CN112878226A - 固液复合道路减速带 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固液复合道路减速带，涉及道路减速带技术领域。它包括减速带主体，减速带主体为柔性材质；减速带主体内设置有空腔；空腔内设置有磁流变阻尼装置；所述的磁流变阻尼装置包括固定在空腔内部顶端的电磁线圈；空腔内部底端固定有用于为电磁线圈供电的压电陶瓷模块；空腔内部对应填充有磁流变液；电磁线圈与压电陶瓷模块通过速度‑电压控制电路连接。本发明的有益效果是：其能够在车速较低时，有效降低对车辆造成的颠簸程度，减轻驾驶人的不适感。

Description

固液复合道路减速带
技术领域
本发明涉及道路减速带技术领域。
背景技术
减速带是用来限制车速的重要装置，车辆在以较高车速驶过减速带时，会产生强烈颠簸，导致驾驶人不适，降低对道路环境的安全感，以此来影响驾驶人的心理，促使其在驾驶车辆通过减速带前主动减速。然而目前的减速带由于硬度是一定的，对车辆造成的阻碍无法有效减轻，即使车辆以较低的车速通过减速带，依旧会感受到明显的颠簸，引发驾驶人对减速带的反感情绪。
为了解决这个问题目前存在一些填充有非牛顿流体的减速带，例如申请号为201710673128.8的中国申请专利公开了一种非牛顿流体减速带装置，其通过在减速带橡胶外壳内部的空腔设置弹性橡胶囊，弹性橡胶囊内填充非牛顿流体，在车速较慢时，非牛顿流体较软，以此减轻车辆经过受到的阻碍。然而这种方式对速度的感应过于灵敏，即使车速很低，非牛顿流体依旧会开始变硬，速度稍微增大一些硬度就达到最大值，对速度的适应范围小，不能与限速要求相适配，往往在车辆满足限速要求驶过减速带时，非牛顿流体的硬度就已经很大，导致车辆依旧很颠簸，不适合限速需求，而且在这种方式中，非牛顿流体的硬度变化无法按照车速要求来进行调节，实用性不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种固液复合道路减速带，其能够在车速较低时，有效降低对车辆造成的颠簸程度，减轻驾驶人的不适感。
本发明采用的技术方案是：提供一种固液复合道路减速带，包括减速带主体，减速带主体为柔性材质；减速带主体内设置有空腔；空腔内设置有磁流变阻尼装置；
所述的磁流变阻尼装置包括固定在空腔内部顶端的电磁线圈；空腔内部底端固定有用于为电磁线圈供电的压电陶瓷模块；空腔内部对应填充有磁流变液；电磁线圈与压电陶瓷模块通过速度-电压控制电路连接。
进一步优化本技术方案，固液复合道路减速带的空腔内部均匀间隔填充有柔性发泡填料；柔性发泡填料与腔体内壁固定。
进一步优化本技术方案，固液复合道路减速带的减速带主体前后两侧分别嵌入固定有灯带；压电陶瓷模块与灯带电连接。
本发明的有益效果在于：
1、车辆通过减速带时，车轮与减速带主体产生接触冲击，减速带主体为柔性材质，冲击使其变形，能够挤压内部的磁流变液，磁流变液即可挤压压电陶瓷模块，压电陶瓷模块具有压电特性，受到外力冲击时即可产生电能，从而使电磁线圈通电产生磁场，通过磁场的作用磁流变液硬度快速增加，实现对车辆的阻碍效果。
车速较低时，车轮与减速带主体接触时的冲击力小，压电陶瓷模块受到的压力小，压电陶瓷模块产生的电能小，电磁线圈产生的磁场弱，磁流变液硬度小，从而减轻了车辆经过时的颠簸程度，而且电磁线圈与压电陶瓷模块通过速度-电压控制电路连接，通过对速度-电压控制电路的相应设置，能够使压电陶瓷模块输出的电能大小与车辆行驶速度之间的关系进行调整，使磁流变液硬度变化的范围能够按照速度要求的范围来调节，实用性强。
2、发泡柔性填充物能够限定磁流变液的流动范围，在车辆驶过减速带主体时，减轻磁流变液的窜流引发的减速带主体的变形，从而减小对同时驶过减速带主体的旁车造成的影响。减速带主体前后两侧分别嵌入固定有灯带，压电陶瓷模块与灯带电连接，能够在车辆驶过时使灯带亮起，起到提醒后车的作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为减速带主体竖直前后方向的剖面示意图；
图3为减速带主体竖直左右方向的剖面示意图。
