肖雨楓山東師范大學(xué)附屬中學(xué)

一種防止車輛被削頂?shù)南薷哐b置、系統(tǒng)及其限高方法

肖雨楓
山東師范大學(xué)附屬中學(xué)

本發(fā)明公開(kāi)了一種防止車輛被削頂?shù)南薷哐b置、系統(tǒng)及其限高方法，包括測(cè)速測(cè)高標(biāo)桿及限高架，車輛運(yùn)行時(shí)經(jīng)測(cè)速測(cè)高標(biāo)桿進(jìn)行測(cè)速測(cè)高后，將測(cè)量信息發(fā)送至后臺(tái)計(jì)算機(jī)，后臺(tái)計(jì)算機(jī)判斷車速及車高后發(fā)送指令至限高架；限高架包括支撐豎桿、橫桿、擋板、擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件及染料噴射組件，支撐豎桿間隔設(shè)置于道路兩側(cè)，橫桿設(shè)置于兩支撐豎桿之間；擋板的兩端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于兩支撐豎桿上，擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件連接于擋板一端，當(dāng)高度超過(guò)限制高度的車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)擋板旋轉(zhuǎn)，且設(shè)置于擋板上的染料噴射組件噴射染料至車頭，以便警示車輛駕駛員。本發(fā)明通過(guò)擋板的轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免被削頂，同時(shí)，通過(guò)噴射染料及拍攝記錄的方式進(jìn)行警示。

引言

限高架是道路交通控制的一種輔助工具，限高架分三種：固定限高架、手動(dòng)限高架、電動(dòng)限高架，用于橋梁、涵洞、隧道入口處的門型構(gòu)架，一般為鋼結(jié)構(gòu)焊接而成，起防護(hù)橋梁、涵洞、隧道的作用；上有標(biāo)志牌，標(biāo)有限高米數(shù)，用于提示車輛。限高架上標(biāo)識(shí)有道路限制通過(guò)高度，但是車輛實(shí)際行駛時(shí)，駕駛員不一定能夠準(zhǔn)確的記住其駕駛車輛的精確高度，另外在車輛載物較多，所載物體超過(guò)車頂高度時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致駕駛員對(duì)車輛高度的判斷出現(xiàn)誤差，如果車輛高度高于限高架高度，駕駛員出現(xiàn)判斷失誤時(shí)，車輛經(jīng)過(guò)限高架會(huì)被限高架阻擋，如果車速較快，則可能會(huì)出現(xiàn)車輛被限高架削頂?shù)那闆r，現(xiàn)有的限高架無(wú)法有效地解決這一問(wèn)題。

一、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用柔性方式進(jìn)行限高，通過(guò)擋板的轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免被削頂，同時(shí)，通過(guò)噴射染料及拍攝記錄的方式進(jìn)行警示的防止車輛被削頂?shù)南薷哐b置、系統(tǒng)及其限高方法。

二、工作原理

整套裝置的硬件設(shè)施包括測(cè)高測(cè)速裝置、擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、染料噴射裝置。測(cè)速測(cè)高標(biāo)桿及限高架間隔設(shè)置于道路上，利用測(cè)高測(cè)速系統(tǒng)，車輛在經(jīng)過(guò)測(cè)速測(cè)高標(biāo)桿時(shí)進(jìn)行測(cè)速測(cè)高，將測(cè)量信息發(fā)送至后臺(tái)計(jì)算機(jī)，后臺(tái)計(jì)算機(jī)判斷車速及車高后發(fā)送指令至限高架；上述限高架（包括支撐豎桿、橫桿、擋板、擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件及染料噴射組件，上述支撐豎桿包括二根，兩支撐豎桿間隔設(shè)置于道路兩側(cè)，橫桿設(shè)置于兩支撐豎桿之間；上述擋板的兩端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于兩支撐豎桿上，擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件連接于擋板一端，當(dāng)高度超過(guò)限制高度的車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)擋板旋轉(zhuǎn)，且設(shè)置于擋板上的染料噴射組件噴射染料至車輛的車頭，以便警示車輛駕駛員。

三、測(cè)高測(cè)速裝置組成及特點(diǎn)

在所述的橫桿的側(cè)壁上設(shè)置有攝像頭及激光測(cè)距頭，攝像頭及激光測(cè)距頭分別與后臺(tái)計(jì)算機(jī)感應(yīng)模塊連接，車輛經(jīng)測(cè)速測(cè)高標(biāo)桿測(cè)速測(cè)高超過(guò)規(guī)定的設(shè)定值后，繼續(xù)向限高架的過(guò)程中，通過(guò)攝像頭進(jìn)行拍攝記錄，并通過(guò)激光測(cè)距頭實(shí)時(shí)測(cè)量車輛與限高架之間的距離，攝像頭及激光測(cè)距頭記錄的數(shù)據(jù)傳遞至后臺(tái)計(jì)算機(jī)。

四、擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置組成與特點(diǎn)

