CN108842689B - 一种高速公路护栏 - Google Patents

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01FADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F15/00Safety arrangements for slowing, redirecting or stopping errant vehicles, e.g. guard posts or bollards; Arrangements for reducing damage to roadside structures due to vehicular impact
    • E01F15/02Continuous barriers extending along roads or between traffic lanes

Abstract

本发明属于护栏技术领域,尤其涉及一种高速公路护栏,它包括护栏机构和弹性钢板,其中车辆撞击到两个护栏方柱之间的结构时,弹性钢板会产生弯曲来吸收一部分的撞击能量;另外,固定钢板滑块带动缓冲滑块向远离销的方向移动过程中也消耗能量;这样的设计就使得车辆撞击到摆板和弹性钢板时的撞击力越大,弹性钢板弯曲变形越大导致弹性钢板吸收的能量越多,固定钢板滑块向远离销的方向移动的距离越远,固定钢板滑块向远离销的方向移动所消耗的能量越多,实现了缓冲车辆撞击功能。当出现车辆撞击到缓冲触发板时,触发板弹簧能吸收一部分的撞击能量,护栏方柱也能实现滑动,使护栏方柱相邻的两个弹性钢板动作来继续吸收剩余的撞击能量。

Description

一种高速公路护栏
技术领域
本发明属于护栏技术领域,尤其涉及一种高速公路护栏。
背景技术
高速路护栏是高速路为了防止车辆出现事故后冲出高速路的一种重要防护措施。传统的高速路护栏在被车辆撞击时,护栏能吸收撞击后的能量,这样车辆既不容易被严重撞毁,同时又可对车辆和司乘人员起到很好的保护作用。但是,传统的高速路护栏被撞击后会产生一定的变形,特别是在被剧烈撞击后,护栏会产生难以恢复的变形。变形后的护栏不仅使护栏的维修造成了麻烦,还影响高速路护栏的整体美观。为了能使高速路护栏在通过变形吸收能量后依然能恢复到未变形的状态,所以就需要设计一种可吸收撞击的可变形的高速路护栏。
本发明设计一种高速公路护栏解决如上问题。
发明内容
为解决现有技术中的上述缺陷,本发明公开一种高速公路护栏,它是采用以下技术方案来实现的。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种高速公路护栏,其特征在于:它包括护栏机构和弹性钢板,其中多个护栏机构之间通过弹性钢板依次连接。
上述护栏机构包括第一摆动机构、第二摆动机构、缓冲机构、支撑导轨、固定块、第一齿条、L型板、方形环、第三弹簧、限位块、限位块斜面、护栏方柱、杆孔、限位块滑动槽、底座、方柱滑动槽、导槽、限位槽、导块弹簧、导块,其中底座的上表面上开有方柱滑动槽;方柱滑动槽的两侧面对称地开有两个导槽;底座的侧面上开有限位块滑动槽,且限位块滑动槽与导槽相通;护栏方柱的一端通过滑动配合方式安装在方柱滑动槽中;护栏方柱位于方柱滑动槽中的一端两侧面上对称地安装有两个导块;两个导块均通过滑动配合的方式分别安装在两个导槽中;两个导块弹簧的一端分别安装在两个导块上,另一端分别安装在两个导槽的侧槽面上;两个导块弹簧分别位于两个导槽中;两个导块中的一个导块远离护栏方柱的侧面上开有限位槽;具有限位槽的导块位于与限位块滑动槽相通的导槽中;限位块的一端通过滑动配合的方式安装在限位块滑动槽中,另一端穿出限位块滑动槽且位于底座外;限位块位于底座的限位块滑动槽的一端具有限位块斜面;限位块斜面与具有限位槽的导块相配合;限位块具有限位块斜面的一端与导块的限位槽相配合;支撑导轨通过固定块安装在底座的上表面上,且支撑导轨靠近底座上开有限位块滑动槽的侧面;第一齿条通过滑动配合的方式安装在支撑导轨中,且第一齿条的两端均穿出支撑导轨;L型板的一端安装在第一齿条远离护栏方柱的一端上,另一端与限位块远离限位块斜面的一端相连接;方形环固定安装在限位块上,且方形环位于L型板与底座之间;第三弹簧嵌套在限位块上,第三弹簧的一端安装在方形环上,另一端安装在底座上;位于底座上侧的护栏方柱两侧面上对称地安装有第一摆动机构和第二摆动机构;第一摆动机构与第一齿条相配合;位于底座上侧的护栏方柱开有贯通的两个杆孔;缓冲机构安装在护栏方柱、底座及两个杆孔中;缓冲机构与第一齿条相配合。
上述缓冲机构包括缓冲触发板、滑动杆、触发板弹簧、第二齿条、第一齿轮、第二齿轮、转轴、单向离合环,其中缓冲触发板的侧板上对称地安装有两个滑动杆;两个滑动杆远离缓冲触发板的一端均通过滑动配合的方式安装在护栏方柱的两个杆孔中;两个触发板弹簧分别嵌套在两个滑动杆上,两个触发板弹簧的一端安装在缓冲触发板上,另一端安装在护栏方柱上;缓冲触发板位于远离导块弹簧的一侧;第二齿条安装在缓冲触发板上;第二齿条所在的缓冲触发板的侧面与滑动杆所在的缓冲触发板的侧面相同;第二齿条位于缓冲触发板靠近第一齿条的一角处;转轴通过轴套安装在底座的上表面上,且转轴位于第二齿条与支撑导轨之间;转轴远离底座的一端安装有第一齿轮;第一齿轮与第二齿条相啮合;单向离合环安装在转轴的外圆面上,且单向离合环位于第一齿轮与底座之间;单向离合环的外圆面上安装有第二齿轮;第二齿轮与第二齿条相啮合。
上述第一摆动机构包括摆板、支耳、销、驱动齿轮、钢板滑块滑动槽、第一弹簧、固定钢板滑块、梯型槽、回位斜面、板簧、缓冲斜面、第二弹簧、缓冲滑块、缓冲滑块滑动槽、弧形段啮齿,其中两个支耳安装在位于底座上侧的护栏方柱的侧面上;销的一端安装有驱动齿轮,另一端穿过两个支耳;摆板的一端固定安装在销的外圆面上,另一端的端面上开有钢板滑块滑动槽;摆板位于两个支耳之间;驱动齿轮位于底座与摆板之间;驱动齿轮的外圆面上具有一段弧形段啮齿;驱动齿轮的弧形段啮齿与第一齿条相配合;摆板的钢板滑块滑动槽的上槽面与下槽面上所具有的结构相同,对于钢板滑块滑动槽的下槽面:沿摆板的长度方向上均匀地开有五个梯型槽,梯型槽具有回位斜面和缓冲斜面,五个梯型槽的回位斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角均相同,五个梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角沿钢板滑块滑动槽开口方向的角度越来越大,靠近钢板滑块滑动槽开口处的梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面成垂直状态;固定钢板滑块通过滑动配合的方式安装在摆板的钢板滑块滑动槽中;三个第一弹簧的一端安装在固定钢板滑块上,另一端安装在钢板滑块滑动槽的底槽面上;三个第一弹簧沿固定钢板滑块的长度方向均匀分布;固定钢板滑块的上表面与下表面上对称地开有两个缓冲滑块滑动槽;两个缓冲滑块均通过滑动配合的方式分别安装在两个缓冲滑块滑动槽中;两个第二弹簧的一端分别安装在两个缓冲滑块上,另一端分别安装在两个缓冲滑块滑动槽的底槽面上;两个第二弹簧分别位于两个缓冲滑块滑动槽中;两个缓冲滑块远离第二弹簧的一端分别与,钢板滑块滑动槽的上槽面的五个梯型槽相配合和钢板滑块滑动槽的下槽面的五个梯型槽相配合;板簧的一端安装在摆板的侧面上,另一端安装在护栏方柱的侧面上,且板簧远离缓冲机构的缓冲触发板。
