CN109487732A - 一种应用于潮汐车道的护栏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于潮汐车道的护栏，包括并行设置在潮汐车道两侧的若干段护栏本体，相邻两段护栏本体之间均为可拆卸连接；所述护栏本体包括栅栏和设置在栅栏两端的立柱，其中一个立柱的底部设置有蓄电池和控制盒，该立柱靠近潮汐车道的一侧设置有横杆，横杆与立柱之间设置有转动机构；位于横杆上部的立柱上设置有信号指示机构；该立柱的防水帽下部设置有检测潮汐车道内有无车辆的超声波传感器；所述信号指示机构包括外壳，外壳位于横杆的正上方且与立柱的侧壁固定连接，外壳内设置有光发射器、信号切换组件和放大机构。本发明实现了对潮汐车道定时定点的管理，方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及交通管理技术领域，尤其涉及一种应用于潮汐车道的护栏。
背景技术
由于由于经济的迅速发展，有车一族也变得越来越多，开车上下班使个人时间得到了充分的掌握与利用，但是由于工作地点一般在城市中心，而居住地大多位于集中于周边，造成了城市周边的道路交通潮汐现象严重。由于交通的“潮汐现象”，即每天早晨进城方向交通流量大，反向流量小；而晚上则是出城方向的流量大，更是加重了拥堵现象。针对该情况，在交通导流改造中采取可变车道的方式进行了交通组织，即早高峰进城车辆多时，增加进城方向车道数，减少出城方向车道数，晚高峰出城车辆多时，增加出城方向车道数，减少进城方向车道数。
设置潮汐车道是解决道路交通抄袭现象的有效手段，较少的投入建设成本即可达到对交通潮汐现象的有效缓解，但是潮汐车道需要较长时间的适应过程，在使用过程中很多不了解情况的外地司机或对交通情况不熟悉的本地新手司机都容易在潮汐车道错误的行驶，且容易造成交通事故，目前已有用于解决潮汐车道的护栏出现，但是仍需每天人工或者是车辆对其定时定点的挪动，费时费力，而且是一笔很大的开销；有的设计的护栏需要破坏原有的道路，使用起来前期投入较大；如公开号为：CN107959211的潮汐护栏，该潮汐护栏能够在需要增加单方向车道的情况下，驱动底座沿导槽移动，带动底座上的护栏本体一起移动，使车流量较大的方向的车道数增加；但是在安装使用时，护栏下部的导槽需要横向且间隔嵌入在原有的道路中，这样会对原有的道路路基造成一定的损坏，减少道路的使用寿命。因此亟需设计一款不破坏原有道路，也不用人工移动，同时缓解交通的适用于潮汐车道的护栏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于潮汐车道的护栏，实现了对潮汐车道定时定点的管理，方便快捷。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种应用于潮汐车道的护栏，包括并行设置在潮汐车道两侧的若干段护栏本体，相邻两段护栏本体之间均为可拆卸连接；所述护栏本体包括栅栏和设置在栅栏两端的立柱，所述立柱为矩形管状，立柱的上部设置有防水帽、下部设置有底座；其中一个立柱的底部设置有蓄电池和控制盒，该立柱靠近潮汐车道的一侧设置有横杆，横杆与立柱之间设置有转动机构；位于横杆上部的立柱上设置有信号指示机构；该立柱的防水帽下部设置有检测潮汐车道内有无车辆的超声波传感器；
所述信号指示机构包括外壳，外壳位于横杆的正上方且与立柱的侧壁固定连接，所述外壳为右下角设置为斜面的矩形壳体、斜面上开设有圆形通孔，外壳内设置有光发射器、信号切换组件和放大机构，所述放大机构为设置在斜面上开设的圆形通孔处的凸透镜。
进一步地，所述横杆上对应潮汐车道的两个侧面分别设置有信号灯，
所述信号灯包括红色信号灯和绿色信号灯。
进一步地，所述护栏本体的长度为2~3m。
进一步地，所述转动机构包括蜗轮、蜗杆和第一电机，所述第一电机的输出轴连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮与横杆通过连接轴固定连接；
进一步地，所述信号切换组件为圆柱形的套筒，套筒的外壁上对称位置开设有两个反向的直行加左转样式的通孔；所述套筒连接有动力机构；
所述动力机构包括步进电机，所述步进电机横向设置在立柱内，步进电机的输出轴连接有第一锥齿轮，第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，第二锥齿轮通过连接轴与套筒的端面固定连接，套筒的另一端与外壳通过轴承转动连接，套筒内设置有光发射器。
