灯柱90铰链机构抱箍式.pdf

一种能够连接路灯灯柱上下两部分且能让路灯柱上部分轻松旋转90°由竖直变为水平放置的抱箍式灯柱90°铰链机构。它采用曲柄滑块机构作为灯柱90°铰链机构的主结构，使用重型弹簧来平衡灯柱上段的重量，保持人工轻松地实现灯柱90°铰链机构的旋转。同时，设置抱箍式防护罩，防止非专业人员和风、雨、雪等自然力造成灯柱90°铰链机构的误动作。灯柱90°铰链机构内部还设专用电缆通道和接地电缆，灯柱90°铰链机构在使用过程中均保持路灯良好的电气连接和安全接地。

1.  一种抱箍式灯柱90°铰链机构，它连接路灯柱的上下两部分，其特征是：采用曲柄滑块机构作为灯柱90°铰链机构的主结构，它由铰链机构上主体(1)、铰链机构下主体(2)、方形杠杆臂(5)、调节螺杆(7)和重型弹簧(6)组成，实现路灯灯柱上段(0)的水平和垂直翻转；它将灯柱从中分为上下两段，灯柱上段(0)与铰链机构上主体(1)相连接固定，灯柱下段(32)与铰链机构下主体(2)相连接固定，铰链机构上主体(1)与铰链机构下主体(2)用转轴A(14)连接，铰链机构上主体(1)与方形杠杆臂(5)用转轴B(15)连接，方形杠杆臂(5)与调节螺杆(7)用转轴C(27)连接，调节螺杆(7)插入铰链机构下主体(2)圆孔内，在其下再装重型弹簧(6)，并用二只六角螺母B(30)进行预紧，重型弹簧(6)的弹簧力能平衡灯柱上段(0)灯柱和灯具的重量，当路灯正常工作时，路灯柱上下两段呈竖直状态，此时灯柱90°铰链机构也呈伸直状态，灯柱上段(0)的重量通过铰链机构上主体(1)全部由铰链机构下主体(2)承担，重型弹簧(6)只需一定的预紧力即可保持灯柱上段(0)呈竖直状态，当需要对路灯或灯柱进行维护时，手推灯柱上段(0)通过人工外力克服重型弹簧(6)的预紧力，打破灯柱上段(0)保持竖直的这种平衡状态，铰链机构上主体(1)通过转轴A(14)向预定方向旋转，旋转过程中方形杠杆臂(5)绕圆弧摆动，同时带动调节螺杆(7)沿铰链机构下主体(2)内孔往上滑动，重型弹簧(6)受压缩其弹簧力平衡灯柱上段(0)的重心偏移后产生的向上拉力，当铰链机构上主体(1)绕转轴A(14)旋转90°时，方形杠杆臂(5)与调节螺杆(7)成一直线，重型弹簧(6)的弹簧张力力矩与灯柱上段(0)的重力力矩达到平衡，机构呈稳定状态，铰链机构上主体(1)不再继续旋转，当维修人员维护完毕后，只需一个人往上抬举灯柱上段(0)即可打破90°铰链机构(抱箍式)旋转90°时的平衡状态，90°铰链机构(抱箍式)往上旋转复位， 当铰链机构内方形杠杆臂(5)与调节螺杆(7)再次呈直线状态时，90°铰链机构(抱箍式)达到竖直时的稳定状态，铰链机构伸直，灯柱上段(0)、铰链机构上主体(1)和机构下主体(灯柱下部)(2)、灯柱下段(32)竖直联为一体，路灯灯柱上段(0)复位动作即结束；同时，设置了抱箍式安全机构，它由铰链机构防护罩A(3)、铰链机构防护罩B(4)、六角螺母A(11)、内六角专用螺钉(24)、牙套(22)和沉头内六角专用螺钉(25)组成，90°铰链机构(抱箍式)竖直状态时，调节重型弹簧(6)的预紧力能让90°铰链机构(抱箍式)保持竖直状态，同时将铰链机构防护罩A(3)和铰链机构防护罩B(4)呈抱箍状态置于铰链机构上主体(1)、铰链机构下主体(2)的外侧圆弧表面，通过六角螺母A(11)与内六角专用螺钉(24)、牙套(22)与沉头内六角专用螺钉(25)将90°铰链机构(抱箍式)完全锁紧，以阻止风、雨、雪等自然力和非专业路灯维护人员人力使90°铰链机构(抱箍式)发生90°旋转。

灯柱90°铰链机构(抱箍式)
技术领域
