一种智能交通减速预警装置

文档序号:1961728 发布日期:2021-12-14 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种智能交通减速预警装置 (Intelligent traffic deceleration early warning device ) 是由 郭昕玥 张埂 贾爱芳 于 2021-09-13 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种交通系统减速预警装置,尤其是一种具有通信功能、由电子控制系统、可发电的智能减速信标。解决了目前交通减速带无法提前对车辆进行预警以及减速带不具有能量回收功能的技术问题。所述交通系统减速预警装置包括能量回收减速带、系统控制箱以及路测单元;所述系统控制箱预埋于地下,包括抗压材料做成的壳体、内置于外壳内侧的防水材料制成的内衬以及安在壳体顶部开口处的盖子;系统控制箱内设有蓄电池、通信装置和总控制电路;所述总控制电路包括数据处理单元;通信装置与数据处理单元双向连接并用于和道路上的车辆实现通信;数据处理单元与推升电机的控制端相连接。(The invention relates to a traffic system deceleration early warning device, in particular to an intelligent deceleration beacon which has a communication function, is provided with an electronic control system and can generate power. The technical problems that the existing traffic deceleration strip cannot early warn vehicles in advance and the deceleration strip does not have an energy recovery function are solved. The traffic system deceleration early warning device comprises an energy recovery deceleration strip, a system control box and a road test unit; the system control box is pre-buried underground and comprises a shell made of a pressure-resistant material, a lining made of a waterproof material and arranged inside the shell, and a cover arranged at an opening at the top of the shell; a storage battery, a communication device and a master control circuit are arranged in the system control box; the master control circuit comprises a data processing unit; the communication device is connected with the data processing unit in a bidirectional way and is used for realizing communication with vehicles on a road; the data processing unit is connected with the control end of the push-up motor.)

一种智能交通减速预警装置

技术领域

本发明涉及一种交通系统减速预警装置,尤其是一种具有通信功能、有电子系统控制系统、可发电的智能减速信标。

背景技术

随着科学技术的进步,智能交通系统的发展。越来越多带有通信功能的自动驾驶车辆进入路测阶段。在将来自动驾驶车辆会逐渐代替人工驾驶车辆。学者预计在2050年道路上的自动驾驶车辆会达到50%。届时路测单元和车辆的通信来控制车辆减速。但是仍存在人工驾驶车辆,减速带还会在道路交通中存在。现有的减速带通过物理手段使车辆通过速度减小,即使车辆速度最小也会产生颠簸,对乘客产生负面影响,使得车辆产生不可逆的损伤。由于传统减速带只有在车辆靠近时才会通过刹车减速,通过后再加速恢复正常行驶速度,会有很大的能源损耗,不利于环保。而且若驾驶员未发现减速带,还存在一定的安全隐患。所以交通信息的通信在未来是不可或缺的。

另外车辆在通过减速带时,对减速带会产生巨大的压力,现有的减速带只有让车辆减速通过的功能,车轮对减速带造成的压力就白白损耗了;如能将这些能量充分利用,也可以起到一个节能环保的效果。

发明内容

本发明为解决目前交通减速带无法提前对车辆进行预警以及减速带不具有能量回收功能的技术问题,提供一种智能交通减速预警装置。

本发明公开了一种能量回收减速带,包括固定在路面开槽顶部的具有延展性的减速带外壳、位于减速带外壳下方的减速带实体以及至少一个能量回收装置;减速带实体下方设有推升电机,推升电机的活动杆朝上正对减速带实体的底部设置;能量回收装置包括第一支撑杆、第二支撑杆、转动安装在第一支撑杆顶部的第一传动杆、转动安装在第二支撑杆顶部且周圈带有齿的飞轮、和飞轮同中心轴安装的圆环状或圆盘状的转动惯量增大装置以及与飞轮相啮合的传动齿轮;飞轮和转动惯量增大装置通过棘轮机构相连接;第一传动杆的一端转动连接在减速带实体的一侧,第一传动杆的另一端转动连接有第二传动杆,第二传动杆一端与第一传动杆转动连接,另一端与传动齿轮的中心轴转动连接;传动齿轮的中心轴和飞轮的中心轴之间转动连接有连杆。

