CN106968187B - 一种用于信控交叉口的自适应减速带 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于信控交叉口的自适应减速带，包括减速带本体模块、控制模块、能量回收模块三部分。减速带部分包括翼型支撑板、液压缸、连接杆、双层防水结构和保护箱体。第一翼型支撑板、第二翼型支撑板均包括齿端和与箱体铰接的铰接端，铰接端分别铰接于减速带箱体上，齿端相互啮合且齿端开设有通孔，连接杆贯穿所述通孔，液压缸的活塞杆与所述连接杆联动，以使第一翼型支撑板和第二翼型支撑板为水平状态或凸起状态，满足减速带升降状态要求。本发明根据车辆的行驶信息和交叉口信号相位实时判断行车安全性，对减速带进行硬态升起、软态升起、降下三种状态的自适应调整，使得驾驶员及时获取正确的决策信息。

Description

一种用于信控交叉口的自适应减速带

技术领域

本发明属于交通道路用减速带技术领域，特别是一种用于信号交叉口的自适应减速带。

背景技术

交叉口是道路网的交汇点，交叉口信号灯变换时，驾驶员根据实时路况信息迅速判断停车或通过，由于驾驶员对交叉口信息的把握不完全准确，极易作出错误判断，轻则延误通行时间，重则导致交通事故。由于在交叉口红灯启亮前5秒内，存在因驾驶员交通行为不稳定现象而造成的交通秩序混乱、安全性差和效率低下等问题，为控制交叉口处的车速和辅助驾驶员准确决策，现有一种用于信控交叉口的自适应减速带，根据车速和交叉口信号控制减速带为水平状态或凸起状态，以协调交叉口的安全问题与道路整体通行效率之间的关系。但是，由于减速带具有水平状态和凸起状态两个状态，导致减速带的防水性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应减速带，解决了现有自适应减速带防水性能差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于信控交叉口的自适应减速带，包括减速带本体模块和控制模块，所述控制模块用于根据车速和交叉口信号相位状态控制所述减速带本体模块为水平状态或凸起状态，所述减速带本体模块包括减速带箱体、液压缸、连接杆、第一翼型支撑板、第二翼型支撑板和双层防水结构；所述液压缸位于所述减速带箱体内，用于支撑所述第一翼型支撑板和第二翼型支撑板为水平状态或凸起状态；所述第一翼型支撑板、第二翼型支撑板均包括齿端和与所述箱体铰接的铰接端，所述铰接端分别铰接于所述减速带箱体上，所述齿端相互啮合且齿端开设有通孔，所述连接杆贯穿所述通孔，所述液压缸的活塞杆与所述连接杆联动，第一翼型支撑板和第二翼型支撑板均从铰接端向齿端逐渐变厚；所述双层防水结构包括内层橡胶和外层橡胶；所述内层橡胶包括用于分别覆盖两个翼型支撑板的第一内层橡胶和第二内层橡胶，所述第一内层橡胶通过胶结层安装于第一翼型支撑板上，所述第二内层橡胶通过胶结层安装于第二翼型支撑板上，两个翼型支撑板的上表面平齐时，所述第一内层橡胶和第二内层橡胶接触并密封所述箱体，两个翼型支撑板的上表面凸起呈一定角度时，所述第一内层橡胶和第二内层橡胶分离；所述外层橡胶覆盖所述第一内层橡胶和第二内层橡胶，所述外层橡胶与所述第一内层橡胶和第二内层橡胶滑动接触，所述外层橡胶与所述箱体之间设置有滑动定位装置。

如上所述的用于信控交叉口的自适应减速带，所述第一内层橡胶、第二内层橡胶与所述外层橡胶的接触面涂覆有聚四氟乙烯膜。

如上所述的用于信控交叉口的自适应减速带，所述滑动定位装置包括固定安装于箱体上的滑动限位锁和固定安装于所述外层橡胶上的滑动轴，所述滑动限位锁上开设有限位孔，所述滑动轴插装于所述限位孔中。

如上所述的用于信控交叉口的自适应减速带，所述箱体的顶部具有第一台阶状箱口和第二台阶状箱口，所述第一内层橡胶用于覆盖所述第一翼型支撑板和所述第一台阶状箱口，所述第一内层橡胶通过胶结层安装于所述第一台阶状箱口，所述第二内层橡胶用于覆盖所述第二翼型支撑板和所述第二台阶状箱口，所述第二内层橡胶通过胶结层安装于所述第二台阶状箱口。

