一种安全防护栏装置的制作方法

本实用新型属于道路桥梁防护栏领域，尤其是涉及一种安全防护栏装置。

背景技术：

随着经济的发展，人们生活水平的提高，车辆越来越普遍存在，车祸发生率也在逐年攀升，若汽车在高速行驶中突然爆胎，汽车会偏离路线撞向防护栏，极易造成人员伤亡。因此高速道路和桥梁一般设置防护栏而阻止车辆行驶位置，避免车辆越线或者越桥面，保证车辆的行驶安全。但是，目前的防护栏还存在一些问题：

第一，现有道路或桥梁的防护栏安全性能较差，防护栏一般是石材或水泥混合材料，强度较大，一旦发生碰撞车祸死亡率很高，且发生车祸后不能及时进行处理，易造成护栏与车辆损坏严重以及人员伤亡等问题。

第二，如果车辆碰撞上防护栏时，没有警示装置来提醒来往车辆，也不能及时地将发生碰撞信息发送至交警监控室。因此，现如今缺少一种安全防护栏装置，减缓车辆与防护栏的撞击，使车辆的碰撞起到更好的防护，可对驾驶员和乘坐者的安全起到一定的保障的，能提醒来往车辆，且能及时将碰撞情况发送至交警监控室便于援救。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种安全防护栏装置，其结构简单，设计合理，安全性能高，减缓车辆与防护栏的撞击，使车辆的碰撞起到更好的防护，可对驾驶员和乘坐者的安全起到一定的保障的，能提醒来往车辆，且能及时将碰撞情况发送至交警监控室便于援救。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种安全防护栏装置，其特征在于：包括对称设置在安装平面两侧且沿桥梁或者道路长度方向布设的防护栏机构，所述防护栏机构包括多个沿桥梁或者道路长度方向布设的中间立柱和两个对称设置在多个中间立柱端部的端部立柱，相邻两个中间立柱之间设置有多根钢丝绳，多根所述钢丝绳沿中间立柱的高度方向布设，所述端部立柱的高度方向间隔设置有多个索端锚具，所述索端锚具的数量与钢丝绳的数量相同，所述钢丝绳穿过多个中间立柱后与索端锚具固定连接，所述端部立柱和多个中间立柱的结构均相同，所述端部立柱和中间立柱均包括由内至外依次设置的水泥柱、扭转弹簧和橡胶防护层；

所述中间立柱的上部设置有语音报警器，所述中间立柱的中部设置有照明灯，所述中间立柱的下部设置有压力传感器，所述中间立柱内部设置有电子线路板，所述电子线路板上设置有微控制器以及与微控制器相接的rs485通信模块，所述语音报警器、照明灯和压力传感器均与微控制器相接。

上述的一种安全防护栏装置，其特征在于：所述微控制器为stc12c5a48s2单片机，所述rs485通信模块与监控计算机之间设置有rs485中继器，所述rs485通信模块包括芯片sn75lbc184，所述芯片sn75lbc184的第1引脚与微控制器的p3.0引脚相接，所述芯片sn75lbc184的第2引脚和第3引脚的连接端分两路，一路经电阻r5与5v电源输出端，另一路与三极管q1的集电极相接；所述三极管q1的基极与电阻r7的一端相接，所述三极管q2的发射极接地，所述sn75lbc184的第4引脚和电阻r7的另一端的连接端与微控制器的p3.1引脚相接，所述sn75lbc184的第5引脚接地，所述sn75lbc184的第6引脚分三路，一路经电阻r1接5v电源输出端，另一路与电阻r3的一端相接，第三路与电阻r6的一端相接；所述sn75lbc184的第7引脚分三路，一路经电阻r4接地，另一路与电阻r3的另一端相接，第三路与电阻r2的一端相接；所述电阻r6的另一端和rs485中继器的第3引脚相接，所述电阻r2的另一端和rs485中继器的第4引脚相接，所述rs485中继器的第5引脚和第6引脚与监控计算机连接，所述rs485中继器的第1引脚接5v电源输出端，所述rs485中继器的第2引脚接地。

上述的一种安全防护栏装置，其特征在于：所述照明灯包括三极管q2、继电器k1和led1灯，所述三极管q2的基极经电阻r9与微控制器的p0.0引脚相接，所述三极管q2的集电极通过电阻r8接5v电源输出端，所述三极管q2的发射极分两路，一路与二极管d1的阴极相接，另一路与继电器k1的线圈的一端相接；所述继电器k1的线圈的另一端和二极管d1的阳极相接，所述继电器k1的公共触点和led1灯的一端接地，所述继电器k1的常开触点和led1灯的另一端接24v电源输出端。

