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)

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，包括測速測高標(biāo)桿及限高架，車輛運(yùn)行時經(jīng)測速測高標(biāo)桿進(jìn)行測速測高后，將測量信息發(fā)送至后臺計(jì)算機(jī)，后臺計(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)動地連接于兩支撐豎桿上，擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件連接于擋板一端，當(dāng)高度超過限制高度的車輛經(jīng)過時，擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件驅(qū)動擋板旋轉(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)明通過擋板的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免被削頂，同時，通過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、手動限高架、電動限高架，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)識有道路限制通過高度，但是車輛實(shí)際行駛時，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，所載物體超過車頂高度時，也會導(dǎo)致駕駛員對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，車輛經(jīng)過限高架會被限高架阻擋，如果車速較快，則可能會出現(xiàn)車輛被限高架削頂?shù)那闆r，現(xiàn)有的限高架無法有效地解決這一問題。

一、設(shè)計(jì)簡介

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用柔性方式進(jìn)行限高，通過擋板的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免被削頂，同時，通過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)施包括測高測速裝置、擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、染料噴射裝置。測速測高標(biāo)桿及限高架間隔設(shè)置于道路上，利用測高測速系統(tǒng)，車輛在經(jīng)過測速測高標(biāo)桿時進(jìn)行測速測高，將測量信息發(fā)送至后臺計(jì)算機(jī)，后臺計(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)動地連接于兩支撐豎桿上，擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件連接于擋板一端，當(dāng)高度超過限制高度的車輛經(jīng)過時，擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件驅(qū)動擋板旋轉(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、測高測速裝置組成及特點(diǎn)

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

四、擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置組成與特點(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)，并與支撐豎桿通過軸承連接；上述擋板旋轉(zhuǎn)驅(qū)動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)動轉(zhuǎn)軸帶動擋板旋轉(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料罐及噴射頭，其中，儲料罐設(shè)置于擋板上，其內(nèi)儲存有染料；上述噴射頭通過連接管連接于儲料罐上，儲料罐內(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，噴射頭與道路的車道對應(yīng)間隔設(shè)置，一條車道對應(yīng)設(shè)有一個噴射頭；噴射頭上設(shè)有氣閥開關(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，氣泵的控制開關(guān)與后臺計(jì)算機(jī)噴料執(zhí)行模塊連接，后臺計(jì)算機(jī)接收激光測距頭測量的車輛與限高架之間的實(shí)時距離，當(dāng)距離達(dá)到0.5米時，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)有染料儲料罐和噴射口，每個限高架的前方（距離限高桿200-300米）在馬路兩側(cè)設(shè)有車輛測速測高標(biāo)桿，上面設(shè)有測速測高傳感器。

當(dāng)車輛行進(jìn)到測速測高標(biāo)桿時，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，若沒有超過限制高度（限制高度為擋板不掀起時，擋板下邊緣與地面的垂直高度），車輛則會順利通過限高裝置；若車輛的高度超過限制高度，后臺計(jì)算器啟動本裝置，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，同時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，并控制擋板上的對應(yīng)車道上的噴射頭開啟；并且為保證不能提前釋放染料。另外，一旦車輛超過限制高度，橫桿上的攝像頭會將車輛的視頻影像和車牌號通過后臺計(jì)算機(jī)上傳到交管部門，對超高車輛進(jìn)行相應(yīng)的處罰。同時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)動原理提供一種采用柔性方式進(jìn)行限高，通過擋板的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免被削頂，同時，通過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)作過程中，主要應(yīng)用了幾何學(xué)、物理、機(jī)械運(yùn)動原理、信息工程學(xué)的相關(guān)知識，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。