CN102995575B - 一种道路限速控制装置 - Google Patents

Abstract

一种道路限速控制装置，涉及到交通、机械和电子领域。本发明包括在道路车道上安装的限速机构装置（1），测速装置（2），电流控制装置（3）和外接电源（4）四部分；测速装置（2）、电流控制装置（3）分别和外接电源（4）相连；限速机构装置（1）、测速装置（2）分别和电流控制装置（3）相连；当通过的车辆行驶速度低于车道限速时，限速机构不工作，车辆平稳通行；当通过的车辆行驶速度高于车道限速时，限速机构工作，使超速车辆产生明显颠簸震动；本发明通过视觉警示和颠簸震动要求车辆驾驶员按照限制速度行驶，同时体现车辆限速通行控制设施的安全和人性化设计。

Description

一种道路限速控制装置

技术领域：

本发明涉及交通、机械和电子领域，是一种在道路交通管理与控制中应用、通过视觉警示和颠簸震动要求驾驶员按照限速控制要求驾车行驶的机电一体化控制装置。

背景技术：

限制机动车辆在道路上的行驶速度，是安全驾驶、减少交通事故、保障交通安全的常用交通管理手段。同时，随着交通的快速发展和智能交通技术的广泛应用，限制机动车辆在某些道路上的行驶速度逐渐成为调节路段交通流量、均衡路网流量的重要控制手段。

在目前技术中，限制车辆行驶速度常用方法是设置动静态限速交通标志、施画路面减速提示标线、安装减速垄等。其中，限速交通标志和路面减速提示标线只能起到限速提示作用，不具备限速控制的能力；而减速垄方式则需要在路面上铺装隆起的金属、沥青、水泥或橡胶硬构件垄台，对所有通行的车辆产生颠簸震动，以警告驾驶员减速行驶。使用减速垄方式限制道路车辆行驶速度，限速值固定不能调节，且存在潜在安全问题：当通过车辆速度较快时，减速垄会对车辆产生较大颠簸震动，严重时可对人、汽车、货物等造成损害，或可能引发交通事故。不适广泛应用。

发明内容

针对现有减速垄应用中的不足，以及智能交通管理与控制对限速行驶控制的需求，本发明提供了一种安装在道路上的车辆限速控制装置，可直接或通过通信网络灵活设置行车限速值，视觉警示驾驶员按限速要求行驶。限速控制装置对到达车辆实时测速，对低于限速值行驶的车辆本装置平稳放行，对超速行驶的车辆，自动调节垄台高度，保障安全前提下颠簸震动放行，达到车辆安全减速通行和限速调节交通流量的目的。

一种道路限速控制装置，其包括在道路车道上安装的限速机构装置1，测速装置2，电流控制装置3和外接电源4；测速装置2和电流控制装置3相连；限速机构装置1和电流控制装置3相连；测速装置2和电流控制装置3分别与外接电源4相连。

在限速机构装置1中，凸轮6在初始状态下突出于道路的表面，在凸轮6的外表面覆盖有用于警示的黑黄相间的橡胶带14，其中顶推装置5位于凸轮6下方，凸轮6和棘轮7连接在中轴9上，凸轮6和可绕中轴9转动，棘轮7与中轴9固定，凸轮6在中轴9的轴向上通过齿条8与棘轮7相连；凸轮6与地侧面弹簧10相连，弹簧10拉紧凸轮6；顶推装置5与电流控制装置3相连；

电流控制装置3、测速装置2分别与外接电源4相连；

电流控制装置3与测速装置2相连；

测速装置2提示车道限速和车辆的实时速度。

限速机构装置1中的顶推装置5由线圈17，铁芯18，永磁铁16和弹簧15构成。其中铁芯18外面缠绕线圈17，永磁铁16位于铁芯18上方，弹簧15与永磁铁15相连。

限速机构装置1中的顶推装置5与电流控制装置3相连；所述限速机构装置与地面连接的部分设置了钢防护层12，顶推装置5中的永磁铁16上方连接有弹簧15。钢防护层12和弹簧15能够缓冲对凸轮6的冲击，增加本装置的耐压性能和寿命。

测速装置2采用双线圈测速，由环形感应线圈20，限速显示屏21，实时车速显示屏22和设备箱19四部分组成，双环形感应线圈20，限速显示屏21和实时车速显示屏22分别与设备箱19相连。限速显示屏21可动态提示车道限速，实时车速显示屏22显示相应车道车辆的实时速度，其数目与单向车道数相同。