本发明涉及路灯控制系统中的一种抱箍式灯柱90°铰链机构，它能让灯柱按预定方向翻转90°成水平状态，维护人员站在地面即可对路灯或灯柱进行日常维护；当路灯柱受到外力剧烈撞击时，它又能按预定的安全方向倒下，由于安装灯柱90°铰链机构设定其翻转安全方向时就已避开了建筑物、行车道和人行道等，因此当事故发生时能最大限度地降低人员和财产的损失。
背景技术
目前，通用的路灯控制系统一般由电控柜、电气线路、路灯柱及灯具等组成。我国目前所使用的路灯柱均采用整体式结构，当需对路灯灯具进行维护时，均需借助升降机将维修人员送到空中路灯位置对路灯进行更换和维修，将耗时耗设备，且需多人协同作业，占用行车道或人行道，严重影响车辆或人员的通行，且维修人员高空作业存在一定的安全风险。同时，当路灯柱受到外力剧烈撞击后，灯柱的折断方向不确定，容易造成人员及财产的重大损失。
发明内容
为了实现维修人员能站在地面上很方便的对路灯柱顶端的路灯灯具进行更换和维护，本发明提供一种90°铰链机构，它将路灯柱分为上下两段，中间用该机构连接起来，维修人员通过对该机构的操作，就能实现在地面上对路灯顶端的路灯灯具进行更换和维护。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用曲柄滑块机构作为灯柱90°铰链机构的主结构，使用重型弹簧来平衡灯柱上段的重量，保持人工轻松地实现灯柱90°铰链机构的旋转。同时，设置抱箍式防护罩，防止非专业人员和风、雨、雪等自然力造成灯柱90°铰链机构的误动作。灯柱90°铰链机构内 部还设专用电缆通道和接地电缆，灯柱90°铰链机构在使用过程中均保持路灯良好的电气连接和安全接地。
本发明的有益效果是，采用灯柱90°铰链机构，路灯专业维护人员能够单人手工将路灯柱上段按安装时预定的安全方向90°旋转放置成水平，维护人员站在地面上即可很方便的对路灯灯具进行更换和维护；当路灯维护完毕后又能很轻松地将路灯灯柱上段旋转复位成竖直状态。同时当路灯灯柱受到外力的强烈撞击时，因路灯灯柱预设了安全的倒置方向(避开人行道、高的建筑物、电气线路等)，所以能够最大限度地减少事故时人员及财产的损失。
附图说明
下面结合附图1、附图2和附图3对灯柱90°铰链机构(抱箍式)作进一步说明。
附图1为灯柱90°铰链机构(抱箍式)的运动简图，图中A为灯柱竖直状态，B为灯柱90°翻转状态；
附图2为灯柱90°铰链机构(抱箍式)的零件缩略图；
附图3为灯柱90°铰链机构(抱箍式)的装配外形图；
附图4为灯柱90°铰链机构(抱箍式)翻转90°和竖直时的结构方式。
图中零件名称如下：
0.灯柱上段  1.铰链机构上主体  2.铰链机构下主体(灯柱下部)3.铰链机构防护罩A  4.铰链机构防护罩B  5.方形杠杆臂  6.重型弹簧7.调节螺杆  8.弹簧座  9.尼龙垫片A  10.尼龙垫片B  11.六角螺母A12.轴销A  13.E型卡簧A  14.转轴A  15.转轴B  16.E型卡簧B17.六角螺栓A  18.六角螺栓B  19.弹簧垫圈  20.胶片  21.接地编织电缆22.牙套  23.胶垫圈  24.内六角专用螺钉  25.沉头内六角专用螺钉 26.轴销B  27.转轴C  28.E型卡簧C  29.E型卡簧D  30.六角螺母B31.灯柱90°铰链机构(抱箍式)  32.灯柱下段
具体实施方式
