一种非机动车逆行阻碍装置和阻碍系统的制作方法

本发明属于交通警示设备领域，具体涉及一种非机动车逆行阻碍装置和阻碍系统。

背景技术：

目前随着健康绿色的生活理念，越来越多的非机动车出现在人们的生活中，然而近些年来因非机动车造成的交通事故越来越多，而非机动车造成的交通事故很大一部分的原因就是因为非机动车不按照车道上的指示随意变道以及逆行所造成的，其中由于逆行造成的交通事故占到大部分。中国专利CN202559274U公开了一种防逆行驶装置，利用下端设有弹簧且一端连接于地面上的本体构成的一个可以自己回弹的斜面，当车辆自本体与地面的连接端向弹簧端行驶时，车辆的重量可以压下弹簧使车辆可以直接通过，当车辆自本体弹簧端向与地面的连接端行驶时，车辆受到本体的阻碍导致无法通过，从而达到防止车辆逆行的目的。

但是上述的防逆行驶装置存在许多的安全隐患，首先对于对道路状况不熟悉的司机，即使是非机动车驾驶者，在没有看到防逆行驶装置的情况下，极其容易发生危险，虽然在本体的后端可以加装提示板，但是在夜晚或者恶劣天气等原因也很容易导致驾驶者看不清防逆行驶装置从而发生意外；此外由于现在的技术进步等原因，很多非机动车辆的车速完全不亚于机动车辆，传统的非机动车防逆行驶装置已经无法适用于这类非机动车。而且，由于防逆行驶装置的某些活动部件容易损耗，导致市政部门对其的日常维护及更换成本较高。

技术实现要素：

为了解决上述现有的防逆行驶装置对于不驾驶者存在警示不及时、强制性地直接禁止逆行车辆通过容易发生安全事故等问题，本发明提供了一种非机动车逆行阻碍装置和阻碍系统，具体方案如下：

一种非机动车逆行阻碍装置，包括在非机动车道上开设的收纳井和设置于收纳井内的本体，所述本体包括支架和一端铰接在支架上的压板，所述压板能够以铰接端为旋转轴进行旋转，所述支架上位于所述铰接端开设有能够使所述压板水平放置的凹槽；所述支架包括主体桁架，所述主体桁架上设有水平布置的第一平板和第二平板，所述第一平板与所述第二平板平行，所述第一平板的面积小于所述第二平板；所述压板向一侧弯折形成踏板部和挡板部，所述第一平板和所述踏板部之间设有倾斜布置的柱塞弹簧；所述第二平板上设有发电机，所述压板下方设有与所述发电机连接的传动装置，所述支架上还设有与所述发电机电连接的蓄电电池组。

进一步地，所述压板的上方还设有可以沿水平方向滑动的盖板，所述盖板的一端连接有电动伸缩气缸，所述电动伸缩气缸与所述蓄电电池组连接，所述盖板的尺寸与所述收纳井的尺寸对应，使盖板可以盖住收纳井使顺行车辆无阻通过。

进一步地，所述收纳井内位于所述压板的下方还设有竖直布置的电动缸，所述电动缸的活塞杆上端通过弹性绳与所述压板的底部连接，可以通过操纵电动缸的推杆来实现压板被顶柱或者被拉下。

进一步地，当未受到外力时，所述挡板部与水平面的夹角为110°；当受到外力时，所述踏板部转动的下极限位置为所述踏板部处于与路面位于同一平面的位置；保证当压板弹出地面时挡板部能有效地阻拦逆行车辆，压板能够收入收纳井中。

进一步地，所述盖板与所述压板接触一端设有滚动轴承，将盖板与压板作用处的滑动摩擦转换成滚动摩擦，防止作用出过度磨损，极大地提高了装置的使用寿命。

进一步地，所述传动装置包括发电机的转子外设置的与所述转子同心的棘轮、连接在所述压板下方的齿条、设置于所述齿条下端且与其啮合的传动杆，所述传动杆与所述棘轮的输入轮的轮心固定连接，使传动更加稳定，而且安装空间可以更小，适用范围广，使用寿命长。

进一步地，所述支架上还设有与所述齿条匹配的滑槽，所述齿条能够在所述滑槽中做往复运动，一方面保证齿条在运动的过程中始终与传动杆保持啮合，另一方面减少齿条承受的非运动方向的力保证其工作寿命。

