一种低灯位正向照明路灯的制作方法

一种低灯位正向照明路灯的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种低灯位正向照明路灯，其包括灯体基座、防眩光结构、光源、驱动电路、固定装置及管线，该防眩光结构、该光源、该驱动电路均置于该灯体基座的中空灯体内形成集成化路灯，该驱动电路收容于该灯体基座内并与该管线连接，该光源上方设置有遮光板，该固定装置设置于所道路两侧的栏杆或护墙上，该光源中用于正向照明的光源的功率为2W至12W，色温不高于4000K，投光方向与所在车道的车行方向的水平角度为5°至65°，?65°至?5°，照射空间为灯高位置下方空间，且无仰角散射；上述结构，不仅具有较高的环保性、整体性、适用范围广泛性以及循环利用性，而且易于实现整个照明路灯的一体化集成的同时，还能避免眩光现象及提供报警功能以降低二次事故发生的几率。
【专利说明】
一种低灯位正向照明路灯
技术领域
[0001] 本实用新型属于道路照明技术领域，尤其涉及一种用于对普通或特殊道路、高速 公路、以及桥梁和高架桥道路进行照明的低灯位正向照明路灯。
【背景技术】
[0002] 常规照明方式的高速公路(包括封闭的快速道路）路灯，采用HPS或LED光源，安装 高度为l〇m_12m，安装间距为30-40m，单灯功率为150-250W，这种照明方式构成目前主流照 明方式，我们称之为"传统照明方式"。该照明方式存在以下问题：
[0003] (1)眩光问题
[0004] 在道路照明中，眩光为重要的评价指标。传统照明方式下，单灯功率大、亮度高，在 视线方向会产生较强的影像导致该行车方向上车的前上方产生强烈眩光。目前，道路照明 设计规范要求采用截光、半截光型路灯来减少此种眩光情况的发生。这一措施虽然可以限 制眩光但无法消除眩光。产生眩光的原因是：以截光型灯具(包括HPS灯和LED灯)为例，其光 路主要照射部分并不投射到机动车驾驶员眼中，从这个意义上说，截光型灯具基本避免了 直接眩光。但是，该型灯具总是存在一个亮度很高的发光面，由于该发光面与驾驶员之间存 在高度差H，则总存在视角α使得驾驶员可直视该发光面，从而造成来自前上方的路灯发光 面产生眩光（参图1所示）。这一眩光不是传统意义上的直接眩光，但仍然属于失能眩光，该 眩光存在的充分条件是:α>0。而产生直接眩光的根本原因是路面与驾驶员位于光源同侧， 且光源直接暴露于驾驶员前方视域内。
[0005] (2)无效照明问题
[0006] 请参图2所示，为提高照度均匀度，高灯位照明方式将光源以下空间尽可能均匀照 亮，形成如图2所示的光照区。对于封闭的快速道路，机动车驾驶员仅需观察路面及道路前 方情况而不需要同时观察道路内外的目标情况。因此，道路照明并不需要路面上方接近l〇m 高的光照空间，其光照空间可降低至一半甚至更低，驾驶员识别道路路面和前方障碍物主 要依靠这一光照空间内的照明，我们将这一高度内的光照空间称为有效光照区域。事实上， 只有有效光照区域内的有效照明分量是有效照明，无效照明包括无效光照区的照明及有效 光照区域内的无效照明分量。显然，现行高灯位照明方式存在大比例的无效光照区。同时， 根据余弦定律，即使在有效光照区域内，现行高灯位照明方式也存在大比例的无效照明分 量;另一方面，根据平方反比定律，现行高灯位照明的照度垂直分布规律是上亮下暗，这使 得处于上部的无效光照区的照度会高于位于下部的有效光照区的照度，这显然与驾驶员观 察所需要的上暗下亮的照明基本需求相悖。
[0007]传统照明方式下，对于路面的有效照明仅占全部照明中的很小一部分，无效照明 分量远大于有效照明分量，因而传统照明方式对于路面照明的能量功效极低。因此，现行主 流照明方式都存在大比例无效照明及违背照明基本需求的问题。
[0008] (3)可见度低下问题
[0009] 传统照明方式下，高灯位路灯的安装间距为30m左右，这使得在道路的部分区域机 动车行进方向的垂直照度难以均匀(此非水平照度意义上的"斑马线"）。有研究指出，在部 分区域的垂直照度非常弱，甚至接近于零。请参图3所示，众所周知，前方目标物表面亮度与 空间垂直照度存在准线性正相关关系，而亮度与前方目标可见度在中间视觉范围亦分段的 呈现正相关关系。当垂直照度不均匀还将导致行车方向前方空间亮度不均匀（忽明忽暗）， 亦会降低前方目标可见度的RP值，而垂直照度的不均匀，一方面将导致部分暗区可见度较 低，同时也引起整体可见度的降低，这表明高灯位路灯照明方式下，存在可见度特别低的 区域。
