CN103061287B - 一种磁流变液减速带 - Google Patents

Abstract

一种磁流变液减速带，在车道限速区域的驶入侧，垂直于车道长度方向开设至少一道方形长槽，槽内置入一个活塞缸，活塞缸内的活塞开设通孔，在缸体底壁和活塞之间弹性压入弹簧，活塞下方的缸体内装满磁流变液，在长槽槽腔内环绕磁流变液布置电磁线圈，活塞顶部的活塞杆向上穿出活塞缸的缸体顶部，穿出端顶部固定一条减速带，减速带覆盖在长槽的槽口上，减速带可在长槽内作保持水平状态的上、下移动。在减速带驶入侧的车道上安装测速仪，测速仪信号连接电控单元。本减速带的刚度可灵活变化，在允许车速范围内可减少减速带与车辆的刚性接触和受力，有效的保护汽车和减速带，增加行驶的舒适度，而当汽车超出车速允许范围时可有效限制汽车车速。

Description

一种磁流变液减速带

技术领域

本发明涉及交通安全设施领域，尤其车速调节减速带。

背景技术

减速带也叫减速垄，是安装在公路上使经过的车辆减速的交通设施，形状一般为条状，也有点状的，材质主要是橡胶，也有是金属的，一般以黄色黑色相间以引起视觉注意，使路面稍微拱起以达到车辆减速目的，一般设置在公路道口、工矿企业、学校、住宅小区入口等需要车辆减速慢行的路段和容易引发交通事故的路段，是用于减速机动车、非机动车行驶速度的新型交通专用安全设置。减速带在很大程度减少了各交通要道口的事故发生，是交通安全的新型专用设施。

无论过往车辆的车速高低如何，现有减速带的刚度始终保持不变，因此其在长期使用中具有以下三个明显的缺陷：

一是减速带无法根据不同的车速灵活调整对过往车辆的减速效果，车速高时固然能起到较好的减速效果，但是当车速已经足够低时，由于减速带的存在，还是会使车内的乘客明显的感到颠簸，降低了行车的舒适度，这种“一视同仁”减速效果，不能很好的引导驾驶员通过时尽量降低车速；

二是当车辆经过减速带时，无论车速如何，减速带与车辆之间都是“硬碰硬”接触的，即使有橡胶起到减震作用，但是由于橡胶的形变量有限，减震效果也是有限的。因此，车辆通过减速带时，车辆震动加强，容易造成车辆悬挂系统工作负荷增大，造成对车辆的损害；

三是同样也是这种“硬碰硬”的接触，对减速带自身的损伤也不小，使用中减速带损耗快，维护成本高，更换周期相对较短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够根据车速高低灵活调控减速带的刚度，从而改变减速效果，对车辆和减速带的损伤相对降低，同时提高低速下行车舒适度的磁流变液减速带。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种磁流变液减速带，其特征在于：

在车道限速区域的驶入侧，垂直于车道长度方向开设至少一道方形长槽，长槽两端靠近车道两边，槽内置入一个活塞缸，

活塞缸内配置一个可上、下垂直移动的活塞，活塞上开设通孔，将活塞上、下两侧的缸体连通，

在缸体底壁和活塞之间弹性压入弹簧，弹簧两端分别与缸体底壁和活塞底部相接触，

活塞下方的缸体内装满磁流变液，在长槽槽腔内环绕磁流变液布置电磁线圈，电磁线圈通过电源控制开关电路连接电源，电源控制开关信号连接电控单元，

固定在活塞顶部的活塞杆向上穿出活塞缸的缸体顶部，穿出端顶部固定一条减速带，减速带覆盖在长槽的槽口上，其外缘尺寸与槽口尺寸相匹配，

减速带可在长槽内作保持水平状态的上、下移动，

在减速带驶入侧的车道上安装测速仪，测速仪信号连接电控单元，

减速带具有通行位置和减速位置两个工作位置，

通行位置时，减速带下移到低位，其上缘与车道地面持平，其外缘与长槽槽壁相接，弹簧处于压缩状态，

减速位置时，减速带位于到高位，其上缘突出车道地面，其外缘与长槽槽口相接，弹簧处于自由状态。

磁流变液属可控流体，是智能材料中研究较为活跃的一支。磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Binghan体特性。由于磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的、而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，因此是一种用途广泛、性能优良的智能材料。

