专利名称：无障碍自动升降减速带及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种道路用车辆限速装置，尤其是涉及一种无障碍自动升降减速带及控制方法。
背景技术：
目前，安装在道路上的减速带都是直接固定在路面上的条状、点状或块状结构，目的在于强迫机动车减速，以保证途经道口、学校、住宅及车祸易发路段交通参与者的生命安全。虽然设置减速带能够在很大程度上减少交通事故的发生，然而也存在诸多问题，如减速带损坏后遗留在路上的膨胀螺钉很可能扎破汽车轮胎，从而引起车辆失控；车辆颠簸的噪音严重地干扰了周围居民的生活；现有的减速带无法区分机动车和非机动车，因此在冰雪天气时极易引起非机动车侧滑；现有减速带引起车体的震动对车内货物及人员舒适度影响较大；现有减速带无法体现“奖慢罚快”的原则，也就是说即使车辆低速行驶，仍会撞击减速带，因此对轮胎和车体都有伤害。针对上述问题，有关学者已经进行了一定程度的研究，中国专利申请第 200720021665. 6,200720174551. 5,201120018191. 6,201120103041. 5 和 201010261228.8 号中分别公开了多种新型减速带的设计方案和实现方法，然而，现有的技术路线存在如下问题利用液压的荷载缓和作用，虽能降低减速带对车体和轮胎的冲击，但需要车速非常低，例如在限速50km/h的路段，如果以50km/h的速度行驶，通过减速带仍会感受到明显的冲击力，如果以10km/h的低速度行驶，尽管冲击感降低，在上下班高峰期间将会造成局部交通流拥堵，给交通参与者带来不便；虽然利用斜板配合弹簧的设计降低了减速带的成本， 机械性能较好，但只能适用于单行车道，如果公路需要临时维修，将单行道改成双行道，则会造成逆行车辆的行驶障碍，因此应用范围受到限制。另外，在现有的80余项与减速带相关的专利申请文件中，均未体现“奖慢罚快”的公平性。所谓“奖慢罚快”，是对按限速要求行驶的车辆进行奖励及对超速行驶的车辆进行惩罚，这也是设置减速带的目的奖慢可保证交通流畅，罚快可保证对超速车辆强制减速的同时对违章行驶的车辆造成一定损伤，从而体现交通公平。因此，研究一种新型的减速带，对按限速要求行驶的车辆无任何损伤，对超速车辆强制减速，必将能够极大地提高公路行驶的舒适度和保证行车安全，调动驾驶员遵守交通规则的积极性，同时，可提高非机动车行驶安全，降低周围居民环境噪声，延长轮胎寿命，减少车辆检修费用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够提高公路行驶舒适度和保证行车安全的无障碍自动升降减速带及控制执行方法。为了达到上述目的，本发明提供的无障碍自动升降减速带包括雷达测速仪、四根导轨、减速板、四个滑动轮、多根上段支撑杆、多根下段支撑杆、多根联系杆、左侧推拉杆、右侧推拉杆、两组推拉电磁铁、多根推拉弹簧、止推电磁铁、多根止推弹簧、止推杆和控制装置；其中雷达测速仪设置在路边，用于检测行驶车辆的速度；四根导轨分成两组垂直安装在横跨道路形成的条形基坑的两侧壁上；减速板以能够上下移动的方式安装在基坑的上端口处，其两侧端分别安装有两个滑动轮，并且每个滑动轮的外圆周面分别与一根导轨相接触；两组推拉电磁铁沿同一条水平线分别安装在基坑的下部两侧，每组电磁铁由相对设置的两块电磁铁构成，并且位于内侧的两块电磁铁的外端分别通过一块推拉板与左侧推拉杆和右侧推拉杆的一端相连；多根推拉弹簧设置在两组推拉电磁铁的周围，每根推拉弹簧的一端固定在基坑的侧壁上，另一端同时与推拉板的内侧面相接；左侧推拉杆的中部从左至右相隔距离向下凸出形成有一个挡块和一个凸台，并且凸台的下端表面为斜面；多根联系杆依次首尾铰接在一起，并且位于两端的两根联系杆外端分别与左侧推拉杆和右侧推拉杆的另一端相铰接；止推电磁铁安装在基坑的左侧底部，多根止推弹簧设置在止推电磁铁的周围，每根止推弹簧的下端固定在基坑的底面上，上端同时与止推板相连；止推杆的下端安装在止推板的表面上，上端表面为斜面，并且该斜面与左侧推拉杆上凸台的下斜面倾斜方向一致且倾斜角度相同；相邻两根联系杆的连接处同时与一根上段支撑杆的下端和一根下段支撑杆的上端铰接在一起；多根上段支撑杆的上端相隔距离铰接在减速板的底面上；多根下段支撑杆的下端相隔距离铰接在基坑的底面上；控制装置同时与雷达测速仪和推拉电磁铁及止推电磁铁电连接。