CN209024989U - 智能减速系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能减速系统，涉及交通设施技术领域，解决了现有普通减速带不能合理对待不同车速车辆的问题。该智能减速系统包括：测速装置，能够采集限速路段的过往车辆的速度，并将采集的速度信息传输给控制装置；减速装置，所述减速装置设置在所述限速路段上，包括减速带本体和支撑装置；所述支撑装置包括刚性支撑状态和弹性支撑状态，当过往车辆超过限定车速时，所述减速带本体能保持凸出所述限速路段表面的状态；当过往车辆低于限定车速时，所述减速带本体能在车辆压力下下降；控制装置，能根据过往车辆的速度信息，改变所述支撑装置的支撑状态。本实用新型的能够根据过往车辆的实际速度分别采取合适的应对状态。

Description

智能减速系统

技术领域

本实用新型涉及交通设施技术领域，尤其是涉及一种智能减速系统。

背景技术

每年因超速引发的车祸率高达23％，道路减速带是世界大部分国家应用最广泛、最有效的交通速度控制措施之一，在一些事故高发地安装减速带已成为一种必要设施。

车辆的行驶速度很大程度上取决于驾驶人的期望车速，而驾驶人的期望速度又是根据其行驶安全感和乘坐舒适性决定的。如果驾驶人的安全感高、乘坐舒适性好，则他的期望车速比较高；反之，驾驶人的期望车速就比较低。道路减速带的减速是通过影响驾驶人的驾驶心理实现的。当车辆以较高车速通过道路减速带时，剧烈的振动会从轮胎经由车身及座椅传递给驾驶人，产生强烈的生理刺激(包括振动刺激和视觉刺激)和心理刺激。生理刺激使驾驶人产生很强烈的不舒服感，心理刺激会加深驾驶人的不安全疑虑，进一步降低了驾驶人对道路环境的安全感。一般情况下，驾驶人认为不舒适度越大，车辆行驶安全性也越小，即安全感越小。由此可知，道路减速带的设置会大大降低驾驶人行车安全感和乘坐舒适性的期望值，促使驾驶人选择较低的期望车速。在期望车速的指导下，驾驶人将在没有外界压力的情况下，主动使车辆以较低的行车速度接近道路减速带。经研究证明，如果道路减速带的结构设计正确，布置合理，减速带可以使85％的车辆减速到10km/h至20km/h。事故率降低60％，事故伤亡人数降低50％至70％。

但是现如今的减速带设计死板，不能合理的对待不同车速的车辆。设想一下一辆载着有心脏疾病病人的救护车，当通过减速带时受到颠簸，极有可能引发意外，导致患者身亡。换一种说法，减速带本身是想让速度过快的车辆给予一定的控制，通过一定的阻力使车速下降，但是本身速度并不快的车辆却又同样受到了该控制。

因此，如何合理的针对不同车速的过往车辆，区别进行控制，是本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能减速系统，以解决目前普通减速带不能合理对待不同车速车辆的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种智能减速系统，包括：测速装置，能够采集限速路段的过往车辆的速度，并将采集的速度信息传输给控制装置；

减速装置，所述减速装置设置在所述限速路段上，包括减速带本体和支撑装置；所述支撑装置包括刚性支撑状态和弹性支撑状态，当过往车辆超过限定车速时，所述支撑装置能以所述刚性支撑状态支撑所述减速带本体，当车辆通过所述减速带本体时，所述减速带本体能保持凸出所述限速路段表面的状态；当过往车辆低于限定车速时，所说支撑装置能以所述弹性支撑状态支撑所述减速带本体，当车辆通过所述减速带本体时，所述减速带本体能在车辆压力下下降；

控制装置，能根据过往车辆的速度信息，改变所述支撑装置的支撑状态。

优选的，所述支撑装置包括固定框体、固定支撑部、活动支撑部以及驱动装置，所述活动支撑部包括支撑块和弹性支撑体，所述固定支撑部和所述活动支撑部均设置在所述固定框体内；

当过往车辆超过限定车速时，所述驱动装置能驱动所述活动支撑部靠近所述固定支撑部，并使所述支撑块位于所述固定支撑部上方，所述减速带本体能通过所述支撑块和所述固定支撑部的支撑保持凸出所述限速路段表面的状态；

当过往车辆低于限定车速时，所述驱动装置能驱动所述活动支撑部远离所述固定支撑部，所述减速带本体通过所述活动支撑部支撑，在车辆压力下，所述弹性支撑体被压缩变形；当车辆通过后，所述弹性支撑体能恢复形变并通过支撑所述支撑块使所述减速带本体凸出所述限速路段表面。

