一种自动调节式智能减速带的制作方法

本发明涉及道路设施领域，具体涉及一种自动调节式智能减速带。

背景技术：

1、减速带是一种常见的道路设施，通过给予快速通过的驾驶员带来生理和心理上的不适感来警告驾驶员在特定的区域减速驾驶。比如在学校、居民小区的门口或者内部道路上，出于保护行人尤其是老人孩童的人身安全的目的，会设置很多减速带，用于督促司机减速慢行。

2、当驾驶车辆经过减速带时，即使减速慢行，减速带仍会给驾驶员带来颠簸感，对驾驶员造成身体和心理上的不适感，违背了减速带的设计初衷：不惩罚遵守交通规则的驾驶员；在夜晚照明条件不好的路上，驾驶员往往不能提前发现减速带，导致减速不及时容易发生交通事故。

3、为此，现有技术给出了一些解决方案，例如田舒方发明了一种智能减速带(申请号cn201810891098.2公告日2018-10-02)包括减速带本体，减速带本体包括一个水平的顶板，顶板的前后棱边上均铰接有一个与其等长的侧板，侧板铰接边的对边自由下垂搭在路面上，两个侧板和一个顶板组成一个截面为梯形结构；顶板下方安装有多个第一压簧；减速带本体下方设有一个箱体，箱体的左右侧壁上均开有一个竖向的矩形槽，每个矩形槽内均安装有一个可左右移动的竖板和多个上下叠放且可左右移动的横板，竖板位于槽底和横板之间，每个竖板和槽底之间均安装有第一拉簧，每个横板和其同侧的竖板之间均连接有第二压簧；顶板的下表面安装有一个竖向的顶杆，顶杆下端伸入箱体内，横板向外运动伸出矩形槽外后可伸至顶杆下方从而阻挡顶杆向下移动；箱体内设有一个环形套，环形套的内壁上设有一圈棘齿，环形套内与其同轴设有一个转盘，转盘外壁与环形套内壁之间有间隔，顶板下压可带动转盘转动，转盘的侧壁上开有径向的盲孔，盲孔内安装有可在孔内滑动的滑块，滑块与盲孔底部之间连接有第二拉簧，滑块外端为楔形且可与棘齿配合从而拨动环形套转动；环形套外壁与两个竖板之间均连接有拉绳，环形套转动可缠绕拉绳从而拉动两个竖板相向运动。但是这种智能减速带虽然可以一定程度上做到对来往车辆实现快停慢走的效果，但是反应较慢，结构较为复杂，安装不够便捷，拆卸后会在原处留下不可恢复的损坏，破坏了道路结构，在夜晚灯光条件的情况下不容易被驾驶员提前发现，有一定安全隐患。

4、因此本发明提供一种自动调节式智能减速带，可以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题：现有的减速带即使驾驶员符合规则低速通过，仍会产生不适感，违背了减速带设计的初衷。

2、本发明提供以下技术方案：一种自动调节式智能减速带，包括活动机构、传动机构、缓冲元件、支撑装置、自调节装置和安装装置。所述安装装置采用螺栓固定安装在地面，所述传动机构两端固定焊接在所述安装装置内部，所述自调节装置焊接在所述传动机构上，所述支撑装置侧面和所述传动机构啮合，所述支撑装置上端和所述活动机构采用焊接固定，所述缓冲元件一端焊接在所述安装装置内部，所述缓冲元件另一端焊接于所述活动机构下边。

3、所述自调节装置，包括棘轮和凸轮转动装置；所述棘轮定义为一种内缘上具有刚性齿形表面的齿轮，与所述凸轮转动装置可以组成棘轮机构；所述棘轮焊接在所述安装装置上，所述棘轮内缘上环形阵列开设有三个棘形凹槽；所述凹槽的形状采用类月牙形，开口大小采用4—6mm，长度采用1.2—1.5cm，所述棘轮精度要求较高，需达到中国国家标准gb-6，所以采用锻造制胚后车削加工齿轮，要求进行渗碳淬火，以保证其良好的力学性能，最后应再进行磨削加工，对经过淬火后的齿轮内孔和端面进行精加工，以提高尺寸精度和减小形位公差，使其表面粗糙度达到ra0.8。

