一种卡槽式模块化智慧灯杆结构及其使用方法与流程

本发明涉及灯杆技术领域，特别涉及一种卡槽式模块化智慧灯杆结构及其使用方法。

背景技术：

随着led技术，传感器技术，通信技术，it技术，控制技术的不断发展，照明行业正经历颠覆性的变化。越来越多的功能和技术，将会集成到灯杆上去，形成一杆多用的智能化平台。但目前该行业还处于推进和探索阶段，很多问题还未考虑周到，就拿灯杆来分析，具有如下缺点：1.传统灯杆的构造，结构简单，功能单一，增加附件困难，安装及维护极不方便。2.目前的智慧灯杆(多功能杆，交通综合杆)虽然在传统灯杆的基础上增设了一些功能，但随着社会的不断进步，智慧灯杆还会进一步添加更多的功能模块，而现有的智慧灯杆不具备后期加载设备的功能，只能更换新的灯杆，这样将造成时间，人力和资源的浪费。3.现有的智慧灯杆后期加载设备的一般方法为：二次焊接，打孔，攻牙，抱箍等方式,此做法不但会造成灯杆表面防腐层的破坏，影响美观和使用寿命，还会导致灯杆内部进水，造成设备短路，或其它安全事故。而且在后期穿线时也不方便施工，甚至需要把整个灯杆拆下来放倒，才可操作，极为不便。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种卡槽式模块化智慧灯杆结构。

本发明的技术方案：一种卡槽式模块化智慧灯杆结构，包括灯杆以及功能模块，所述灯杆与功能模块之间通过连接组件固定连接，所述灯杆与连接组件之间通过t型螺母固定连接，所述t型螺母上设置有弹性部件，所述灯杆内安装有隔离组件，所述灯杆内被隔离组件分隔出独立的腔室，所述灯杆的侧壁上设置有预设接口，所述预设接口上设置有防水垫，所述预设接口与连接组件连接。

上述的一种卡槽式模块化智慧灯杆结构中，所述功能模块包括有ap模块、灯头模块、风向风速检测模块、摄像头模块、显示屏模块、广播模块、交通警示牌模块以及控制箱模块。

前述的一种卡槽式模块化智慧灯杆结构中，所述连接组件包括有卡环以及安装板，所述卡环的横截面为半圆形结构，所述安装板固定安装在卡环的中部，所述安装板与卡环的连接处嵌设有密封垫。

前述的一种卡槽式模块化智慧灯杆结构中，所述灯杆本体为八边形管结构，所述灯杆的侧边上间隔设置有四个向外凸出且向两边延伸的弧形板，所述弧形板与灯杆为一体式结构，相邻的两个所述弧形板之间形成一个卡槽。

前述的一种卡槽式模块化智慧灯杆结构中，所述t型螺母包括螺母柱以及螺母座，所述螺母柱固定连接在螺母座的一侧端面上，所述螺母柱以及螺母座为一体式结构，所述弹性部件为弹簧片，所述弹簧片通过螺钉固定安装在螺母座上远离螺母柱一侧端面。

前述的一种卡槽式模块化智慧灯杆结构中，所述螺母座为矩型结构，所述螺母座的边沿设置有圆弧外倒角，所述圆弧外倒角设置有两个，且圆弧外倒角位于螺母座的对角上。

前述的一种卡槽式模块化智慧灯杆结构中，所述隔离组件由三个依次焊接的矩形管组成，所述隔离组件上开设有走线槽。

前述的一种卡槽式模块化智慧灯杆结构中，所述预设接口包括有连接管、固定座以及端盖，所述连接管贯穿灯杆的外侧壁，所述固定座连接在连接管的外侧，所述固定座与灯杆的外侧壁之间嵌设有防水垫。

