CN108316176B - 一种减速带与停车杆的气压联动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减速带与停车杆的气压联动装置，包括减速带机构、气压传动机构、停车杆机构和控制系统。减速带机构用于实现车辆在停车杆前的减速，并将车轮作用于减速带机构的能量通过气压传动机构传输至停车杆机构，从而驱动停车杆的运动。控制系统可由门卫操作，或者根据传感器信息和ETC系统自动工作，通过控制电磁阀的开关实现停车杆的上升与下降。本发明实现了对车辆通过减速带时振动冲击能量的回收，并用于驱动停车杆的运动，相比于传统的停车杆驱动系统，降低了系统的能耗。

Description

一种减速带与停车杆的气压联动装置

技术领域

本发明属于汽车交通研究领域，具体涉及一种减速带与停车杆的气压联动装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，汽车保有量激增，汽车停放问题日益严重，需要更多的停车场来停放更多的汽车。传统的停车场出入口需要设有减速带、停车杆和门卫室以控制汽车的通行，这需要耗费大量的能量来控制停车杆的上升和下降，而停车杆前往往会设置减速带，以降低即将通过车辆的速度，汽车在停车杆前也需要制动减速，并在停车杆升起后再加速通过。车辆在停车杆前的动能将转化为减速带对车辆的振动冲击能量和制动系统的热能，考虑到减速带和停车杆是门闸系统中必不可少的两部分，如果能够利用减速带对通过车辆的部分动能进行回收，并用于驱动减速带的上升和下降，节省的能量则是相当可观的。

申请号为201710133444.6的一种带有发电装置的智能减速带及其控制方法，该发明的减速带可以上下运动，将汽车经过减速带时的振动冲击能量回收，通过连杆机构转化为电能，但该发明没有涉及具体的能量再利用方案。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种减速带与停车杆的气压联动装置，利用汽车通过减速带时产生的振动冲击能量驱动停车杆运动，同时保证汽车低速通过减速带的舒适性以及汽车在停车杆前及时制动减速，而提供的一种利用减速带驱动的停车杆及其控制方法。当汽车通过减速带时，产生的振动冲击将带动气压缸内活塞的运动，形成高压气体，并通过控制阀门的导通和截止，实现停车杆的上升和下降。通过减速带进行能量回收，并驱动停车杆运动，相比于传统的停车杆驱动系统，降低了系统的的能量消耗。

本发明的技术方案是：一种减速带与停车杆的气压联动装置，包括减速带机构、气压传动机构、停车杆机构和控制系统；

所述气压传动机构包括活塞、气压缸、单向阀一、单向阀二、蓄能器、两位三通阀和气压马达；所述活塞置于所述气压缸中，且活塞的活塞杆尾端与所述减速带机构的减速带的底部固定连接，所述蓄能器通过管道分别与气压缸以及气压马达的进气口连通，所述单向阀二安装在蓄能器与气压缸连接的管道上，所述单向阀一与气压缸连接；所述两位三通阀安装在蓄能器与气压马达的连接管道上；

所述控制系统包括控制开关，所述控制开关分别与所述两位三通阀和停车杆机构连接，控制开关通过控制两位三通阀使停车杆机构的停车杆上升和下降。

上述方案中，所述减速带机构包括减速带、弹性部件、基座和若干导杆；所述减速带安装在基座上，所述基座底部设有通孔；所述导杆的一端穿过所述通孔与减速带的底部连接，导杆可在通孔中上下运动，所述弹性部件设在所述导杆上，并与所述导杆同轴；

上述方案中，所述减速带机构还包括限位块一，所述限位块一置于基座底部，限制所述减速带的下极限位置。

上述方案中，所述弹性部件为复位弹簧，所述复位弹簧套在所述导杆上。

上述方案中，所述减速带的横截面为梯形，所述减速带上表面与路面平行；所述基座下表面与路面保持平行。

上述方案中，所述停车杆机构包括电磁离合器、齿轮、限位块二、停车杆和限位块三；所述电磁离合器一端与所述齿轮一端同轴固定连接，另一端安装在停车杆壳体上；所述限位块二和所述限位块三分别安装在停车杆壳体上；所述限位块二限制所述停车杆下落时的下极限位置；所述限位块三限制所述停车杆上升时的上极限位置；所述齿轮与所述气压马达啮合；所述停车杆一端与所述齿轮另一端同轴固定连接。

