CN209323444U - 一种公路防撞保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及公路防撞设施技术领域，并公开了一种公路防撞保护装置，包括安装在地面上的并具有弹性的基座、和安装在所述基座上方的防撞机构，所述防撞机构包括发电单元和撞击力吸收单元，所述发电单元包括与所述基座相连接的定子和能够绕所述定子旋转的转子，所述撞击力吸收单元设置在所述转子上、并能够带动所述转子旋转，当所述撞击力吸收单元带动所述转子旋转时，所述发电单元能够将机械能转化为电能。如此设置，解决了现有高速公路上的防撞桶等设备无法对车辆撞击产生缓冲效果，并且，防撞桶等设备长时间受气流影响而容易被损坏的问题。

Description

一种公路防撞保护装置

技术领域

本申请涉及公路防撞设施技术领域，更具体地说，涉及一种公路防撞保护装置。

背景技术

随着社会的进步，汽车的数量越来越多，为了缓解交通压力，高速公路里程数量持续不断高速增长。大量的汽车在高速公路上高速行驶时，若驾驶人员稍有不慎，即有可能发生车辆和人员的损伤事故。目前的高速公路防撞桶等设备均是钢筋水泥或钢板固定安装，对于车辆撞击没有缓冲效果，强大的冲击力得不到有效吸收，对车辆和乘车人员构成很大的威胁。

汽车高速行驶的同时，也会在车辆自身的周边形成一股强大的运动气流，高速公路上防撞桶等设备长时间受强大气流的影响容易被损坏。

因此，如何解决现有高速公路上的防撞桶等设备无法对车辆撞击产生缓冲效果，并且，防撞桶等设备长时间受气流影响而容易被损坏的问题，成为本领域人员所需要解决的重要技术问题。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种公路防撞保护装置，其能够解决现有高速公路上的防撞桶等设备无法对车辆撞击产生缓冲效果，并且，防撞桶等设备长时间受气流影响而容易被损坏的问题。

本实用新型提供了一种公路防撞保护装置，包括安装在地面上的并具有弹性的基座、和安装在所述基座上方的防撞机构，所述防撞机构包括发电单元和撞击力吸收单元，所述发电单元包括与所述基座相连接的定子和能够绕定子旋转的转子，所述撞击力吸收单元设置在所述转子上、并能够带动所述转子旋转，当所述撞击力吸收单元带动所述转子旋转时，所述发电单元能够将机械能转化为电能。

优选地，所述撞击力吸收单元包括多个设置在所述转子的外壁上的风叶，所述风叶能够带动所述转子绕所述定子转动，所述风叶沿所述转子的延伸方向延伸、且多个所述风叶沿所述转子的周向均匀分布。

优选地，所述发电单元包括安装在所述转子内壁上的多对永久磁铁和设置在所述定子上的三相发电机绕组，多对所述永久磁铁的N极和S极相对设置、以形成多对磁力线，所述转子转动时，所述三相发电机绕组切割所述磁力线、以产生电压。

优选地，还包括安装在所述定子和所述转子上方的上部端盖，所述上部端盖与所述转子固定连接、且能够随所述转子转动。

优选地，所述撞击力吸收单元还包括用于限制所述风叶脱离所述转子的环形阻尼器，所述环形阻尼器设置在所述风叶底端、并环绕多个所述风叶设置，当所述风叶向上移动时，所述环形阻尼器的直径变大，当所述风叶向下移动时，所述环形阻尼器的直径变小，且所述环形阻尼器的最大直径小于所述上部端盖的直径。

优选地，所述上部端盖的内壁与所述定子的顶端之间设置有顶部受力滚珠，所述顶部受力滚珠分别与所述上部端盖和所述定子相互抵紧，所述定子外套设有上部轴承，所述上部轴承位于所述上部端盖的内侧壁和所述定子之间。

