一種新型路燈更換裝置的設計

陳志 楊昕昊

摘 要：為解決路燈更換困難、工作危險和改善城市照明管理的問題，設計一種新型實用的路燈更換裝置，通過制作實物驗證其結構的合理性、可行性。該路燈更換裝置包括開關系統、電磁力系統、機械固定系統、輔助系統。新型的路燈更換裝置能有效提高路燈更換作業效率，解決經濟性和危險性問題，可以廣泛應用于照明路燈更換。

關鍵詞：路燈 更換裝置 機械固定

1 引言

更換路燈是一個比較麻煩的事情，人們很難爬上五至十米高的燈架上，替換壞掉的燈泡[1]。為此本文設計了一種新型路燈更換裝置讓人在地面上控制裝置實現單人更換路燈，總體上實現安全、經濟更換路燈的目標，從而把人從惡劣的工作環境中解放出來。

2 整體結構及工作原理

2.1整體結構

整個更換裝置以尼龍線，鼓形滑輪為主體，由開關系統、電磁力系統、機械固定系統、輔助系統組成，如圖1所示。各個系統采用尼龍線傳遞力，尼龍線一端固定在操作箱里面，另一端固定在燈座上。操作箱位于路燈燈柱底端，用螺釘將電磁吸力裝置固定在燈架上，分在燈泡上方和右方。機械固定系統固定在右方電磁吸力裝置的左方，相互配合使用。鼓形滑輪則分布在燈架內。

2.2工作原理

當路燈損壞需要更換時，按下控制箱上的按鈕1，電流通過電線1和換向器流入電磁鐵1，其產生向左的推力，使得由燈座、燈泡和燈罩組成的整體脫離燈座電源接口，并且小鉤爪和大鉤爪實現脫離。尼龍線穿過孔連接燈座，而另一端固定在控制箱里面。當人解開控制箱里的尼龍線時，可以放下燈泡予以更換。后人拉尼龍線使燈泡向上，到達頂端后，按下按鈕2，通入電流，送至電磁鐵2產生豎直方向的吸引力，按下按鈕3，向線圈通反向電流，電磁鐵1產生向右的引力吸住燈泡整體。使電源接頭準確插入燈座電源接口，大小鉤爪組成的機械固定系統配合鎖緊。按下按鈕4，電線3通入燈泡工作的電流。上述涉及名稱如圖2所示。

3 主要系統的設計及原理

3.1開關系統

開關系統是整個裝置的重要組成，為提高可靠性，該系統使用最簡單的單刀雙擲并聯電路，電源來自路燈系統線路。

3.2電磁力系統

電磁力系統由燈泡上部和右部的電磁鐵構成，如圖3所示。通過開關系統中的轉換器，可以改變線圈中的電流方向，從而改變電磁力的方向，并且巧妙在燈泡的上部和右部設置電磁鐵達到兩種工況的磁力需求。

3.3機械固定系統

機械固定系統由一對大鉤爪、一對小鉤爪和燈座電源接口組成，如圖4所示。鉤爪都具有特殊角度，可以橫向脫出，但縱向固定。[2]燈座電源接口起到旋轉方向的限制作用。所以由燈座、燈泡和燈罩組成的整體只有一個方向的自由度。

3.4輔助系統

輔助系統由鼓形滑輪和尼龍線組成，尼龍線傳遞力，鼓形滑輪改變尼龍線的走向。該系統配合開關系統、電磁力系統、機械固定系統一起完成路燈更換，為必不可少。

4 總結

社會經濟的發展帶來了物聯網技術的興盛，在我國目前大部分的城市中，路燈照明與城市建設同步發展。[3]而現如今多數更換路燈都是采用升降臺載人的方法，但多數自動更換路燈爬桿機器人因成本過高并未實際采用。現該新型路燈更換裝置使得路燈更換更加靈活、方便，制造成本更加低廉，并在城市路燈管理中起到了重要的作用，具有廣闊的應用前景，值得在城市路燈系統中推廣。

參考文獻：

[1] 魯文軍，李繼寬.一種自動修復功能的多燈泡路燈裝置[J].科技創新導報，2013（22）：65+67.

[2] 薛金龍，秦富康，杜金浩，黎銳，王建瑞.自動更換路燈機器人[J].機電產品開發與創新，2016，29（04）：20-22.

[3] 孫春海.智慧城市背景下的智慧路燈設計[J].電子技術與軟件工程，2018（03）：99.

作者簡介：陳志（1997-），男，漢族，四川省瀘州市納溪區，本科。

楊昕昊（1997-），男，漢族，河北省滄州市泊頭市，本科。