所述的控制装置包括主控制器、输入电路、驱动电路和电源；其中主控制器用于通过输入电路接收雷达测速仪的输出信号，并根据该信号的变化通过驱动电路控制推拉电磁铁及止推电磁铁的动作；输入电路为连接在雷达测速仪和主控制器之间的接口电路，用于将雷达测速仪检测的信号进行转换并传输给主控制器；驱动电路为连接在主控制器和推拉电磁铁及止推电磁铁之间的输出电路，用于根据主控制器发出的指令控制推拉电磁铁及止推电磁铁的动作；而电源则为整个控制装置提供工作电流。所述的减速板两端分别安装有一个柔性密封条，用于防止异物及水侵入基坑的内部。所述的减速板的上表面间隔分布有警示标记和夜间反光标记。所述的左侧推拉杆上的挡块和凸台之间的距离大于等于止推杆的直径。所述的上段支撑杆、多根下段支撑杆、多根联系杆、左侧推拉杆、右侧推拉杆、两组推拉电磁铁、多根推拉弹簧、止推电磁铁、多根止推弹簧和止推杆沿道路前后方向设置两组或多组。本发明提供的无障碍自动升降减速带的控制方法包括按顺序进行的下列步骤1)系统上电自检的Sl阶段在此阶段中，系统通电并检查相关硬件设备，然后进入S2阶段；2)对设备是否正常进行判断的S2阶段；在此阶段中，主控制器将判断相关硬件设备是非正常，如果判断为“是”，则进入S4阶段；否则，转到异常处理的S3阶段；3)异常处理的S3阶段在此阶段中，用户在手工排除硬件设备异常、故障后再次通电并进入S2阶段；4)雷达测速仪采集车速并传输给主控制器的S4阶段在此阶段中，雷达测速仪将测定来往车辆的行驶速度并反馈给主控制器，然后进入S5阶段；
5)判断车辆是否超速的S5阶段；在此阶段中，主控制器将判断雷达测速仪1测定的车速是否超过规定速度，如果判断结果为“是”，则进入S6阶段，否则返回S4阶段；6)减速带升起的S6阶段；在此阶段中，主控制器将通过相关推动部件和支撑部件将减速板升起，然后进入S7阶段；7)判断是否还有新的超速车辆的S7阶段；在此阶段中，主控制器将判断雷达测速仪是否检测到新的超速车辆，如果判断结果为“是”，则返回S6阶段，否则进入S8阶段；8)减速带落下的S8阶段；在此阶段中，主控制器将通过相关推动部件和支撑部件将减速板落下。本发明提供的无障碍自动升降减速带对正常行驶车辆无障碍感，对超速车辆能够强制减速，因此能够提高道路行驶的舒适度和行车安全，降低噪声，延长轮胎寿命，减少检修费用。另外，本控制方法简单、方便。
图1为本发明提供的无障碍自动升降减速带平面图。图2为本发明提供的无障碍自动升降减速带正常状态下横向结构剖面图。图3为本发明提供的无障碍自动升降减速带升起状态下横向结构剖面图。图4为本发明提供的无障碍自动升降减速带正常状态下纵向结构剖面图。图5为本发明提供的无障碍自动升降减速带升起状态下纵向结构剖面图。图6为本发明提供的无障碍自动升降减速带中控制装置组成框图。
图7为本发明提供的无障碍自动升降减速带控制方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明提供的无障碍自动升降减速带及控制方法进行详细说明。