如上所述的用于信控交叉口的自适应减速带，所述控制模块包括信号传输单元、车速检测单元、主控单元和减速带状态调控单元，所述信号传输单元用于读取信号控制机的交叉口信号相位状态并发送至所述主控单元，所述车速检测单元用于获取车速信息并发送至所述主控单元，所述主控单元根据信号相位状态和车速信息输出升降指令，所述减速带状态调控单元根据升降指令控制所述减速带本体模块为水平状态或凸起状态。

如上所述的用于信控交叉口的自适应减速带，所述车速检测单元包括设置在所述信控交叉口位置所述减速带本体模块来车方向的至少三个测速线圈。

如上所述的用于信控交叉口的自适应减速带，所述液压缸的出油管和进油管之间的循环回路上依次连接有第一电磁阀、能量回收模块和第二电磁阀，所述减速带本体模块为凸起状态时，所述主控单元根据信号相位状态和车速信息输出软硬状态指令，所述减速带状态调控单元根据软硬状态指令控制所述减速带本体模块为软状态或硬状态，所述指令为硬状态指令时，所述第一电磁阀和第二电磁阀关闭，所述指令为软状态指令时，所述第一电磁阀打开，所述第二电磁阀关闭。

如上所述的用于信控交叉口的自适应减速带，所述能量回收模块包括变速器和发电机。

如上所述的用于信控交叉口的自适应减速带，所述第一电磁阀和第二电磁阀之间还依次设置有调速阀、蓄能器、溢流阀、液压马达、油箱和液压泵。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过自适应减速带为驾驶员提供准确的驾驶建议，减少驾驶员因主观决策失误而造成的交通事故损失，缩短保守型驾驶行为带来的时间延误，为驾驶员安全通过交叉口提供双重保障。本发明自适应减速带包括双层防水结构，通过内层橡胶和外层橡胶的配合、相对滑动进行排水、密封，在减速带本体模块为凸起状态时，内层橡胶的最高端高于路面，防止路面积水渗入翼型支撑板；在减速带下降时，外层橡胶通过滑动可将滑动空隙中的水或异物挤压出去，起到一次密封作用，而内层橡胶中间断裂部分相互挤压，形成二次密封，本发明能够充分保证减速带的防水效果。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1a为本发明具体实施例减速带呈升起状态时的结构示意图；

图1b为本发明具体实施例减速带呈下降状态时的结构示意图；

图2 为本发明具体实施例减速带升起时细节图；

图3a为本发明具体实施例减速带升起时滑动限位锁状态图；

图3b为本发明具体实施例设计减速带降下时滑动限位锁状态图；

图4为本发明具体实施例控制模块示意图；

图5为本发明具体是实施例工作***示意图；

图6为本发明具体实施例的应用效果图。

图中：1、路基，2、减速带箱体，3、翼型支撑板，4、沥青层，5、胶结层，6、滑动定位装置，7、内层橡胶，8、外层橡胶，9、连接杆，10、液压缸连接套，11、活塞杆，12、基座轴，13、液压缸，14、出油管，15、进油管，16、滑动轴，17、滑动限位锁，18、测速线圈，19、控制单元，20、调速阀，21、蓄能器，22、溢流阀，23、液压马达，24、变速器，25、发电机，26、油箱，27、液压泵，28、第一电磁阀，29、第二电磁阀，30、减速带。

具体实施方式

一种用于信控交叉口的自适应减速带，包括：减速带本体模块、控制模块和能量回收模块。减速带本体模块具有水平状态和凸起状态，以为驾驶员提供准确的驾驶建议；控制模块用于根据车速和交叉口信号相位状态控制减速带本体模块为水平状态或凸起状态，在减速带本体模块为凸起状态时控制模块用于控制减速带本体模块为软态或英态；能量回收模块用于能量回收部分利用液压油的流动实现减速带机械能与电能的转换。

