创新设计安全型路灯——安全人机工程学产品设计院（系）华北科技学院安全工程学院专业班级安全B082班指导老师姚建设计学生孟昭钊（组长）鲜俊武小龙郝欢欢孙龙设计时间 2011.3.9-2011.3.18目录1.设计背景2.市场应用价值3.产品设计原理4.产品使用方法5.产品创新点6.备注及注意事项（一）产品设计背景随着科学技术的不断发展，国民经济水平的不断提高。
我国的公共设施建设也日臻完善，比如说路灯的使用和发展，给我们夜间出行带来了极大的便利。
现在我们早已习惯了在通明的路灯下走路或驾车，然而我们也经常发现有些地方的路灯一旦坏了，很长一段时间内得不到维修。
严重的影响了我们的生活，为什么会这样呢？先让我们一起回忆一下陈佩斯演过的一个小品《修路灯》。
在这个小品里，陈佩斯师徒二人只为修一曲曲两米多高的路灯，先后上演了登高坠地和修灯触电两起事故，可见修个路灯并非十分安全，十分容易，十分方便！加之现在的路灯已经不是两三米那么高了，一般来说街旁，路旁的路灯有六七米高，特殊工作场所如机场等地的路灯安装的更高。
那么下面我们点击一下百度，结果马上知道：1）路灯坏了如何报修？2）路灯坏了谁来修？3）路灯坏了很久没人修！4）路灯坏了哪个部门来修，怎么还不修？......类似上面的帖子还有很多，不难看出修路灯还真是个事，难道真的象有些人说的那样，装灯容易，修灯难！那么修灯究竟难在何处呢？我们从各大网站上得到的信息总结一下，可以看出，修灯难的原因：一、专门修路灯的公司或单位，不会因为某处坏了一个两个路灯，就会兴师动众的去修，同时对我们个人而言，又修不了路灯，有力用不上。
二、修路灯需要专门的高车，十分麻烦，同时有一定的危险性！真是又搭工又撘料，自己修不了，上报不知往哪报，报对部门得盼着，不知师傅何时到？工人师傅也不易，登高修灯换灯炮，生怕自己往下掉！其实这些完全没必要，我们的新产品能将所有问题解决掉！老式的路灯设计将灯泡安放再灯柱的最顶端，结合我们的人机工程的学习，此种设计不符合我们安全的要求，无法使人操作方便，省力，快捷而准确。
更不能保证人的工作条件和工作环境的安全。
其本身就是一种事故隐患，路灯的维修并非易事其根本原因是路灯的设计无法达到最高的工作效率。
我们的新式路灯就可以合理的解决路灯的维修过程中的不安全因素。
（二）市场应用价值本产品安全可靠，操作方便，具有常规路灯没有的人性化设计，“路灯坏了不可怕，自己动手往上挂”的良好效果，省去了传统路灯换灯泡时需要特殊登高设备才能完成的复杂过程，方便了路灯的检修，避免了高空作业，解决了换灯难，修灯难的问题。
路灯外形设计新颖前卫，架设方便，适合城建部门大批量购买用于街道照明！前景光明。
（三）基本设计原理本设计原理是基于光的反射与散射，采用高发光率的光源，如高压钠灯，利用反射镜使得散射光线在灯管内汇聚成定向光源，接近顶部后又由平面镜两次偏折最后反射出灯管，然后透过半透明灯罩使定向光线散射成柔和灯光照亮路面。
其偏折角度与方向根据<路灯施工设计规范>的要求进行调整，起光源的射程，扩散，和控制均可由反射镜的安放角度及方向进行调节。
产品示意图一、光源光强的选择1.光源光强的选择根据表格调整级别道路类型路面亮度路面照度眩光限制阈值增量T1(%)最大初始值环境比SR最小值平均亮度L av(cd/m2)总均匀度U o最小值纵向均匀度U L最小值平均照度E av(lx)维持值均匀度U E最小值Ⅰ快速路、主干路(含迎宾路、通向政府机关和大型公共建筑的主要道路，位于市中心或商业中心的道路)1.5/2.0 0.4 0.7 20/30 0.4 10 0.5Ⅱ次干路0.75/1.0 0.4 0.5 10/15 0.35 10 0.5 Ⅲ支路0.5/0.75 0.4 —8/10 0.3 15 —如果光源在管径内传播光线损耗过于大，则考虑将灯柱内壁处理，使其内壁全部形成镜面反射，光在传播过程中的损耗就会极大减小，但是成本会相应增高，顾不进行考虑。