4、所述凸轮转动装置，其中心开设有通孔，所述传动机构通过所述通孔与所述凸轮转动装置焊接，所述传动机构转动时带动所述凸轮转动装置转动。

5、所述凸轮机构包括凸轮转盘、固定元件、弹性元件、控制元件和爪形元件；所述固定元件设置有三个，环形阵列焊接在所述凸轮转盘上，其相对位置与所述凹槽一致，所述固定元件开设有通孔；所述爪形元件设置有三个，所述爪形元件一端采用螺栓固定安装在凸轮转盘上；所述控制元件一端焊接在爪形元件内部，所述控制元件的另一端穿过固定元件的通孔，所述弹性元件穿过所述固定元件开设的通孔套装在所述控制元件外，所述弹性元件一端粘接在爪形元件上，所述弹性元件另一端粘接在控制元件上，所述弹性元件可以采用弹簧，所述弹簧的弹性劲度系数采用15—25n/cm。

6、所述棘轮上开设的棘形凹槽相对位置和所述爪形元件相对位置一一对应，当所述传动机构带动所述凸轮转动装置转动时，所述爪形元件一端固定在凸轮转盘上，所述爪形元件另一端会在惯性的影响下，使得所述爪形元件旋转时远离它的旋转中心即所述凸轮转盘上的通孔中心。

7、所述爪形元件采用硬度300-350hbs的铸钢铸造制成，密度ρ为7.8g/cm3，所述爪形元件的体积约为0.5cm3，根据质量公式m＝ρ×v得出，所述爪形元件的质量约为3.6g，r为所述爪形元件距离所述凸轮转盘中心的距离，采用1cm，则所述爪形元件在转速ω＝60r/min受到的离心力根据角速度半径离心力计算公式约为：

8、a＝ω2×r＝0.01m/s2

9、f＝a×m＝0.36n

10、此时所述爪形元件受到的离心力为0.36n,所述弹性元件的弹性劲度系数可以采用18n/cm，所述弹性元件在满足克服所述爪形元件转速ω＝60r/min时受到的离心力0.36n产生的形变为2mm，凸轮转盘静止时，所述爪形元件距离所述凸轮转盘中心处的最远点距离所述棘轮的内缘为2mm，所以当凸轮转盘的转速ω小于等于60r/min时，所述弹性元件和所述控制元件可以限定所述爪形元件沿离心力垂直方向位移小于2mm，从而不会影响到所述凸轮转盘正常转动；当所述凸轮转盘转速ω大于60r/min时，所述爪形元件沿离心力垂直方向位移大于2mm，所述爪形元件克服离心力向外位移，运动过程中卡进所述棘轮的凹槽，使得所述凸轮转盘停止运动，所述凹槽和所述爪形元件设置有三个，可以从三个位置加强限制力，从而进一步限制所述凸轮转盘运动。

11、所述活动机构包括一号活动组件和二号活动组件，所述二号活动组件设置有两个，所述两个二号活动组件对称设置在所述一号活动组件的两侧；所述一号活动组件的两端和二号活动组件采用铰接，所述二号活动组件可以通过铰接实现转动；所述二号活动组件另一端设置有滚动组件，所述滚动组件用于将原本的滑动摩擦力转化为滚动摩擦力，减小了80％以上的摩擦力，有效增加了所述安装装置和所述二号活动组件的使用寿命。

12、所述活动机构表面设有防滑条纹，当轮胎经过所述活动机构时，在垂直压力方向就会产生摩擦力，摩擦力向后推动轮胎向前运动，采用v型防滑条纹的设计，可以有效增加摩擦力，防止轮胎打滑；防滑条纹之间的凹槽可以在下雪下雨的时候及时带走雨雪，保证所述活动机构的摩擦力，从而确保车辆行驶在所述活动机构上面的安全。

13、所述活动机构表面涂装有硅胶－荧光涂层，所述硅胶－荧光涂层的荧光材料可以采用铝酸盐体系、硅酸盐体系、硫化物/硫氧化物体系蓄光型发光材料制成，在自然光、路灯和车辆光源的照射下，可在没有灯源的情况下持续发光；所述硅胶－荧光涂层的硅胶层的邵氏硬度采用100的矽胶相比于现有的橡胶表面，矽胶更加坚硬稳定；可以保护荧光材料，增加轮胎和所述活动机构的摩擦力，同时相较于传统材料也会更加美观；所述硅胶－荧光涂层采用乳化－固化法涂装，所述乳化－固化法的原理是制备乳状液时，是将分散相以细小的液滴分散于连续相中，这两个互不相溶的液相所形成的乳状液是不稳定的，而通过加入少量的乳化剂则能得到稳定的乳状液，从而获得稳定的荧光效果和坚固的硅胶表面。

