一种车辆减速防护系统的制作方法

本发明涉及交通安全技术领域。

背景技术：

汽车安全是汽车性能的重要指标，各国都在提高汽车的安全性能。汽车安全有主动安全和被动安全之分，各个国家对被主动安全的研究都在不断提升，大大提高了汽车安全性，降低了安全事故。同时，对汽车主动安全的研究也是社会的研究热点，如何降低车辆危险，目前生活中还没有特殊的防撞系统，汽车内主要是安全气囊，保护乘客的人身安全，在车辆外部没有特殊的防护装置。

现已出现的汽车驾驶员电磁缓冲防撞装置，在转向盘内放置超导线圈，安全带需要特殊设计，使正对转向盘的安全带部分内置超导线圈，当车辆车头猛烈撞击时，碰撞传感器发出信号，信号传递到ecu中进行处理，使转向盘和安全带内的超导线圈通电，产生同极性磁场，互相排斥，使人身前倾缓冲，两者越接近，排斥力越大，致使人体不碰撞到转向盘，保护人身安全。利用电磁力的特性，结合汽车电子电路的设计，达到降低驾驶员的再次伤害，也避免了安全气囊瞬间爆发性所带来的二次伤害，提高了汽车的整体安全性。现有的电磁防撞技术主要是解决驾驶员的安全问题，但是没有从根本上解决车辆撞击问题，若是汽车撞破栏杆，并从高桥上坠落，则会造成极大的伤亡，在栏杆上设置防撞系统，是让车辆在强磁力在紧急状态下能保持车辆处于减速状态并不撞向栏杆，保持车辆和人员的安全。

技术实现要素：

为了防止车辆因为速度和方向难以控制而撞向栏杆或者冲破栏杆从高空坠下，本发明提供了一种车辆减速防护系统。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种车辆减速防护系统，行驶道路外侧为人行道，人行道位于行驶道路一侧的边缘处设有感应带，用于感应车辆位置的感应带与控制系统连接，人行道另一侧栏杆和车辆上安装电磁线圈，电磁线圈连接控制系统和电源，当车辆接触感应带时，感应带将信号传递到控制系统，控制系统控制车辆的电磁线圈和栏杆上与车辆对应位置的电磁线圈通电产生磁场，车辆的电磁线圈和栏杆的电磁线圈产生的磁场磁极相同产生互斥作用实现车辆减速；当车辆速度降低到定值后，控制系统控制栏杆上与车辆位置对应的电磁线圈形成n、s极交替分布，车辆上的电磁线圈磁极交替分布，实现车辆减速至停车。

所述车辆的电磁线圈安装于车体前部和下部。

所述栏杆设有栏杆加固装置。

本发明的车辆减速防护系统，利用电磁铁产生磁力的巨大作用，栏杆磁场和车辆的磁场作用力相反，车辆在反向作用力的作用下减速从而避免从高空坠下，使车辆以较慢的速度行驶并停下，保证车辆和人员的安全。

附图说明

图1是本发明车辆减速防护系统结构图。

图2是本发明车辆减速防护系统控制原理图。

图中：1、栏杆加固装置，2、栏杆，3、电磁线圈，4、缓冲导行区，5、磁力场，6、撞击减速区，7、感应带，8、行驶道路，9、车辆。

具体实施方式

通电线圈电磁感应原理：电磁铁是通电产生电磁的一种装置。在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性，它也叫做电磁铁(electromagnet)。我们通常把它制成条形或蹄形状，以使铁芯更加容易磁化。另外，为了使电磁铁断电立即消磁，我们往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。电磁铁在我们的日常生活中有着极其广泛的应用，由于它的发明也使发电机的功率得到了很大的提高。当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强，通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反，一边顺时针，另一边必须逆时针。如果绕向相同，两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消，使铁芯不显磁性。另外，电磁铁的铁芯用软铁制做，而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后，将长期保持磁性而不能退磁，则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制，而失去电磁铁应有的优点。

电磁铁的性质优点和应用：电磁铁是可以通电流来产生磁力的器件，属非永久磁铁，可以很容易地将其磁性启动或是消除。例如：大型起重机利用电磁铁将废弃车辆抬起。当电流通过导线时，会在导线的周围产生磁场。应用这性质，将电流通过螺线管时，则会在螺线管之内制成均匀磁场。假设在螺线管的中心置入铁磁性物质，则此铁磁性物质会被磁化，而且会大大增强磁场。

一般而言，电磁铁所产生的磁场与电流大小、线圈圈数及中心的铁磁体有关。在设计电磁铁时，会注重线圈的分布和铁磁体的选择，并利用电流大小来控制磁场。由于线圈的材料具有电阻，这限制了电磁铁所能产生的磁场大小，但随但随着超导体的发现与应用，将有机会超越现有的限制。

电磁铁有许多优点：电磁铁的磁性有无可以用通、断电流控制；磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数多少来控制；也可通过改变电阻控制电流大小来控制磁性大小；它的磁极可以由改变电流的方向来控制，等等。即：磁性的强弱可以改变、磁性的有无可以控制、磁极的方向可以改变，磁性可因电流的消失而消失。

