一种用于信号灯杆的型材论文和设计-曹型勇

全文摘要

本实用新型涉及交通信号灯装置领域，具体涉及一种用于信号灯杆的型材，包括一体成型的外圈型材、内圈型材、内加强管和筋条；所述外圈型材和内圈型材通过多组筋条固定连接，所述筋条两根为一组，所述外圈型材在每组筋条之间设置有展示槽口；所述任意一组筋条与所述内圈型材围绕形成用于容纳所述提示灯条或者灯带的容纳槽；所述外圈型材和内圈型材之间还固定连接有内加强管，所述内加强管介于相邻两组所述筋条之间；所述内加强管的任意端头均设置有内螺纹。具有重量小，强度高，能够满足单人式安装，且对于辅助性的灯带提示装置具有极高的兼容性，能够在低能见度天气提供良好的交通信号提示。

主设计要求

1.一种用于信号灯杆的型材，其特征在于：包括一体成型的外圈型材(1)、内圈型材(2)、内加强管(6)和筋条；所述外圈型材(1)和内圈型材(2)通过多组筋条固定连接，所述筋条两根为一组，所述外圈型材(1)在每组筋条之间设置有展示槽口(4)；所述任意一组筋条与所述内圈型材(2)围绕形成用于容纳提示灯条或者灯带的容纳槽(5)；所述外圈型材(1)和内圈型材(2)之间还固定连接有内加强管(6)，所述内加强管(6)介于相邻两组所述筋条之间；所述内加强管(6)的任意端头均设置有内螺纹。

设计方案

所述外圈型材(1)和内圈型材(2)之间还固定连接有内加强管(6)，所述内加强管(6)介于相邻两组所述筋条之间；所述内加强管(6)的任意端头均设置有内螺纹。

2.根据权利要求1所述的一种用于信号灯杆的型材，其特征在于：所述外圈型材(1)在所述展示槽口(4)的两侧均设置有用于固定提示灯条或者灯带的挡边(3)。

3.根据权利要求2所述的一种用于信号灯杆的型材，其特征在于：所述挡边(3)的截面宽度x与所述展示槽口(4)的截面宽度n、容纳槽(5)的截面宽度L满足如下数学关系式：

L＝n+2x；0.15L≥x≥0.05L

其中，L为容纳槽(5)在同一截面中展示槽口(4)宽度所在直线方向的最大宽度。

4.根据权利要求3所述的一种用于信号灯杆的型材，其特征在于：所述容纳槽(5)的截面形状为方形、圆形和多边形中的任意一种。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于信号灯杆的型材，其特征在于：所述内加强管(6)的数量至少为三根，且任一相邻两根所述内加强管(6)之间的圆心角相等或者间距相同；或者相对设置的内加强管(6)同侧相邻两根之间的距离与相对两根内加强管(6)之间的相等。

6.根据权利要求5所述的一种用于信号灯杆的型材，其特征在于：所述内加强管(6)为封闭的圆管或者具有一条开口的圆管。

7.根据权利要求1所述的一种用于信号灯杆的型材，其特征在于：所述内加强管(6)的任意端头均设置的内螺纹的螺纹段长度大于20毫米。

8.根据权利要求1所述的一种用于信号灯杆的型材，其特征在于：所述容纳槽(5)靠近所述外圈型材(1)的相交处沿外圈型材(1)的切线方向内凹设置有用于卡接灯带或者灯条的卡子(10)的锁槽(9)。

9.根据权利要求1所述的一种用于信号灯杆的型材，其特征在于：所述外圈型材(1)表面纵向平行设置有多根外加强筋(8)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及交通信号灯装置领域，具体涉及一种用于信号灯杆的型材，适用于十字路口或者交叉路口采用的立柱式行人信号灯杆。

背景技术

行人用的信号灯杆非常简单，因此，一直以来都是按照传统的方式在进行布置和安装。经申请人根据实际情况调查得知，四川省成都市地区主城区中随机抽样调查了100根行人过街的信号灯杆的结构，抽样的100根信号灯杆所在区域涵盖了成都市锦江区、武侯区、成华区、郫都区、青羊区、高新区和天府新区。在上述100根抽样调查的行人信号灯杆中采用型材组合的灯杆数量为5 根，采用无缝钢管为灯杆主体的占95根，其中，型材组合的5根均是箱式灯杆，体积较大，且集成的电气化元件较多，不适用于常规的，较小的交叉路口，其余95％的信号灯杆都是采用的无缝钢管作为信号灯杆的主体。

