CN114182667B - 一种用于潮汐车道的智能水马及其作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于潮汐车道的智能水马，包括第一水马本体以及第二水马本体；第一水马本体以及第二水马本体之间通过剪式菱形机构装配连接；剪式菱形机构包括设置在第一水马本体以及第二水马本体之间的驱动电机；所述驱动电机装配连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆螺纹连接有菱形连杆部件，第一水马本体以及第二水马本体的底部分别转动连接有第一滚轮以及第二滚轮。第一水马本体以及第二水马本体内分别装配连接有锁止所述第一滚轮以及第二滚轮的第一锁止机构以及第二锁止机构。采用上述装置部件设计能够自动将水马进行运输，不仅灵活性大，且能够实现无人操作在拥挤到交通要道上，有效提高了车辆运输的安全性及运行效率。

Description

一种用于潮汐车道的智能水马及其作业方法

技术领域

本发明涉及智能水马装置领域，尤其涉及的是一种用于潮汐车道的智能水马及其作业方法。

背景技术

随着国民经济水平的提高，汽车工业的发展和城市规模的不断扩张，道路交通建设始终滞后于人们对快捷、安全和高效交通的需求。同时,随着城市总体布局的改变，人们对住房需求的转变，位于城市郊区的居民区日益增多并且越来越受到人们的青睐。然而因为工作的需要，人不得不在工作日的早晨，从郊区进城工作，下午又按原线路返回住地。于是在通往郊区的主干道、高架道路干线公路和高速公路，就产生了“潮汐现象”的交通现象。针对这一现象各大城市推出了“潮汐车道”的概念，随着许多城市潮汐车道的推广使用，智能运行水马的需求也日益增长。

基于水马在交通运输中具有较为重要的作用，关于水马的技术改进多有报道，如中国专利申请号为：201820539734.0，公开一种交通安全用防撞水马，并公开了如下技术方案：

交通安全用防撞水马包括底座以及设置在底座顶部的防撞体，所述防撞体内部设有缓冲腔，所述缓冲腔内部设有加强板，所述防撞体一侧设有一号侧板，所述防撞体另一侧设有二号侧板，所述加强板的两侧均设有强力弹簧，所述加强板和一号侧板通过强力弹簧固定相连，所述加强板和二号侧板通过强力弹簧固定连接。本实用新型通过利用设置的注水孔向缓冲腔内注水，增加水马的重量，通过设置的强力弹簧可提高水马的防撞能力和缓冲效果，提高安全性，设置的安装孔可通过连接杆将相邻的两个水马连接，使用完成后缓冲腔内部的水可经排水口排出，设置的导向标配合反光条可起到交通指示的作用，利用设置的通孔可便于对水马的搬运。

然而，实际工作过程中，现有技术包括上述专利公开的水马均无法智能化移动，导致在实际使用过程中，经常需要工作人员去搬动重量较大的水马运动到指定位置，不仅费时费力，且在拥挤的道路上甚至无法搬动水马到拥挤路段记性隔挡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种用于潮汐车道的智能水马。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种用于潮汐车道的智能水马，包括第一水马本体以及第二水马本体；

所述第一水马本体以及第二水马本体之间通过剪式菱形机构装配连接；

所述剪式菱形机构包括设置在第一水马本体以及第二水马本体之间的驱动电机；所述驱动电机装配连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆螺纹连接有菱形连杆部件，所述菱形连杆部件包括螺纹连接在驱动螺杆的驱动块，所述菱形连杆部件还包括左右对称设置的第一安装块以及第二安装块，所述驱动块与第一安装块以及第二安装块之间分别通过连杆铰接，所述第一安装块以及第二安装块与驱动电机的壳体之间分别连杆铰接；

所述第一安装块以及第二安装块分别固定装配在第一水马本体以及第二水马本体上；

所述第一水马本体以及第二水马本体的底部分别转动连接有第一滚轮以及第二滚轮；

所述第一水马本体以及第二水马本体内分别装配连接有锁止所述第一滚轮以及第二滚轮的第一锁止机构以及第二锁止机构。

优选地，所述第一水马本体以及第二水马本体上装配有太阳能电池模块和蓄电池；

所述第一水马本体以及第二水马本体上分别装配连接有LED警示模块。

优选地，所述用于潮汐车道的智能水马还包括电控系统；

所述电控系统包括控制器、第一传感器、第二传感器、无线收发模块；所述控制器与所述太阳能电池模块、LED警示模块、第一传感器、第二传感器、无线收发模块、驱动电机、第一锁止机构以及第二锁止机构电性连接；所述第一水马本体和第二水马本体的底部分别安装第一传感器和第二传感器；