优选的，所述驱动装置包括电机以及互相啮合的齿轮和齿条，所述齿轮与所述电机的动力输出轴连接，所述活动支撑部与所述齿条连接，通过改变电机的转动方向，能够改变所述活动支撑部相对所述固定支撑部的位置。

优选的，所述活动支撑部还包括连接部，所述弹性支撑体通过所述连接部与所述齿条连接。

优选的，所述支撑装置还包括承重板，所述承重板设置在所述活动支撑部与所述减速带本体之间。

优选的，所述支撑装置还包括支撑所述减速带本体的第二弹性支撑部。

优选的，所述限速路段上能够并排设置多个所述减速装置。

优选的，所述测速装置为地感线圈测速装置、视频测速装置或雷达测速装置。

优选的，所述测速装置与所述控制装置，或所述控制装置与所述减速装置之间通过有线或无线的方式连接。

优选的，所述控制装置为PLC控制器。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过测速装置及控制装置的设置，能够根据限速路段过往车辆的实际速度，调整减速装置的支撑状态，当车速在低于限定速度时，减速装置不会对车辆行驶造成阻碍，从而使车辆平稳行驶，提高驾驶人或乘客的舒适感；当车速高于限定速度时，减速装置能阻碍车辆行驶，迫使车辆减速。

本实用新型的优选技术方案还具有以下效果：

A.通过研究，该智能减速系统结构简单、成本低，可以实现大范围的推广。

B.通过研究，设计与减速带相适应的测速装置，精确预判车辆速度，从而通过控制器实现对减速带上升和下降的控制。

C.与互联网相连，对有特殊任务的车辆进行“人性”放行，无障碍交通。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实施例中支撑装置的结构示意图；

图2是本实施例中齿轮与齿条啮合状态的结构示意图；

图3是本实施例中活动支撑部的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例

如图1-3所示，本实施例提供了一种智能减速系统，包括：测速装置、减速装置以及控制装置，测速装置能够采集限速路段的过往车辆的速度，并将采集的速度信息传输给控制装置；减速装置设置在限速路段上，包括减速带本体和支撑装置；支撑装置包括刚性支撑状态和弹性支撑状态，当过往车辆超过限定车速时，支撑装置能以刚性支撑状态支撑减速带本体，当车辆通过减速带本体时，减速带本体能保持凸出限速路段表面的状态；当过往车辆低于限定车速时，所说支撑装置能以弹性支撑状态支撑减速带本体，当车辆通过减速带本体时，减速带本体能在车辆压力下下降；控制装置能根据过往车辆的速度信息，改变支撑装置的支撑状态。本实用新型通过测速装置及控制装置的设置，能够根据限速路段过往车辆的实际速度，调整减速装置的支撑状态，当车速在低于限定速度时，减速装置不会对车辆行驶造成阻碍，车辆通过自身重力可轻松过“关卡”并且感受不到任何颠簸，提高驾驶人或乘客的舒适感；当车速高于限度速度时，减速装置能阻碍车辆行驶，迫使车辆减速。

减速带本体可以选择阻尼材料制成，本实施例中减速带本体为满足以下条件的材料：1.弹性模量E＝2.5MPa，2.容易获得，价格低廉；3.良好的抗弯拉强度E＝2.5MPa，具体的，减速带本体选用50％顺丁橡胶和50％天然橡胶配比而成，减速带本体的材料可以由废旧轮胎加工制造而得，弹性模量E＝2.5MPa，摩擦系数u＝0.47，抗弯压强度&>590kPa。减速带本体横截面为梯形，上底宽为 30cm，下底为40cm，高度为20cm；整个减速带本体宽度和路面一致。

作为可选地实施方式，支撑装置包括固定框体2、固定支撑部3、活动支撑部1以及驱动装置，活动支撑部1包括支撑块11和弹性支撑体12，固定支撑部3和活动支撑部1均设置在固定框体2内，且固定支撑部3固定设置在固定框体2内，活动支撑部1能够相对固定支撑部改变位置；

当过往车辆超过限定车速时，驱动装置能驱动活动支撑部1靠近固定支撑部3，并使支撑块11位于固定支撑部3上方，减速带本体能通过支撑块11和固定支撑部3的支撑保持凸出限速路段表面的状态；

当过往车辆低于限定车速时，驱动装置能驱动活动支撑部1远离固定支撑部3，减速带本体通过活动支撑部1支撑，在车辆压力下，弹性支撑体12被压缩变形；当车辆通过后，弹性支撑体12通过恢复形变抬高与其连接的支撑块 11并使减速带本体凸出限速路段表面；本实施例中弹性支撑体12为弹簧。

