的透明体,其中上隆起部为基座部顶部整个向上隆起形成的类球台状隆起,基座部为底部设有开口、内部设有腔体、侧面内凹的曲面圆柱,上隆起部的侧部与基座部的侧部采用圆滑过渡;上隆起部的腔体与基座部的腔体相连形成连体腔体,腔体内用于元器件。

壳体(410)的上隆起部的外侧面上设有两个相对的斜面。

LED光源(420):

LED光源(420)为引脚封装的草帽式红光LED和草帽式白光LED,呈线阵式间隔设置并焊接到圆形线路板的两侧边缘,此时,LED光源(420)恰好位于壳体(410)上两个相对的斜面的下方,且与安装路面平行方向呈15度的夹角。

控制电路(430):

控制电路(430)为带有单片机和无线通信模块的控制电路,通过线路与LED光源(420)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭。控制电路(430)还能控制并驱动LED光源(420)中的红光LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光,同时控制并驱动LED光源(420)中的白光LED以50Mcd/m2的发光亮度并以时间互补形式交替发光。

各个道钉灯之间在控制电路(430)的控制下可以通过无线通信模块实现无线同步或同步延迟发光。

控制电路(430)通过封装材料封装在壳体(410)的腔体内圆形线路板的下方。

蓄电元件(440):

蓄电元件(440)为磷酸铁锂蓄电池,通过封装材料封装在壳体(410)的腔体内圆形线路板的下方。

光伏器件(450):

光伏器件(450)为长方形单晶硅太阳能电池板,焊接到圆形线路板的中间。

封装材料:

封装材料为环氧封装胶,从道钉灯的底部灌封固化形成密封体。

本实施例的一种类球台体的新型太阳能部分嵌入式发光道钉灯,安装时基座部埋入路面,上隆起部高于路面,分别通过白光LED以相对低发光亮度50Mcd/m2并以1s的周期和80%的占空比目视频闪发光连续、及红光LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以时间互补形式交替发光,从而在保证目视频闪发光效果的基础上能够不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;并使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及通过不同波长LED交替发光,提高了道钉灯的示警度和标识度;以及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;且本发明道钉灯对比只有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上只设有以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光的草帽式红光LED),由于LED的发光亮度与发光功率近似地成正比,故本发明道钉灯的单面功耗只增加了约50÷5000÷20%×80%=6.25%左右,即在很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

实施例五

一种类圆柱体的新型太阳能嵌入式发光道钉灯,包括壳体(511)(512)(513)、LED光源(520)、控制电路(530)、蓄电元件(540)、光伏器件(550)、封装材料(561)(562),如图12所示。

壳体(511)(512)(513):

壳体由(511)(512)(513)三部分组成。

其中,壳体(511)作为透光窗口,为透明PC通过注塑工艺制成的顶部设有防滑颗粒、周围分设有四个固定孔的圆形透明面盖。

壳体(512)作为内部支承体,为白色ABS树脂通过注塑工艺成型的、顶部和两个相对侧面设有长方形凹槽、底部设有开口、内部设有腔体的类四棱台体基座。壳体(512)侧面凹槽的底面与安装路面平行方向呈65度夹角。

壳体(513)为不锈钢制成的带有向上开口腔体的类圆柱体底壳。

壳体(512)通过封装材料(562)固定到壳体(513)的腔体内,壳体(511)从壳体(513)的上方通过封装材料(561)与壳体(513)结合为一体。

LED光源(520):

LED光源(520)为引脚封装的草帽式白光LED,排列成直线焊接到长方形铝基电路板上,并通过封装材料分别粘合固定到壳体(512)两个相对侧面的长方形凹槽内,此时,LED光源(520)的主发光方向与安装路面平行方向呈25度夹角。

控制电路(530):

控制电路(530)为带有单片机和无线通信模块的控制电路,通过线路与LED光源(520)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭,及控制LED光源(520)以技术方案A或技术方案B或技术方案C发光,从而使道钉灯在保证目视频闪发光效果的基础上能够不间断发光。