[0010]以高灯位为特征的传统照明方式是随着高压气体放电光源的应用而诞生的，其上 述弊端已显露，LED光源的出现，为解决上述问题提供了契机。LED具有亮度高、体积小、显色 性高和低压安全等特点。但目前LED应用于道路照明主要是与传统光源(如HPS)进行简单的 替换，LED路灯是以仿造"蛇头灯"进行设计和制造的。由于此种方式仅是以LED光源替换HPS 光源，却并未改变照明方式，因而不可能解决上述传统照明方式存在的弊端。
[0011]传统照明方式在本质上是一个灯(光源）同时承担了路面照明、空间照明、复杂天 气照明三重任务，它们在空间上相互制约，一些技术指标甚至相悖，例如亮度均匀性与眩 光，有些则不可能实现，例如越接近路面，照度越高。要突破传统照明方式，LED路灯需要走 出简单替代的模式，根据LED光源小功率及高光效的自身特点，进行自主型应用研发。
[0012] 近期，低灯位路灯照明方式开始出现，低灯位路灯照明中，灯具直接安装在道路护 栏、隔离带上，向路面投光，以满足路面必要的照明需求。但现有的护栏灯基本上是用于景 观照明，无法满足行车道路的功能性照明。一种现有的低安装高度路灯，其采用大功率光 源，安装间距为8至11m，安装高度在1.2m以内，此种结构的路灯由于无法很好的配光，导致 路面均匀度较差。另一种现有的双向低位LED道路灯，该灯采用LED作为光源，实际上只是普 通护栏灯，主要差别是普通护栏灯单侧照明，而该灯可向两侧照明。实践已证明，护栏灯不 能满足快速道路照明规范所规定的指标。
[0013] 因此，设计一种能解决上述问题的低灯位正向照明路灯显得尤为必要。 【实用新型内容】
[0014] 本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种低灯位正向照明路灯，旨在其不仅 具有较高的环保性、整体性、适用范围广泛性以及循环利用性，而且易于实现整个照明路 灯的一体化集成的同时，还能避免眩光现象及提供报警功能以降低二次事故发生的几率。
[0015] 本实用新型是这样实现的，一种低灯位正向照明路灯，其包括灯体基座、防眩光结 构、正向照明光源、驱动电路、固定装置及管线，所述防眩光结构、所述正向照明光源、所述 驱动电路均置于所述灯体基座的中空灯体内形成集成化路灯，所述驱动电路收容于所述灯 体基座内并与所述管线连接，所述正向照明光源上方设置有遮光板以使所述正向照明光源 形成无仰角散射，所述固定装置设置于所道路两侧的栏杆或护墙上，所述正向照明光源的 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的水平角度为5°至 65°，-65°至-5°，照射空间为灯高位置下方空间。
[0016] 进一步地，前述的防眩光结构为格栅或磨砂透镜。
[0017] 进一步地，前述的灯体基座采用工程塑料一次压制成型，其壳体内添加有荧光粉。
[0018] 进一步地，前述的灯体基座的材质为铝材或钢材，其壳体内贴有荧光纸。
[0019] 进一步地，前述的正向照明光源的电压为直流12V或24V，其中12V电源可为汽车启 动提供电源。
[0020] 进一步地，前述的低灯位正向照明路灯还包括报警照明光源，所述报警照明光源 的光色为单色或多个光色相间，其功率为0.1W至4W，并通过手动按钮开闭。
[0021] 进一步地，前述的驱动电路采用供电线路控制方式用于对所述正向照明光源及所 述报警照明光源的运行状态进行独立控制。
[0022] 进一步地，前述的固定装置为固定支架，所述固定支架为弹性金属材质的双三角 稳定结构，所述固定支架包括连接部、与所述连接部相对设置的垂直支撑部、连杆及水平固 定部;所述连杆连接在所述连接部与所述垂直支撑部的一端，所述水平固定部水平连接在 所述连接部与所述垂直支撑部的另一端之间;所述连接部、所述垂直支撑部、所述连杆及所 述水平固定部在水平方向上围成一三角形;所述水平固定部上设置有固定螺孔以将所述 固定支架连接至所述栏杆或护墙上。
