专利名称：城市交通指挥信号机时标显示器的制作方法
技术领域：
本发明属于城市交通指挥信号机系统，具体涉及一种与信号主机同步工作的时标显示器。
中国专利86207546公布了一种“城市交通指挥信号机”，信号主机的下方设置单排直线模拟显示装置或数字显示装置，该显示装置与信号主机同步工作，以使行人，尤其是司机根据显示装置设置的多个发光段的逐个熄灭，合理调节人们的心理状态，掌握行车速度，节省能源，其发光段的显示手段采用单板机的微机电路，电路是一整体，成本高且维修困难。此外，该显示装置一但出现故障即影响到信号主机的显示，不能实现转换。再者，道路上一但出现交通堵塞情况，其事先设定好的显示程序无法临时改，交通警察不能根据实际情况随机地变更信号主机和显示装置上发光段的信号显示。
本发明的目的在于提供一种城市交通指挥信号机双排时标显示器。双排显示器上的每个发光段均由相应的一个单元控制器组成。
图1是信号主机和时标显示器正视图。
图2是图1的侧视图。
图3是单元控制器方框图。
图4是时标显示器整体框图。
本发明是这样实现的双排时标显示器作为信号主机的辅助显示装置，是由双排灯箱1、单元控制器、换向电路和电源箱组成，双排灯箱1设置两排各自独立的多个发光段2即发光单元体2，单元控制器是由控制发光段熄灭时间的RC延时电路、555时基电路和由555时基电路控制触发电路的双向可控硅以及传递信号的光电偶合器组成。换向电路与单元控制器基本相同，也是由RC延时电路、555时基电路和双向可控硅电路以及光电偶合器组成。双排灯箱上的每个发光段相应由一个单元控制器组成，每排的各单元控制器之间彼此独立工作但又相互连接，信号依次传递，发光段逐个熄灭。信号的传递由单元控制器中的光电偶合器完成，发光段熄灭的时间由单元控制器中的RC延时电路控制，由时基电路控制双向可控硅的触发电路使发光段发光或熄灭。
当单排最后一个发光段熄灭时，此末级单元控制器的光电偶合器将信号传递给换向电路，使换向电路内的光电偶合器触发另一排灯箱上的发光段全部点亮，同时也控制双排灯箱体上相应的主机信号灯发亮，然后，发光段按设定的延时时间间隔逐个熄灭直至最后一个发光段熄灭时，此最后一个发光段的末级单元控制器中的光电偶合器将信号传递给另一换向电路，同时控制相应的另一排发光段全部点亮，周而复始地工作。
每排发光段的前级单元控制器中RC延时电路的电容的正极端作为单元控制器的输入端，555时基电路的输出端分别与双向可控硅的门极和光电偶合器中发光二极管的正极端相连，光电偶合器中三极管的集电极作为单元控制器的输出端与下一级单元控制器的输入端相连。555时基电路的电源输入端作为单元控制器的电源端。
每排发光段的末级单元控制器与前级单元控制器基本相同，不同之处在于555时基电路的输出端分别与双向可控硅的门极和光电偶合器中发光二极管的负极端相连，光电偶合器中三极管的发射极作为末级单元控制器的输出端与一个换向电路的电源信号输入端相连，光电偶合器中发光二极管的正极和三极管的集电极一起连同555时基电路的电源输入端一并作为末级单元控制器的电源端。
换向电路中RC延时电路的电阻端和双向可控硅的门极一起连同555时基电路的电源输入端一并作为换向电路的电源信号输入端，555时基电路的输出端只与光电偶合器中发光二极管的正极相连，光电偶合器中三极管的集电极作为换向电路的输出端与另一排发光段中第一级单元控制器的输入端相连。
