折疊旋轉(zhuǎn)便捷更換的路燈

◆山東省萊州市第一中學(xué)高三（21）班 顧苡萌

馬路上的路燈壞了，路政工作人員需要使用高空作業(yè)車(chē)給路燈更換燈泡。工作時(shí)，工人會(huì)站在高空作業(yè)車(chē)的平臺(tái)上，被抬升到較高的位置進(jìn)行高空作業(yè)，不僅危險(xiǎn)系數(shù)高，而且需要多人配合才能完成。更換路燈燈泡時(shí)，車(chē)輛被高空作業(yè)車(chē)阻擋，易造成交通擁堵。

怎樣才能讓這項(xiàng)工作便捷又安全呢？我和科技小組的同學(xué)上網(wǎng)查閱了相關(guān)資料，并走訪(fǎng)了更換路燈的師傅，經(jīng)過(guò)反復(fù)探究，我設(shè)計(jì)了一款折疊旋轉(zhuǎn)便捷更換的路燈。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.根據(jù)機(jī)械臂的工作原理，在路燈桿的中間部位打孔，插入定位軸，使燈桿能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。燈桿下端用鋼絲固定，另一端與底座上的定向齒輪連接。

2.在路燈桿底部固定處加裝一個(gè)可正反向轉(zhuǎn)動(dòng)的定向齒輪。使用時(shí)，打開(kāi)安全鎖，拿出手搖柄插入單向齒輪卡槽，搖動(dòng)搖柄，松開(kāi)繩子，路燈緩慢降落到合適的高度時(shí)停止搖動(dòng)，更換燈泡。換好后，反向搖動(dòng)手搖柄升起路燈，燈桿回到原來(lái)的位置后，停止搖動(dòng)，然后卸下手搖柄，將其放回原位，將安全門(mén)鎖上即可。

3.在路燈桿底座安裝一個(gè)可人工調(diào)節(jié)方向的轉(zhuǎn)盤(pán)裝置。使用時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)裝置，使路燈桿旋轉(zhuǎn)90°，讓路燈桿斜著下降時(shí)保持在路邊安全線(xiàn)以?xún)?nèi)，不影響正常的交通秩序。

二、制作過(guò)程

1.準(zhǔn)備一塊直徑為15 cm的圓形鐵板作為路燈的基座。

圖1 制作模型

2.在基座的中心點(diǎn)固定一塊可旋轉(zhuǎn)的齒輪狀鐵板，方便旋轉(zhuǎn)路燈桿。將一端呈尖齒狀的活動(dòng)插銷(xiāo)固定，便于固定齒輪板。

3.在齒輪板上垂直焊接一根一端開(kāi)口的方管，作為路燈桿的支架，支架頂端有固定螺絲，高度約為路燈桿高度的一半。

4.在路燈桿支架底部焊接一個(gè)單向齒輪，單向齒輪連接線(xiàn)軸，線(xiàn)軸上纏繞鋼絲，鋼絲另一端與路燈桿底部連接。

5.用圓管做路燈桿。在路燈桿中間打孔，固定在基座的支架上，把燈線(xiàn)從圓管的小孔穿過(guò)，在頂端安裝帶紅外傳感器、可根據(jù)光線(xiàn)變化自動(dòng)開(kāi)關(guān)的路燈。

三、創(chuàng)新點(diǎn)與效果

1.節(jié)能高效。這款折疊旋轉(zhuǎn)路燈在更換燈泡時(shí)只需要一名工人操作定向齒輪，路燈桿便會(huì)慢慢向路邊折疊，當(dāng)高度達(dá)到工人能正常換燈泡時(shí)的高度停止折疊。燈泡更換后，反向搖動(dòng)定向齒輪，將路燈桿升至直立狀態(tài)。整個(gè)過(guò)程僅需一人操作，在5分鐘之內(nèi)就能完成。

2.換燈泡時(shí)，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)底座可將路燈旋轉(zhuǎn)到道路外沿。路燈的照射范圍可隨意調(diào)節(jié)，當(dāng)相鄰的路燈出現(xiàn)故障時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)底盤(pán)的轉(zhuǎn)盤(pán)裝置使路燈桿向故障路燈的方向旋轉(zhuǎn)，解決路燈故障而出現(xiàn)照明盲區(qū)的問(wèn)題。

3.燈罩上安裝了紅外感應(yīng)器。當(dāng)光線(xiàn)暗到一定值路燈自動(dòng)開(kāi)啟2個(gè)LED燈頭。當(dāng)紅外感應(yīng)器感應(yīng)到有行人或汽車(chē)通過(guò)時(shí)，8個(gè)LED燈同時(shí)開(kāi)啟，增加通行亮度。行人或汽車(chē)通過(guò)后，紅外感應(yīng)器感應(yīng)不到移動(dòng)物體，又返回到2個(gè)LED燈頭開(kāi)啟狀態(tài)，節(jié)約電能。紅外感應(yīng)器的感應(yīng)距離為距地面一米左右，小動(dòng)物如貓、狗通過(guò)時(shí)，紅外感應(yīng)器不工作。

通過(guò)反復(fù)測(cè)試證明，路燈桿的折疊速度快、穩(wěn)定性強(qiáng)，解決了傳統(tǒng)更換路燈使用高空作業(yè)車(chē)并需要多人輔助的難題，提高了工作效率，得到了學(xué)校老師和路政部門(mén)工作人員的認(rèn)可。

四、收獲與體會(huì)

在作品的設(shè)計(jì)發(fā)明制作過(guò)程中，我經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、查閱資料、考察市場(chǎng)、設(shè)計(jì)圖紙、實(shí)踐制作、效果驗(yàn)證等環(huán)節(jié)。通過(guò)動(dòng)腦思考和動(dòng)手制作，不僅解決了生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題，還鍛煉了動(dòng)手動(dòng)腦、查閱資料、與人交往的能力，激發(fā)了我對(duì)科技創(chuàng)新的興趣。

在與路政工作人員和指導(dǎo)我制作模型的師傅的交流中，我學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)。在今后的學(xué)習(xí)生活中，我將繼續(xù)認(rèn)真學(xué)習(xí)，善于發(fā)現(xiàn)，力爭(zhēng)做出更多新的作品。