无缝钢管作为信号灯的主体最大的好处就是强度高，一般行人用信号灯杆的安装高度为4米左右，用一根整体的无缝钢管作为信号灯杆主体的可靠性和强度是不言而喻的，非常可靠，但是其弊端也非常明显的。例如：无缝钢管的重量大，4米的无缝钢管按照直径120毫米计算，其重量超过25千克，无论是运输或是安装都存在诸多不便。同时，采用这种无缝钢管作为灯杆主体的必须与安装底座焊接在一起，这样又进一步的增加了灯杆的整体重量和尺寸，需要货箱超过4米的货车才能运输，至少两位安装工人才能正常安装，非常不方便。再者，现有的无缝钢管的信号灯杆不便于够附加其他的行人提醒装置，若外加其他附件只能通过抱箍进行紧固，或者在无缝钢管上开对穿孔，利用超长螺栓紧固，及其不便。因此，提供一种满足现有信号灯杆要求，同时能够进一步解决现有信号灯杆存在的弊端或者问题是对于信号灯杆甚至交通应用领域都是非常重要且有意义的。

实用新型内容

为了解决现有技术中采用无缝钢管作为行人用信号灯杆存在的重量大，不便运输与安装的问题，同时，无缝钢管不便于后期加工，以及不方便安装其他辅助提醒装置，存在结构局限的技术问题。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种用于信号灯杆的型材，包括一体成型的外圈型材、内圈型材、内加强管和筋条；所述外圈型材和内圈型材通过多组筋条固定连接，所述筋条两根为一组，所述外圈型材在每组筋条之间设置有展示槽口；所述任意一组筋条与所述内圈型材围绕形成用于容纳提示灯条或者灯带的容纳槽；所述外圈型材和内圈型材之间还固定连接有内加强管，所述内加强管介于相邻两组所述筋条之间；所述内加强管的任意端头均设置有内螺纹。

结构原理简述：本实用新型采用的技术方案结构原理是将内外两层型材通过常规的热熔、挤压的铝型材制造工艺制得，由于本方案结构产品适用于信号灯杆，因此只要满足常规使用过程中可能出现的极端受力情况所需强度以及安装强度需要即可。因此采用外圈型材和内圈型材的两层设计，当然，需要强调的是，在不偏离本申请设计构思的基础上，按照强度高低的需求减少或者增加型材的层数应当理解为本申请保护范围内。本方案中的加强管的作用有两个：第一，是作为型材的加强结构，提升型材的整体抗拉、抗剪和抗弯曲作用，但又不明显增加型材的成本投入。第二，是在加强管的端头进行攻丝，形成可以与螺杆进行连接的螺纹管，这样的设置是方便与信号灯杆的底座进行可拆卸连接，这样就可以将底座和型材灯杆可拆卸连接了，明显的降低了灯杆的重量。按照直径为120毫米，厚度为1.2毫米的双层型材，长度为4米，重量约为5-7 千克，只有现有无缝钢管的20％-30％左右，在减重方面效果非常明显。强度方面，依照上述型材尺寸，将加强管6的内径攻丝直径设定为100毫米采用四颗 10毫米螺杆将实验长度为4米的型材灯杆进行端头侧向90°抗拉实验，2米灯杆在施加了100公斤拉力后倾斜度保持在弹性形变范围内，完全满足日常使用需求。

筋条设置的作用也有两个：第一，是本型材中的容纳槽的侧壁组成部分，用于后续提升信号灯杆在低能见度或者天气不好的情况下提高辨识度而安装灯带或者灯条。第二，能够提高型材的整体强度，也是外圈型材和内圈型材的有效连接件。将容纳槽设置成具有展示槽口的开口设置是充分展示灯条或者灯带的亮度，这样能够在大雾天气或者风沙严重的低能见度天气中，成倍提升信号灯杆的展示效果。本申请中的容纳槽体现的作用就是方便快捷的安装灯条或者灯带，容纳槽的尺寸以现有通用性灯带或者灯条尺寸相适应能达到最大的兼容性。当然，无论对于公众或者本领域技术人员都应当可以理解到，本申请要求保护的是型材本身，上述关于灯条灯带的阐述是为了更加详细的阐述本申请所述型材中每个结构构造的设计初衷和最终作用。不应将本申请可以兼容的一些构件作为本申请必不可少的组成部分。