一种卡槽式模块化智慧灯杆结构的使用方法，包括有预安装阶段以及实质安装阶段；其中预安装阶段包括有以下步骤：

步骤1：规划好功能模块的种类以及功能模块的具体安装位置，根据安装位置，定制好隔离组件，并将隔离组件固定入灯杆内；

步骤2：根据步骤1中的规划，开设好指定位置上的预设接口；

步骤3：参照预设接口的位置，将t型螺母预设在灯杆上的卡槽内，首先将t型螺母竖向放入卡槽中，放置时，螺母座与卡槽的内侧面平行，弹簧片与卡槽的内侧面接触，然后向内压紧弹簧片并将螺母座沿顺时针旋转90度，可轻微压紧弹簧片，并将t型螺母整体上下滑动，使其到达合适的位置，最后松开弹簧片，通过弹簧片的弹性以及自身的摩擦力进行固定。

步骤4：将卡环通过t型螺母固定安装在步骤1中规划的位置，并准备好相应的功能模块，最后进入到实质安装阶段。

实质安装阶段包括如下步骤：

步骤s1：根据所述步骤1的规划，将功能模块与对应的安装位匹配；

步骤s2：通过预设接口将强电线和弱电线引出，并将强电线和弱电线接至功能模块内；

步骤s3：功能模块完成线路连接后，再与卡环上的安装板固定连接，完成在灯杆的安装。

上述的一种卡槽式模块化智慧灯杆结构的使用方法中，所述预安装阶段中的步骤1中还包括规划扩展安装位，所述实质安装阶段中的步骤s1中，需要对扩展安装位上的预设接口进行防水性检查。

本发明的优点在于：1.设计一种新型的卡槽式灯杆结构，及与其配对的连接组件实现功能设备的的模块化安装；2.整个智慧灯杆为组合装配式结构，能够达到快速装配，快速拆卸，快速维护的目的；3.提前预留扩展接口，并接好线，方便后期任意添加其它功能设备，实现智慧灯杆的高度集成化；4.无论后期是否添加其它功能设备，确保灯杆主体表面防水等级不低于ip65(针对电气设备外壳对异物侵入的防护等级标准)。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明灯杆与卡环之间的连接结构示意图；

图3是本发明卡环结构示意图；

图4是本发明的灯杆上安装位的主视图；

图5是本发明卡环与灯杆之间连接结构的横截面结构图；

图6是本发明灯杆上预设接口结构示意图；

图7是本发明灯杆内分仓结构示意图；

图8是本发明t型螺母结构示意图；

图9是本发明t型螺母的竖向剖视图；

图10是本发明隔离组件(安装状态1)结构示意图；

图11是本发明隔离组件(安装状态2)结构示意图。

图中：1-灯杆底座；2-控制箱模块；3-交通警示牌模块；4-广播模块；5-连接组件；51-卡环；52-密封垫；53-安装板；6-显示屏模块；7-灯杆；8-摄像头模块；9-风向风速检测模块；10-灯头模块；11-转接法兰；12-ap模块；13-紧固螺栓；14-t型螺母；141-螺母柱；142-弹簧片；143-螺钉；144-螺母座；15-预设接口；151-端盖；152-固定座；153-防水垫；154-强电线；155-弱电线；16-隔离组件；161-走线槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种卡槽式模块化智慧灯杆结构及其使用方法，包括灯杆底座1、灯杆7以及功能模块。参照图1，灯杆底座1位于灯杆7的底部，灯杆底座1用于埋设安装。

参照图2可知，灯杆7本体为八边形管结构(即横截面为正八边形)，灯杆7的侧边上间隔设置有四个向外凸出且向两边延伸的弧形板(图中的a处)，弧形板与灯杆7为一体式结构。相邻的两个弧形板之间形成一个卡槽(图中的b处)，即在灯杆7上有四个卡槽。如图中所示，卡槽实质上由一个灯杆7侧边以及两个弧形板围设而成。