上述第一摆动机构和第二摆动机构的结构基本相同,第一摆动机构中除去驱动齿轮和弧形段啮齿便是第二摆动机构。
相邻护栏机构之间的弹性钢板,弹性钢板的一端安装在之前护栏机构的第一摆动机构的固定钢板滑块上,另一端安装在之后护栏机构的第二摆动机构的固定钢板滑块上。
作为本技术的进一步改进,上述缓冲滑块远离第二弹簧的一端具有圆角。这样的设计是为了便于缓冲滑块在梯型槽中更好的滑动。
作为本技术的进一步改进,上述导块弹簧为压缩弹簧;当导块弹簧未压缩时,导块的限位槽与限位块滑动槽相通,且限位块具有限位块斜面的一端位于导块的限位槽中。
作为本技术的进一步改进,上述第三弹簧为拉伸弹簧;当限位块具有限位块斜面的一端位于导块的限位槽中时,第三弹簧未被拉伸。
作为本技术的进一步改进,当第一摆动机构中的摆板与护栏方柱成垂直状态时,驱动齿轮上的弧形段啮齿未与第一齿条相啮合。
作为本技术的进一步改进,上述第一弹簧为拉伸弹簧;当第一弹簧未被拉伸时,固定钢板滑块上的缓冲滑块位于,五个梯型槽中距离钢板滑块滑动槽开口最远的梯型槽中。
作为本技术的进一步改进,上述第二弹簧为压缩弹簧;当第二弹簧未被压缩时,缓冲滑块远离第二弹簧的一端穿出缓冲滑块滑动槽。
作为本技术的进一步改进,上述相应梯型槽的回位斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角在20度到30度之间;距离钢板滑块滑动槽的开口最远的梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角为30度。
本发明中弹性钢板的作用是,在护栏受到撞击时,弹性钢板可以根据不同程度的撞击力产生不同的弯曲形变,进而来缓冲不同程度的撞击力;另外,在外界撞击力消失后,弹性钢板也能恢复到原始未弯曲形变的状态。
本发明中支撑导轨对第一齿条起到了支撑作用,同时第一齿条还能在支撑导轨中滑动。
本发明中的底座、护栏方柱、导块、导块弹簧、限位块、方形环、第三弹簧、L型板、第一齿条:限位块斜面与具有限位槽的导块相配合,限位块具有限位块斜面的一端与导块的限位槽相配合的作用是:第一,当导块弹簧未压缩时,导块的限位槽与限位块滑动槽相通,且限位块具有限位块斜面的一端位于导块的限位槽中,第三弹簧未被拉伸;此时限位块将导块限位,导块和护栏方柱均无法在底座中滑动。第二,当第一齿条向远离护栏方柱的方向移动时,第一齿条经L型板带动限位块向远离导块的方向移动,方形环跟随限位块运动,第三弹簧被拉伸;直到限位块的一端从导块的限位槽中脱离,限位块不再对导块限位,那么护栏方柱在冲击力下向导块弹簧方向移动,导块弹簧被压缩。第三,当出现第一齿条经L型板带动限位块恢复到原始位置时,方形环向底座方向移动,第三弹簧在复位力下有助于限位块移动的原始位置;当出现限位块恢复到原始位置,而导块在导块弹簧的复位力还没有完全恢复到原始位置时,接下来导块会挤压到限位块的限位块斜面,在挤压力下,限位块向远离导块方向移动,第三弹簧被拉伸;当导块利用导块弹簧的复位力恢复到导块的限位槽与限位块滑动槽相通的位置时,在第三弹簧的复位力下,限位块具有限位块斜面的一端再次进入到导块的限位槽中。
由于第一摆动机构和第二摆动机构基本相同,第一摆动机构中除去驱动齿轮和弧形段啮齿便是第二摆动机构,所以除去第一摆动机构中的驱动齿轮和弧形段啮齿的作用后,第一摆动机构和第二摆动机构的作用相同。对于第一摆动机构:摆板可以带动销围绕销的中心旋转,摆板的摆动幅度越大,销旋转的角度越大。摆板的摆动幅度是由外界不同程度的撞击力决定的,当撞击力小,摆板的摆动幅度小,当撞击力大时,摆板的摆动幅度大。当外界撞击力小,摆板的摆动幅度小,弹性钢板的弯曲形变小,弹性钢板在弯曲小和摆板的摆动幅度小的双重作用下,弹性钢板拉动固定钢板滑块向远离销的方向移动的距离也小;当外界撞击力大,摆板的摆动幅度大,弹性钢板的弯曲形变大,弹性钢板在弯曲大和摆板的摆动幅度大的双重作用下,弹性钢板拉动固定钢板滑块向远离销的方向移动的距离也大;总之,在外界撞击力越大时,摆板的摆动幅度越大,弹性钢板的弯曲形变越大,弹性钢板拉动固定钢板滑块向远离销的方向移动的距离也越大。在弹性钢板拉动固定钢板滑块向远离销的方向移动时,第一弹簧被拉伸;在弹性钢板不再拉动固定钢板滑块后,在第一弹簧的复位力下,固定钢板滑块向销的方向移动,直到第一弹簧恢复到未拉伸时的状态。
对于第一摆动机构:在缓冲滑块依次越过梯型槽时,缓冲滑块挤压梯型槽的回位斜面或者缓冲斜面,相对地缓冲滑块会被挤压到缓冲滑块滑动槽中,第二弹簧被压缩;当缓冲滑块进入到下一个梯型槽中时,在第二弹簧的复位力下,缓冲滑块远离第二弹簧的一端伸出缓冲滑块滑动槽而进入到梯型槽中。五个梯型槽的回位斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角均相同,而设计中回位斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角在20度到30度之间,这样在第一弹簧的复位力下,固定钢板滑块向销的方向移动过程中,缓冲滑块跟随固定钢板滑块移动,缓冲滑块能很容易越过梯型槽的回位斜面,保证固定钢板滑块能移动复位到原始位置。距离钢板滑块滑动槽的开口最远的梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角为30度,梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角沿钢板滑块滑动槽开口方向的角度越来越大,靠近钢板滑块滑动槽开口处的梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面成垂直状态的设计在于:在固定钢板滑块向远离销的方向移动的过程中,固定钢板滑块上的缓冲滑块会依次越过梯型槽,由于起始位置处的梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角为30度,所以刚开始固定钢板滑块带动缓冲滑块向远离销的方向移动时,固定钢板滑块的移动阻力较小;随着固定钢板滑块带动缓冲滑块向远离销的方向依次越过梯型槽,且梯型槽的缓冲斜面的角度越来越大,那么缓冲滑块越过梯型槽的阻力也越来越大,固定钢板滑块向远离销的方向移动的阻力也越来越大;当固定钢板滑块带动缓冲滑块进入到离钢板滑块滑动槽开口最近的梯型槽时,由于该梯型槽的缓冲斜面成垂直状态,所以缓冲滑块将无法越过该梯型槽,固定钢板滑块被限位到此处而无法继续向远离销的方向移动。对于板簧,在摆板受到撞击后摆动时,板簧被压缩;在摆板不再受到撞击后,在板簧的复位作用下,摆板能恢复到未撞击时的位置。
对于第一摆动机构中驱动齿轮的弧形段啮齿与第一齿条相配合的作用是:第一,当第一摆动机构中的摆板与护栏方柱成垂直状态时,驱动齿轮上的弧形段啮齿未与第一齿条相啮合;第二,在摆板摆动的过程中,摆板经销带动驱动齿轮旋转,在固定钢板滑块滑动到五个梯型槽的中间处的梯型槽的位置时,摆板的摆动幅度正好使销带动驱动齿轮上的弧形段啮齿与第一齿条刚好啮合;第三,在固定钢板滑块从中间处梯型槽的位置滑动到距离钢板滑块滑动槽开口最近的梯型槽的位置时,摆板的摆动幅度使得销带动驱动齿轮上的弧形段啮齿驱动第一齿条向远离护栏方柱的方向移动,进而限位块对导块解锁限位。