进一步地，所述光发射器为大功率LED。
进一步地，所述栅栏上设置有太阳能电池板，太阳能电池板与蓄电池的输入端通过充电电路连接；所述蓄电池输出直流24V电压，用于为护栏本体提供电源。
进一步地，所述控制盒内设置有控制器和电源管理模块；
所述控制器采用STM32系列单片机，控制器内预设入潮汐车道的使用时间；
控制器的输出端通过驱动电路连接有第一电机和步进电机；
所述控制器的输入端连接超声波传感器，当超声波传感器检测到3m内没有物体时，控制器向第一电机发送信号；
所述控制器的输出端连接信号灯。
进一步地，所述电源管理模块包括LM2575转换器及其外围电路，将24V电压转换成3.3V电压为控制器和光发射器供电。
本发明的有益效果是：
本发明一种应用于潮汐车道的护栏，护栏将潮汐车道与普通车道隔离为两部分，具有中间隔离带的效果，车辆进入潮汐车道即进入了独立的车道，必须严格按照交通规则行驶，确保了潮汐车道行驶的顺畅，避免其他车辆插入造成交通事故，确保交通顺畅，减少交通事故。通过传感器及控制器的配合，将车道内全部车辆释放完全封闭后整体切换潮汐方向，在切换潮汐方向时车道内无车辆行驶，确保了切换完成后不会出现两两车相对行驶的情况，确保交通顺畅。
本发明通过横杆与控制器的配合，只需在控制器内预设潮汐时间，到达潮汐时间后实现潮汐车道的自动控制，自动切换，不需要人工进行辅助，节省人力；同时不需要大型潮汐方向切换辅助工具，切换速度快，成本低，安全可靠。
本发明不用在潮汐车道表示行驶箭头，通过信号指示机构投射的强光路面箭头指示，司机按照箭头行驶即可，不会因为地面固定的箭头指示方向造成潮汐方形混乱的困扰，潮汐方向清晰明确，横杆上全程有信号灯提示，确保司机不会行驶错误。
附图说明
图1是本发明一种应用于潮汐车道的护栏的结构示意图。
图2是本发明一种应用于潮汐车道的护栏的立柱的结构示意图。
图3是本发明一种应用于潮汐车道的护栏的信号指示机构结构示意图。
图4是本发明一种应用于潮汐车道的护栏的图3中A-A向剖视图。
图5是本发明一种应用于潮汐车道的护栏的控制器的连接示意图。
图6是本发明一种应用于潮汐车道的护栏的使用状态示意图之一。
图7是本发明一种应用于潮汐车道的护栏使用状态示意图之二。
图8是本发明一种应用于潮汐车道的护栏使用状态示意图之三。
图9是本发明一种应用于潮汐车道的护栏使用状态示意图之四。
图10是本发明一种应用于潮汐车道的护栏使用状态示意图之五。
附图中标号为：1为栅栏，2为防水帽，3为超声波传感器，4为外壳，5为横杆，6为立柱，7为底座，8为太阳能电池板，9为步进电机，10为蜗杆，11为第一电机，12为蜗轮，13为蓄电池，14为控制盒，15为信号灯，16为套筒，17为第二锥齿轮，18为凸透镜，19为光发射器，20为控制器，21为电源管理模块，22为第一锥齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述。
实施例1：如图1~图5所示，一种应用于潮汐车道的护栏，包括并行设置在潮汐车道两侧的若干段护栏本体，相邻两段护栏本体之间均为可拆卸连接；所述护栏本体包括栅栏1和设置在栅栏1两端的立柱6，所述立柱6为矩形管状，立柱6的上部设置有防水帽2、下部设置有底座7；其中一个立柱6的底部设置有蓄电池13和控制盒14，该立柱6靠近潮汐车道的一侧设置有横杆5，横杆5与立柱6之间设置有转动机构；所述转动机构包括蜗轮12、蜗杆10和第一电机11，所述第一电机11的输出轴连接有蜗杆10，所述蜗杆10与蜗轮12啮合，所述蜗轮12与横杆5通过连接轴固定连接；位于横杆5上部的立柱6上设置有信号指示机构；该立柱6的防水帽2下部设置有检测潮汐车道内有无车辆的超声波传感器3；所述信号指示机构包括外壳4，外壳4位于横杆5的正上方且与立柱6的侧壁固定连接，所述外壳4为右下角设置为斜面的矩形壳体、斜面上开设有圆形通孔，外壳4内设置有光发射器19、信号切换组件和放大机构，所述放大机构为设置在斜面上开设的圆形通孔处的凸透镜18。
所述信号切换组件为圆柱形的套筒16，套筒16的外壁上对称位置开设有两个反向的直行加左转样式的通孔；所述形套筒16连接有动力机构；