当所述第一传感器和第二传感器接近预埋于潮汐车道边的感应线圈时产生信号，判断智能水马是否移动到指定位置；

所述无线收发模块用于收发无线信号，实现智能水马和交控中心之间通信以及智能水马中间的通信。

优选地，所述第一锁止机构包括装配连接在第一水马本体上的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的底部固定连接有第一锁止块；

所述第二锁止机构包括装配连接在第二水马本体上的第二电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的底部固定连接有第二锁止块；

所述第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆电性连接控制器。

优选地，所述第一锁止块、第二锁止块的两侧均开设有与第一滚轮、第二滚轮配合的弧形锁槽。

优选地，所述驱动螺杆的下端螺纹连接有隔挡螺母。

优选地，所述第一水马本体与第二水马本体的上端之间装配连接有折叠护罩；

所述剪式菱形机构罩盖在折叠护罩内。

优选地，所述第一水马本体与第二水马本体的下端之间固定连接有平衡弹簧。

优选地，所述LED警示模块包括若干个警示红灯以及若干个警示绿灯。

本发明同时公开上述用于潮汐车道的智能水马的作业方法，包括以下步骤：

(1)第一锁止机构以及第二锁止机构锁止第一滚轮或者第二滚轮，当第一滚轮处于锁止状态，第二滚轮处于开放状态，或者第一滚轮处于开放状态，第二滚轮处于锁止状态；

(2)驱动电机驱动旋转驱动螺杆，驱动螺杆驱动移动驱动块，驱动块驱动连杆跟随驱动块上下移动，连杆给与第一安装块以及第二安装块牵拉力，第一水马本体或者第二水马本体受牵拉力滚动；

(3)重复步骤(1)以及步骤(2)的操作，第一水马本体与第二水马本体交替移动。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明公开一种用于潮汐车道的智能水马，具有以下有益效果：

1、智能水马采用爬行的运动方式，行进准确性高，可控性好。通过螺杆驱动的剪式菱形杆组驱动水马运行，驱动能力强，对有垃圾的道路有一定的越障能力。

2、水马在换道时，当传感器检测到预埋的金属线信号，减小爬行速度，当后水马传感器检测到感应金属线时，停止爬行运动，锁定水马滚轮，保证了智能水马的精确定位。

3、智能水马采用太阳能供电，变道前通过LED灯警示司机让行；每个智能水马都安装有无线收发模块，可以相互通信，交控中心只需在每段潮汐车道上安装一个无线信号收发点就可对路段的智能水马进行远程控制，实现潮汐车道智能、高效的变道。

在机械结构上，本发明中采用：

剪式菱形机构设计，具体因采用包括设置驱动电机；驱动电机的输出轴装配连接有驱动螺杆，驱动螺杆螺纹连接有菱形连杆部件，所述菱形连杆部件包括螺纹连接在驱动螺杆的驱动块，所述菱形连杆部件还包括左右对称设置的第一安装块以及第二安装块，所述驱动块与第一安装块以及第二安装块之间分别通过连杆铰接并安装在智能水马上，所述第一安装块以及第二安装块与驱动电机的壳体之间分别连杆铰接。实现采用菱形连杆驱动结构进行交替驱动智能水马运动，上述因采用菱形结构设计因此在运动过程中运行的稳定性高。

同时，采用第一锁止机构以及第二锁止机构设计具体采用伸缩杆-锁止块设计实现交替所致滚轮配合上述菱形连杆驱动结构运行。

采用上述装置部件设计能够自动将水马进行运输，不仅灵活性大，且能够实现无人操作在拥挤到交通要道上，有效提高了车辆运输的安全性以及交通运行效率。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中剪式菱形机构的结构示意图；

图3是本发明实施例中LED警示模块的结构示意图；

图4是本发明实施例中智能水马运行的轨迹图；

图5是本发明实施例中智能水马运行的状态图之一；

图6是本发明实施例中智能水马运行的状态图之二。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1-6所示，一种用于潮汐车道的智能水马，包括第一水马本体11以及第二水马本体12；第一水马本体11以及第二水马本体12的形状结构相同，具体是，第一水马本体11以及第二水马本体12均为内部具有腔体，并具有顶板、底板、前、后板以及倾斜侧板组成。

为了实现第一水马本体11以及第二水马本体12依次交替前进，上述第一水马本体11以及第二水马本体12之间通过剪式菱形机构4装配连接。

具体是，剪式菱形机构4包括设置在第一水马本体11以及第二水马本体12之间的驱动电机45；驱动电机45的输出轴装配连接有驱动螺杆46，驱动螺杆46螺纹连接有菱形连杆部件，所述菱形连杆部件包括螺纹连接在驱动螺杆46的驱动块47，所述菱形连杆部件还包括左右对称设置的第一安装块41以及第二安装块42，所述驱动块47与第一安装块41以及第二安装块42之间分别通过连杆43铰接，所述第一安装块41以及第二安装块42与驱动电机45的壳体之间分别连杆43铰接。

