风动路标指示器

姚紫东

随着人们生活水平的不断提高，交通工具的使用越来越广泛，同时也给交通环境带来巨大的挑战。目前，在急弯陡坡等危险路段一般都设有反光柱来警示过往司机。

这种警示方式以车辆的灯光照射到反光柱为前提，因此，在灯光不能到达的地方便不能出现警示信号，这就给车辆的安全行驶带来危险，特别是在弯急坡陡的山路上时。

常用的解决办法是使用自身会发光的路标替代反光柱，在全危险路段提供警示信号，但由于边远山路电力供应得不到保障，传统路标在夜晚不适用。

通过对传统路标进行创新研究，我提出一种以风力和太阳能发电原理为基础，结构简单、成本低廉，能实现免维护的风动路标指示器。

一、结构特点

风动路标指示器主要由支撑系统、能源系统、控制系统构成，如图1所示。

1.支撑系统

支撑系统主要包括基座和转轴两部分，基座与转轴相连起固定和支撑作用。

2.能源系统

这是该系统的核心部分，包括太阳能电池板、旋翼以及旋转体三部分，太阳能电池板不仅能自身发电，还能储存电能，对下端的其他设备起保护作用。旋翼与旋转体成15°的安装角固定在转轴上，构成风力发电的简易系统。当风力条件适合时，旋翼带动旋转体高速旋转，进而带动旋转发电装置发电，将风能转化成电能并传输到蓄电池中储存。

3.控制系统

控制系统即控制器，是风动路标指示器的“大脑”，肩负协调能源生产、储存及使用等作用，特别是对控制交通信号起关键作用。

当车辆经过第一个风动路标指示器时打开LED 灯，第一个风动路标指示器向后发送有车辆经过的信号，使后面的风动路标指示器全部打开，为车辆行驶提供警示信号，特别适用于山路转弯处为行驶车辆提供路标信号。

二、工作原理

蓄电池设置在基座中，基座与转轴相连。旋转体即为安装在转轴上的透明圆环柱体，可绕转轴旋转。旋转体内部还装有LED灯和旋转发电装置，且表面设有一层黄色荧光反射膜，在白天起转弯的警示作用。

旋翼则固定在旋转体上，车辆经过时引起空气高速流动或自然风力条件适合时，旋翼带动旋转体高速旋转，进而带动旋转发电装置发电，将风能转化成电能并传输到蓄电池中储存；太阳能电池板倾斜安装在转轴顶部，晴天时将太阳能转化成电能并传输到蓄电池中储存。

控制系统包括控制器、光线感应器和动作感应器，光线感应器通过检测太阳能电池板的感应电流大小来监测环境亮度；动作感应器安装在旋转体上，用于监测是否有车辆进入指示区域；控制器安装在基座上，用于根据光线感应器和动作感应器的监测信号控制所述LED灯是否发光以及何时发光。

控制系统还设有信号发射与接收装置，控制器在控制LED灯发光的同时控制信号发射装置向外发出电磁信号；信号接收装置可接收其他风动路标指示器发出的电磁信号并传输给控制器，控制器根据接收到的电磁信号控制LED灯发光。

三、创新点

1.风动路标指示器在晴天将太阳能和风能转化成电能并储存，供晚上或阴雨天工作；在夜晚或阴雨天依靠旋转发电装置将风能转化成电能支持自身工作。

2.风动路标指示器安装在弯道两边，在晚上或阴雨天光线不良时，光线感应器向控制器发出工作信号，风动路标指示器进入工作状态；动作感应器感知有车辆进入弯道时，控制器根据动作感应器的信号控制旋转体内的LED 灯发光，同时控制信号发射装置向后面的风动路标指示器发出信号，风动路标指示器根据接收到的信号同时打开LED灯，向行驶在弯道内的车辆提供警示信号，保证车辆安全通行。

3.晴天时，风动路标指示器不工作，依靠贴在旋转体表面的黄色荧光反射膜提供警示信号，保证车辆安全通行。

4.太阳能电池板能保护下端设备，且下端设备均外露，维修方便。