CN108343001A - 一种减速带与停车杆的液压联动装置 - Google Patents

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陈龙
秦东方
徐兴
卢山峰
郦路遥
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    • E01F13/06—Arrangements for obstructing or restricting traffic, e.g. gates, barricades ; Preventing passage of vehicles of selected category or dimensions movable to allow or prevent passage by swinging into open position about a vertical or horizontal axis parallel to the road direction, i.e. swinging gates

Abstract

本发明提供了一种减速带与停车杆的液压联动装置，包括减速带机构、液压传动机构、齿轮齿条机构和控制系统。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液压传动机构传输至齿轮齿条机构，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液压联动装置
技术领域
本发明属于汽车交通领域，具体涉及一种减速带与停车杆的液压联动装置。
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道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液压联动装置，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液压缸内活塞的运动，形成高压油液，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液压联动装置，包括减速带机构、液压传动机构、齿轮齿条机构和控制系统；
所述液压传动机构包括活塞一、液压缸一、单向阀一、储油箱、单向阀二、蓄能器、电磁阀一、电磁阀二、液压缸二、活塞二和弹性部件二；所述活塞置于所述液压缸一中，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，蓄能器通过管道分别与液压缸一、液压缸二和储油箱连通，储油箱通过管道与压缸一连接；所述单向阀二安装在蓄能器与液压缸一连接的管道上，所述单向阀一安装在储油箱与液压缸一连接的管道上；所述电磁阀一安装在蓄能器与液压缸二连接的管道上，所述电磁阀二安装在蓄能器与储油箱连接的管道上；所述活塞二置于液压缸二中，活塞二的活塞杆上设有弹性部件二、且活塞二的活塞杆尾端与齿轮齿条机构的齿轮啮合；所述齿轮与所述停车杆连接，带动停车杆同轴转动；
所述控制系统包括控制开关，所述控制开关分别与电磁阀一和电磁阀二连接，控制开关通过控制电磁阀一和电磁阀二使停车杆上升和下降。
上述方案中，所述减速带机构包括减速带、弹性部件一、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，所述弹性部件一设在所述导杆上，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，所述弹性部件一为复位弹簧一，所述复位弹簧一套在所述导杆上。
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，所述齿轮齿条机构还包括限位块二；所述限位块二安装在停车杆壳体上，限制所述停车杆下落时的极限位置。
上述方案中，所述控制系统还包括雷达传感器和压力传感器；所述雷达传感器和压力传感器分别与控制开关电连接；
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，控制开关根据信号控制所述电磁阀一截止，电磁阀二导通；
所述压力传感器安装在所述限位块二上，用于检测所述停车杆是否下落至极限位置，并将信号传送到控制开关，控制开关根据所述信号控制所述电磁阀一和所述电磁阀二截止。
上述方案中，所述控制系统还包括ETC系统；ETC系统与控制开关连接；ETC系统检测ETC车载器信号并传送到控制开关，控制开关通过电磁阀一和所述电磁阀二控制停车杆的升降。
上述方案中，所述弹性部件二为复位弹簧二。
上述方案中，所述蓄能器上安装溢流阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明减速带机构由于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进行回收，且通过液压传动机构传输至齿轮齿条机构，从而驱动停车杆的运动，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。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.本发明采用液压传动机构进行能量转化和传输，其结构较为简单，可行性和可靠性较高，成本较低，便于实现和使用。
3.本发明由于停车杆的上升由门卫或ETC系统分别操作，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。
4.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。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为门卫操作停车杆上升时的结构示意图；
图3为门卫操作停车杆下降时的结构示意图；
图4为ETC系统操作停车杆上升时的结构示意图；
图5为传感器操作停车杆下降时的结构示意图；
图6为减速带自动上升时的结构示意图。