如图1-图5所示，本发明提供的无障碍自动升降减速带包括雷达测速仪1、四根导轨2、减速板3、四个滑动轮4、多根上段支撑杆5、多根下段支撑杆6、多根联系杆7、左侧推拉杆8、右侧推拉杆9、两组推拉电磁铁10、多根推拉弹簧11、止推电磁铁12、多根止推弹簧 13、止推杆14和控制装置；其中雷达测速仪1设置在路边，用于检测行驶车辆的速度；四根导轨2分成两组垂直安装在横跨道路形成的条形基坑15的两侧壁上；减速板3以能够上下移动的方式安装在基坑15的上端口处，其两侧端分别安装有两个滑动轮4，并且每个滑动轮4的外圆周面分别与一根导轨2相接触；两组推拉电磁铁10沿同一条水平线分别安装在基坑15的下部两侧，每组电磁铁10由相对设置的两块电磁铁构成，并且位于内侧的两块电磁铁的外端分别通过一块推拉板16与左侧推拉杆8和右侧推拉杆9的一端相连；多根推拉弹簧11设置在两组推拉电磁铁10的周围，每根推拉弹簧11的一端固定在基坑15的侧壁上，另一端同时与推拉板16的内侧面相接；左侧推拉杆8的中部从左至右相隔距离向下凸出形成有一个挡块18和一个凸台19，并且凸台19的下端表面为斜面；多根联系杆7依次首尾铰接在一起，并且位于两端的两根联系杆7外端分别与左侧推拉杆8和右侧推拉杆9 的另一端相铰接；止推电磁铁12安装在基坑15的左侧底部，多根止推弹簧13设置在止推电磁铁12的周围，每根止推弹簧13的下端固定在基坑15的底面上，上端同时与止推板17相连；止推杆14的下端安装在止推板17的表面上，上端表面为斜面，并且该斜面与左侧推拉杆8上凸台19的下斜面倾斜方向一致且倾斜角度相同；相邻两根联系杆7的连接处同时与一根上段支撑杆5的下端和一根下段支撑杆6的上端铰接在一起；多根上段支撑杆5的上端相隔距离铰接在减速板3的底面上；多根下段支撑杆6的下端相隔距离铰接在基坑15 的底面上；控制装置同时与雷达测速仪1和推拉电磁铁10及止推电磁铁12电连接。如图6所示，所述的控制装置包括主控制器20、输入电路21、驱动电路22和电源 23 ；其中主控制器20用于通过输入电路21接收雷达测速仪1的输出信号，并根据该信号的变化通过驱动电路22控制推拉电磁铁10及止推电磁铁12的动作；输入电路21为连接在雷达测速仪1和主控制器20之间的接口电路，用于将雷达测速仪1检测的信号进行转换并传输给主控制器20 ；驱动电路22为连接在主控制器20和推拉电磁铁10及止推电磁铁12 之间的输出电路，用于根据主控制器20发出的指令控制推拉电磁铁10及止推电磁铁12的动作；而电源23则为整个控制装置提供工作电流。所述的减速板3两端分别安装有一个柔性密封条沈，用于防止异物及水侵入基坑 15的内部。所述的减速板3的上表面间隔分布有警示标记M和夜间反光标记25。所述的左侧推拉杆8上的挡块18和凸台19之间的距离大于等于止推杆14的直径。所述的上段支撑杆5、多根下段支撑杆6、多根联系杆7、左侧推拉杆8、右侧推拉杆 9、两组推拉电磁铁10、多根推拉弹簧11、止推电磁铁12、多根止推弹簧13和止推杆14沿道路前后方向设置两组或多组。现将本发明提供的无障碍自动升降减速带的工作原理阐述如下在道路上无车辆通行的正常情况下，本发明提供的无障碍自动升降减速带上除雷达测速仪1之外的其余部件全部位于基坑15内，如图2、图4所示，此时，在控制装置的控制下，位于左侧的一组推拉电磁铁10上的两块电磁铁间相互吸引，其周围的推拉弹簧11处于受压状态；位于右侧的一组电磁铁10上的两块电磁铁间相互排斥，其周围的推拉弹簧11处于受拉状态，减速板3 的表面与路面齐平，止推电磁铁12不通电，因此止推弹簧13处于自然状态。当有车辆驶近时，雷达测速仪1将立即检测该车辆的车速，如果其测定的车速在规定的速度之内，上述部件的位置保持不变。当雷达测速仪1测定的车速超过规定的速度时，在控制装置的控制下， 两组推拉电磁铁10将断电，然后在位于两侧的多根推拉弹簧11的合力作用下，左侧推拉杆 8将推动联系杆7右移，在此过程中，如图3、图5所示，上段支撑杆5和下段支撑杆6将从倾斜状态逐渐变成垂直状态，由此将减速板3推至突出于路面之上，直至左侧推拉杆8上的凸台19下斜面接触在止推杆14的上斜面上，从而将止推杆14向下压，从而压缩止推弹簧 13，之后，凸台19将越过止推杆14的上端，然后止推杆14的上端将卡入挡块18和凸台19 之间的缝隙中，此时，在止推弹簧13的弹力作用下止推杆14将上移，从而阻止住左侧推拉杆8的水平位移。