CN113832894A - 一种车道调整装置及智慧车道 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种车道调整装置及智慧车道，包括至少两个底座、固定在底座上的立柱、设在相邻的立柱之间并与立柱连接的护栏、设在底座上的用于使底座在设定的轨迹上移动的驱动部分、用于向驱动部分提供电能的供电部分以及用于控制驱动部分控制系统，驱动部分在时间到达第一时间点时带动底座移动到调整位置，在时间到达第二时间点时带动底座返回到初始位置。智慧车道包括上述车道调整装置。本申请用于车道数量的调整，有助于降低交通的拥堵程度。

Description

一种车道调整装置及智慧车道

技术领域

本申请涉及道路交通的技术领域，尤其是涉及一种车道调整装置及智慧车道。

背景技术

随着城市的不断发展，道路拥堵问题也越来越严重，尤其是在早晚高峰时间段，拥堵问题尤为严重，早高峰时间段进不去，晚高峰时间段出不来，如何缓解城市交通的拥堵程度是一个亟待解决的问题。

发明内容

为了缓解交通的拥堵程度，本申请提供一种车道调整装置及智慧车道。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，本申请提供了一种车道调整装置，包括：

至少两个底座；

立柱，固定在底座上；

护栏，设在相邻的立柱之间并与立柱连接；

驱动部分，设在底座上，用于使底座在设定的轨迹上移动；

供电部分，用于向驱动部分提供电能；以及

控制系统，用于控制驱动部分；

其中，驱动部分在时间到达第一时间点时带动底座移动到调整位置，在时间到达第二时间点时带动底座返回到初始位置。

通过采用上述技术方案，驱动部分能够带动底座、立柱和护栏在调整位置与初始位置之间运动，安装在车道上时，可以在车道之间移动，改变流入车道与流出车道的数量，早高峰期间增加流入车道的数量，晚高峰期间增加流出车道的数量，可以缓解交通的拥堵程度。

在第一方面的一较佳示例中：所述护栏包括主体部分和连接在主体部分上的伸缩部分；

所述伸缩部分连接在相邻的立柱上。

通过采用上述技术方案，伸缩部分的长度可以调整，同时可以相对于主体部分发生摆动，移动过程中，两个立柱之间的距离发生改变，伸缩部分可以自动进行适应性的调整。

在第一方面的一较佳示例中：所述驱动部分包括设在底座底面上的第一支架、设在第一支架上的轮毂电机、设在底座底面上的第二支架和设在第二支架上的导向轮；

所述轮毂电机的控制端与控制系统连接。

通过采用上述技术方案，给出了一种驱动部分的具体结构，轮毂电机转动过程中，可以驱动底座在车道之间移动。

在第一方面的一较佳示例中：所述导向轮的数量为两个，两个导向轮对称布置在轮毂电机的两侧；

两个导向轮的轴线与轮毂电机的轴线不在同一平面上。

通过采用上述技术方案，是用一个轮毂电机和两个导向轮的组合作为底座与地面之间的支撑，三点支撑的方式可以满足支撑需要。

在第一方面的一较佳示例中：所述供电部分包括用于收集太阳能的太阳能电池板、与太阳能电池板连接的第二控制器和与第二控制器连接的蓄电池；

蓄电池用于存储太阳能电池板产生的电能并通过第二控制器向驱动部分和控制系统提供电能。

通过采用上述技术方案，太阳能电池板产生的电能存储在蓄电池内，使用时再由蓄电池供电，这样在阴雨天时驱动部分和控制系统也能够工作。

在第一方面的一较佳示例中：还包括用于临时固定底座的固定装置。

通过采用上述技术方案，固定装置可以提高底座的稳定性，避免其在使用的过程中发生位移。

在第一方面的一较佳示例中：所述固定装置包括设在底座内且与底座底面相通的工作腔、与工作腔滑动连接的滑柱和电缸；

所述电缸的控制端与控制系统连接，电压输入端与供电部分连接；

所述电缸位于底座上或者工作腔内；

所述电缸用于驱动滑柱沿着工作腔往复滑动。

通过采用上述技术方案，电缸能够推动滑柱从工作腔内滑出，顶在下方的地面或者定位装置上，使底座能够固定。

在第一方面的一较佳示例中：所述滑柱能够从工作腔伸出的一端的形状为锥形。

通过采用上述技术方案，锥形的滑柱与地面或者定位装置接触时，接触部分的压力更大，能够提供更好的定位效果。

第二方面，本申请提供了一种智慧车道，包括如第一方面及第一方面较佳示例中所述的任意一种车道调整装置。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种立体结构示意图。