上述的一种安全防护栏装置，其特征在于：所述语音报警器包括芯片isd2560和扬声器ls1，所述芯片isd2560的第1引脚-第8引脚、第9引脚、第10引脚分别与微控制器的p2.0引脚-p2.7引脚、p3.2引脚、p3.3引脚相接，所述芯片isd2560的第22引脚、第23引脚、第24引脚、第25引脚和第27引脚分别与微控制器的p4.4引脚、p4.3引脚、p4.2引脚、p4.1引脚和p4.0引脚相接，所述芯片isd2560的第14引脚与扬声器ls1的一端相接，所述芯片isd2560的第15引脚与扬声器ls1的另一端相接；所述芯片isd2560的第12引脚和第13引脚均接地，所述芯片isd2560的第16引脚与5v电源输出端相接且经电容c6接地，所述芯片isd2560的第19引脚经并联的电容c4和电阻r10接地，所述芯片isd2560的第20引脚经串联的电阻r11和电容c5与芯片isd2560的第21引脚相接，所述芯片isd2560的第26引脚接地，所述芯片isd2560的第28引脚与5v电源输出端相接且经并联的电容c2和电容c3接地。

上述的一种安全防护栏装置，其特征在于：所述压力传感器的输出端经过放大电路与所述微控制器相接；

所述压力传感器为cps181陶瓷压阻压力传感器，所述放大电路包括运放lm324,所述运放lm324的正相输入端经电阻r15与压力传感器的输出端相接，所述运放lm324的反相输入端经电阻r13接地，所述运放lm324的输出端分两路，一路经电阻r12与运放lm324的反相输入端相接，另一经电阻r14与微控制器的p1.0引脚相接。

上述的一种安全防护栏装置，其特征在于：所述端部立柱与安装平面之间设置有支架，所述支架由三根平行的钢板组成，且支架与端部立柱围成直角三角形；

所述橡胶防护层外包裹有铁皮，且所述铁皮上喷涂防护漆。

上述的一种安全防护栏装置，其特征在于：所述索端锚具伸出端部立柱的一端套设有锁紧件，所述索端锚具伸出端部立柱的另一端设置有锚具，所述钢丝绳与锚具固定连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单、设计合理，操作方便，投入成本较低。

2、本实用新型端部立柱和中间立柱均包括由内至外依次设置的水泥柱、扭转弹簧和橡胶防护层，设置橡胶防护层，是为了当发生车辆撞击时，能够防止车辆剐擦，还可在车辆碰撞时吸收其产生的能量，减缓车辆与防护栏的撞击，减轻车辆及人员的损伤；设置扭转弹簧，是为了当发生车辆撞击时，扭转弹簧发生弯曲，扭转，吸收动能，转化为弹性势能；另外当车辆撞击发生后，弹性势能释放，能够二次减缓车速；设置水泥柱，是为了提高防护栏的强度，从而能在车辆撞击时而阻止车辆行驶，避免碰撞其他车辆，使车辆的碰撞起到更好的防护，可对驾驶员和乘坐者的安全起到一定的保障。

3、本实用新型设置压力传感器，当发生车辆撞击时，压力传感器输出压力信号发生改变而发送至微控制器，微控制器控制语音报警器提醒来往车辆，注意发生碰撞；同时，设置rs485通信模块能将发生碰撞情况发送至交警监控室便于援救，实现实时报警，便于快速处理公路交通事故。

4、本实用新型设置照明灯，可以起到照明的作用，而且便于在光线较暗的环境下进行行驶操作，方便人们驾驶。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，结构简单，设计合理，安全性能高，减缓车辆与防护栏的撞击，使车辆的碰撞起到更好的防护，可对驾驶员和乘坐者的安全起到一定的保障的，能提醒来往车辆，且能及时将碰撞情况发送至交警监控室便于援救。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型端部立柱和中间立柱的结构示意图。

图3为本实用新型的电路原理框图。

图4为本实用新型rs485通信模块的电路原路图。

图5为本实用新型rs485中继器的电路原路图。

图6为本实用新型照明灯的电路原路图。

图7为本实用新型语音报警器的电路原路图。

图8为本实用新型放大电路的电路原路图。

附图标记说明:

1—钢丝绳；2—索端锚具；3—橡胶防护层；

4—扭转弹簧；5—水泥柱；6—支架；

7—安装平面；8—放大电路；9—压力传感器；

10—端部立柱；11—中间立柱；12—锁紧件；

13—锚具；14—rs485通信模块；15—微控制器；

16—照明灯；17—语音报警器；18—rs485中继器。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型包括对称设置在安装平面7两侧且沿桥梁或者道路长度方向布设的防护栏机构，所述防护栏机构包括多个沿桥梁或者道路长度方向布设的中间立柱11和两个对称设置在多个中间立柱11端部的端部立柱10，相邻两个中间立柱11之间设置有多根钢丝绳1，多根所述钢丝绳1沿中间立柱11的高度方向布设，所述端部立柱10的高度方向间隔设置有多个索端锚具2，所述索端锚具2的数量与钢丝绳1的数量相同，所述钢丝绳1穿过多个中间立柱11后与索端锚具2固定连接，所述端部立柱10和多个中间立柱11的结构均相同，所述端部立柱10和中间立柱11均包括由内至外依次设置的水泥柱5、扭转弹簧4和橡胶防护层3；