图中，1、减速带主体；2、空腔；3、电磁线圈；4、压电陶瓷模块；5、磁流变液；6、柔性发泡填料；7、灯带。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，固液复合道路减速带，包括减速带主体1，减速带主体1为柔性材质；减速带主体1内设置有空腔2；空腔2内设置有磁流变阻尼装置；所述的磁流变阻尼装置包括固定在空腔2内部顶端的电磁线圈3；空腔2内部底端固定有用于为电磁线圈3供电的压电陶瓷模块4；空腔2内部对应填充有磁流变液5；电磁线圈3与压电陶瓷模块4通过速度-电压控制电路连接；空腔2内部均匀间隔填充有柔性发泡填料6；柔性发泡填料6与腔体2内壁固定；减速带主体1前后两侧分别嵌入固定有灯带7；压电陶瓷模块4与灯带7电连接。
磁流变液5在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性，而在磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的非牛顿流体特性；磁流变液5在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的、而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，即磁场强度增加，其剪切屈服强度增加，通俗来说就是随着磁场增强，磁流变液5的固态性增强，硬度增强。
在车轮接触减速带主体1时，产生的冲击力挤压内部的磁流变液5，磁流变液5即可挤压压电陶瓷模块4，压电陶瓷模块4具有压电效应，在外力冲击下产生电能，从而使电磁线圈3通电产生磁场，通过磁场的作用磁流变液5硬度快速增加，实现对车辆的阻碍效果。
车速较低时，车轮与减速带主体1接触时的冲击力小，压电陶瓷模块4受到的压力小，压电陶瓷模块4产生的电能小，电磁线圈3产生的磁场弱，磁流变液5固态程度小，即车速较低时，磁流变液5的固态程度低，柔性程度高，使得车速较低的车辆通过减速带主体1时，受到的颠簸小，从而减轻驾驶人的不适感；相应的，车速快，磁流变液5硬度高，受到的颠簸程度就大，促使驾驶人减速，从而达成限速作用。
另外，磁流变液5和压电陶瓷模块4的响应速度快，反应和变化灵敏，延迟很低，车轮与减速带主体1刚一接触，磁流变液5的硬度即可马上对应改变，能够满足对每台驶过车辆的适应。
本技术方案中，通过对速度-电压控制电路的相应设置，能够使压电陶瓷模块4输出的电能大小与车辆行驶速度之间的关系进行调整，使磁流变液5硬度变化的范围能够适应速度要求的范围，比如：减速带主体1处要求对20km/h以上的车速开始限制，限制最大车速为40km/h，那么此时即可通过速度-电压控制电路的相应设置，使得当车速在20km/h以下时，压电陶瓷模块4输出电能极小，磁流变液5不会变硬，当车速处于20km/h以上时，压电陶瓷模块4输出的电能开始使磁流变液5变硬，当车速达到40km/h，压电陶瓷模块4输出的电能使磁流变液5硬度达到最大。
传统非牛顿流体减速带硬度变化范围无法根据限速要求调整，而且在实际使用时，由于较低的车速下，非牛顿流体的硬度就会很大，因此会导致明明已经减速到安全车速的车辆，在驶过减速带时，还是会感受到很明显的颠簸。与之相比，显然本方案中的技术效果更加突出。

Claims (3)

1.一种固液复合道路减速带，包括减速带主体(1)，其特征在于：减速带主体(1)为柔性材质；减速带主体(1)内设置有空腔(2)；空腔(2)内设置有磁流变阻尼装置；
所述的磁流变阻尼装置包括固定在空腔(2)内部顶端的电磁线圈(3)；空腔(2)内部底端固定有用于为电磁线圈(3)供电的压电陶瓷模块(4)；空腔(2)内部对应填充有磁流变液(5)；电磁线圈(3)与压电陶瓷模块(4)通过速度-电压控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的固液复合道路减速带，其特征在于：空腔(2)内部均匀间隔填充有柔性发泡填料(6)；柔性发泡填料(6)与腔体(2)内壁固定。
3.根据权利要求1所述的固液复合道路减速带，其特征在于：减速带主体(1)前后两侧分别嵌入固定有灯带(7)；压电陶瓷模块(4)与灯带(7)电连接。
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