对于缓冲机构:当缓冲触发板受到外界撞击时,缓冲触发板带动滑动杆向护栏方柱的方向移动,触发板弹簧被压缩,缓冲触发板带动第二齿条向护栏方柱的方向移动,第二齿条经第一齿轮带动转轴旋转;在单向离合环的单向作用下,转轴可以经单向离合环带动第二齿轮旋转,第二齿轮带动第一齿条向远离护栏方柱的方向移动,进而限位块对导块解锁限位。当出现转轴没有经单向离合环和第二齿轮带动第一齿条向远离护栏方柱的方向移动,而第一齿条被驱动齿轮驱动远离护栏方柱的方向移动时,虽然第一齿轮可以带动第二齿轮旋转,但是在单向离合环的作用下,此时的第二齿轮无法经单向离合环带动转轴旋转。当缓冲触发板不再受到外界撞击力后,在触发板弹簧的复位力下,缓冲触发板向远离护栏方柱的方向移动复位,第二齿条跟随缓冲触发板移动复位,第二齿条经第一齿轮带动转轴反转,在单向离合环的单向作用下,转轴无法经单向离合环带动第二齿轮旋转。
本发明中的护栏机构的底座均固定安装在高速公路的路基上。当相邻的两个护栏机构的护栏方柱之间的摆板和弹性钢板未受到撞击时,摆板与护栏方柱成垂直状态,板簧未被压缩,第一弹簧未被拉伸,固定钢板滑块上的缓冲滑块位于,五个梯型槽中距离钢板滑块滑动槽开口最远的梯型槽中,第二弹簧未被压缩时,缓冲滑块远离第二弹簧的一端穿出缓冲滑块滑动槽;在摆板与护栏方柱成垂直状态时,驱动齿轮上的弧形段啮齿未与第一齿条相啮合;导块弹簧未压缩,导块的限位槽与限位块滑动槽相通,且限位块具有限位块斜面的一端位于导块的限位槽中。
当护栏机构的缓冲触发板未被外界撞击时,触发板弹簧处于未压缩状态。
当车辆撞击到相邻的两个护栏机构的护栏方柱之间的摆板和弹性钢板时,两个摆板均围绕销的中心向撞击力的方向摆动,相应的板簧被压缩,在两个摆板的摆动下,弹性钢板会产生相应的弯曲,以便缓冲一定量的撞击能量。在弹性钢板在弯曲和摆板的摆动的双重作用下,弹性钢板拉动固定钢板滑块向远离销的方向移动,第一弹簧被拉伸;在固定钢板滑块向远离销的方向移动的过程中,固定钢板滑块上的缓冲滑块会依次越过梯型槽;在缓冲滑块依次越过梯型槽时,缓冲滑块挤压梯型槽的回位斜面或者缓冲斜面,相对地缓冲滑块会被挤压到缓冲滑块滑动槽中,第二弹簧被压缩;当缓冲滑块进入到下一个梯型槽中时,在第二弹簧的复位力下,缓冲滑块远离第二弹簧的一端伸出缓冲滑块滑动槽而进入到梯型槽中。由于梯型槽离钢板滑块滑动槽越近,梯型槽的缓冲斜面的倾斜角度越大,所以固定钢板滑块带动缓冲滑块向远离销的方向移动的距离越远,固定钢板滑块向远离销的方向移动的阻力也越来越大,那么固定钢板滑块带动缓冲滑块向远离销的方向移动的距离越远,所消耗的能量也就越多。在车辆撞击到摆板和弹性钢板时的撞击力越大,摆板的摆动幅度越大,弹性钢板的弯曲形变越大,弹性钢板吸收的能量也越多,弹性钢板拉动固定钢板滑块向远离销的方向移动的距离也越大,第一弹簧被拉伸的也越长,固定钢板滑块带动缓冲滑块向远离销的方向移动所消耗的能量也就越多;这样的设计就使得车辆撞击到摆板和弹性钢板时的撞击力越大,弹性钢板吸收的能量越多,固定钢板滑块向远离销的方向移动所消耗的能量越多,实现了缓冲车辆撞击功能,能起到保护车辆和司乘人员的作用。
在车辆撞击到摆板和弹性钢板时的撞击力更大时,摆板摆动的幅度达到最大,弹性钢板会弯曲到极限状态,固定钢板滑块带动缓冲滑块进入到离钢板滑块滑动槽开口最近的梯型槽中,由于该梯型槽的缓冲斜面成垂直状态,所以缓冲滑块将无法越过该梯型槽,固定钢板滑块被限位到此处而无法继续向远离销的方向移动。此时相邻的两个护栏机构的护栏方柱之间的摆板和弹性钢板被撞击后所缓冲的撞击能量达到极限值,而车辆撞击的能量还留存很多。为了避免相邻的两个护栏机构的护栏方柱之间结构被留存很多的撞击能量所冲击坏,所以就需要通过护栏机构中护栏方柱和导块的滑动来继续缓冲剩余的撞击能量,保护护栏机构不会被冲击坏。
护栏机构中护栏方柱和导块的滑动来继续缓冲剩余的撞击能量的流程:对于摆动机构,在摆板摆动到最大幅度,及固定钢板滑块带动缓冲滑块向远离销的方向移动到离钢板滑块滑动槽开口最近的梯型槽中的过程中,当出现固定钢板滑块滑动到五个梯型槽的中间处的梯型槽的位置时,摆板的摆动幅度正好使销带动驱动齿轮上的弧形段啮齿与第一齿条刚好啮合;当固定钢板滑块从中间处梯型槽的位置滑动到距离钢板滑块滑动槽开口最近的梯型槽的位置时,摆板的摆动幅度使得销带动驱动齿轮上的弧形段啮齿驱动第一齿条向远离护栏方柱的方向移动。在第一齿条向远离护栏方柱的方向移动过程中,第一齿条经L型板带动限位块向远离导块的方向移动,方形环跟随限位块运动,第三弹簧被拉伸,直到限位块的一端从导块的限位槽中脱离,限位块不再对导块限位。在剩余撞击能量的冲击下,摆板经销和支耳带动护栏方柱沿着方柱滑动槽向远离第一齿条的方向移动,护栏方柱带动两个导块移动,两个导块弹簧被压缩,两个导块弹簧的压缩能起到吸收一定的剩余撞击能量;在护栏方柱向远离第一齿条的方向移动的过程中,护栏方柱会带动之前护栏机构中的第二摆动机构和之前护栏护栏机构之间的弹性钢板动作来吸收剩余撞击能量。当车辆的撞击力过大时,被撞击的护栏机构会在过大撞击力下联动之前多个护栏机构,以及多个护栏机构之间的弹性钢板来缓冲剩余的过多的撞击能量,直到车辆被拦截下来。这样多个护栏机构联动的设计既能保护护栏机构中的结构不会被撞击损坏,还能更好的缓冲车辆的更大撞击力,更加保护了司乘人员。
在撞击结束且车辆移走后,此时相邻的两个护栏机构的护栏方柱之间的摆板和弹性钢板不再受到撞击力,那么在导块弹簧的复位力下,导块带动护栏方柱恢复到原始位置,导块的限位槽再次与限位块滑动槽相通。在弹性钢板和板簧的共同复位作用下,摆板再次恢复到与护栏方柱成垂直状态,弹性钢板恢复到未弯曲的状态。在摆板和弹性钢板复位的过程中,在第一弹簧的复位力下,固定钢板滑块向销的方向移动过程中,缓冲滑块跟随固定钢板滑块移动,直到固定钢板滑块能移动复位到原始位置。在摆板复位的过程中,摆板带动销反向旋转,销带动驱动齿轮方向旋转,那么驱动齿轮经弧形段啮齿带动第一齿条向护栏方柱的方向移动到原始位置,第一齿条经L型板带动限位块再次插入到导块的限位槽中,此过程中,第三弹簧的复位力起到了辅助限位块进入到导块的限位槽的作用。
当出现车辆未撞击到相邻的两个护栏机构的护栏方柱之间的摆板和弹性钢板,而是撞击到其中一个护栏机构的缓冲触发板。以车辆撞击到一个护栏机构的缓冲触发板为例:当缓冲触发板受到车辆撞击时,缓冲触发板带动滑动杆向护栏方柱的方向移动,触发板弹簧被压缩,此时触发板弹簧的压缩能吸收到一部分的撞击能量;缓冲触发板带动第二齿条向护栏方柱的方向移动,第二齿条经第一齿轮带动转轴旋转,在单向离合环的单向作用下,转轴经单向离合环带动第二齿轮旋转,第二齿轮带动第一齿条向远离护栏方柱的方向移动,进而限位块对导块解锁限位。由于此时的摆板与护栏方柱成垂直状态时,驱动齿轮上的弧形段啮齿未与第一齿条相啮合,所以第一齿条的运动不会对驱动齿轮造成影响。随后,另一部分的撞击能量会使得护栏方柱沿着方柱滑动槽向远离第一齿条的方向移动,护栏方柱带动两个导块移动,两个导块弹簧被压缩,两个导块弹簧的压缩能起到吸收一部分的撞击能量;在护栏方柱向远离第一齿条的方向移动的过程中,护栏方柱会带动护栏机构中的第一摆动机构和第二摆动机构动作,而且会联动到该护栏机构相邻的两个弹性钢板来动作,从而能吸收剩余部分的撞击能量。当车辆的撞击力过大时,被撞击的护栏机构会在过大撞击力下联动之前多个护栏机构,以及多个护栏机构之间的弹性钢板来缓冲剩余的过多的撞击能量,直到车辆被拦截下来。这样在护栏机构的护栏方柱受到撞击时,缓冲机构的设计能保护护栏机构中的结构不会被撞击损坏,还能更好的缓冲车辆的撞击力,保护了司乘人员。
