CN105839555B - 一种智能升降式道路强制减速带 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能升降式道路强制减速带，包括车速智能检测与判断系统、电源模块、升降驱动装置、铁质的阶梯状升降台、两滑块、两弹簧及两保护缸套；升降驱动装置与阶梯状升降台连接，控制阶梯状升降台升降；两滑块分别安装在阶梯状升降台上部的两侧，滑块内设有通电螺线衔铁，两滑块分别通过弹簧与两保护缸套连接；通电螺线衔铁和升降驱动装置分别与车速智能检测与判断系统连接；车速智能检测与判断系统分别与电源模块连接。该发明通过两次车速智能检测与判断来控制减速带垂直障碍高度，对超速车辆实现强制减速和警示，保证按限速规定行驶车辆的安全性和乘坐舒适性，解决了人车混杂路段交通混乱特别是车辆违反限速标准导致安全隐患。

Description

一种智能升降式道路强制减速带

技术领域

本发明属于道路交通安全设施领域，具体的说是涉及一种智能升降式道路强制减速带。

背景技术

智能升降式道路强制减速带是一种结合机械、电子、磁等技术，用来保障行人和车辆安全的道路交通基础专用设施，可广泛应用于工矿企业、学校、广场、步行街、住宅小区入口、公共停车场等车辆流量大且需限速慢行的路段和容易引发交通事故的路段。由于这些场所往往会有大流量的汽车、货车、摩托车、电动车、自行车等车辆通行，而且还会包括有老人、小孩、孕妇、残疾人等行人穿行，很容易就形成人车混杂特殊现象，那么道路上行驶车辆极有可能因超速导致车辆追尾、刮擦、碰撞等安全事故，而且对行人人身安全以及摩托车、电动车、自行车等小型车辆安全驾驶带来极大的隐患。据相关统计数据分析可知：行驶车辆超速是限速区域内道路安全交通事故的首要原因，常常可见限速区内因车辆超速引发的交通安全事故，轻则破皮出血，重则伤经断骨，甚至车毁人亡。目前国内使用的道路减速带，有些减速带的障碍高度设置过低，虽能起到一定的限速警示作用，但对于缺乏安全驾驶意识的人员来说难以起到实质性减速目的，容易因车速过快而导致安全交通事故；而有些减速带的障碍高度设置过高且不可调，一旦固定安装好了之后，其障碍高度就不能调整了，这类减速带虽然强制车辆降速功能明显，但对于低速行驶通过的车辆而言，同样会降低驾驶人行车安全感和乘坐舒适性的期望值，因为强烈的瞬态振动冲击，会使驾驶员和乘坐人员的舒适度降低，车辆行驶安全性降低，即安全感变小。而且这种振动冲击很容易对通过车辆造成机械零部件结构和电子元器件疲劳损伤，甚至功能失效酿成安全交通事故。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够保证按限速规定行驶车辆的安全性和乘坐舒适性，解决人车混杂路段交通混乱特别是车辆违反限速标准导致安全隐患，保证道路车辆和行人安全的智能升降式道路强制减速带。

本发明提供以下技术方案：一种智能升降式道路强制减速带，包括车速智能检测与判断系统、电源模块、升降驱动装置、铁质的阶梯状升降台、两滑块、两弹簧及两保护缸套；升降驱动装置与阶梯状升降台连接，控制阶梯状升降台升降；所述的两滑块分别安装在阶梯状升降台上部的两侧，滑块内设有通电螺线衔铁，两滑块分别通过弹簧与两保护缸套连接；通电螺线衔铁和升降驱动装置分别与车速智能检测与判断系统连接；车速智能检测与判断系统分别与电源模块连接。

上述的智能升降式道路强制减速带中，所述的升降驱动装置包括驱动电机、连杆、曲柄，所述的驱动电机的输出轴与曲柄连接，曲柄的端部与连杆的下端铰接，连杆的上端与阶梯状升降台铰接；驱动电机与车速智能检测与判断系统连接。

上述的智能升降式道路强制减速带中，车速智能检测与判断系统包括两组地感线圈、信号稳压电路、单片机及继电器；每组地感线圈包括两个地感线圈，地感线圈通过信号稳压电路与单片机连接，继电器用于单片机控制驱动电机。

上述的智能升降式道路强制减速带中，所述的阶梯状升降台顶面上设有橡胶壳体，橡胶壳体底面与两保护缸套的顶面之间分别设有机械密封。

上述的智能升降式道路强制减速带中，所述的驱动电机和曲柄安装在保护壳内，保护壳位于阶梯状升降台的下方。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过车速智能检测与判断来自动控制减速带垂直障碍高度，利用电机带动曲柄运动实现阶梯式升降台的上下调节，以达到快速响应强制性减速目的，具有较好的限速警示效果；本发明通过采用两次车速检测与判断方式，以在车速提示限速距离内抬高减速带升降台高度给驾驶员一次减速提醒，在靠近减速带时若车速低于限速值，升降台则复位，让车辆平稳通过减速带；该发明集成强制限速和限速警示双重功能，整体结构简单，设计巧妙，工程实用性强，易于安装和维护，能有效解决人车混杂路段交通混乱特别是车辆违反限速标准导致安全隐患难题，以保证道路车辆和行人安全。