上述方案中，所述控制系统还包括压力传感器和雷达传感器；压力传感器和雷达传感器分别与控制开关电连接；

所述压力传感器安装在所述限位块三上，用于检测所述停车杆是否上升至上极限位置，并将信号传送给所述控制开关，所述控制开关根据所述信号控制所述电磁离合器的结合；

所述雷达传感器安装在所述停车杆上，用于检测汽车是否完全通过所述停车杆，并将信号传送给所述控制开关，控制开关通过两位三通阀控制电磁离合器分离。

上述方案中，所述控制系统还包括ETC系统；所述ETC系统与控制开关连接；所述ETC系统检测ETC车载器信号并传送到控制开关，控制开关通过控制两位三通阀使停车杆机构的停车杆上升和下降。

上述方案中，所述蓄能器上安装溢流阀。

上述方案中，所述气压马达的出气口连接节流阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明减速带可以上下运动，在保证汽车低速通过的舒适性和及时减速的安全性的同时，并将车轮作用于减速带机构的能量通过气压传动机构传输至停车杆机构，可以进行一定程度的能量回收，利用减速带回收的能量驱动停车杆的运动，不再需要为停车杆提供驱动能量。控制系统可由门卫操作，或者根据传感器信息和ETC系统自动工作，通过控制电磁阀的开关实现停车杆的上升与下降；操作简便，符合实际情况，且保证了汽车驶出的及时性和安全性。本发明实现了对车辆通过减速带时振动冲击能量的回收，并用于驱动停车杆的运动，相比于传统的停车杆驱动系统，降低了系统的能耗。

2.本发明采用气压传动机构进行能量转化和传输，其结构较为简单，以气体作为传输介质，取之不尽且清洁无污染。

3.本发明由于停车杆的下降运动由门卫或传感器分别操作，操作简便，响应及时，能根据不同情况自由切换模式，保证不同车辆通过后的安全性。

4.本发明所述溢流阀的作用是保护所述蓄能器，在所述蓄能器压力过高时，将过多气体排出到空气中。

5.本发明所述节流阀的作用是在回路中形成阻尼，减缓停车杆上升和下降的速度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为停车杆结构右视图；

图3为门卫操作停车杆上升时的结构示意图；

图4为门卫操作停车杆下降时的结构示意图；

图5为ETC系统操作停车杆上升时的结构示意图；

图6为传感器操作停车杆下降时的结构示意图；

图7为减速带自动上升时的结构示意图。

图中，1、减速带，2、复位弹簧，3、基座，4、限位块一，5、导杆，6、活塞，7、气压缸，8、单向阀一，9、单向阀二，10、蓄能器，11、溢流阀，12、两位三通阀，13、节流阀，14、电磁离合器，15、齿轮，16、限位块二，17、停车杆，18、限位块三，19、压力传感器，20、雷达传感器，21、气压马达，22、控制开关。

具体实施方式

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，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示为本发明所述减速带与停车杆的气压联动装置的结构示意图，主要包括减速带机构、气压传动机构、停车杆机构和控制系统。

所述减速带机构包括减速带1、复位弹簧2、基座3、限位块一4和若干导杆5；所述减速带机构包括减速带1、弹性部件、基座3和若干导杆5；所述减速带1安装在基座3上，所述基座3底部设有通孔；所述导杆5的一端穿过所述通孔与减速带1的底部连接，导杆5可在通孔中上下运动，所述弹性部件设在所述导杆5上，并与所述导杆5同轴；所述限位块一4置于基座3底部，限制所述减速带1的下极限位置。