所述的擋板的兩端分別連接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸分別插設(shè)在上述支撐豎桿內(nèi)，并與支撐豎桿通過(guò)軸承連接；上述擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件連接在擋板一端的轉(zhuǎn)軸上。所述的擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件包括支撐板、電機(jī)及減速機(jī)，其中，上述支撐板固定設(shè)置于支撐豎桿的側(cè)部，并向外側(cè)延伸；上述電機(jī)及減速機(jī)設(shè)置于支撐板上，電機(jī)的輸出軸插入減速機(jī)內(nèi)，減速機(jī)的輸出端與上述轉(zhuǎn)軸連接，以便驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)擋板旋轉(zhuǎn)。計(jì)算出擋板的底面與車輛實(shí)際高度平齊需要旋轉(zhuǎn)的角度，并通過(guò)減速機(jī)控制擋板旋轉(zhuǎn)該角度。

五、染料噴射裝置組成與特點(diǎn)

所述的染料噴射組件包括儲(chǔ)料罐及噴射頭，其中，儲(chǔ)料罐設(shè)置于擋板上，其內(nèi)儲(chǔ)存有染料；上述噴射頭通過(guò)連接管連接于儲(chǔ)料罐上，儲(chǔ)料罐內(nèi)的染料經(jīng)連接管進(jìn)入噴射頭內(nèi)。

所述的噴射頭包括至少二個(gè)，噴射頭與道路的車道對(duì)應(yīng)間隔設(shè)置，一條車道對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)噴射頭；噴射頭上設(shè)有氣閥開(kāi)關(guān)；上述連接管上設(shè)置氣泵，氣泵將連接管內(nèi)的染料壓向噴射頭，氣泵的控制開(kāi)關(guān)與后臺(tái)計(jì)算機(jī)噴料執(zhí)行模塊連接，后臺(tái)計(jì)算機(jī)接收激光測(cè)距頭測(cè)量的車輛與限高架之間的實(shí)時(shí)距離，當(dāng)距離達(dá)到0.5米時(shí)，發(fā)送指令至氣泵，氣泵泵入氣體至連接管內(nèi)，使連接管內(nèi)氣壓超出噴射頭氣閥的設(shè)定值，氣閥打開(kāi)噴射頭，以便噴出染料至車輛的頭部。

六、創(chuàng)新設(shè)計(jì)

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足進(jìn)行創(chuàng)造性研發(fā)，設(shè)計(jì)了一種防止車輛被削頂?shù)南薷哐b置、系統(tǒng)及限高方法；本發(fā)明設(shè)計(jì)限高桿，限高桿主要包括橫桿、擋板以及支撐豎桿，橫桿上設(shè)有激光測(cè)距頭及可視攝像頭，限高桿的下方設(shè)有擋板，擋板可以向后掀起一定角度或固定，檔板上還設(shè)有染料儲(chǔ)料罐和噴射口，每個(gè)限高架的前方（距離限高桿200-300米）在馬路兩側(cè)設(shè)有車輛測(cè)速測(cè)高標(biāo)桿，上面設(shè)有測(cè)速測(cè)高傳感器。

當(dāng)車輛行進(jìn)到測(cè)速測(cè)高標(biāo)桿時(shí)，標(biāo)桿將車輛的高度、車速等數(shù)據(jù)傳給后方的限高裝置，若沒(méi)有超過(guò)限制高度（限制高度為擋板不掀起時(shí)，擋板下邊緣與地面的垂直高度），車輛則會(huì)順利通過(guò)限高裝置；若車輛的高度超過(guò)限制高度，后臺(tái)計(jì)算器啟動(dòng)本裝置，擋板向后掀起，擋板掀起的角度由計(jì)算機(jī)控制，掀起的角度滿足車輛剛剛可以通過(guò)，同時(shí)橫桿上的可視攝像頭裝置捕捉車輛目標(biāo)，確定車輛在道路上的車道位置，并控制擋板上的對(duì)應(yīng)車道上的噴射頭開(kāi)啟；并且為保證不能提前釋放染料。另外，一旦車輛超過(guò)限制高度，橫桿上的攝像頭會(huì)將車輛的視頻影像和車牌號(hào)通過(guò)后臺(tái)計(jì)算機(jī)上傳到交管部門，對(duì)超高車輛進(jìn)行相應(yīng)的處罰。同時(shí)本裝置的擋板下邊緣還設(shè)有熒光反光材料，提醒夜晚駕駛的車輛司機(jī)。本發(fā)明既可以保證車輛不被削頂而造成車毀人亡的悲劇，還能夠?qū)囕v司機(jī)起到警示作用。

七、總結(jié)

該項(xiàng)目基于機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理提供一種采用柔性方式進(jìn)行限高，通過(guò)擋板的轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免被削頂，同時(shí)，通過(guò)噴射染料及拍攝記錄的方式進(jìn)行警示的防止車輛被削頂?shù)南薷哐b置、系統(tǒng)及其限高方法。所提出的限高裝置、系統(tǒng)及其限高方法可根據(jù)車輛高度自動(dòng)調(diào)節(jié)擋板旋轉(zhuǎn)角度，避免削頂事故的發(fā)生。該項(xiàng)目在構(gòu)思、設(shè)計(jì)創(chuàng)作過(guò)程中，主要應(yīng)用了幾何學(xué)、物理、機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理、信息工程學(xué)的相關(guān)知識(shí)，能應(yīng)用到高速、橋梁、涵洞、隧道等多種地方，將為我們道路交通控制提供極大便利。