CN112323682A - 一种高速etc收费站道闸装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道闸技术领域，且公开了一种高速ETC收费站道闸装置，包括道闸主体，所述道闸主体的顶部活动连接有第一道闸杆，所述第一道闸杆内腔的后侧开设有移动槽，所述移动槽的内腔活动套接有移动块，所述移动块的前侧固定安装有齿条，所述第一道闸杆内腔的顶部固定安装有主电机，所述主电机的输出轴固定套接有齿轮。该高速ETC收费站道闸装置，通过主电机顺时针的运行可带动齿轮的顺时针旋转，通过齿条和齿轮之间啮合连接，便于带动齿条利用移动块沿着移动槽内腔的轨迹移动，便于带动第二道闸杆在第一道闸杆的内腔里移动，便于将第二道闸杆从第一道闸杆的内腔里伸出，便于根据道路的宽度改变第二道闸杆伸出的长度。

Description

一种高速ETC收费站道闸装置

技术领域

本发明涉及道闸技术领域，具体为一种高速ETC收费站道闸装置。

背景技术

道闸又称挡车器，是专门用于道路或者通行出口上限制机动车行驶的通道出入口管理设备，广泛应用于公路收费站、停车场、小区、企事业单位门口等，来管理车辆的出入，随着生活水平的提高，人们在车辆的使用变得广泛，随之而来的是车辆的进出和停靠，在进出时使用了闸杆进行限制，随着汽车工业的不断发展以及汽车数量的日益剧增，对道闸的需求量也越来越大，对道闸的性能也提出了更高的要求。

现有的高速ETC收费站道闸装置用于车辆的拦截，但是，现有的高速ETC收费站道闸装置上的道闸杆的长度都为固定长度，不能够根据不同的车道宽度调节道闸杆的长度，使用极差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高速ETC收费站道闸装置，具备便于根据车道的宽度调节道闸杆的长度的优点，解决了上述背景技术中所提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种高速ETC收费站道闸装置，包括道闸主体，所述道闸主体的顶部活动连接有第一道闸杆，所述第一道闸杆内腔的后侧开设有移动槽，所述移动槽的内腔活动套接有移动块，所述移动块的前侧固定安装有齿条，所述第一道闸杆内腔的顶部固定安装有主电机，所述主电机的输出轴固定套接有齿轮，所述齿轮的外齿和齿条的外齿相互啮合，所述齿条的一侧固定安装有第二道闸杆，所述道闸主体的前侧固定套接有显示屏。

精选的，所述道闸主体的前侧固定安装有支撑板，所述支撑板底部的一侧活动套接有丝杆，所述支撑板的顶部固定安装有副电机，所述副电机的输出轴固定套接有丝杆，所述支撑板底部的另一侧固定套接有导杆，所述导杆的外侧和丝杆的外侧分别活动套接在刮板的两侧上。

精选的，所述刮板一侧的内腔设有内螺纹，所述内螺纹和丝杆外侧的螺纹相互啮合。

精选的，所述刮板的后侧整体呈三角形状，所述刮板的后侧与显示屏的前侧接触。

精选的，所述道闸主体的底部固定安装有安装板，所述安装板的外侧开设有安装孔。

精选的，所述第一道闸杆的前侧固定安装有放置箱，所述第二道闸杆前侧的一侧固定安装有伸出箱，所述伸出箱的外侧活动套接在放置箱的内腔里。

精选的，所述主电机和齿轮均位于齿条前侧的一侧，所述第二道闸杆的外侧与第一道闸杆内腔的内壁均接触。

精选的，所述的一种高速ETC收费站道闸装置，还包括：

转速检测模块，设置在所述主电机上，用于检测所述主电机的转速信息；

转矩检测模块，设置在所述主电机上，用于检测所述主电机的转矩信息；

控制器，与所述转速检测模块连接，用于接收所述转速检测模块检测的所述主电机的转速信息，并判断所述转速信息对应的转速值是否在预设转速范围内，在确定不在预设转速范围内时，将所述转速信息发送至信息处理模块；