当车辆低于规定车速通过减速带时，测速仪测得车速低于规定车速驶向减速带，电磁线圈的电源控制开关断开，电磁线圈周围没有磁场，此时磁流变液粘度较小，流动性好，当车辆的前轮开始接触减速带时，减速带受到汽车的重力下压，通过活塞杆、活塞将力施加于磁流变液，由于此时磁流变液的流动性好，因此活塞下方的磁流变液会在压力作用下通过通孔进入活塞上方，活塞下移，从而使减速带缓慢下降，直到减速带上缘下降至于车道地面齐平，保证了汽车行驶的平顺性，在此过程中，弹簧逐渐被压缩；车轮离开减速带时，在弹簧自身回复力的作用下，活塞向上运动，通过活塞杆使减速带回到初始位置，即限速位置。

当车辆高于规定车速通过减速带时，测速仪测得前轮车速高于规定车速驶向减速带，电控单元通过电源控制开关使电磁线圈通电，电磁线圈周围产生磁场，导致磁流变液的粘度增大，失去流动性，磁流变液由液体转变为固体。当车辆前轮开始接触减速带时，由于磁流变液粘度的增大，活塞基本固定不动，因此减速带基本保持减速状态的高位位置不变，汽车表现出强烈的振动，增大了乘坐的不舒服性，起到限速和惩罚的作用。在汽车通过时，如果测速仪检测到后轮的车速高于规定车速时，则减速带保持减速位置继续对后轮进行减速，如果测速仪检测到后轮的车速低于规定车速时，则电磁线圈断电，减速带在后轮压迫时下降到低位，便于后轮通过。

进一步的，长槽数量可以为一道或多道，为保证较好的减速效果，可以采用逐次多级减速的方式对车辆进行减速，长槽为间隔开设的2～3道，相邻两道长槽之间间隔距离为5～8M。

再进一步，为便于磁流变液在活塞上、下之间的顺畅流通，通孔为均匀开设在活塞上的6～10个。

再进一步，考虑到车道宽度不同时，利于活塞受力均匀，活塞杆数量为沿减速带长度方向平均分布的5～8个。

再进一步，减速带在垂直于其长度方向的垂直截面上，其外缘形状为弓背朝上的弓形。

本发明的有益效果在于：

1、本装置对低于限速的车辆为柔性减速带，保护了车辆，提高了行车的舒适度；

2、对高于限速的车辆为刚性减速带，增大了行车时的震动感，起到了提醒和惩罚的作用，利于引导驾驶员在靠近减速区域时自觉降低车速；

3、减速带的刚度可灵活变化，减少了其与车辆的刚性接触和受力，有效的保护了减速带，延长了使用寿命。

附图说明

图1为本装置在减速时的各部件位置示意图

图2为本装置在通行时的各部件位置示意图

图1-2中：1为活塞杆，2为减速带，3为车道，4为活塞缸，5为磁流变液，6为弹簧，7为电磁线圈，8为活塞，801为通孔，9为测速仪，10为电控单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

在车道3限速区域的驶入侧，垂直于车道3长度方向开设至少一道方形长槽，长槽两端靠近车道3两边，槽内置入一个活塞缸4，活塞缸4内配置一个可上、下垂直移动的活塞8，活塞8上至少开设了六个通孔801，将活塞8上、下两侧的缸体连通，在缸体底壁和活塞8之间弹性压入弹簧6，弹簧6两端分别与缸体底壁和活塞8底部相接触。

活塞8下方的缸体内装满磁流变液5，在长槽槽腔内环绕磁流变液5布置电磁线圈7，电磁线圈7通过电源控制开关电路连接电源，电源控制开关信号连接电控单元10，固定在活塞8顶部的多个活塞杆1向上穿出活塞缸4的缸体顶部，穿出端顶部固定一条减速带2，减速带2在垂直于其长度方向的垂直截面上，其外缘形状为弓背朝上的弓形。减速带2覆盖在长槽的槽口上，其外缘尺寸与槽口尺寸相匹配，减速带2可在长槽内作保持水平状态的上、下移动，在减速带2驶入侧的车道3上安装测速仪，测速仪信号连接电控单元10。