优选地，所述发电单元还包括整流模块，所述整流模块与所述三相发电机绕组相连接。

优选地，所述转子外壁上设置有多个沿所述转子的延伸方向延伸的凹型滑槽，所述风叶安装在所述凹型滑槽内，所述风叶和所述凹型滑槽之间设置有多个滚珠，所述滚珠能够随着所述风叶在所述凹型滑槽内上下滚动。

优选地，所述撞击力吸收单元还包括安装在所述转子下方的下部端盖，所述下部端盖与所述转子固定连接、以跟随所述转子转动，所述下部端盖套在所述定子外，且所述下部端盖与所述定子之间设置有下部轴承。

优选地，所述定子的下端部设置有水封机构、以封闭所述下部端盖与所述定子之间的缝隙。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供的一种公路防撞保护装置，安装在公路的两侧，当车辆撞在装置上时，由于基座具有弹性，基座背向车辆变形，但不断裂，从而对缓冲掉一部分车辆的撞击力，减轻了车辆的冲击力，起到了防撞的效果；当车辆经过装置时，车辆高速行驶产生的气流带动撞击力吸收单元转动，从而带动转子绕定子旋转，发电单元将转子转动的机械能转换为电能，从而有效地利用了车辆行驶过程中所产生的风能，将车辆行驶产生的风能转化为电能。如此设置，解决了现有高速公路上的防撞桶等设备无法对车辆撞击产生缓冲效果，并且，防撞桶等设备长时间受气流影响而容易被损坏的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种公路防撞保护装置的剖面图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种公路防撞保护装置的俯视图。

图中：

1-上部端盖，2-风叶，3-上部轴承，4-永久磁铁，5-定子，6-下部轴承，7-基座，8-环形阻尼器，9-滚珠，10-三相发电机绕组，11-顶部受力滚珠，12-下部端盖，13-转子，14-水封机构，15-整流模块。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

参照附图1-2，本具体实施方式提供了一种公路防撞保护装置，包括基座7和防撞机构，基座7安装在公路的两侧的地面上，防撞机构安装在基座7上，其中，基座7具有弹性，当车辆撞在装置上时，由于基座7具有弹性，基座7背向车辆变形，但不断裂，从而对缓冲掉一部分车辆的撞击力，减轻了车辆的冲击力，能够起到防撞的效果。

防撞机构包括发电单元和撞击力吸收单元，发电单元包括定子5和转子13，转子13绕在定子5外，并且转子13能够绕定子5转动，以将机械能转化为电能，撞击力吸收单元设置在转子13上，当撞击力吸收单元转动时，能够带动转子13绕定子5旋转，从而实现将机械能转化为电能，这样能够有效地利用撞击力吸收单元旋转时的机械能。当车辆经过装置时，车辆高速行驶产生的气流带动撞击力吸收单元转动，从而带动转子13绕定子5旋转，发电单元将转子13转动的机械能转换为电能，从而有效地利用了车辆行驶过程中所产生的风能，将车辆行驶产生的风能转化为电能。

其中，撞击力吸收单元包括多个风叶2，多个风叶2设置在转子13的外壁上，并且多个风叶2均沿转子13的延伸方向延伸、并沿转子13的周向均匀分布，当车辆经过时，车辆高速行驶产生的气流带动风叶2转动，从而带动转子13绕定子5旋转，发电单元将转子13转动的机械能转换为电能，从而有效地利用了车辆行驶过程中所产生的风能，将车辆行驶产生的风能转化为电能。

进一步地，转子13的外壁上设置有多个凹型滑槽，凹型滑槽沿转子13的延伸方向延伸，风叶2呈长条状，并垂直安装在凹型滑槽内，风叶2与凹型滑槽槽底之间设置有滚珠9，以保证风叶2能够在凹型滑槽内上下滑动。当装置受到车辆撞击时，风叶2受到车辆的挤压，开始随着车辆的推力向上运行；当风叶2受力消失后，风叶2能够沿凹型滑槽向下运行。