所述控制器，还与所述转矩检测模块连接，还用于接收所述转矩检测模块检测的所述主电机的转矩信息，并判断所述转矩信息对应的转矩值是否在预设转矩范围内，在确定不在预设转矩范围内时，将所述转矩信息发送至所述信息处理模块；

所述信息处理模块，与所述控制器连接，用于接收所述控制器发送的所述转速信息，并对所述转速信息进行傅立叶变换，得到所述主电机的第一谐波分量；

所述信息处理模块，还用于接收所述控制器发送的所述转矩信息，并对所述转矩信息进行傅立叶变换，得到所述主电机的第二谐波分量；

组合模块，用于将所述第一谐波分量与所述第二谐波分量进行整合，得到第三谐波分量；

分析模块，与所述组合模块连接，用于对所述第三谐波分量进行预处理，提取相应的特征向量，并对所述特征向量进行筛选，提取故障特征向量，并将所述故障特征向量发送至所述控制器；

所述控制器，与所述分析模块、语音提示模块连接，还用于接收所述分析模块发送的所述故障特征向量，并判断所述故障特征向量对应的故障值是否在预设故障值范围内，若在，控制所述语音提示模块进行故障语音提示。

精选的，所述的一种高速ETC收费站道闸装置，还包括：

所述控制器，还用于当所述主电机在带动齿轮转动的过程中，计算所述主电机的电机功率，并将所述主电机的电机功率与预设电机功率进行比较，在确定所述主电机的电机功率小于预设电机功率时，调节所述主电机的功率增大；在确定所述主电机的电机功率大于预设电机功率时，调节所述主电机的功率减小；

其中，所述控制器用于当所述主电机在带动齿轮转动的过程中，计算所述主电机的电机功率，包括：

计算所述主电机的转矩D，如公式(1)所示：

其中，h表示所述主电机中的转子的转动系数；P₀表示所述主电机中的转子的功率；G表示所述主电机中的转子的重量；n表示所述主电机中的转子的转速；f表示所述主电机轴颈的摩擦系数；d表示所述主电机轴承的长度；k表示所述主电机的转矩常数；

根据所述主电机的转矩D，计算所述主电机的电机功率P，如公式(2)所示：

其中，η表示所述主电机的工作效率；

表示所述主电机的功率因数。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

1、该高速ETC收费站道闸装置，通过主电机顺时针的运行可带动齿轮的顺时针旋转，通过齿条和齿轮之间啮合连接，便于带动齿条利用移动块沿着移动槽内腔的轨迹移动，便于带动第二道闸杆在第一道闸杆的内腔里移动，便于将第二道闸杆从第一道闸杆的内腔里伸出，便于根据道路的宽度改变第二道闸杆伸出的长度。

2、该高速ETC收费站道闸装置，通过副电机的运行可带动丝杆的旋转，便于带动刮板沿着导杆的轨迹移动，便于带动刮板在显示屏的前侧移动，便于将显示屏上的灰尘清理掉，使得显示屏的始终保持干净的状态。

3、该高速ETC收费站道闸装置，通过道闸主体的底部设有安装板和安装孔，便于利用安装孔将此装置安装到指定位置上，同时也便于将此装置从安装位置上拆卸下来。

4、该高速ETC收费站道闸装置，通过道闸主体的前侧设有放置箱和伸出箱，便于将伸出箱的内腔放置广告内容，再通过放置箱的内腔设有伸出箱，且伸出箱与第二道闸杆之间固定连接，便于第二道闸杆移动时可将伸出箱从放置箱的内腔里拉出。

5、对主电机的转速与转矩信息进行检测，便于及时了解主电机的工作状态，在主电机转速与转矩均不正常时，及时对其信息进行处理，经过傅立叶变换、谐波分量的整合以及谐波分量指标中的故障指标的提取一系列操作，使得操作步骤精细化，对故障值的判断，便于判断是否因为谐波分量中故障指标对应的故障值不合格导致的主电机工作状态不正常，并可针对问题进行及时的查验和解决。