所述动力机构包括步进电机9，所述步进电机9横向设置在立柱6内，步进电机9的输出轴连接有第一锥齿轮22，第一锥齿轮22啮合有第二锥齿轮17，第二锥齿轮17通过连接轴与套筒16的端面固定连接，套筒16的另一端与外壳4通过轴承转动连接，套筒16内设置有光发射器19；所述光发射器19为大功率LED。
所述横杆5上对应潮汐车道的两个侧面分别设置有信号灯15，所述信号灯15包括红色信号灯和绿色信号灯。
具体的，所述护栏本体的长度为2~3m。
所述栅栏1上设置有太阳能电池板8，太阳能电池板8与蓄电池13的输入端通过充电电路连接；所述蓄电池13输出直流24V电压，用于为护栏本体提供电源。
所述控制盒14内设置有控制器20和电源管理模块21；所述控制器20采用STM32系列单片机，控制器20内预设入潮汐车道的使用时间；控制器20的输出端通过驱动电路连接有第一电机11和步进电机9；所述控制器20的输入端连接超声波传感器3，当超声波传感器3检测到3m内没有物体时，控制器20向第一电机11发送信号；所述控制器20的输出端连接信号灯15。
所述电源管理模块21包括LM2575转换器及其外围电路，将24V电压转换成3.3V电压为控制器20和光发射器19供电。
作为一种可实施方式，步进电机9和第一电机11均采用24V直流电机；超声波传感器3采用上海生产的倍加福超声波传感器3，型号为：UB1000-18GM75-U-V15；检测距离达到10m。
实施例2：如图6~图10所示，一种应用于潮汐车道的护栏，应用在潮汐车道的早高峰，时间设置为7点~9点，此时大多时间设置车辆由市区开向市中心，潮汐车道的两侧均设置有并行的护栏，每段护栏本体直接可以绑在一起，可以插接或者螺栓连接等多种可拆卸连接方式，方便移动；护栏本体上设置的横杆5均朝向潮汐车道的一侧。
由正常行驶阶段进入封闭潮汐车道阶段，在控制器20内预设入早高峰的时间，控制器20开始计时，当到达早高峰时间段，蓄电池13开始为超声波传感器3和控制器20等供电；驶入潮汐车道方向的入口处的超声波传感器3检测潮汐车道内是否有车辆驶入，若检测信号设置为3m内是否有车辆驶入，若有车辆驶入，延时再次进行检测；若无车辆驶入控制器20向与第一电机11连接的驱动电路发送信号，同时第一电机11由蓄电池13为其提供24V电源，驱动电路驱动第一电机11转动，驱动电路由三极管直接驱动第一电机11即可；第一电机11带动蜗杆10及蜗轮12转动，蜗轮12使横杆5抬起与立柱6垂直；同时，控制器20向信号灯15发送信号，驱动信号灯15亮；
具体的，将驶入方向横杆5面对的红色信号灯和绿色信号灯命名为第一信号灯和第二信号灯，背对方向的红色信号灯和绿色信号灯命名为第三信号灯15和第四信号灯15，第一信号灯、第二信号灯、第三信号灯15和第四信号灯15分别连接至控制器20的IO端口；控制器20向第一信号灯发送信号，红色信号灯亮，此时潮汐车道内禁止通行；
相邻两个立柱6上的控制器20均设置有延时，延时结束后，第二个立柱6上的超声波传感器3和控制器20重复上述操作，直到潮汐车道的驶出方向的出口的横杆5抬起，此时潮汐车道完成全部封闭。
然后进入潮汐车道切换方向，将潮汐道路朝向市中心的方向切换为车辆驶入方向，另外一端为驶出方向；当原潮汐车道的驶出方向的出口的横杆5抬起后进行延时，延时时间可设置为0~1min，延时后触发控制器20向驱动电路发送反向脉冲，第一电机11反转，横杆5开始下放，直到与立柱6贴合；同时控制器20向步进电机9发送驱动信号，步进电机9转动带动第一锥齿轮22转动，第一锥齿轮22转动带动第二锥齿轮17转动，第二锥齿轮17带动套筒16的旋转，套筒16的侧壁上开设有对称的直行加左转箭头通孔，将套筒16的侧壁四等分，通过设置步进电机9的旋转角度，使横杆5在下放的同时，直行加左转箭头通孔正对着凸透镜18，由于凸透镜18的放大作用，由强光形成的直行加左转箭头映射在地面上，使司机显而易见；同时控制器20向第四信号灯15，即绿色信号灯发出指令使其发光，用于指示交通行驶，此时转换后的驶入方向即可通车，完成了潮汐方向转换。
应当说明的是，位于潮汐车道两侧的护栏在切换时，只使用一侧的护栏的横杆5也能达到切换的效果，同时还能节省资源。
为了使护栏的效果更加智能化、效果更好，可以再控制盒14内拓展，加入无线传感器网络，使每个立柱6内的控制器20联网，能随时根据别的护栏控制横杆5的起落；同时控制器20还可拓展加入定位模块，采用GPRS定位或北斗定位均可，能够随时通过终端查询到该护栏的位置信息，有维修或其他问题方便查找。
