CN104032693B - 一种道路安全缓冲防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路安全缓冲防护装置，包括上、下平行设置的两个水平横板，水平横板竖直两端面一端设置有抱箍，且横板另一竖直端面设置U形连接件，所述上、下两个水平横板之间间隔设置有多节杆，多节杆上、下两端通过U形连接件固定，所述多节杆包括中部的直杆段及直杆段上、下两端的折杆段，所述直杆段与两端的折杆段均呈夹角α设置，所述直杆段和折杆段均设置有防护转轮，防护转轮两端通过固定在多节杆上的定位块定位。本发明设计的这种道路安全缓冲防护装置，不仅缓冲效果好，且可矫正车辆行进角度和方向，可牵引车辆沿准确方向行进，大为降低车辆撞击时的翻车率，提高了装置安全性，安全防护效果显著。

Description

一种道路安全缓冲防护装置

技术领域

本发明涉及道路安全领域，更具体的说是涉及一种道路安全缓冲防护装置。

背景技术

随着社会发展，现如今交通便利、四通八达，道路、桥梁越来越多，给人们的生活带来了便利，但是，随着车辆的增多，随之而来则增加了许多交通事故，给人们的生命造成了危害；为避免或减少交通事故的发生，通常在道路的沿边或中间分离线装上防护栏或者防撞桩，而现如今的防护栏或者防撞桩均是通过螺栓固定在地面，或者直接与地面混凝成一体，可承受轻微冲击，但是在车辆快速前进时，防护栏或者防撞桩无法承受高速撞击，极易损坏，同时由于是刚性受力，使得车辆极易颠覆翻滚，造成翻车，同时车内乘客受力也极易受力造成伤亡，防护性较差。

申请号CN01115671.6的专利公开了一种道路专用缓冲架，其作用与防护栏、防撞桩相同，当车辆与其相撞时，可减少冲击，导引车辆往行驶方向前进，能够缓冲车辆冲击力，保证车辆进入正确轨道；但是，上述道路专用缓冲架在实际使用时，效果却差强人意，主要有以下几点：1、当车辆高速撞击时，开始时只能撞击在其中同一水平面内的一个或多个缓冲滚轮，由于瞬间受力，轴杆极易受力弯折，且轴杆上、下两端极易与上板和下板脱落，失去缓冲效果，防护效果较差；2、由于车辆撞击时的角度、高度、撞击部位及速度不一样，导致车辆受到的反作用力也不尽相同，缓冲架虽可适当引导车辆行进方向，但是在不可预知的情况下，对于车辆的防护依然较差，不能很好的防止车辆颠覆翻滚、翻车，车辆在撞击后在多个力的作用下反而更易翻滚、翻车，对于车辆水平行驶的矫正较差；3、车辆撞击时，由于撞击角度、高度和缓冲滚轮的无规律性，在撞击时由于撞击角度和高度不同，缓冲滚轮正、反转的情况也有所不同，车辆撞击后极易被缓冲滚轮反转而失去牵引效果，牵引效果较差。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种道路安全缓冲防护装置，解决了以往的防护装置防护效果差、装置易损坏的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种道路安全缓冲防护装置，包括上、下平行设置的两个水平横板，水平横板竖直两端面一端设置有抱箍，且横板另一竖直端面设置U形连接件，所述上、下两个水平横板之间间隔设置有多节杆，多节上、下两端通过U形连接件固定，所述多节杆包括中部的直杆段及直杆段上、下两端的折杆段，所述直杆段与两端的折杆段均呈夹角α设置，所述直杆段和折杆段均设置有防护转轮，防护转轮两端通过固定在多节杆上的定位块定位。

所述任意相邻两个防护转轮的间距与防护转轮直径的比值小于1.3。

所述夹角α的取值范围为180°≤α≤185°。

所述防护转轮上端中部设有深孔，深孔（9）底部呈圆周设置有一圈棘轮齿，所述多节杆圆周面通过转动轴连接拨块，拨块可绕转动轴转动并可通过棘轮齿限制防护转轮单向转动。

所述防护转轮圆周表面覆盖一层薄铁皮，且防护转轮内部由塑胶制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过U形连接件连接多节杆，并将多节杆设置成具有夹角的结构，可增大对车辆的缓冲，同时减少局部防护转轮受力，受力均匀，不仅起到很好的车辆牵引和防护效果，还可增大装置本身的牢固性；

2、本发明的中间防护滚轮竖直设置，两端防护滚轮倾斜设置，整体与车辆外形较为吻合，可最大化的减少不利作用力的出现，将行进方向错误、行驶角度不平的车辆缓慢牵引到行进正确、水平行进的正确位置，大为减少了车辆翻滚或翻车几率；