6、控制器通过计算主电机的转矩来计算主电机的电机功率，使得计算得到的电机功率值更加准确，对电机功率的判断能够切实了解主电机的做功情况，在电机功率出现问题时，方便工作人员能够及时更换主电机或进行维修。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明俯视立体结构示意图；

图3为本发明第一道闸杆剖面立体结构示意图；

图4为本发明第一道闸杆剖面俯视立体结构示意图；

图5为本发明副电机立体结构示意图；

图6为本发明安装孔立体结构示意图；

图7为根据本发明一实施例的高速ETC收费站道闸装置的部分结构框图；

图8为根据本发明又一实施例的高速ETC收费站道闸装置的部分结构框图。

图中：1、道闸主体；2、第一道闸杆；3、移动槽；4、移动块；5、齿条；6、主电机；601、转速检测模块；602、转矩检测模块；603、控制器；604、信息处理模块；605、组合模块；606、分析模块；607、语音提示模块；7、齿轮；8、第二道闸杆；9、显示屏；10、支撑板；11、导杆；12、丝杆；13、副电机；14、刮板；15、安装板；16、安装孔；17、放置箱；18、伸出箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，一种高速ETC收费站道闸装置，包括道闸主体1，道闸主体1的前侧固定安装有支撑板10，支撑板10底部的一侧活动套接有丝杆12，支撑板10的顶部固定安装有副电机13，副电机13的输出轴固定套接有丝杆12，支撑板10底部的另一侧固定套接有导杆11，导杆11的外侧和丝杆12的外侧分别活动套接在刮板14的两侧上，通过副电机13的运行可带动丝杆12的旋转，便于带动刮板14沿着导杆11的轨迹移动，便于带动刮板14在显示屏9的前侧移动，便于将显示屏9上的灰尘清理掉，使得显示屏9的始终保持干净的状态，刮板14一侧的内腔设有内螺纹，内螺纹和丝杆12外侧的螺纹相互啮合，通过刮板14一侧的内腔利用内螺纹与丝杆12外侧的螺纹啮合连接，刮板14的后侧整体呈三角形状，刮板14的后侧与显示屏9的前侧接触，通过刮板14的后侧整体呈三角形状，再通过刮板14的后侧与显示屏9的前侧接触，便于将显示屏9的前侧的灰尘清理掉，道闸主体1的底部固定安装有安装板15，安装板15的外侧开设有安装孔16，通过道闸主体1的底部设有安装板15和安装孔16，便于利用安装孔16将此装置安装到指定位置上，同时也便于将此装置从安装位置上拆卸下来，道闸主体1的顶部活动连接有第一道闸杆2，第一道闸杆2的前侧固定安装有放置箱17，第二道闸杆8前侧的一侧固定安装有伸出箱18，伸出箱18的外侧活动套接在放置箱17的内腔里，通过道闸主体1的前侧设有放置箱17和伸出箱18，便于将伸出箱18的内腔放置广告内容，再通过放置箱17的内腔设有伸出箱18，且伸出箱18与第二道闸杆8之间固定连接，便于第二道闸杆8移动时可将伸出箱18从放置箱17的内腔里拉出，第一道闸杆2内腔的后侧开设有移动槽3，移动槽3的内腔活动套接有移动块4，移动块4的前侧固定安装有齿条5，第一道闸杆2内腔的顶部固定安装有主电机6，主电机6和齿轮7均位于齿条5前侧的一侧，第二道闸杆8的外侧与第一道闸杆2内腔的内壁均接触，通过主电机6和齿轮7均位于齿条5前侧的一侧，再通过第二道闸杆8的外侧与第一道闸杆2内腔的内壁均接触，便于主电机6顺时针运行可将第二道闸杆8从第一道闸杆2内腔里移出，主电机6的输出轴固定套接有齿轮7，齿轮7的外齿和齿条5的外齿相互啮合，齿条5的一侧固定安装有第二道闸杆8，道闸主体1的前侧固定套接有显示屏9。