图2是本申请实施例提供的一种正常通行时的位置示意图。

图3是本申请实施例提供的一种早高峰时的位置示意图。

图4是本申请实施例提供的一种晚高峰时的位置示意图。

图5是本申请实施例提供的一种伸缩部分的结构示意图。

图6是本申请实施例提供的另一些伸缩部分的结构示意图。

图7是本申请实施例提供的再一些伸缩部分的结构示意图。

图8是本申请实施例提供的一种底座底面的结构示意图。

图9是本申请实施例提供的一种第二控制器的结构示意框图。

图10是基于图8给出的第一种固定装置的结构示意图。

图11是基于图8给出的第二种固定装置的结构示意图。

图12是基于图8给出的第三种固定装置的结构示意图。

图13是本申请实施例提供的一种辅助性设施的结构示意图。

图14是本申请实施例提供的一种控制系统的结构示意框图。

图15是本申请实施例提供的一种轮毂电机的控制示意框图。

图中，11、底座，12、立柱，13、护栏，2、驱动部分，3、供电部分，4、控制系统，5、固定装置，21、第一支架，22、轮毂电机，23、第二支架，24、导向轮，31、太阳能电池板，32、第二控制器，33、蓄电池，51、工作腔，52、滑柱，53、电缸，131、主体部分，132、伸缩部分、321、整流芯片，322、电源管理芯片，323、逆变器，411、CPU，412、RAM，413、ROM，414、系统总线，415、电机驱动电路，416、电缸驱动电路，417、电源驱动器，601、定位座，602、定位孔，701、流入车道，702、流出车道、1321、第一伸缩部分，1322、第二伸缩部分，1323、拉簧。

具体实施方式

以下结合附图对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

请参阅图1，为本申请实施例公开的一种车道调整装置，该装置主要由底座 11、立柱12、护栏13、驱动部分2、供电部分3和控制系统4几部分组成，底座 11的数量为两个及以上，具体的数量要根据装置的具体长度确定，长度越长，底座11的数量越多。

此处为了描述方便，以底座11在使用时的姿态为准，底座11上与地面相邻的面称为底面，与底面相对的面称为顶面，其余的面称为侧面。

每一个底座11上都安装有一根立柱12，立柱12垂直安装在底座11的顶面上。相邻的两根立柱12之间安装有护栏13，护栏13的作用是将其两侧的空间从物理上进行隔离，底座11在移动的过程中，立柱12和护栏13都会随之一起移动。

驱动部分2安装在底座11的底面上，其作用是给底座11提供动力，使其能够移动，移动过程只能够，驱动部分2能够带动底座沿着设定的轨迹移动。

供电部分3安装在底座11、立柱12或者护栏13上，作用是向驱动部分2 提供电能，使驱动部分2能够工作。

控制系统4的作用是向驱动部分2下发指令，使驱动部分2在时间到达第一时间点时带动底座11移动到调整位置，在时间到达第二时间点时带动底座11返回到初始位置。

下面结合具体的使用场景对本申请的技术方案进行进一步的说明。

请参阅图2、图3和图4，地的一段道路为八车道，其中四个车道为流入车道，四个车道为流出车道，流入车道的方向指向市中心，流出车道的方向指向周边区域，早高峰时间段，大部分车流集中在流入车道上，晚高峰时间段，大部分车流集中在流出车道上。

多个底座11放置在流入车道与流出车道的交界处，作为物理界限，对两侧行驶的车辆起到提醒作用。

早高峰时间段，例如在早七点进入早高峰，此时控制系统4向驱动部分2下发启动指令，多个底座11上的驱动部分2开始同时工作，驱动底座11移动，此时立柱12和护栏13会随着底座11一起移动。

