CN105761493A - 一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法，包括测速测高标杆及限高架，车辆运行时经测速测高标杆进行测速测高后，将测量信息发送至后台计算机，后台计算机判断车速及车高后发送指令至限高架；限高架包括支撑竖杆、横杆、挡板、挡板旋转驱动组件及染料喷射组件，支撑竖杆间隔设置于道路两侧，横杆设置于两支撑竖杆之间；挡板的两端可转动地连接于两支撑竖杆上，挡板旋转驱动组件连接于挡板一端，当高度超过限制高度的车辆经过时，挡板旋转驱动组件驱动挡板旋转，且设置于挡板上的染料喷射组件喷射染料至车头，以便警示车辆驾驶员。本发明通过挡板的转动结构设计，避免被削顶，同时，通过喷射染料及拍摄记录的方式进行警示。

Description

一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法
技术领域
本发明涉及交通领域，特别指一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法。
背景技术
限高架是道路交通控制的一种辅助工具，限高架分三种：固定限高架、手动限高架、电动限高架，用于桥梁、涵洞、隧道入口处的门型构架，一般为钢结构焊接而成，起防护桥梁、涵洞、隧道的作用；上有标志牌，标有限高米数，用于提示车辆。限高架上标识有道路限制通过高度，但是车辆实际行驶时，驾驶员不一定能够准确的记住其驾驶车辆的精确高度，另外在车辆载物较多，所载物体超过车顶高度时，也会导致驾驶员对车辆高度的判断出现误差，如果车辆高度高于限高架高度，驾驶员出现判断失误时，车辆经过限高架会被限高架阻挡，如果车速较快，则可能会出现车辆被限高架削顶的情况，现有的限高架无法有效地解决这一问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种采用柔性方式进行限高，通过挡板的转动结构设计，避免被削顶，同时，通过喷射染料及拍摄记录的方式进行警示的防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法。
本发明采取的技术方案如下：一种防止车辆被削顶的限高装置，包括间隔设置于道路上的测速测高标杆及限高架，车辆运行时经测速测高标杆进行测速测高后，将测量信息发送至后台计算机，后台计算机判断车速及车高后发送指令至限高架；上述限高架包括支撑竖杆、横杆、挡板、挡板旋转驱动组件及染料喷射组件，上述支撑竖杆包括二根，两支撑竖杆间隔设置于道路两侧，横杆设置于两支撑竖杆之间；上述挡板的两端可转动地连接于两支撑竖杆上，挡板旋转驱动组件连接于挡板一端，当高度超过限制高度的车辆经过时，挡板旋转驱动组件驱动挡板旋转，且设置于挡板上的染料喷射组件喷射染料至车辆的车头，以便警示车辆驾驶员。
优选地，所述的横杆的侧壁上设置有摄像头及激光测距头，摄像头及激光测距头分别与后台计算机连接，车辆经测速测高标杆测速测高超过规定的设定值后，继续向限高架的过程中，通过摄像头进行拍摄记录，并通过激光测距头实时测量车辆与限高架之间的距离，摄像头及激光测距头记录的数据传递至后台计算机。
优选地，所述的挡板的两端分别连接有转轴，转轴分别插设在上述支撑竖杆内，并与支撑竖杆通过轴承连接；上述挡板旋转驱动组件连接在挡板一端的转轴上。
优选地，所述的挡板旋转驱动组件包括支撑板、电机及减速机，其中，上述支撑板固定设置于支撑竖杆的侧部，并向外侧延伸；上述电机及减速机设置于支撑板上，电机的输出轴插入减速机内，减速机的输出端与上述转轴连接，以便驱动转轴带动挡板旋转。
优选地，所述的染料喷射组件包括储料罐及喷射头，其中，储料罐设置于挡板上，其内储存有染料；上述喷射头通过连接管连接于储料罐上，储料罐内的染料经连接管进入喷射头内。