在撞击结束且车辆移走后,此时护栏机构的缓冲触发板不再受到撞击力,那么在导块弹簧的复位力下,导块带动护栏方柱恢复到原始位置,导块的限位槽再次与限位块滑动槽相通。在触发板弹簧的复位力下,缓冲触发板移动复位到原始位置,缓冲触发板带动第二齿条移动复位,第二齿条经第一齿轮带动转轴反转,但是在单向离合环的作用下,转轴无法经单向离合环带动第二齿轮反转,也就是转轴的反转不会对第一齿条的复位造成影响。不过,在第三弹簧的复位力下,限位块依然能插入到导块的限位槽中,限位块依然能经L型板带动第一齿条移动复位到原始位置。
相对于传统的护栏技术,当车辆撞击到两个护栏方柱之间的结构时,弹性钢板会产生弯曲来吸收一部分的撞击能量;另外,固定钢板滑块带动缓冲滑块向远离销的方向移动且依次越过梯型槽,而梯型槽的缓冲斜面的倾斜角度越来越大,这样缓冲滑块依次梯型槽的阻力也越来越大,固定钢板滑块向远离销的方向移动的阻力也越来越大,固定钢板滑块带动缓冲滑块向远离销的方向移动所消耗的能量也就越多;这样的设计就使得车辆撞击到摆板和弹性钢板时的撞击力越大,弹性钢板弯曲变形越大导致弹性钢板吸收的能量越多,固定钢板滑块向远离销的方向移动的距离越远,固定钢板滑块向远离销的方向移动所消耗的能量越多,实现了缓冲车辆撞击功能,能起到保护车辆和司乘人员的作用。当出现车辆撞击到护栏方柱上的缓冲触发板时,触发板弹簧能吸收一部分的撞击能量,护栏方柱也能实现滑动,使该护栏方柱相邻的两个弹性钢板动作来继续吸收剩余的撞击能量。当出现车辆撞击护栏机构力量过大时,被撞击的护栏机构会在过大撞击力下联动之前多个护栏机构,以及多个护栏机构之间的弹性钢板来缓冲剩余的过多的撞击能量,直到车辆被拦截下,起到了更加保护车辆和司乘人员的作用。本发明结构简单,具有较好的保护车辆和司乘人员的作用。
附图说明
图1是高速公路护栏整体示意图。
图2是高速公路护栏整体剖面示意图。
图3是弹性钢板安装剖面正视示意图。
图4是弹性钢板安装示意图。
图5是护栏机构整体(一)示意图。
图6是护栏机构整体(二)示意图。
图7是第二摆动机构示意图。
图8是第一摆动机构示意图。
图9是第一摆动机构剖面正视示意图。
图10是第一摆动机构剖面正视局部放大示意图。
图11是摆板剖面示意图。
图12是固定钢板滑块结构示意图。
图13是缓冲滑块结构示意图。
图14是驱动齿轮安装示意图。
图15是L型板安装示意图。
图16是支撑导轨安装示意图。
图17是限位块安装剖面俯视示意图。
图18是滑动杆安装示意图。
图19是底座剖面示意图。
图20是缓冲机构整体示意图。
图21是单向离合环安装示意图。
图22是驱动齿轮和第二齿轮分别与第一齿条相配合俯视示意图。
图中标号名称:1、护栏机构;3、弹性钢板;4、第一摆动机构;5、第二摆动机构;6、缓冲机构;7、摆板;8、支耳;9、销;10、驱动齿轮;12、钢板滑块滑动槽;13、第一弹簧;14、固定钢板滑块;15、梯型槽;16、回位斜面;17、缓冲斜面;18、第二弹簧;19、缓冲滑块;20、缓冲滑块滑动槽;21、圆角;22、弧形段啮齿;23、板簧;24、支撑导轨;25、固定块;26、第一齿条;27、L型板;28、方形环;29、第三弹簧;30、限位块;31、限位块斜面;32、护栏方柱;33、杆孔;34、限位块滑动槽;35、底座;36、方柱滑动槽;37、导槽;38、限位槽;39、导块弹簧;40、导块;42、缓冲触发板;43、滑动杆;44、触发板弹簧;45、第二齿条;46、第一齿轮;47、第二齿轮;48、转轴;49、单向离合环。
具体实施方式
如图1、2所示,它包括护栏机构1和弹性钢板3,如图1、2所示,其中多个护栏机构1之间通过弹性钢板3依次连接。
如图5、6、18、19所示,上述护栏机构1包括第一摆动机构4、第二摆动机构5、缓冲机构6、支撑导轨24、固定块25、第一齿条26、L型板27、方形环28、第三弹簧29、限位块30、限位块斜面31、护栏方柱32、杆孔33、限位块滑动槽34、底座35、方柱滑动槽36、导槽37、限位槽38、导块弹簧39、导块40,如图19所示,其中底座35的上表面上开有方柱滑动槽36;方柱滑动槽36的两侧面对称地开有两个导槽37;底座35的侧面上开有限位块滑动槽34,且限位块滑动槽34与导槽37相通;如图17、18所示,护栏方柱32的一端通过滑动配合方式安装在方柱滑动槽36中;护栏方柱32位于方柱滑动槽36中的一端两侧面上对称地安装有两个导块40;两个导块40均通过滑动配合的方式分别安装在两个导槽37中;两个导块弹簧39的一端分别安装在两个导块40上,另一端分别安装在两个导槽37的侧槽面上;两个导块弹簧39分别位于两个导槽37中;两个导块40中的一个导块40远离护栏方柱32的侧面上开有限位槽38;具有限位槽38的导块40位于与限位块滑动槽34相通的导槽37中;如图15、17所示,限位块30的一端通过滑动配合的方式安装在限位块滑动槽34中,另一端穿出限位块滑动槽34且位于底座35外;限位块30位于底座35的限位块滑动槽的一端具有限位块斜面31;限位块斜面31与具有限位槽38的导块40相配合;限位块30具有限位块斜面31的一端与导块40的限位槽38相配合;如图15、16所示,支撑导轨24通过固定块25安装在底座35的上表面上,且支撑导轨24靠近底座35上开有限位块滑动槽34的侧面;第一齿条26通过滑动配合的方式安装在支撑导轨24中,且第一齿条26的两端均穿出支撑导轨24;L型板27的一端安装在第一齿条26远离护栏方柱32的一端上,另一端与限位块30远离限位块斜面31的一端相连接;方形环28固定安装在限位块30上,且方形环28位于L型板27与底座35之间;第三弹簧29嵌套在限位块30上,第三弹簧29的一端安装在方形环28上,另一端安装在底座35上;如图5、6所示,位于底座35上侧的护栏方柱32两侧面上对称地安装有第一摆动机构4和第二摆动机构5;第一摆动机构4与第一齿条26相配合;如图16所示,位于底座35上侧的护栏方柱32开有贯通的两个杆孔33;如图18所示,缓冲机构6安装在护栏方柱32、底座35及两个杆孔33中;如图21所示,缓冲机构6与第一齿条26相配合。
如图20、21所示,上述缓冲机构6包括缓冲触发板42、滑动杆43、触发板弹簧44、第二齿条45、第一齿轮46、第二齿轮47、转轴48、单向离合环49,如图20所示,其中缓冲触发板42的侧板上对称地安装有两个滑动杆43;如图18所示,两个滑动杆43远离缓冲触发板42的一端均通过滑动配合的方式安装在护栏方柱32的两个杆孔33中;如图18、20所示,两个触发板弹簧44分别嵌套在两个滑动杆43上,两个触发板弹簧44的一端安装在缓冲触发板42上,另一端安装在护栏方柱32上;缓冲触发板42位于远离导块弹簧39的一侧;如图18所示,第二齿条45安装在缓冲触发板42上;第二齿条45所在的缓冲触发板42的侧面与滑动杆43所在的缓冲触发板42的侧面相同;第二齿条45位于缓冲触发板42靠近第一齿条26的一角处;如图16、21所示,转轴48通过轴套安装在底座35的上表面上,且转轴48位于第二齿条45与支撑导轨24之间;转轴48远离底座35的一端安装有第一齿轮46;第一齿轮46与第二齿条45相啮合;单向离合环49安装在转轴48的外圆面上,且单向离合环49位于第一齿轮46与底座35之间;单向离合环49的外圆面上安装有第二齿轮47;第二齿轮47与第二齿条45相啮合。