一种非机动车逆行阻碍系统，包括上述的非机动车逆行阻碍装置，还包括设于所述压板上的红外发射器、设于本体上的控制器和设置于地面上且与所述本体相通讯的若干可形成红外场的监测装置，所述监测装置包括若干红外信号捕捉装置，所述控制器用于控制所述电动伸缩气缸；整个系统可以自动地完成本体的压板是否伸出地面的动作，不需要人工地去监测车辆然后根据车辆的运动信息操作电动伸缩气缸。

进一步地，所述控制器包括

读值模块：用于实时接收红外信号捕捉装置(15)采集的行驶非机动车辆的位置信息及所述本体的位置信息，然后将非机动车辆的位置信息转换成红外场内的点，所述红外场以所述本体上的红外发射器为原点、以道路的正确行驶方向为x轴的正方向、以安装本体的这条线为y轴；

控制模块，用于控制电动伸缩气缸的伸缩；

比对子模块和判断子模块，任一时刻车辆在路面上的位置会被读值模块转换成红外场内的一个点，比对子模块用于判断该点的x值与0的大小，当x＞0时，比对子模块向控制模块发送收缩指令，当x≤0时，向判断子模块发送判断指令；所述判断子模块用于判断x值是在增大还是减小，当x增大时，所述判断子模块向所述控制模块发送伸出命令，当x减小时，所述判断子模块向所述控制模块发送收缩指令。

进一步地，所述控制器还包括，

处理模块，执行步骤为：

1)设定所述本体的位置坐标X₀Y_[-p,p]来确定所述本体的阻挡区域；设定时间常数γ，来确定所述控制模块发送指令的时间间隔；

2)根据所述车辆的位置信息的坐标变化，计算每个非机动车辆到本体的坐标原点的线性方程X＝a+bY；

3)计算每个非机动车辆△X大于0且X₀Yn位于X₀Y_[-p,p]之间时，则继续下步，否则终止处理；

4)计算每个非机动车辆X_nY_n到所述本体的坐标原点X₀Y₀的时间T_n，并计算相邻的两个时间T_n的△T，如果△T大于时间常数γ，所述控制模块发送收缩指令，否则终止处理。

本发明的有益效果在于：本发明提出的一种非机动车逆行阻碍装置，能够利用监测模块判断出车辆是处于逆行还是顺行状态，当车辆处于顺行状态时，盖板伸出将压板压入地面上的收纳井内，使顺行车辆可以直接通过；当车辆处于逆行状态时，压板在柱塞弹簧的作用下弹出路面，由于柱塞弹簧是倾斜布置于踏板部底部，从挡板部施压需要消耗较大的动能才能通过盖板，极大地降低了逆行车辆的行驶速度，从而起到在安全范围内防止非机动车车辆逆行通过的目的。而且在收纳井内部的支架上设有发电机，将车辆每次通过时压下盖板的动作，利用传动设备将这个动作传递给发电机的转子从而转换成电能，然后通过蓄电电池组储存，用于电动伸缩气缸的每次动作，使本装置在同样的维护费用时能产生更多的实际作用，结构简单合理，适用于推广。

附图说明

图1.本发明实施例1的结构示意图，

图2.本发明实施例1支架与压板铰接处结构放大图，

图3.本发明实施例1的支架结构示意图，

图4.图1中A处的结构放大图，

图5.本发明实施例2的控制器的模块示意图，

图6.本发明实施例2对比对子模块和判断子模块的工作流程示意图，

图7.本发明的红外场的结构示意图，

图8.本发明实施例3的红外场的工作示意图，

图9.本发明实施例3的控制器的模块示意图，

图10.本发明实施例3的控制器工作流程示意图，

图11.本发明实施例4的结构示意图，

图12.本发明实施例4的发电机安装结构示意图，

图13.本发明实施例5的结构示意图。

附图序号及名称：1、收纳井，2、支架，201、主体桁架，202、第一平板，203、第二平板，204、凹槽，3、盖板，301、滚动轴承，4、发电机，5、推拉杆，6、地面，7、压板，701、踏板部，702、挡板部，8、柱塞弹簧，9、曲轴，10、滑槽，11、齿条，12、棘轮，13、传动杆，14、电动伸缩气缸，15、红外信号捕捉装置，16、电动缸，17、弹性绳。

