专利名称：节能型铁路道口信号机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及平交道口的交通信号机，更具体的说，是涉及主要用于铁路与道 路平面交叉道口处的交通信号机。
背景技术：
铁路与道路平面交叉的道口称为铁路道口，简称道口。为保证过往道口的各种车 辆及行人安全，按相关规定道口应装设道口信号机和遮断信号机(如附图1所示)，其中 X1、X2为道口信号机，其灯光设置如附图2所示，Hl和H2为红灯，Bl为白灯。平时，道口信 号机向道路方向显示月白稳定灯光，以使道路上的车辆及行人注意减速行驶。当有铁路列 车接近道口时，该信号机向道路方向显示两个红灯交替闪光信号，并发出音响通知，以使过 往道口道路上的车辆停车并使行人安全避让；X3、X4为遮断信号，每条经过道口铁路线的 上、下行方面均应各设一架遮断信号机。平时遮断信号机灭灯，当道口拥堵时，应向铁路上、 下行方向显示停车(红灯)信号。现有道口信号机和遮断信号机一般都使用12V25W白炽 灯泡做光源显示信号，与附图1所示不同的是，大多数通过道口的铁路线路均不止一条，因 此，其遮断信号机也不止两架。但因遮断信号机平时灭灯，如一处道口平均按三盏信号灯同 时点亮计算，则每处道口每天耗电1.8度。常年如此。到目前为止，我国铁路道口仍有相当多的数量，特别是大型厂、矿、港口等铁路专 用线密集的国有企业，铁路道口的数量就更多。如天津港，仅已装设道口信号设备的道口就 有100多处，仅道口信号机点灯一项，天津港每天总耗电量近200度。其耗电量可见一斑。另具测定，一个12V25W信号灯泡其冷丝电阻为0. 5 Ω，在灯丝点亮瞬间，冲击电流 在IOA以上，很容易导致灯丝在接通电源时断丝，而道口的红灯报警信号又是闪光，所以使 灯泡的寿命极短。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种节能 型铁路道口信号机。本实用新型节能型铁路道口信号机，由一个白灯和二个红灯组成，所述每个灯由 同颜色的高亮度发光二极管的多点光源组成，每个点光源通过点灯电路控制，点灯电路由时钟信号发生器、闪光器、脉冲分配器及发光二极管LED驱动阵列组 成，所述时钟信号发生器连接脉冲分配器，所述脉冲分配器分别连接一组白光发光二极管 LED驱动阵列和两组红光发光二极管LED驱动阵列，所述闪光器分别连接两组红光发光二 极管LED驱动阵列。新型光源高亮度发光半导体二极管(LED)已被广泛应用到各个领域，每支发光管 的功率不到0. 03W，而且寿命长，采用多支高亮度发光二极管作一种显示灯光的光源，道口 信号机灯光布置设计如附图2所示。本实用新型节约电力能源一是道口信号机每种显示的多支发光管不同时点亮，而是按扫描方式分别依次循环点亮；二是利用人在生理上的视觉暂留现象，使每支发光管 在第一循环通电点亮至下一循环再通电时令人感觉其发光不断，形成每种显示的多支发光 管是不同时通电而在同时发光的效果。由于同时只有几支发光管在通电点亮，如按上述白 炽灯光源同样方法计算，本实用新型每天耗电仅0. 06度，仍以天津港为例，100处道口信号 机点灯，每天耗电仅6度，其节能效果显而易见。
图1是道口设置道口信号机和遮断信号机示意图；图2是道口信号机灯光布置图；图3是本实用新型点灯电路的工作原理图；图4是本实用新型道口报警继电器工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述。本实用新型工作原理如附图3所示。现以附图1中的道口信号机X1、X2为例说明
其工作原理。道口信号机设于铁路与道路平面交叉处，用于指示道路上的行人和车辆通过或禁 止通过道口的视觉信号。一般由一个白灯、二个红灯组成。其灯光布置如附图2所示。平 时，道口信号机显示一个稳定的月白色灯光，以指示道路上的行人和车辆注意行驶减速通 过道口 ；当有列车接近道口时，道口信号机的二个红灯以IHZ的频率交替明灭闪光，以禁止 道路上的行人和车辆通过道口，直到列车全部驶离道口为止。如附图2所示，由多个同颜色的高亮度发光二极管的多点光源组成一种显示的节 能型道口信号机点灯电路，由时钟信号发生器IC1、闪光器IC3、脉冲分配器IC2及发光二极 管LED驱动阵列IC4组成，其原理如附图3所示。时钟信号发生器电路每架道口信号机设一个时钟信号发生器(如附图3的 ICl)，令其产生时钟信号，以推动信号发生器电路的正常循环工作。时钟信号发生器是一个 由时基电路NE555及阻容元件组成的多谐振荡器电路，其振荡频率在60-100HZ之间，振荡 的方波由NE555的3脚输出。脉冲分配器电路每架道口信号机设一个脉冲分配器(如附图3的IC2)，在时钟 信号推动下，使脉冲分配器IC2循环工作，其Q0—Q7(Q8、Q9不用)依次循环输出高电平， 并分别对应LED驱动阵列的输入端mi-IN8，以分别推动LED驱动阵列依次循环工作。IC3选用⑶4017十进制计数器/分配器集成电路，当其EN端为低电平、时钟信号 从CP端输入时，则Q0---Q7依次输出高电平，每端输出高电平的时间是多谐振荡器的一个 振荡周期。