所述中间立柱11的上部设置有语音报警器17，所述中间立柱11的中部设置有照明灯16，所述中间立柱11的下部设置有压力传感器9，所述中间立柱11内部设置有电子线路板，所述电子线路板上设置有微控制器15以及与微控制器15相接的rs485通信模块14，所述语音报警器17、照明灯16和压力传感器9均与微控制器15相接。

如图4和图5所示，本实施例中，所述微控制器15为stc12c5a48s2单片机，所述rs485通信模块14与监控计算机之间设置有rs485中继器18，所述rs485通信模块14包括芯片sn75lbc184，所述芯片sn75lbc184的第1引脚与微控制器15的p3.0引脚相接，所述芯片sn75lbc184的第2引脚和第3引脚的连接端分两路，一路经电阻r5与5v电源输出端，另一路与三极管q1的集电极相接；所述三极管q1的基极与电阻r7的一端相接，所述三极管q2的发射极接地，所述sn75lbc184的第4引脚和电阻r7的另一端的连接端与微控制器15的p3.1引脚相接，所述sn75lbc184的第5引脚接地，所述sn75lbc184的第6引脚分三路，一路经电阻r1接5v电源输出端，另一路与电阻r3的一端相接，第三路与电阻r6的一端相接；所述sn75lbc184的第7引脚分三路，一路经电阻r4接地，另一路与电阻r3的另一端相接，第三路与电阻r2的一端相接；所述电阻r6的另一端和rs485中继器18的第3引脚相接，所述电阻r2的另一端和rs485中继器18的第4引脚相接，所述rs485中继器18的第5引脚和第6引脚与监控计算机连接，所述rs485中继器18的第1引脚接5v电源输出端，所述rs485中继器18的第2引脚接地。

如图6所示，本实施例中，所述照明灯16包括三极管q2、继电器k1和led1灯，所述三极管q2的基极经电阻r9与微控制器15的p0.0引脚相接，所述三极管q2的集电极通过电阻r8接5v电源输出端，所述三极管q2的发射极分两路，一路与二极管d1的阴极相接，另一路与继电器k1的线圈的一端相接；所述继电器k1的线圈的另一端和二极管d1的阳极相接，所述继电器k1的公共触点和led1灯的一端接地，所述继电器k1的常开触点和led1灯的另一端接24v电源输出端。

如图7所示，本实施例中，所述语音报警器17包括芯片isd2560和扬声器ls1，所述芯片isd2560的第1引脚-第8引脚、第9引脚、第10引脚分别与微控制器15的p2.0引脚-p2.7引脚、p3.2引脚、p3.3引脚相接，所述芯片isd2560的第22引脚、第23引脚、第24引脚、第25引脚和第27引脚分别与微控制器15的p4.4引脚、p4.3引脚、p4.2引脚、p4.1引脚和p4.0引脚相接，所述芯片isd2560的第14引脚与扬声器ls1的一端相接，所述芯片isd2560的第15引脚与扬声器ls1的另一端相接；所述芯片isd2560的第12引脚和第13引脚均接地，所述芯片isd2560的第16引脚与5v电源输出端相接且经电容c6接地，所述芯片isd2560的第19引脚经并联的电容c4和电阻r10接地，所述芯片isd2560的第20引脚经串联的电阻r11和电容c5与芯片isd2560的第21引脚相接，所述芯片isd2560的第26引脚接地，所述芯片isd2560的第28引脚与5v电源输出端相接且经并联的电容c2和电容c3接地。

如图8所示，本实施例中，所述压力传感器9的输出端经过放大电路8与所述微控制器15相接；

所述压力传感器9为cps181陶瓷压阻压力传感器，所述放大电路8包括运放lm324,所述运放lm324的正相输入端经电阻r15与压力传感器9的输出端相接，所述运放lm324的反相输入端经电阻r13接地，所述运放lm324的输出端分两路，一路经电阻r12与运放lm324的反相输入端相接，另一经电阻r14与微控制器15的p1.0引脚相接。