灯杆安装时视具体情况而定，本实施例为智慧型灯杆，所以在功能模块上比较齐全。如图1所示，功能模块从上到下依次包括ap模块12(该模块的底部固定连接有转接法兰11、转接法兰11的底部与灯杆7的顶部固定连接)、灯头模块10、风向风速检测模块9、摄像头模块8、显示屏模块6、广播模块4、交通警示牌模块3以及控制箱模块2。

参照图1，位于灯杆7侧向上的功能模块与灯杆7之间通过连接组件5来固定安装。连接组件5包括有卡环51以及安装板53。如图3所示，卡环51的横截面为半圆形结构。安装板53固定安装在卡环51的中部，并且在安装板53与卡环51的连接处嵌设有密封垫52。密封垫52的主要功能是防水。另外，密封垫52由弹性材料制成，所以能够缓解互连结构之间的应力，从而具有提高稳定性的功能。

在安装中，参照图2、图4以及图5，首先将卡环51套设在灯杆7的侧壁上，此时的卡环51覆盖住相邻的三个卡槽(安装板53与中部的卡槽相互对应且平行)。另外在卡环51和卡槽之间增设有t型螺母14。

参照图5，t型螺母14位于卡槽与卡环51的三个连接处(图5中的三个标号14处即为具体的位置)。t型螺母14的具体结构如图8以及图9所示。包括螺母柱141以及螺母座144，螺母柱141固定连接在螺母座144的一侧端面上，螺母柱141以及螺母座144为一体式结构。螺母座144远离螺母柱141一侧端面上采用螺钉143固定安装有弹簧片142，弹簧片142的中部为与螺母座141平行的板式结构，弹簧片142的两端均连接有向外凸起的弹片，弹片采用弹簧钢材料制成，弹簧片142的整体为“u”型结构。

螺母座144为矩型结构，螺母座144的边沿设置有圆弧外倒角，圆弧外倒角设置有两个，且圆弧外倒角位于螺母座144的对角上。如图8所示，螺母座144具有四个外角，圆弧倒角设置在其中的两个对角上，另外两个对角则并未做倒角处理。

具体的安装中，首先将t型螺母14竖向放入卡槽中，放置时，螺母座144与卡槽的内侧面平行，弹簧片142与卡槽的内侧面接触，然后向内压紧弹簧片142并将螺母座144沿顺时针旋转90度。此过程中需要微调高度的话，可轻微压紧弹簧片142，上下滑动，使其到达合适的位置。此时即完成了t型螺母的预设工作，最后需要做的是将t型螺母与卡环51进行结合。可在卡环51的中部上开设螺纹孔，将该螺纹孔与螺母柱141对接，最后选用紧固螺栓13贯穿并插入螺母柱141中锁紧即可。另外在卡环51的两端位置也采用同样的方法进行固定(具体的安装结构从图5和图3中均可以直接地看出)。限位螺栓在拧紧时，螺纹之间的作用力会导致螺母整体发生转动，当螺母座上未做倒角处理的尖角触碰到滑槽内壁时，可抑制其继续转动，起到限位作用。

值得一提的是，以上卡环51与灯杆7之间的连接结构中，有若干个连接面(例如与两个弧形板a直接接触，通过t型螺母14上的弹簧片142与卡槽直接接触)，还设有若干个连接点(即螺栓的连接结构)，连接结构稳定且持久。并且在前期的安装阶段可通过t型螺母14进行预设，安装时操作更加方便。

卡环51安装完毕之后，可由卡环51单独挂载功能模块。当功能模块的安装尺寸与卡环51难以配合时，可通过安装板53过渡装配。

前述的内容为灯杆7上的具体安装结构。功能模块安装的过程中还涉及到走线问题。而相对于这类灯具，主要是涉及强电线以及弱电线的安装。

参照图2以及图7，在本实施例的灯杆7内腔中设置有隔离组件16。隔离组件16由三个依次焊接的矩形管组成。具体实施中，先将三个矩形管进行间断式焊接成一整体形成隔离组件16，然后再将其插入灯杆7内腔中，并在两端端口的位置，将隔离组件16焊死固定好。