达林顿驱动阵列电路每架道口信号机的每个灯光设一个达林顿驱动阵列，用以 适时点亮这一灯光的所有发光二极管(LED)，驱动阵列选用VLN2803集成电路。如附图3的 IC4所示其中白灯的达林顿阵列是B1IC4，红灯1的达林顿阵列是H1IC4，红灯2的达林顿 阵列是H2IC4。ULN2803内设8套达林顿组合，分别有8个输入端IN1-IN8，对应着8个输出 端0UT1-0UT8。它们有共同的低电平(GND)端(9脚)。[0022]ULN2803的IN端是高电平输入有效，应该指出ULN2803的各输入、输出端均通过低 电平端(9脚)构成回路。为了达到节能效果，也因ULN2803有8个输入端，我们把同一灯光的所有发光极 管平均分成8组，因VCC2采用直流24V供电，每组中的8支发光二极管串接成一串，接在 ULN2803的一个输出端。每串发光二极管不宜超过8支，每组发光二极管超过8支时，可串 成二串三串并联。这样当ULN2803的某输入端有高电平输入时，接在对应输出端的发光二 极管便会同时点亮。闪光器电路每处道口或每架道口信号机设一个闪光器(如附图3中的IC3)，以 使其中的T2、T3 二个三极管交替导通，从而为二个红灯交替送低电平而使二个红灯交替闪光。闪光器也是一个由时基电路NE555及阻容元件组成的多谐振荡器电路，其振荡频 率为1HZ，占空比为50%。其振荡的方波由NE555的3脚输出。IC3的NE555的三脚输出低电平时，Tl、T2导通使Hl红灯点亮，当IC3的ΝΕ555的 3脚输出高电平时，Τ3导通使Η2红灯点亮。节能型道口信号机的工作过程为使道口信号机按要求适时点灯，每处道口设一个报警继电器(BJ)，BJ可受列车 接近自动控制和手动控制，其原理如附图4所示。BJ平时线圈有电，其常开接点1接通，使Bl灯点亮；当道口自动采集到有列车接 近道口的信息后，自控开关接点断开；或道口看守人员认为必要时，断开其手控开关接点， 使BJ断电其常开接点1断开，常闭接点2接通。由常亮白灯改点二红灯交替闪光。(1)道口信号平时点白灯平时，道口报警继电器BJ线圈有电。如附图4，其中自动开关Κ1、手动开关Κ2，其 常开接点接通它使附图3中BIC4的GND端(9脚)由低电平，则使IC1、IC2、B1IC4同时工 作即ICl产生的60-100ΗΖ的时钟信号推动脉冲分配器IC2的Q0-Q8依次输出高电平，且每 次只有一个Q端保持高电平，该高电平持续到下一个时钟信号到来为止。IC2的每一 Q端的 高电平同时送给B1IC4、H1IC4、和H2IC4的相应IN端，但平时只有B1IC4的9脚有低电平， 所以只有B1IC4的IN端的高电平有效，可使Bl白灯的每组发光二极管被依次循环点亮。由 于人的视觉暂留现象，使人感觉Bl白灯的所有发光二极管在同时点亮的效果。(2)有列车接近道口时信号机点红灯闪光当有列车接近道口时，无论是自动控制还是手动控制都会使报警继电器BJ线圈 电路被切断，使其常开接点1断开，即断开了 B1IC4的9脚低电平。同时使BJ的常闭接点 2接通，使H1IC4、H2IC4及闪光器有低电平。和白灯点亮过程一样使二个红灯交替闪光，不 在赘述。本电路经适当改造可适用于公路道口交通信号机点灯控制电路。如能推广极既应 用于铁路道口，又应用于公路道口交通信号机点灯用，其经济和社会效益是难以估量的。
权利要求1.一种节能型铁路道口信号机，由一个白灯和二个红灯组成，其特征是，所述每个灯由 同颜色的高亮度发光二极管的多点光源组成，每个点光源通过点灯电路控制，点灯电路由时钟信号发生器IC1、闪光器IC3、脉冲分配器IC2及发光二极管LED驱动 阵列IC4组成，所述时钟信号发生器连接脉冲分配器，所述脉冲分配器分别连接一组白光 发光二极管LED驱动阵列和两组红光发光二极管LED驱动阵列，所述闪光器分别连接两组 红光发光二极管LED驱动阵列。
2.根据权利要求1所述的节能型铁路道口信号机，其特征是，所述时钟信号发生器是 一个由时基电路NE555及阻容元件组成的多谐振荡器电路。
3.根据权利要求1所述的节能型铁路道口信号机，其特征是，所述闪光器选用CD4017 十进制计数器/分配器集成电路。
4.根据权利要求1所述的节能型铁路道口信号机，其特征是，所述发光二极管LED驱动 阵列为达林顿驱动阵列，达林顿驱动阵列选用VLN2803集成电路。
专利摘要本实用新型公开了一种节能型铁路道口信号机。本实用新型由一个白灯和二个红灯组成，所述每个灯由同颜色的高亮度发光二极管的多点光源组成，每个点光源通过点灯电路控制，点灯电路由时钟信号发生器、闪光器、脉冲分配器及发光二极管LED驱动阵列组成，所述时钟信号发生器连接脉冲分配器，所述脉冲分配器分别连接一组白光发光二极管LED驱动阵列和两组红光发光二极管LED驱动阵列，所述闪光器分别连接两组红光发光二极管LED驱动阵列。道口信号机每种显示的多支发光管不同时点亮，而是按扫描方式分别依次循环点亮，其节能效果显而易见。
文档编号B61L13/00GK201777266SQ201020224949
公开日2011年3月30日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者刘春 , 匡本, 苏浩, 蔡书捷 申请人:天津铁路工程学校实习工厂