当车辆通过本发明测速装置2中感应线圈时，可实时测出通过车辆的车速，并显示相应车道屏幕上方，与之相连的电流控制装置3中的信号读取单元读取实时车速，经由信号处理单元判断是否超速。当车辆速度超过本发明设置的速度时，电流控制装置3为顶推装置5中的线圈17提供适当电流，顶推装置5中线圈17通电产生磁场,永磁铁16在磁场的作用下弹离顶推装置5中的铁芯18一定高度，此高度可通过线圈17的匝数和电流控制装置3提供的电流来控制，使限速机构装置1中的凸轮6在永磁铁16的推顶作用下不完全被压下，而通过车辆会有比较明显的颠簸；当车辆以正常速度通过本发明时，电流控制装置3不为顶推装置5供电，顶推装置5中永磁铁16不被弹起，凸轮6通过齿条8带动棘轮7按轴向方向转动，车辆会平稳通过，无明显颠簸。

本发明可以获得如下有益效果：

本发明中的限速装置在外形设计上采用醒目抗碾压橡胶覆盖凸起垄台样式，对驾驶员构成常规减速垄视觉效果。表面覆盖的抗碾压橡胶采用黑黄相间颜色配置，警示视觉效果强，同时可以防止石砾，垃圾以及雨水等进入装置内部，增加装置的可使用性。限速装置内部的钢防护层和顶推装置上的弹簧可以在车辆通过本装置时缓冲对凸轮的冲击，使装置持久耐用。顶推装置可以根据实时监测到的车辆速度控制永磁铁顶起一定高度，对车辆通行产生颠簸震动的效果。限速显示屏可根据安全需要或交通量控制要求，通过交通管理者或通信网络现场更改车道限速值。本发明的优点在于限速值动态可调，只对超限速行驶的车辆在保证安全条件下产生颠簸震动效果。显示屏可对驾驶员显示道路限速和车辆的实时车速，提醒按照限速要求行驶，既警示告知超速驾驶员限速要求以减少了对正常速度通过车辆的冲击，又减少对车辆不必要的损害，体现了限速设施中的安全和人性化设计。

附图说明

图1减速垄主视图

图2减速装置剖面视图

图3行车方向示图

图4钢防护层俯视图

图5限速单元俯视图

图6顶推装置结构图

图7为图5中1-1剖面图

图8测速装置结构图

图9电流控制装置结构图

图中1-限速机构装置，2-测速装置，3-电流控制装置，4-外接电源，5-顶推装置，6-凸轮，7-棘轮，8-齿条，9-中轴，10-弹簧，11-路基,12-钢防护层,13-销钉，14-橡胶带，15-弹簧,16-永磁铁，17-线圈，18-铁芯,19-设备箱，20-环形感应线圈，21-道路限速显示屏，22-实时车速显示屏。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

本发明附图均为示意图，参照图1、图2、图3。

本发明包括限速机构装置1，测速装置2，电流控制装置3和外接电源4；测速装置2、电流控制装置3分别和外接电源4相连；测速装置2、限速机构装置1分别和电流控制装置3相连；

每一车道安装一个限速机构装置1，每一限速机构装置1的包含有多个限速单元。

在限速机构装置1中，凸轮6在初始状态下突出于道路的表面，在凸轮6的外表面覆盖有用于警示的黑黄相间的橡胶带14，其中顶推装置5位于凸轮6下方，顶推装置5中的永磁铁16上方嵌套有弹簧15，凸轮6和棘轮7连接在中轴9上，凸轮6可绕中轴9转动，棘轮7与中轴9固定，凸轮6在中轴9的轴向上通过齿条8与棘轮7相连；凸轮6与地侧面弹簧10相连，弹簧10拉紧凸轮6；

限速机构装置1中的顶推装置5与电流控制装置3相连；

电流控制装置3、测速装置2分别与外接电源4相连；

电流控制装置3与测速装置2相连；

测速装置2显示车道限速和车辆的实时车速。

所述限速装置与地面连接的部分设置了钢防护层12，顶推装置5中的永磁铁16上嵌套有弹簧15。钢防护层12和弹簧15能够缓冲对凸轮6的冲击，增加本装置的耐压性能和寿命。

限速机构装置1中的凸轮6通过弹簧10使之平衡状态较路面抬起一定角度，其内部的钢防护层12通过销钉13固定在路基11中，弹簧15嵌套在顶推装置5中永磁铁16上，减小对凸轮6的冲击。