如图8、9、10所示,上述第一摆动机构4包括摆板7、支耳8、销9、驱动齿轮10、钢板滑块滑动槽12、第一弹簧13、固定钢板滑块14、梯型槽15、回位斜面16、板簧23、缓冲斜面17、第二弹簧18、缓冲滑块19、缓冲滑块滑动槽20、弧形段啮齿22,如图8、18所示,其中两个支耳8安装在位于底座35上侧的护栏方柱32的侧面上;如图8、9、14所示,销9的一端安装有驱动齿轮10,另一端穿过两个支耳8;如图9、11所示,摆板7的一端固定安装在销9的外圆面上,另一端的端面上开有钢板滑块滑动槽12;如图8所示,摆板7位于两个支耳8之间;如图5、8所示,驱动齿轮10位于底座35与摆板7之间;如图14所示,驱动齿轮10的外圆面上具有一段弧形段啮齿22;如图22所示,驱动齿轮10的弧形段啮齿22与第一齿条26相配合;如图11所示,摆板7的钢板滑块滑动槽12的上槽面与下槽面上所具有的结构相同,对于钢板滑块滑动槽12的下槽面:沿摆板7的长度方向上均匀地开有五个梯型槽15,梯型槽15具有回位斜面16和缓冲斜面17,五个梯型槽15的回位斜面16与钢板滑块滑动槽12的下槽面所构成的锐角均相同,五个梯型槽15的缓冲斜面17与钢板滑块滑动槽12的下槽面所构成的锐角沿钢板滑块滑动槽12开口方向的角度越来越大,靠近钢板滑块滑动槽12开口处的梯型槽15的缓冲斜面17与钢板滑块滑动槽12的下槽面成垂直状态;如图9、12所示,固定钢板滑块14通过滑动配合的方式安装在摆板7的钢板滑块滑动槽12中;三个第一弹簧13的一端安装在固定钢板滑块14上,另一端安装在钢板滑块滑动槽12的底槽面上;三个第一弹簧13沿固定钢板滑块14的长度方向均匀分布;如图12所示,固定钢板滑块14的上表面与下表面上对称地开有两个缓冲滑块滑动槽20;如图9、10、13所示,两个缓冲滑块19均通过滑动配合的方式分别安装在两个缓冲滑块滑动槽20中;两个第二弹簧18的一端分别安装在两个缓冲滑块19上,另一端分别安装在两个缓冲滑块滑动槽20的底槽面上;两个第二弹簧18分别位于两个缓冲滑块滑动槽20中;如图9、10所示,两个缓冲滑块19远离第二弹簧18的一端分别与,钢板滑块滑动槽12的上槽面的五个梯型槽15相配合和钢板滑块滑动槽12的下槽面的五个梯型槽15相配合;如图6、8所示,板簧23的一端安装在摆板7的侧面上,另一端安装在护栏方柱32的侧面上,且板簧23远离缓冲机构6的缓冲触发板42。
如图7、8所示,上述第一摆动机构4和第二摆动机构5的结构基本相同,第一摆动机构4中除去驱动齿轮10和弧形段啮齿22便是第二摆动机构5。
如图2、3、4所示,相邻护栏机构1之间的弹性钢板3,弹性钢板3的一端安装在之前护栏机构1的第一摆动机构4的固定钢板滑块14上,另一端安装在之后护栏机构1的第二摆动机构5的固定钢板滑块14上。
如图13所示,上述缓冲滑块19远离第二弹簧18的一端具有圆角21。这样的设计是为了便于缓冲滑块19在梯型槽15中更好的滑动。
如图17所示,上述导块弹簧39为压缩弹簧;当导块弹簧39未压缩时,导块40的限位槽38与限位块滑动槽34相通,且限位块30具有限位块斜面31的一端位于导块40的限位槽38中。
如图17所示,上述第三弹簧29为拉伸弹簧;当限位块30具有限位块斜面31的一端位于导块40的限位槽38中时,第三弹簧29未被拉伸。
如图5所示,当第一摆动机构4中的摆板7与护栏方柱32成垂直状态时,驱动齿轮10上的弧形段啮齿未与第一齿条26相啮合。
如图10所示,上述第一弹簧13为拉伸弹簧;当第一弹簧13未被拉伸时,固定钢板滑块14上的缓冲滑块19位于,五个梯型槽15中距离钢板滑块滑动槽12开口最远的梯型槽15中。
如图10所示,上述第二弹簧18为压缩弹簧;当第二弹簧18未被压缩时,缓冲滑块19远离第二弹簧18的一端穿出缓冲滑块滑动槽20。
如图11所示,上述相应梯型槽15的回位斜面16与钢板滑块滑动槽12的下槽面所构成的锐角在20度到30度之间;距离钢板滑块滑动槽12的开口最远的梯型槽15的缓冲斜面17与钢板滑块滑动槽12的下槽面所构成的锐角为30度。
本发明中弹性钢板3的作用是,在护栏受到撞击时,弹性钢板3可以根据不同程度的撞击力产生不同的弯曲形变,进而来缓冲不同程度的撞击力;另外,在外界撞击力消失后,弹性钢板3也能恢复到原始未弯曲形变的状态。
本发明中支撑导轨24对第一齿条26起到了支撑作用,同时第一齿条26还能在支撑导轨24中滑动。
本发明中的底座35、护栏方柱32、导块40、导块弹簧39、限位块30、方形环28、第三弹簧29、L型板27、第一齿条26:限位块斜面31与具有限位槽38的导块40相配合,限位块30具有限位块斜面31的一端与导块40的限位槽38相配合的作用是:第一,当导块弹簧39未压缩时,导块40的限位槽38与限位块滑动槽34相通,且限位块30具有限位块斜面31的一端位于导块40的限位槽38中,第三弹簧29未被拉伸;此时限位块30将导块40限位,导块40和护栏方柱32均无法在底座35中滑动。第二,当第一齿条26向远离护栏方柱32的方向移动时,第一齿条26经L型板27带动限位块30向远离导块40的方向移动,方形环28跟随限位块30运动,第三弹簧29被拉伸;直到限位块30的一端从导块40的限位槽38中脱离,限位块30不再对导块40限位,那么护栏方柱32在冲击力下向导块弹簧39方向移动,导块弹簧39被压缩。第三,当出现第一齿条26经L型板27带动限位块30恢复到原始位置时,方形环28向底座35方向移动,第三弹簧29在复位力下有助于限位块30移动的原始位置;当出现限位块30恢复到原始位置,而导块40在导块弹簧39的复位力还没有完全恢复到原始位置时,接下来导块40会挤压到限位块30的限位块斜面31,在挤压力下,限位块30向远离导块40方向移动,第三弹簧29被拉伸;当导块40利用导块弹簧39的复位力恢复到导块40的限位槽38与限位块滑动槽34相通的位置时,在第三弹簧29的复位力下,限位块30具有限位块斜面31的一端再次进入到导块40的限位槽38中。
由于第一摆动机构4和第二摆动机构5基本相同,第一摆动机构4中除去驱动齿轮10和弧形段啮齿22便是第二摆动机构5,所以除去第一摆动机构4中的驱动齿轮10和弧形段啮齿22的作用后,第一摆动机构4和第二摆动机构5的作用相同。对于第一摆动机构4:摆板7可以带动销9围绕销9的中心旋转,摆板7的摆动幅度越大,销9旋转的角度越大。摆板7的摆动幅度是由外界不同程度的撞击力决定的,当撞击力小,摆板7的摆动幅度小,当撞击力大时,摆板7的摆动幅度大。当外界撞击力小,摆板7的摆动幅度小,弹性钢板3的弯曲形变小,弹性钢板3在弯曲小和摆板7的摆动幅度小的双重作用下,弹性钢板3拉动固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的距离也小;当外界撞击力大,摆板7的摆动幅度大,弹性钢板3的弯曲形变大,弹性钢板3在弯曲大和摆板7的摆动幅度大的双重作用下,弹性钢板3拉动固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的距离也大;总之,在外界撞击力越大时,摆板7的摆动幅度越大,弹性钢板3的弯曲形变越大,弹性钢板3拉动固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的距离也越大。在弹性钢板3拉动固定钢板滑块14向远离销9的方向移动时,第一弹簧13被拉伸;在弹性钢板3不再拉动固定钢板滑块14后,在第一弹簧13的复位力下,固定钢板滑块14向销9的方向移动,直到第一弹簧13恢复到未拉伸时的状态。