优选地，所述的喷射头包括至少二个，喷射头与道路的车道对应间隔设置，一条车道对应设有一个喷射头；喷射头上设有气阀开关；上述连接管上设置气泵，气泵将连接管内的染料压向喷射头，气泵的控制开关与后台计算机连接，当气泵提供的气压大于喷射头气阀的设定值时，气阀打开，染料经喷射头喷出。
一种防止车辆被削顶的限高系统，包括测速测高标杆、后台计算机及分别与后台计算机连接的感应模块、旋转执行模块及喷料执行模块，其中，上述测速测高标杆对车辆进行行驶速度及车辆高度测量，并将信息传递至后台计算机；未超过设定值时，车辆正常通过限高架；超过设定值时，由后台计算机计算旋转角度，并发送指令至控制旋转执行模块旋转，便于车辆通过限高架；上述感应模块实时感应车辆与限高架之间的距离，并对车辆进行拍摄后，将记录信息传递至后台计算机；当车辆与限高架之间的距离为0.3-0.8米时，后台计算机发送指令给喷料执行模块，喷料执行模块喷射染料至车辆头部，以便警示驾驶员。
优选地，所述的感应模块包括分别与后台计算机连接的摄像头及激光测距头，摄像头及激光测距头设置于限高架的横杆侧壁上，以分别对朝限高架行驶的车辆进行拍摄记录及实时测量车辆与限高架之间的距离；
所述的旋转执行模块包括依次连接的电机、减速机、转轴及挡板，其中，上述减速机与后台计算机连接；后台计算机内设定的限制高度为挡板的底面与地面之间的距离，当测速测高标杆检测到的车辆实际高度高于限制高度时，后台计算机根据限制高度与车辆实际高度的高度差及挡板自身的高度，计算出挡板的底面与车辆实际高度平齐需要旋转的角度，并通过减速机控制挡板旋转该角度；
所述的喷料执行模块包括储料罐、气泵及喷射头，其中，上述气泵设置于连接储料罐与喷射头的连接管上，并于后台计算机连接，后台计算机接收激光测距头测量的车辆与限高架之间的实时距离，当距离达到0.5米时，发送指令至气泵，气泵泵入气体至连接管内，使连接管内气压超出喷射头气阀的设定值，气阀打开喷射头，以便喷出染料至车辆的头部。
一种防止车辆被削顶的限高方法，包括以下工艺步骤：
S1、测速测高标杆测量车辆的车速及测高：如果车辆高度未超过限制高度，则车辆正常通过限位杆；
S2、将车辆高度及车速信息发送至后台计算机：若步骤S1中车辆高度超过限制高度，则测速测高标杆记录车辆的行驶速度及车辆高度信息，并将信息发送至后台计算机；
S3、电机通过减速机带动挡板翻转：后台计算机根据测量的车辆实际高度、限制高度及挡板自身高度计算出旋转角度，并发送指令至减速机，使挡板翻转，直至挡板底面与车辆顶面平齐；
S4、激光测距头测量车头与限高架距离：位于限高架横杆上的激光测距头对向限高架行驶的车辆进行实时测量；
S5、喷射头喷出染料：当步骤S4中激光测距头测量的车辆与限高架之间的距离为0.5米时，后台计算机发送喷料指令至气泵，使气泵控制喷射头喷出染料至车头部。
本发明的有益效果在于：
本发明针对现有技术存在的缺陷和不足进行创造性研发，设计了一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及限高方法；本发明设计限高杆，限高杆主要包括横杆、挡板以及支撑竖杆，横杆上设有激光测距头及可视摄像头，限高杆的下方设有挡板，挡板可以向后掀起一定角度或固定，档板上还设有染料储料罐和喷射口，每个限高架的前方(距离限高杆200-300米)在马路两侧设有车辆测速测高标杆，上面设有测速测高传感器。