所述减速带1的横截面为梯形，减速带1的底部固定安装若干导杆5，所述减速带1上表面与路面平行；所述复位弹簧2套在所述导杆5上，并与所述导杆5同轴，所述复位弹簧2处于压缩状态，其弹性刚度应保证多数汽车通过所述减速带时，都能使所述减速带1克服阻力向下移动至所述限位块一4处；所述基座3安装在路面下，形成一个供所述减速带1移动的工作空间，所述基座3下表面与路面保持平行，所述基座3上有通孔，并与基座3下表面垂直；所述限位块一4置于基座3下表面上，用于限制所述减速带1的下极限位置，避免所述减速带1与所述基座3下表面产生碰撞，并使所述减速带1达到下极限位置时，其上表面与路面处于同一水平面上；所述导杆5布置在所述基座3的通孔中，并可以在通孔中运动，所述导杆5用于限制所述减速带1的移动方向和上极限位置，保证所述减速带1的移动为相对于基座3的垂直上下运动。

所述气压传动机构包括活塞6、气压缸7、单向阀一8、单向阀二9、蓄能器10、溢流阀11、两位三通阀12、节流阀13和气压马达21；所述活塞6置于所述气压缸7中，且活塞6的活塞杆尾端与所述减速带机构的减速带1的底部固定连接，所述蓄能器10通过管道分别与气压缸7以及气压马达21的进气口连通，所述单向阀二9安装在蓄能器10与气压缸7连接的管道上，所述单向阀一8与气压缸7连接；所述两位三通阀12安装在蓄能器10与气压马达21的连接管道上。

如图1和图2所示，所述停车杆机构包括电磁离合器14、齿轮15、限位块二16、停车杆17和限位块三18。所述电磁离合器14一端与所述齿轮15一端同轴固定连接，另一端安装在停车杆装置壳体上，其作用是控制所述齿轮15是否连接在停车杆装置壳体上；所述限位块二16和所述限位块三18都安装在停车杆装置壳体上；所述限位块二16用于限制所述停车杆17下落时的下极限位置；所述限位块三18用于限制所述停车杆17上升时的上极限位置；所述齿轮15与所述气压马达21啮合；所述停车杆17一端与所述齿轮另一端同轴固定连接。

当车辆通过减速带1时，所述活塞6与所述减速带1向下运动，将车辆通过所述减速带1时产生的振动冲击能量转化为气体压力，气压缸7的缸内气体通过所述单向阀二9，并利用所述蓄能器10对高压气体进行存储，当车轮碾压过减速带1后，在复位弹簧2的作用下，所述活塞6和所述减速带1向上运动回复原位，并将空气的气体经过所述单向阀一8吸入所述气压缸7中，准备下一次能量转化；所述蓄能器10将所述气压缸7中传送来的高压气体储存起来；初始状态下，所述两位三通阀12左通，允许车辆通过时，控制所述两位三通阀12右通，则所述储能器10中的高压气体流向所述气压马达21，带动所述气压马达21旋转，然后经过所述节流阀13流向空气，所述气压马达21带动停车杆17上升；当车辆完全通过后停车杆17后，控制所述两位三通阀12左通，使停车杆17在自重的作用下下降；所述溢流阀11的作用是保护所述蓄能器10，在所述蓄能器10压力过高时，将过多的气体排出到空气中；所述节流阀13的作用是在回路中形成阻尼，减缓停车杆17上升和下降的速度。