对于第一摆动机构4:在缓冲滑块19依次越过梯型槽15时,缓冲滑块19挤压梯型槽15的回位斜面16或者缓冲斜面17,相对地缓冲滑块19会被挤压到缓冲滑块滑动槽20中,第二弹簧18被压缩;当缓冲滑块19进入到下一个梯型槽15中时,在第二弹簧18的复位力下,缓冲滑块19远离第二弹簧18的一端伸出缓冲滑块滑动槽20而进入到梯型槽15中。五个梯型槽15的回位斜面16与钢板滑块滑动槽12的下槽面所构成的锐角均相同,而设计中回位斜面16与钢板滑块滑动槽12的下槽面所构成的锐角在20度到30度之间,这样在第一弹簧13的复位力下,固定钢板滑块14向销9的方向移动过程中,缓冲滑块19跟随固定钢板滑块14移动,缓冲滑块19能很容易越过梯型槽15的回位斜面16,保证固定钢板滑块14能移动复位到原始位置。距离钢板滑块滑动槽12的开口最远的梯型槽15的缓冲斜面17与钢板滑块滑动槽12的下槽面所构成的锐角为30度,梯型槽15的缓冲斜面17与钢板滑块滑动槽12的下槽面所构成的锐角沿钢板滑块滑动槽12开口方向的角度越来越大,靠近钢板滑块滑动槽12开口处的梯型槽15的缓冲斜面17与钢板滑块滑动槽12的下槽面成垂直状态的设计在于:在固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的过程中,固定钢板滑块14上的缓冲滑块19会依次越过梯型槽15,由于起始位置处的梯型槽15的缓冲斜面17与钢板滑块滑动槽12的下槽面所构成的锐角为30度,所以刚开始固定钢板滑块14带动缓冲滑块19向远离销9的方向移动时,固定钢板滑块14的移动阻力较小;随着固定钢板滑块14带动缓冲滑块19向远离销9的方向依次越过梯型槽15,且梯型槽15的缓冲斜面17的角度越来越大,那么缓冲滑块19越过梯型槽15的阻力也越来越大,固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的阻力也越来越大;当固定钢板滑块14带动缓冲滑块19进入到离钢板滑块滑动槽12开口最近的梯型槽15时,由于该梯型槽15的缓冲斜面17成垂直状态,所以缓冲滑块19将无法越过该梯型槽15,固定钢板滑块14被限位到此处而无法继续向远离销9的方向移动。对于板簧23,在摆板7受到撞击后摆动时,板簧23被压缩;在摆板7不再受到撞击后,在板簧23的复位作用下,摆板7能恢复到未撞击时的位置。
对于第一摆动机构4中驱动齿轮10的弧形段啮齿22与第一齿条26相配合的作用是:如图22所示,第一,当第一摆动机构4中的摆板7与护栏方柱32成垂直状态时,驱动齿轮10上的弧形段啮齿未与第一齿条26相啮合;第二,在摆板7摆动的过程中,摆板7经销9带动驱动齿轮10旋转,在固定钢板滑块14滑动到五个梯型槽15的中间处的梯型槽15的位置时,摆板7的摆动幅度正好使销9带动驱动齿轮10上的弧形段啮齿22与第一齿条26刚好啮合;第三,在固定钢板滑块14从中间处梯型槽15的位置滑动到距离钢板滑块滑动槽12开口最近的梯型槽15的位置时,摆板7的摆动幅度使得销9带动驱动齿轮10上的弧形段啮齿22驱动第一齿条26向远离护栏方柱32的方向移动,进而限位块30对导块40解锁限位。
对于缓冲机构6:当缓冲触发板42受到外界撞击时,缓冲触发板42带动滑动杆43向护栏方柱32的方向移动,触发板弹簧44被压缩,缓冲触发板42带动第二齿条45向护栏方柱32的方向移动,第二齿条45经第一齿轮46带动转轴48旋转;在单向离合环49的单向作用下,转轴48可以经单向离合环49带动第二齿轮47旋转,第二齿轮47带动第一齿条26向远离护栏方柱32的方向移动,进而限位块30对导块40解锁限位。当出现转轴48没有经单向离合环49和第二齿轮47带动第一齿条26向远离护栏方柱32的方向移动,而第一齿条26被驱动齿轮10驱动远离护栏方柱32的方向移动时,虽然第一齿轮46可以带动第二齿轮47旋转,但是在单向离合环49的作用下,此时的第二齿轮47无法经单向离合环49带动转轴48旋转。当缓冲触发板42不再受到外界撞击力后,在触发板弹簧44的复位力下,缓冲触发板42向远离护栏方柱32的方向移动复位,第二齿条45跟随缓冲触发板42移动复位,第二齿条45经第一齿轮46带动转轴48反转,在单向离合环49的单向作用下,转轴48无法经单向离合环49带动第二齿轮47旋转。
具体实施方式:本发明中的护栏机构1的底座35均固定安装在高速公路的路基上。当相邻的两个护栏机构1的护栏方柱32之间的摆板7和弹性钢板3未受到撞击时,摆板7与护栏方柱32成垂直状态,板簧23未被压缩,第一弹簧13未被拉伸,固定钢板滑块14上的缓冲滑块19位于,五个梯型槽15中距离钢板滑块滑动槽12开口最远的梯型槽15中,第二弹簧18未被压缩时,缓冲滑块19远离第二弹簧18的一端穿出缓冲滑块滑动槽20;在摆板7与护栏方柱32成垂直状态时,驱动齿轮10上的弧形段啮齿未与第一齿条26相啮合;导块弹簧39未压缩,导块40的限位槽38与限位块滑动槽34相通,且限位块30具有限位块斜面31的一端位于导块40的限位槽38中。
当护栏机构1的缓冲触发板42未被外界撞击时,触发板弹簧44处于未压缩状态。
当车辆撞击到相邻的两个护栏机构1的护栏方柱32之间的摆板7和弹性钢板3时,两个摆板7均围绕销9的中心向撞击力的方向摆动,相应的板簧23被压缩,在两个摆板7的摆动下,弹性钢板3会产生相应的弯曲,以便缓冲一定量的撞击能量。在弹性钢板3在弯曲和摆板7的摆动的双重作用下,弹性钢板3拉动固定钢板滑块14向远离销9的方向移动,第一弹簧13被拉伸;在固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的过程中,固定钢板滑块14上的缓冲滑块19会依次越过梯型槽15;在缓冲滑块19依次越过梯型槽15时,缓冲滑块19挤压梯型槽15的回位斜面16或者缓冲斜面17,相对地缓冲滑块19会被挤压到缓冲滑块滑动槽20中,第二弹簧18被压缩;当缓冲滑块19进入到下一个梯型槽15中时,在第二弹簧18的复位力下,缓冲滑块19远离第二弹簧18的一端伸出缓冲滑块滑动槽20而进入到梯型槽15中。由于梯型槽15离钢板滑块滑动槽12越近,梯型槽15的缓冲斜面17的倾斜角度越大,所以固定钢板滑块14带动缓冲滑块19向远离销9的方向移动的距离越远,固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的阻力也越来越大,那么固定钢板滑块14带动缓冲滑块19向远离销9的方向移动的距离越远,所消耗的能量也就越多。在车辆撞击到摆板7和弹性钢板3时的撞击力越大,摆板7的摆动幅度越大,弹性钢板3的弯曲形变越大,弹性钢板3吸收的能量也越多,弹性钢板3拉动固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的距离也越大,第一弹簧13被拉伸的也越长,固定钢板滑块14带动缓冲滑块19向远离销9的方向移动所消耗的能量也就越多;这样的设计就使得车辆撞击到摆板7和弹性钢板3时的撞击力越大,弹性钢板3吸收的能量越多,固定钢板滑块14向远离销9的方向移动所消耗的能量越多,实现了缓冲车辆撞击功能,能起到保护车辆和司乘人员的作用。