具体实施方式

为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

实施例1

如图1所示，本实施例的非机动车逆行阻碍装置，包括开口在非机动车道6上的收纳井1和设置于收纳井1内的本体，收纳井1由混凝土浇筑而成；本体包括支架2和一端铰接在支架2上的压板7，压板7能够以铰接端为旋转轴进行旋转，结合图2所示，支架2上位于所述铰接端开设有能够使所述压板7水平放置的凹槽204；

如图3所示，支架2包括主体桁架201，主体桁架201上设有水平布置的第一平板202和第二平板203，第一平板202与第二平板203平行，所述第一平板202的面积小于所述第二平板203；压板7向一侧弯折形成踏板部701和挡板部702，第一平板202和踏板部701之间设有倾斜布置的柱塞弹簧8；第二平板203上设有发电机4，压板7下方设有与发电机连接的传动装置，传动装置为压板7底部竖直设置的推拉杆5和与发电机转子同轴且水平布置的曲轴9，支架2上还设有与发电机4连接的蓄电电池组。

如图1所示，当未受到外力时，挡板部702与水平面的夹角α为11°；当压板7受到外力，踏板部701转动至被支架挡住的下极限位置时，所述踏板部701处于水平状态，可以通过设置多组阻碍装置，通过挡板部702连续迫使非机动车减速达到限行的目的，相较于传统的直接禁止通过的防止逆行的手段更加人性化也更加安全。

如图4所示，收纳井1的上方还设有可以沿水平方向滑动且能够迫使压板7压下的盖板3，盖板3的左端连接有电动伸缩气缸14，电动伸缩气缸14与蓄电电池组连接，盖板3与压板7接触一端设有滚动轴承，便于盖板3压下压板7。

非机动车道两侧的路灯或者交警执勤亭里设有与蓄电电池组连接开关，当路面执勤人员未监测到逆行车辆，通过开关操作盖板3伸出，压下压板7，使得顺行车辆无阻通过；当执勤人员监测到逆行车辆，通过开关操作盖板3收回，使压板7高出地面，起到降低逆行车辆的车速直至停下的作用。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：本实施例的非机动车逆行阻碍系统还包括设于压板7上的红外发射器、设于本体上的控制器和设置于非机动车道两侧的路灯上且与本体相通讯的若干可形成红外场的监测装置(如图7所示)，一组监测装置位于离收纳井1一侧50m范围内，另一组监测装置离收纳井1另一侧50m范围内，监测装置包括若干红外信号捕捉装置15，控制器用于控制所述电动伸缩气缸14。

如图5和图6所示，控制器包括控制模块、比对子模块和判断子模块：控制模块用于控制电动伸缩气缸的伸缩；比对子模块用于判断x与0的大小，当x＞0时，比对子模块直接向控制模块发送收缩指令，当x≤0时，向判断子模块发送判断指令；判断子模块用于判断x值是在增大还是减小，当x增大时，判断子模块向所述处理模块发送处理命令，当x减小时，判断子模块向所述控制模块发送收缩指令。

当监测装置捕捉到红外场单个行驶的非机动车辆时，可以通过对比子模块和判断子模块的作用快速的判断出非机动车辆是否在逆行，从而控制电动伸缩气缸是否伸缩来控制压板是否弹出地面。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于：本实施例的非机动车逆行阻碍系统还包括设于压板7上的红外发射器、控制器和设置于非机动车道两侧的路灯上且与本体相通讯的若干可形成红外场的监测装置(如图7所示)，一组监测装置位于离收纳井1一侧50m范围内，另一组监测装置离收纳井1另一侧50m范围内，监测装置包括若干红外信号捕捉装置15，控制器用于控制所述电动伸缩气缸14。

如图9和图10所示，控制器包括读值模块、控制模块和处理模块：读值模块用于实时接收红外信号捕捉装置15采集的行驶非机动车辆的位置信息及所述本体的位置信息，然后将非机动车辆的位置信息转换成红外场内的点，红外场以本体上的红外发射器为原点、以道路的正确行驶方向为x轴的正方向、以安装本体的这条线为y轴；控制模块用于控制电动伸缩气缸的伸缩；参阅图8所示，处理模块的执行步骤为：1)设定所述本体的位置坐标X₀Y_[-p,p]来确定所述本体的阻挡区域；设定时间常数γ，来确定所述控制模块发送指令的时间间隔；2)根据所述车辆的位置信息的坐标变化，计算每个非机动车辆到本体的坐标原点的线性方程X＝a+bY；3)计算每个非机动车辆△X大于0且X₀Y_n位于X₀Y_[-p,p]之间时，则继续下步，否则终止处理；4)计算每个非机动车辆X_nY_n到所述本体的坐标原点X₀Y₀的时间T_n，并计算相邻的两个时间T_n的△T，如果△T大于时间常数γ，所述控制模块发送收缩指令，否则终止处理；控制模块，用于控制电动伸缩气缸的伸缩。