技术方案A:

所有LED以0.8s的周期明暗交替发光,即一个周期内,先以5000Mcd/m2的发光亮度发光0.1s,再以50Mcd/m2的发光亮度发光0.7s,如此循环往复。

技术方案B:

位于中间的LED以50Mcd/m2的发光亮度连续发光,位于两边的LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以0.8s的周期和12.5%的占空比目视频闪发光。

技术方案C:

位于中间的LED以50Mcd/m2的发光亮度并以0.8s的周期和87.5%的占空比目视频闪发光,位于两边的LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以时间互补形式交替发光。

各个道钉灯之间在控制电路(530)的控制下可以通过无线通信模块实现无线同步或同步延迟发光。

控制电路(530)通过封装材料封装在壳体(512)的腔体内。

蓄电元件(540):

蓄电元件(540)为磷酸铁锂蓄电池,通过封装材料封装在壳体(512)的腔体内。

封装材料(561)(562):

封装材料包括(561)(562)。

其中,封装材料(561)为螺丝,穿入壳体(511)上的固定孔内并将壳体(511)固定在壳体(513)的顶部,再用封装胶注入固定孔内密封。

封装材料(562)为密封圈,壳体(512)通过密封圈固定在壳体(513)的腔体内。

本实施例的一种类圆柱体的新型太阳能嵌入式发光道钉灯,安装时首先在路面挖孔,然后用环氧树脂将道钉灯固定在路面的安装孔,使道钉灯顶面与路面平齐,通过控制LED光源(520)以技术方案A或技术方案B或技术方案C发光,从而在保证目视频闪发光效果的基础上能够不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;并使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;且本发明道钉灯对比现有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上的LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以0.8s的周期和12.5%的占空比目视频闪发光),由于LED的发光亮度与发光功率近似地成正比,故以技术方案A为例,本发明道钉灯的单面功耗只增加了约50÷5000÷(0.1÷0.8)×(1-(0.1÷0.8))=7%左右,技术方案B、C的功耗增加与技术方案A近似,即在很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

实施例六

一种带有安装脚的类四棱台体的新型太阳能凸起式发光反光道钉灯,包括壳体(611)(612)(613)、LED光源(620)、控制电路(630)、蓄电元件(640)、光伏器件(650)、封装材料,如图13所示。

壳体(611)(612)(613):

壳体由(611)(612)(613)三部分组成。

其中,壳体(611)作为透光窗口,为透明PC树脂通过注塑工艺制成的长方形面盖,从壳体(612)的上方嵌入壳体(612)的顶部开口内,并通过封装材料固定封装。

壳体(612)为铸铝壳体。壳体(612)的上部为四棱台,下部为长方体,顶部设有开口,内部设有腔体,底部中央设有安装脚。壳体(612)上部四棱台的两个相对的类梯形侧面上分别设有两个向外开口的凹槽,这两个凹槽的中间分别设有三个圆形通孔。

壳体(613)作为透光窗口,为透明PMMA树脂通过注塑工艺制成的两边带有微棱镜逆反射结构的类梯形透明体,从壳体(612)的斜上方分别嵌入壳体(612)所述两个相对侧面的凹槽内,并通过封装材料固定封装。

LED光源(620):

LED光源(620)为引脚封装的草帽式黄光LED,排列成直线焊接到条形铝基线路板上,然后从壳体(612)的底部开口穿入壳体(612)所述两个相对侧面的梯形凹槽的圆形通孔内,此时,LED光源(620)的发光主方向与水平方向平行。

控制电路(630):

控制电路(630)为带有单片机和无线通信模块的控制电路,通过线路与LED光源(620)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭,及控制LED光源(620)以技术方案A或技术方案B或技术方案C发光,从而使道钉灯在保证目视频闪发光效果的基础上能够不间断发光。

技术方案A:

所有LED以1s的周期明暗交替发光,即一个周期内,先以5000Mcd/m2的发光亮度发光0.2s,再以100Mcd/m2的发光亮度发光0.8s,如此循环往复。

技术方案B:

位于中间的LED以100Mcd/m2的发光亮度连续发光,位于两边的LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光。

技术方案C:

位于中间的LED以100Mcd/m2的发光亮度并以1s的周期和80%的占空比目视频闪发光,位于两边的LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以时间互补形式交替发光。

各个道钉灯之间在控制电路(630)的控制下可以通过无线通信模块实现无线同步或同步延迟发光。

控制电路(630)通过封装材料封装在壳体(612)的腔体内。

蓄电元件(640):

蓄电元件(640)为镍氢蓄电池,通过封装材料封装在壳体(612)的腔体内。光伏器件(650):

光伏器件(650)为长方形单晶硅太阳能电池板,从壳体(612)的上方固定到壳体(612)的顶部开口内,并通过壳体(611)和封装材料固定封装。

封装材料:

封装材料为PU封装胶,从道钉灯的底部灌封固化形成密封体。

本实施例的一种带有安装脚的类四棱台体的新型太阳能凸起式发光反光道钉灯,道钉灯的两个相对侧面都具有逆反射功能,并通过控制LED光源(520)以技术方案A或技术方案B或技术方案C发光,在保证目视频闪发光效果的基础上能够通过余辉发光实现不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;并使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;本发明道钉灯对比现有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上的LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光),由于LED的发光亮度与发光功率近似地成正比,故以技术方案A为例,本发明道钉灯的单面功耗只增加了约100÷5000÷(0.2÷1)×(1-(0.2÷1))=8%左右,技术方案B、C的功耗增加与技术方案A近似,即在很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

实施例七

一种类圆柱体的新型太阳能嵌入式发光道钉灯,包括壳体(711)(712)(713)、LED光源(721)(722)、控制电路(730)、蓄电元件(740)、光伏器件(750)、封装材料(761)(762),如图14所示。

壳体(711)(712)(713):

壳体由(711)(712)(713)三部分组成。

其中,壳体(711)作为透光窗口,为透明PC通过注塑工艺制成的略微向上凸起呈弧面的、周围分设有四个固定孔的圆形透明面盖。

壳体(712)作为内部支承体,为白色ABS树脂通过注塑工艺成型的、由中间的长方体和相对两侧的梯形体组成的基座。壳体(712)长方体的顶部设有长方形凹槽,底部设有开口,内部设有腔体;壳体(712)梯形体的斜面相对设置,并在斜面上分别设有一个与安装路面平行方向呈60度夹角的长方形凹槽。

壳体(713)为不锈钢制成的带有向上开口腔体的类圆柱体底壳。

壳体(712)通过封装材料(762)固定到壳体(713)的腔体内,壳体(711)从壳体(713)的上方通过封装材料(761)与壳体(713)结合为一体。

LED光源(721)(722):

LED光源由(721)(722)两部分组成。

其中,LED光源(722)作为点光源,为引脚封装的直插式黄光LED,焊接到长方形铝基线路板上;LED光源(721)为SMD封装的贴片式白光LED,排列并焊接到长方形铝基线路板上LED光源(722)的周围,并与所述的引脚封装的LED一起排列成面阵;再将所述长方形铝基线路板通过封装材料粘合固定在壳体(712)相对两侧的梯形体的凹槽内;此时,LED光源(721)(722)的发光主方向与水平方向呈90度减去60度等于30度夹角。

控制电路(730):

控制电路(730)为带有单片机和无线通信模块的控制电路,分别通过线路与LED光源(721)、(722)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭,及分别控制并驱动LED光源(721)以50Mcd/m2的发光亮度连续发光、LED光源(722)以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和10%的占空比目视频闪发光。

各个道钉灯之间在控制电路(730)的控制下可以通过无线通信模块实现无线同步或同步延迟发光。

控制电路(730)通过封装材料封装在壳体(713)的腔体内。

蓄电元件(740):