具有延展性的减速带外壳用于填充至装置表面使路面平整,开槽将减速带安装在其内部,减速带实体用于将所述的具有延展性的减速带空心外壳向上撑起构成减速带;推升电机用于将所述的减速带实体向上推起,对驶来的车辆起到减速的作用;能量回收装置用于将所述的矩形减速带实体上下运动中的能量回收,转动惯量放大装置可以通过转动来储存能量。具体工作原理:车辆驶过减速带路面材料,减速带路面材料受到压力产生一定的形变,对下方的减速带实体产生一定压力,减速带实体向下运动,减速带实体上的第一传动杆的一端向下转动,另一端带动第二传动杆向上转动,传动齿轮带动与其啮合的飞轮转动,飞轮由于和环状或盘状的转动惯量增大装置通过棘轮连接,因此飞轮朝一个方向转动时,带动转动惯量增大装置转动,由于传动杆运动范围有限,当其停止转动,飞轮也停止转动,但是转动惯量增大装置还可以朝一个方向继续转动,达到储存能量的目的。推升电机的活动杆可以在一定行程内向下运动,因此减速带实体的运动不会造成推升电机的损坏。

进一步的,能量回收装置还包括变速箱和发电装置;能量回收装置还包括变速箱和发电装置;所述飞轮包括棘轮、链轮、棘爪和中心轴,中心轴两端均伸出飞轮两侧,由第二支撑杆支撑,其中一端活动套有连杆,另一端则穿过转动惯量增大装置中心并与转动惯量增大装置固定连接,同时与变速箱的输入轴相连接;变速箱的输出轴与发电装置相连接。

转动惯量增大装置储存的能量可以通过变速箱调节转速,并经过发电装置发电进而输送至相应的电力储存装置储存。

本发明所述的一种智能交通减速预警装置是采用如下技术方案实现的:包括能量回收减速带、系统控制箱以及路测单元;

所述系统控制箱预埋于地下,系统控制箱内设有蓄电池、通信装置和总控制电路;所述总控制电路包括数据处理单元和位置传感器;通信装置与数据处理单元双向连接并用于和道路上的车辆实现通信;数据处理单元与推升电机的控制端相连接;位置传感器用于检测推升电机活动杆行程并将行程信息传送给数据处理单元;

所述路测单元包括路基固定器、安装在路基固定器上的立柱、安装在立柱上的通信天线和雷达测速装置;所述通信装置和通信天线相连接;雷达测速装置与数据处理单元相连接;蓄电池向通信装置、雷达测速装置和数据处理单元供电。

通信装置以无线传输的方式接受可通信车辆速度位置等信息、发送减速信息;所述的雷达测速装置用于检测无通信设备车辆的速度,当探测到有车辆快速靠近智能交通减速预警装置时,通过通信装置与车辆通过标准通信协议建立连接,向车辆发送减速信息,并接收车辆状态信息。总控制电路(通过内设的数据处理单元)对接收的信息进行处理。若未建立连接或者车辆未执行减速命令,总控制电路控制推升电机将有延展性的减速带外壳推起形成减速带。当车辆经过时将减速带压下,传动装置产生动能,能量得以储存并且可以进一步的输出稳定的电压。若判断车辆执行减速命令则推升电机不升起,车辆可平稳通过减速带。所述通信装置具有信息并行处理功能,可同时处理来自多辆车的状态信息。

本发明在可通信自动驾驶车辆与人工车辆混合的道路上实现智能减速。通过通信装置让所述的可通信自动驾驶车辆提前减速,避免急刹车带来的能量损耗。让低速车辆平稳通过,消除减速带给车辆和乘客带来的负面影响。车辆驶过所产生能源的回收利用使本产品更加科学环保。本发明能够工厂批量化生产,具有成本低安装快的优点。

附图说明

图1能量回收减速带的侧剖结构示意图(与马路方向平行)。

图2 能量回收减速带的正视图(与马路方向垂直)。

图3传动装置的西南方向立体图。

图4蓄电池和控制电路的地下预埋箱(系统控制箱)。

图5路测单元结构示意图。

图6总控制电路的结构示意图一。

图7总控制电路的结构示意图二。

图8 控制流程图。

图9对变速箱的PID控制流程图。

1-减速带外壳,2-减速带实体,3-防水固定螺栓,4-第一传动杆,5-第二传动杆,6-第一支撑杆,7-第二支撑杆,8-连杆,9-推升电机,10-传动齿轮,11-飞轮,12-转动惯量增大装置,13-防水外壳,14-路基材料,15-变速箱,16-发电装置,17-壳体,18-内衬,19-盖子,20-蓄电池,21-总控制电路,22-路基固定器,23-立柱,24-通信天线,25-太阳能电池板,26-缓冲材料。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步详述本发明,但本发明不局限于下面的实施例。