为了方便本型材对灯条或者发光灯带的安装，以及基于安装之后的可靠性考虑，优选地，所述外圈型材在所述展示槽口的两侧均设置有用于固定提示灯条或者灯带的挡边。设置挡边的作用是能够不附加任何黏胶剂或者金属胶的情况下，能够将灯条或者灯带安装到本申请所述型材的容纳槽中。安装时，只需要将适合长度的灯带或者灯条从型材的一端端头插入即可，在挡边的阻挡下，灯带或者灯条能够被牢牢固定在容纳槽中，不会脱出；当然，若没有此档条亦可采用其他胶粘的方式固定，譬如采用金属胶或者玻璃胶安装。同时，由于本实用新型采用中空的型材设置，可以采用相同构造不同直接的多根型材进行相互插接组合，这样在实际安装前，大的型材可以容纳小的型材，长度上可以缩短到总长度的一半，甚至更短，大大降低运输的难度，同时也不影响其他方面效果的实现；只需要将大型材的中空直接设置为略大于小型材外径或者外部尺寸即可。在端头预设用于螺杆连接的螺纹孔安装孔即可；若在小型材上等间距设置用于与大型材对接的螺纹安装孔则还能实现总长度的调节。需要说明的是这只是本实用新型具有的技术效果，在本申请中不做保护，仅作有利于对本申请所述型材的透彻理解。

为了兼顾本申请所述型材的材料成本和实际使用效果，作为本申请的优选方案之一，所述挡边应按照下述结构设置具有较好效果：所述挡边的截面宽度 x与所述展示槽口的截面宽度n、容纳槽的截面宽度L满足如下数学关系式：

L＝n+2x；0.15L≥x≥0.05L

其中，L为容纳槽在同一截面中展示槽口宽度所在直线方向的最大宽度。如果挡边过窄，对于灯带或者灯条的外形尺寸的精度就很高，兼容性会降低，如果挡边太宽，那么则容易将灯带或者灯条的光源遮挡同时不利于灯带的安装。

作为本申请方案中的替换技术方案，优选地，所述容纳槽的截面形状为方形、圆形和多边形中的任意一种。由于灯带或者灯条都是采用并联集成的LED 光源组成，其核心元件的体积很小，因此灯带灯条可以定制化生产，因此，外形尺寸能够多样化制造。作为公众及本领域技术人员可以理解到，只要容纳槽能够匹配容纳灯带即可实现本申请的辅助提示或者增强提示的效果。因此将容纳槽设置成上述或者上述意外的任一形状，只要在本申请发明构思范围内，都应当理解为本申请的替换方案之一，在此无法穷尽，不做逐一罗列。

在上述结构基础上，再进行进一步优化，所述内加强管的数量至少为三根，且任一相邻两根所述内加强管之间的圆心角相等或者间距相同；或者相对设置的内加强管同侧相邻两根之间的距离与相对两根内加强管之间的相等。

优选地，所述内加强管为封闭的圆管或者具有一条开口的圆管。

优选地，所述内加强管的任意端头均设置的内螺纹的螺纹段长度大于20毫米。

优选地，所述容纳槽靠近所述外圈型材的相交处沿外圈型材的切线方向内凹设置有用于卡接灯带或者灯条的卡子的锁槽。设置锁槽的目的是作为便捷性安装灯带在容纳槽内的另一替换方案；即在容纳槽内安装一个具有弹性的塑料或者金属片卡子，利用卡子将灯带或者发光灯条固定在容纳槽内。这样既能达到较好的效果，也能实现便捷，快速的安装，同时，不需要任何玻璃胶或者金属胶，对环境零污染。所述外圈型材表面纵向平行设置有多根外加强筋。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型方形容纳槽的端面结构示意图；