双排双色显示器开始工作，即信号主机的信号显示由红转绿或由绿转红时，通过换向电路的信号转换，显示器其中一排发光段的各自单元控制器内的可控硅全部导通，相应地，各单元控制器中光电偶合器的三极管也全部导通，该排发光段内的指示灯全部点亮，此时，除第一个发光段的第一级单元控制器中的RC延时电路外，其它各级单元控制器内的RC延时电路的电容被已导通的前一级三极管所短路，不起延时作用。第一级延时电路经t1时间后，第一级单元控制器中555时基电路的输出端由高电平变为低电平，双向可控硅的触发电压消失，第一个发光段熄灭，同时，第一级光电偶合器的发光二极管不发光，三极管由延时过程中的导通变为现在的截止。此时，第二个发光段的第二级单元控制器中RC延时电路上的电容器开始充电，延时开始进行，经过t2延时时间后，第二个发光段熄灭，重复上述情形。
由RC组成的延时电路控制两发光段之间的熄灭间隔时间，时基电路是在延时终了时，其输出端由延时过程中的高电平迅速转换为低电平，使双向可控硅的触发电压消失，可控硅截止，发光段灯光熄灭。同时，光电偶合器的三极管由延时过程中的导通状态迅速变为截止状态，其三极管的集电极作为输出端与下一级单元控制器中延时电路的电容端相连，这样所述下一级的延时电路的电容开始充电，延时开始，所述下一级时基电路的输出端此时仍为高电平，发光段仍发亮，光电偶合器主要用于传递两发光段之间的信号。当最后一个发光段熄灭时，末级单元控制器中光电偶合器的三极管发射极的电源输出端接入其中一个换向电路的电源输入端，即使末级单元控制器的电源输出端加在换向电路的电源输入端上，换向电路中的双向可控硅导通，同时，换向电路的RC延时电路的电容开始充电，555时基电路的输入端为低电平，输出端为高电平，光电偶合器的二极管工作，三极管导通，三极管的集电极作为换向电路的输出端与地接通，并接入另一排发光段的第一级单元控制器的输入端，将输入端的电容短路，节一级单元控制器的双向可控硅导通，光电偶合器的三极管也相应导通，使以后各级单元控制器的电容被短路，所有双向可控硅导通，促使发光段全部点亮。
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
图5是实施例整机电路图。
图6是前级单元控制器电路图。
图7是末级单元控制器电路图。
图8是换向电路图。
图9是警告灯电路图。
双排双色时标显示器作为信号主机的辅助显示，控制信号主机同步工作，其上排显示器设有15个红色发光段，下排显示器对应设有15个绿色发光段，相应地，上、下排发光段的单元控制器也各为15个，电源采用36V大功率电源箱，各单元控制器和两个换向电路分别各自固接在一个电路板上，单元控制器和换向电路中的光电偶合器由一个发光二极管和三极管组成，双向可控硅起开关作用，控制发光段的点亮或熄灭以及信号主机上的红、绿灯显示(由换向电路完成)。单元控制器电路板的5脚为电源端，6脚为输入端，7脚为输出端，1、2、3、4脚为延时电路的延时电阻端。第1-14个前级单元控制器中555时基电路的两个输入端2和6共接并接入电容器的正极端，共同做为单元控制器的输入端6，555时基电路的两个电源输入端4和8共接并作为单元控制器的电源端5，4N25光电偶合器内三极管的发射极4连同发光二极管的负极2共同接地。时基电路的输出端3通过各自的限流电阻分别和可控硅的门极和二极管的正极1相连。三极管的集电极5作为前级单元控制器的输出端7。
最后一个末级单元控制器中555时基电路的输出端3通过一个限流电阻和可控硅的门极相连，而输出端3又与4N35光电偶合器的发光二极管的负极2相连，发光二极管正极端1通过一个限流电阻连同三极管的集电极5和555时基电路的电源输入端4、8一并作为末级单元控制器的电源端5，三极管的发射极4作为末级单元控制器的输出端7。
控制信号主机红绿显示的换向电路中555时基电路的输出端3只与4N25光电偶合器的发光二极管的正极端1相连，可控硅通过一个限流电阻与时基电路的电源输入端4和8一并作为换向电路的电源信号输入端5，该输入端5又接入延时电路中的延时电阻。光电偶合器中发光二极管的负极2和三极管的发射极4连同555时基电路的公共接地端1一并接地。三极管的集电极5作为换向电路的输出端7。