图中，1、减速带，2、复位弹簧一，3、基座，4、限位块一，5、导杆，6、活塞一，7、液压缸一，8、单向阀一，9、储油箱，10、单向阀二，11、蓄能器，12、溢流阀，13、电磁阀一，14、电磁阀二，15、液压缸二，16、复位弹簧二，17、活塞二，18、压力传感器，19、限位块二，20、停车杆，21、齿轮，22、雷达传感器，23、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。
图1所示为本发明所述减速带与停车杆的液压联动装置的一种实施方式，所述减速带与停车杆的液压联动装置包括减速带机构、液压传动机构、齿轮齿条机构和控制系统。
所述减速带机构包括减速带1、弹性部件一、基座3、限位块一4和导杆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，所述弹性部件一设在所述导杆5上，并与所述导杆5同轴。优选的，所述弹性部件一为复位弹簧一2。
所述减速带1的横截面为梯形，与所述导杆5固定连接，所述减速带1上表面与路面平行；所述复位弹簧一2套在所述导杆5上，并与所述导杆5同轴，所述复位弹簧一处于压缩状态，其弹性刚度应保证多数汽车通过所述减速带1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。
所述液压传动机构包括活塞一6、液压缸一7、单向阀一8、储油箱9、单向阀二10、蓄能器11、溢流阀12、电磁阀一13、电磁阀二14、液压缸二15、活塞二17和弹性部件二，优选的，所述弹性部件二为复位弹簧二16；
所述活塞6置于所述液压缸一7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，蓄能器11通过管道分别与液压缸一7、液压缸二15和储油箱9连通，储油箱9通过管道与压缸一7连接；所述单向阀二10安装在蓄能器11与液压缸一7连接的管道上，所述单向阀一8安装在储油箱9与液压缸一7连接的管道上；所述电磁阀一13安装在蓄能器11与液压缸二15连接的管道上，所述电磁阀二14安装在蓄能器11与储油箱9连接的管道上；所述活塞二17置于液压缸二15中，且活塞二17的活塞杆尾端与齿轮齿条机构的齿轮21啮合；所述齿轮21与所述停车杆20连接，带动停车杆20同轴转动。
当车辆通过减速带1时，所述活塞一6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油液压力，缸内油液通过所述单向阀二10，并利用所述蓄能器11对高压油液进行存储，当车轮碾压过减速带1后，在复位弹簧一2的作用下，所述活塞一6和所述减速带1向上运动回复原位，并将所述储油箱9中的油液经过所述单向阀一8吸入所述液压缸一7中，准备下一次能量转化；所述蓄能器11通过内部活塞和弹簧的作用将所述液压缸一7中传送来的高压油液储存起来；所述液压缸二15内有所述活塞二17和所述复位弹簧二16；所述活塞二17的活塞杆较长且尾端设计成齿条状，与齿轮21相啮合；在允许车辆通过时，所述电磁阀一13导通，所述电磁阀二14截止，高压油液通过电磁阀一13进入所述液压缸二15，驱动所述活塞二17向上运动，并驱动所述齿轮齿条机构，使停车杆20上升；在车辆安全通过停车杆20后，所述电磁阀一13截止，所述电磁阀二14导通，所述液压缸二15内的油液在所述复位弹簧二16及停车杆20重力的作用下，流回储油箱9；当停车杆20下落至极限位置，所述电磁阀一13和所述电磁阀二14截止；所述溢流阀12的作用是保护所述蓄能器11，在所述蓄能器11压力过高时，将过多油液输送到所述储油箱9中。
所述齿轮齿条机构包括限位块二19、停车杆20和齿轮21。所述齿轮21与所述活塞二17的活塞杆尾部齿条啮合；所述齿轮21与所述停车杆20固定安装，且所述齿轮21与所述停车杆20可同轴转动；所述停车杆20一端与所述齿轮21固定连接，随所述齿轮21转动；所述活塞二17向上运动时，带动所述齿轮21转动，使所述停车杆20上升；所述限位块二19安装在停车杆20装置壳体上，用于限制所述停车杆20下落时的极限位置，使其与路面保持平行。
所述控制系统包括雷达传感器22、压力传感器18、ETC系统和控制开关23。控制开关23分别与雷达传感器22、压力传感器18、ETC系统、电磁阀一13和电磁阀二14连接。
初始状态下，所述电磁阀一13和所述电磁阀二14均截止。门卫可以操作所述控制开关23，通过控制所述电磁阀一13导通，所述电磁阀二14截止，实现所述停车杆20的上升运动，允许汽车通过；当汽车安全通过所述停车杆20后，门卫操作，控制所述电磁阀一13截止，所述电磁阀二14导通，实现所述停车杆20的下降运动，此时所述雷达传感器22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23，控制所述电磁阀一13导通，所述电磁阀二14截止，实现所述停车杆20的上升运动；所述雷达传感器22安装在所述停车杆20上，用于检测汽车是否完全通过所述停车杆20，当汽车完全通过所述停车杆20后，将信号传送给所述控制开关23，控制所述电磁阀一13截止，电磁阀二14导通，实现所述停车杆20的下降运动。所述压力传感器18安装在所述限位块二19上，用于检测所述停车杆20是否下落至极限位置并与所述限位块二19接触，当所述停车杆20下落至极限位置时，所述压力传感器18将信号传送给所述控制开关23，所述控制开关23控制所述电磁阀一13和所述电磁阀二14截止。所述控制开关23接受所述雷达传感器22、所述压力传感器18、所述ETC系统和门卫传送的信号，识别处理各种信号，实现上述各种工况。
如图2所示为门卫操作停车杆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，并带动所述活塞一6向下运动，将所述液压缸一7中的液压油经过所述单向阀一8传输至所述蓄能器11中。待门卫同意汽车通过后，通过操作所述控制开关23控制所述电磁阀一13导通，所述电磁阀二14截止，所述蓄能器11则将高压油液传输至所述液压缸二15中。高压油液推动所述活塞二17向上运动，所述活塞二17的齿条活塞杆带动啮合的所述齿轮21逆时针转动，从而使所述停车杆20上升抬起，最终垂直于路面。