实施例1

如图1、2、3所示,一种能量回收减速带,包括固定在路面开槽顶部的具有延展性的减速带外壳1、位于减速带外壳1下方的减速带实体2以及至少一个能量回收装置;减速带实体2下方设有推升电机9,推升电机9的活动杆朝上正对减速带实体2的底部设置;能量回收装置包括第一支撑杆6、第二支撑杆7、转动安装在第一支撑杆6顶部的第一传动杆4、转动安装在第二支撑杆7顶部且周圈带有齿的飞轮11、和飞轮11同中心轴的圆环状或圆盘状的转动惯量增大装置12以及与飞轮11相啮合的传动齿轮10;飞轮11和转动惯量增大装置12通过棘轮机构相连接;第一传动杆4的一端转动连接在减速带实体2的一侧,第一传动杆4的另一端转动连接有第二传动杆5,第二传动杆5一端与第一传动杆4转动连接,另一端与传动齿轮10的中心轴转动连接;传动齿轮10的中心轴和飞轮11的中心轴之间转动连接有连杆8。图1所示,能量回收减速带位于垂直于车道长度方向的长条形开槽内。连杆活动套在飞轮中心轴上,能够相对该中心轴自由转动。

实施例2

如图2所示,能量回收装置还包括变速箱15和发电装置16;所述飞轮11包括棘轮、链轮、棘爪和中心轴,中心轴两端均伸出飞轮11两侧,由第二支撑杆7支撑,其中一端活动套有连杆8,另一端则穿过转动惯量增大装置12中心并与转动惯量增大装置12固定连接,同时与变速箱15的输入轴相连接;变速箱15的输出轴与发电装置16相连接。棘轮活动套在中心轴上,链轮固定套在棘轮外周(或做成一体),中心轴上安装有与棘轮配合的棘爪,用于中心轴和棘轮/链轮的连接,链轮朝一个方向转动时,由于棘爪的作用,中心轴不转动,链轮朝另一个方向转动时,棘轮和中心轴之间由于棘爪实现连接,棘轮和中心轴一同转动,带动转动惯量增大装置12转动。转动惯量增大装置12为圆环状时,圆环内部设有辐条以便和中心轴连接。变速箱15使得发电机获得稳定不变适合发电的转速。

实施例3

如图1所示,所述能量回收装置为一对,对称分布在减速带实体2的左右两侧;减速带实体2上安装有转轴,每个能量回收装置的第一传动杆4的一端均转动连接在该转轴上。如图2所示,推升电机9为一对,沿减速带实体2上转轴的轴向分布。

实施例4

如图1所示,还包括放置或固定在路面开槽内的防水外壳13;防水外壳13顶部设有开口,减速带实体2、能量回收装置和推升电机9均位于防水外壳13内;减速带外壳1安装在防水外壳13的顶部开口处。

减速带外壳1通过防水固定螺栓3安装在防水外壳13的顶部开口处,该螺栓具有密封防水、防锈的功能;减速带外壳1为中空结构,用于填充至装置表面使路面平整;减速带实体2呈矩形结构,采用金属材料制成;减速带实体2的底部安装有缓冲材料26,缓冲材料用于缓冲推升电机活动杆与减速带实体2之间的作用力。

实施例5

为解决现有减速带的不足,本发明提出一种面向智能交通系统中可通信自动驾驶车辆的减速信标装置。此装置具有通信和速度检测功能、自带发电装置。让高速车辆减速、低速车辆无感通过。在智能交通系统中实现人性化减速。

如图1-5所示,一种智能交通减速预警装置,包括能量回收减速带、系统控制箱以及路测单元;

所述系统控制箱预埋于地下,包括抗压材料做成的壳体17、内置于壳体17内侧的防水材料制成的内衬18以及安在壳体17顶部开口处的盖子19;盖子具有密封防水的作用;