此外，本发明的时标显示器还增设了一个无线遥控接收器，该接收器控制继电器的开关触点，进而使处于工作状态的上排红色发光段或下排绿色发光段重新全部点亮再逐个熄灭，由交通警察根据实际情况，通过手中的无线遥控发射器控制信号主机和显示器的信号显示，按需要临时延长通行时间或停止时间。受无线遥控接收器控制的继电器的两对常开触点分别与两排发光段的第一级单元控制器和末级单元控制器的输入端6相连。
再者，单排的各个单元控制器中延时电路的延时电阻R1～R4的阻值是不相同的，即单排发光段的熄灭时间间隔不相同，先快后慢，单排各级单元控制器中延时电路的延时电阻阻值总趋势是随发光段的熄灭而逐渐增大，实现了时标显示器发光段的曲线模拟显示。在单排发光段总的熄灭间隔时间周期内，其熄灭时间按一定的函数曲线变化，形成“先快后慢”的特殊效果，实验证明，此效果优于直线模拟显示器，对驾车者(包括骑车者和行人)在交通心理上产生“急迫感”，减轻了等红灯时的急燥心理和过绿灯时的迟缓心理。
另外，本发明的时标显示器设有4个固定显示周期，即单排发光段内各级单元控制器中的延时电路设置4个延时电阻R1、R2、R3和R4，这样，单排发光段的总的熄灭时间分别为30秒、40秒、50秒和60秒，15个发光段的4个电阻值如下表<
>
除上所述外，考虑到信号主机显示灯由绿灯转为绿灯的过程中有黄灯显示，时标显示器又增加了两个与上、下排发光段相对应的控制黄灯显示的警告灯电路，该电路同样由延时电路、555时基电路、4N35光电偶合器和双向可控硅组成并固接在一个电路板上，555时基电路的两个输入端2和6共接并与延时电路的电容正极端相连，作为警告灯电路的输入端，555时基电路的输出端3与光电偶合器发光二极管的负极2相连，双向可控硅的门极经一个限流电阻和三极管的发射极4相连，光电偶合器中发光二极管的正极1和三极管的集电极5连同555时基电路的两个电源输入端4和8一并作为警告灯电路的电源端。警告灯电路的输入端与对应的单排发光段的其中一个单元控制器的输入端相连接(实施例中是与第14级单元控制器的输入端相连接)，其延时电路与电源端与另一排发光段的单元控制器对应连接，考虑到遥控作用，继电器的另两对常闭触点分别与末级单元控制器的输入端和警号灯电路的输入端相连接。
警号灯电路的工作状态与单元控制器相反，其延时时间与所设定的周期相对应，当上排红色发光段的第14号灯延时完了时，警告灯电路开始工作，电容器开始充电，警号灯电路中时基电路的输出端为低电位，发光二极管不工作，可控硅截止，黄灯不亮，当下排绿色发光段的第15号灯延时快完时，警号灯电路的电容器充电完毕，时基电路的输出端为高电位，可控硅导通，黄灯开始发亮，在第15号延时完毕时，警告灯电路控制的黄灯同时熄灭。
还有，为使时标显示器控制信号主机显示灯的显示，时标显示器加有一转换开关K，警号灯电路和换向电路通过此开关与信号主机接通，当时标显示器发生故障时，转换此开关马上连接原交通指挥信号机，可继续自行工作。
时标显示器作为信号主机显示灯的辅助显示装置，由于每个发光段由相应的一个单元控制器组成，维修方便且成本也较低，加之显示器内设有遥控接收器，人为地控制该显示器的信号显示。
权利要求
1.一种城市交通指挥信号机时标显示器，包括在显示器上设置的一排各自独立的发光单元体，其特征在于时标显示器还增加了另一排各自独立的发光单元体，每排各自独立的发光单元体又由相应的一个单元控制器组成，单元控制器又是由控制发光单元熄灭时间的RC延时电路、555时基电路和由时基电路控制触发电路的双向可控硅电路以及用于在每排相邻发光单元体之间传递信号的光电偶合器组成，每排发光单元体的末级单元控制器与触发另一排发光单元体发光的换向电路连接，该换向电路也是由RC延时电路、555时基电路和光电偶合器以及双向可控硅电路组成。