图2是本实用新型方形容纳槽带外加强筋的端面结构示意图；

图3是本实用新型圆形容纳槽的端面结构示意图；

图4是本实用新型方形容纳槽带锁槽的端面结构示意图；

图5是卡子与锁槽配合的安装状态示意图；

图6是容纳槽与展示槽口之间的尺寸关系示意图；

图7是卡子的端面图；

图8是图3的端面立体结构示意图；

图9是图1的端面立体结构示意图；

图10是图2的端面立体结构示意图；

图11是图7的立体图；

图中：1-外圈型材；2-内圈型材；3-挡边；4-展示槽口；5-容纳槽；6-内加强管；7-螺纹孔；8-外加强筋；9-锁槽；10-卡子；11-卡边；12-防松垫。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合说明书附图1和图9所示，一种用于信号灯杆的型材，包括一体成型的外圈型材1、内圈型材2、内加强管6和筋条；所述外圈型材1和内圈型材2 通过多组筋条固定连接，所述筋条两根为一组，所述外圈型材1在每组筋条之间设置有展示槽口4；所述任意一组筋条与所述内圈型材2围绕形成用于容纳提示灯条或者灯带的容纳槽5；所述外圈型材1和内圈型材2之间还固定连接有内加强管6，所述内加强管6介于相邻两组所述筋条之间；所述内加强管6的任意端头均设置有内螺纹。

结构原理简述：本实用新型采用的技术方案结构原理是将内外两层型材通过常规的热熔、挤压的铝型材制造工艺制得，由于本方案结构产品适用于信号灯杆，因此只要满足常规使用过程中可能出现的极端受力情况所需强度以及安装强度需要即可。因此采用外圈型材1和内圈型材2的两层设计，当然，需要强调的是，在不偏离本申请设计构思的基础上，按照强度高低的需求减少或者增加型材的层数应当理解为本申请保护范围内。本方案中的加强管6的作用有两个：第一，是作为型材的加强结构，提升型材的整体抗拉、抗剪和抗弯曲作用，但又不明显增加型材的成本投入。第二，是在加强管6的端头进行攻丝，形成可以与螺杆进行连接的螺纹管，这样的设置是方便与信号灯杆的底座进行可拆卸连接，这样就可以将底座和型材灯杆可拆卸连接了，明显的降低了灯杆的重量。按照直径为120毫米，厚度为1.2毫米的双层型材，长度为4米，重量约为5-7千克，只有现有无缝钢管的20％-30％左右，在减重方面效果非常明显。强度方面，依照上述型材尺寸，将加强管6的内径攻丝直径设定为100毫米采用四颗10毫米螺杆将实验长度为4米的型材灯杆进行端头侧向90°抗拉实验，2米灯杆在施加了100公斤拉力后倾斜度保持在弹性形变范围内，完全满足日常使用需求。

筋条设置的作用也有两个：第一，是本型材中的容纳槽5的侧壁组成部分，用于后续提升信号灯杆在低能见度或者天气不好的情况下提高辨识度而安装灯带或者灯条。第二，能够提高型材的整体强度，也是外圈型材1和内圈型材2 的有效连接件。将容纳槽5设置成具有展示槽口4的开口设置是充分展示灯条或者灯带的亮度，这样能够在大雾天气或者风沙严重的低能见度天气中，成倍提升信号灯杆的展示效果。本申请中的容纳槽5体现的作用就是方便快捷的安装灯条或者灯带，容纳槽5的尺寸以现有通用性灯带或者灯条尺寸相适应能达到最大的兼容性。当然，无论对于公众或者本领域技术人员都应当可以理解到，本申请要求保护的是型材本身，上述关于灯条灯带的阐述是为了更加详细的阐述本申请所述型材中每个结构构造的设计初衷和最终作用。不应将本申请可以兼容的一些构件作为本申请必不可少的组成部分。

实施例2：

为了方便本型材对灯条或者发光灯带的安装，以及基于安装之后的可靠性考虑，本实施例提供了又一优选实施方案，结合说明书附图1-6、图8-10所示，所述外圈型材1在所述展示槽口4的两侧均设置有用于固定提示灯条或者灯带的挡边3。设置挡边3的作用是能够不附加任何黏胶剂或者金属胶的情况下，能够将灯条或者灯带安装到本申请所述型材的容纳槽5中。安装时，只需要将适合长度的灯带或者灯条从型材的一端端头插入即可，在挡边3的阻挡下，灯带或者灯条能够被牢牢固定在容纳槽5中，不会脱出；当然，若没有此档条3亦可采用其他胶粘的方式固定，譬如采用金属胶或者玻璃胶安装。