2．高杆灯照明本设计主要针对主辅路照明，一般采用高杆灯照明，采用高杆照明方式时，灯具及其配置方式，灯杆安装位置、高度、间距以及灯具最大光强的投射方向，应符合下列要求：1 可按不同条件选择平面对称、径向对称和非对称三种灯具配置方式。
布置在宽阔道路及大面积场地周边的高杆灯宜采用平面对称配置方式；布置在场地内部或车道布局紧凑的立体交叉的高杆灯宜采用径向对称配置方式；布置在多层大型立体交叉或车道布局分散的立体交叉的高杆灯宜采用非对称配置方式。
无论采取何种灯具配置方式，灯杆间距与灯杆高度之比均应根据灯具的光度参数通过计算确定；2 灯杆不得设在危险地点或维护时严重妨碍交通的地方；3 灯具的最大光强投射方向和垂线交角不宜超过65°；4 市区设置的高杆灯应在满足照明功能要求前提下作到与环境协调。
针对高杆灯照明要求，进行合理改进，如果高杆灯要求多方向照明，则依旧利用反射原理在顶部将光柱分散成多条分光柱后再散射出去即达到要求原理图针对高杆灯的不同配置要求改变反光镜的布置和角度，均可满足要求高杆灯灯具配置方式(a)平面对称；(b)径向对称；(c)非对称3．光源的校准及方向的确定为了防止光柱在管道内传播过程中倾斜，光源通过螺丝固定在底座，同时在光源旁边设计一个插口放置红外线作为基准线，如果在安装调试过程中发现红外线无法顺利通过管道射到地面，则说明安放灯泡的基座不平，需要重新加以调试。
原理图(a)(b)(c)4．安全辅助措施（1）灯具保护措施为防止人为偷取灯泡或者破坏照明设施，调试窗口设计双重保护，统一的锁打开，并且采用特殊螺丝，保证普通螺丝刀无法随意打开，窗口高度设计高于人平均身高，保证了非专业检修人员不会随意触碰，在基座下设计备用灯泡储存位置，使得特殊情况下灯泡的更换更加方便。
（2）系统接地保护1.本工程设计采用接地保护系统2.箱式变压器的接地才用敷设成闭合环形的人工接地装置，防雷接地、保护接地公用防护装置，要求实测接地电阻小雨4欧姆3.由于路灯的灯杆皆为金属灯杆，灯杆的良好接地非常重要，根据规范灯杆要设接地极。
通过焊接将标准接地极与路灯的金属底座连接，同时电缆再同该电缆支路每个路灯底座连接。
从而组成一个大的接地系统，以确保人身安全。
要求系统实测接地电阻小雨4欧姆，并要求所有金属外壳、配线钢管等所有照明设施等所有设施的金属部分均与接地系统连接。
5.扩展及改进扩展一：经过改进该设计还可用于装饰照明，将灯管一部分使用带颜色的半透明材料。
当管径内光线通过时可以透过半透明材料照射出去，达到辅助光源作用。
又合理利用了光源在灯管内部的损耗，将交通道路两侧设置装饰照明和功能照明结合起来统一设计。
机动车交通道路的主要功用是供机动车通行使用，首先要考虑功能性照明的设置，保证功能性照明不受到其他照明的干扰，所以，将功能性照明和装饰性照明结合在一起考虑，既能有效协调两者之间的关系，又利于保证功能性照明的效果；而当两者发生矛盾时，装饰性照明必须服从功能性照明的要求。
设计避免了机动车交通道路两侧设置的装饰照明可能造成对驾驶员视觉干扰二．光源的选取原理对不同的路面状况和环境可以采用不同的光源(1) 通过对各种光源性能参数的比较，同时考虑道路照明的要求，高压钠灯具有光效高、寿命长，显色性也符合一般道路照明要求的特点，所以将高压钠灯作为机动车交通道路照明的首选光源，可在各类道路上使用。