当监测装置捕捉到红外场内有多辆行驶的非机动车辆时，处理模块即对每个车辆的位置信息都进行判断：X₀Y_n位于X₀Y_[-p,p]之间时，说明该车的行驶路径会经过红外发生器安装的本体，此时才需要判断本体的后续动作；反之，X₀Y_n不位于X₀Y_[-p,p]之间时说明该车辆的行驶路径不经过红外发生器安装的本体，没有进行判断本体后续动作的必要；当非机动车道上并排着若干个本体时，依此判断哪些本体需要进行后续动作，哪些本体不用进行后续动作。时间常数γ为根据非机动车道的车况人为设置的一个固定时间，例如在一个车辆不是很频繁的非机动车道设置时间常数γ为40s，当△T大于40s时，说明车辆间隔较远，则系统对两辆同样行驶方向的车分别进行判断；当△T小于40s时，说明车辆间隔较近，系统保持第一辆车的判断结果直至第二辆车通过，提高整个系统的工作效率，避免冗余的动作。

根据上述比对结果，命令模块将指令发送给电动伸缩气缸，当电动伸缩气缸14到达伸出的极限位置时，盖板3伸出将压板7压入地面上的收纳井1内，使顺行的车辆可以直接通过；当电动伸缩气缸14到达收缩的极限位置时，压板7在柱塞弹簧8的作用下弹出路面，因为柱塞弹簧8是倾斜的布置于踏板部701底部，从挡板部702施压需要消耗较大的动能才能通过盖板3，极大地降低了逆行车辆的行驶速度，从而在安全范围内防止非机动车车辆逆行。

实施例4

如图11和图12所示，实施例4与实施例1的区别在于：发电机4的转子外设有与转子同心的棘轮12；盖板7下方连接有齿条11，齿条11下端设有与其啮合的传动杆13，传动杆13与棘轮12的输入轮的轮心固定连接；为了保证齿条11在运动的过程中始终与传动杆13保持啮合，支架2上设有与齿条11匹配的滑槽10。相对于推拉杆与曲轴的作用，棘轮传动更加稳定，而且安装空间可以更小，适用范围广，使用寿命长。

实施例5

如图13所示，实施例5与实施例1的区别在于：收纳井1内位于压板7的下方还设有竖直布置的电动缸16，电动缸16的活塞杆上端通过弹性绳17与压板7的底部连接，当监测到逆行车辆时，可以利用弹性绳17往下拉动压板7，使踏板部701处于与路面同一平面，使得顺行车辆无阻通过；当有特殊使用要求时(例如警察或其他部门需要封锁路段使压板7充当路障的作用时)，电动缸16的活塞杆顶在压板7的下方，使压板7无法被压下；正常工作时，电动缸16的活塞杆的上端不超出收纳腔1，此时压板7既不受到活塞杆的推力也不受到弹性绳17的拉力，此时仅靠柱塞弹簧8实现压板7的正常工作。

试验例

挡板部702与水平面的夹角α测试试验

共设置40个逆行阻碍装置，每组4个装置，每一组的夹角角度分别为90、95、100、105、110、115、120、125、130、135，每组4个装置，每个角度均设置10车次测试。

(成功阻拦指迫使非机动车减速直至停止，危险发生指车辆发生非常大的颠簸以及翻倒等情况)

试验数据显示当非机动车(车速不大于20km/h)先从挡板部702通过压板7(逆行)时，110°为挡板部702与水平面最佳的角度。当挡板部702与水平面的夹角小于110°时，虽然非机动车比较难通过挡板部702阻挡效果很好，但是其发生危险情况的几率也很高，在驾驶者未注意的情况下易发生危险；当挡板部702与水平面的夹角大于110°时，虽然车辆发生危险情况的几率很低，但是同样也使得非机动车可以很轻松地通过挡板部702，无法起到警示限制逆行的目的。

综上所述，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。