如图3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20后，通过操作所述控制开关23控制所述电磁阀二14导通，所述电磁阀一13截止。此时所述活塞二17在所述复位弹簧二16和所述停车杆20自重的作用下向运动，所述液压缸二15内的油液则经过所述电磁阀二14流入所述储油箱9中，所述停车杆20逐渐下降至所述限位块二19处。
如图4所示为ETC系统操作停车杆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，并带动所述活塞一6向下运动，将所述液压缸一7中的油液经过所述单向阀一8传输至所述蓄能器11中。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23，所述控制开关23时所述电磁阀一13导通，此时所述电磁阀二14截止，所述蓄能器11则将高压油液传输至所述液压缸二15中。高压油液推动所述活塞二17向上运动，所述活塞二17的齿条活塞杆带动啮合的所述齿轮21转动，从而使所述停车杆20上升抬起。
如图5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22检测到汽车完全通过所述停车杆20时，将信号传送给所述控制开关23，所述控制开关23控制所述电磁阀二14导通，所述电磁阀一13截止，此时所述活塞二17在所述复位弹簧二16和所述停车杆20自重的作用下向运动，所述液压缸二15内的油液则经过所述电磁阀二14流入所述储油箱9中，所述停车杆20逐渐下降至所述限位块二19处。
如图6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，减速带1在弹簧弹力作用下上升，直至上极限位置。由于所述活塞一6上升，所述液压缸一7容积增大，所述储油箱9中的油液被吸入所述液压缸一7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9中油液压力就会增多，当超过一定压力值时，多余的油液会通过所述溢流阀12流向所述储油箱9中，保护所述蓄能器11。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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 (10)

1.一种减速带与停车杆的液压联动装置，其特征在于，包括减速带机构、液压传动机构、齿轮齿条机构和控制系统；
所述液压传动机构包括活塞一(6)、液压缸一(7)、单向阀一(8)、储油箱(9)、单向阀二(10)、蓄能器(11)、电磁阀一(13)、电磁阀二(14)、液压缸二(15)、弹性部件二和活塞二(17)；所述活塞(6)置于所述液压缸一(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，蓄能器11通过管道分别与液压缸一(7)、液压缸二(15)和储油箱(9)连通，储油箱(9)通过管道与液压缸一(7)连接；所述单向阀二(10)安装在蓄能器(11)与液压缸一(7)连接的管道上，所述单向阀一(8)安装在储油箱(9)与液压缸一(7)连接的管道上；所述电磁阀一(13)安装在蓄能器11与液压缸二(15)连接的管道上，所述电磁阀二(14)安装在蓄能器(11)与储油箱(9)连接的管道上；所述活塞二(17)置于液压缸二(15)中，活塞二(17)的活塞杆上设有弹性部件二、且活塞二(17)的活塞杆尾端与齿轮齿条机构的齿轮(21)啮合；所述齿轮(21)与所述停车杆(20)连接，带动停车杆(20)同轴转动；
所述控制系统包括控制开关(23)，所述控制开关(23)分别与电磁阀一(13)和电磁阀二(14)连接，控制开关(23)通过控制电磁阀一(13)和电磁阀二(14)使停车杆(20)上升和下降。
2.根据权利要求1所述的减速带与停车杆的液压联动装置，其特征在于，所述减速带机构包括减速带(1)、弹性部件一、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，所述弹性部件一设在所述导杆(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液压联动装置，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液压联动装置，其特征在于，所述弹性部件一为复位弹簧一(2)，所述复位弹簧一(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液压联动装置，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液压联动装置，其特征在于，所述齿轮齿条机构还包括限位块二(19)；所述限位块二(19)安装在停车杆(20)壳体上，限制所述停车杆(20)下落时的极限位置。
7.根据权利要求6所述的减速带与停车杆的液压联动装置，其特征在于，所述控制系统还包括雷达传感器(22)和压力传感器(18)；所述雷达传感器(22)和压力传感器(18)分别与控制开关(23)电连接；
所述雷达传感器(22)安装在所述停车杆(20)上，用于检测汽车是否完全通过所述停车杆(20)，并将信号传送给所述控制开关(23)，控制开关(23)根据信号控制所述电磁阀一(13)截止，电磁阀二(14)导通；
所述压力传感器(18)安装在所述限位块二(19)上，用于检测所述停车杆(20)是否下落至极限位置，并将信号传送到控制开关(23)，控制开关(23)根据所述信号控制所述电磁阀一(13)和所述电磁阀二(14)截止。
8.根据权利要求1或7所述的减速带与停车杆的液压联动装置，其特征在于，所述控制系统还包括ETC系统；ETC系统与控制开关(23)连接；ETC系统检测ETC车载器信号并传送到控制开关(23)，控制开关(23)通过电磁阀一(13)和所述电磁阀二(14)控制停车杆(20)的升降。
9.根据权利要求1所述的减速带与停车杆的液压联动装置，其特征在于，所述弹性部件二为复位弹簧二(16)。
10.根据权利要求1所述的减速带与停车杆的液压联动装置，其特征在于，所述蓄能器(10)上安装溢流阀(11)。
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