一种低灯位正向照明路灯的制作方法_3

文档序号:9862006阅读:来源:国知局
] 2、沥青路面,含有10 % -15 %的人工发光材料;3、粗糙、带有砾石的沥青混凝土的 路面,砾石的尺寸不小于IOmm,且所含砾石大于60% ;
[0061 ]对于新铺设的沥青砂:
[0062] R3:1、沥青混凝土路面,所含的砾石尺寸大于I Omm,纹理粗糙如砂纸;
[0063] 2、纹理已磨亮。
[0064] R4:l、使用了几个月后的沥青砂路面;
[0065] 2、路面相当光滑;通过实验,路面亮度与路面材料的关系可清晰的体现出来。
[0066] 实验结果表明,在宏观光滑路面条件下,通常低灯位逆向照明方式下的平均亮度 更高,原因在于这一情况下,路面为光滑一粗糙或光滑一光滑模式,逆向射向路面的光线大 部分按照反射定律射向前方(参图9所示);而在粗糙路面条件下,低灯位正向照明方式下平 均亮度值高于逆向照明方式,其原因在于这一情况下,路面为粗糙一粗糙或粗糙一光滑模 式,在这一情况下逆向射向路面的光线,由于地面颗粒比较粗糙,因此大部分被反射回去如 图10所示。
[0067] 结论:在粗糙路面上,当光源以投光角度接近平行于路面(低灯位)、照射方向与车 行方向相同(正向照明)照射前方路面时,驾驶员视线方向上可获得最高的路面反射亮度。 [0068]为了适应粗糙路面条件,本发明提出一种正向照明低位路灯。包括灯体、用于正向 照明的光源、用于防眩光的格栅或磨砂透镜、驱动电路、固定装置和管线。用于正向照明的 光源的功率为2W至12W,色温不高于4000K,其投光方向与所在车道的车行方向相同,并与车 行方向的水平角度为5°至65°,-65°至-5° (参图11所示),照射空间为灯高位置下方空间,所 述光源上方设置有遮光板以形成无仰角散射(参图12所示)。
[0069] 不难看出,低灯位正向照明路灯的照光方向与车行方向相同,因而在行车方向上 驾驶员前视眩光极小,几乎可以忽略。而道路照明中有一条经典曲线就是道路照明的视觉 功能与路面亮度之间的关系(参图13所示)。该图表明,当驾驶员前视眩光极低时,尽管路面 亮度低于标准值,驾驶员仍可获得较高的视觉可见度。因此,正向低位照明方式下,可以适 当降低路面亮度,从而获得更大的节能效益。路面的粗糙程度决定路面反射率,并非简单依 据水泥路面或沥青路面而定,需现场测定,测定采用专用仪器。
[0070] 低灯位正向照明路灯关键技术一一防止后视眩光技术
[0071] 低灯位道路照明的关键技术在于限制眩光,包括驾驶员前视眩光与后视眩光。对 于正向照明,其光源仅产生后视镜眩光。经试验,在驾驶员距离约40米至50米处反光镜中看 到的灯口正表面,其眩光为最不利条件。此时,驾驶员视线与路面之间水平角约为2度。
[0072] 为限制后视镜眩光,传统防眩光措施分为两种措施:一是设计透镜,通过精确配 光,使得眩光降至最低;二是设置格栅(截光板是格栅的最简化形式),通过格栅片截断直视 光线,使得光线在进入人眼前必须经过格栅片的反射,保证人眼看不到直接眩光。
[0073] 逆向照明子系统采用菲涅尔透镜+微构造透镜+防眩光格栅的防眩光技术。
[0074] 菲涅尔透镜的功能是将光源发出的180°的散射光汇聚为光束角小的近乎平行的 光束,与传统的光学玻璃透镜相比,菲涅尔透镜具有重量轻、成本低,、厚度薄等特点。
[0075] 单独的微构造透镜是单面波纹状透镜,放置在菲涅尔透镜前面,功能是将经菲涅 尔透镜射出的圆形光斑沿水平方向扩散为路面照明所需的条形光斑。但这种结构在菲涅尔 透镜与微构造透镜之间存在一个空气间层,该间层将使菲涅尔透镜投射的平行光发生部分 散射,降低了光效,同时也会沉淀灰尘。
[0076] 解决的方法是将微构造透镜与菲涅尔透镜集成在一体,即在菲涅尔透镜表面刻画 波纹,形成"菲涅尔波纹透镜",一次成形打出上截止线分明的条形光斑。
[0077] 菲涅尔波纹透镜,解决了路面照明所需的条形光斑问题,但并没有解决眩光问题。 这是因为理论上平行但实际上无法做到完全平行的光束在菲涅尔波纹透镜的外表面发生 散射,其非主光轴方向的光形成逸散光。逸散光在机动车驾驶员视线方向的分量,就构成直 接眩光,此时驾驶员眼前将呈现出一个高亮度的发光面。由于逸散光散射的角度很宽,机动 车驾驶员在行驶中的很多位置都会感觉到这个眩光。目前,汽车前照灯虽然做了许多改进, 但也都存在这种直接眩光。