如图1a、1b所示，减速带本体模块包括减速带箱体2、液压缸13、连接杆9、翼型支撑板3和双层防水结构。

减速带箱体2与路基1之间采用沥青填充，保护路基稳固，箱体2底部采用锚固方式将整套装置固定于路槽中。

液压缸13固定安装于减速带箱体2内，用于支撑翼型支撑板3为水平状态或凸起状态。本实施例采用两个“海力H-202”型号的液压缸，内径30mm、高160mm，其承载能力均为20T，能够满足减速带荷载承重的要求。液压泵的输油流量Qb为14000mL/min，连接杆9的上升高度h为40㎜，则减速带升起时间可控制在0.24s。设计速度为40km/h的道路，允许减速带的反应时间为0.9s，该液压升降装置反应速度完全能够满足使用要求。两个液压缸13对称分布，使其承载均匀。

翼型支撑板3包括第一翼型支撑板（左翼型支撑板）、第二翼型支撑板（右翼型支撑板）均包括齿端和与箱体2铰接的铰接端。铰接端分别铰接于减速带箱体2上，翼型支撑板3可绕箱体2转动。齿端相互啮合且齿端开设有通孔，齿厚25mm，齿深175mm，间隙宽27mm，可避免齿间相互摩擦。连接杆9贯穿通孔，通孔的镂空面积满足连接杆9上下移动时的空间位移需求。液压缸13的活塞杆11与连接杆9联动，液压缸13的活塞杆11通过液压缸连接套10与连接杆9连接。液压缸13的活塞杆11的升降可带动翼形支撑板3绕铰接端转动，以使两块翼形支撑板3形成水平状态和凸起状态两种状态，满足减速带升降状态要求。液压缸活塞杆11带动连接杆9上移，翼形支撑板3的齿端啮合形成抛圆相切状，形成凸起状态；液压缸的活塞杆11降下时，形成水平状态。翼型支撑板3从铰接端向齿端逐渐变厚，翼形支撑板3的齿端宽厚，承载能力强，不会轻易发生变形、断裂。

双层防水结构包括内层橡胶7和外层橡胶8。内层橡胶7包括用于分别覆盖两个翼型支撑板3的第一内层橡胶（左内层橡胶）和第二内层橡胶（右内层橡胶）。内层橡胶7通过胶结层5安装于翼型支撑板3上，以达到密封、防水效果。具体的，第一内层橡胶通过第一胶结层（左胶结层）安装于第一翼型支撑板上，第二内层橡胶通过第二胶结层（右胶结层）安装于第二翼型支撑板上，两个翼型支撑板3的上表面平齐时，第一内层橡胶和第二内层橡胶接触并密封箱体2，两个翼型支撑板3的上表面凸起呈一定角度时，第一内层橡胶和第二内层橡胶分离。内层橡胶7为丁基橡胶，厚度为1㎜，用于密封防水。

外层橡胶8覆盖第一内层橡胶和第二内层橡胶，外层橡胶8与第一内层橡胶和第二内层橡胶滑动接触，外层橡胶8与箱体2之间设置有滑动定位装置，滑动定位装置可以对外层橡胶8的滑动范围进行限定。外层橡胶8为稀土顺丁橡胶，硬度、抗疲劳特性较高，与外界直接接触，可以直接承载。

滑动定位装置包括固定安装于箱体2上的滑动限位锁17和固定安装于外层橡胶8上的滑动轴16，滑动限位锁17上开设有限位孔，滑动轴16插装于限位孔中。外层橡胶9采用滑动定位装置限位固定，滑动限位锁17固定于箱体2上，滑移空隙为4mm，外层橡胶8所连滑动轴16在限位孔内自由滑动，滑动至限位孔内侧边缘时，减速带升起至最高点；滑动至限位孔外边缘时，减速带与地面齐平。如图2所示，减速带升起时，外层橡胶8随翼形支撑板3升起而滑动，产生4mm的滑动间隙，对行车影响可忽略，此时内层橡胶7的最高端布置高于路面，防止路面积水渗入至翼形支撑板3。

外层橡胶8采用滑动限位锁17固定，滑动限位锁固定于箱体2上，其滑移空隙为4mm，滑动轴16可在滑移空隙内自由滑动，滑动至两空隙内侧边缘时，减速带升起至最高点，如图3a所示；滑动至外侧边缘时，减速带降下，如图3b所示。

