CN112227238A - 一种夜间路面的中文显示提醒方法 - Google Patents

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CN112227238A
CN112227238A CN202011152296.0A CN202011152296A CN112227238A CN 112227238 A CN112227238 A CN 112227238A CN 202011152296 A CN202011152296 A CN 202011152296A CN 112227238 A CN112227238 A CN 112227238A
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杨慧娜
张晓远
楚亚杰
唐昱
余淼
沈芳芳
王静轶
橐云婷
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Zhengzhou Railway Vocational and Technical College
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Abstract

本发明公开了一种夜间路面的中文显示提醒方法，一种夜间路面的中文显示提醒方法，包括以下步骤：S1：灯光提示和声音提示：当行人位于装置上时，路面提醒装置发出提示，当行人位于压块上时，压力传感器将信号传输至单片机，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示；S2：装置发电，储存电能；当行人位于压块上时：压块作用于齿条，齿条带动发电机转动进行发电，将电能储存在蓄电池中；S3：装置复位；当行人离开装置时，在弹簧的作用下，压块复位。通过设置路面提醒装置，当人们靠近危险区域时，路面提醒装置通过光线与声音相结合的方式提醒人们注意安全，有效的保证了人们的人身安全问题。

Description

一种夜间路面的中文显示提醒方法
技术领域
本发明属于道路提醒设备技术领域，尤其涉及一种夜间路面的中文显示提醒方法。
背景技术
道路安全是人们备受关注的问题之一，在夜间行走时，道路两旁的环境是人们视野的盲区，存在着未知的危险因素。当道路两侧存在危险时，比如附近有水、正在施工或者道路损坏，人们通常在道路上摆放警示牌或者贴警示标语以提醒人们注意安全。但是在夜间行走时，道路上光线较暗，虽然有警示牌和警示标语，但是警示提醒效果较差，不容易被发现，并及时提醒人们注意安全；尤其是在河流、水域旁边，因现场条件受限，无法用灯光的形式提醒人们，在夜间，人们在附近游玩时，由于缺乏提醒装置，导致人们落入水中，对人们的安全造成了极大的影响。
发明内容
针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种夜间路面的中文显示提醒方法，通过设置路面提醒装置，当人们靠近危险区域时，路面提醒装置通过光线与声音相结合的方式提醒人们注意安全，有效的保证了人们的人身安全问题。
本发明提供如下技术方案：
一种夜间路面的中文显示提醒方法，包括以下步骤：
S1：灯光提示和声音提示：当行人位于装置上时，路面提醒装置发出提示，当行人位于压块上时，压力传感器将信号传输至单片机，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示；
S2：装置发电，储存电能；当行人位于压块上时：压块作用于齿条，齿条带动发电机转动进行发电，将电能储存在蓄电池中；
S3：装置复位；当行人离开装置时，在弹簧的作用下，压块复位。
优选的，在步骤S1中单片机中储存有预先录制的语音提示；所述路面提醒装置设置有LED灯，所述LED灯能够显示中文提示语。
优选的，在步骤S2中，所述发电机数量为2个或者4个；所述蓄电池为铅酸蓄电池、锂电池、镍镉电池中的一种，发电机产生的电能储存在储能装置中。
优选的，在步骤S2中，所述发电机通过整流稳压调压器与蓄电池连接。
优选的，所述路面提醒装置设置有光线传感器，所述光线传感器与单片机电连接。
优选的，在步骤S1中，当光线传感器器检测的数值达到预先设置的阈值时，触发压力传感器，压力传感器将信号传输至单片机，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示。