如说明书附图2所示，采用曲柄滑块机构作为灯柱90°铰链机构(抱箍式)的主结构，它由铰链机构上主体(1)、铰链机构下主体(2)、方形杠杆臂(5)、调节螺杆(7)、重型弹簧(6)组成，实现路灯灯柱上段(0)的水平和垂直翻转。将灯柱从中分为上下两段，灯柱上段(0)与铰链机构上主体(1)相连接固定，灯柱下段(32)与铰链机构下主体(2)相连接固定，铰链机构上主体(1)与铰链机构下主体(2)用转轴A(14)连接，铰链机构上主体(1)与方形杠杆臂(5)用转轴B(15)连接，方形杠杆臂(5)与调节螺杆(7)用转轴C(27)连接，调节螺杆(7)插入铰链机构下主体(2)圆孔内，在其下再装重型弹簧(6)，并用二只六角螺母B(30)进行预紧。
附图1为该机构的运动简图，图中重型弹簧(6)的弹簧力能平衡灯柱上段(0)灯柱和灯具的重量。当路灯正常工作时，路灯柱上下两段呈竖直状态，此时灯柱90°铰链机构(抱箍式)也呈伸直状态，灯柱上段(0)的重量通过铰链机构上主体(1)全部由铰链机构下主体(灯柱下部)(2)承担，重型弹簧(6)只需一定的预紧力即可保持灯柱上段(0)呈竖直状态。当需要对路灯或灯柱进行维护时，手推灯柱上段(0)通过人工外力克服重型弹簧(6)的预紧力，打破灯柱上段(0)保持竖直的这种平衡状态，铰链机构上主体(1)通过转轴A(14)向预定方向旋转，旋转过程中方形杠杆臂(5)绕圆弧摆动，同时带动调节螺杆(7)沿起放机构下主体(2)内孔往上滑动，重型弹簧(6)受压缩其弹簧力平衡灯柱上段(0)及灯具的重心偏移后产生的向上拉力。当铰链机构上主体(1)绕转轴A(14)旋转90°时，方形杠杆臂(5)与调节螺杆(7)成一直 线，重型弹簧(6)的弹簧张力力矩与灯柱上段(0)的重力力矩达到平衡，机构呈稳定状态，铰链机构上主体(1)不再继续旋转。当维修人员维护完毕后，只需一个人往上抬举灯柱上段(0)即可打破90°铰链机构(抱箍式)旋转90°时的平衡状态，90°铰链机构(抱箍式)往上旋转复位。当铰链机构内方形杠杆臂(5)与调节螺杆(7)再次呈直线状态时，90°铰链机构(抱箍式)达到竖直时的稳定状态，铰链机构伸直，灯柱上段(0)、铰链机构上主体(1)和机构下主体(灯柱下部)(2)、灯柱下段(32)竖直联为一体，路灯灯柱上段(0)复位动作即结束。总之，灯柱90°铰链机构(抱箍式)在伸直和旋转90°状态时，机构内方形杠杆臂(5)均与调节螺杆(7)呈直线，仅方形杠杆臂(5)分别位于不同的位置，灯柱上段(0)竖直时其偏摆的力矩和旋转90°时的重力力矩均由重型弹簧(6)的弹簧力矩予以稳定的平衡。
附图3为灯柱90°铰链机构(抱箍式)的装配外形图，附图4为灯柱90°铰链机构(抱箍式)90°旋转和竖直时的结构形式。当需对路灯柱进行维护时，由专业路灯维修人员持特制的专用六角钥匙将铰链机构防护罩B(4)上的内六角专用螺钉(24)和沉头内六角专用螺钉(25)旋开，用手打开铰链机构防护罩A(3)和铰链机构防护罩B(4)，再通过人力推灯柱上段(0)即打破灯柱90°铰链机构(抱箍式)竖直状态时的力矩平衡，灯柱上段(0)将缓缓旋转至90°；旋转过程中重型弹簧(6)被压缩，灯柱上段(0)及灯具的重力力矩将由重型弹簧(6)压缩时的弹簧力矩予以平衡；当灯柱上段(0)将旋转至90°状态时，方形杠杆臂(5)与调节螺杆(7)成直线，重型弹簧(6)的弹簧力矩与灯柱上段(0)及灯具的重力力矩达到完全平衡，机构呈稳定状态，铰链机构上主体(1)将不再继续旋转；为了确保在维修过程中不会因外力打破灯柱90°铰链机构(抱箍式)旋转90°状态时的平衡造成灯柱上段(0)旋转复位而发生 事故，在灯柱上段(0)旋转至90°水平状态时，旋转铰链机构防护罩B(4)呈竖直，然后锁紧沉头内六角专用螺钉(25)，将铰链机构防护罩B(4)置于铰链机构上主体(1)和铰链机构下主体(2)之间，铰链机构防护罩B(4)凹槽顶住铰链机构上主体(1)斜面，阻止铰链机构上主体(1)旋转复位，从而确保维护作业安全；维护作业完成后，松开沉头内六角专用螺钉(25)，旋转打开铰链机构防护罩B(4)，人力推灯柱上段(0)将灯柱90°铰链机构(抱箍式)复位呈竖直状态，随后再旋转铰链机构防护罩A(3)和铰链机构防护罩B(4)至竖直，再锁紧内六角专用螺钉(24)和沉头内六角专用螺钉(25)即检修完成。