CN107323548B - 自适应调速型履带式车辆限高应急装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了自适应调速型履带式车辆限高应急装置，包括机架、履带轮、履带、直流电机、脆质金属线、压力传感器、信号调理电路、微控制器、转向转速控制电路和触发电路，压力传感器与信号调理电路连接，所述微控制器与信号调理电路连接，所述微控制器的多个引脚接收信号调理电路的多路输出信号并对多路输出信号依照压力传感器的前后位置进行编号且比较各路输出信号的压力值，从而判断哪个编号的压力传感器的压力值最大，由此确定车辆在履带上的位置，并根据车辆的位置控制电机的转向和速度，转向转速控制电路的控制端与微控制器连接，其输出端与直流电机连接，以实现安全交通。

Description

自适应调速型履带式车辆限高应急装置
技术领域
本发明涉及机电制造技术领域，尤其涉及一种自适应调速型履带式车辆限高应急装置。
背景技术
桥梁、隧道等交通设施愈发密集，超高车辆构成安全威胁，需要对过往车辆限制高度。目前采用的主要方式是文字和图标提示，存在如下问题：其可靠性依赖于人的注意力和观察力,以及对货物高度测量、估计、判断的准确度，这种方法可靠性低，造成事故的可能性仍然较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：目前采用的主要方式是文字和图标提示，存在如下问题：其可靠性依赖于人的注意力和观察力,以及对货物高度高度测量、估计、判断的准确度，这种方法可靠性低，造成事故的可能性仍然较大。
为了解决以上问题，本发明采取的技术方案是：自适应调速型履带式车辆限高应急装置，包括机架、履带轮、履带、直流电机、脆质金属线、压力传感器、信号调理电路、微控制器、转向转速控制电路和触发电路，所述履带轮的个数至少四个，每个履带轮通过一固定轮轴固定在机架上且履带轮以固定轮轴为中心旋转，所述履带轮安装在履带中，每个固定轮轴的与履带轮接触的位置处设有压力传感器以感应履带轮给予固定轮轴的压力；所述机架前端的两侧各设置一支撑杆，所述两个支撑杆上端分别设有连接器A和连接器B，所述直流电机固定设在机架的后端，所述直流电机的旋固定轮轴通过传送带与两侧的履带轮连接以驱动履带轮旋转从而带动履带运行，所述触发电路包括5V电源、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接5V电源，另一端连接外部触发端子A，所述第二电阻R2的一端连接外部触发端子B并且连接微控制器输入端，另一端接地,所述外部触发端子A和外部触发端子B分别通过金属缆线A和金属缆线B连接至两支撑杆上端的连接器A和连接器B，所述连接器A和连接器B分别连接脆质金属线的两端，所述压力传感器与信号调理电路连接，所述信号调理电路配备为将各压力传感器输出的模拟信号放大至合理电平并转换成数字信号，并多路传输给微控制器，所述微控制器与信号调理电路连接，所述微控制器的多个引脚接收信号调理电路的多路输出信号并对多路输出信号依照压力传感器的前后位置进行编号且比较各路输出信号的压力值，从而判断哪个编号的压力传感器所承受的压力值最大，从而计算车辆在履带上的位置，并根据车辆的位置控制电机的转向和速度，所述转向转速控制电路配备为驱动直流电机正反转和调速，所述转向转速控制电路的控制端与微控制器连接，其输入端用于连接市电，其输出端与直流电机连接，所述5V电源与信号调理电路、微控制器连接且供电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：避免了其它方法(例如地面弹出障碍物)可能导致的车辆及其人员损伤；较其它方法(例如目前常用的文字和图标提醒的方式)而言，不依赖人的主观性，因而可靠度大增；触发方式：车辆超高→脆质金属线断裂→电信号触发，较其它方式(例如光电转换、超声波等)，每个环节的可靠性极高，因而有效触发的可靠度大增。
附图说明
图1所示为本发明的结构示意图。
图2所示为本发明中的触发电路结构示意图。
图中，机架1、履带轮2、履带3、电机4、脆质金属线5、压力传感器6、固定轮轴7和支撑杆8。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚，下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。
实施例1参考图1，自适应调速型履带3式车辆限高应急装置，包括机架1、履带轮2、履带3、直流电机4、脆质金属线5、压力传感器6、信号调理电路、微控制器、转向转速控制电路和触发电路，所述履带轮2的个数至少四个，每个履带轮2通过一固定轮轴7固定在机架1上且履带轮2以固定轮轴7为中心旋转，所述履带轮2安装在履带3中，每个固定轮轴7的与履带轮2接触的位置处设有压力传感器6以感应履带轮2给予固定轮轴7的压力；所述机架1前端的两侧各设置一支撑杆8，所述两个支撑杆8上端分别设有连接器A和连接器B，所述直流电机4固定设在机架1的后端，所述直流电机4的旋固定轮轴7通过传送带与两侧的履带轮2连接以驱动履带轮2旋转从而带动履带3运行，所述触发电路包括5V电源、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接5V电源，另一端连接外部触发端子A，所述第二电阻R2的一端连接外部触发端子B并且连接微控制器输入端，另一端接地,所述外部触发端子A和外部触发端子B分别通过金属缆线A和金属缆线B连接至两支撑杆8上端的连接器A和连接器B，所述连接器A和连接器B分别连接脆质金属线5的两端，所述压力传感器6与信号调理电路连接，所述信号调理电路配备为将各压力传感器6输出的模拟信号放大至合理电平并转换成数字信号，并多路传输给微控制器，所述微控制器与信号调理电路连接，所述微控制器的多个引脚接收信号调理电路的多路输出信号并对多路输出信号依照压力传感器6的前后位置进行编号且比较各路输出信号的压力值，从而判断哪个编号的压力传感器6所承受的压力值最大，从而计算车辆在履带3上的位置，并根据车辆的位置控制电机的转向和速度，所述转向转速控制电路配备为驱动直流电机4正反转和调速，所述转向转速控制电路的控制端与微控制器连接，其输入端用于连接市电，其输出端与直流电机4连接，所述5V电源与信号调理电路、微控制器连接且供电。为了润滑，所述固定轮轴7表面涂有润滑剂。