14、所述传动机构包括转动元件和传动元件，所述传动元件设置有三个，呈线性阵列焊接在所述转动元件上，所述传动元件可以采用齿轮；所述支撑装置设置有三个，所述支撑装置上端粘接于所述活动机构下表面。所述支撑装置可以采用齿条，所述齿条一侧设有齿，所述齿轮外缘和齿条啮合；当车轮经过时，所述活动机构受到向下的压力，所述活动机构克服所述缓冲元件的弹力向下运动；所述支撑机构同样向下运动，从而带动所述传动元件转动，使得转动元件转动，保证转动元件上的自调节装置和转动元件保持相同的转速；理想情况下，经过车辆速度应小于5km/h，所述二号活动组件的长度为0.2m，所述传动元件的直径r为0.08m，所述支撑装置的高度h支为0.04m；所述活动元件设置为20cm，当车速为5km/h时,根据速度计算公式：

15、v车＝5km/h＝1.38m/s

16、l长＝20cm＝0.2m

17、此时车辆通过所述活动机构的时间根据速度公式可得：

18、t＝l长/v车＝0.14s

19、即所述传动机构的转动圈数根据转动公式可得：

20、

21、则车速为5km/h时，所述传动机构的实际角速度根据角速度计算公式可得：

22、

23、ω实<ω

24、通过计算可得知，当车辆以5km/h通过时，所述支撑装置向下运动带动所述转动元件转动的角速度ω实小于所述自调节装置中所述爪形元件受到的离心力克服弹力所需要的角速度；即所述自调节装置不会暂停运动，所述活动机构正常受力下落，使得所述一号活动组件和所述二号活动组件降低高度，减小角度；从而实现车辆在低速通过时驾驶员受到的颠簸感减少。

25、所述安装装置可以采用不锈钢304制成，所述安装装置的高度采用1cm，所述安装装置两端的倾斜角度采用45°，降低驾驶员在驾驶车辆通过减速带时的颠簸感；所述安装装置上端面的两侧设有凹槽，所述凹槽深度采用5mm，所述凹槽长度采用5cm，所述凹槽用于限制所述滚动元件的运动范围；工作过程中，所述活动机构下降时，所述二号活动组件的两侧会沿着水平方向运动，所述滚动元件的设置，可以有效减小所述二号活动组件和所述安装装置之间的摩擦力，减小所述二号活动组件和所述安装装置的磨损，增加使用寿命。

26、所述缓冲元件可以采用弹簧，所述弹簧可以采用含碳量1.7％的高碳钢，经过热处理和冷拉硬化后的高碳钢的硬度hrc可达到80；所述缓冲装置会经常接触到雨水，容易生锈导致材料强度下降，所以对所述缓冲装置的表面采用铬酸盐处理，大大增强所述缓冲装置的防腐性能；所述缓冲机构用于支撑活动机构，还可以对传动机构的运动进行缓冲。

27、本发明的有益效果如下：

28、1.本发明通过自调节装置和传动机构配合工作，使往来车辆快速通过时带来较大的颠簸感和不适感；当往来车辆车速较慢时，降低减速带高度；在灯光不好的黑夜里，有助于驾驶员及时发现减速带，提前减速；利用缓冲装置，减少对汽车底盘系统的损坏。

29、2.本发明通过设置一个自调节装置，自调节装置和传动机构配合，可以实现根据经过车辆速度的不同做出不同的反应，对高速通过车辆，引导驾驶员下次经过减速带时低速通行；对于低速通过的车辆，驾驶员受到的颠簸感和不适感大大减少，鼓励驾驶员低速通行。

30、3.本发明通过在减速带表面进行涂装，在夜晚一些照明环境条件较差的环境下，增加了可视度，使得来往驾驶员可以提前发现减速带，从而提前减速。

31、4.缓冲装置的设置，可以在车辆经过减速带时，提供支撑力；当车辆慢速通过时，减少驾驶员的颠簸感；当车辆高速通过时，缓冲装置可以和支撑装置配合，增加通过稳定性。