所述控制系统包括压力传感器19、雷达传感器20、两位三通阀12、电磁离合器14、ETC系统和控制开关22。控制开关22分别与压力传感器19、雷达传感器20和ETC系统电连接。初始状态下，所述两位三通阀12左通，所述电磁离合器14接合，避免外力使所述停车杆17抬起。门卫可以操作所述控制开关22，通过控制所述两位三通阀12右通，所述电磁离合器14分离，实现所述停车杆17的上升运动，允许汽车通过；所述压力传感器19安装在所述限位块三18上，用于检测所述停车杆17是否上升至上极限位置并与所述限位块三18接触，当所述停车杆17上升至上极限位置时，所述压力传感器19将信号传送给所述控制开关22，所述控制开关22控制所述电磁离合器14接合，使所述齿轮15无法传动，保持此时所述停车杆17的位置；当汽车安全通过所述停车杆17后，门卫操作，控制所述电磁离合器14分离和所述两位三通阀12左通，实现所述停车杆17的下降运动，此时所述雷达传感器20不作用。所述ETC系统针对装有ETC车载器的汽车，无需门卫操作，当检测到装有ETC车载器的汽车行驶过来时，ETC车载器将信号传送给所述控制开关22，控制所述两位三通阀12右通、所述电磁离合器14分离，实现所述停车杆17的上升运动，当所述停车杆17上升至上极限位置时，所述压力传感器19将信号传送给所述控制开关22，所述控制开关22控制所述电磁离合器14接合，使所述齿轮15无法转动，保持此时所述停车杆17的位置；所述雷达传感器20安装在所述停车杆17上，用于检测汽车是否完全通过所述停车杆17，当汽车完全通过所述停车杆17后，将信号传送给所述控制开关22，控制所述两位三通阀12左通、所述电磁离合器14分离，实现所述停车杆17的下降运动。所述控制开关22接收所述压力传感器19、所述雷达传感器20、所述ETC系统和门卫传送的信号，识别处理各种信号，通过控制所述两位三通阀12和所述电磁离合器14实现上述各种工况。

如图3所示为门卫操作停车杆17上升时的结构示意图，汽车通过减速带1时，所述减速带机构下降，并带动所述活塞6向下运动，将所述气压缸7中的高压气体经过所述单向阀一8传输至所述蓄能器10中。待门卫同意汽车通过后，通过操作所述控制开关22控制所述两位三通阀12右通，所述电磁离合器14分离，所述蓄能器10则将高压气体传输至所述气压马达21中，带动所述气压马达21旋转，从而使所述停车杆17上升，最终与所述限位块三18接触，当所述限位块三18上的所述压力传感器19检测到此动作后，将信号传送给所述控制开关22，控制所述电磁离合器14结合，锁住此时所述停车杆17的位置。

如图4所示为门卫操作停车杆下降时的结构示意图，当门卫观察到汽车完全通过停车杆17后，通过操作所述控制开关22控制所述两位三通阀12左通，所述电磁离合器14分离，此时所述停车杆17在自重的作用下向运动，带动所述气压马达21旋转，空气中的气体流向所述气压马达21后，又流入空气中，形成回路。所述停车杆17下降，最终与所述限位块二16接触。

如图5所示为ETC系统操作停车杆上升时的结构示意图。若汽车装有ETC车载器，无需门卫操作，直接将信号直接传送所述控制开关22，所述控制开关22控制所述两位三通阀12右通，所述电磁离合器14分离，所述蓄能器10则将高压气体传输至所述气压马达21中，带动所述气压马达21旋转，从而使所述停车杆17上升，最终与所述限位块三18接触，当所述限位块三18上的所述压力传感器19检测到此动作后，将信号传送给所述控制开关22，控制所述电磁离合器14接合，锁住此时所述停车杆17的位置。

如图6所示为传感器操作停车杆下降时的结构示意图，当所述雷达传感器20检测到汽车完全通过所述停车杆17时，将信号传送给所述控制开关22，所述控制开关22控制所述两位三通阀12左通，所述电磁离合器14分离，此时所述停车杆17在自重的作用下向运动，带动所述气压马达21旋转，空气中的气体流向所述气压马达21后，又流入空气中，形成回路。所述停车杆17下降，最终与所述限位块二16接触。

如图7所示为减速带自动上升时的结构示意图，在汽车经过所述减速带1后，所述复位弹簧2一因受到压缩而产生弹力，带动所述减速带1和所述活塞6上升，直到达到上极限位置。即所述减速带1的下表面与路面处在同一水平面上。由于所述活塞6上升，所述气压缸7容积增大，空气中的气体经过所述单向阀一8被吸入所述气压缸7中，等待下一次能量回收。当所述减速带1被多次下压后，所述储能器10中能量就会增多，当超过一定压力值时，多余的气体就会通过所述溢流阀11流向空气中。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种减速带与停车杆的气压联动装置，其特征在于，包括减速带机构、气压传动机构、停车杆机构和控制系统；