需要说明的是，转子的延伸方向是转子外壁的延伸方向。

发电单元还包括安装在转子13内壁上的多对永久磁铁4和设置在定子5上的三相发电机绕组10，每对永久磁铁4的N极和S极相对设置，以使N极和S极之间形成多对磁力线，当转子13转动时，转子13带动永久磁铁4转动，即磁力线相对三相发电机绕组10转动，因为三相发电机绕组10在多对磁力线内，所以能够切割磁力线，从而产生相应的感生电压，达到发电的目的。

本实施例中，定子5为钢制，定子5的外壁上设置有多个叠加的硅钢片，硅钢片的外表面设有槽，三相发电机绕组10嵌入到槽内。

为了能够将产生的电能有效地输出并利用，发电单元还包括整流模块15，整流模块15与三相发电机绕组10相连接，以将三相发电机绕组10中产生相应的感生电压转化为直流电压输出，可以将整流模块15与一些用电设备相连接，比如照明灯等，以将电能有效地利用。

需要说明的是，基座7是由具有很强柔韧性的材料构成的，可以在外力冲击情况下弹性变形，外部冲击力消失后恢复到初始状态。可以在基座7的内部设有空腔，并在空腔里面放置三根柔性电缆，三根柔性电缆的一端与三相发电机绕组10相连接，另一端整流模块15相连接，将电能输出。

其中，整流模块15可以设置在基座7下方，即设置在地面下，以防止人畜碰触，整流模块15可以为三相整流桥。

如此设置，解决了现有高速公路上的防撞桶等设备无法对车辆撞击产生缓冲效果，并且，防撞桶等设备长时间受气流影响而容易被损坏的问题。

本实施例中，为了防止雨水进入发电单元内，公路防撞保护装置还包括上部端盖1，上部端盖1安装在转子13和定子5的上方，上部端盖1与转子13固定连接，转子13转动时，上部端盖1能够跟随转子13转动，这样，能够避免阻碍转子13转动。

本实施例的优选方案中，撞击力吸收单元还包括环形阻尼器8，环形阻尼器8设置在风叶2底端，并穿过多个风叶2，以将多个风叶2相连接，即环形阻尼器8环绕多个风叶2设置，当风叶2向上移动时，环形阻尼器8的直径变大，当风叶2向下移动时环形阻尼器8的直径变小。

其中，转子13的轮廓形状为锥台形，转子13的直径从下往上逐渐增大，环形阻尼器8位于转子13的下部，当装置受到车辆撞击时，由于车辆撞击，基座7背向车辆变形，基座7变形而不断裂，而车辆前轮被装置向上微微抬起，当车辆继续加力时，车辆前保险杆与风叶2相抵，风叶2受到车辆挤压，开始随着车辆的推力向上运行，风叶2沿着凹型滑槽向上运行，带动环形阻尼器8向上移动，由于转子13的直径变大，从而使环形阻尼器8的直径变大，这样，能够将风叶2所受的大部分挤压力吸收，以使风叶2上行速度减慢，从而能够减轻车辆的撞击力，并且风叶2通过安装在转子13凹型滑槽里的滚珠9也可以将上下运行的力释放，通过基座7和环形阻尼器8吸收外来的力量，减轻了车辆的冲击力，起到了防撞效果。

为了防止风叶2脱离转子13，环形阻尼器8的最大直径小于上部端盖1的直径，其中，上部端盖1的轮廓形状可以为锥台形，即环形阻尼器8的最大直径小于上部端盖1的最大直径；上部端盖1也可以为圆柱形，即环形阻尼器8的最大直径小于上部端盖1的直径即可；也可以在上部端盖1的顶端设置有环形凸起，凸起的直径大于环形阻尼器8的最大直径、以将环形阻尼器8挡住，防止环形阻尼器8脱离转子13。上部端盖1的形状可以视情况而定，只需能够挡住环形阻尼器8即可，以防止风叶2脱离转子13。

