CN109945836A - 一种指示牌倾倒的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种指示牌倾倒的检测装置，其特征为主体设于立柱的内腔中且由盛斗、活动式遮挡物和光电传感器构成，其中盛斗的底部中心设有竖直向下贯通至光收发单元的漏孔，活动式遮挡物的外径大于漏孔的孔径且活动式遮挡物落座于盛斗中的漏孔之上，光电传感器信号接入电控系统；立柱任意向偏斜10°以上状态下，活动式遮挡物脱出漏孔且光电传感器的接收向失感或延时增幅超出预设范围。应用本发明检测装置，利用活动式遮挡物周向定位的不稳定性结合光电传感器的信号反馈，实现了对指示牌任意向偏摆超限或倾倒的实时检测和可靠数据回传，提高了机场场地运维的响应效率，减少了后续航班降落过程中导航失效、盲目消耗燃料或发生机机碰撞的可能性。

Description

一种指示牌倾倒的检测装置

技术领域

本发明涉及一种传感检测技术应用，尤其涉及一种用于大范围空间场景下对道路或航道的导向指示牌受外力倾倒情况实时检测并反馈的检测装置。

背景技术

随着交通工具的日新月异，人们出行可选自驾、乘坐高速列车、轮船或飞机，去到各地工作、生活或旅游。而其中高速公路、机场等大范围空间场景下对道路或航道的导航均是通过离地矗立的指示牌实现的。在高速公路上的指示牌主要用于指示方向、临近出口或服务器等，通常通过立柱支撑设于高速公路的沿路两旁，根据预设距离下清晰可辨的要求设置指示牌的幅面和文字内容大小。在机场中的指示牌主要用于指引飞机起降过程中的航道选择，尤其是飞机降落过程中能顺利导航至所需的航站楼。尤其作为机场的指示牌，为满足夜视可辨，还需要对指示牌提供灯示设计，其主要指示内容是航站楼各分区及引导方向。

虽然通常情况下，指示牌本身具有极高的抗风强度，能够抵御一定强度下自然风的压强而保持矗立状态。然而，由于机场航道通常属于大范围开阔场景，加之飞机起降过程中带来的巨大气流，时有发生超出了指示牌自身的抗风强度，发生折弯或彻底倾倒。因为飞机驾驶员在降落的行程中都是目测指示牌完成导航的，即使对当前航班不至于产生过大影响，但对后续到达的航班降落、导向落位航站楼产生了影响。

而周知地，机场地面航道区域是非人为值守区域，且指示牌的检查周期通常较大，不利于及时发现意外倾倒的指示牌，为机场作业埋下了重大隐患。为此，需要研发一种能够实时检测此类指示牌，尤其针对指示牌朝360°任意向倾倒或倾斜超范围无法自复位的情况均可实现检测反馈，及时通知运维部门进行检修或更换。

发明内容

本发明的目的旨在提出一种指示牌倾倒的检测装置，克服当前指示牌倾倒检测仅局限于特定的两个方向且无法实时可靠反馈的问题。

本发明实现上述目的的技术解决方案是，一种指示牌倾倒的检测装置，基于指示牌的立柱和电控系统装配构成，其特征在于：所述检测装置的主体设于立柱的内腔中且由盛斗、活动式遮挡物和光电传感器构成，其中盛斗的底部中心设有竖直向下贯通至光收发单元的漏孔，所述活动式遮挡物的外径大于漏孔的孔径且活动式遮挡物落座于盛斗中的漏孔之上，所述光电传感器信号接入电控系统；立柱直立状态下光电传感器的发射向与接收向竖向平行；立柱在向周围360°范围内任意向偏斜10°以上状态下，活动式遮挡物脱出漏孔且光电传感器的接收向失感或延时增幅超出预设范围。

进一步地，所述电控系统通过有线或无线的通讯端口信号连接上位控制主机，实时交互检测结果信号。

更进一步地，所述上位控制主机接设有报警器，且上位控制主机在接收到检测指示牌倾倒结果信号状态下驱动报警器示警。

进一步地，所述盛斗为倒锥形容器结构，且漏孔设于锥尖处。

进一步地，所述盛斗为圆底碗状结构，且漏孔设于碗底处。

进一步地，所述盛斗为底面朝中心塌陷的多边形柱体结构，且漏孔设于底面中心处。

进一步地，所述立柱为防止光外溢的封闭式结构。

进一步地，所述立柱定位装接于地基底座上，并支撑指示牌的固定朝向。

进一步地，所述立柱定位装接于地基底座上并设有受控轴向自转的转盘单元，所述指示牌随转盘单元转动调节朝向。

应用本发明检测装置的技术方案，具备突出的实质性特点和显著的进步性：利用活动式遮挡物周向定位的不稳定性结合光电传感器的信号反馈，实现了对指示牌任意向偏摆超限或倾倒的实时检测和可靠数据回传，提高了机场场地运维的响应效率，减少了后续航班降落过程中导航失效、盲目消耗燃料或发生机机碰撞的可能性。