[0023] 进一步地，前述的垂直支撑部包括有第一支撑部及与所述第一支撑部连接的第二 支撑部，所述第一支撑部沿平行于所述水平固定部的方向上的厚度大于所述第二支撑部的 厚度;所述第一支撑部上设置有两个第一螺孔，所述第二支撑部上设置有一个第二螺孔，所 述第一螺孔与所述第二螺孔在垂直方向上围成一三角形。
[0024]进一步地，前述的灯体基座的截面为圆形、椭圆形、三角形或多边形;所述灯体之 间以电缆通过防水接线盒或防水接头连接;所述灯体基座的安装高度0.5m至1.5m，安装距 离1.2m至10m。
[0025] 本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:本实用新型实施方式提供的低灯位 正向照明路灯，通过将传统照明方式的集中式照明改为分布式照明，将高灯位安装改为低 灯位安装，将大功率光源改为小功率光源，使不同用途光源与灯具的效能最大化，从而使总 体照明的综合最优化;另外，本实用新型的低灯位正向照明路灯不仅具有较高的环保性、整 体性、适用范围广泛性以及循环利用性，而且易于实现整个照明路灯的一体化集成的同时， 还能避免眩光现象及提供报警功能以降低二次事故发生的几率。
【附图说明】
[0026] 图1是传统高杆路灯直接(失能)眩光的示意图。
[0027] 图2是传统高杆路灯无效照明区域的示意图。
[0028] 图3是传统高杆路灯由于路面亮度不均匀导致可见度降低的示意图。
[0029]图4是本实用新型实施例提供的低灯位正向照明路灯的正向照明光源与灯体基座 的结构示意图。
[0030] 图5是本实用新型实施例提供的低灯位正向照明路灯的报警照明光源与灯体基座 的结构示意图。
[0031] 图6是本实用新型实施例提供的低灯位正向照明路灯的支架的结构示意图。
[0032] 图7(a)是粗糙路面宏观粗糙-微观粗糙的示意图。
[0033] 图7(b)是粗糙路面宏观粗糙-微观光滑的示意图。
[0034] 图8(a)是光滑路面宏观光滑-微观粗糙的示意图。
[0035] 图8(b)是光滑路面宏观粗糙-微观光滑的示意图。
[0036] 图9是光滑路面微观反射的示意图。
[0037] 图10是粗糙路面微观反射的示意图。
[0038]图11是低灯位正向照明路灯垂直路面方向投光的示意图。
[0039] 图12是低灯位正向照明路灯平行路面方向投光的示意图。
[0040] 图13是眩光对于可见度影响的示意图。
【具体实施方式】
[0041] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0042]请参阅图4至图6所示，本实用新型提供的低灯位正向照明路灯对普通或特殊道 路、高速公路、以及桥梁和高架桥道路进行照明，所述低灯位正向照明路灯包括灯体基座1、 防眩光结构2、正向照明光源30、驱动电路(未图示）、固定装置及管线4。所述防眩光结构2装 设在所述灯体基座1的后端，且与所述防眩光结构2相对设置。所述驱动电路收容于所述灯 体基座1内并与所述管线4连接，所述固定装置设置于道路两侧的栏杆或护墙上。在本实施 例中，所述防眩光结构2、所述正向照明光源30、所述驱动电路均置于所述灯体基座1的中空 灯体内形成集成化路灯，所述正向照明光源30上方设置有遮光板以使所述正向照明光源30 无仰角散射。
[0043]所述灯体基座1的材质可以为工程塑料、铝材或钢材，当所述灯体基座1采用工程 塑料时，其壳体内添加有荧光粉；当所述灯体基座1采用铝材或钢材，其壳体内则贴荧光 纸。所述灯体的截面为圆形、椭圆形、三角形或多边形；且所述灯体之间以电缆通过防水接 线盒或防水接头连接，且主要线路敷设在道路两侧矮墙的外侧，在一般交通事故中，保证主 线路不受损害；部分线路可采用防水公母头连接。所述灯体基座1的安装高度〇.5m至1.5m， 安装距离1.2m至10m。在本实施例中，所述灯体基座1采用工程塑料一次压制成型。