由图4、图5、图6、图7、图8、图9可知，当车辆通过本发明测速装置2中的感应线圈时，设备箱中的信号采集模块实现对震荡频率的检测，检测到的信号进行模拟放大，由A/D转换模块完成从模拟信号到数字信号的转换，最后经过信息处理模块计算并将输出值显示在相应车道上方的显示屏上，与之相连的电流控制装置3通过其内部的信息读取单元读取实时车速，并通过处理单元判断是否超速，最后决定电流输出装置是否供电。当车辆超速通过本发明时，电流控制装置3为顶推装置5中的线圈17提供适当电流，顶推装置5中线圈17通电产生磁场,永磁铁16在磁场的作用下弹离顶推装置5中的铁芯18一定高度，此高度可通过线圈17的匝数和电流控制装置3提供的电流来控制，使限速机构装置1中的凸轮6在永磁铁16的推顶作用下不完全被压下，而通过车辆会有明显的颠簸；当车辆以正常速度通过本发明的车辆限速装置时，电流控制装置3不为顶推装置5供电，顶推装置5中永磁铁16不被弹起，凸轮6通过齿条8带动棘轮7按轴向转动，车辆会平稳通过，无明显颠簸，车辆通过本装置后，凸轮6通过与路基11相连的弹簧10恢复到平衡状态。既警示超速驾驶员减速，又减少了对正常速度通过车辆的冲击，减少对车辆损害，体现了限速设施中的人性化设计。

限速装置安装方法：将本发明车辆限速装置横向安装在城市道路中，车道数确定需要安装的实时车速显示屏，根据道路宽度确定需要安装的限速单元，由限速单元长度确定需安装的限速机构装置数目，本装置表面覆盖有橡胶带，使其与道路中应用的减速垄具有相同或更强烈的视觉效果，提示驾驶员减速慢行，注意安全。

根据上述设计思路，可按以下例子进行安装：

例如，当车道宽度为3ｍ时，沿车流方向设置每一个限速装置宽度为350mm，横向长度为500mm，每一减速单元宽度为320mm，长度为150mm，每一车道可排列6个限速装置，每一限速装置可排列3个限速单元。限速装置内部的钢防护层长宽根据限速装置确定，通过销钉固定在路基中。所有限速装置通过同一中轴相连，车辆以正常速度快压过某一限速机构装置时，该限速机构装置中的凸轮带动棘轮运动，通过中轴带动其他限速机构装置运动，对应车道上方的显示屏显示当前通过车辆的实时车速，外伸臂最右侧显示屏显示道路限速，当车辆超速通过该装置时，每一个限速装置下的顶推装置将凸轮顶起，使通过车辆感觉到明显的颠簸，警示驾驶员减速慢行。

Claims (3)

1.一种道路限速控制装置，其特征在于：其包括在道路车道上安装的限速机构装置(1)，测速装置(2)，电流控制装置(3)和外接电源(4)；

在限速机构装置(1)中，凸轮(6)在初始状态下突出于道路的表面，在凸轮(6)的外表面覆盖有用于警示的黑黄相间的橡胶带(14)，其中顶推装置(5)位于凸轮(6)下方，凸轮(6)和棘轮(7)连接在中轴(9)上，凸轮(6)和可绕中轴(9)转动，棘轮(7)与中轴(9)固定，凸轮(6)在中轴(9)的轴向上通过齿条(8)与棘轮(7)相连；凸轮(6)与地侧面弹簧(10)相连，弹簧(10)拉紧凸轮(6)；顶推装置(5)与电流控制装置(3)相连，所述顶推装置(5)由线圈(17)，铁芯(18)，永磁铁(16)和弹簧(15)构成；其中铁芯(18)外面缠绕线圈(17)，永磁铁(16)位于铁芯(18)上方，弹簧(15)与永磁铁(16)相连；

测速装置(2)和电流控制装置(3)相连；限速机构装置(1)和电流控制装置(3)相连；测速装置(2)和电流控制装置(3)分别与外接电源(4)相连；测速装置(2)显示车道限速和车辆的实时车速。

2.根据权利要求1所述的一种道路限速控制装置，其特征在于：所述限速机构装置(1)与地面连接的部分设置了钢防护层(12)，顶推装置(5)中的永磁铁(16)上方连接有弹簧(15)，永磁铁(16)的弹起高度可根据车速与限速之间的差值进行调节。

3.根据权利要求1所述的一种道路限速控制装置，其特征在于：测速装置(2)采用双线圈测速，由环形感应线圈(20)，限速显示屏(21)，实时车速显示屏(22)和设备箱(19)四部分组成，双环形感应线圈(20)，限速显示屏(21)和实时车速显示屏(22)分别与设备箱(19)相连；限速显示屏(21)动态提示车道限速，实时车速显示屏(22)显示相应车道车辆的实时速度，实时车速显示屏(22)数目与单向车道数相同。