当车辆行进到测速测高标杆时，标杆将车辆的、高度、车速等数据传给后方的限高装置，若没有超过限制高度(限制高度为挡板不掀起时，挡板下边缘与地面的垂直高度)，车辆则会顺利通过限高装置；若车辆的高度超过限制高度，并且车速超过一定速度后，后台计算器启动本装置，挡板向后掀起，挡板掀起的角度由计算机控制，掀起的角度满足车辆刚刚可以通过，同时横杆上的可视摄像头装置捕捉车辆目标，确定车辆在道路上的车道位置，并控制挡板上的对应车道上的喷射头开启(不开启的释放口不释放染料，保证不会喷到其他车道的车辆)；并且为保证不能提前释放染料，只有通过激光测距头测量到的车辆的车头距离限高装置的水平距离有0.5米时，开启染料喷射头，通过气泵提供喷射压力，喷射时间为0.5～1.5秒(时间根据本装置的安装位置，若在高速公路上，车速快，喷射时间要短；若是普通公路，喷射时间稍长)，能够喷射到车辆的车头前挡风玻璃及车顶，染料是透明的粘稠状液体，遇到空气立刻固化(类似胶水)，不会被雨刷刮掉，而且透明染料也不会完全遮挡司机的视线，使被喷射后驾驶员减慢车速甚至靠边停车。另外，一旦车辆超过限制高度，横杆上的摄像头会将车辆的视频影像和车牌号通过后台计算机上传到交管部门，对超高车辆进行相应的处罚。同时本装置的挡板下边缘还设有荧光反光材料，提醒夜晚驾驶的车辆司机。本发明既可以保证车辆不被削顶而造成车毁人亡的悲剧，还能够对车辆司机起到警示作用。
附图说明
图1为本发明的工作结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的方框原理图。
图4为本发明的工艺流程图。
图5为本发明挡板旋转角度的计算示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步描述：
如图1至图2所示，本发明采取的技术方案如下：一种防止车辆被削顶的限高装置，包括间隔设置于道路上的测速测高标杆01及限高架03，车辆02运行时经测速测高标杆01进行测速测高后，将测量信息发送至后台计算机，后台计算机判断车速及车高后发送指令至限高架03；上述限高架03包括支撑竖杆1、横杆2、挡板5、挡板旋转驱动组件及染料喷射组件，上述支撑竖杆1包括二根，两支撑竖杆1间隔设置于道路两侧，横杆2设置于两支撑竖杆1之间；上述挡板5的两端可转动地连接于两支撑竖杆1上，挡板旋转驱动组件连接于挡板5一端，当高度超过限制高度的车辆02经过时，挡板旋转驱动组件驱动挡板5旋转，且设置于挡板5上的染料喷射组件喷射染料至车辆02的车头，以便警示车辆02驾驶员。
横杆2的侧壁上设置有摄像头3及激光测距头4，摄像头3及激光测距头4分别与后台计算机连接，车辆02经测速测高标杆01测速测高超过规定的设定值后，继续向限高架03的过程中，通过摄像头3进行拍摄记录，并通过激光测距头4实时测量车辆02与限高架03之间的距离，摄像头3及激光测距头4记录的数据传递至后台计算机。
挡板5的两端分别连接有转轴11，转轴11分别插设在上述支撑竖杆1内，并与支撑竖杆1通过轴承连接；上述挡板旋转驱动组件连接在挡板5一端的转轴11上。
挡板旋转驱动组件包括支撑板10、电机8及减速机9，其中，上述支撑板10固定设置于支撑竖杆1的侧部，并向外侧延伸；上述电机8及减速机9设置于支撑板10上，电机8的输出轴插入减速机9内，减速机9的输出端与上述转轴11连接，以便驱动转轴11带动挡板5旋转。
染料喷射组件包括储料罐6及喷射头7，其中，储料罐6设置于挡板5上，其内储存有染料；上述喷射头7通过连接管连接于储料罐6上，储料罐6内的染料经连接管进入喷射头7内。
喷射头7包括至少二个，喷射头7与道路的车道对应间隔设置，一条车道对应设有一个喷射头7；喷射头7上设有气阀开关；上述连接管上设置气泵，气泵将连接管内的染料压向喷射头，气泵的控制开关与后台计算机连接，当气泵提供的气压大于喷射头7气阀的设定值时，气阀打开，染料经喷射头7喷出。