附图说明

图1是常规指示牌的立体外观示意图。

图2是本发明检测装置一优选实施例的透视结构示意图。

图3是本发明检测装置另一实施例的局部结构示意图。

图4是本发明检测装置又一实施例的局部结构示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。

随着航空交通的世界性普及，其较高的时效性成为了人们远距离出行的首选。越来越多的机场出现在各大都市或交通枢纽城市的郊外，无不占据着广阔的平原空间。众所周知，机场作为飞机起降转乘的重要场所，一方面提供了乘员切换其它交通工具的秩序性管理场所，一方面提供了商业经营的场所，更重要的另一方面也提供了飞机起飞、降落过程中长距离的缓冲通道和根据导向指引落位各个航站楼的航管通道。从各飞机内机长的角度来说，其起降操作需按照机场地面（跑道旁）所设的指示牌进行引导，通过目视指示牌机长能够辨明落地后飞机的行进方向。通常此类指示牌的指示内容包括指代区域的字母或指代方向的箭头，并且为了满足夜晚的清晰可辨性常常内部配置有照明系统提供足够的亮度。从外观结构来看，此类指示牌通常为方形或圆形幅面的平面结构，也可能是空间多棱柱形的立体结构，其各指示平面所占据的幅面往往达一平方以上。而指示牌大都通过立柱支撑并离地设计，只有立柱数量和高度不同的差异，如图1所示。在机场停机坪或跑道这种开阔性场地中，自然风往往是畅通无阻的，当大展幅的指示牌遇上强风迎面吹拂时，指示牌在设计制造过程中需要具备一定强度的抗风倾倒能力，才能保障机场环境下航管的顺利进行。从指示牌的设计结构来看至少包含以下几种情况，一、立柱定位装接于地基底座上，并支撑指示牌的固定朝向。其中指示牌A为双立柱底座，牌面为矩形；指示牌B为单立柱底座，牌面为圆形；当然还有另一种指示牌C，其单一立柱定位装接于地基底座上并设有受控轴向自转的转盘单元21，该指示牌为空间三棱柱形的立体结构，且指示牌随转盘单元21转动调节朝向。

然而，现实情况下机场发生指示牌倾倒的情况屡见不鲜，大都是未考虑飞机在跑道行驶和转向过程中，巨大的尾气气流对风力强度的助推作用，从而导致指示牌超出强度负载而倾倒，而且由于缺乏人工监控措施，对于此类指示牌倾倒的发现往往已时过境迁多时，造成连续的班机降落后的导航失效。此外，由于风向和指示牌朝向的多变性，指示牌倾倒的方向也未必固定，如果检测装置仅被限制在特定的范围内监控指示牌的倾斜状态，显然是无法满足实时、准确的航管要求的。为解决上述现实存在的问题，本发明设计者经创造性劳动，创新提出了一种能够全方位监控指示牌倾斜状态，在指示牌超出预设范围倾斜或彻底倾倒的情况下能够及时监控得知，并信号反馈上位控制主机，通知机场运维部门及时做出维护、补救措施。

如图2所以，是本发明提出的一种指示牌倾倒的检测装置优选实施例的透视结构示意图。为克服当前指示牌倾倒检测仅局限于特定的两个方向且无法实时可靠反馈的问题。本发明所设计的指示牌倾倒的检测装置，则基于指示牌1的立柱2和电控系统（未图示）装配构成。该检测装置的结构特征概述为，其主体设于立柱2的内腔中且由盛斗31、活动式遮挡物33和光电传感器32构成，其中盛斗31的底部中心设有竖直向下贯通至光收发单元的漏孔34，而活动式遮挡物33的外径大于漏孔34的孔径且活动式遮挡物33落座于盛斗中的漏孔34之上，光电传感器32则信号接入电控系统；立柱2直立状态下光电传感器32的发射向与接收向竖向平行，这是通过活动式遮挡物在漏孔处对光的直接反射实现的；立柱在向周围360°范围内任意向偏斜10°以上状态下，活动式遮挡物受重力影响而脱出漏孔，如此一来，光电传感器发射向的光将不再受到反射，由此造成接收向失感或延时增幅超出预设范围。这里所谓延时增幅指的是，即使活动式遮挡物脱出漏孔，发射向的光无法直接被反射，但受指示牌内壁漫反射效应后仍将有一部分减弱的光强照射到接收向。

作为检测装置的完善设计，上述电控系统通过有线或无线的通讯端口信号连接上位控制主机4，实时交互检测结果信号，以一定的周期时间频率性扫描光电传感器的反馈信号。并且，该上位控制主机4还接设有报警器，当上述立柱发生倾斜超过门限角度后彻底倾倒的情况，则上位控制主机在接收到检测指示牌倾倒结果信号状态下驱动报警器示警。