所述气压传动机构包括活塞(6)、气压缸(7)、单向阀一(8)、单向阀二(9)、蓄能器(10)、两位三通阀(12)和气压马达(21)；所述活塞(6)置于所述气压缸(7)中，且活塞(6)的活塞杆尾端与所述减速带机构的减速带(1)的底部固定连接，所述蓄能器(10)通过管道分别与气压缸(7)以及气压马达(21)的进气口连通，所述单向阀二(9)安装在蓄能器(10)与气压缸(7)连接的管道上，所述单向阀一(8)与气压缸(7)连接；所述两位三通阀(12)安装在蓄能器(10)与气压马达(21)的连接管道上；

所述停车杆机构包括电磁离合器(14)、齿轮(15)、限位块二(16)、停车杆(17)和限位块三(18)；所述电磁离合器(14)一端与所述齿轮(15)一端同轴固定连接，另一端安装在停车杆壳体上，电磁离合器(14)和控制开关(22)电连接；所述限位块二(16)和所述限位块三(18)分别安装在停车杆壳体上；所述限位块二(16)限制所述停车杆(17)下落时的下极限位置；所述限位块三(18)限制所述停车杆(17)上升时的上极限位置；所述齿轮(15)与所述气压马达(21)啮合；所述停车杆(17)一端与所述齿轮(15)另一端同轴固定连接；

所述控制系统包括控制开关(22)，所述控制开关(22)分别与所述两位三通阀(12)和停车杆机构连接，控制开关(22)通过控制两位三通阀(12)使停车杆机构的停车杆上升和下降。

2.根据权利要求1所述的减速带与停车杆的气压联动装置，其特征在于，所述减速带机构包括减速带(1)、弹性部件、基座(3)和若干导杆(5)；所述减速带(1)安装在基座(3)上，所述基座(3)底部设有通孔；所述导杆(5)的一端穿过所述通孔与减速带(1)的底部连接，导杆(5)可在通孔中上下运动，所述弹性部件设在所述导杆(5)上，并与所述导杆(5)同轴。

3.根据权利要求1所述的减速带与停车杆的气压联动装置，其特征在于，所述减速带机构还包括限位块一(4)，所述限位块一(4)置于基座(3)底部，限制所述减速带(1)的下极限位置。

4.根据权利要求2所述的减速带与停车杆的气压联动装置，其特征在于，所述弹性部件为复位弹簧(2)，所述复位弹簧(2)套在所述导杆(5)上。

5.根据权利要求2所述的减速带与停车杆的气压联动装置，其特征在于，所述减速带(1)的横截面为梯形，所述减速带(1)上表面与路面平行；所述基座(3)下表面与路面保持平行。

6.根据权利要求1所述的减速带与停车杆的气压联动装置，其特征在于，所述控制系统还包括压力传感器(19)和雷达传感器(20)；压力传感器(19)和雷达传感器(20)分别与控制开关(22)电连接；

所述压力传感器(19)安装在所述限位块三(18)上，用于检测所述停车杆(17)是否上升至上极限位置，并将信号传送给所述控制开关(22)，所述控制开关(22)根据所述信号控制所述电磁离合器(14)的结合；

所述雷达传感器(20)安装在所述停车杆(17)上，用于检测汽车是否完全通过所述停车杆(17)，并将信号传送给所述控制开关(22)，控制开关(22)通过两位三通阀(12)控制电磁离合器(14)分离。

7.根据权利要求1或6所述的减速带与停车杆的气压联动装置，其特征在于，所述控制系统还包括ETC系统；所述ETC系统与控制开关(22)连接；所述ETC系统检测ETC车载器信号并传送到控制开关(22)，控制开关(22)通过控制两位三通阀(12)使停车杆机构的停车杆上升和下降。

8.根据权利要求1所述的减速带与停车杆的气压联动装置，其特征在于，所述蓄能器(10)上安装溢流阀(11)。

9.根据权利要求1所述的减速带与停车杆的气压联动装置，其特征在于，所述气压马达(21)的出气口连接节流阀(13)。