如图1至图3所示，一种防止车辆被削顶的限高系统，包括测速测高标杆01、后台计算机及分别与后台计算机连接的感应模块、旋转执行模块及喷料执行模块，其中，上述测速测高标杆对车辆02进行行驶速度及车辆高度测量，并将信息传递至后台计算机；未超过设定值时，车辆02正常通过限高架03；超过设定值时，由后台计算机计算旋转角度，并发送指令至控制旋转执行模块旋转，便于车辆02通过限高架03；上述感应模块实时感应车辆02与限高架03之间的距离，并对车辆02进行拍摄后，将记录信息传递至后台计算机；当车辆02与限高架03之间的距离为0.3-0.8米时，后台计算机发送指令给喷料执行模块，喷料执行模块喷射染料至车辆02头部，以便警示驾驶员。
感应模块包括分别与后台计算机连接的摄像头3及激光测距头4，摄像头3及激光测距头4设置于限高架03的横杆2侧壁上，以分别对朝限高架03行驶的车辆02进行拍摄记录及实时测量车辆02与限高架03之间的距离；
旋转执行模块包括依次连接的电机8、减速机9、转轴11及挡板5，其中，上述减速机9与后台计算机连接；后台计算机内设定的限制高度为挡板5的底面与地面之间的距离，当测速测高标杆01检测到的车辆02实际高度高于限制高度时，后台计算机根据限制高度与车辆实际高度的高度差及挡板5自身的高度，计算出挡板5的底面与车辆实际高度平齐需要旋转的角度，并通过减速机9控制挡板5旋转该角度；
喷料执行模块包括储料罐6、气泵及喷射头7，其中，上述气泵设置于连接储料罐6与喷射头7的连接管上，并于后台计算机连接，后台计算机接收激光测距头测量的车辆02与限高架03之间的实时距离，当距离达到0.5米时，发送指令至气泵，气泵泵入气体至连接管内，使连接管内气压超出喷射头7气阀的设定值，气阀打开喷射头7，以便喷出染料至车辆02的头部。
如图4所示，一种防止车辆被削顶的限高方法，包括以下工艺步骤：
S1、测速测高标杆测量车辆的车速及测高：如果车辆高度未超过限制高度，则车辆正常通过限位杆；
S2、将车辆高度及车速信息发送至后台计算机：若步骤S1中车辆高度超过限制高度，则测速测高标杆记录车辆的行驶速度及车辆高度信息，并将信息发送至后台计算机；
S3、电机通过减速机带动挡板翻转：后台计算机根据测量的车辆实际高度、限制高度及挡板自身高度计算出旋转角度，并发送指令至减速机，使挡板翻转，直至挡板底面与车辆顶面平齐；
S4、激光测距头测量车头与限高架距离：位于限高架横杆上的激光测距头对向限高架行驶的车辆进行实时测量；
S5、喷射头喷出染料：当步骤S4中激光测距头测量的车辆与限高架之间的距离为0.5米时，后台计算机发送喷料指令至气泵，使气泵控制喷射头喷出染料至车头部。
进一步，本发明设计了一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及限高方法；本发明设计限高杆，限高杆主要包括横杆、挡板以及支撑竖杆，横杆上设有激光测距头及可视摄像头，限高杆的下方设有挡板，挡板可以向后掀起一定角度或固定，档板上还设有染料储料罐和喷射口，每个限高架的前方(距离限高杆200-300米)在马路两侧设有车辆测速测高标杆，上面设有测速测高传感器。当车辆行进到测速测高标杆时，标杆将车辆的、高度、车速等数据传给后方的限高装置，若没有超过限制高度(限制高度为挡板不掀起时，挡板下边缘与地面的垂直高度)，车辆则会顺利通过限高装置；若车辆的高度超过限制高度，并且车速超过一定速度后，后台计算器启动本装置，挡板向后掀起，挡板掀起的角度由计算机控制，掀起的角度满足车辆刚刚可以通过，同时横杆上的可视摄像头装置捕捉车辆目标，确定车辆在道路上的车道位置，并控制挡板上的对应车道上的喷射头开启(不开启的释放口不释放染料，保证不会喷到其他车道的车辆)；并且为保证不能提前释放染料，只有通过激光测距头测量到的车辆的车头距离限高装置的水平距离有0.5米时，开启染料喷射头，通过气泵提供喷射压力，喷射时间为0.5～1.5秒(时间根据本装置的安装位置，若在高速公路上，车速快，喷射时间要短；若是普通公路，喷射时间稍长)，能够喷射到车辆的车头前挡风玻璃及车顶，染料是透明的粘稠状液体，遇到空气立刻固化(类似胶水)，不会被雨刷刮掉，而且透明染料也不会完全遮挡司机的视线，使被喷射后驾驶员减慢车速甚至靠边停车。