[0044]所述正向照明光源30的电压为直流12V或24V，其中12V电源可为汽车启动提供电 源，所述正向照明光源30的功率为2W至12W，色温不高于4000K，投光方向与所在车道的车行 方向的水平角度为5°至65°，-65°至-5°，照射空间为灯高位置下方空间。所述低灯位正向照 明路灯还包括用于报警照明的报警照明光源31，所述报警照明光源31的光色为单色或多个 光色相间，其功率为0.1W至4W，并通过手动按钮开闭。
[0045] 所述驱动电路用于对所述正向照明光源30及所述报警照明光源31的运行状态进 行独立控制。其控制方式有两种：1)供电线路控制：不同用途光源在供电线路方面自成回 路，独立运行，利用供电线路分别控制光源的运行状态;2)控制线路控制:所有光源统一供 电，另设控制线路分别对光源的运行状态进行控制。在本实施例中，所述驱动电路采用的控 制方式为供电线路控制。
[0046]请参图6所示，所述固定装置为灯体与栏杆、护墙连接的固定支架。在本实施例中， 所述固定支架6为具有弹性的双三角稳定结构的金属支架。所述固定支架6包括连接部60、 与所述连接部60相对设置的垂直支撑部61、连杆63及水平固定部64。所述连杆63连接在所 述连接部60与所述垂直支撑部61的一端，所述水平固定部64水平连接在所述连接部60与所 述垂直支撑部61的另一端之间。所述垂直支撑部61包括有第一支撑部610及与所述第一支 撑部610连接的第二支撑部611，所述第一支撑部610沿平行于所述水平固定部64的方向上 的厚度大于所述第二支撑部611的厚度。所述第一支撑部610上设置有两个第一螺孔6100， 所述第二支撑部611上设置有一个第二螺孔6110,所述第一螺孔6100与所述第二螺孔6110 在垂直方向上围成一三角形。所述连接部60、所述垂直支撑部61、所述连杆63及所述水平 固定部64在水平方向上围成一三角形。所述水平固定部64上设置有固定螺孔(未标号）以将 所述固定支架6连接至所述栏杆或护墙上。
[0047]下面接合实际说明本实用新型的低灯位正向照明路灯的照明原理：
[0048]通常，路面是驾驶员观察前方障碍物的主要背景，提供必要的路面亮度和亮度均 匀度是快速道路特别是高速公路照明的基本要求，见表1。
[0049] 表1快速道路照明的多重需求
[0050]
[0051] 前两项照明需求有明确的设计规范和检测指标，后四项需求虽无明确的检测指 标，但对于提高驾驶员视觉舒适度和行车安全是显而易见的需求。
[0052] 快速道路路面目前有两种主要材料，水泥和沥青，前者其光滑程度及反射率高于 后者。在相关计算软件中，分为R1到R4四类。针对不同路面条件，有两种高效照明方式:低灯 位逆向照明与低灯位正向照明。
[0053]针对光滑路面的高效照明方式一一低灯位逆向照明 [0054]低灯位逆向照明依据的基本原理为：
[0055]数学分析与实验均表明，在光滑、平整路面上，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反(逆向照明）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。进一步实验表明，由于低灯位逆向照明方式具有极高照明效率，因 而这种照明方式显示出明显的节能效果。
[0056]针对粗糙路面的高效照明方式一一低灯位正向照明
[0057]低灯位正向照明是本实用新型将阐述的另一种高效照明方式，其基本依据为:实 验表明：通过粗糙路面与水泥路面的结果对比可知，在粗糙路面上，正向照明取得的地面平 均亮度高于逆向照明取得的平均亮度;反之，在水泥路面上，逆向照明取得的平均亮度值高 于正向照明取得的平均亮度;在所有路面上，正向照明/逆向照明取得的地面平均亮度高于 横向照明取得的平均亮度。在灯具各项参数保持一致的情况下，出现这一现象的原因在于 地面材料的不同，粗糙地面颗粒突出，以不定向反射为主，水泥地面颗粒相对平整，以定向 反射为主。入射到路面上的光，一部分被路面反射到达观察者的眼睛;路面反射特性不同， 反射光的方向和分布不同，亮度不同，因此路面的反射特性起着重要的作用。