其中，环形阻尼器8可以为弹簧，以便于恢复形变。

在一些实施例中，为了避免上部端盖1阻碍转子13转动，减少上部端盖1与定子5之间的摩擦，并承受上部端盖1和转子13的部分重力，本实施例中，上部端盖1的内壁和定子5顶端之间设置有顶部受力滚珠11，顶部受力滚珠11分别与上部端盖1和定子5相互抵紧，以承受上部端盖1和转子13的部分重力；定子5外套设有上部轴承3，上部轴承3位于上部端盖1的内侧壁和定子5之间，以减小上部端盖1和定子5之间的摩擦，以使上部端盖1更便于绕定子5转动。

需要说明的是，上部端盖1为钢制，并且上部端盖1内设置有凹型槽，上部轴承3设置在凹型槽的侧壁和定子5之间，顶部受力滚珠11设置在凹型槽的槽底和定子5顶端之间，顶部受力滚珠11能够缓解上部轴承3所承受的上部端盖1和转子13的部分重力。

为了防止雨水从发电单元的下端进入而损坏发电单元，在转子13的下方设置有下部端盖12，下部端盖12与转子13固定连接，并能够跟随转子13转动。下部端盖12的中间开设有圆形孔，以使定子5穿过下部端盖12、使下部端盖12能够绕定子5转动。

进一步地，定子5和下部端盖12的下端设置有水封机构14，以将下部端盖12和定子5之间的缝隙封闭，从而防止雨水从缝隙中进入转子13和定子5之间而损坏腐蚀发电单元的内部部件，并且水封的技术成熟，价格低廉，有利于降低成本。

本实施例中，基座7可以通过螺栓固定在地面上，以使基座7牢固地固定在地面上；上部端盖1、下部端盖12均可以通过螺栓与转子13固定连接，以加强上部端盖1、下部端盖12与转子13连接的稳固性。

以下为对公路防撞保护装置的具体使用过程作具体描述。

在将多个公路防撞保护装置安装在公路两侧前，先检测公路防撞保护装置是否正常，检测步骤：先将公路防撞保护装置倒置于地面，将整流模块15输出正负极分别做好绝缘包扎，用手盘动基座7，若无异常响声，无卡涩，基座7转动灵活，则说明基座7正常；当基座7自动停下来后，用绝缘表测量三相发电机绕组10内部与转子13间的绝缘，使其不小于5MΩ，如绝缘数据过小则表明该装置内部工艺结构存在异常，需要检查处理直至合格，用万用表测量三相绕组的直流电阻值是否在设计范围内，若有较大偏差则会影响本装置发电功能，需要处理并测试合格后再进行使用。

将多个公路防撞保护装置安装在公路两侧的地面上，当有车辆在公路上行驶时，车辆行驶所产生的气流，带动风叶2旋转，由于风叶2嵌入安装于转子13外表面的凹型滑槽内，以至于转子13被风叶2拖动一起旋转。由于转子13内部安装了多对永磁铁并形成磁力线。当风叶2旋转时带动转子13一起旋转，转子13旋转时安装在内部的多对永磁铁也一起旋转，相应的多对磁力线也开始旋转。由于定子5一直不动，定子5上嵌入有三相发电机绕组10也和定子5一起保持不动。这种情况下旋转的磁力线被三相发电机绕组10持续切割，绕组中产生相应的感生电压，达到了发电的目的，三相交流电再经整流模块15整流转变为直流电压输出，直流电输出可以使多个装置并联供电更方便，而互不影响。

当公路防撞保护装置受到车辆撞击时，由于车辆撞击，基座7开始朝着受力方向变形，即基座7背向车辆变形，基座7变形而不断裂，而车辆前轮被装置向上微微抬起，当车辆继续加力时，车辆前保险杆与风叶2相抵，风叶2受到车辆挤压，开始随着车辆的推力向上运行，风叶2沿着凹型滑槽向上运行，带动环形阻尼器8向上移动，由于转子13的直径变大，从而使环形阻尼器8的直径变大，这样，能够将风叶2所受的大部分挤压力吸收，以使风叶2上行速度减慢，从而能够减轻车辆的撞击力，并且风叶2通过安装在转子13凹型滑槽里的滚珠9也可以将上下运行的力释放，通过基座7和环形阻尼器8对外来力量的吸收，减轻了车辆的冲击力，起到了防撞效果。