另外，一旦车辆超过限制高度，横杆上的摄像头会将车辆的视频影像和车牌号通过后台计算机上传到交管部门，对超高车辆进行相应的处罚。同时本装置的挡板下边缘还设有荧光反光材料，提醒夜晚驾驶的车辆司机。本发明既可以保证车辆不被削顶而造成车毁人亡的悲剧，还能够对车辆司机起到警示作用。
如图5所示，为本发明挡板旋转角度的计算示意图，图中h2为挡板底部距离道路表面之间的高度(限制高度)，h1为车辆顶端距离道路表面的高度，通过h1减去h2得到高度差h，a为挡板自身高度，挡板旋转之前，挡板底部距离车辆顶部的高度为h，如果不旋转挡板，车辆经过限位架时会碰撞到挡板上；旋转挡板后，挡板底部与车辆顶面平齐，此时，挡板底部距离转轴的垂直高度为b，b的大小等于挡板的高度a减去高度差h，在旋转角度r、b及a对应的直角三角形中，a、b均为已知，因此通过三角形正弦定理可算得旋转角度r。
本发明的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本发明专利权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种防止车辆被削顶的限高装置，其特征在于：包括间隔设置于道路上的测速测高标杆(01)及限高架(03)，车辆(02)运行时经测速测高标杆(01)进行测速测高后，将测量信息发送至后台计算机，后台计算机判断车速及车高后发送指令至限高架(03)；上述限高架(03)包括支撑竖杆(1)、横杆(2)、挡板(5)、挡板旋转驱动组件及染料喷射组件，上述支撑竖杆(1)包括二根，两支撑竖杆(1)间隔设置于道路两侧，横杆(2)设置于两支撑竖杆(1)之间；上述挡板(5)的两端可转动地连接于两支撑竖杆(1)上，挡板旋转驱动组件连接于挡板(5)一端，当高度超过限制高度的车辆(02)经过时，挡板旋转驱动组件驱动挡板(5)旋转，且设置于挡板(5)上的染料喷射组件喷射染料至车辆(02)的车头，以便警示车辆(02)驾驶员。
2.根据权利要求1所述的一种防止车辆被削顶的限高装置，其特征在于：所述的横杆(2)的侧壁上设置有摄像头(3)及激光测距头(4)，摄像头(3)及激光测距头(4)分别与后台计算机连接，车辆(02)经测速测高标杆(01)测速测高超过规定的设定值后，继续向限高架(03)的过程中，通过摄像头(3)进行拍摄记录，并通过激光测距头(4)实时测量车辆(02)与限高架(03)之间的距离，摄像头(3)及激光测距头(4)记录的数据传递至后台计算机。
3.根据权利要求2所述的一种防止车辆被削顶的限高装置，其特征在于：所述的挡板(5)的两端分别连接有转轴(11)，转轴(11)分别插设在上述支撑竖杆(1)内，并与支撑竖杆(1)通过轴承连接；上述挡板旋转驱动组件连接在挡板(5)一端的转轴(11)上。
4.根据权利要求3所述的一种防止车辆被削顶的限高装置，其特征在于：所述的挡板旋转驱动组件包括支撑板(10)、电机(8)及减速机(9)，其中，上述支撑板(10)固定设置于支撑竖杆(1)的侧部，并向外侧延伸；上述电机(8)及减速机(9)设置于支撑板(10)上，电机(8)的输出轴插入减速机(9)内，减速机(9)的输出端与上述转轴(11)连接，以便驱动转轴(11)带动挡板(5)旋转。
5.根据权利要求4所述的一种防止车辆被削顶的限高装置，其特征在于：所述的染料喷射组件包括储料罐(6)及喷射头(7)，其中，储料罐(6)设置于挡板(5)上，其内储存有染料；上述喷射头(7)通过连接管连接于储料罐(6)上，储料罐(6)内的染料经连接管进入喷射头(7)内。