如果从光源发光效率的角度来看，低压钠灯是目前光效最高的光源，但它的显色性不好，而且高压钠灯的光效仍在不断地提高，比较而言，低压钠灯已无优势。
所以，本标准不推荐在快速路使用低压钠灯。
高压汞灯的光效较低，而且光衰也比较严重，通常情况下也不考虑。
(2) 商业区和居住区的人行道路照明光源，可考虑选择金属卤化物灯、细管径荧光灯或紧凑型荧光灯，因为这些光源的显色性好，并且在居住区环境要尊重人的感受，强调以人为本的理念，同时，这些光源的发光效率也比较高。
(3) 对颜色识别要求较高区域的机动车交通道路，出于显色性方面的考虑，使用金属卤化物灯。
研究工作的结果表明，与高压钠灯相比，金属卤化物灯光源的光谱分布有较高的蓝绿成分，因此，在道路照明（非明视）条件下可以产生更高的可见度，因此达到相同的视觉效果所需要的光源功率，金属卤化物灯就要比高压钠灯低很多。
扩展二：经观察，为了节省灯柱的材料以及增加灯柱的抗风险，路灯的灯柱一般采用圆台形式，在底部设计凹面镜，将光源偏折汇聚1.光源损失的计算打开照明设备时，灯光会在光源（灯或镇流器）和照明设备（如灯罩或透镜暗灯槽）中穿行，直到它到达需要它的工作平面为止。
在此过程中，传播的光线数量将会根据光源、照明设备和其他环境因素逐渐减少，并逐渐变模糊。
光损失系数可测量灯光从光源发出后在传播过程中的减少量。
定义“光损失系数”时，请按以下方式定义参数。
要获得特定类型灯的相应“光损失系数”值，请咨询灯制造商。
参数说明温度损失/增加系数对于荧光灯光源，用于测量由于理想运行温度的上下偏差而损失或增加的光线数。
有效值介于 0 和 2 之间。
值为 1.0 表示没有因为温度改变而损失或增加任何光。
值大于 1.0 表示灯光增加。
值小于 1.0 表示灯光有所损失。
电压损失/增加系数测量由于提供给光源的电压中的波动而损失或增加的光线数。
有效值介于 0 和 2 之间。
值为 1.0 指示没有由于电压变化而损失或增加任何灯光。
值大于 1.0表示灯光增加。
值小于 1.0 表示灯光有所损失。
流明损失系数一起作为一个系统运行时，灯和流明会有损失。
流明损失系数是由给定的流明产生的灯的初始额定流明的百分比。
有效值介于 0 和 1 之间。
例如，值为 0.95指示流明产生其初始流明的 95% 并损失 5%。
灯倾斜损失系数对于金属卤化物灯，测量由于灯的位置损失的光线数。
灯的角度偏移灯泡的冷点时发生的灯光的减少。
值小于 1.0 表示灯光有所损失。
表面减光系数测量由于照明设备表面老化而损失的光线数。
例如，污点和脱色的屏蔽材质会改变发出的光线数。
值小于1.0 表示灯光有所损失。
灯流明降落随着灯老化，它会在预期的曲线上产生减少的灯光数量。
典型策略是在达到其寿命的 40% 时使用平均“灯流明降落”(LLD) 值。
有效值介于 0 和 1 之间。
例如，小型荧光灯的 LLD 系数为 0.85，指示平均输出为其初始流明的 85%，在灯老化之后损失平均 15%。
灯具尘埃减能测量由于照明设备弯曲处的环境污物和尘土而损失的光线数。
有效值介于 0 和 1 之间。
例如，值为 0.9指示设备产生其初始流明的 90%，由于弯曲处的污物和尘土损失 10%。
光总损失系数测量在考虑到遮挡或减少发出的光的各种环境因素之后，灯产生的光线数。
“方法”为“简单”时，请使用滑块或文本框来指定值。