附图说明

图1为本发明复位状态下的结构示意图。

图2为本发明抬高状态下的结构示意图。

图3为本发明的原理示意图。

图4为本发明的车速智能检测与判断系统程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1-4所示，本发明车速智能检测与判断系统13、升降驱动装置、阶梯式升降台、双滑块限位装置、电源模块14。所述的升降驱动装置，包括连杆9、曲柄11、驱动电机10及保护壳8。所述的驱动电机10的输出轴上设有曲柄11，曲柄11的端部与连杆9的一端铰接，连杆9的另一端与阶梯式升降台铰接。驱动电机10和曲柄11位于保护壳8内。驱动电机10用于阶梯状升降台7的驱动；保护壳8用于提供地面下曲柄式电机驱动装置独立空间，避免进水漏电。所述的升降驱动装置不仅局限于曲柄连杆机构和电机构成；还可以由液压缸或者电动推杆替代。

所述的阶梯式升降台包括橡胶壳体1及阶梯状升降台7。橡胶壳体1安装在阶梯状升降台7的顶面上，阶梯状升降台7与连杆9铰接。橡胶壳体1用于保护本发明，以便行驶车辆顺利通行。

所述的双滑块限位装置包括两个滑块4、两个弹簧5及两个保护缸套6；所述的滑块4内设有通电螺线衔铁3，两滑块4分别设置在阶梯状升降台7上部的两侧面；两个滑块4分别通过弹簧5与两保护缸套6内侧壁连接。两保护缸套6的顶面与橡胶壳体1的底面之间设有梳齿式机械密封2，梳齿式机械密封2用于防止道路表面的雨水进入本发明阶梯状升降台7的安装槽内。

所述车速智能检测与判断系统，其特征在于包括：两组地感线圈（地感线圈I 15和地感线圈Ⅱ16为一组、地感线圈Ⅲ 19和地感线圈Ⅳ 20为一组）、信号稳压电路17、MCS51系列单片机18及继电器21，所述的每组地感线圈包括两个地感线圈，地感线圈I 15、地感线圈Ⅱ16、地感线圈Ⅲ 19和地感线圈Ⅳ 20分别通过信号稳压电路17与单片机18连接，单片机18与电源模块14连接，单片机18通过继电器21与曲柄式电机驱动装置的驱动电机10连接，控制驱动电机10动作。

如图3、4所示，本发明使用时，首先将本发明的两组地感线圈（地感线圈I 15和地感线圈Ⅱ16为一组、地感线圈Ⅲ 19和地感线圈Ⅳ 20为一组）、升降驱动装置、阶梯式升降台、双滑块限位装置水平埋设在道路12内，阶梯状升降台7位于两组地感线圈的后方。两组地感线圈由电源模块14向其持续供给24v电压，以在地感线圈周围形成稳定磁场，当车辆通过地感线圈I 15时，车辆金属底盘会导致磁场磁通量的变化，引起感应线圈I 15电感量变化，会产生一个脉冲信号，经过信号稳压电路调理后，由单片机中计时器触发开始计时，当车辆通过相邻的地感线圈Ⅱ 16时，也会产生一个脉冲信号，触发单片机计时器终止计时，由此可计算出通过两个地感线圈的时间差∆T，由于∆S 为地感线圈Ⅰ15和地感线圈Ⅱ 16之间的距离，可在单片机18中预先设置，建议值为0.5~1.0米，根据V = ∆S / ∆T，则可由单片机中车辆速度检测程序计算出此时车辆车速V1值。

然后将V1送入单片机中的车速逻辑比较程序，通过与限速设置模块设定的初始限速值V0进行比较。如图4所示，若V1≥V0，则输出高电平信号，触发电磁继电器，启动驱动电机10，带动曲柄11旋转π（即180°），通过连杆9将升降台从原点推至最高障碍位置。与此同时，单片机给通电螺线管信号，通电螺线衔铁3得电，产生强大的电磁力，吸住铁制阶梯状升降台7的侧面，从而带动滑块滑向阶梯状升降台7，以卡住阶梯状升降台7实现限位功能（双滑块限位装置可根据道路宽度，沿着减速带纵向两侧对称布置），如图2所示状态。反之则驱动电机10和通电螺线衔铁3均不动作，如图1所示状态。