优选的，在步骤S1中，当光线传感器器检测的数值达到预先设置的阈值时，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示。
优选的，为了实现夜间路面的中文显示提醒方法，本发明还公开了一种夜间路面的中文显示提醒系统，包括发电机,还包括设置在地下的箱体；所述箱体内设置有压块；所述压块两侧设置有连杆；所述连杆另一端连接有齿条；所述齿条下侧设置有主动齿轮，所述齿条与主动齿轮啮合；所述电机输出轴设置有被动齿轮；所述被动齿轮与主动齿轮啮合；所述压块下侧设置有固定轴；所述固定轴表面设置有弹簧，所述电机通过电路连接有蓄电池；所述蓄电池与设置在道路一侧的路面提醒装置电连接。
优选的，所述箱体内设置有导轨；所述导轨设置有卡块；所述齿条两侧表面设置有卡槽；所述齿条通过卡槽、卡块与导轨连接。
优选的，所述箱体内侧底部设置有压电装置；所述压电装置上侧设置有承压块。
优选的，所述弹簧套接在固定轴圆周表面；所述弹簧上端与压块连接；所述弹簧下端与承压块连接。
优选的，所述压电装置与承压块之间设置有传感器，所述传感器为压力传感器；所述压力传感器与单片机电连接。
优选的，所述路面提醒装置表面设置有多个显示灯；所述显示灯为LED灯。
优选的，所述路面提醒装置设置有语音提示装置，所述语音提示装置与单片机电连接。
优选的，所述路面提醒装置表面设置有光线传感器；所述光线传感器与单片机电连接。
优选的，所述箱体上侧表面设置有通孔，所述压块位于通孔处，所述压块上端面所在平面高于箱体上侧表面高度。
优选的，所述主动齿轮包括第一主动齿轮和第二主动齿轮；所述被动齿轮包括第一被动齿轮和第二被动齿轮；所述第一主动齿轮和第二主动齿轮对称设置，所述第一被动齿轮和第二被动齿轮对称设置。
为了提高齿轮之间的传动效率和使用寿命，所述齿轮的表面硬度Y1为HRC65-78；内部硬度Y2为HRC45-56。所述表面硬度Y1为从齿轮接触面向齿轮内部X的范围内的硬度，其中X取值1.2-2.5，单位为mm。内部硬度为除了表面硬度之外齿轮的硬度。
优选的，为了减小磨损，并防止断齿、疲劳破坏等，所述齿轮的表面硬度Y1、内部硬度Y2之间满足Y1·Y2大于等于3250小于等于3760。特别的，述齿轮的表面硬度Y1、内部硬度Y2、X之间满足以下关系：
Y1/Y2=β·X；
其中，β为关系系数，取值范围为0.56-1.12。
优选的，所述箱体内设置有转轴，所述转轴两端通过轴承与箱体连接；所述第一主动齿轮设置在转轴上，所述第二主动齿轮设置在转轴上。
优选的，所述箱体的上侧设置有柔性材料，所述柔性材料包括但不限于聚氨酯软泡沫塑料，所述柔性材料上端面与压块上表面平齐。
优选的，所述压电装置内设置有压电陶瓷，为了使发电系统具有优良的机械性能，此处采用锆钛酸铅压电陶瓷。
优选的，所述压电装置通过电子控制系统与超级电容电连接。
优选的，为了使装置能够稳定持续进行，使装置的工作效率达到最大化，柔性材料的弹性模量E与弹簧的弹性系数K满足以下关系：
E/H1=α·K/H2
式中：E为柔性材料的弹性模量，单位为N/M2；
H1为弹簧的高度单位为M；
K为弹簧的弹性系数，单位为N/M；
H2为柔性材料的厚度，单位为M；
α为相关系数，取值范围为0.45-0.61；
上式只进行数值计算。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明一种夜间路面的中文显示提醒方法，通过设置路面提醒装置，能够通过光线提醒与声音提醒相结合的方式，在夜间及时对行人，有效的保证了路人的人身安全。
（2）本发明一种夜间路面的中文显示提醒方法，通过压块和发电机，能够利用行人自身的压力发电，满足装置对电能的需要，减小了对外界电能的依赖，适应了不同地区的需要。
（3）本发明一种夜间路面的中文显示提醒方法，通过设置压电装置，当行人作用于装置上时，能够产生电能，提高了发电量。
（4）本发明一种夜间路面的中文显示提醒方法，通过限定柔性材料的弹性模量E与弹簧的弹性系数K之间的关系，使装置的工作效率能够达到最大化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的夜间路面的中文显示提醒系统示意图。
图2是本发明的压块剖面示意图。
图3是本发明的承压块示意图。
图4是本发明的实施例六承压块与连杆连接示意图。