待超速车辆通过减速板3后且其后没有其它超速车辆时，在控制装置的控制下，推拉电磁铁10和止推电磁铁12将通入电流，在止推电磁铁12产生的吸力作用下， 止推杆14将下移，从而解除对左侧推拉杆8的约束作用，此时依靠位于左侧的一组推拉电磁铁10上两块电磁铁间的吸力以及位于右侧的一组电磁铁10上两块电磁铁间的斥力通过左侧推拉杆8及右侧推拉杆9而推动联系杆7左移，在此过程中，上段支撑杆5和下段支撑杆6将从垂直状态逐渐变回倾斜状态，结果使减速板3下移至基坑15中的初始位置，之后， 在控制装置的控制下使止推电磁铁12断电，止推杆14将在止推弹簧13的弹力作用下上移至初始位置，由此完成一次检测过程。如图7所示，本发明提供的无障碍自动升降减速带的控制方法包括按顺序进行的下列步骤1)系统上电自检的Sl阶段在此阶段中，系统通电并检查相关硬件设备，然后进入S2阶段；2)对设备是否正常进行判断的S2阶段；在此阶段中，主控制器20将判断相关硬件设备是非正常，如果判断为“是”，则进入S4阶段；否则，转到异常处理的S3阶段；3)异常处理的S3阶段在此阶段中，用户在手工排除硬件设备异常、故障后再次通电并进入S2阶段；4)雷达测速仪采集车速并传输给主控制器的S4阶段在此阶段中，雷达测速仪1 将测定来往车辆的行驶速度并反馈给主控制器20，然后进入S5阶段；5)判断车辆是否超速的S5阶段；在此阶段中，主控制器20将判断雷达测速仪1测定的车速是否超过规定速度，如果判断结果为“是”，则进入S6阶段，否则返回S4阶段；6)减速带升起的S6阶段；在此阶段中，主控制器20将通过相关推动部件和支撑部件将减速板3升起，然后进入S7阶段；7)判断是否还有新的超速车辆的S7阶段；在此阶段中，主控制器20将判断雷达测速仪1是否检测到新的超速车辆，如果判断结果为“是”，则返回S6阶段，否则进入S8阶段；8)减速带落下的S8阶段；在此阶段中，主控制器20将通过相关推动部件和支撑部件将减速板3落下。
权利要求
1.一种无障碍自动升降减速带，其特征在于所述的无障碍自动升降减速带包括雷达测速仪(1)、四根导轨⑵、减速板(3)、四个滑动轮(4)、多根上段支撑杆(5)、多根下段支撑杆(6)、多根联系杆(7)、左侧推拉杆(8)、右侧推拉杆(9)、两组推拉电磁铁(10)、多根推拉弹簧(11)、止推电磁铁(12)、多根止推弹簧(13)、止推杆(14)和控制装置；其中雷达测速仪(1)设置在路边；四根导轨( 分成两组垂直安装在横跨道路形成的条形基坑(15)的两侧壁上；减速板(3)以能够上下移动的方式安装在基坑(1 的上端口处，其两侧端分别安装有两个滑动轮G)，并且每个滑动轮(4)的外圆周面分别与一根导轨( 相接触；两组推拉电磁铁(10)沿同一条水平线分别安装在基坑(1 的下部两侧，每组电磁铁(10)由相对设置的两块电磁铁构成，并且位于内侧的两块电磁铁的外端分别通过一块推拉板(16) 与左侧推拉杆(8)和右侧推拉杆(9)的一端相连；多根推拉弹簧(11)设置在两组推拉电磁铁(10)的周围，每根推拉弹簧(11)的一端固定在基坑(1 的侧壁上，另一端同时与推拉板(16)的内侧面相接；左侧推拉杆(8)的中部从左至右相隔距离向下凸出形成有一个挡块 (18)和一个凸台(19)，并且凸台(19)的下端表面为斜面；多根联系杆(7)依次首尾铰接在一起，并且位于两端的两根联系杆(7)外端分别与左侧推拉杆⑶和右侧推拉杆(9)的另一端相铰接；止推电磁铁(1 安装在基坑(1 的左侧底部，多根止推弹簧(1 设置在止推电磁铁(1 的周围，每根止推弹簧(1 的下端固定在基坑(1 的底面上，上端同时与止推板(17)相连；止推杆(14)的下端安装在止推板(17)的表面上，上端表面为斜面，并且该斜面与左侧推拉杆(8)上凸台(19)的下斜面倾斜方向一致且倾斜角度相同；相邻两根联系杆(7)的连接处同时与一根上段支撑杆( 的下端和一根下段支撑杆(6)的上端铰接在一起；多根上段支撑杆(5)的上端相隔距离铰接在减速板(3)的底面上；多根下段支撑杆 (6)的下端相隔距离铰接在基坑(1 的底面上；控制装置同时与雷达测速仪(1)和推拉电磁铁(10)及止推电磁铁(1 电连接。
