节能道闸的制作方法
【专利摘要】本发明一种节能道闸，具有道闸控制箱和道闸横杆，道闸控制箱中具有电机驱动系统，道闸控制箱中还具有发电机、齿轮、棘轮机构及二级齿轮机构；该道闸还具有若干个等间隔设置在闸口处的压力传感器和一个设置在道闸出口上方的超声波传感器；当车辆行驶至道闸前，即需要升起道闸横杆时，若干个压力传感器和一个超声波传感器根据不同高度和宽度的车辆检测并计算得出道闸横杆应升起的角度，此时电机单独驱动齿轮运转；当需要放下道闸横杆时，齿轮带动棘轮机构运转并通过二级齿轮机构带动发电机的磁芯转动，将道闸横杆的势能转化为电能并存储在电池中。通过减小道闸横杆的竖起角度而减少电能的消耗，同时利用放下的道闸横杆的势能发电。
【专利说明】
节能道阐
技术领域
[0001] 本发明设及道闽的技术领域，尤其是一种节能道闽。
【背景技术】
[0002] 道闽阻止车辆通行时通常处于水平状态，放行车辆通行时通过道闽控制箱1内的 电机驱动横杆竖起。由于通行的车辆高度、宽度的不同，绝大多数车辆实际通行时不需要将 横杆完全垂直竖起，但现实中横杆一般会过量升起，运种情况则导致能源浪费。另外，横杆 由竖起状态恢复到水平状态时，如果不能将横杆的势能转化为电能收集存储就白白损失 了。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种节能道闽，通过减小道闽横杆的竖起角度 而减少电能的消耗，同时利用放下的道闽横杆的势能发电。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:节能道闽，具有固定在闽口处的道 闽控制箱和设置在道闽控制箱顶部的道闽横杆，道闽控制箱中具有电机驱动系统，道闽控 制箱中还具有发电机、齿轮、棘轮机构及二级齿轮机构，道闽横杆的一端与齿轮固定连接， 棘轮机构位于齿轮的内部且由齿轮单向带动其运转;该道闽还具有若干个等间隔设置在闽 口处的压力传感器和一个设置在道闽出口上方的超声波传感器；当车辆行驶至道闽前，即 需要升起道闽横杆时，若干个压力传感器和一个超声波传感器根据不同高度和宽度的车辆 检测并计算得出道闽横杆应升起的角度，此时电机单独驱动齿轮运转；当需要放下道闽横 杆时，齿轮带动棘轮机构运转并通过二级齿轮机构带动发电机的磁忍转动，将道闽横杆的 势能转化为电能并存储在发电池中。
[0005] 进一步具体地说，设定超声波传感器与地面之间的纵向间距为第一纵向间距，道 闽横杆与地面之间的纵向间距为第二纵向间距，车顶与道闽横杆之间的纵向间距为第=纵 向间距，车体左侧与道闽控制箱之间的横向间距为第一横向间距；当车辆行驶至道闽前，通 过两个车轮社到的压力传感器检测出车轮外侧与车体外侧之间的第二横向间距、两个车轮 之间的第=横向间距和道闽控制箱与左侧车轮的外侧之间的第四横向间距;且超声波传感 器检测出超声波传感器与车辆顶端之间的第四纵向间距;第一横向间距为第四横向间距与 第二横向间距之差，第=纵向间距为车辆高度与第二纵向间距之差；车辆宽度为第=横向 间距与两个第二横向间距之和，车辆高度为第一纵向间距与第四纵向间距之差或者为车辆 宽度的0.85~0.95倍。
[0006] 进一步具体地说，所述道闽横杆应升起的角度的计算公式如下：
[0007]
[000引或
[0009]
[0010] 本发明的有益效果是:该节能道闽具有W下优点：
[0011] -、道闽横杆竖起的角度变小，则驱动道闽横杆重屯、升高所消耗的电能减少，减少 的比例可按公式l - sina计算；
[0012] 二、道闽横杆放下时，利用道闽横杆势能发电，一般势能发电的效率约为10%，贝。 可回收升高道闽横杆所消耗电能的10 %。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0014] 图1是本发明节能道闽的结构示意图；
[0015] 图2是道闽控制箱发电系统的结构示意图；
[0016] 图3是本发明节能道闽的工作流程图。
[0017] 附图中的标号为：1、道闽控制箱；11、发电机;12、齿轮;13、棘轮机构;2、道闽横杆； 3、压力传感器;4、超声波传感器;a、角度;H1、第一纵向间距;H2、第二纵向间距;H3、第=纵 向间距;H4、第四纵向间距;H、车辆高度;W1、第一横向间距;W2、第二横向间距;胖3、第；横向 间距;W4、第四横向间距;W、车辆宽度。
【具体实施方式】
[0018] 见图1、图2和图3,本发明的节能道闽，具有固定在闽口处的道闽控制箱1和设置在 道闽控制箱1顶部的道闽横杆2,道闽控制箱1中具有电机驱动系统，道闽控制箱1中还具有 发电机11、齿轮12、棘轮机构13及二级齿轮机构，道闽横杆2的一端与齿轮12固定连接，棘轮 机构13位于齿轮12的内部且由齿轮12单向带动其运转。该道闽还具有八个等间隔设置在闽 口处的压力传感器3和一个设置在道闽出口上方的超声波传感器4;当车辆行驶至道闽前， 即需要升起道闽横杆2时，若干个压力传感器3和一个超声波传感器4根据不同高度和宽度 的车辆检测并计算得出道闽横杆2应升起的角度a,此时电机单独驱动齿轮12运转;车辆通 过后道闽横杆2应恢复到水平状态，当需要放下道闽横杆2时，齿轮12带动棘轮机构13运转 并通过二级齿轮机构带动发电机11的磁忍转动，将道闽横杆2的势能转化为电能并存储在 电池中，可提供给相关传感器和道闽控制箱1的工作需要。