接着车辆继续前行，当车辆进入第二组地感线圈（地感线圈Ⅲ 19和地感线圈Ⅳ20）时，同样按照上面所述进行车速检测和智能判断。若司机在看到减速带高度抬升后迅速减速，即当V2<V0，单片机给通电螺线衔铁3信号，衔铁断电，电磁力消失，滑块在拉伸弹簧5作用下远离阶梯状升降台7而复位。同时，单片机输出高电平信号，触发电磁继电器，启动驱动电机10，带动曲柄11旋转π，通过连杆9将阶梯状升降台7从最高障碍位置推回原点位置，给驾驶员以减速警示作用，车辆则在限速值以下安全平稳通过减速带。若司机在看到减速带高度抬升后仍未减速，或者减速不够时，即当V2≥V0，单片机则输出低电平信号，即驱动电机10和通电螺线衔铁3均不同动作，维持原状，即阶梯状升降台7维持在最高障碍位置，使得超速行驶车辆在通过减速带时则会明显感觉剧烈的振动，这种剧烈的振动会从轮胎经由车身及座椅传递给驾驶人，垂直曲线会产生一个垂直方向的加速度，产生强烈的生理刺激(包括振动刺激和视觉刺激)以及心理刺激，从而迫使驾驶人降低车辆行车速度，达到强制减速目的。

最后，当车辆车速V2未低于限速值V0而通过减速带后，即当V1≥V0和V2≥V0，V1<V0和V2≥V0这两种情况时，单片机由延时模块发出高电平信号，延时具体值t可根据t = L2/ V0 + t0来计算，其中L2为地感线圈22与减速带之间距离，t0为延时初始值（可视具体情况选择3-6 s）。单片机18给通电螺线衔铁3信号，通电螺线衔铁3断电，电磁力消失，滑块4在弹簧5作用下远离阶梯状升降台7而复位。同时，单片机18给出的高电平触发继电器21，启动驱动电机10，带动曲柄11旋转π，从而阶梯状升降台7从最高障碍位置返回原点位置而回位。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种智能升降式道路强制减速带，其特征是：包括车速智能检测与判断系统、电源模块、升降驱动装置、铁质的阶梯状升降台、两滑块、两弹簧及两保护缸套；升降驱动装置与阶梯状升降台连接，控制阶梯状升降台升降；所述的两滑块分别安装在阶梯状升降台上部的两侧，滑块内设有通电螺线衔铁，两滑块分别通过弹簧与两保护缸套连接；通电螺线衔铁和升降驱动装置分别与车速智能检测与判断系统连接；车速智能检测与判断系统分别与电源模块连接；

所述的升降驱动装置包括驱动电机、连杆、曲柄，所述的驱动电机的输出轴与曲柄连接，曲柄的端部与连杆的下端铰接，连杆的上端与阶梯状升降台铰接；驱动电机与车速智能检测与判断系统连接；

车速智能检测与判断系统包括两组地感线圈、信号稳压电路、单片机及继电器；每组地感线圈包括两个地感线圈，地感线圈通过信号稳压电路与单片机连接，继电器用于单片机控制驱动电机；

车辆进入第一组地感线圈，单片机中的车辆速度检测程序计算车辆车速V1值，将V1送入单片机中的车速逻辑比较程序，通过与限速设置模块设定的初始限速值V0进行比较，若V1≥V0，则输出高电平信号，触发电磁继电器，启动驱动电机，带动曲柄旋转180°，通过连杆将升降台从原点推至最高障碍位置；同时，单片机给通电螺线管信号，通电螺线衔铁得电，产生强大的电磁力，吸住铁质阶梯状升降台的侧面，从而带动滑块滑向阶梯状升降台，以卡住阶梯状升降台实现限位功能；若V1<V0，则驱动电机和通电螺线衔铁均不动作；

当车辆进入第二组地感线圈，单片机中的车辆速度检测程序计算车辆车速V2值，将V2送入单片机中的车速逻辑比较程序，通过与限速设置模块设定的初始限速值V0进行比较，若V2<V0，单片机给通电螺线衔铁信号，衔铁断电，电磁力消失，滑块在弹簧作用下远离阶梯状升降台而复位；同时，单片机输出高电平信号，触发电磁继电器，启动驱动电机，带动曲柄旋转180°，通过连杆将阶梯状升降台从最高障碍位置推回原点位置；若V2≥V0，单片机则输出低电平信号，即驱动电机和通电螺线衔铁均不同动作，阶梯状升降台维持在最高障碍位置。

2.根据权利要求1所述的智能升降式道路强制减速带，其特征是：所述的阶梯状升降台顶面上设有橡胶壳体，橡胶壳体底面与两保护缸套的顶面之间分别设有机械密封。

3.根据权利要求1所述的智能升降式道路强制减速带，其特征是：所述的驱动电机和曲柄安装在保护壳内，保护壳位于阶梯状升降台的下方。