2.如权利要求1所述的城市交通指挥信号机时标显示器，其特征在于每排发光单元体的前级单元控制器中555时基电路的输出端分别接入双向可控硅的门极和光电偶合器中发光二极管的正极，末级单元控制器中555时基电路的输出端分别接入双向可控硅的门极和光电偶合器中发光二极管的负极，换向电路中555时基电路的输出端直接接入光电偶合器中发光二极管的正极。
3.如权利要求2所述的城市交通指挥信号机时标显示器，其特征在于前级单元控制器的输出端(光电偶合器内三极管的集电极)接入下一级单元控制器的输入端(555时基电路的两个输入端与延时电路中电容器的正极的三个共接点)，末级单元控制器的输出端(光电偶合器内三极管的发射极)与控制另一排发光单元体发光的换向电路的电源信号输入端(延时电路的电阻端，双向可控硅的门极连同555时基电路的两个电源输入端的共接点)，所述换向电路的输出端(光电偶合器中三极管的集电极)与被触发的单排发光单元体的第一级单元控制器的输入端相连。
4.如权利要求3所述的城市交通指挥信号机时标显示器，其特征在于时标显示器内设有一个控制继电器工作的无线遥控接收器，进而使处于工作状态的单排发光单元体全部点亮再逐个熄灭，所述继电器的两对常开触点分别与两排发光单元体的第一级单元控制器和末级单元控制器的输入端相连。
5.如权利要求1所述的城市交通指挥信号机时标显示器，其特征在于单排发光单元体的各级单元控制器中RC延时电路的延时电阻值不相同，各级延时电阻值总得趋势是随着发光单元体的逐个熄灭而逐渐增大，实现了时标显示器的曲线模拟显示。
6.如权利要求5所述的城市交通指挥信号机时标显示器，其特征在于所述各级单元控制器中RC延时电路内设有多个阻值不同的延时电阻。
7.如权利要求4所述的城市交通指挥信号机时标显示器，其特征在于时标显示器内设有与两排发光单元体相对应的在两排发光单元体由练灯转红灯时控制黄灯显示的警告电路，警告灯电路由RC延时电路、555时基电路、双向可控硅电路和光电偶合器组成。
8.如权利要求7所述的城市交通指挥信号机时标显示器，其特征在于所述与单元控制器的工作状态相反的警告灯电路中555时基电路的输出端直接与光电偶合器内发光二极管的负极相连，和单元控制器输入端的连接方式相同的警告灯电路的输入端与对应的单排发光单元体的其中一个单元控制器的输入端相连。
9.如权利要求8所述的城市交通指挥信号机时标显示器，其特征在于受无线遥控接收器控制的继电器的两对常闭触点分别与警告灯电路的输入端和末级单元控制器的输入端相连。
10.如权利要求9所述的城市交通指挥信号机时标显示器，其特征在于时标显示器内还设有一个与原交通指挥信号机兼容工作的转换开关，警告灯电路和换向电路通过此开关与信号主机显示灯接通。
全文摘要
一种城市交通指挥信号机时标显示器，显示器是双排双色的发光段，每个发光段由一个单元控制器组成，单元控制器由延时电路、时基电路、双向可控硅和光电偶合器组成，换向电路和警告灯电路与单元控制器基本相同。与信号主机显示灯配套工作的显示器在全部显示红灯或绿灯后以曲线模拟方式逐个熄灭，使驾车者以合理的心态掌握行车速度，同时，交通警还可根据实际情况，随时延长通行时间和停止时间，显示器发生故障，信号机可单独工作。
文档编号G08G1/096GK1041052SQ89104518
公开日1990年4月4日 申请日期1989年6月29日 优先权日1989年6月29日
发明者杨安有 申请人:航空工业部太行仪表厂