在具体应用中，所述信号调理电路包括信号放大电路和模数转化电路，所述信号放大电路的输入端与压力传感器6的输出端连接，所述信号放大电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与微控制器的输入端连接，所述信号放大电路采用型号为TDA2822M的放大器芯片，所述模数转换电路采用模数转换芯片，比如AD7714。
所述压力传感器6采用陶瓷压力传感器6，所述陶瓷压力传感器6嵌在固定轮轴7表面且其感应面与履带轮2接触，所述固定轮轴7上设有一走线槽，所述陶瓷压力传感器6的输出端引出引线通过走线槽连接到信号调理电路的输入端。
所述微控制器由型号为MSP430F2274单片机、晶振电路单元和复位电路单元组成。所述转向转速控制电路采用H桥整流电路。
所述机架1是一个框体，履带3和履带轮2设置在机架1内部，且履带轮2连接的固定轮轴7的两端固定在机架1的两侧，机架1的两端的履带轮2是同步运行的主动轮(图1只显示了其中一个主动轮与电机连接)，其他的履带轮2是从动轮，由履带3带动旋转。
工作原理：按照限高要求，调节脆质金属线5的高度，微控制器以查询或中断的方式读取触发电路的输出信号；当车辆超高时，脆质金属线5断开，触发电路输出低电平给微控制器，微控制器读取测重信号调理电路的多路输出信号，并对多路输出信号依照压力传感器6的前后位置进行编号且比较各路输出信号的压力值，从而判断哪个编号的压力传感器6的压力值最大，从而获知该压力传感器6的位置，即车辆的位置，并与目标控达位置相比较，根据需要目标控达位置一般设置为履带3道路的中点，计算车辆对目标控达位置的偏离量b＝x-x0,其中x和x0分别为当前位置和目标控达位置；根据b的正负调节电机驱动轮转向，如下：若b大于0则，电机驱动履带轮2，履带轮2驱动履带3沿着车辆的逆方向运行；当车辆的速度超过履带3的转速时，b会增大，微控制器则调节占空比，从而提高电机的输入电压，从而增大电机的转速，车辆相对于履带3是倒退的，以使得b小于等于0，则电机保持匀速。
最后应说明的是：上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，对于本技术领域的普通技术人员依然可以对实施例所阐述的技术方案进行修改，而对本发明做出的任何修改和改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.自适应调速型履带式车辆限高应急装置，其特征在于，包括机架、履带轮、履带、直流电机、脆质金属线、压力传感器、信号调理电路、微控制器、转向转速控制电路和触发电路,所述履带轮的个数至少四个，每个履带轮通过一固定轮轴固定在机架上且履带轮以固定轮轴为中心旋转，所述履带轮安装在履带中，每个固定轮轴的与履带轮接触的位置处设有压力传感器以感应履带轮给予固定轮轴的压力；所述机架前端的两侧各设置一支撑杆，所述两个支撑杆上端分别设有连接器A和连接器B，所述直流电机固定设在机架的后端，所述直流电机的旋转轴通过传送带与机架前后端的履带轮连接以驱动履带轮旋转从而带动履带运行，所述触发电路包括5V电源、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接5V电源，另一端连接外部触发端子A，所述第二电阻R2的一端连接外部触发端子B并且连接微控制器输入端，另一端接地,所述外部触发端子A和外部触发端子B分别通过金属缆线A和金属缆线B连接至两支撑杆上端的连接器A和连接器B，所述连接器A和连接器B分别连接脆质金属线的两端，所述压力传感器与信号调理电路连接，所述信号调理电路配备为将各压力传感器输出的模拟信号放大至合理电平并转换成数字信号，并多路传输给微控制器，所述微控制器与信号调理电路连接，所述微控制器的多个引脚接收信号调理电路的多路输出信号并对多路输出信号依照压力传感器的前后位置进行编号且比较各路输出信号的压力值，从而判断哪个编号的压力传感器所承受的压力值最大，从而计算车辆在履带上的位置，并根据车辆的位置控制电机的转向和速度，所述转向转速控制电路配备为驱动直流电机正反转和调速，所述转向转速控制电路的控制端与微控制器连接，其输入端用于连接市电，其输出端与直流电机连接，所述5V电源与信号调理电路、微控制器连接且供电。
2.如权利要求1所述的自适应调速型履带式车辆限高应急装置，其特征在于，所述信号调理电路包括信号放大电路和模数转化电路，所述信号放大电路的输入端与压力传感器的输出端连接，所述信号放大电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与微控制器的输入端连接。
3.如权利要求1所述的自适应调速型履带式车辆限高应急装置，其特征在于，所述压力传感器采用陶瓷压力传感器，所述陶瓷压力传感器嵌在固定轮轴表面且感应面与履带轮接触，所述固定轮轴上设有一走线槽，所述陶瓷压力传感器的输出端引出引线通过走线槽连接到信号调理电路的输入端。
4.如权利要求1所述的自适应调速型履带式车辆限高应急装置，其特征在于，所述微控制器由型号为MSP430F2274单片机、晶振电路单元和复位电路单元组成。
5.如权利要求1所述的自适应调速型履带式车辆限高应急装置，其特征在于，所述转向转速控制电路采用H桥整流电路。
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