在本优选实施例中，该盛斗31为倒锥形容器结构，且漏孔34设于锥尖处。这里可以理解该盛斗为普通漏斗，而活动式遮挡物便成为了堵住漏斗底部出料口的存在，光电传感器位于漏斗底部。通常光电传感器朝上发射的传感光线被活动式遮挡物反射后正常摄入接收端，因此光电传感器检测反馈的结果便是立柱保持直立。而漏斗内壁是光滑的弧面，稍有倾斜活动式遮挡物便具有了脱出漏孔的势能，随着势能的不断积聚到达一定上限时，便会打开漏斗底部的通路。此后，光电传感器射出的传感光线反射将不再原路折回，而是向其它方向反射。可能直接射到盛斗的内壁进一步向外反射，也可能射入漏孔内壁，但方向上必然存在偏斜，或许需要经历多次反射方可被光电传感器的接收端捕获。因此光电传感器的收发延迟一定程度上体现了立柱的倾斜程度。

立柱为防止光外溢的封闭式结构,减少光电传感器漏检传感光线的可能性，同时避免光外溢造成环境人身的安全。该检测装置整体集成在立柱之中，并无外露可视部分。特殊需要情况下，还可以在立柱开设可控启闭的盖板，对该检测装置进行现场检修等。

在该优选实施例下，当指示牌在自然风或者飞机尾部排气的剧烈冲压下发生了倾倒，无论其倒向哪个方向，其中的活动式遮挡物都将脱离漏孔，由于光电传感器的发射向始终与立柱轴向保持一致。随着立柱倾倒歪斜，则光电发射器的发射向也随之变化，但其射出的传感光线将无法被活动式遮挡物反射或反射向并非180°折返，由此光电传感器接收向受到影响便可向上位控制主机反馈立柱的反常状态。及时示警机场相关作业人员进行指示牌的维修或替换。

显然，该检测装置大幅提高了机场跑道和停机坪的现场监控时效性，能对突发状况及时做出可靠的反应措施，提高了航管、运维的安全性。

除上述优选实施例外，本发明该检测装置的细节结构还可以有多种可选的实施方式和等效替换。如图3所示，其中盛斗31a为圆底碗状结构，且漏孔设于碗底处。或者如图4所示，其中盛斗31b为底面朝中心塌陷的多边形柱体结构，且漏孔设于底面中心处。无论是碗底还是中心塌陷处，根据活动式遮挡物脱离漏孔的势能坎值，选择合适的碗底弧度或塌陷斜坡率，即可调整活动式遮挡物脱离或复位的灵活性，同样具有指示牌倾倒检测上的功能实用性。

综上本发明结合图示的实施例详细描述，旨在便于连接本发明的创新特征。并由此可见，应用本发明检测装置的技术方案，具备突出的实质性特点和显著的进步性：利用活动式遮挡物周向定位的不稳定性结合光电传感器的信号反馈，实现了对指示牌任意向偏摆超限或倾倒的实时检测和可靠数据回传，提高了机场场地运维的响应效率，减少了后续航班降落过程中导航失效、盲目消耗燃料或发生机机碰撞的可能性。该检测装置同样可以应用于高速公路的指示牌，其低廉的成本投入甚至可以推广至城市道路交通的指示牌、路灯等。

Claims (9)

1.一种指示牌倾倒的检测装置，基于指示牌的立柱和电控系统装配构成，其特征在于：所述检测装置的主体设于立柱的内腔中且由盛斗、活动式遮挡物和光电传感器构成，其中盛斗的底部中心设有竖直向下贯通至光收发单元的漏孔，所述活动式遮挡物的外径大于漏孔的孔径且活动式遮挡物落座于盛斗中的漏孔之上，所述光电传感器信号接入电控系统；立柱直立状态下光电传感器的发射向与接收向竖向平行；立柱在向周围360°范围内任意向偏斜10°以上状态下，活动式遮挡物脱出漏孔且光电传感器的接收向失感或延时增幅超出预设范围。

2.根据权利要求1所述指示牌倾倒的检测装置，其特征在于：所述电控系统通过有线或无线的通讯端口信号连接上位控制主机，实时交互检测结果信号。

3.根据权利要求2所述指示牌倾倒的检测装置，其特征在于：所述上位控制主机接设有报警器，且上位控制主机在接收到检测指示牌倾倒结果信号状态下驱动报警器示警。

4.根据权利要求1所述指示牌倾倒的检测装置，其特征在于：所述盛斗为倒锥形容器结构，且漏孔设于锥尖处。

5.根据权利要求1所述指示牌倾倒的检测装置，其特征在于：所述盛斗为圆底碗状结构，且漏孔设于碗底处。

6.根据权利要求1所述指示牌倾倒的检测装置，其特征在于：所述盛斗为底面朝中心塌陷的多边形柱体结构，且漏孔设于底面中心处。

7.根据权利要求1所述指示牌倾倒的检测装置，其特征在于：所述立柱为防止光外溢的封闭式结构。

8.根据权利要求1所述指示牌倾倒的检测装置，其特征在于：所述立柱定位装接于地基底座上，并支撑指示牌的固定朝向。

9.根据权利要求1所述指示牌倾倒的检测装置，其特征在于：所述立柱定位装接于地基底座上并设有受控轴向自转的转盘单元，所述指示牌随转盘单元转动调节朝向。