[0058] 波格(bouguer，1970)在对粗糙路面的研究中，假定每一种路面均可视为有大量的 朝向不同的颗粒或者多面体所组成，每一颗粒或者多面体均为镜面反射光;沙贝（Sabey， 1971)认为路面可根据宏观和微观结构来描述，宏-微观描述既将宏观与微观分别用粗糙与 光滑来描述路面(参图7(a)、图7(b)、图8(a)、及图8(b)所示），共有4种情况:宏观粗糙-微观 粗糙(图7(a))，宏观粗糙-微观光滑(图7(b))，宏观光滑-微观粗糙，宏观光滑-微观光滑。沥 青路面接近图7(a)及图7(b)类路面，普通水泥路面接近附图8(a)、8(b)类路面。在干燥条件 下，决定入射到路面上的光被反射的方式，宏观和微观结构均起作用。上述描述以R系列路 面反射指数表示：
[0059] R1:1、沥青类路面，包括含有15%以上的人造发光材料或30 %以上的钙长石类的 石料；
[0060] 2、路面的80 %覆盖有含碎料的饰面材料，碎料主要由人造发光材料或100 %由钙 长石类的石料所组成;3、混凝土路面。
[0061 ] R2:l、路面纹理粗糙；
[0062] 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1〇_，且所含砾石大于60% ;
[0063]对于新铺设的沥青砂：
[0064] R3:l、沥青混凝土路面，所含的砾石尺寸大于10mm，纹理粗糙如砂纸；
[0065] 2、纹理已磨亮。
[0066] R4:l、使用了几个月后的沥青砂路面；
[0067] 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。
[0068] 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 10所示。
[0069] 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。
[0070] 为了适应粗糙路面条件，本实用新型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）。
[0071] 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。
[0072] 低灯位正向照明路灯关键技术一一防止后视眩光技术
[0073] 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。
[0074] 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。
[0075] 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。
[0076] 菲涅尔透镜的功能是将光源发出的18013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。
[0077] 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。
[0078] 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。
[0079] 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。
[0080] 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。
[0081] 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。
[0082]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。
[0083] 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。
[0084] 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。
[0085] 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。
[0086] 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。