在车辆撞击到摆板7和弹性钢板3时的撞击力更大时,摆板7摆动的幅度达到最大,弹性钢板3会弯曲到极限状态,固定钢板滑块14带动缓冲滑块19进入到离钢板滑块滑动槽12开口最近的梯型槽15中,由于该梯型槽15的缓冲斜面17成垂直状态,所以缓冲滑块19将无法越过该梯型槽15,固定钢板滑块14被限位到此处而无法继续向远离销9的方向移动。此时相邻的两个护栏机构1的护栏方柱32之间的摆板7和弹性钢板3被撞击后所缓冲的撞击能量达到极限值,而车辆撞击的能量还留存很多。为了避免相邻的两个护栏机构1的护栏方柱32之间结构被留存很多的撞击能量所冲击坏,所以就需要通过护栏机构1中护栏方柱32和导块40的滑动来继续缓冲剩余的撞击能量,保护护栏机构1不会被冲击坏。
护栏机构1中护栏方柱32和导块40的滑动来继续缓冲剩余的撞击能量的流程:对于摆动机构,在摆板7摆动到最大幅度,及固定钢板滑块14带动缓冲滑块19向远离销9的方向移动到离钢板滑块滑动槽12开口最近的梯型槽15中的过程中,当出现固定钢板滑块14滑动到五个梯型槽15的中间处的梯型槽15的位置时,摆板7的摆动幅度正好使销9带动驱动齿轮10上的弧形段啮齿22与第一齿条26刚好啮合;当固定钢板滑块14从中间处梯型槽15的位置滑动到距离钢板滑块滑动槽12开口最近的梯型槽15的位置时,摆板7的摆动幅度使得销9带动驱动齿轮10上的弧形段啮齿22驱动第一齿条26向远离护栏方柱32的方向移动。在第一齿条26向远离护栏方柱32的方向移动过程中,第一齿条26经L型板27带动限位块30向远离导块40的方向移动,方形环28跟随限位块30运动,第三弹簧29被拉伸,直到限位块30的一端从导块40的限位槽38中脱离,限位块30不再对导块40限位。在剩余撞击能量的冲击下,摆板7经销9和支耳8带动护栏方柱32沿着方柱滑动槽36向远离第一齿条26的方向移动,护栏方柱32带动两个导块40移动,两个导块弹簧39被压缩,两个导块弹簧39的压缩能起到吸收一定的剩余撞击能量;在护栏方柱32向远离第一齿条26的方向移动的过程中,护栏方柱32会带动之前护栏机构1中的第二摆动机构5和之前护栏护栏机构1之间的弹性钢板3动作来吸收剩余撞击能量。当车辆的撞击力过大时,被撞击的护栏机构1会在过大撞击力下联动之前多个护栏机构1,以及多个护栏机构1之间的弹性钢板3来缓冲剩余的过多的撞击能量,直到车辆被拦截下来。这样多个护栏机构1联动的设计既能保护护栏机构1中的结构不会被撞击损坏,还能更好的缓冲车辆的更大撞击力,更加保护了司乘人员。
在撞击结束且车辆移走后,此时相邻的两个护栏机构1的护栏方柱32之间的摆板7和弹性钢板3不再受到撞击力,那么在导块弹簧39的复位力下,导块40带动护栏方柱32恢复到原始位置,导块40的限位槽38再次与限位块滑动槽34相通。在弹性钢板3和板簧23的共同复位作用下,摆板7再次恢复到与护栏方柱32成垂直状态,弹性钢板3恢复到未弯曲的状态。在摆板7和弹性钢板3复位的过程中,在第一弹簧13的复位力下,固定钢板滑块14向销9的方向移动过程中,缓冲滑块19跟随固定钢板滑块14移动,直到固定钢板滑块14能移动复位到原始位置。在摆板7复位的过程中,摆板7带动销9反向旋转,销9带动驱动齿轮10方向旋转,那么驱动齿轮10经弧形段啮齿22带动第一齿条26向护栏方柱32的方向移动到原始位置,第一齿条26经L型板27带动限位块30再次插入到导块40的限位槽38中,此过程中,第三弹簧29的复位力起到了辅助限位块30进入到导块40的限位槽38的作用。
当出现车辆未撞击到相邻的两个护栏机构1的护栏方柱32之间的摆板7和弹性钢板3,而是撞击到其中一个护栏机构1的缓冲触发板42。以车辆撞击到一个护栏机构1的缓冲触发板42为例:当缓冲触发板42受到车辆撞击时,缓冲触发板42带动滑动杆43向护栏方柱32的方向移动,触发板弹簧44被压缩,此时触发板弹簧44的压缩能吸收到一部分的撞击能量;缓冲触发板42带动第二齿条45向护栏方柱32的方向移动,第二齿条45经第一齿轮46带动转轴48旋转,在单向离合环49的单向作用下,转轴48经单向离合环49带动第二齿轮47旋转,第二齿轮47带动第一齿条26向远离护栏方柱32的方向移动,进而限位块30对导块40解锁限位。由于此时的摆板7与护栏方柱32成垂直状态时,驱动齿轮10上的弧形段啮齿未与第一齿条26相啮合,所以第一齿条26的运动不会对驱动齿轮10造成影响。随后,另一部分的撞击能量会使得护栏方柱32沿着方柱滑动槽36向远离第一齿条26的方向移动,护栏方柱32带动两个导块40移动,两个导块弹簧39被压缩,两个导块弹簧39的压缩能起到吸收一部分的撞击能量;在护栏方柱32向远离第一齿条26的方向移动的过程中,护栏方柱32会带动护栏机构1中的第一摆动机构4和第二摆动机构5动作,而且会联动到该护栏机构1相邻的两个弹性钢板3来动作,从而能吸收剩余部分的撞击能量。当车辆的撞击力过大时,被撞击的护栏机构1会在过大撞击力下联动之前多个护栏机构1,以及多个护栏机构1之间的弹性钢板3来缓冲剩余的过多的撞击能量,直到车辆被拦截下来。这样在护栏机构1的护栏方柱32受到撞击时,缓冲机构6的设计能保护护栏机构1中的结构不会被撞击损坏,还能更好的缓冲车辆的撞击力,保护了司乘人员。
在撞击结束且车辆移走后,此时护栏机构1的缓冲触发板42不再受到撞击力,那么在导块弹簧39的复位力下,导块40带动护栏方柱32恢复到原始位置,导块40的限位槽38再次与限位块滑动槽34相通。在触发板弹簧44的复位力下,缓冲触发板42移动复位到原始位置,缓冲触发板42带动第二齿条45移动复位,第二齿条45经第一齿轮46带动转轴48反转,但是在单向离合环49的作用下,转轴48无法经单向离合环49带动第二齿轮47反转,也就是转轴48的反转不会对第一齿条26的复位造成影响。不过,在第三弹簧29的复位力下,限位块30依然能插入到导块40的限位槽38中,限位块30依然能经L型板27带动第一齿条26移动复位到原始位置。
综上所述,本发明的主要有益效果是:当车辆撞击到两个护栏方柱32之间的结构时,弹性钢板3会产生弯曲来吸收一部分的撞击能量;另外,固定钢板滑块14带动缓冲滑块19向远离销9的方向移动且依次越过梯型槽15,而梯型槽15的缓冲斜面17的倾斜角度越来越大,这样缓冲滑块19依次梯型槽15的阻力也越来越大,固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的阻力也越来越大,固定钢板滑块14带动缓冲滑块19向远离销9的方向移动所消耗的能量也就越多;这样的设计就使得车辆撞击到摆板7和弹性钢板3时的撞击力越大,弹性钢板3弯曲变形越大导致弹性钢板3吸收的能量越多,固定钢板滑块14向远离销9的方向移动的距离越远,固定钢板滑块14向远离销9的方向移动所消耗的能量越多,实现了缓冲车辆撞击功能,能起到保护车辆和司乘人员的作用。当出现车辆撞击到护栏方柱32上的缓冲触发板42时,触发板弹簧44能吸收一部分的撞击能量,护栏方柱32也能实现滑动,使该护栏方柱32相邻的两个弹性钢板3动作来继续吸收剩余的撞击能量。当出现车辆撞击护栏机构1力量过大时,被撞击的护栏机构1会在过大撞击力下联动之前多个护栏机构1,以及多个护栏机构1之间的弹性钢板3来缓冲剩余的过多的撞击能量,直到车辆被拦截下,起到了更加保护车辆和司乘人员的作用。本发明结构简单,具有较好的保护车辆和司乘人员的作用。