[0078] 用透镜配光的方法在实际中都存在无法解决的眩光问题。解决的关键是要使得驾 驶员视线避开在菲涅尔波纹透镜的外表面发生的散射光。
[0079]低灯位正向照明路灯采用防眩光格栅阵列技术来阻断菲涅尔透镜外表面对于驾 驶员的直射逸散光。
[0080] 格栅阵列技术的基本原理是保证菲涅尔透镜外表面的逸散光必须经过格栅片的 反射与吸收后才可到达驾驶员的眼睛。当选用适当的材料制作格栅片,使得格栅片既有反 射又有一定吸收能力时,经过格栅片的反射与吸收后的逸散光必然减弱。逸散光减弱的程 度与格栅阵列的参数有关,这些参数包括格栅片阵列的尺寸,格栅片的间距、长度、形状、材 质、颜色和反射率等。
[0081] 实验表明,平直的格栅片阵列减弱逸散光的效率较低,而一种折弯式防眩光格栅 阵列,能有效减少逸散光所产生的眩光。该折弯式防眩光格栅阵列,由沿纵向间隔地将弯折 形成的非完全反射的薄膜平铺叠置构成。每一薄膜按一定弯折角度连续弯折成形,其纵截 面大致呈波浪状;逸散光的眩光分量在格栅阵列的两相邻薄板之间传播时经过反射与吸 收。
[0082] 低灯位正向照明路灯光源的投光方向与本车道行车方向相同,在照射路面的同时 也产生由菲涅尔透镜外表面逸散光带来的后视镜眩光。该后视镜眩光的最大值区间发生在 驾驶员距离光源约40米至50米处,需保证在驾驶员在该区间内观察灯的正发光面时无光源 成像。由于后视镜眩光弱于前视眩光,因此逸散光在两相邻格栅之间传播时需经过反射与 吸收至少一次。
[0083] 由于防眩光格栅阵列使逸散光在两相邻格栅片之间传播时经过至少一次的反射 与吸收,在减低眩光的同时,其代价是降低了整灯光效。为保证在有效减少眩光的同时,保 持整灯光效不至由于反射与吸收而降得过低,需要对非完全反射的格栅片以及格栅阵列的 参数进行优化设计。
[0084] 另一方面,多维道路照明系统所用的防眩光格栅阵列将原本由玻璃封闭的"灯 口",改为在灯的前方形成开放的"灯口",在长期使用下灰尘会附着在灯体内外,包括格栅 片及菲涅尔透镜外表面。如何高效的对防眩光格栅阵列进行清洗成为不可回避的问题,因 此,需要对防眩光格栅阵列清洗技术进行研发。
[0085] 清洗技术应满足:平时无风天气时,温差压力使得热气流从外部进入灯体内部,后 水平运动至灯口流出,达到自洁效果。
[0086]低灯位正向照明路灯支撑技术一一双三角稳定、抗震支架。
[0087] 低灯位正向照明路灯的安装高度为0.5m至1.5m,安装距离为1.2m至10m。固定装置 为支架,置于道路两侧的栏杆、护墙之上。快速道路车辆通行时会产生较大振动,特别是桥 梁路段。为保证低灯位正向照明路灯在苛刻的条件下能够长期稳定运行,灯体基座与道路 两侧的栏杆、护墙连接的支架的稳定、抗震设计十分重要。
[0088]所谓稳定包括水平与垂直方向的稳定,垂直方向的稳定主要解决灯体荷载垂直方 向的重力,水平方向的稳定主要解决大型车辆驶过产生水平方向的风荷载力,上述稳定性 问题均应考虑发生在较强振动条件下。本发明采用双三角稳定支架,双三角稳定是指在水 平与垂直方向均以三角形金属架支撑,保证在双方向均可获得最大稳定性,同时要求该金 属架杆件的本身具有一定弹性,以利抗振。本发明采用的双三角稳定支架所用的金属杆件 是最少(短)的。
[0089]低灯位正向照明路灯报警功能一一手动无线遥控报警
[0090]当机动车发生故障,停靠在右侧救援道上时,传统的报警方式是驾驶员手持三角 形报警标志向来车方向行走约IOOm处放置在停车车道上,这一过程中驾驶员存在较大危 险。另一方面,由于三角形报警标志较小且仅有一个,在夜间行车道很难看清,因此,即便设 置了该报警标志,也仍然有追尾等交通事故发生。
[0091]低灯位正向照明路灯报警一一手动无线遥控报警功能是,当驾驶员停车后,可以 迅速地找到位于道路右侧灯体上的手动无线遥控报警按钮。按下按钮后,在按钮
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