移动结束后，护栏13两侧的车道数量会随之发生变化，例如五个流入车道和三个流出车道或者六个流入车道和两个流出车道。

早九点时早高峰时间段结束，控制系统4向驱动部分2下发复位指令，多个底座11上的驱动部分2开始同时工作，驱动底座11移动到初始位置，此时立柱 12和护栏13会随着底座11一起移动，移动结束后，护栏13两侧的车道数量变为四个流入车道和四个流出车道。

晚高峰时间段的工作过程与上述内容相同，区别在于增加了流出车道的数量，此处不再赘述。

通过调整流入车道与流出车道的比例，可以提高车道的利用率，进而起到缓解交通拥堵的作用。

作为申请提供的车道调整装置的一种具体实施方式，护栏13的其中一端铰接在相邻的立柱12上或者两端均铰接在相邻的立柱12上。

应当理解，多个底座11同时移动时，其移动速度是无法保持一致的，存在速度差值，因此护栏13在底座11移动的过程中会发生倾斜，将护栏13与立柱 12的连接方式调整后，可以容纳这部分倾斜量，使底座11能够顺利的移动。

作为申请提供的车道调整装置的一种具体实施方式，护栏13由主体部分131 和伸缩部分132两部分组成，主体部分131和伸缩部分132铰接在一起，伸缩部分132铰接在相邻的立柱12上并可以相对于主体部分131进行摆动。

应当理解，多个底座11同时移动时，其移动速度是无法保持一致的，存在速度差值，因此护栏13在底座11移动的过程中会发生倾斜，倾斜程度较为严重时会将底座11卡死。增加了伸缩部分132后，护栏13在移动的过程中可以进行适当的变形，容纳多个底座11的速度差值导致的变形。

护栏13的结构有以下几种形式：

第一种，主体部分131的数量为一个，伸缩部分132的数量为一个，主体部分131的一端固定在相邻的立柱12上，另一端铰接在伸缩部分132上，伸缩部分132固定在相邻的立柱12上。

第二种，主体部分131的数量为一个，伸缩部分132的数量为一个，主体部分131的一端固定在相邻的立柱12上，另一端铰接在伸缩部分132上，伸缩部分132铰接在相邻的立柱12上。

第三种，主体部分131的数量为一个，伸缩部分132的数量为两个，两个伸缩部分132分别固定在主体部分131的两端并分别铰接在相邻的立柱12上。

第四种，主体部分131的数量为一个，伸缩部分132的数量为两个，两个伸缩部分132分别铰接在主体部分131的两端并分别铰接在相邻的立柱12上。

请参阅图5，在一些可能的实现方式中，伸缩部分132的主体由插接的第一伸缩部分1321和第二伸缩部分1322组成，二者可以相对滑动并使用拉簧1323 连接。

请参阅图6和图7，在另一些可能的实现方式中，伸缩部分132由弹簧式伸缩杆组成。

请参阅图8，作为申请提供的车道调整装置的一种具体实施方式，驱动部分2由固定安装在底座11底面上的第一支架21、安装在第一支架21上的轮毂电机 22、固定安装在底座11底面上的第二支架23和安装在第二支架23上的导向轮 24四部分组成，轮毂电机22的作用是动力，其数量为一个，导向轮24的作用是提供支撑，其数量为两个以上。

应当理解，三个点能够确定一个平面，因此一个轮毂电机22和两个以上的导向轮24就可以对底座11起到良好的支撑作用。

轮毂电机22的控制端与控制系统4连接，根据控制系统4下发的指令进行相应的动作，在时间到达第一时间点时带动底座11移动到调整位置，在时间到达第二时间点时带动底座11返回到初始位置。

应当理解，此处的第一时间点可以是早高峰时间段的起始时间，也可以是晚高峰时间段的起始时间；第二时间点可以是早高峰时间段的结束时间，也可以是晚高峰时间段的结束时间。

还应理解，第一时间点和第二时间点应当同时位于早高峰时间段或者晚高峰时间段。

进一步地，导向轮24的数量为两个，并且两个导向轮24对称布置在轮毂电机22的两侧。

更进一步地，这两个导向轮24的轴线与轮毂电机22的轴线不在同一平面上。

请参阅图1，作为申请提供的车道调整装置的一种具体实施方式，供电部分 3由太阳能电池板31、第二控制器32和蓄电池33三部分组成，蓄电池33可以安装在底座11、立柱12或者护栏13上，第二控制器32可以和蓄电池33或者太阳能电池板31安装在一起，或者独立安装在控制盒内。