所述系统控制箱预埋于地下,系统控制箱内设有蓄电池20、通信装置和总控制电路21;所述总控制电路21包括数据处理单元和位置传感器;通信装置与数据处理单元双向连接并用于和道路上的车辆实现通信;数据处理单元与推升电机9的控制端相连接;位置传感器用于检测推升电机9活动杆行程并将行程信息传送给数据处理单元;

所述路测单元包括路基固定器22、安装在路基固定器22上的立柱23、安装在立柱23上的通信天线24和雷达测速装置;所述通信装置和通信天线24相连接;雷达测速装置与数据处理单元相连接;蓄电池20向通信装置、雷达测速装置和总控制电路21供电。

如图6、7所示,总控制电路控制通信设备、发电设备、推进电机协调各个设备的运行。车辆驶近减速带时,雷达测速装置将车辆的速度、位置信息传递给数据处理单元,数据处理单元能够计算出汽车驶过减速带的时间,并且控制推升电机的活动杆在汽车驶过减速带时下降一定的行程,确保减速带实体2不会对推升电机的活动杆造成损坏。实际上减速带实体2的移动距离并不大,推升电机活动杆只需要极小的行程就可以确保自身不会损坏。

或者在减速带实体下安装缓冲材料26,缓冲材料26在减速带实体2被压下一定行程后,会发生一定形变,确保推升电机活动杆几乎不受影响,也不影响转动惯量增大装置的转动。

路基固定器22和立柱23用于将所述的太阳能发电设备及所述的通信天线托举至5m的空中。

实施例6

总控制电路21还包括电压传感器和速度传感器;所述电压传感器用于检测输入蓄电池的电压强度,速度传感器用于检测变速箱输出轴的转速;电压传感器和速度传感器的信号输出端均与数据处理单元的信号输入端相连接;数据处理单元的信号输出端与变速箱15的控制系统相连接。

如图7所示数据处理单元、电压传感器和速度传感器与变速箱的控制系统(TCU)共同构成了一个闭环控制电路,该闭环控制电路用于发电装置的控制,由于机械结构传动装置不能输出稳定的动能,需要利用变速箱使其能够为发电装置提供稳定的转速,使得发电装置产生稳定的电压。闭环控制电路由速度传感器、电压传感器、相应的控制电路构成。两个传动轴指的是两个变速箱的传动轴。如图9所示,采用负反馈PID控制。前向通道有PID控制器、传递函数组成。输出为给蓄电池的电压,该电压通过负反馈与输入连接。在控制电路中可人为设置预期电压(在一定的阈值范围内)。比例环节系数保证电压上升时间在0.1S内。微分环节保证超调量在2%以内,防止电压过大使得电路损坏。调整积分环节保证输出电压的稳态误差在1%(即与设定电压相差2%,能够达到蓄电池充电的稳定电压需求)。控制要求由变速箱实现,通过控制变速箱,使得输出电压在控制要求的误差范围内。

通信装置包括LTE-V装置和/或DSRC装置;LTE-V装置和/或DSRC装置与道路上的车辆实现通信。

结合图6所示,通过DSRC与LTE-V通信设备与车辆通过标准通信协议建立连接。向车辆发送减速信息,并接收车辆状态信息。对接收的信息进行处理。若未建立连接或者车辆未执行减速命令,控制电路控制推升电机将有延展性的减速带外壳推起形成减速带。当车辆经过时将减速带压下,传动装置产生动能。通过闭环控制电路输出稳定的电压。若判断车辆执行减速命令则推升电机不升起,车辆可平稳通过减速带。所述通信装置具有信息并行处理功能,可同时处理来自多辆车的状态信息。

如图5所示,路测单元还包括安装在立柱23上的太阳能电池板25;太阳能电池板25通过总控制电路21与蓄电池20相连接。

如图8所示,太阳能发电板电线与稳压模块相连,输出稳定的电压,通过总控制电路给蓄电池充电。蓄电池为所述的通信装置、主控制电路供电。使设备完成所述功能。主控制电路还包括为发电机和太阳能电池板所产生的电力提供滤波、调谐等作用的电路,以使输入蓄电池的电流电压符合蓄电池的要求。

14页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:用于车辆降速的自动化管理系统及方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类