3、本发明防护滚轮的直径和间距经过实践得以限定，减少防护滚轮对车辆的阻力，能够保证装置牵引效果，提牵引效果显著提高。

4、本发明的防护滚轮设置防反转结构，可以有效防止防护滚轮在撞击时反转，影响牵引效果，防止防护滚轮不定向转动而导致车辆受力不均而翻滚或翻车，防护效果增强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的俯视图。

图4为本发明的受力图，图中右侧画出局部车辆撞击部位。

图5为本发明图4的A处放大图。

图6为本发明的防护转轮间距和直径的比例说明图。

图中的标号为：1、水平横板；2、抱箍；3、固定螺栓；4、立柱；5、U形连接件；6、多节杆；7、定位块；8、防护转轮；9、深孔；10、棘轮齿；11、拨块；12、转动轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1-图4所示的一种道路安全缓冲防护装置，包括上、下平行设置的两个水平横板1，水平横板1竖直两端面一端设置有抱箍2，且横板1另一竖直端面设置U形连接件5，所述上、下两个水平横板1之间间隔设置有多节杆6，多节杆6上、下两端通过U形连接件5固定，所述多节杆6包括中部的直杆段及直杆段上、下两端的折杆段，所述直杆段与两端的折杆段均呈夹角α设置，所述直杆段和折杆段均设置有防护转轮8，防护转轮8两端通过固定在多节杆6上的定位块7定位。

本装置使用时将抱箍2通过固定螺栓3固定在水平横板竖直侧面端，将其套入立杆4内，立杆4可以是现有防撞栏的竖直杆，也可以是单独的竖直杆，可根据路况确定，当上、下两端的抱箍2套入立杆4并固定后即可，可将该装置设置在道路中间、两侧、分岔口及道路面临悬崖的危险地段。

本装置采用U形连接件5将多节杆6固定在水平横板1上，U形连接件5具有一定的弹性，当车辆撞击时U形连接件5可受压产生形变，进而减少多节杆6受到的撞击力，防止多节杆6脱落或折断，保证装置的缓冲防护效果，且能极好的保护装置。

此外，如图2所示，多节杆6的直杆段与两端的折杆段均呈夹角α设置，使得多节杆6上、下两端的防护转轮8倾斜设置，上、中及下端的防护转轮8侧面与车辆外形较为匹配，在撞击时防护转轮8均受力且较为均匀，避免了应力集中造成多节杆6折断而失去防护效果，更能起到很好的牵引效果，保证车辆沿正常方向前行；同时，上、下两端的防护转轮8能够将车辆导引到中部防护转轮8的区域，使其能够矫正到水平位置，然而，夹角α的大小决定了导引效果，申请人在长期实践、计算统计和模拟后确定，当180°≤α≤185°，装置对车辆的导引效果最好，能有效防止车辆因行驶不平而翻侧，且不会影响车辆牵引和防护效果；而在图4中，申请人对车辆撞击时防护转轮8对车辆的反作用力进行了分析；车辆撞击时撞击部分分别受到上、中及下端的防护转轮8反作用力，上端反作用力分解形成水平作用力F1和竖直向下的作用力F2，中部水平反作用力为F3，下端反作用力分解形成水平作用力F5和竖直向上的作用力F4，撞击时分三种情况：1、当车辆是整体向上撞击时，车辆对上端防护转轮8作用力较大，此时上端反作用力F2大于下端反作用力F4，上端反作用力F1大于下端反作用力F5，从而在防护转轮8反作用力下将车辆撞击部位向外和向下挤压，并且车辆在自身牵引力下依次与多个防护转轮8作用，从而将车辆缓慢的矫正位置，使车辆逐渐趋于水平，防止车辆侧翻；2、当车辆是整体水平撞击时，上、下两端的防护转轮8在竖直端的作用力为零，只对车辆上、下两端起到一个卡位的作用，防止车辆上、下颠簸，此时车辆在F1、F3及F5作用下被顶开，并且在防护转轮8牵引下沿道路前进方向行进；3、当车辆是整体向下撞击时，车辆对下端防护转轮8作用力较大，此时下端反作用力F4大于上端反作用力F2，下端反作用力F5大于上端反作用力F1，从而在防护转轮8反作用力下将车辆撞击部位向外和向下挤压，同时在F5作用下能让车辆向下的趋势得以缓解，防止车辆前端向下而失去重心，并且车辆在自身牵引力下依次与多个防护转轮8作用，从而将车辆缓慢的矫正位置，使车辆逐渐趋于水平，防止车辆侧翻；因此，将防护转轮8采用上述方式倾斜设置不仅可很好的起到牵引效果，且还能最大化的将倾斜颠覆的车辆矫正到平稳的、水平的状态，可有效防止车辆侧翻；据申请人实践测量和对撞击车辆的统计，采用本方式的防护装置较之现有技术而言，牵引效果提高了40%-60%，车辆侧翻率降低了至少80%，牵引和防护效果显著。