为了兼顾本申请所述型材的材料成本和实际使用效果，作为本申请的优选方案之一，所述挡边3应按照下述结构设置具有较好效果：所述挡边3的截面宽度x与所述展示槽口4的截面宽度n、容纳槽5的截面宽度L满足如下数学关系式：

L＝n+2x；0.15L≥x≥0.05L

如说明书附图6中所示，其中，L为容纳槽5在同一截面中展示槽口4宽度所在直线方向的最大宽度。如果挡边3过窄，对于灯带或者灯条的外形尺寸的精度就很高，兼容性会降低，如果挡边3太宽，那么则容易将灯带或者灯条的光源遮挡同时不利于灯带的安装。

作为本申请方案中的替换技术方案，所述容纳槽5的截面形状为方形、圆形和多边形中的任意一种。如图1-2示出的方形，图3示出的圆形。由于灯带或者灯条都是采用并联集成的LED光源组成，其核心元件的体积很小，因此灯带灯条可以定制化生产，因此，外形尺寸能够多样化制造。作为公众及本领域技术人员可以理解到，只要容纳槽5能够匹配容纳灯带即可实现本申请的辅助提示或者增强提示的效果。因此将容纳槽5设置成上述或者上述意外的任一形状，只要在本申请发明构思范围内，都应当理解为本申请的替换方案之一，在此无法穷尽，不做逐一罗列。

实施例3：

在实施例2的结构基础上，再进行进一步优化，结合附图1-3、图8-10所示，所述内加强管6的数量至少为三根，且任一相邻两根所述内加强管6之间的圆心角相等或者间距相同；或者相对设置的内加强管6同侧相邻两根之间的距离与相对两根内加强管6之间的相等。本实施例中的加强管6设置的原则在于便于受力，加强管6的位置要尽可能的靠近型材的外边缘，且距离型材几何中心较远的位置，等间距或者对称设置能够实现较为均衡的受力。

本实施例中，所述内加强管6为封闭的圆管或者具有一条开口的圆管。

本实施例中，所述内加强管6的任意端头均设置的内螺纹的螺纹段长度大于20毫米。在这里需要说明的是，在一般的正常使用过程中，螺纹深度达到 20毫米，采用现有直径螺杆即可满足所有需求，但是当出现型材灯杆意外受力后，则容易出现螺纹拔牙的情况，因此，将深度设置为大于20毫米是一种很安全，很保守的设计；同时，在安装角度，也可以兼容更多长度型号的螺杆安装。

实施例4：

结合附图4、图7和图11所示，所述容纳槽5靠近所述外圈型材1的相交处沿外圈型材1的切线方向内凹设置有用于卡接灯带或者灯条的卡子10的锁槽 9。设置锁槽9的目的是作为便捷性安装灯带在容纳槽5内的另一替换方案；即在容纳槽5内安装一个具有弹性的塑料或者金属片卡子10，利用卡子将灯带或者发光灯条固定在容纳槽5内。这样既能达到较好的效果，也能实现便捷，快速的安装，同时，不需要任何玻璃胶或者金属胶，对环境零污染。在实际安装过程中，卡子10的两端头卡边11在自身弹性作用下自然插入锁槽9内实现固定，由于卡子10的截面中部为收敛状态，能够与对应灯带预设的槽口配合卡接，实现灯带的固定作用。在卡子10底部设置有放松垫12是为了弥补卡子10与容纳槽5之间的间隙误差，避免卡子10出现小幅度的松动，降低装配精度和效果。放松垫12采用弹性材质做成，具有很好的防松动填补间隙的效果。在安装灯带时，采用本实施例的方案优选每米长度卡子应不低于三个，采用等间距安装方式进行效果最佳。当然，无论对于公众或者本领域技术人员都应当可以理解到，本申请要求保护的是型材本身，上述关于灯条、灯带、卡子10的阐述是为了更加详细的阐述本申请所述型材中每个结构构造的设计初衷和最终作用。不应将本申请可以兼容的一些构件作为本申请必不可少的组成部分。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

设计图

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设计说明书

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