因此，上述驱动电机45壳体-连杆43-第一安装块41-连杆43-驱动块47-连杆43-第二安装块42-连杆43-驱动电机45壳体形成菱形的连杆43驱动机构。

上述第一安装块41以及第二安装块42分别固定装配在第一水马本体11以及第二水马本体12上(具体是分别安装在侧板上)。

同时，为了避免驱动螺杆46脱离驱动块47，在驱动螺杆46的下端螺纹连接有隔挡螺母。

上述第一水马本体11与第二水马本体12的上端之间装配连接有折叠护罩9(折叠护罩9的两侧分别固定在侧板之间，其形状为筒状具有罩盖腔)；剪式菱形机构4罩盖在折叠护罩9内。

同时，第一水马本体11与第二水马本体12的下端之间固定连接有平衡弹簧10(平衡弹簧10用于平衡所述剪式菱形杆组伸缩时产生的不平衡力)。

上述第一水马本体11以及第二水马本体12的底部分别转动连接有两个左右设置的第一滚轮51以及第二滚轮52(第一滚轮51以及第二滚轮52安装在底板底部)。

在运动过程中，因第一水马本体11以及第二水马本体12采用交替前进方式，因此，运动过程中，第一水马本体11以及第二水马本体12任意一个保持锁止与开放状态，具体是，第一水马本体11以及第二水马本体12内分别装配连接有锁止所述第一滚轮51以及第二滚轮52的第一锁止机构以及第二锁止机构。

第一锁止机构以及第二锁止机构的具体结构如下：

第一锁止机构包括装配连接在第一水马本体11上的第一电动伸缩杆71，所述第一电动伸缩杆71的底部固定连接有第一锁止块61；第二锁止机构包括装配连接在第二水马本体12上的第二电动伸缩杆72，所述第一电动伸缩杆71的底部固定连接有第二锁止块62。

第一锁止块61、第二锁止块62的两侧均开设有与第一滚轮51、第二滚轮52配合的弧形锁槽。

打开第一电动伸缩杆71或者第二电动伸缩杆72驱动第一锁止块61或者第二锁止块62下降并挤压锁止在第一滚轮51或者第二滚轮52中间实现定位住第一滚轮51或者第二滚轮52。

为了实现智能控制第一水马本体11以及第二水马本体12运动，上述用于潮汐车道的智能水马还包括电控系统。

具体是，电控系统包括控制器、第一传感器、第二传感器、无线收发模块；所述控制器与所述太阳能电池模块、LED警示模块、第一传感器、第二传感器、无线收发模块、驱动电机45、第一电动伸缩杆71以及第二电动伸缩杆72电性连接；所述第一水马本体11和第二水马本体12的底部分别安装第一传感器81和第二传感器82；

当所述第一传感器81和第二传感器82接近预埋于潮汐车道边的感应线圈101时产生信号，判断智能水马是否移动到指定位置。

同时，无线收发模块用于收发无线信号，实现智能水马和交控中心之间通信以及智能水马中间的通信。

同时，为了实现供电，上述第一水马本体11以及第二水马本体12上装配有太阳能电池模块和蓄电池；太阳能电池模块采用太阳能电池板2设计，通过太阳能电池模块给蓄电池供电，蓄电池提供整个电控系统用电。

同时，在运行过程中，为了实现指示报警，上述第一水马本体11以及第二水马本体12上分别装配连接有LED警示模块3。LED警示模块3包括若干个警示红灯以及若干个警示绿灯。

在工作过程中，

智能水马上的太阳能电池板通过光照发电并给蓄电池进行充电。当智能水马通过无线收发模块接收到换道指令时或者控制器达到换道时间时，LED警示模块3运行，警告道路上的驾驶员将要进行水马换道作业。

此时，控制器驱动第二电动伸缩杆72收缩，带动第二锁止块62上升脱离第二水马本体12上的第二滚轮52；控制器控制驱动电机45带动驱动螺杆46旋转，驱动螺杆46带动剪式菱形机构4横向伸长，由于第一水马本体11的第一滚轮51被锁止，第二水马本体12被推动向前运动；然后控制器驱动第一电动伸缩杆71收缩，第二电动伸缩杆72伸长并锁定住第二水马本体12下的第二滚轮52，驱动电机45带动驱动螺杆46反向旋转，驱动螺杆46带动剪式菱形机构4横向收缩，由于第二水马本体12的第二滚轮被锁止，第一水马本体11被推动向前运动，实现智能水马的一步爬行运动。