工作原理：使用时，通过主电机6顺时针的运行可带动齿轮7的顺时针旋转，通过齿条5和齿轮7之间啮合连接，带动齿条5利用移动块4沿着移动槽3内腔的轨迹移动，带动第二道闸杆8在第一道闸杆2的内腔里移动，将第二道闸杆8从第一道闸杆2的内腔里伸出，便可根据道路的宽度改变第二道闸杆8伸出的长度，通过副电机13的运行可带动丝杆12的旋转，带动刮板14沿着导杆11的轨迹移动，带动刮板14在显示屏9的前侧移动，将显示屏9上的灰尘清理掉，使得显示屏9的始终保持干净的状态，即可。

如图7所示，本发明提供一种技术方案：所述的一种高速ETC收费站道闸装置，还包括：

转速检测模块601，设置在所述主电机6上，用于检测所述主电机6的转速信息；

转矩检测模块602，设置在所述主电机6上，用于检测所述主电机6的转矩信息；

控制器603，与所述转速检测模块601连接，用于接收所述转速检测模块601检测的所述主电机6的转速信息，并判断所述转速信息对应的转速值是否在预设转速范围内，在确定不在预设转速范围内时，将所述转速信息发送至信息处理模块604；

所述控制器603，还与所述转矩检测模块602连接，还用于接收所述转矩检测模块602检测的所述主电机6的转矩信息，并判断所述转矩信息对应的转矩值是否在预设转矩范围内，在确定不在预设转矩范围内时，将所述转矩信息发送至所述信息处理模块604；

所述信息处理模块604，与所述控制器603连接，用于接收所述控制器603发送的所述转速信息，并对所述转速信息进行傅立叶变换，得到所述主电机6的第一谐波分量；

所述信息处理模块604，还用于接收所述控制器603发送的所述转矩信息，并对所述转矩信息进行傅立叶变换，得到所述主电机6的第二谐波分量；

组合模块605，用于将所述第一谐波分量与所述第二谐波分量进行整合，得到第三谐波分量；

分析模块606，与所述组合模块605连接，用于对所述第三谐波分量进行预处理，提取相应的特征向量，并对所述特征向量进行筛选，提取故障特征向量，并将所述故障特征向量发送至所述控制器603；

所述控制器603，与所述分析模块606、语音提示模块607连接，还用于接收所述分析模块606发送的所述故障特征向量，并判断所述故障特征向量对应的故障值是否在预设故障值范围内，若在，控制所述语音提示模块607进行故障语音提示。

该实施例中，转速检测模块601检测主电机6的转速信息，转矩检测模块602检测主电机6的转矩信息，控制器603判断转速信息对应的转速值是否在预设转速范围内，在确定不在预设转速范围内时，将转速信息发送至信息处理模块604，判断转矩信息对应的转矩值是否在预设转矩范围内，在确定不在预设转矩范围内时，将转矩信息发送至信息处理模块604，信息处理模块604对转速信息进行傅立叶变换，得到主电机6的第一谐波分量，还对转矩信息进行傅立叶变换，得到主电机6的第二谐波分量，组合模块605将第一谐波分量与第二谐波分量进行整合，得到第三谐波分量，分析模块606对第三谐波分量进行预处理，提取相应的特征向量，并对特征向量进行筛选，提取故障特征向量，控制器603判断故障特征向量对应的故障值是否在预设故障值范围内，若在，控制语音提示模块607进行故障语音提示。