实施例3：一种应用于潮汐车道的护栏，本实施例与实施例2基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于本护栏应用在潮汐车道的晚高峰，时间设置为17:30~19:30，此时大多时间设置车辆由市中心开向市取，此时潮汐车道是要讲正常的车道切换为潮汐道路朝向市区的方向切换为车辆驶入方向，另外一端为驶出方向；护栏到达设定时间后开始启动，操作方式同实施例2，只是方向相反。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (9)
1.一种应用于潮汐车道的护栏，其特征在于，包括并行设置在潮汐车道两侧的若干段护栏本体，相邻两段护栏本体之间均为可拆卸连接；所述护栏本体包括栅栏（1）和设置在栅栏（1）两端的立柱（6），所述立柱（6）为矩形管状，立柱（6）的上部设置有防水帽（2）、下部设置有底座（7）；其中一个立柱（6）的底部设置有蓄电池（13）和控制盒（14），该立柱（6）靠近潮汐车道的一侧设置有横杆（5），横杆（5）与立柱（6）之间设置有转动机构；位于横杆（5）上部的立柱（6）上设置有信号指示机构；该立柱（6）的防水帽（2）下部设置有检测潮汐车道内有无车辆的超声波传感器（3）；
所述信号指示机构包括外壳（4），外壳（4）位于横杆（5）的正上方且与立柱（6）的侧壁固定连接，所述外壳（4）为右下角设置为斜面的矩形壳体、斜面上开设有圆形通孔，外壳（4）内设置有光发射器（19）、信号切换组件和放大机构，所述放大机构为设置在斜面上开设的圆形通孔处的凸透镜（18）。
2.根据权利要求1所述的一种应用于潮汐车道的护栏，其特征在于，所述横杆（5）上对应潮汐车道的两个侧面分别设置有信号灯（15），所述信号灯（15）包括红色信号灯和绿色信号灯。
3.根据权利要求1所述的一种应用于潮汐车道的护栏，其特征在于，所述护栏本体的长度为2~3m。
4.根据权利要求1所述的一种应用于潮汐车道的护栏，其特征在于，所述转动机构包括蜗轮（12）、蜗杆（10）和第一电机（11），所述第一电机（11）的输出轴连接有蜗杆（10），所述蜗杆（10）与蜗轮（12）啮合，所述蜗轮（12）与横杆（5）通过连接轴固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种应用于潮汐车道的护栏，其特征在于，所述信号切换组件为圆柱形的套筒（16），套筒（16）的外壁上对称位置开设有两个反向的直行加左转样式的通孔；所述套筒（16）连接有动力机构；
所述动力机构包括步进电机（9），所述步进电机（9）横向设置在立柱（6）内，步进电机（9）的输出轴连接有第一锥齿轮（22），第一锥齿轮（22）啮合有第二锥齿轮（17），第二锥齿轮（17）通过连接轴与套筒（16）的端面固定连接，套筒（16）的另一端与外壳（4）通过轴承转动连接，套筒（16）内设置有光发射器（19）。
6.根据权利要求5所述的一种应用于潮汐车道的护栏，其特征在于，所述光发射器（19）为大功率LED。
7.根据权利要求2所述的一种应用于潮汐车道的护栏，其特征在于，所述栅栏（1）上设置有太阳能电池板（8），太阳能电池板（8）与蓄电池（13）的输入端通过充电电路连接；所述蓄电池（13）输出直流24V电压，用于为护栏本体提供电源。
8.根据权利要求7所述的一种应用于潮汐车道的护栏，其特征在于，所述控制盒（14）内设置有控制器（20）和电源管理模块（21）；
所述控制器（20）采用STM32系列单片机，控制器（20）内预设入潮汐车道的使用时间；
控制器（20）的输出端通过驱动电路连接有第一电机（11）和步进电机（9）；
所述控制器（20）的输入端连接超声波传感器（3），当超声波传感器（3）检测到3m内没有物体时，控制器（20）向第一电机（11）发送信号；
所述控制器（20）的输出端连接信号灯（15）。
9.根据权利要求8所述的一种应用于潮汐车道的护栏，其特征在于，所述电源管理模块（21）包括LM2575转换器及其外围电路，将24V电压转换成3.3V电压为控制器（20）和光发射器（19）供电。
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