图5是本发明的主示意图。
图中：1、第一被动齿轮；2、第一主动齿轮；3、齿条；4、连杆；5、固定轴；6、压块；7、弹簧；8、箱体；9、柔性材料；10、第二主动齿轮；11、第二被动齿轮；12、传感器；13、压电装置；14、路面提醒装置；15、显示灯；16、语音提示装置；17、蓄电池；18、销轴；19、导轨；20、承压块。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
结合图5所示：一种夜间路面的中文显示提醒方法，包括以下步骤：
S1：灯光提示和声音提示：当行人位于装置上时，路面提醒装置发出提示，当行人位于压块上时，压力传感器将信号传输至单片机，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示；
S2：装置发电，储存电能；当行人位于压块上时：压块作用于齿条，齿条带动发电机转动进行发电，将电能储存在蓄电池中；
S3：装置复位；当行人离开装置时，在弹簧的作用下，压块复位。
在步骤S1中单片机中储存有预先录制的语音提示；所述路面提醒装置设置有LED灯，所述LED灯能够显示中文提示语。
在步骤S2中，所述发电机数量为2个或者4个；所述蓄电池为铅酸蓄电池、锂电池、镍镉电池中的一种，发电机产生的电能储存在储能装置中。
在步骤S2中，所述发电机通过整流稳压调压器与蓄电池连接。所述路面提醒装置设置有光线传感器，所述光线传感器与单片机电连接。
实施例二：
一种夜间路面的中文显示提醒方法，包括以下步骤：
S1：灯光提示和声音提示：当行人位于装置上时，路面提醒装置发出提示，当行人位于压块上时，压力传感器将信号传输至单片机，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示；
S2：装置发电，储存电能；当行人位于压块上时：压块作用于齿条，齿条带动发电机转动进行发电，将电能储存在蓄电池中；
S3：装置复位；当行人离开装置时，在弹簧的作用下，压块复位。
在步骤S1中单片机中储存有预先录制的语音提示；所述路面提醒装置设置有LED灯，所述LED灯能够显示中文提示语。
在步骤S2中，所述发电机数量为2个或者4个；所述蓄电池为铅酸蓄电池、锂电池、镍镉电池中的一种，发电机产生的电能储存在储能装置中。
在步骤S2中，所述发电机通过整流稳压调压器与蓄电池连接。所述路面提醒装置设置有光线传感器，所述光线传感器与单片机电连接。
在步骤S1中，当光线传感器器检测的数值达到预先设置的阈值时，触发压力传感器，压力传感器将信号传输至单片机，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示。
实施例三：
一种夜间路面的中文显示提醒方法，包括以下步骤：
S1：灯光提示和声音提示：当行人位于装置上时，路面提醒装置发出提示，当行人位于压块上时，压力传感器将信号传输至单片机，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示；
S2：装置发电，储存电能；当行人位于压块上时：压块作用于齿条，齿条带动发电机转动进行发电，将电能储存在蓄电池中；
S3：装置复位；当行人离开装置时，在弹簧的作用下，压块复位。
在步骤S1中单片机中储存有预先录制的语音提示；所述路面提醒装置设置有LED灯，所述LED灯能够显示中文提示语。
在步骤S2中，所述发电机数量为2个或者4个；所述蓄电池为铅酸蓄电池、锂电池、镍镉电池中的一种，发电机产生的电能储存在储能装置中。
在步骤S2中，所述发电机通过整流稳压调压器与蓄电池连接。所述路面提醒装置设置有光线传感器，所述光线传感器与单片机电连接。
在步骤S1中，当光线传感器器检测的数值达到预先设置的阈值时，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示。
实施例四：
如图1-3所示，一种夜间路面的中文显示提醒系统，包括发电机和设置在地下的箱体8；所述箱体8内设置有压块6；所述压块6两侧设置有连杆4，所述压块6与连杆4通过销轴18连接；所述连杆4另一端连接有齿条3；所述齿条3下侧设置有主动齿轮，所述齿条3与主动齿轮啮合；所述电机输出轴设置有被动齿轮；所述被动齿轮与主动齿轮啮合，在主动齿轮的带动下，发电机转动进行发电；所述压块6下侧设置有固定轴5；所述固定轴5表面设置有弹簧7，所述电机通过电路连接有蓄电池17，所述蓄电池用于储存发电机产生的电能；所述蓄电池17与设置在道路一侧的路面提醒装置14电连接，所述路面提醒装置14通过灯光与声音提醒的方式提示人们注意安全。