蓄电元件(740)为磷酸铁锂蓄电池,通过封装材料封装在壳体(713)的腔体内。

封装材料(761)(762):

封装材料包括(761)(762)。

其中,封装材料(761)为螺丝,穿入壳体(711)上的固定孔内并将壳体(711)固定在壳体(713)的顶部,再用封装胶注入固定孔内密封。

封装材料(762)为密封圈,壳体(712)通过密封圈固定在壳体(713)的腔体内。

本实施例的一种类圆柱体的新型太阳能嵌入式发光道钉灯,安装时首先在路面挖孔,然后用环氧树脂将道钉灯固定在路面的安装孔,使道钉灯顶面四周与路面平齐,通过分别控制并驱动贴片式白光LED以相对低发光亮度50Mcd/m2连续发光、及水平设置的草帽式黄光LED以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和10%的占空比目视频闪发光,从而在保证目视频闪发光效果的基础上能够通过余辉发光实现不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务,及使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;且本发明道钉灯对比只有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上只设有水平方向设置的以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和10%的占空比目视频闪发光的草帽式白光LED),由于LED的发光亮度与发光功率近似地成正比,故本发明道钉灯的单面功耗只增加了约50÷5000÷10%=10%左右,即在很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

实施例八

一种类四棱台体的新型太阳能凸起式发光反光道钉灯,包括壳体(811)(812)(813)、LED光源(821)(822)(823)、控制电路(830)、蓄电元件(840)、光伏器件(850)、逆反射材料(880)、封装材料,如图16、17所示。

壳体:

壳体由(811)(812)(813)三部分组成。

其中,壳体(811)为透明PC树脂通过注塑工艺制成的长方形面盖,从壳体(812)的上方嵌入壳体(812)的顶部开口内,并通过封装材料固定封装。

壳体(812)为ABS树脂通过注塑工艺成型。壳体(812)的上部为四棱台,下部为长方体,上下设有开口,内部设有腔体。壳体(812)上部四棱台的两个相对的类梯形侧面上分别设有两个向外开口的凹槽,这两个凹槽的两边分别设有一个圆形通孔。

壳体(813)为透明PMMA树脂通过注塑工艺制成的、中间带有微棱镜逆反射结构的类梯形透明板,通过超声波热合固定在壳体(812)所述两个相对侧面的凹槽内。

LED光源(821)(822)(823):

LED光源由(821)(822)(823)三部分组成。

其中,LED光源(821)为SMD封装的贴片式白光LED,排列成直线焊接到条形铝基电路板上。

LED光源(822)为长方形导光板。

LED光源(821)通过透明封装胶粘合固定在LED光源(822)的相对两侧边形成一个面光源整体,再将这个整体通过契合结构固定在壳体(813)微棱镜逆反射结构的下方。

LED光源(823)为引脚封装的草帽式黄光LED,从壳体(812)的底部开口固定到壳体(812)所述两个相对侧面的凹槽的圆形通孔内,此时,LED光源(823)的发光主方向与水平方向平行。

控制电路(830):

控制电路(830)为带有单片机和无线通信模块的控制电路,分别通过线路与LED光源(821)、(823)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭,及分别控制并驱动LED光源(821)以60Mcd/m2的发光亮度连续发光、LED光源(823)以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光。

各个道钉灯之间在控制电路(830)的控制下通过无线通信模块可以实现无线同步或同步延迟发光。

控制电路(830)通过封装材料封装在壳体(812)的腔体内。

蓄电元件(840):

蓄电元件(840)为磷酸铁锂蓄电池,通过封装材料封装在壳体(812)的腔体内。

光伏器件(850):

光伏器件(850)为长方形单晶硅太阳能电池板,从壳体(812)的上方固定到壳体(812)的顶部开口内,并通过壳体(811)和封装材料固定封装。

封装材料:

封装材料为环氧封装胶,从道钉灯的底部灌封固化形成密封体。

本实施例的一种类四棱台体的新型太阳能凸起式发光反光道钉灯,道钉灯的两个相对侧面都具有逆反射功能,并通过两个相对侧面上贴片式白光LED以相对低发光亮度60Mcd/m2连续发光及水平设置的草帽式黄光LED以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光,从而在保证目视频闪发光效果的基础上能够通过余辉发光实现不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务,及使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;且本发明道钉灯对比只有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上只设有水平方向设置的以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和20%的占空比目视频闪发光的草帽式白光LED),由于LED的发光亮度与发光功率近似地成正比,故本发明道钉灯的单面功耗只增加了约60÷5000÷20%=6%左右,即在很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

实施例九

一种类四棱台体的新型太阳能部分嵌入式发光反光道钉灯,包括壳体(911)(912)、LED光源(920)、控制电路(930)、蓄电元件(940)、光伏器件(950)、逆反射材料(980)、封装材料,如图18所示。

壳体(911)(912):

壳体由(911)(912)两部分组成。

其中,壳体(911)本身作为透光窗口,为透明PC树脂通过注塑工艺制成的类四棱台体透明面壳。壳体(911)的底部设有开口,内部设有腔体,两个相对的类梯形侧面上分别设有三个向外开口的长方形凹槽,所述凹槽的底面与安装路面平行方向呈57度夹角(即LED的发光主方向为90度角减去57度角等于33度角),其余两个侧面分别设有一个安装孔。

壳体(912)作为透光窗口,为透明PC树脂通过注塑工艺制成的、下表面为磨砂面的长方形透明体,从壳体(911)的斜上方分别嵌入壳体(911)所述两个相对侧面位于中间的凹槽内,并通过封装材料固定封装。

LED光源(920):

LED光源(920)为COB白光面光源,然后从壳体(911)的斜上方固定在壳体(911)所述两个相对侧面位于中间的凹槽内,并通过壳体(912)和封装材料密闭封装。

控制电路(930):

控制电路(930)为带有单片机和无线通信模块的控制电路,通过线路与LED光源(920)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭,及控制LED光源(920)的所有LED以1s的周期明暗交替发光,即一个周期内,先以5000Mcd/m2的发光亮度发光0.1s,再以80Mcd/m2的发光亮度发光1s,如此循环往复。

各个道钉灯之间在控制电路(930)的控制下可以通过无线通信模块实现无线同步或同步延迟发光。

控制电路(930)通过封装材料封装在壳体(911)的腔体内。

蓄电元件(940):

蓄电元件(940)为镍氢蓄电池,通过封装材料封装在壳体(911)的腔体内。光伏器件(950):

光伏器件(950)为长方形单晶硅太阳能电池板,从壳体(911)的底部开口通过透明封装胶固定到壳体(911)顶部内表面下方。

逆反射材料(980):

逆反射材料(980)为长方形反光晶格板,通过封装材料分别粘合固定在壳体(911)所述两个相对侧面位于两边的凹槽内。

封装材料:

封装材料为PU封装胶,从道钉灯的底部灌封固化形成密封体。

一种类四棱台体的新型太阳能部分嵌入式发光反光道钉灯,安装时部分埋入路面,部分高出路面。所述道钉灯的两个相对侧面都具有逆反射功能,并通过控制LED光源以1s的周期明暗交替发光,即一个周期内,先以5000Mcd/m2的发光亮度发光0.1s,再以80Mcd/m2的发光亮度发光1s,如此循环往复,从而在保证目视频闪发光效果的基础上能够通过余辉发光实现不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;并使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;本发明道钉灯对比现有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上的LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以1s的周期和10%的占空比目视频闪发光),由于LED的发光亮度与发光功率近似地成正比,故以技术方案A为例,本发明道钉灯的单面功耗只增加了约80÷5000÷(0.1÷1)×(1-(0.1÷1))=14.4%左右,即在很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

