一種高度可調的交通信號燈控制按鈕

陳紀龍，巴興強

(東北林業大學交通學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 引 言

生活中有一種人行過街按鈕在我們道路交通中應用非常廣泛，它能對道路交通信號燈進行發出請求，行人在有過街需求時，按下請求按鈕后，請求信號就會被傳遞到信號控制單元，信號控制單元在設置的時間內做出反應，人行信號燈由紅燈轉換為綠燈，車行燈由綠燈轉換為紅燈，保證行人通行安全。對提升交通安全道路交通信號燈精細化管理水平，打造良好的出行環境，有著非常重要的作用。

為了不給道路交通信號燈給道路交通造成太大壓力，此人行過街按鈕時的信號燈一般設置在對機動車影響較小的路段上、交通線路長且方向單一、行人較少的地段或學校門口，保證學生過街的安全。

此種交通信號控制按鈕雖然非常方便行人安全通過馬路，但由于按鈕的高度是固定的，對于身高較矮的小朋友可能會非常費力才能按到，或者個子高的人要彎腰按到，使用非常不方便。

在解決上述問題上，韓碩等人利用圖形化可視虛擬儀器儀用軟件LabView及NI ELVIS作為交通信號燈控制器設計的開發平臺，完成了硬件電路的設計與搭試及軟件編程，最后經過軟硬件系統調試實現了交通信號燈控制器的控制要求；陳連勇等人通過三菱FX2N系列PLC順序功能圖并行序列編程實現，應用并行分支結構，實現按鈕式人行道上，主干車道與人行道的交通燈的并行工作。

本文為解決現有的信號燈控制按鈕位置固定，高度不可調的問題，設計了一種高度可調的交通信號燈控制按鈕，進而提供一種塔式光熱發電用潛熱集熱器。

2 裝置設計

本裝置包括信號燈立柱、信號燈控制開關、線纜、信號燈電源、腳踏式開關、驅動機構和升降機構。

信號燈立柱豎直設置在地面上，線纜的一端與信號燈連接，另一端與信號燈控制開關連接，信號燈立柱上豎直設有條形孔，條形孔沿長度方向的中線與立柱的沿長度方向的中心線平行，升降機構位于信號燈立柱內，信號燈控制開關位于條形孔內并與升降機構連接，信號燈控制開關可沿條形孔的高度方向直線往復移動，升降機構的下端與驅動機構連接，驅動機構通過腳踏式開關與信號燈電源連接，腳踏式開關固定在信號燈立柱旁邊的地面上。

升降機構包括螺桿、螺母、橫梁、上軸承座和下軸承座，下軸承座位于信號燈立柱內的下端，上軸承座固定在信號燈立柱上部的內壁上，所述螺桿的下端插裝在下軸承座內，螺桿的上端插裝在上軸承座內，螺母套裝在螺桿上，螺母的外側壁通過所述橫梁與信號燈控制開關固定連接。

所述上軸承座的一側設有導向通孔，所述線纜的一端穿過所述導向通孔后與信號燈控制開關連接。驅動機構包括電機、主動齒輪和從動齒輪，電機的輸出軸與主動齒輪連接，主動齒輪與從動齒輪嚙合，從動齒輪固定套裝在螺桿的下端。

交通信號燈控制按鈕還包括卷線筒、轉軸和軸架，而卷線筒通過鈕簧套裝在轉軸上，轉軸通過軸架固定在上軸承座上。高度可調的交通信號燈控制按鈕還包括導向滑輪，所述導向滑輪固定在橫梁上。

