CN104480877A - 一种基于剪切增稠液的智能减速带 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于剪切增稠液的智能减速带，能够根据车速自动改变对外刚度，包括减速带突起部分、支撑弹簧、活塞杆、活塞和刚体，活塞杆和活塞中间有通孔，缸体内工作液体为剪切增稠液体。本发明通过使用剪切增稠液体在高冲击下表观粘度迅速增大的特性，能够根据驶过车辆的速度大小，自动改变刚度大小，对高速车辆的起到颠簸和警示的作用，而低速车辆则可以无颠簸、舒适地通过，惩罚高速放行低速，实现对驶过车辆车速的人性化智能引导和控制。

Description

一种基于剪切增稠液的智能减速带

技术领域

本发明涉及道路路口使用的减速带，特别是涉及一种刚度会随着驶过车辆的速度自动调节的智能减速带。

背景技术

为了限制车辆在城市道路道口、学校、住宅小区入口等需要减速慢行路段上的行驶速度，一般在这些路段上都要设置减速带，提示过往车辆减速慢行。常用的减速带一般由硬橡胶制成，以黄色和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。

但是，现有减速带突出道路的高度以及刚度是固定不变的，从而造成所有经过的车辆都会产生颠簸和跳车现象，不仅会对乘客造成不适，同时对车辆本身也会造成负面影响。即使司机已经提前把车速降下来了，由于减速带的存在，还是得忍受减速带引起的振动，对已经遵守规则的车辆来说，显失公平。另外，这种减速带与车辆之间的硬接触对车辆和减速带自身都会带来很大的伤害，经济性差。中国专利CN101818485B公布了一种对车辆无刚性冲击的减速带，该结构可以克服减速带和车辆之间的刚性冲击，但其刚度仍然是固定的，不能完全消除低速时车辆的震动和颠簸感。中国专利CN103061287A公开了一种利用磁流变阻尼装置的刚度可调减速带，能够根据车速大小改变减速带刚度，减小低速车辆的振动，但需要速度传感器、电源设备以及专门的控制设备配合使用才能实现其设计目的，系统复杂、可靠性低、经济性差。

发明内容

针对目前常用的橡胶减速带对低速车辆造成冲击、影响司乘人员的乘坐舒适感以及已出现的刚度可调减速带具有结构复杂、可靠性低和经济差的现状，本发明公开一种对刚度可随车速自动调节、结构简单、可靠性高、经济性好的智能减速带，能够对高速车辆的起到颠簸和警示的作用，而低速车辆则可以无颠簸、舒适地通过，惩罚高速放行低速，实现对驶过车辆车速的人性化智能控制。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种基于剪切增稠液的智能减速带，其特征在于：包括减速带突起部分、支撑弹簧、活塞杆、活塞和刚体，缸体内充满剪切增稠液体。

所述的剪切增稠液体是将纳米级二氧化硅（nano-SiO₂）等微小颗粒混于某基液（如矿物油、乙二醇、聚乙二醇等）形成的稳定悬浮液体。剪切增稠液体在通常情况下为可正常流动的牛顿流体，当受到轻微剪切时（毫秒级）会出现剪切稀化现象，表观粘度变低，流动性变强；当受到高速撞击时，表观粘度会瞬时呈指数增大，变成坚硬的固体，并且当撞击停止或消失后又快速（毫秒级）恢复为可正常流动的牛顿流体。

所述的活塞杆和活塞中间有通孔，补偿活塞杆向下运动造成的缸体内体积减小。

所述的活塞杆一端连接减速带突起部分，另一端可连接一个或多个活塞。

所述的支撑弹簧固定在减速带和缸体上外壁之间。

在本发明一个设施例中，在垂直于道路长度方向开设至少一道方形长槽，在长槽两边沿平行于车道方向间隔地开设多道方形短槽，槽内植入若干缸体。

本发明的有益效果和优点是。

1、通过内部充满的剪切增稠液体，减速带可以根据驶过车辆的速度“自动”作出智能反应，对高速车辆呈现高刚度，致其颠簸、跳动，给予警示，引导车辆靠近减速带时自觉减低车速。

2、对低速驶过的车辆基本无阻碍作用，提高行驶舒适度，减少了与车辆的刚性接触，有效地保护了减速带，延长了使用寿命。

3、根据驶过车辆的速度，自动调节减速带刚度，不需要其它任何外部设备（如速度传感器、电源控制等设备）的支持，结构简单、可靠性高、应用成本低。

附图说明

图1为车辆高速驶过本发明智能减速带时的结构示意图。

图2为车辆低速驶过本发明智能减速带时的结构示意图。

图3为本发明智能减速带活塞杆的剖面图。

图4为本发明智能减速带活塞的剖面图。

图5为本发明智能减速带活塞杆与活塞连接之后的剖面图。

图1-图5中：1为减速带突起部分，2为支撑弹簧，3为活塞杆，4为活塞，5为缸体，6为剪切增稠液体。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例进一步详述本发明，应理解这些具体实施例仅用于说明本发明而非限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域的技术人员对本发明的各种等价形式的修改或等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的保护范围当中。

如图1所示，当车辆高速通过减速带时，车轮高速撞击减速带突起部分，导致减速带突起部分带动活塞杆和活塞高速向下运动，活塞高速剪切缸体内的剪切增稠液体，剪切增稠液的表观粘度瞬时增大，产生巨大的阻止活塞的向下运动，对外表现为减速带刚度瞬时增大，减速带呈现不可压缩性，车辆通过时颠簸较大，甚至出现跳动现象，从而对高速车辆以警示和惩罚，引导其减速慢行。

如图2所示，当车辆驶过减速带时速度比较低，此时车轮对减速带突起部分的撞击较慢，活塞杆和活塞在缸体内运动速度较慢，对剪切增稠液的冲击速度较小，减速带内的剪切增稠液体的表观粘度不会变大，仍然呈现牛顿流体的特性，对活塞向下运动阻力较小，减速带突起部分可以顺利向下运动，车辆通过时基本不会感到颠簸，通过舒适度高，对车辆以及减速带自身损害较小。车辆经过后，在支撑弹簧及时将减速带突起部分回复到原始工作位置。

结合图1和图2，假如一辆车高速通过减速带，前轮通过时因减速带刚度较大造成剧烈颠簸和跳动（如图1所示），车辆司机及时减速。因车辆前轮经过后，减速带的刚度又会瞬时恢复其通常状态，所以后轮以较慢速度经过减速带时，减速带对外呈现低刚度特性，后轮可以较为舒适地通过减速带（如图2所示），从而真正意义上达到惩罚高速通过低速，实现对车速的人性化智能引导和控制。

Claims (5)

1.一种基于剪切增稠液的智能减速带，其特征是：利用缸体内充满的剪切增稠液体来根据车速自动调节减速带对外刚度。

2.根据权利要求1所述的一种基于剪切增稠液的智能减速带，其特征是：包括减速带突起部分、支撑弹簧、活塞杆、活塞和刚体，活塞杆和活塞中间有通孔，缸体内工作液体为剪切增稠液体。

3.根据权利要求2所述的一种基于剪切增稠液的智能减速带的活塞杆上可以连接一个或多个活塞。

4.根据权利要求2所述的活塞杆中间有通孔。

5.根据权利要求2所述的活塞中间有通孔。