第一内层橡胶、第二内层橡胶与外层橡胶8的接触面涂覆有聚四氟乙烯膜，以减小内层橡胶7和外层橡胶8之间的摩擦。

优选的，箱体2的顶部具有第一台阶状箱口和第二台阶状箱口，第一内层橡胶用于覆盖第一翼型支撑板所述第一台阶状箱口，第一内层橡胶通过胶结层安装于第一台阶状箱口和第一翼型支撑板，第二内层橡胶用于覆盖第二翼型支撑板和第二台阶状箱口，第二内层橡胶通过胶结层安装于第二台阶状箱口。还可在第一台阶状箱口和第二台阶状箱口上填充有沥青，第一内层橡胶通过胶结层安装于沥青和第一翼型支撑板，第二内层橡胶通过胶结层安装于沥青和第二翼型支撑板。

减速带升起时，外层橡胶8随翼形板升起而滑动，外层橡胶8与箱体之间形成滑动间隙，但是，此时内层橡胶7高于路面，可防止路面积水渗入至翼形支撑板3；减速带下降时，外层橡胶8通过滑动可将滑动间隙中的水或异物挤压出去，起到一次密封作用，而第一内层橡胶和第二内层橡胶接触相互挤压，形成二次密封。本实施例可通过双层橡胶相对滑动进行排水、密封。

如图4所示，控制模块包括信号传输单元、车速检测单元、主控单元19和减速带状态调控单元，信号传输单元用于读取信号控制机的交叉口信号相位状态并发送至主控单元，车速检测单元用于获取车速信息并发送至主控单元，主控单元根据信号相位状态和车速信息对行车安全性进行分析并输出升降指令，减速带状态调控单元根据升降指令控制减速带本体模块的液压缸3状态，以控制减速带本体模块为水平状态或凸起状态。

如图6所示，车速检测单元包括设置在信控交叉口位置减速带本体模块来车方向的至少三个测速线圈18。通过三个测速线圈18检测的速度对行车安全性进行分析。

如图5所示，液压缸13的出油管14和进油管15之间的循环回路上依次连接有第一电磁阀28、调速阀20、蓄能器21、溢流阀22、液压马达23、油箱26、液压泵27、第二电磁阀29，液压缸13的循环回路上还设置有能量回收模块，能量回收模块包括变速器24和发电机25。发电机25通过变速器24与液压马达23连接。

减速带本体模块为凸起状态时，主控单元根据信号相位状态和车速信息输出软硬状态指令，减速带状态调控单元根据软硬状态指令控制所述减速带本体模块为软状态或硬状态，指令为硬状态指令时，第一电磁阀28断电、第二电磁阀29通电，从液压泵27中流出的油液迅速补充至两个液压缸13，此时液压缸13推动连接杆9竖直向上运动，使得翼形支撑板3绕铰接端转动，翼性支撑板3将其上所附的双层橡胶顶起突出于路面，第一电磁阀28和第二电磁阀29关闭，如图1b所示。指令为软状态指令时，第一电磁阀28打开，第二电磁阀29关闭，此时，可利用能量回收模块进行发电，发电过程为，减速带软态升起时，车辆压过减速带，经液压缸13推动产生较高的油压和流速，油液经过调速阀20进入蓄能器21，用于储存高压油，当蓄能器油压达到溢流阀22设定的压力值后，液压油从溢流阀流出，带动液压马达23进行转动，转速通过变速器24得到进一步提高，使发电机25可以在较高功率下进行发电，达到能量转化的效果。经过液压马达流出后的低压油流回油箱26，用来进行下一次的减速带工作。

减速带为软状态时，能量回收模块利用液压油的流动实现减速带机械能与电能的转换。

红灯启亮前5秒，控制模块启动，当测速线圈18检测到汽车以当前车速能通过交叉口时，减速带执行降指令，如图1a所示。当测速线圈18检测到汽车以当前车速不能通过交叉口时，减速带执行升起指令，如图1b所示，其次依据驾驶员加减速意向执行下一个指令，若驾驶员减速，则减速带处于软态，利用汽车压力进行液压发电；若驾驶员没有减速意向，则减速带呈硬态，驾驶员经震动提醒后停车。停车后，则减速带呈软态，由后来车辆对减速带进行碾压发电。本实施例可以实现减速带三态切换。