3 裝置實施說明及工作原理

具體實施方式一：結合圖1至圖4說明本實施方式，本實施方式它包括信號燈立柱1、信號燈控制開關2、線纜3、信號燈電源4，所述信號燈立柱1豎直設置在地面上，線纜3的一端與信號燈連接，線纜3的另一端與信號燈控制開關2連接，其特征在于：所述一種高度可調的交通信號燈控制按鈕還包括腳踏式開關5、驅動機構和升降機構，所述信號燈立柱1上豎直設有條形孔1～1，所述條形孔1～1沿長度方向的中線與立柱1的沿長度方向的中心線平行，所述升降機構位于信號燈立柱1內，所述信號燈控制開關2位于條形孔1～1內并與所述升降機構連接，信號燈控制開關2可沿條形孔1-1的高度方向直線往復移動，升降機構的下端與所述驅動機構連接，所述驅動機構通過腳踏式開關與信號燈電源4連接，腳踏式開關5固定在信號燈立柱1旁邊的地面上。如此設置，可以實現不同身高的人在需要操作信號燈控制開關時，均可以夠到開關按鈕，避免因身高過高或過矮而不方便操作。

圖1 交通信號燈控制按鈕的正面視圖

具體實施方式二：結合圖2和圖4說明本實施方式，本實施方式所述升降機構包括螺桿6、螺母7、橫梁8、上軸承座9和下軸承座10，下軸承座10位于信號燈立柱1內的下端，上軸承座9固定在信號燈立柱上部的內壁上，所述螺桿6的下端插裝在下軸承座10內，螺桿6的上端插裝在上軸承座9內，螺母7套裝在螺桿6上，螺母7的外側壁通過所述橫8梁與信號燈控制開關2固定連接。如此設置，上、下軸承座的設置可以使螺桿6保持垂直不會傾斜，螺母不會發生偏心。具體實施方式三：結合圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式所述上軸承座9的一側設有導向通孔9～1，所述線纜3的一端穿過所述導向通孔9～1后與信號燈控制開關2連接。具體實施方式四：結合圖2說明本實施方式，本實施方式所述驅動機構包括電機11、主動齒輪12和從動齒輪13，電機11的輸出軸與主動齒輪12連接，主動齒輪12與從動齒輪13嚙合，從動齒輪13固定套裝在螺桿6的下端。電機的電流輸入端通過腳踏式控制開關與信號燈電源的電流輸出端連接。

圖2 交通信號燈控制按鈕的內部結構示意圖

圖3 上述圖2中的A部放大圖 圖4 上述圖2中的B部放大圖

具體實施方式五：結合圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式所述一種高度可調的交通信號燈控制按鈕還包括卷線筒14、轉軸15和軸架16，所述卷線筒14通過鈕簧套裝在轉軸15上，轉軸15通過軸架16固定在上軸承座9上。

具體實施方式六：結合圖4說明本實施方式，本實施方式所述一種高度可調的交通信號燈控制按鈕還包括導向滑輪17， 所述導向滑輪17固定在橫梁8上。線纜的一端纏繞在卷線筒14上穿過導向通孔9～1后通過導向滑輪17與信號燈控制開關2連接。卷線筒14和導向滑輪17的設置，可以避免因信號燈控制開關的上升或下降導致線纜混亂。

具體實施方式七：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述條形孔1～1的長度為1～1.5 m。如此設置，可以適應不同身高的人方便按到信號燈控制開關按鈕。

本裝置的工作原理為：信號燈電源4的電流輸出端通過腳踏式控制開關5與電機11的電流輸出端連接，行人過馬路需要按信號燈控制開關2時，可用腳踩踏地面的上升開關或下降開關來調整信號燈控制開關2的高度，上升開關5～1用來控制電機的正轉，電機11正轉時，通過電機11驅動螺桿6順時針轉動使螺母7帶動信號燈控制開關2上升，踩踏下降開關用來控制電機11的反轉，電機11反轉時，通過電機11驅動螺桿6逆時針轉動使螺母7帶動信號燈控制開關2下降，以適應不同身高的人群可以按到信號燈控制按鈕。

4 結 論

本裝置通過設計一款可調節高度的交通信號燈控制開關，可根據不同人的身高需求來進行高度調節，并通過腳踏式控制開關使電機驅動升降機構對信號燈控制開關進行上升或下降的調節，以此實現不同身高的行人都可以操作該信號燈控制開關功能的按鈕。解決了現有交通信號燈按鈕高度固定的問題，進一步提高了道路通行的能力。提高信號傳遞和信號控制反應的效率，優化了道路交通，方便車輛和行人的通行，保證了行人過路的安全。