重复以上爬行运动，智能水马可以由道路的一边运行到另一边，在智能水马的运动过程中，底部的第一传感器81不断检测预埋于路面下的感应线圈，当第一传感器81检测到感应线圈时，控制器控制驱动电机45减慢智能水马的爬行速度，当第一传感器82检测到感应线圈时，控制器驱动所述剪式菱形机构4横向收缩到最大位置，使第一水马本体11和第二水马本体12紧靠在一起，然后驱动第一电动伸缩杆71和第二电动伸缩杆72伸长将第一水马本体11和第二水马本体12下端的第一滚轮51、第二滚轮52锁紧，实现智能水马的位置锁定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于潮汐车道的智能水马，其特征在于，包括第一水马本体以及第二水马本体；

所述第一水马本体以及第二水马本体之间通过剪式菱形机构装配连接；

所述剪式菱形机构包括设置在第一水马本体以及第二水马本体之间的驱动电机；所述驱动电机装配连接有驱动螺杆，所述驱动螺杆螺纹连接有菱形连杆部件，所述菱形连杆部件包括螺纹连接在驱动螺杆的驱动块，所述菱形连杆部件还包括左右对称设置的第一安装块以及第二安装块，所述驱动块与第一安装块以及第二安装块之间分别通过连杆铰接，所述第一安装块以及第二安装块与驱动电机的壳体之间分别连杆铰接；

所述第一安装块以及第二安装块分别固定装配在第一水马本体以及第二水马本体上；

所述第一水马本体以及第二水马本体的底部分别转动连接有第一滚轮以及第二滚轮；

所述第一水马本体以及第二水马本体内分别装配连接有锁止所述第一滚轮以及第二滚轮的第一锁止机构以及第二锁止机构；

所述第一水马本体和第二水马本体的底部分别安装第一传感器和第二传感器；

所述第一水马本体以及第二水马本体上装配有太阳能电池模块和蓄电池；

所述第一水马本体以及第二水马本体上分别装配连接有LED警示模块；

所述用于潮汐车道的智能水马还包括电控系统；

所述电控系统包括控制器、第一传感器、第二传感器、无线收发模块；所述控制器与所述太阳能电池模块、LED警示模块、第一传感器、第二传感器、无线收发模块、驱动电机、第一锁止机构以及第二锁止机构电性连接；

当所述第一传感器和第二传感器接近预埋于潮汐车道边的感应线圈时产生信号，判断智能水马是否移动到指定位置；

所述无线收发模块用于收发无线信号，实现智能水马和交控中心之间通信以及智能水马中间的通信。

2.根据权利要求1所述的用于潮汐车道的智能水马，其特征在于，所述第一锁止机构包括装配连接在第一水马本体上的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的底部固定连接有第一锁止块；

所述第二锁止机构包括装配连接在第二水马本体上的第二电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的底部固定连接有第二锁止块；

所述第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆电性连接控制器。

3.根据权利要求2所述的用于潮汐车道的智能水马，其特征在于，所述第一锁止块、第二锁止块的两侧均开设有与第一滚轮、第二滚轮配合的弧形锁槽。

4.根据权利要求1所述的用于潮汐车道的智能水马，其特征在于，所述驱动螺杆的下端螺纹连接有隔挡螺母。

5.根据权利要求1所述的用于潮汐车道的智能水马，其特征在于，所述第一水马本体与第二水马本体的上端之间装配连接有折叠护罩；

所述剪式菱形机构罩盖在折叠护罩内。

6.根据权利要求1所述的用于潮汐车道的智能水马，其特征在于，所述第一水马本体与第二水马本体的下端之间固定连接有平衡弹簧。

7.根据权利要求1所述的用于潮汐车道的智能水马，其特征在于，所述LED警示模块包括若干个警示红灯以及若干个警示绿灯。

8.一种采用如权利要求1-7任意一项所述用于潮汐车道的智能水马的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)第一锁止机构以及第二锁止机构锁止第一滚轮或者第二滚轮，当第一滚轮处于锁止状态，第二滚轮处于开放状态，或者第一滚轮处于开放状态，第二滚轮处于锁止状态；

(2)驱动电机驱动旋转驱动螺杆，驱动螺杆驱动移动驱动块，驱动块驱动连杆跟随驱动块上下移动，连杆给与第一安装块以及第二安装块牵拉力，第一水马本体或者第二水马本体受牵拉力滚动；

(3)重复步骤(1)以及步骤(2)的操作，第一水马本体与第二水马本体交替移动。

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