本实施例自适应减速带根据交叉口信号相位、驶近车辆的驾驶意向，以行车距离和行车速度作为判断指标，对当前驾驶行为的安全性以及驾驶员的行车意向进行判断，根据判断结果对减速带的状态进行调控。通过减速带硬态升起、软态升起、降下三种状态的灵活切换，利用视觉和对车辆的震动效果对驾驶员进行提醒。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于信控交叉口的自适应减速带，包括减速带本体模块和控制模块，所述控制模块用于根据车速和交叉口信号相位状态控制所述减速带本体模块为水平状态或凸起状态，其特征在于，所述减速带本体模块包括减速带箱体、液压缸、连接杆、第一翼型支撑板、第二翼型支撑板和双层防水结构；所述液压缸位于所述减速带箱体内，用于支撑所述第一翼型支撑板和第二翼型支撑板为水平状态或凸起状态；所述第一翼型支撑板、第二翼型支撑板均包括齿端和与所述箱体铰接的铰接端，所述铰接端分别铰接于所述减速带箱体上，所述齿端相互啮合且齿端开设有通孔，所述连接杆贯穿所述通孔，所述液压缸的活塞杆与所述连接杆联动，第一翼型支撑板和第二翼型支撑板均从铰接端向齿端逐渐变厚；所述双层防水结构包括内层橡胶和外层橡胶；所述内层橡胶包括用于分别覆盖两个翼型支撑板的第一内层橡胶和第二内层橡胶，所述第一内层橡胶通过胶结层安装于第一翼型支撑板上，所述第二内层橡胶通过胶结层安装于第二翼型支撑板上，两个翼型支撑板的上表面平齐时，所述第一内层橡胶和第二内层橡胶接触并密封所述箱体，两个翼型支撑板的上表面凸起呈一定角度时，所述第一内层橡胶和第二内层橡胶分离；所述外层橡胶覆盖所述第一内层橡胶和第二内层橡胶，所述外层橡胶与所述第一内层橡胶和第二内层橡胶滑动接触，所述外层橡胶与所述箱体之间设置有滑动定位装置。

2.根据权利要求1所述的用于信控交叉口的自适应减速带，其特征在于，所述第一内层橡胶、第二内层橡胶与所述外层橡胶的接触面涂覆有聚四氟乙烯膜。

3.根据权利要求1所述的用于信控交叉口的自适应减速带，其特征在于，所述滑动定位装置包括固定安装于箱体上的滑动限位锁和固定安装于所述外层橡胶上的滑动轴，所述滑动限位锁上开设有限位孔，所述滑动轴插装于所述限位孔中。

4.根据权利要求1所述的用于信控交叉口的自适应减速带，其特征在于，所述箱体的顶部具有第一台阶状箱口和第二台阶状箱口，所述第一内层橡胶用于覆盖所述第一翼型支撑板和所述第一台阶状箱口，所述第一内层橡胶通过胶结层安装于所述第一台阶状箱口，所述第二内层橡胶用于覆盖所述第二翼型支撑板和所述第二台阶状箱口，所述第二内层橡胶通过胶结层安装于所述第二台阶状箱口。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的用于信控交叉口的自适应减速带，其特征在于，所述控制模块包括信号传输单元、车速检测单元、主控单元和减速带状态调控单元，所述信号传输单元用于读取信号控制机的交叉口信号相位状态并发送至所述主控单元，所述车速检测单元用于获取车速信息并发送至所述主控单元，所述主控单元根据信号相位状态和车速信息输出升降指令，所述减速带状态调控单元根据升降指令控制所述减速带本体模块为水平状态或凸起状态。

6.根据权利要求5所述的用于信控交叉口的自适应减速带，其特征在于，所述车速检测单元包括设置在所述信控交叉口位置所述减速带本体模块来车方向的至少三个测速线圈。

7.根据权利要求5所述的用于信控交叉口的自适应减速带，其特征在于，所述液压缸的出油管和进油管之间的循环回路上依次连接有第一电磁阀、能量回收模块和第二电磁阀，所述减速带本体模块为凸起状态时，所述主控单元根据信号相位状态和车速信息输出软硬状态指令，所述减速带状态调控单元根据软硬状态指令控制所述减速带本体模块为软状态或硬状态，所述指令为硬状态指令时，所述第一电磁阀和第二电磁阀关闭，所述指令为软状态指令时，所述第一电磁阀打开，所述第二电磁阀关闭。

8.根据权利要求7所述的用于信控交叉口的自适应减速带，其特征在于，所述能量回收模块包括变速器和发电机。

9.根据权利要求7所述的用于信控交叉口的自适应减速带，其特征在于，所述第一电磁阀和第二电磁阀之间还依次设置有调速阀、蓄能器、溢流阀、液压马达、油箱和液压泵。