[0087] 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。
[0088]低灯位正向照明路灯支撑技术一一双三角稳定、抗震支架。
[0089] 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。
[0090]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。本实用新型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。本实用新型采用的双三角稳定支架所用的 金属杆件是最少(短）的。
[0091 ]低灯位正向照明路灯报警功能一一手动无线遥控报警
[0092]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l〇〇m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。
[0093]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，在按钮至来车方 向距离100m处的所有路灯均以红色闪光方式向后面来车发出警报，表示前边有车故障，从 而提醒后车驾驶员减速行驶。由于在l〇〇m的距离上有几十个上述红色闪光的路灯，这种报 警方式比单纯一个三角形报警标志要醒目得多，因此也大大的提高了夜间行车的安全性。 [0094]低灯位正向照明路灯诱导技术一一灯壳内添加荧光粉
[0095]在突然断电时，传统路灯将漆黑一片，行车安全大大降低。若采用工程塑料做为低 灯位正向照明路灯的灯体材质，则在壳体内添加适量的荧光粉，在车灯照射下仍可发光，增 加诱导性，提高突然断电时的行车安全。
[0096]低灯位正向照明路灯充电功能一一为汽车启动提供电源
[0097]用于正向照明光源的供电电压为直流12V或24V。当有车辆由于电瓶问题而无法启 动时，12V电源可为汽车启动提供电源。
[0098]本实用新型实施方式提供的低灯位正向照明路灯，是将传统照明方式的集中式照 明改为分布式照明，将高灯位安装改为低灯位安装，将大功率光源改为小功率光源，使不同 用途光源与灯具的效能最大化，从而使总体照明的综合最优化。
[0099]本实用新型实施方式提供的低灯位正向照明路灯具有以下优势：
[0100] 1、自身优势
[0101] 本实用新型一一低灯位正向照明路灯对于粗糙路面提供一种高效的照明方式与 实用灯具，采用一体化集成，使不同用途光源各司其职，分别发挥最大效能，在采用特殊技 术后，不但无前视眩光，而且眩光也大大降低，因而具有良好的路面亮度、纵向均匀度和诱 导性，大大降低了能耗；
[0102] 本实用新型一一低灯位正向照明路灯采用全塑压制、一次成型，可回收与循环利 用、利于环保、无被偷盗烦扰；
[0103] 本实用新型一一低灯位正向照明路灯采用12V或24V安全电压，亦可为机动车或手 机等其他用电设备提供低压安全的电力供应；
[0104] 本实用新型一一低灯位正向照明路灯提供报警功能，提高了事故条件下避免二 次事故发生的几率。
[0105] 2、与传统照明路灯比较
[0106] 本实用新型与传统路灯相比，其工业集成度高，无需专门的钢质灯杆及其基础，产 品整体重量轻，施工、安装与维护时无需高空车与多人配合，且拆装方便、便于日常维护，而 且也不必为了更换、维护灯具而封闭车道，提高施工效率。无论从一次投资还是从运行成本 上衡量，都比目前主流的道路照明体系大大降低。
[0107] 目前，能满足本实用新型所有要求的小功率高光效光源只有LED。因此，本实用新 型是基于LED光源自身特点进行的自主性应用研发，根本上摆脱了现行主流道路照明体 系一一蛇头灯照明方式，也跳出了用LED灯替换其它光源的简单替换模式。由于均采用小功 率LED光源分布式照明，既提高了纵向均匀度，又不存在目前大功率LED路灯的散热问题。
[0108] 3、与现有低灯位照明方式比较