太阳能电池板31可以安装在底座11、立柱12或者护栏13上，利用半导体材料的光电效应将太阳能转化为电能，具体的过程为：

光线照射在太阳能电池板31上并且光在界面层被接纳，具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起，致使产生电子－空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前，将经由空间电荷的电场作用被相互分别。电子向带正电的N区而空穴向带负电的P区运动。

经由界面层的电荷分别将在P区和N区之间将形成一个向外的可测试的电压，经由光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层接纳的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池板31中形成的电流也越大。

请参阅图9，第二控制器32的作用是使用太阳能电池板31对蓄电池33进行充电以及使蓄电池33通过太阳能逆变器给负载供电，主要由整流芯片321、电源管理芯片322和逆变器323三部分组成。

太阳能电池板31产生的电流经过整流芯片321后电流趋于平稳，然后在经过电源管理芯片322流入到蓄电池33内进行存储。输出时蓄电池33内的电流经由电源管理芯片322后流入逆变器323，经过逆变器323后输入给驱动部分2和控制系统4。

应当理解，逆变器323输出的电压是一定的，对于驱动部分2和控制系统4 而言，如果电压不合适，还需要另外增加变压器。例如蓄电池33的输出电压是 36V，控制系统4的额定电压是12V，就需要在二者之间增加一个36V变12V的变压器。

请参阅图8，作为申请提供的车道调整装置的一种具体实施方式，在底座11 上增加了固定装置5，固定装置5的作用是提高底座11的稳定性。

应当理解，刮风天气时，风力作用在底座11、立柱12和/或护栏13上，可能会推动底座11离开原有的位置，偏离距离较大时，会影响行车安全，增加了固定装置5后，可以将底座11固定在停留的位置上。

请参阅图10和图11，固定装置5的结构有以下几种：

第一种，固定装置5由设在底座11内的工作腔51、与工作腔51滑动连接的滑柱52和电缸53三部分组成，工作腔51与底座11的底面相通，滑柱52能够沿着工作腔51往复滑动。

滑柱52滑动时的动力由电缸53提供，电缸53安装在底座11上或者工作腔 51内，其电压输入端与供电部分3连接，控制端与控制系统4连接。

电缸53安装在底座11上时，其活塞杆伸入到工作腔51内后连接在滑柱52 上，电缸53工作腔51内时，其活塞杆直接连接在滑柱52上。

进一步地，滑柱52远离底座11的一端的形状为锥形。

请参阅图12，第二种，固定装置5由安装在底座11底面或者侧面上的电缸 53和安装在电缸53的活塞杆上的定位板54组成，

滑柱52滑动时的动力由电缸53提供，电缸53安装在底座11上或者工作腔 51内，其电压输入端与供电部分3连接，控制端与控制系统4连接。

电缸53动作时能够推动定位板54压在地面上，提高底座11的稳定性。

应当理解，滑柱52或者定位板54压在地面上后，其与地面之间的压力会增加，能够提高底座11的稳定性。

还应理解，为了进一步提高底座11的稳定性，可以在路面上增加辅助性的设施，该设施的主体部分是埋设在路面以下的定位座601，定位座601的顶面与路面持平。

定位座601的顶面上开设有一个定位孔602，滑柱52或者定位板54与定位座601接触后可以落到定位孔602内。

应当理解，对于锥形的滑柱52而言，在插入到定位孔602的过程中，可以沿着定位孔602滑动，滑动过程中能够实现自动对中，对底座11的位置进行校正。

应当理解，请参阅图14，上述内容中提到的控制系统4，可以是一个CPU，微处理器，ASIC，或一个或多个用于控制上述内容的程序执行的集成电路。控制系统4主要有CPU411、RAM412、ROM413和系统总线414等组成，其中CPU411、 RAM412和ROM413均连接在系统总线414上。

轮毂电机22通过电机驱动电路415连接在系统总线414上，电缸53通过电缸驱动电路416连接在系统总线414上，第二控制器32通过电源驱动器417连接在系统总线414上。