如图1所示，为了方便观察内部结构，图1中固定框体2只给出了底部和部分侧壁的结构；本实施中，固定支撑部3的数量为两个相对固定在固定框体 2的侧壁上，为了便于观察，与固定支撑部3连接的侧壁没有画出。活动支撑部1位于两个固定支撑部3之间，且弹性支撑体12能在两个固定支撑部3之间的缝隙中通过，当弹性支撑体12处于伸展状态，且支撑块11位于固定支撑部 3上方时(图3给出的状态)，支撑块11能被固定支撑部3支撑，支撑块11进一步支撑位于上方的减速带本体；

当活动支撑部1远离固定支撑部3后，支撑块11下方失去固定支撑部3 的支撑；减速带本体受到车辆压力后，作用在支撑块11上，进而压缩弹性支撑体12，使弹性支撑体12压缩变形，支撑块11以及减速带本体均下降。

作为可选地实施方式，驱动装置包括电机6以及互相啮合的齿轮71和齿条 72，齿轮71与电机6的动力输出轴连接，活动支撑部1与齿条72连接，通过改变电机6的转动方向，改变齿轮71的转动方向，进一步改变齿条72的运动方向，最终改变活动支撑部1相对固定支撑部3的位置；图2给出了齿轮71 与齿条72的啮合状态的结构示意图；例如当电机6正转时，齿条72带动活动支撑部1向前运动，当电机6反转时，齿条72带动活动支撑部1向后运动。

本实施例中，电机6为步进电机，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机；在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按限定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

作为可选地实施方式，活动支撑部1还包括连接部13，如图3活动支撑部 1的结构示意图，弹性支撑体12通过连接部13与齿条72固定连接。

作为可选地实施方式，支撑装置还包括承重板4，承重板4设置在活动支撑部1与减速带本体之间；承重板4能够使车辆施加到减速带本体上的压力均匀的作用在支撑装置上，能够延长支撑装置的使用寿命。

为了更稳定的支撑承重板4或减速带本体，支撑装置还包括第二弹性支撑部5，本实施例中第二弹性支撑部5为弹簧，根据承重板4或减速带本体的长度和宽带，设置合适数量的第二弹性支撑部5，有利于承重板4或减速带本体保持平衡，为了方便第二弹性支撑部5的定位，在承重板4或减速带本体朝向第二弹性支撑部5的一面上可以设置第二弹性支撑部5的定位槽。

作为可选地实施方式，限速路段上可以并排设置多个减速装置。减速装置设置的数量可以根据对应限速路段的宽度来选择，限速路段越宽，减速装置的数量越多。通过采用多段式设计，能够合理应对不同车速的车辆同时经过的情况；例如每个分段减速装置或减速带本体长500mm，并排设置的多个减速装置可以通过相互独立的固定框体2支撑，也可以通过一个共用的固定框体2，对于共用的一个固定框体2可以根据减速带本体的的尺寸和数量，设置对应尺寸和数量的凹槽，用于安装对应减速带本体的固定支撑部3和活动支撑部1即可，

具体的，对于共用的固定框体2，固定框体2的材料可以选择普通铸钢材料，采用1cm厚的铸钢片焊接而成，组成一块长为2.4m，高为25cm，宽度和路面一致的长方体框，每隔40cm挖空一个和减速带本体尺寸相同的凹槽，前后分别附加一款长度为30cm的铸钢片，方便固定。

作为可选地实施方式，测速装置为地感线圈测速装置、视频测速装置或雷达测速装置。由于本实用新型并不需要拍照监视功能，所以采用地感线圈式测速最为方便、经济、快捷。地感线圈测速基于电磁感应原理，其传感器是一个埋在路面下的环形线圈。由电磁场理论可知，任何载流导线都将在其周围产生磁场，对于匝数为N，长度为Z的螺线管型线圈，

其线圈内的磁场自感量为：

环形线圈和电容组成LC振荡电路，并在线圈周围产生电磁场。当车辆经过埋设在路面下的环形线圈时，车体上的铁金属底板将产生自成闭合回路的感应电涡流，此涡流又产生与原有磁场相反的新磁场，从而导致线圈总电感量变小；再由电感L的变化会使调谐频率偏离原有数值，该频率偏离信号可利用锁相环技术变换为脉冲输出，没有车来输出低电平，车来了输出高电平。

地感线圈测速装置一般包括2个线圈，线圈之间距离S为恒定值，一般S 取4m。当汽车到达第一个线圈时车速检测器检测到一个脉冲信号，脉冲信号保持高电平状态，直到汽车全部通过，同样检测器也能检测到汽车通过第二个线圈的脉冲信号；根据两个脉冲信号求出汽车通过这两个线圈的时间间隔T，由速度公式V＝S/T便可求出车速。