[0019] 设定超声波传感器4与地面之间的纵向间距为第一纵向间距H1，道闽横杆2与地面 之间的纵向间距为第二纵向间距肥，车顶与道闽横杆2之间的纵向间距为第=纵向间距H3， 车体左侧与道闽控制箱1之间的横向间距为第一横向间距W1。当车辆行驶至道闽前，通过两 个车轮社到的压力传感器3检测出车轮外侧与车体外侧之间的第二横向间距W2、两个车轮 之间的第S横向间距W3和道闽控制箱1与左侧车轮的外侧之间的第四横向间距W4;且超声 波传感器4检测出超声波传感器4与车辆顶端之间的第四纵向间距H4;第一横向间距W1为第 四横向间距W4与第二横向间距W2之差，第S纵向间距H3为车辆高度H与第二纵向间距肥之 差;车辆宽度w为第S横向间距W3与两个第二横向间距W2之和，车辆高度H为第一纵向间距 化与第四纵向间距H4之差。
[0020] 道闽横杆2应升起的角度a的计算公式如下：
[0021]
[0022] 车辆宽度W通常与车辆高度H成正比，由车辆宽度W可推算出一般车辆高度H，为增 加系统的可靠性，可适当提高预估车辆高度H。车辆高度H为车辆宽度W的0.85~0.95倍。
[0023] 或者，道闽横杆2应升起的角度a的计算公式如下：
[0024]
[0025] 节能道闽的节能效果表：
[0026]
[0027]节能道间的工作步骤是:若干个压力
传感器3等间隔设置在间口处；当车辆行驶到 道闽口等待放行时，道闽口附近的光电传感器产生一个"有车辆等待通行"的信号，此时， STC89C52单片机作为各传感器的数据采集信号处理单元，检测压力传感器3的状态，可换算 得出车辆宽度WW及车辆侧面与道闽控制箱1在侧面方向上的第一横向间距W1。同时车辆上 方的超声波传感器4检测车辆顶部到超声波传感器的第四纵向间距H4,并由此得到道闽横 杆2与车顶之间的第=纵向间距H3;由高度和侧方间距两个参数可计算出道闽横杆2应升起 的角度a，tana = H3/Wl;根据a数值，驱动电机升起道闽横杆2;车辆通行后，道闽横杆2将下 降恢复到水平状态，道闽横杆2在道闽控制箱1的一端与齿轮12固定连接，齿轮12内部有一 棘轮机构13,可被单向带动运转。升起道闽横杆2时，电机驱动齿轮12逆时针运动，此时不会 带动棘轮机构13运转，与一般道闽升起横杆的作用相同。当放下道闽横杆2时，齿轮12带动 棘轮机构13运转，通过二级齿轮机构带动发电机11磁忍转动，从而将道闽横杆2势能转化为 电能并存储，可提供给相关传感器和道闽控制箱1的工作需要。
【主权项】
1. 节能道闸，具有固定在闸口处的道闸控制箱（1)和设置在道闸控制箱（1)顶部的道闸 横杆(2)，道闸控制箱（1)中具有电机驱动系统，其特征在于:所述道闸控制箱（1)中还具有 发电机（11)、齿轮（12)、棘轮机构（13)及二级齿轮机构，道闸横杆(2)的一端与齿轮（12)固 定连接，棘轮机构（13)位于齿轮（12)的内部且由齿轮（12)单向带动其运转;该道闸还具有 若干个等间隔设置在闸口处的压力传感器(3)和一个设置在道闸出口上方的超声波传感器 (4);当车辆行驶至道闸前，即需要升起道闸横杆(2)时，若干个压力传感器(3)和一个超声 波传感器(4)根据不同高度和宽度的车辆检测并计算得出道闸横杆(2)应升起的角度(a)， 此时电机单独驱动齿轮(12)运转；当需要放下道闸横杆(2)时，齿轮(12)带动棘轮机构（13) 运转并通过二级齿轮机构带动发电机（11)的磁芯转动，将道闸横杆(2)的势能转化为电能 并存储在电池中。2. 根据权利要求1所述的节能道闸，其特征在于:设定超声波传感器(4)与地面之间的 纵向间距为第一纵向间距(H1)，道闸横杆(2)与地面之间的纵向间距为第二纵向间距(H2)， 车顶与道闸横杆(2)之间的纵向间距为第三纵向间距(H3)，车体左侧与道闸控制箱（1)之间 的横向间距为第一横向间距(W1);当车辆行驶至道闸前，通过两个车轮乳到的压力传感器 (3)检测出车轮外侧与车体外侧之间的第二横向间距(W2)、两个车轮之间的第三横向间距 (W3)和道闸控制箱（1)与左侧车轮的外侧之间的第四横向间距(W4);且超声波传感器⑷检 测出超声波传感器(4)与车辆顶端之间的第四纵向间距(H4);第一横向间距(W1)为第四横 向间距(W4)与第二横向间距(W2)之差，第三纵向间距(H3)为车辆高度(H)与第二纵向间距 (H2)之差;车辆宽度(W)为第三横向间距(W3)与两个第二横向间距(W2)之和，车辆高度(H) 为第一纵向间距(H1)与第四纵向间距(H4)之差或者为车辆宽度(W)的0.85~0.95倍。3. 根据权利要求2所述的节能道闸，其特征在于:所述道闸横杆(2)应升起的角度(a)的 计算公式如下：
【文档编号】E01F13/06GK106049311SQ201610566521
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月19日
【发明人】张劲, 杨小来, 仲启秀
【申请人】常州工程职业技术学院