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(shè)計一種新型實用的路燈更換裝置，通過制作實物驗證其結(jié)構(gòu)的合理性、可行性。該路燈更換裝置包括開關(guān)系統(tǒng)、電磁力系統(tǒng)、機(jī)械固定系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)。新型的路燈更換裝置能有效提高路燈更換作業(yè)效率，解決經(jīng)濟(jì)性和危險性問題，可以廣泛應(yīng)用于照明路燈更換。

關(guān)鍵詞：路燈 更換裝置 機(jī)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(shè)計了一種新型路燈更換裝置讓人在地面上控制裝置實現(xiàn)單人更換路燈，總體上實現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)更換路燈的目標(biāo)，從而把人從惡劣的工作環(huán)境中解放出來。

2 整體結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1整體結(jié)構(gòu)

整個更換裝置以尼龍線，鼓形滑輪為主體，由開關(guān)系統(tǒng)、電磁力系統(tǒng)、機(jī)械固定系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)組成，如圖1所示。各個系統(tǒng)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(jī)械固定系統(tǒng)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(nèi)。

2.2工作原理

當(dāng)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(chǎn)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(xiàn)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(dāng)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(dá)頂端后，按下按鈕2，通入電流，送至電磁鐵2產(chǎn)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(chǎn)生向右的引力吸住燈泡整體。使電源接頭準(zhǔn)確插入燈座電源接口，大小鉤爪組成的機(jī)械固定系統(tǒng)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(tǒng)的設(shè)計及原理

3.1開關(guān)系統(tǒng)

開關(guān)系統(tǒng)是整個裝置的重要組成，為提高可靠性，該系統(tǒng)使用最簡單的單刀雙擲并聯(lián)電路，電源來自路燈系統(tǒng)線路。

3.2電磁力系統(tǒng)

電磁力系統(tǒng)由燈泡上部和右部的電磁鐵構(gòu)成，如圖3所示。通過開關(guān)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)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(shè)置電磁鐵達(dá)到兩種工況的磁力需求。

3.3機(jī)械固定系統(tǒng)

機(jī)械固定系統(tǒng)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(zhuǎn)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(tǒng)

輔助系統(tǒng)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(tǒng)配合開關(guān)系統(tǒng)、電磁力系統(tǒng)、機(jī)械固定系統(tǒng)一起完成路燈更換，為必不可少。

4 總結(jié)

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興盛，在我國目前大部分的城市中，路燈照明與城市建設(shè)同步發(fā)展。[3]而現(xiàn)如今多數(shù)更換路燈都是采用升降臺載人的方法，但多數(shù)自動更換路燈爬桿機(jī)器人因成本過高并未實際采用。現(xiàn)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(yīng)用前景，值得在城市路燈系統(tǒng)中推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魯文軍，李繼寬.一種自動修復(fù)功能的多燈泡路燈裝置[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)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(jī)器人[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2016，29（04）：20-22.

[3] 孫春海.智慧城市背景下的智慧路燈設(shè)計[J].電子技術(shù)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(qū)，本科。

楊昕昊（1997-），男，漢族，河北省滄州市泊頭市，本科。