本实施例中，所述端部立柱10与安装平面7之间设置有支架6，所述支架6由三根平行的钢板组成，且支架6与端部立柱10围成直角三角形；

所述橡胶防护层3外包裹有铁皮，且所述铁皮上喷涂防护漆。

本实施例中，所述索端锚具2伸出端部立柱10的一端套设有锁紧件12，所述索端锚具2伸出端部立柱10的另一端设置有锚具13，所述钢丝绳1与锚具13固定连接。

本实施例中，设置橡胶防护层3，是为了当发生车辆撞击时，能够防止车辆剐擦，还可在车辆碰撞时吸收其产生的能量，减缓车辆与防护栏的撞击，减轻车辆及人员的损伤；设置扭转弹簧4，是为了当发生车辆撞击时，扭转弹簧4发生弯曲，扭转，吸收动能，转化为弹性势能；另外当车辆撞击发生后，弹性势能释放，能够二次减缓车速；设置水泥柱5，是为了提高防护栏的强度，从而能在车辆撞击时而阻止车辆行驶，避免碰撞其他车辆，使车辆的碰撞起到更好的防护，可对驾驶员和乘坐者的安全起到一定的保障的。

本实施例中，设置钢丝绳1连接多个中间立柱11，是因为由于钢丝绳网具有非常高的强度和弹性内能吸收能力，车辆碰撞时钢丝绳1能缓冲车辆的冲击荷载传递到钢丝绳1。

本实施例中，所述橡胶防护层3为玄武岩纤维橡胶防护层，其具有高断裂比强度，高耐蚀性和高化学稳定性等性能，可以较好的适应碰撞恶劣环境。

本实施例中，所述端部立柱10和中间立柱11的上端设置有立柱盖，所述立柱盖为不锈钢盖，对端部立柱10和中间立柱11的内部构造起到保护作用。所述端部立柱10和中间立柱11上设置有供钢丝绳1穿过的安装孔。

本实施例中，实际使用过程中，可根据需要调节相邻两个中间立柱11的间距，以适应于不同的防护区域要求。

本实施例中，采用rs485通信模块14，是因为rs485通信模块抗共模干能力增强，抗噪声干扰性好，通讯距离长；另外，可边便于将多个碰撞检测装置与交警室内的监控计算机连接。

本实施例中，实际使用过程中，监控计算机安装rs485转换器，从而与rs485中继器18的第5引脚和第6引脚相接，能对多个防护栏进行监控，监控便捷。

本实施例中，rs485通信模块14采用芯片sn75lbc184，是因为其内置高能量瞬变噪声保护装置，提高了其抵抗数据同步传输电缆上的瞬变噪声的可靠性，且连接便捷，还能承受浪涌电压。

本实施例中，设置电阻r2和电阻r6，是为了将芯片sn75lbc184的a+、b-输出端与485总线之间进行隔离，避免硬件故障影响总线的通信，提高通信可靠性。实际使用过程中，电阻r2和电阻r6的电阻值可在10ω～30ω调节。

本实施例中，设置电阻r4下拉和电阻r1上拉，上下拉电阻可以保证在通信的过程中a+、b-线不会因电平差别太小而出现乱码的情况。

本实施例中，微控制器15通过控制芯片sn75lbc184的re引脚为接收器低电平使能和芯片sn75lbc184的de引脚为驱动器输出高电平使能进行接收与发送，发送和接收的两个控制信号是反向的，即微控制器15输出高电平控制发送，微控制器15输出低电平控制接收。

本实施例中，设置电阻r3，是作为匹配电阻，以减少rs485总线的线路上传输信号的反射。

本实施例中，实际使用过程中，当需要照明时，微控制器15输出高电平信号，三极管q2导通，继电器k1的线圈获电，继电器k1的常开触点闭合，led1灯亮，led灯照明，可以起到照明的作用，而且便于在光纤较暗的环境下进行驾驶操作，方便人们使用。

本实施例中，实际使用过程中，rs485中继器18的数量可为多个，实现远距离的监控，rs485中继器18可以中继延长rs-485总线网络的通信距离，可以将485总线进行光电隔离，防止共模电压干扰；可以吸收外部环境的电磁感应等外部干扰，从而保护485总线的稳定性，提高了传输稳定性。

本实施例中，实际使用过程中，压力传感器9实时检测车辆是否发生碰撞，当发生车辆撞击时，压力传感器9检测到的压力信号，并将检测到的压力信号发送至放大电路8，经过放大电路8的放大转换为微控制器15中adc模块能接受的电压范围并发送至微控制器15，微控制器15将接收到的压力信号转换为压力值，微控制器15将得到的压力值与压力报警值进行比较，当压力传感器9检测到的压力值符合压力报警值时，微控制器15控制语音报警器17发生报警提醒来往车辆，注意发生碰撞；同时，微控制器15将碰撞情况通过rs485通信模块14和rs485中继器18发送至监控计算机，实现实时报警和救援，便于交警监控室紧急处理公路交通事故。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。