Claims (8)

1.一种高速公路护栏,其特征在于:它包括护栏机构和弹性钢板,其中多个护栏机构之间通过弹性钢板依次连接;
上述护栏机构包括第一摆动机构、第二摆动机构、缓冲机构、支撑导轨、固定块、第一齿条、L型板、方形环、第三弹簧、限位块、限位块斜面、护栏方柱、杆孔、限位块滑动槽、底座、方柱滑动槽、导槽、限位槽、导块弹簧、导块,其中底座的上表面上开有方柱滑动槽;方柱滑动槽的两侧面对称地开有两个导槽;底座的侧面上开有限位块滑动槽,且限位块滑动槽与导槽相通;护栏方柱的一端通过滑动配合方式安装在方柱滑动槽中;护栏方柱位于方柱滑动槽中的一端两侧面上对称地安装有两个导块;两个导块均通过滑动配合的方式分别安装在两个导槽中;两个导块弹簧的一端分别安装在两个导块上,另一端分别安装在两个导槽的侧槽面上;两个导块弹簧分别位于两个导槽中;两个导块中的一个导块远离护栏方柱的侧面上开有限位槽;具有限位槽的导块位于与限位块滑动槽相通的导槽中;限位块的一端通过滑动配合的方式安装在限位块滑动槽中,另一端穿出限位块滑动槽且位于底座外;限位块位于底座的限位块滑动槽的一端具有限位块斜面;限位块斜面与具有限位槽的导块相配合;限位块具有限位块斜面的一端与导块的限位槽相配合;支撑导轨通过固定块安装在底座的上表面上,且支撑导轨靠近底座上开有限位块滑动槽的侧面;第一齿条通过滑动配合的方式安装在支撑导轨中,且第一齿条的两端均穿出支撑导轨;L型板的一端安装在第一齿条远离护栏方柱的一端上,另一端与限位块远离限位块斜面的一端相连接;方形环固定安装在限位块上,且方形环位于L型板与底座之间;第三弹簧嵌套在限位块上,第三弹簧的一端安装在方形环上,另一端安装在底座上;位于底座上侧的护栏方柱两侧面上对称地安装有第一摆动机构和第二摆动机构;第一摆动机构与第一齿条相配合;位于底座上侧的护栏方柱开有贯通的两个杆孔;缓冲机构安装在护栏方柱、底座及两个杆孔中;缓冲机构与第一齿条相配合;
上述缓冲机构包括缓冲触发板、滑动杆、触发板弹簧、第二齿条、第一齿轮、第二齿轮、转轴、单向离合环,其中缓冲触发板的侧板上对称地安装有两个滑动杆;两个滑动杆远离缓冲触发板的一端均通过滑动配合的方式安装在护栏方柱的两个杆孔中;两个触发板弹簧分别嵌套在两个滑动杆上,两个触发板弹簧的一端安装在缓冲触发板上,另一端安装在护栏方柱上;缓冲触发板位于远离导块弹簧的一侧;第二齿条安装在缓冲触发板上;第二齿条所在的缓冲触发板的侧面与滑动杆所在的缓冲触发板的侧面相同;第二齿条位于缓冲触发板靠近第一齿条的一角处;转轴通过轴套安装在底座的上表面上,且转轴位于第二齿条与支撑导轨之间;转轴远离底座的一端安装有第一齿轮;第一齿轮与第二齿条相啮合;单向离合环安装在转轴的外圆面上,且单向离合环位于第一齿轮与底座之间;单向离合环的外圆面上安装有第二齿轮;第二齿轮与第二齿条相啮合;
上述第一摆动机构包括摆板、支耳、销、驱动齿轮、钢板滑块滑动槽、第一弹簧、固定钢板滑块、梯型槽、回位斜面、板簧、缓冲斜面、第二弹簧、缓冲滑块、缓冲滑块滑动槽、弧形段啮齿,其中两个支耳安装在位于底座上侧的护栏方柱的侧面上;销的一端安装有驱动齿轮,另一端穿过两个支耳;摆板的一端固定安装在销的外圆面上,另一端的端面上开有钢板滑块滑动槽;摆板位于两个支耳之间;驱动齿轮位于底座与摆板之间;驱动齿轮的外圆面上具有一段弧形段啮齿;驱动齿轮的弧形段啮齿与第一齿条相配合;摆板的钢板滑块滑动槽的上槽面与下槽面上所具有的结构相同,对于钢板滑块滑动槽的下槽面:沿摆板的长度方向上均匀地开有五个梯型槽,梯型槽具有回位斜面和缓冲斜面,五个梯型槽的回位斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角均相同,五个梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角沿钢板滑块滑动槽开口方向的角度越来越大,靠近钢板滑块滑动槽开口处的梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面成垂直状态;固定钢板滑块通过滑动配合的方式安装在摆板的钢板滑块滑动槽中;三个第一弹簧的一端安装在固定钢板滑块上,另一端安装在钢板滑块滑动槽的底槽面上;三个第一弹簧沿固定钢板滑块的长度方向均匀分布;固定钢板滑块的上表面与下表面上对称地开有两个缓冲滑块滑动槽;两个缓冲滑块均通过滑动配合的方式分别安装在两个缓冲滑块滑动槽中;两个第二弹簧的一端分别安装在两个缓冲滑块上,另一端分别安装在两个缓冲滑块滑动槽的底槽面上;两个第二弹簧分别位于两个缓冲滑块滑动槽中;两个缓冲滑块远离第二弹簧的一端分别与,钢板滑块滑动槽的上槽面的五个梯型槽相配合和钢板滑块滑动槽的下槽面的五个梯型槽相配合;板簧的一端安装在摆板的侧面上,另一端安装在护栏方柱的侧面上,且板簧远离缓冲机构的缓冲触发板;
上述第一摆动机构和第二摆动机构的结构基本相同,第一摆动机构中除去驱动齿轮和弧形段啮齿便是第二摆动机构;
相邻护栏机构之间的弹性钢板,弹性钢板的一端安装在之前护栏机构的第一摆动机构的固定钢板滑块上,另一端安装在之后护栏机构的第二摆动机构的固定钢板滑块上。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路护栏,其特征在于:上述缓冲滑块远离第二弹簧的一端具有圆角。
3.根据权利要求1所述的一种高速公路护栏,其特征在于:上述导块弹簧为压缩弹簧;当导块弹簧未压缩时,导块的限位槽与限位块滑动槽相通,且限位块具有限位块斜面的一端位于导块的限位槽中。
4.根据权利要求3所述的一种高速公路护栏,其特征在于:上述第三弹簧为拉伸弹簧;当限位块具有限位块斜面的一端位于导块的限位槽中时,第三弹簧未被拉伸。
5.根据权利要求1所述的一种高速公路护栏,其特征在于:当第一摆动机构中的摆板与护栏方柱成垂直状态时,驱动齿轮上的弧形段啮齿未与第一齿条相啮合。
6.根据权利要求1所述的一种高速公路护栏,其特征在于:上述第一弹簧为拉伸弹簧;当第一弹簧未被拉伸时,固定钢板滑块上的缓冲滑块位于,五个梯型槽中距离钢板滑块滑动槽开口最远的梯型槽中。
7.根据权利要求1所述的一种高速公路护栏,其特征在于:上述第二弹簧为压缩弹簧;当第二弹簧未被压缩时,缓冲滑块远离第二弹簧的一端穿出缓冲滑块滑动槽。
8.根据权利要求1所述的一种高速公路护栏,其特征在于:上述相应梯型槽的回位斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角在20度到30度之间;距离钢板滑块滑动槽的开口最远的梯型槽的缓冲斜面与钢板滑块滑动槽的下槽面所构成的锐角为30度。
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