一种高度可调的交通信号灯控制按钮

陈纪龙，巴兴强

(东北林业大学交通学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

1 引 言

生活中有一种人行过街按钮在我们道路交通中应用非常广泛，它能对道路交通信号灯进行发出请求，行人在有过街需求时，按下请求按钮后，请求信号就会被传递到信号控制单元，信号控制单元在设置的时间内做出反应，人行信号灯由红灯转换为绿灯，车行灯由绿灯转换为红灯，保证行人通行安全。对提升交通安全道路交通信号灯精细化管理水平，打造良好的出行环境，有着非常重要的作用。

为了不给道路交通信号灯给道路交通造成太大压力，此人行过街按钮时的信号灯一般设置在对机动车影响较小的路段上、交通线路长且方向单一、行人较少的地段或学校门口，保证学生过街的安全。

此种交通信号控制按钮虽然非常方便行人安全通过马路，但由于按钮的高度是固定的，对于身高较矮的小朋友可能会非常费力才能按到，或者个子高的人要弯腰按到，使用非常不方便。

在解决上述问题上，韩硕等人利用图形化可视虚拟仪器仪用软件LabView及NI ELVIS作为交通信号灯控制器设计的开发平台，完成了硬件电路的设计与搭试及软件编程，最后经过软硬件系统调试实现了交通信号灯控制器的控制要求；陈连勇等人通过三菱FX2N系列PLC顺序功能图并行序列编程实现，应用并行分支结构，实现按钮式人行道上，主干车道与人行道的交通灯的并行工作。

本文为解决现有的信号灯控制按钮位置固定，高度不可调的问题，设计了一种高度可调的交通信号灯控制按钮，进而提供一种塔式光热发电用潜热集热器。

2 装置设计

本装置包括信号灯立柱、信号灯控制开关、线缆、信号灯电源、脚踏式开关、驱动机构和升降机构。

信号灯立柱竖直设置在地面上，线缆的一端与信号灯连接，另一端与信号灯控制开关连接，信号灯立柱上竖直设有条形孔，条形孔沿长度方向的中线与立柱的沿长度方向的中心线平行，升降机构位于信号灯立柱内，信号灯控制开关位于条形孔内并与升降机构连接，信号灯控制开关可沿条形孔的高度方向直线往复移动，升降机构的下端与驱动机构连接，驱动机构通过脚踏式开关与信号灯电源连接，脚踏式开关固定在信号灯立柱旁边的地面上。

升降机构包括螺杆、螺母、横梁、上轴承座和下轴承座，下轴承座位于信号灯立柱内的下端，上轴承座固定在信号灯立柱上部的内壁上，所述螺杆的下端插装在下轴承座内，螺杆的上端插装在上轴承座内，螺母套装在螺杆上，螺母的外侧壁通过所述横梁与信号灯控制开关固定连接。

所述上轴承座的一侧设有导向通孔，所述线缆的一端穿过所述导向通孔后与信号灯控制开关连接。驱动机构包括电机、主动齿轮和从动齿轮，电机的输出轴与主动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮固定套装在螺杆的下端。

交通信号灯控制按钮还包括卷线筒、转轴和轴架，而卷线筒通过钮簧套装在转轴上，转轴通过轴架固定在上轴承座上。高度可调的交通信号灯控制按钮还包括导向滑轮，所述导向滑轮固定在横梁上。

3 装置实施说明及工作原理

具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式它包括信号灯立柱1、信号灯控制开关2、线缆3、信号灯电源4，所述信号灯立柱1竖直设置在地面上，线缆3的一端与信号灯连接，线缆3的另一端与信号灯控制开关2连接，其特征在于：所述一种高度可调的交通信号灯控制按钮还包括脚踏式开关5、驱动机构和升降机构，所述信号灯立柱1上竖直设有条形孔1～1，所述条形孔1～1沿长度方向的中线与立柱1的沿长度方向的中心线平行，所述升降机构位于信号灯立柱1内，所述信号灯控制开关2位于条形孔1～1内并与所述升降机构连接，信号灯控制开关2可沿条形孔1-1的高度方向直线往复移动，升降机构的下端与所述驱动机构连接，所述驱动机构通过脚踏式开关与信号灯电源4连接，脚踏式开关5固定在信号灯立柱1旁边的地面上。如此设置，可以实现不同身高的人在需要操作信号灯控制开关时，均可以够到开关按钮，避免因身高过高或过矮而不方便操作。

图1 交通信号灯控制按钮的正面视图

具体实施方式二：结合图2和图4说明本实施方式，本实施方式所述升降机构包括螺杆6、螺母7、横梁8、上轴承座9和下轴承座10，下轴承座10位于信号灯立柱1内的下端，上轴承座9固定在信号灯立柱上部的内壁上，所述螺杆6的下端插装在下轴承座10内，螺杆6的上端插装在上轴承座9内，螺母7套装在螺杆6上，螺母7的外侧壁通过所述横8梁与信号灯控制开关2固定连接。如此设置，上、下轴承座的设置可以使螺杆6保持垂直不会倾斜，螺母不会发生偏心。具体实施方式三：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式所述上轴承座9的一侧设有导向通孔9～1，所述线缆3的一端穿过所述导向通孔9～1后与信号灯控制开关2连接。具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述驱动机构包括电机11、主动齿轮12和从动齿轮13，电机11的输出轴与主动齿轮12连接，主动齿轮12与从动齿轮13啮合，从动齿轮13固定套装在螺杆6的下端。电机的电流输入端通过脚踏式控制开关与信号灯电源的电流输出端连接。

图2 交通信号灯控制按钮的内部结构示意图

图3 上述图2中的A部放大图 图4 上述图2中的B部放大图

具体实施方式五：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式所述一种高度可调的交通信号灯控制按钮还包括卷线筒14、转轴15和轴架16，所述卷线筒14通过钮簧套装在转轴15上，转轴15通过轴架16固定在上轴承座9上。

具体实施方式六：结合图4说明本实施方式，本实施方式所述一种高度可调的交通信号灯控制按钮还包括导向滑轮17， 所述导向滑轮17固定在横梁8上。线缆的一端缠绕在卷线筒14上穿过导向通孔9～1后通过导向滑轮17与信号灯控制开关2连接。卷线筒14和导向滑轮17的设置，可以避免因信号灯控制开关的上升或下降导致线缆混乱。

具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述条形孔1～1的长度为1～1.5 m。如此设置，可以适应不同身高的人方便按到信号灯控制开关按钮。

本装置的工作原理为：信号灯电源4的电流输出端通过脚踏式控制开关5与电机11的电流输出端连接，行人过马路需要按信号灯控制开关2时，可用脚踩踏地面的上升开关或下降开关来调整信号灯控制开关2的高度，上升开关5～1用来控制电机的正转，电机11正转时，通过电机11驱动螺杆6顺时针转动使螺母7带动信号灯控制开关2上升，踩踏下降开关用来控制电机11的反转，电机11反转时，通过电机11驱动螺杆6逆时针转动使螺母7带动信号灯控制开关2下降，以适应不同身高的人群可以按到信号灯控制按钮。

4 结 论

本装置通过设计一款可调节高度的交通信号灯控制开关，可根据不同人的身高需求来进行高度调节，并通过脚踏式控制开关使电机驱动升降机构对信号灯控制开关进行上升或下降的调节，以此实现不同身高的行人都可以操作该信号灯控制开关功能的按钮。解决了现有交通信号灯按钮高度固定的问题，进一步提高了道路通行的能力。提高信号传递和信号控制反应的效率，优化了道路交通，方便车辆和行人的通行，保证了行人过路的安全。