上述技术方案的有益效果为：对主电机6的转速与转矩信息进行检测，便于及时了解主电机6的工作状态，在主电机6转速与转矩均不正常时，及时对其信息进行处理，经过傅立叶变换、谐波分量的整合以及谐波分量指标中的故障指标的提取一系列操作，使得操作步骤精细化，对故障值的判断，便于判断是否因为谐波分量中故障指标对应的故障值不合格导致的主电机6工作状态不正常，并可针对问题进行及时的查验和解决。

如图8所示，本发明提供一种技术方案：所述的一种高速ETC收费站道闸装置，还包括：

所述控制器603，还用于当所述主电机6在带动齿轮7转动的过程中，计算所述主电机6的电机功率，并将所述主电机6的电机功率与预设电机功率进行比较，在确定所述主电机6的电机功率小于预设电机功率时，调节所述主电机6的功率增大；在确定所述主电机6的电机功率大于预设电机功率时，调节所述主电机6的功率减小；

其中，所述控制器603用于当所述主电机6在带动齿轮7转动的过程中，计算所述主电机6的电机功率，包括：

计算所述主电机6的转矩D，如公式(1)所示：

其中，h表示所述主电机6中的转子的转动系数；P₀表示所述主电机6中的转子的功率；G表示所述主电机6中的转子的重量；n表示所述主电机6中的转子的转速；f表示所述主电机6轴颈的摩擦系数；d表示所述主电机6轴承的长度；k表示所述主电机6的转矩常数；

根据所述主电机6的转矩D，计算所述主电机6的电机功率P，如公式(2)所示：

其中，η表示所述主电机6的工作效率；

表示所述主电机6的功率因数。

该实施例中，控制器603当主电机6在带动齿轮7转动的过程中，计算主电机6的电机功率，并将主电机6的电机功率与预设电机功率进行比较，在确定主电机6的电机功率小于预设电机功率时，调节主电机6的功率增大；在确定主电机6的电机功率大于预设电机功率时，调节主电机6的功率减小。

上述技术方案的有益效果为：控制器603通过计算主电机6的转矩来计算主电机6的电机功率，使得计算得到的电机功率值更加准确，对电机功率的判断能够切实了解主电机6的做功情况，在电机功率出现问题时，方便工作人员能够及时更换主电机或进行维修。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种高速ETC收费站道闸装置，包括道闸主体(1)，其特征在于：所述道闸主体(1)的顶部活动连接有第一道闸杆(2)，所述第一道闸杆(2)内腔的后侧开设有移动槽(3)，所述移动槽(3)的内腔活动套接有移动块(4)，所述移动块(4)的前侧固定安装有齿条(5)，所述第一道闸杆(2)内腔的顶部固定安装有主电机(6)，所述主电机(6)的输出轴固定套接有齿轮(7)，所述齿轮(7)的外齿和齿条(5)的外齿相互啮合，所述齿条(5)的一侧固定安装有第二道闸杆(8)，所述道闸主体(1)的前侧固定套接有显示屏(9)。

2.根据权利要求1所述的一种高速ETC收费站道闸装置，其特征在于：所述道闸主体(1)的前侧固定安装有支撑板(10)，所述支撑板(10)底部的一侧活动套接有丝杆(12)，所述支撑板(10)的顶部固定安装有副电机(13)，所述副电机(13)的输出轴固定套接有丝杆(12)，所述支撑板(10)底部的另一侧固定套接有导杆(11)，所述导杆(11)的外侧和丝杆(12)的外侧分别活动套接在刮板(14)的两侧上。

3.根据权利要求2所述的一种高速ETC收费站道闸装置，其特征在于：所述刮板(14)一侧的内腔设有内螺纹，所述内螺纹和丝杆(12)外侧的螺纹相互啮合。

4.根据权利要求1所述的一种高速ETC收费站道闸装置，其特征在于：所述刮板(14)的后侧整体呈三角形状，所述刮板(14)的后侧与显示屏(9)的前侧接触。

5.根据权利要求1所述的一种高速ETC收费站道闸装置，其特征在于：所述道闸主体(1)的底部固定安装有安装板(15)，所述安装板(15)的外侧开设有安装孔(16)。