减速带2具有通行位置和减速位置两个工作位置：

通行位置时，减速带2下移到低位，其上缘与车道水平面持平，其外缘与长槽槽壁相接，弹簧6处于压缩状态，

减速位置时，减速带2上移到高位，其上缘突出车道3地面，其外缘与长槽槽口相接，弹簧6处于自由状态。

当车辆低于规定车速通过减速带2时，测速仪9测得车速低于规定车速驶向减速带2，电磁线圈7保持断电状态，电磁线圈7周围没有磁场，此时磁流变液5粘度较小，流动性好，当车辆的前轮开始接触减速带2时，减速带2受到汽车的重力下压，通过活塞杆1、活塞8将力施加于磁流变液5，由于此时磁流变液5的流动性好，因此活塞8下方的磁流变液5会在压力作用下通过通孔801进入活塞8上方，活塞8下移，从而使减速带2缓慢下降，直到减速带2上缘下降至于车道地面齐平，保证了汽车行驶的平顺性，在此过程中，弹簧逐渐被压缩；车轮离开减速带2时，在弹簧自身回复力的作用下，活塞8向上运动，通过活塞杆1使减速带2回到初始位置、即限速位置。

当车辆高于规定车速通过减速带2时，测速仪9测得车速高于规定车速驶向减速带2，电控单元10通过电源控制开关使电磁线圈7通电，磁流变液5的粘度增大，失去流动性，磁流变液5由液体转变为固体。当车辆前轮开始接触减速带2时，由于磁流变液5粘度的增大，活塞8基本固定不动，因此减速带2基本保持减速状态的高位位置不变，汽车表现出强烈的振动，增大了乘坐的不舒服性，起到限速和惩罚的作用。在汽车通过时，如果测速仪检测到后轮的车速高于规定车速时，则减速带保持减速位置继续对后轮进行减速，如果测速仪检测到后轮的车速低于规定车速时，则电磁线圈断电，减速带在后轮压迫时下降到低位，便于后轮通过。

Claims (5)

1.一种磁流变液减速带，其特征在于：

在车道（3）限速区域的驶入侧，垂直于车道（3）长度方向开设至少一道方形长槽，

长槽两端靠近车道（3）两边，槽内置入一个活塞缸（4），

活塞缸（4）内配置一个可上、下垂直移动的活塞（8），活塞（8）上开设通孔（801），将活塞（8）上、下两侧的缸体连通，

在缸体底壁和活塞（8）之间弹性压入弹簧（6），弹簧（6）两端分别与缸体底壁和活塞（8）底部相接触，

活塞（8）下方的缸体内装满磁流变液（5），在长槽槽腔内环绕磁流变液（5）布置电磁线圈（7），电磁线圈（7）通过电源控制开关电路连接电源，电源控制开关信号连接电控单元（10），

固定在活塞（8）顶部的活塞杆（1）向上穿出活塞缸（4）的缸体顶部，穿出端顶部固定一条减速带（2），减速带（2）覆盖在长槽的槽口上，其外缘尺寸与槽口尺寸相匹配，

减速带（2）可在长槽内作保持水平状态的上、下移动，

在减速带（2）驶入侧的车道（3）上安装测速仪，测速仪信号连接电控单元（10），

减速带（2）具有通行位置和减速位置两个工作位置，

通行位置时，减速带（2）下移到低位，其上缘与车道（3）地面持平，其外缘与长槽槽壁相接，弹簧（6）处于压缩状态，

减速位置时，减速带（2）位于高位，其上缘突出车道（3）地面，其外缘与长槽槽口相接，弹簧（6）处于自由状态。

2.根据权利要求1所述的磁流变液减速带，其特征在于：所述长槽为一道，或者间隔开设2～3道，相邻两道长槽之间间隔距离为5～10M。

3.根据权利要求1所述的磁流变液减速带，其特征在于：所述通孔（801）为均匀开设在活塞（8）上的6～10个。

4.根据权利要求1所述的磁流变液减速带，其特征在于：所述活塞杆（1）数量为沿减速带（4）长度方向平均分布的5～8个。

5.根据权利要求1所述的磁流变液减速带，其特征在于：所述减速带（2）在垂直于其长度方向的垂直截面上，其外缘形状为弓背朝上的弓形。