其次，本装置为保证对车辆的牵引效果始终有效，使车辆在撞击后能被牵引到正确的行进方向，防止车辆撞击后卡在防护转轮8内，在考虑到撞击角度后，对防护转轮8间距和直径做了优化，如图6所示，两个相邻的防护转轮8间距和直径具有如下关系：

Tanβ=→=Tanβ/2

其中，β—车辆撞击防护转轮时的撞击角，取0°-70°；

L—相邻两个防护转轮的间距；

R—防护转轮的直径。

通过上式可知，车辆在撞击向防护转轮8时的撞击角β应在一定范围内，方能够保证防护转轮8在受到撞击后能够沿车辆前进方向转动，而不会出现反转或卡死现象，保证车辆能被正常牵引，申请人在通过大量实践、统计和计算后，确定撞击角β的最大角度不能大于70°，否则将出现防护转轮8反转或卡死，造成牵引失效，从而通过上式可得：

=Tanβ/2＜Tan70°/2=2.75/2=1.375，即＜1.375；

因此，申请人将任意相邻两个防护转轮8的间距与防护转轮8直径的比值限定在1.3以下，从而可完全保证防护转轮8对车辆的牵引效果，且对车辆阻力较小，起到很好的安全防护效果。

而如图5所示，针对防护转轮8反转导致车辆卡死或者牵引失效，甚至使得车辆沿行进方向反向牵引的问题，在防护转轮8内还加设了一种棘轮结构，包括防护转轮8上端中部设置的深孔9，深孔9底部呈圆周设置有一圈棘轮齿10，所述多节杆6圆周面通过转动轴12连接拨块11，拨块11可绕转动轴12转动并可通过棘轮齿10限制防护转轮8单向转动；棘轮齿10、转动轴12及拨块11共同组成棘轮机构，将防护转轮8转动方向限定为车辆行进方向，而车辆反向撞击时防护转轮8不会随汽车撞击方向转动，从而可将车辆引导向行驶方向，防止车辆被反向牵引与其它车辆发生撞击而造成事故，提高了安全性。

最后，为增强防护转轮8的耐久性，可在防护转轮8圆周表面覆盖一层薄铁皮，保护内部转轮，防止外部环境的侵蚀，同时防护转轮8内部由塑胶制成可增大防护转轮8的缓冲效果，减少防护转轮8对车辆的反作用力，减少车辆的颠簸，提高了装置使用寿命和提高了装置对车辆的减震、缓冲效果，利于长久防护。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种道路安全缓冲防护装置，其特征在于：包括上、下平行设置的两个水平横板（1），水平横板（1）竖直两端面一端设置有抱箍（2），且横板（1）另一竖直端面设置U形连接件（5），所述上、下两个水平横板（1）之间间隔设置有多节杆（6），多节杆（6）上、下两端通过U形连接件（5）固定，所述多节杆（6）包括中部的直杆段及直杆段上、下两端的折杆段，所述直杆段与两端的折杆段均呈夹角α设置，所述直杆段和折杆段均设置有防护转轮（8），防护转轮（8）两端通过固定在多节杆（6）上的定位块（7）定位。

2.根据权利要求1所述的一种道路安全缓冲防护装置，其特征在于：所述任意相邻两个防护转轮（8）的间距与防护转轮（8）直径的比值小于1.3。

3.根据权利要求1所述的一种道路安全缓冲防护装置，其特征在于：所述夹角α的取值范围为180°≤α≤185°。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种道路安全缓冲防护装置，其特征在于：所述防护转轮（8）上端中部设有深孔（9），深孔（9）底部呈圆周设置有一圈棘轮齿（10），所述多节杆（6）圆周面通过转动轴（12）连接拨块（11），拨块（11）可绕转动轴（12）转动并可通过棘轮齿（10）限制防护转轮（8）单向转动。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种道路安全缓冲防护装置，其特征在于：所述防护转轮（8）圆周表面覆盖一层薄铁皮，且防护转轮（8）内部由塑胶制成。