6.根据权利要求1所述的一种高速ETC收费站道闸装置，其特征在于：所述第一道闸杆(2)的前侧固定安装有放置箱(17)，所述第二道闸杆(8)前侧的一侧固定安装有伸出箱(18)，所述伸出箱(18)的外侧活动套接在放置箱(17)的内腔里。

7.根据权利要求1所述的一种高速ETC收费站道闸装置，其特征在于：所述主电机(6)和齿轮(7)均位于齿条(5)前侧的一侧，所述第二道闸杆(8)的外侧与第一道闸杆(2)内腔的内壁均接触。

8.根据权利要求1所述的一种高速ETC收费站道闸装置，其特征在于：还包括：

转速检测模块(601)，设置在所述主电机(6)上，用于检测所述主电机(6)的转速信息；

转矩检测模块(602)，设置在所述主电机(6)上，用于检测所述主电机(6)的转矩信息；

控制器(603)，与所述转速检测模块(601)连接，用于接收所述转速检测模块(601)检测的所述主电机(6)的转速信息，并判断所述转速信息对应的转速值是否在预设转速范围内，在确定不在预设转速范围内时，将所述转速信息发送至信息处理模块(604)；

所述控制器(603)，还与所述转矩检测模块(602)连接，还用于接收所述转矩检测模块(602)检测的所述主电机(6)的转矩信息，并判断所述转矩信息对应的转矩值是否在预设转矩范围内，在确定不在预设转矩范围内时，将所述转矩信息发送至所述信息处理模块(604)；

所述信息处理模块(604)，与所述控制器(603)连接，用于接收所述控制器(603)发送的所述转速信息，并对所述转速信息进行傅立叶变换，得到所述主电机(6)的第一谐波分量；

所述信息处理模块(604)，还用于接收所述控制器(603)发送的所述转矩信息，并对所述转矩信息进行傅立叶变换，得到所述主电机(6)的第二谐波分量；

组合模块(605)，用于将所述第一谐波分量与所述第二谐波分量进行整合，得到第三谐波分量；

分析模块(606)，与所述组合模块(605)连接，用于对所述第三谐波分量进行预处理，提取相应的特征向量，并对所述特征向量进行筛选，提取故障特征向量，并将所述故障特征向量发送至所述控制器(603)；

所述控制器(603)，与所述分析模块(606)、语音提示模块(607)连接，还用于接收所述分析模块(606)发送的所述故障特征向量，并判断所述故障特征向量对应的故障值是否在预设故障值范围内，若在，控制所述语音提示模块(607)进行故障语音提示。

9.根据权利要求8所述的一种高速ETC收费站道闸装置，其特征在于：还包括：

所述控制器(603)，还用于当所述主电机(6)在带动齿轮(7)转动的过程中，计算所述主电机(6)的电机功率，并将所述主电机(6)的电机功率与预设电机功率进行比较，在确定所述主电机(6)的电机功率小于预设电机功率时，调节所述主电机(6)的功率增大；在确定所述主电机(6)的电机功率大于预设电机功率时，调节所述主电机(6)的功率减小；

其中，所述控制器(603)用于当所述主电机(6)在带动齿轮(7)转动的过程中，计算所述主电机(6)的电机功率，包括：

计算所述主电机(6)的转矩D，如公式(1)所示：

其中，h表示所述主电机(6)中的转子的转动系数；P₀表示所述主电机(6)中的转子的功率；G表示所述主电机(6)中的转子的重量；n表示所述主电机(6)中的转子的转速；f表示所述主电机(6)轴颈的摩擦系数；d表示所述主电机(6)轴承的长度；k表示所述主电机(6)的转矩常数；

根据所述主电机(6)的转矩D，计算所述主电机(6)的电机功率P，如公式(2)所示：

其中，η表示所述主电机(6)的工作效率；

表示所述主电机(6)的功率因数。

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