所述箱体8内设置有导轨19；所述导轨19设置有卡块；所述齿条3两侧表面设置有卡槽；所述齿条3通过卡槽、卡块与导轨19连接，所述齿条3能够在导轨19上移动，进一步带动主动齿轮转动。
所述箱体8内侧底部设置有压电装置13；所述压电装置13上侧设置有承压块20，所述承压块20中间设置有通孔，所述压电装置13中间对应设置有凹槽，所述凹槽位于通孔的下方；所述固定轴5下端位于承压块20的通孔内。所述弹簧7套接在固定轴5圆周表面；所述弹簧7上端与压块6连接；所述弹簧7下端与承压块20连接。所述压电装置13与承压块20之间设置有传感器12，所述传感器12为压力传感器；所述压力传感器与单片机电连接。
所述路面提醒装置14表面设置有多个显示灯15；所述显示灯15为LED灯，根据实际需要，在单片的控制下，LED灯能够显示红色的中文汉字提示，通过灯光方式提醒人们注意安全。
所述路面提醒装置14设置有语音提示装置16，所述语音提示装置16与单片机电连接，在单片机的作用下，语音提示装置发出语音提示。
所述路面提醒装置14表面设置有光线传感器；所述光线传感器与单片机电连接，当光线较暗时，装置处于工作状态，实现了装置的工作自动化。
所述箱体8上侧表面设置有通孔，所述压块6位于通孔处，所述压块6上端面所在平面高于箱体8上侧表面高度。
所述主动齿轮包括第一主动齿轮2和第二主动齿轮10；所述被动齿轮包括第一被动齿轮1和第二被动齿轮11；所述第一主动齿轮2和第二主动齿轮10对称设置，所述第一被动齿轮1和第二被动齿轮11对称设置。
所述箱体8内设置有转轴，所述转轴两端通过轴承与箱体8连接；所述第一主动齿轮2设置在转轴上，所述第二主动齿轮10设置在转轴上。所述箱体8的上侧设置有柔性材料9，所述柔性材料包括但不限于聚氨酯软泡沫塑料，所述柔性材料上端面与压块6上表面平齐。
为了提高齿轮之间的传动效率和使用寿命，所述齿轮的表面硬度Y1为HRC65-78；内部硬度Y2为HRC45-56。所述表面硬度Y1为从齿轮接触面向齿轮内部X的范围内的硬度，其中X取值1.2-2.5，单位为mm。内部硬度为除了表面硬度之外齿轮的硬度。
优选的，为了减小磨损，并防止断齿、疲劳破坏等，所述齿轮的表面硬度Y1、内部硬度Y2之间满足Y1·Y2大于等于3250小于等于3760。特别的，述齿轮的表面硬度Y1、内部硬度Y2、X之间满足以下关系：
Y1/Y2=β·X；
其中，β为关系系数，取值范围为0.56-1.12。
所述压电装置13内设置有压电陶瓷，为了使发电系统具有优良的机械性能，此处采用锆钛酸铅压电陶瓷。
所述蓄电池17为铅酸蓄电池、锂电池、镍镉电池中的一种，发电机产生的电能储存在储能装置中。所述压电装置13通过电子控制系统与超级电容电连接，所述超级电容与单片机电连接，向单片机提供电能，同时超级电容与路面提醒装置14电连接，向路面提醒装置14提供电能。
实施例五：
与实施例四不同之处在于，为了使装置能够稳定持续进行，使装置的工作效率达到最大化，柔性材料的弹性模量E与弹簧的弹性系数K满足以下关系：
E/H1=α·K/H2
式中：E为柔性材料的弹性模量，单位为N/M2；
H1为弹簧的高度单位为M；
K为弹簧的弹性系数，单位为N/M；
H2为柔性材料的厚度，单位为M；
α为相关系数，取值范围为0.45-0.61。
上式只进行数值计算，当满足以上关系时，装置工作效率能够达到最大化，当α小于0.45时，柔性材料变形较大，压块6位移较小，人体下沉现象明显，在人体没有防备的情况下，容易摔倒；当α大于0.61时，弹簧压缩速度较快，装置运行速率较大，单位时间内发电机工作效率较低。
实施例六
结合实施例五，当α为0.45时，E/H1=0.45·K/H2，压块6位移较小向下移动平稳，人体能明显感觉到压块的位移，单位时间内的发电量为Q。
实施例七
结合实施例五、六，当α为0.50时，E/H1=0.50·K/H2，压块6位移较小向下移动平稳，人体能轻微感觉到压块的位移。单位时间内的发电量为 1.1Q。
实施例八
结合实施例五、六，当α为0.61时，E/H1=0.50·K/H2，压块6位移较小向下移动平稳，人体能轻微感觉到压块的位移。单位时间内的发电量为1.3Q。
实施例九