[0109] 本实用新型与现有公开的低安装高度路灯相比，照明方式完全不同。现有的低灯 位照明方式仅以相对照射为照明方式，灯具主光轴（照射方向）为90°及-90°;本实用新型则 以正向照明作为主要照明方式，灯具主光轴为35°及-35°，从而导致与现有的低灯位照明方 式公开的文件中的照射范围基本无重合。事实上，这恰是本实用新型能够大幅度降低能耗 的关键所在。现有的低灯位照明方式公开的低安装高度路灯及护栏灯一类照射方式，作为 正常天气条件下道路的路面照明，其照明效率在所有照明方式中是最低的，因此从目前已 安装实施的实例来看，现有的低灯位照明方式公开的低安装高度路灯既存在强烈眩光，也 丝毫不节能，在相同亮度水平下的功率密度要高于常规高位路灯，比传统高杆路灯更费电； 同时护栏灯在亮度均匀度特别是纵向均匀度等方面亦无法达到国家标准。而由于采用的高 效照明方式及独特的防止后视眩光技术，低灯位正向照明路灯不但没有现有技术中公开的 低安装高度路灯的前视眩光，而且眩光也大大降低，纵向均匀度显著提高，达到国家标准。
[0110] 本实用新型的一体化结构使得LED光源与灯具内置集成于灯体内，现场装配简单、 拆装方便、利于维护。
[0111]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种低灯位正向照明路灯，其包括灯体基座、防眩光结构、正向照明光源、驱动电路、 固定装置及管线，所述防眩光结构、所述正向照明光源、所述驱动电路均置于所述灯体基座 的中空灯体内形成集成化路灯，所述驱动电路收容于所述灯体基座内并与所述管线连接， 所述正向照明光源上方设置有遮光板以使所述正向照明光源形成无仰角散射，所述固定装 置设置于所道路两侧的栏杆或护墙上，所述正向照明光源的功率为2W至12W，色温不高于 4000K，其投光方向与所在车道的车行方向的水平角度为5°至65°，-65°至-5°，照射空间为 灯高位置下方空间。2. 如权利要求1所述的低灯位正向照明路灯，其特征在于，所述防眩光结构为格栅或磨 砂透镜。3. 如权利要求2所述的低灯位正向照明路灯，其特征在于，所述灯体采用工程塑料一次 压制成型，其壳体内添加有荧光粉。4. 如权利要求2所述的低灯位正向照明路灯，其特征在于，所述灯体基座的材质为铝材 或钢材，其壳体内贴有荧光纸。5. 如权利要求3或4任一项所述的低灯位正向照明路灯，其特征在于，所述正向照明光 源的电压为直流12V或24V，可为汽车启动提供电源。6. 如权利要求5所述的低灯位正向照明路灯，其特征在于，所述低灯位正向照明路灯还 包括报警照明光源，所述报警照明光源的光色为单色或多个光色相间，其功率为0.1 W至4W， 并通过手动按钮开闭。7. 如权利要求6所述的低灯位正向照明路灯，其特征在于，所述驱动电路采用供电线路 控制方式用于对所述正向照明光源及所述报警照明光源的运行状态进行独立控制。8. 如权利要求7所述的低灯位正向照明路灯，其特征在于，所述固定装置为固定支架， 所述固定支架为弹性金属材质的双三角稳定结构，所述固定支架包括连接部、与所述连接 部相对设置的垂直支撑部、连杆及水平固定部;所述连杆连接在所述连接部与所述垂直支 撑部的一端，所述水平固定部水平连接在所述连接部与所述垂直支撑部的另一端之间；所 述连接部、所述垂直支撑部、所述连杆及所述水平固定部在水平方向上围成一三角形;所述 水平固定部上设置有固定螺孔以将所述固定支架连接至所述栏杆或护墙上。9. 如权利要求8所述的低灯位正向照明路灯，其特征在于，所述垂直支撑部包括有第一 支撑部及与所述第一支撑部连接的第二支撑部，所述第一支撑部沿平行于所述水平固定部 的方向上的厚度大于所述第二支撑部的厚度;所述第一支撑部上设置有两个第一螺孔，所 述第二支撑部上设置有一个第二螺孔，所述第一螺孔与所述第二螺孔在垂直方向上围成一 三角形。10. 如权利要求9所述的低灯位正向照明路灯，其特征在于，所述灯体基座的截面为圆 形、椭圆形、三角形或多边形;所述灯体之间以电缆通过防水接线盒或防水接头连接;所述 灯体基座的安装高度0.5m至1.5m，安装距离1.2m至10m。
【文档编号】F21V13/02GK205592812SQ201521035359
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年12月11日
【发明人】赵海天
【申请人】深圳大学