作为可选地实施方式，控制装置为PLC控制器。目前PLC控制系统是最完善且便捷的，尽管成本比其他控制器要高，但是运用范围广，兼容全方位测量模块，维修方便，准确度高，抗干扰能力强。具体的，可以采用S7-200SMART，该设备可以实现对信号的输入与输出做出迅速的反应，同时可以控制多台采集器并对数据运算。

作为可选地实施方式，测速装置与控制装置，或控制装置与减速装置之间通过有线或无线的方式连接。无线的连接方式可以使用GPRS技术， GPRS(General Packet RadioService)是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM 移动电话用户可用的一种移动数据业务，属于第二代移动通信中的数据传输技术。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包Packet式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。宏电RS-485是一种移动式GPRS设备，可以采用有线或无线的方式与终端连接。实验室研究中，我们采用无线设备连接，应用移动的数据卡测试，实施传输数据。应为实验地点宽阔，接受信号通畅，试验效果理想。由于PLC 主要采集速度，温度，气压的数值在终端上，因为数据量并不大，实际产生费用低廉。应用于实际中更推荐采用有线连接方式，可以保证不受外界信号干扰，更加体现该设备的实时可控性。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种智能减速系统，其特征在于，包括：

测速装置，能够采集限速路段的过往车辆的速度，并将采集的速度信息传输给控制装置；

减速装置，所述减速装置设置在所述限速路段上，包括减速带本体和支撑装置；所述支撑装置包括刚性支撑状态和弹性支撑状态，当过往车辆超过限定车速时，所述支撑装置能以所述刚性支撑状态支撑所述减速带本体，当车辆通过所述减速带本体时，所述减速带本体能保持凸出所述限速路段表面的状态；当过往车辆低于限定车速时，所说支撑装置能以所述弹性支撑状态支撑所述减速带本体，当车辆通过所述减速带本体时，所述减速带本体能在车辆压力下下降；

控制装置，能根据过往车辆的速度信息，改变所述支撑装置的支撑状态；所述控制装置为PLC控制器。

2.根据权利要求1所述的智能减速系统，其特征在于，所述支撑装置包括固定框体(2)、固定支撑部(3)、活动支撑部(1)以及驱动装置，所述活动支撑部(1)包括支撑块(11)和弹性支撑体(12)，所述固定支撑部(3)和所述活动支撑部(1)均设置在所述固定框体(2)内；

当过往车辆超过限定车速时，所述驱动装置能驱动所述活动支撑部(1)靠近所述固定支撑部(3)，并使所述支撑块(11)位于所述固定支撑部(3)上方，所述减速带本体能通过所述支撑块(11)和所述固定支撑部(3)的支撑保持凸出所述限速路段表面的状态；

当过往车辆低于限定车速时，所述驱动装置能驱动所述活动支撑部(1)远离所述固定支撑部(3)，所述减速带本体通过所述活动支撑部(1)支撑，在车辆压力下，所述弹性支撑体(12)被压缩变形；当车辆通过后，所述弹性支撑体(12)能恢复形变并通过支撑所述支撑块(11)使所述减速带本体凸出所述限速路段表面。

3.根据权利要求2所述的智能减速系统，其特征在于，所述驱动装置包括电机(6)以及互相啮合的齿轮(71)和齿条(72)，所述齿轮(71)与所述电机(6)的动力输出轴连接，所述活动支撑部(1)与所述齿条(72)连接，通过改变电机(6)的转动方向，能够改变所述活动支撑部(1)相对所述固定支撑部(3)的位置。

4.根据权利要求3所述的智能减速系统，其特征在于，所述活动支撑部(1)还包括连接部(13)，所述弹性支撑体(12)通过所述连接部(13)与所述齿条(72)连接。

5.根据权利要求2所述的智能减速系统，其特征在于，所述支撑装置还包括承重板(4)，所述承重板(4)设置在所述活动支撑部(1)与所述减速带本体之间。

6.根据权利要求2所述的智能减速系统，其特征在于，所述支撑装置还包括支撑所述减速带本体的第二弹性支撑部(5)。

7.根据权利要求1所述的智能减速系统，其特征在于，所述限速路段上能够并排设置多个所述减速装置。

8.根据权利要求1所述的智能减速系统，其特征在于，所述测速装置为地感线圈测速装置、视频测速装置或雷达测速装置。

9.根据权利要求1所述的智能减速系统，其特征在于，所述测速装置与所述控制装置，或所述控制装置与所述减速装置之间通过有线或无线的方式连接。