结合实施例四，如图4所示，一种夜间路面的中文显示提醒系统，包括发电机和设置在地下的箱体8；所述箱体8内设置有压块6；所述压块6设置有连杆4；所述连杆4另一端连接有齿条3；所述齿条3下侧设置有主动齿轮，所述齿条3与主动齿轮啮合；所述电机输出轴设置有被动齿轮；所述被动齿轮与主动齿轮啮合，在主动齿轮的带动下，发电机转动进行发电；所述压块6下侧设置有固定轴5；所述固定轴5表面设置有弹簧7，所述电机通过电路连接有蓄电池17，所述蓄电池用于储存发电机产生的电能；所述蓄电池17与设置在道路一侧的路面提醒装置14电连接，所述路面提醒装置14通过灯光与声音提醒的方式提示人们注意安全。
所述压块6的前后左右四个侧面均连接有连杆4，前后两个侧面连接的连杆4长度相等，左右两个侧面连接的连杆4长度相等，增加了发电机的数量，增加了单位时间内的发电量。
工作原理，本装置设置在需要提醒的道路一侧，当人们位于危险区域时，人们作用于压块6上方，压块6在人体重力的作用下向下移动，在连杆4的作用下，齿条3左右移动，带动发电机转动，发电机进行发电，将电能储存在蓄电池17内；同时，压力传感器受压，将信号传输至单片机，单片机控制LED灯发出光线，同时，语音提示装置16将预先录制好的声音进行播放，所述LED灯能够显示中文提示语，通过声音的方式提示人们注意安全。当人们位于压块6上时，压电装置13受压发电，将电能储存在超级电容中。压电装置13的发电原理为根据压电效应进行发电，此处不再赘述。当人们离开压块6时，在弹簧7的作用下，装置复位，如此循环进行。或者，当光线传感器检测到环境较暗时，光线传感器将信号传输至单片机，单片机控制LED灯发亮，提示人们注意安全，发电机及相应装置作为能量来源，减少了对外界电力的依赖，适应了不同地区的道路提示的需要。还可以通过，通过双重方式控制路面提醒装置14，比如当光线传感器检测的数值达到预先设置的阈值时，同时，压力传感器检测到压力信号，单片机控制路面提醒装置14开始工作，节约了能源的消耗，提高了工作效率。
通过上述技术方案得到的装置是一种夜间路面的中文显示提醒方法，通过设置路面提醒装置，当人们靠近危险区域时，路面提醒装置通过光线与声音相结合的方式提醒人们注意安全，有效的保证了人们的人身安全问题。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种夜间路面的中文显示提醒方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：灯光提示和声音提示：当行人位于装置上时，路面提醒装置发出提示，当行人位于压块上时，压力传感器将信号传输至单片机，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示；
S2：装置发电，储存电能；当行人位于压块上时：压块作用于齿条，齿条带动发电机转动进行发电，将电能储存在蓄电池中；
S3：装置复位；当行人离开装置时，在弹簧的作用下，压块复位。
2.根据权利要求1所述一种夜间路面的中文显示提醒方法，其特征在于，在步骤S1中单片机中储存有预先录制的语音提示；所述路面提醒装置设置有LED灯，所述LED灯能够显示中文提示语。
3.根据权利要求1所述一种夜间路面的中文显示提醒方法，其特征在于，在步骤S2中，所述发电机数量为2个或者4个；所述蓄电池为铅酸蓄电池、锂电池、镍镉电池中的一种，发电机产生的电能储存在储能装置中。
4.根据权利要求1所述一种夜间路面的中文显示提醒方法，其特征在于，在步骤S2中，所述发电机通过整流稳压调压器与蓄电池连接。
5.根据权利要求1所述一种夜间路面的中文显示提醒方法，其特征在于，所述路面提醒装置设置有光线传感器，所述光线传感器与单片机电连接。
6.根据权利要求5所述一种夜间路面的中文显示提醒方法，其特征在于，在步骤S1中，当光线传感器器检测的数值达到预先设置的阈值时，触发压力传感器，压力传感器将信号传输至单片机，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示。
7.根据权利要求5所述一种夜间路面的中文显示提醒方法，其特征在于，在步骤S1中，当光线传感器器检测的数值达到预先设置的阈值时，单片机控制路面提醒装置发出灯光提示和声音提示。
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