实施例十

一种类圆柱体的新型太阳能凸起式发光道钉灯,包括壳体(1010)、LED光源(1021)(1022)、控制电路(1030)、蓄电元件(1040)、光伏器件(1050)、封装材料,如图19所示。

壳体(1010):

壳体(1010)本身作为透光窗口,主要起透光、容纳、承压、保护等作用,为透明PC树脂通过注塑工艺成型的顶部向上略微隆起呈弧面、底部设有开口、内部设有腔体的类圆柱体透明面壳。

壳体(1010)顶部弧面上设有两个相对的斜面。

LED光源(1021)(1022):

LED光源由(1021)(1022)组成。

其中,LED光源(1021)与(1022)分别为圆头绿光F5灯珠和圆头白光F5灯珠,间隔排列成线阵并焊接到条形线路板上,此时,LED光源(1021)(1022)恰好位于壳体(1010)顶面两个相对斜面的下方,且与安装路面平行。

控制电路(1030):

控制电路(1030)为带有单片机和无线通信模块的控制电路,通过线路分别与LED光源(1021)(1022)相连,具有充放电控制功能,并能控制电路的启闭。控制电路(1030)还能控制并驱动LED光源(1021)以5000Mcd/m2的发光亮度并以1s的周期和15%的占空比目视频闪发光,同时控制并驱动LED光源(420)中的白光LED以60Mcd/m2的发光亮度并以时间互补形式交替发光。

各个道钉灯之间在控制电路(1030)的控制下可以通过无线通信模块实现无线同步或同步延迟发光。

控制电路(1030)通过封装材料封装在壳体(1010)腔体内光伏器件(1050)的下方。

蓄电元件(1040):

蓄电元件(1040)为磷酸铁锂蓄电池,通过封装材料封装在壳体(1010)的腔体内光伏器件(1050)的下方。

光伏器件(1050):

光伏器件(1050)为长方形单晶硅太阳能电池板,设在壳体(1010)腔体的顶部中央,并通过封装材料封装。

封装材料:

封装材料为环氧封装胶,从道钉灯的底部灌封固化形成密封体。

本实施例的一种类圆柱体的新型太阳能凸起式发光道钉灯,分别通过白光LED以相对低发光亮度60Mcd/m2并以1s的周期和85%的占空比目视频闪发光连续、及红光LED以5000Mcd/m2的发光亮度并以时间互补形式交替发光,从而在保证目视频闪发光效果的基础上能够不间断发光,既有远程诱导、警示作用,又有近程辅助照明功能,实现了对机动车、非机动车驾驶者和行人的全覆盖服务;并使道钉灯整体的发光在频闪效果和频闪效应之间取得平衡,即在适度频闪效果下,在对人的辨识度和对人眼的舒适度之间取得平衡,从而兼顾人的生理反应和心理反应,提高了交通安全;及通过不同波长LED交替发光,提高了道钉灯的示警度和标识度;以及消除了现有频闪道钉在灯光熄灭间歇因驾驶员突然陷入黑暗而带来的安全风险;特别是能在弱视觉条件下对机动车驾驶员提供速度感、距离感、方位感(方向、位置),进一步提升了道路安全;且本发明道钉灯对比只有频闪模式发光的道钉灯(即道钉灯上只设有以5000Mcd/m2的发光亮度及以1s的周期和15%的占空比目视频闪发光的圆头绿光F5灯珠),由于LED的发光亮度与发光功率近似地成正比,故本发明道钉灯的单面功耗只增加了约60÷5000÷15%×85%=6.8%左右,即在很少量地增加功耗的基础上,就实现了上述优点。在技术提升和功能增加的情况下,几乎不影响单次光伏蓄电的持续工作时间,应用范围更广。

以上所述仅为本发明的较佳方案而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的各种修改或变形、组合或叠加、等同替换等,或者将本技术应用于相关和类似技术领域,均应包含在本发明的保护范围内。

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