本公路防撞保护装置装置既有能够对汽车撞击力进行缓冲的防撞功能，又有能够将汽车运行产生的气流转换为直流电能的功能。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种公路防撞保护装置，其特征在于，包括安装在地面上的并具有弹性的基座(7)、和安装在所述基座(7)上方的防撞机构，所述防撞机构包括发电单元和撞击力吸收单元，所述发电单元包括与所述基座(7)相连接的定子(5)和能够绕所述定子(5)旋转的转子(13)，所述撞击力吸收单元设置在所述转子(13)上、并能够带动所述转子(13)旋转，当所述撞击力吸收单元带动所述转子(13)旋转时，所述发电单元能够将机械能转化为电能。

2.根据权利要求1所述的公路防撞保护装置，其特征在于，所述撞击力吸收单元包括多个设置在所述转子(13)的外壁上的风叶(2)，所述风叶(2)能够带动所述转子(13)绕所述定子(5)转动，所述风叶(2)沿所述转子(13)的延伸方向延伸、且多个所述风叶(2)沿所述转子(13)的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的公路防撞保护装置，其特征在于，所述发电单元包括安装在所述转子(13)内壁上的多对永久磁铁(4)和设置在所述定子(5)上的三相发电机绕组(10)，多对所述永久磁铁(4)的N极和S极相对设置、以形成多对磁力线，所述转子(13)转动时，所述三相发电机绕组(10)切割所述磁力线、以产生电压。

4.根据权利要求2所述的公路防撞保护装置，其特征在于，还包括安装在所述定子(5)和所述转子(13)上方的上部端盖(1)，所述上部端盖(1)与所述转子(13)固定连接、且能够随所述转子(13)转动。

5.根据权利要求4所述的公路防撞保护装置，其特征在于，所述撞击力吸收单元还包括用于限制所述风叶(2)脱离所述转子(13)的环形阻尼器(8)，所述环形阻尼器(8)设置在所述风叶(2)底端、并环绕多个所述风叶(2)设置，当所述风叶(2)向上移动时，所述环形阻尼器(8)的直径变大，当所述风叶(2)向下移动时，所述环形阻尼器(8)的直径变小，且所述环形阻尼器(8)的最大直径小于所述上部端盖(1)的直径。

6.根据权利要求4所述的公路防撞保护装置，其特征在于，所述上部端盖(1)的内壁与所述定子(5)的顶端之间设置有顶部受力滚珠(11)，所述顶部受力滚珠(11)分别与所述上部端盖(1)和所述定子(5)相互抵紧，所述定子(5)外套设有上部轴承(3)，所述上部轴承(3)位于所述上部端盖(1)的内侧壁和所述定子(5)之间。

7.根据权利要求3所述的公路防撞保护装置，其特征在于，所述发电单元还包括整流模块(15)，所述整流模块(15)与所述三相发电机绕组(10)相连接。

8.根据权利要求2所述的公路防撞保护装置，其特征在于，所述转子(13)外壁上设置有多个沿所述转子(13)的延伸方向延伸的凹型滑槽，所述风叶(2)安装在所述凹型滑槽内，所述风叶(2)和所述凹型滑槽之间设置有多个滚珠(9)，所述滚珠(9)能够随着所述风叶(2)在所述凹型滑槽内上下滚动。

9.根据权利要求2所述的公路防撞保护装置，其特征在于，所述撞击力吸收单元还包括安装在所述转子(13)下方的下部端盖(12)，所述下部端盖(12)与所述转子(13)固定连接、以跟随所述转子(13)转动，所述下部端盖(12)套在所述定子(5)外，且所述下部端盖(12)与所述定子(5)之间设置有下部轴承(6)。

10.根据权利要求9所述的公路防撞保护装置，其特征在于，所述定子(5)的下端部设置有水封机构(14)、以封闭所述下部端盖(12)与所述定子(5)之间的缝隙。