隔离组件16安装好之后，灯杆7内腔被分隔成两个独立的腔室。将其定义为强电仓和弱电仓(如图7所示)。强电仓中安装有强电线155，弱电仓中安装弱电线154。

值得一提的是，选用矩形管而不直接选取其他型材的目的：智慧灯杆或交通综合杆一般都超过6m，直径在140—300mm不等，如何在这么细而窄的空间分仓，就需要分仓的结构要保证很高的直线度。普通隔板用现有的工艺无法达到此要求。因此可选择该型材，矩形管不但规格种类多，直线度高，而且还能最小化的占有灯杆内部的空间结构，方便穿线。

选用三根矩形管而不选用一根的目的：一些在十字路口的智慧灯杆或交通综合杆可能会在多个方向装载设备(而且此处的灯杆7理论上能在四个方向上进行装载)，为了方便出线，同时也是为了确保焊接时整体平面度和直线度而考虑。此外，选用多个规格小，宽度较窄的矩形管，也可缩小其空间占有率。

对灯杆7进行进行分仓的目的为：保证灯杆内部走线规范整齐，方便后期维护，同时更是消除了电磁干扰的隐患，解决了传统走线信号不稳定和系统异常的情况。

对灯杆7进行分仓之后，由于隔离组件16为一体式结构，要考虑到具体的走线还需要在隔离组件16上开设走线槽161。而走线方式实质上要根据功能模块的安装位置来决定。参照图7，在灯杆7上可供功能模块安装的方位具体有四个，这四个安装方位参照隔离组件16的位置又可分成两组。一组是与隔离组件16平行(将其定义为安装位c)，一组是与隔离组件16垂直(将其定义为安装位d)，具体情况如图7所示。

从图7中可看出，若是针对安装位c处的功能模块进行走线，则需要在隔离组件16的中部开设走线槽161(也就是在中部的方形管上开设)，具体结构参照图11.

若是针对安装位d处的功能模块进行走线，则需要在隔离组件16上靠近功能模块的一侧开设走线槽161，具体结构参照图10。

值得一提的是，隔离组件16的安装以及开槽(主要是走线槽161)，在生产阶段就要进行规划。即先确定灯杆上功能模块的安装，再针对安装结构进行定制且批量生产。如此一来才能在后续安装工作中更加快捷方便。

具体的线路安装中，在预设的安装位上，需要加设预设接口15(参照图6)。预设接口15包括有连接管、固定座152以及端盖151，连接管贯穿灯杆7的外侧壁(强/弱电线通过连接管进入到预设接口15内)。固定座152连接在连接管的外侧，固定座152与灯杆7的外侧壁之间嵌设有防水垫153。固定座152为中空结构(强/弱电线依次穿过连接管以及固定座152方能与外界的功能模块连接)，固定座152的前端与端盖151套接。端盖151以及防水垫153均起到防水作用，若是实际安装功能模块时，可将端盖151摘下，然后再进行线路连接。若是仅仅作为一个预设的安装位(即不需要马上安装设备，留待后期添加设备所用)，那么端盖151以及防水垫153即可起到很好的防水作用。实现了即使预留安装位也不会影响内部线路工作的功能。

实际应用中根据强弱电线的区分，要设置两个预设接口15，呈上下排列。另外值得一提的是，前述中的t型螺母14在实际安装中，位于两个预设接口15之间，对卡环51起到固定作用。

卡环51在与预设接口15连接的对应位置上也需要开设连接口，用于线路连接。此处试举一例：参照图1、图5以及图7，在对灯头模块10安装时，首先将灯杆7内部的强电线154从走线槽161处引出送入上端的预设接口15内，最后从固定座152的端口处牵引出；接着，直接将弱电线153引入预设接口15内，并从固定座152的端口处牵引处；将强、弱电线均引出之后，与灯头模块10进行连接。最后再完成灯头模块10与卡环51之间的固定连接。