2.根据权利要求1所述的无障碍自动升降减速带，其特征在于所述的控制装置包括主控制器00)、输入电路、驱动电路02)和电源03)；其中主控制器OO)用于通过输入电路接收雷达测速仪(1)的输出信号，并根据该信号的变化通过驱动电路02)控制推拉电磁铁(10)及止推电磁铁(12)的动作；输入电路为连接在雷达测速仪(1)和主控制器OO)之间的接口电路，用于将雷达测速仪(1)检测的信号进行转换并传输给主控制器OO)；驱动电路0 为连接在主控制器OO)和推拉电磁铁(10)及止推电磁铁(12) 之间的输出电路，用于根据主控制器OO)发出的指令控制推拉电磁铁(10)及止推电磁铁 (12)的动作；而电源03)则为整个控制装置提供工作电流。
3.根据权利要求1所述的无障碍自动升降减速带，其特征在于所述的减速板(3)两端分别安装有一个柔性密封条(26)，用于防止异物及水侵入基坑(1 的内部。
4.根据权利要求1所述的无障碍自动升降减速带，其特征在于所述的减速板(3)的上表面间隔分布有警示标记04)和夜间反光标记05)。
5.根据权利要求1所述的无障碍自动升降减速带，其特征在于所述的左侧推拉杆(8) 上的挡块(18)和凸台(19)之间的距离大于等于止推杆(14)的直径。
6.根据权利要求1所述的无障碍自动升降减速带，其特征在于所述的上段支撑杆 (5)、多根下段支撑杆(6)、多根联系杆(7)、左侧推拉杆(8)、右侧推拉杆(9)、两组推拉电磁铁(10)、多根推拉弹簧(11)、止推电磁铁(1 、多根止推弹簧(1 和止推杆(14)沿道路前后方向设置两组或多组。
7. —种如权利要求1所述的无障碍自动升降减速带的控制方法，其特征在于所述的控制方法包括按顺序执行的下列步骤1)系统上电自检的Sl阶段在此阶段中，系统通电并检查相关硬件设备，然后进入S2 阶段；2)对设备是否正常进行判断的S2阶段；在此阶段中，主控制器00)将判断相关硬件设备是非正常，如果判断为“是”，则进入S4阶段；否则，转到异常处理的S3阶段；3)异常处理的S3阶段在此阶段中，用户在手工排除硬件设备异常、故障后再次通电并进入S2阶段；4)雷达测速仪采集车速并传输给主控制器的S4阶段在此阶段中，雷达测速仪(1)将测定来往车辆的行驶速度并反馈给主控制器(20)，然后进入S5阶段；5)判断车辆是否超速的S5阶段；在此阶段中，主控制器00)将判断雷达测速仪(1)测定的车速是否超过规定速度，如果判断结果为“是”，则进入S6阶段，否则返回S4阶段；6)减速带升起的S6阶段；在此阶段中，主控制器OO)将通过相关推动部件和支撑部件将减速板( 升起，然后进入S7阶段；7)判断是否还有新的超速车辆的S7阶段；在此阶段中，主控制器OO)将判断雷达测速仪(1)是否检测到新的超速车辆，如果判断结果为“是”，则返回S6阶段，否则进入S8阶段；8)减速带落下的S8阶段；在此阶段中，主控制器OO)将通过相关推动部件和支撑部件将减速板( 落下。
全文摘要
一种无障碍自动升降减速带及控制方法。减速带包括雷达测速仪、四根导轨、减速板、四个滑动轮、多根上段支撑杆、多根下段支撑杆、多根联系杆、左侧推拉杆、右侧推拉杆、两组推拉电磁铁、多根推拉弹簧、止推电磁铁、多根止推弹簧、止推杆和控制装置。本发明提供的无障碍自动升降减速带对正常行驶车辆无障碍感，对超速车辆能够强制减速，因此能够提高道路行驶的舒适度和行车安全，降低噪声，延长轮胎寿命，减少检修费用。另外，本控制方法简单、方便。
文档编号E01F9/047GK102363948SQ20111034952
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者冯恩龙, 刘国光, 姚书广, 张献民, 敖士楷, 李金泽, 梁将兵, 武志玮, 王涛, 程国勇, 章彦, 蔡锋, 解本铭, 许涛, 谭振, 赵方冉, 马龙 申请人:中国民航大学