6.根据权利要求5所述的一种防止车辆被削顶的限高装置，其特征在于：所述的喷射头(7)包括至少二个，喷射头(7)与道路的车道对应间隔设置，一条车道对应设有一个喷射头(7)；喷射头(7)上设有气阀开关；上述连接管上设置气泵，气泵将连接管内的染料压向喷射头，气泵的控制开关与后台计算机连接，当气泵提供的气压大于喷射头(7)气阀的设定值时，气阀打开，染料经喷射头(7)喷出。
7.一种如权利要求1所述的防止车辆被削顶的限高系统，其特征在于：包括测速测高标杆(01)、后台计算机及分别与后台计算机连接的感应模块、旋转执行模块及喷料执行模块，其中，上述测速测高标杆对车辆(02)进行行驶速度及车辆高度测量，并将信息传递至后台计算机；未超过设定值时，车辆(02)正常通过限高架(03)；超过设定值时，由后台计算机计算旋转角度，并发送指令至控制旋转执行模块旋转，便于车辆(02)通过限高架(03)；上述感应模块实时感应车辆(02)与限高架(03)之间的距离，并对车辆(02)进行拍摄后，将记录信息传递至后台计算机；当车辆(02)与限高架(03)之间的距离为0.3-0.8米时，后台计算机发送指令给喷料执行模块，喷料执行模块喷射染料至车辆(02)头部，以便警示驾驶员。
8.根据权利要求7所述的一种防止车辆被削顶的限高系统，其特征在于：所述的感应模块包括分别与后台计算机连接的摄像头(3)及激光测距头(4)，摄像头(3)及激光测距头(4)设置于限高架(03)的横杆(2)侧壁上，以分别对朝限高架(03)行驶的车辆(02)进行拍摄记录及实时测量车辆(02)与限高架(03)之间的距离；
所述的旋转执行模块包括依次连接的电机(8)、减速机(9)、转轴(11)及挡板(5)，其中，上述减速机(9)与后台计算机连接；后台计算机内设定的限制高度为挡板(5)的底面与地面之间的距离，当测速测高标杆(01)检测到的车辆(02)实际高度高于限制高度时，后台计算机根据限制高度与车辆实际高度的高度差及挡板(5)自身的高度，计算出挡板(5)的底面与车辆实际高度平齐需要旋转的角度，并通过减速机(9)控制挡板(5)旋转该角度；
所述的喷料执行模块包括储料罐(6)、气泵及喷射头(7)，其中，上述气泵设置于连接储料罐(6)与喷射头(7)的连接管上，并于后台计算机连接，后台计算机接收激光测距头测量的车辆(02)与限高架(03)之间的实时距离，当距离达到0.5米时，发送指令至气泵，气泵泵入气体至连接管内，使连接管内气压超出喷射头(7)气阀的设定值，气阀打开喷射头(7)，以便喷出染料至车辆(02)的头部。
9.一种防止车辆被削顶的限高方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
S1、测速测高标杆测量车辆的车速及测高：如果车辆高度未超过限制高度，则车辆正常通过限位杆；
S2、将车辆高度及车速信息发送至后台计算机：若步骤S1中车辆高度超过限制高度，则测速测高标杆记录车辆的行驶速度及车辆高度信息，并将信息发送至后台计算机；
S3、电机通过减速机带动挡板翻转：后台计算机根据测量的车辆实际高度、限制高度及挡板自身高度计算出旋转角度，并发送指令至减速机，使挡板翻转，直至挡板底面与车辆顶面平齐；
S4、激光测距头测量车头与限高架距离：位于限高架横杆上的激光测距头对向限高架行驶的车辆进行实时测量；
S5、喷射头喷出染料：当步骤S4中激光测距头测量的车辆与限高架之间的距离为0.5米时，后台计算机发送喷料指令至气泵，使气泵控制喷射头喷出染料至车头部。
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