在一些可能的实现方式中，控制系统4使用PLC或者DCS。

应当理解，请参阅图15，供电部分3输出的电流经过接触器和换向器后输送给轮毂电机22，接触器负责电路的通断，换向器负责调整电流的流向，从而改变轮毂电机22的转向。

接触器和换向器的控制系统4通过继电器控制。

电缸53的核心部件也是电机，其控制方式与轮毂电机22的方式相同，此处不再赘述。

本申请实施例还公开了一种智慧车道，包括上述内容中所述的任意一种车道调整装置，应当理解，上述内容中所述的任意一种车道调整装置移动时，正是交通繁忙的时候，因此需要提前对车流进行引导和提醒，为了便于理解，将道路分为引导部分和调整部分。

引导部分上安装有提醒设备和临时性的拦截设备，主要作用有两个，一个是给过往的车辆起到及时的提醒作用，引起驾驶人员的注意，避免发生交通事故。

提醒设备主要由电子屏和喇叭等组成，电子屏提供文字提醒，喇叭提供声音提醒，应当理解，早晚高峰时汽车的速度本身就不快，在及时提醒的情况下可以给I司机预留出充足的反应时间。

请参阅图2、图3和图4，本申请的技术方案中展示的车道调整装置安装在道路的调整部分处，调整过程中底座11、立柱12和护栏13同时移动，对流入车道和流出车道的数量进行调整，早高峰时间段，增加流入车道的数量，晚高峰时间段，增加流出车道的数量。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车道调整装置，其特征在于，包括：

至少两个底座（11）；

立柱（12），固定在底座（11）上；

护栏（13），设在相邻的立柱（12）之间并与立柱（12）连接；

驱动部分（2），设在底座（11）上，用于使底座（11）在设定的轨迹上移动；

供电部分（3），用于向驱动部分（2）提供电能；以及

控制系统（4），用于控制驱动部分（2）；

其中，驱动部分（2）在时间到达第一时间点时带动底座（11）移动到调整位置，在时间到达第二时间点时带动底座（11）返回到初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种车道调整装置，其特征在于：所述护栏（13）包括主体部分（131）和连接在主体部分（131）上的伸缩部分（132）；

所述伸缩部分（132）连接在相邻的立柱（12）上。

3.根据权利要求1所述的一种车道调整装置，其特征在于：所述驱动部分（2）包括设在底座（11）底面上的第一支架（21）、设在第一支架（21）上的轮毂电机（22）、设在底座（11）底面上的第二支架（23）和设在第二支架（23）上的导向轮（24）；

所述轮毂电机（22）的控制端与控制系统（4）连接。

4.根据权利要求3所述的一种车道调整装置，其特征在于：所述导向轮（24）的数量为两个，两个导向轮（24）对称布置在轮毂电机（22）的两侧；

两个导向轮（24）的轴线与轮毂电机（22）的轴线不在同一平面上。

5.根据权利要求1所述的一种车道调整装置，其特征在于：所述供电部分（3）包括用于收集太阳能的太阳能电池板（31）、与太阳能电池板（31）的输出端连接的第二控制器（32）和与第二控制器（32）的输出端连接的蓄电池（33）；

蓄电池（33）用于存储太阳能电池板（31）产生的电能并通过第二控制器（32）向驱动部分（2）和控制系统（4）提供电能。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种车道调整装置，其特征在于：还包括用于临时固定底座（11）的固定装置（5）。

7.根据权利要求6所述的一种车道调整装置，其特征在于：所述固定装置（5）包括设在底座（11）内且与底座（11）底面相通的工作腔（51）、与工作腔（51）滑动连接的滑柱（52）和电缸（53）；

所述电缸（53）的控制端与控制系统（4）连接，电压输入端与供电部分（3）连接；

所述电缸（53）位于底座（11）上或者工作腔（51）内；

所述电缸（53）用于驱动滑柱（52）沿着工作腔（51）往复滑动。

8.根据权利要求7所述的一种车道调整装置，其特征在于：所述滑柱（52）远离底座（11）的一端的形状为锥形。

9.一种智慧车道，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的一种车道调整装置。

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