本发明的车辆减速防护系统如图1所示，行驶道路8外侧为人行道10，人行道10位于行驶道路8一侧的边缘处设有感应带7，用于感应车辆9位置的感应带7与控制系统连接，人行道10另一侧栏杆2和车辆9上安装电磁线圈3，车辆9的电磁线圈3安装于车体前部和下部，电磁线圈3连接控制系统和电源，当车辆9接触感应带7时，感应带7将信号传递到控制系统，控制系统控制车辆9的电磁线圈3和栏杆2上与车辆对应位置的电磁线圈3通电产生磁场，车辆的电磁线圈3和栏杆7的电磁线圈产生的磁场磁极相同产生互斥作用实现车辆9减速；当车辆9速度降低到定值后，控制系统控制栏杆7上与车辆9位置对应的电磁线圈3形成n、s极交替分布，车辆9上的电磁线圈磁极交替分布，实现车辆9减速至停车。

防撞原理如下：在人行道边界部分设置感应带7，当车辆失控并撞向人行道时，感应带7感应到车辆并将信号传递到控制系统，控制系统控制栏杆2上的电磁线圈3自动开启，首先将系统应用到高桥的栏杆上，栏杆每一段都有很多的电磁线圈并会产生很大的磁力作用，当车辆出现异常情况时，车辆会驶出行驶道路而经过感应带，车辆9进入撞击减速区6，感应带的作用是探测车辆的位置信息并及时触发栏杆7上和车辆9上的电磁线圈3，车辆9经过感应带7某点时，栏杆2上的电磁线圈3就从那一点开始触发产生磁场，感应带7同时同步触发车辆9上的感应线圈，产生使车辆9和栏杆2上电磁圈产生相同的磁极，从而产生互斥作用，直到车辆的速度减小至一个确定的范围，车辆9进入缓冲导行区4，车辆的电磁线圈触发和栏杆的线圈触发同步控制，保证安全减速，缓冲导行区4的主要是少数量的推进线圈电磁作用形成导行磁场，使车辆沿着车辆导行区的栏杆行驶，并使车辆安全减速，设置缓冲导行区的作用是防止车辆再次因为栏杆撞击减速区的磁极斥力作用再次回到行驶道路上，产生二次冲撞。同时在栏杆设置加固装置，防止因为作用力与反作用力而使栏杆倾倒。

本装置的电磁原理如图2所示，撞击减速区6的电磁线圈3在车辆触发感应带时，电流控制为n极，车辆的磁极也是n极，车辆9和撞击减速区6的磁极相同，所以产生强大的磁力使车辆减速到一个很低的定值，减速完成后，车辆来到缓冲导行区，导行区的磁极分布是n、s极交替分布，车辆9上的磁极此时在控制系统的控制下变为交替分布，车辆经过短暂的加速作用来到无磁极区，逐渐减速至零，保证车辆的安全。如图2左侧所示，感应带有两个作用，第一个是起到电路开关的作用，第二个是向计算机中输入1信号，经过图示的计算机的控制系统，连接5个门电路，经过5个与非门输出0或1控制电流方向，0控制电流方向产生磁极n，1控制电流方向产生磁极s。

计算机控制原理：当车辆经过感应带时，电路开启，感应带产生逻辑1信号通过线传到各个与非门，另外一条线路经过反向器将逻辑1信号传化为逻辑0信号，传到各个与非门电路，通过图示中的逻辑关系可以得到:逻辑0信号控制的电流方向产生的磁极为n极，逻辑1信号控制电流方向产生的磁极为s极，这样的话，撞击减速区6和缓冲导行区4的磁场方向就如图中所示，车辆9的磁极转化为n、s极交错的状态。

本发明的磁极防撞系统，通过磁力的缓冲作用，根据ft＝mδv动量守恒定律，增加力的作用时间，改变车辆受力情况，使车辆损伤减小，通过电路的实时控制作用，实时迅速的从事故根本解决交通事故问题，避免了安全气囊的不确定性并在特殊情况(车辆从高空坠下)造成的严重人员和车辆损伤；通过计算机系统的逻辑电路，利用与非门电路控制电流方向，从而改变磁极方向，进而行成防撞区和缓冲导行区内的不同磁极分布问题，利用磁极的梅花形分布，使车辆适当加速并缓慢减速；将电磁圈、逻辑电路、防撞系统、力的分析结合在一起，利用了作用力与反作用力，动量定理，同名磁极相互排斥的物理基本原理，行成了一个由计算机控制的先进的防撞系统。

本发明利用感应带的实时控制作用，使车辆在紧急状况下，栏杆能及时迅速触发开关并利用磁极来使车辆减速；在撞击减速区的基础上，增加了一个缓冲导行区，充分考虑车辆在撞击减速区的作用下产生相反的作用力使车辆弹回车道，避免了车辆发生二次事故；能让车辆发生紧急状况下使车辆缓慢减速，避免了车辆内安全气囊的不确定性，若车辆从高空坠下时，安全气囊几乎不起任何作用，此系统主要用在城市道路高桥栏杆上。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。