为了保持灯柱90°铰链机构(抱箍式)呈竖直状态，防止风、雨、雪等自然力和非专业路灯维护人员人力造成灯柱90°铰链机构(抱箍式)发生旋转，导致人员及财产的重大损失，特在灯柱90°铰链机构(抱箍式)上设置了抱箍式安全机构，它由铰链机构防护罩A(3)、铰链机构防护罩B(4)、六角螺母A(11)、内六角专用螺钉(24)、牙套(22)和沉头内六角专用螺钉(25)组成；90°铰链机构(抱箍式)竖直状态时，调节重型弹簧(6)的预紧力能让90°铰链机构(抱箍式)保持竖直状态，同时将铰链机构防护罩A(3)和铰链机构防护罩B(4)呈抱箍状态置于铰链机构上主体(1)、铰链机构下主体(2)的外侧圆弧表面，通过六角螺母A(11)与内六角专用螺钉(24)、牙套(22)与沉头内六角专用螺钉(25)将90°铰链机构(抱箍式)完全锁紧，以阻止风、雨、雪等自然力和非专业路灯维护人员人力使90°铰链机构(抱箍式)发生90°旋转。
为了实现灯柱90°铰链机构(抱箍式)在使用时不影响路灯的电气连接，特在铰链机构下主体(2)设有专用的电缆通道，灯柱90°铰链机构(抱箍式)在任何状态均能保持路灯的良好电气连接。同时，为了保证灯柱上段(0)和灯 具、铰链机构上主体(1)能良好电气接地，分别用六角螺柱A(17)和弹簧垫圈(19)、六角螺栓B(18)将接地编织电缆(21)紧固在铰链下主体(2)和铰链上主体(1)上进行电气接地；接地编织电缆(21)采用紫铜编织带材质，且镀锡处理，以确保90°铰链机构(抱箍式)能长期保持良好的电气接地性能。
这套灯柱90°铰链机构(抱箍式)由三十种零件组成，其中包括五种铝铸件产品、重型弹簧及一些金属加工件等，如附图2零件缩略图；为了加强螺纹的强度，六角螺母A(11)压入铰链机构防护罩A(3)中，牙套(22)嵌入铰链机构下主体(2)中，六角螺母A(11)和牙套(22)均采用不锈钢件，以满足90°铰链机构(抱箍式)的反复锁紧的强度要求。
操作步骤：将附图4所示的灯柱90°铰链机构(抱箍式)安装在路灯柱上下两段之间，用专用六角钥匙拧开内六角专用螺钉(24)和沉头内六角专用螺钉(25)，然后向下旋转铰链机构防护罩A(3)和铰链防护罩B(4)，用手向铰链机构防护罩A(3)方向推动灯柱上段(0)，灯柱上段(0)即绕转轴A(14)缓缓转动，逐渐旋转90°呈水平状态；然后，将铰链机构防护罩B(4)旋转至竖直，锁紧沉头内六角专用螺钉(25)，使铰链机构防护罩B(4)阻止铰链机构上主体(1)旋转复位，此时，即可对路灯进行更换和维护。当将路灯更换和维护结束后，先松开沉头内六角专用螺钉(25)，旋转打开铰链机构防护罩B(4)，再反向往上推动灯柱上段(0)，路灯柱即可缓缓旋转复位，然后旋转铰链机构防护罩A(3)和铰链机构防护罩B(4)至竖直，最后锁紧内六角专用螺钉(24)和沉头内六角专用螺钉(25)，灯柱90°铰链机构(抱箍式)即被锁住，此时路灯柱的上下两段即变成一个整体，至此完成了整个路灯的更换和维护过程。
安装灯柱90°铰链机构(抱箍式)时，可以设定灯柱的最佳安全90°旋转方向，它可以避开建筑物、行车道或人行道等，给路灯维护人员创造方便、快 捷、安全的作业环境。当灯柱受到外力剧烈撞击后，灯柱90°铰链机构(抱箍式)破损时灯柱上段(0)只能按预定的最佳安全90°旋转方向倒下，该方向在设置时就已避开了建筑物、行车道或人行道等，从而降低了事故后造成的人员和财产的损失。