一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法

肖雨枫山东师范大学附属中学

一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法

肖雨枫
山东师范大学附属中学

本发明公开了一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法，包括测速测高标杆及限高架，车辆运行时经测速测高标杆进行测速测高后，将测量信息发送至后台计算机，后台计算机判断车速及车高后发送指令至限高架；限高架包括支撑竖杆、横杆、挡板、挡板旋转驱动组件及染料喷射组件，支撑竖杆间隔设置于道路两侧，横杆设置于两支撑竖杆之间；挡板的两端可转动地连接于两支撑竖杆上，挡板旋转驱动组件连接于挡板一端，当高度超过限制高度的车辆经过时，挡板旋转驱动组件驱动挡板旋转，且设置于挡板上的染料喷射组件喷射染料至车头，以便警示车辆驾驶员。本发明通过挡板的转动结构设计，避免被削顶，同时，通过喷射染料及拍摄记录的方式进行警示。

引言

限高架是道路交通控制的一种辅助工具，限高架分三种：固定限高架、手动限高架、电动限高架，用于桥梁、涵洞、隧道入口处的门型构架，一般为钢结构焊接而成，起防护桥梁、涵洞、隧道的作用；上有标志牌，标有限高米数，用于提示车辆。限高架上标识有道路限制通过高度，但是车辆实际行驶时，驾驶员不一定能够准确的记住其驾驶车辆的精确高度，另外在车辆载物较多，所载物体超过车顶高度时，也会导致驾驶员对车辆高度的判断出现误差，如果车辆高度高于限高架高度，驾驶员出现判断失误时，车辆经过限高架会被限高架阻挡，如果车速较快，则可能会出现车辆被限高架削顶的情况，现有的限高架无法有效地解决这一问题。

一、设计简介

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种采用柔性方式进行限高，通过挡板的转动结构设计，避免被削顶，同时，通过喷射染料及拍摄记录的方式进行警示的防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法。

二、工作原理

整套装置的硬件设施包括测高测速装置、挡板旋转驱动装置、染料喷射装置。测速测高标杆及限高架间隔设置于道路上，利用测高测速系统，车辆在经过测速测高标杆时进行测速测高，将测量信息发送至后台计算机，后台计算机判断车速及车高后发送指令至限高架；上述限高架（包括支撑竖杆、横杆、挡板、挡板旋转驱动组件及染料喷射组件，上述支撑竖杆包括二根，两支撑竖杆间隔设置于道路两侧，横杆设置于两支撑竖杆之间；上述挡板的两端可转动地连接于两支撑竖杆上，挡板旋转驱动组件连接于挡板一端，当高度超过限制高度的车辆经过时，挡板旋转驱动组件驱动挡板旋转，且设置于挡板上的染料喷射组件喷射染料至车辆的车头，以便警示车辆驾驶员。

三、测高测速装置组成及特点

在所述的横杆的侧壁上设置有摄像头及激光测距头，摄像头及激光测距头分别与后台计算机感应模块连接，车辆经测速测高标杆测速测高超过规定的设定值后，继续向限高架的过程中，通过摄像头进行拍摄记录，并通过激光测距头实时测量车辆与限高架之间的距离，摄像头及激光测距头记录的数据传递至后台计算机。

四、挡板旋转驱动装置组成与特点

所述的挡板的两端分别连接有转轴，转轴分别插设在上述支撑竖杆内，并与支撑竖杆通过轴承连接；上述挡板旋转驱动组件连接在挡板一端的转轴上。所述的挡板旋转驱动组件包括支撑板、电机及减速机，其中，上述支撑板固定设置于支撑竖杆的侧部，并向外侧延伸；上述电机及减速机设置于支撑板上，电机的输出轴插入减速机内，减速机的输出端与上述转轴连接，以便驱动转轴带动挡板旋转。计算出挡板的底面与车辆实际高度平齐需要旋转的角度，并通过减速机控制挡板旋转该角度。

五、染料喷射装置组成与特点

所述的染料喷射组件包括储料罐及喷射头，其中，储料罐设置于挡板上，其内储存有染料；上述喷射头通过连接管连接于储料罐上，储料罐内的染料经连接管进入喷射头内。

所述的喷射头包括至少二个，喷射头与道路的车道对应间隔设置，一条车道对应设有一个喷射头；喷射头上设有气阀开关；上述连接管上设置气泵，气泵将连接管内的染料压向喷射头，气泵的控制开关与后台计算机喷料执行模块连接，后台计算机接收激光测距头测量的车辆与限高架之间的实时距离，当距离达到0.5米时，发送指令至气泵，气泵泵入气体至连接管内，使连接管内气压超出喷射头气阀的设定值，气阀打开喷射头，以便喷出染料至车辆的头部。

六、创新设计

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足进行创造性研发，设计了一种防止车辆被削顶的限高装置、系统及限高方法；本发明设计限高杆，限高杆主要包括横杆、挡板以及支撑竖杆，横杆上设有激光测距头及可视摄像头，限高杆的下方设有挡板，挡板可以向后掀起一定角度或固定，档板上还设有染料储料罐和喷射口，每个限高架的前方（距离限高杆200-300米）在马路两侧设有车辆测速测高标杆，上面设有测速测高传感器。

当车辆行进到测速测高标杆时，标杆将车辆的高度、车速等数据传给后方的限高装置，若没有超过限制高度（限制高度为挡板不掀起时，挡板下边缘与地面的垂直高度），车辆则会顺利通过限高装置；若车辆的高度超过限制高度，后台计算器启动本装置，挡板向后掀起，挡板掀起的角度由计算机控制，掀起的角度满足车辆刚刚可以通过，同时横杆上的可视摄像头装置捕捉车辆目标，确定车辆在道路上的车道位置，并控制挡板上的对应车道上的喷射头开启；并且为保证不能提前释放染料。另外，一旦车辆超过限制高度，横杆上的摄像头会将车辆的视频影像和车牌号通过后台计算机上传到交管部门，对超高车辆进行相应的处罚。同时本装置的挡板下边缘还设有荧光反光材料，提醒夜晚驾驶的车辆司机。本发明既可以保证车辆不被削顶而造成车毁人亡的悲剧，还能够对车辆司机起到警示作用。

七、总结

该项目基于机械运动原理提供一种采用柔性方式进行限高，通过挡板的转动结构设计，避免被削顶，同时，通过喷射染料及拍摄记录的方式进行警示的防止车辆被削顶的限高装置、系统及其限高方法。所提出的限高装置、系统及其限高方法可根据车辆高度自动调节挡板旋转角度，避免削顶事故的发生。该项目在构思、设计创作过程中，主要应用了几何学、物理、机械运动原理、信息工程学的相关知识，能应用到高速、桥梁、涵洞、隧道等多种地方，将为我们道路交通控制提供极大便利。