自动折叠三角警示牌可远程控制和移动装置

文/费昕宇 陈永强 刘智峰 刘荣彪 张天阔

自动折叠三角警示牌的可远程控制和移动装置，在警示危险时，提高了公路的安全管理。文中介绍的自动折叠三角警示牌，是一种可远程控制的移动装置，在使用过程中，运用其远程控制的功能，使警示牌在危险的环境中，得到充分的运用。

1 移动装置的机械机构设计

1.1 机械结构总体组成

本文介绍 的自动折叠三角警示牌，在具有可远程控制移动的功能上，整个警示牌在机械结构上，以三角警示牌和可自动行走的远控体，两个主体部分组成。在三角警示牌的结构部分中，以简单的三角形，以及三角警示牌的支撑杆结构，组成警示牌三角牌的部分。在自动移动底座主体中，其机械结构由电源、电机、传动装置、底座、动轮、行走轮部分组成。

1.2 盘底设计

1.2.1 盘底驱动方式

自动折叠三角警示牌的盘底设计，有两种形式，第一种形式是以将盘部中的各个部件，以设计的方法的位置，在盘底进行联结，形成一种组装的形式。这种联接方式，使盘底在以后的修理过程中，方便快捷。第二种方法是将盘底中的各个部件，形成一个整体，这种方法，使盘底在制作的过程中，便于加工，也使盘底在移动的过程中，具有较好的稳定性。

1.2.2 驱动电机

根据驱动电机的工作原理，本文中盘底驱动中的电机，采用的是直流减速电机，其主要参数如表1。

1.2.3 折叠三角警示牌结构设计

折叠三角警示牌在结构设计上，分为两个部分，第一部分是三角警示牌中三角牌，折叠三角警示牌在使用的过程中，对三角警示牌所用的材料，有着轻便的要求，并要求材质一定的硬度，因此，在材料选用的设计上，以硬质塑料涂上反光材料构成。折叠三角警示牌整体结构 中的第二部分，是盘底部分。盘底是折叠三角警示牌的主体，机构上有机座、电池、轮式行走机构，及障碍检测装置。在内部系统上，有驱动系统、警示系统，以及控制系统。

依照扭矩计算的公式，折叠三角警示牌存在三个驱动关节，在三个驱动关节的计算中，存在着三个等级的扭矩计算，其相关数据如下：

第一级关节扭矩：三角警示牌转动时，设定三角警示牌重心到转动中心的距离135mm,转矩承受力为4N。

表1：36BL Y65直流减速电机主要参数

则： M1=135mmx4N=540kg.cm

第二级关节扭矩，是折叠三角警示牌中杆，及三角警示牌基座杆在关节处的扭矩，在这里，设定三角警示牌重心到转动中心的距离为90mm, 转矩承受力为3N。

则：M2=90mmX3.5N=315kg.cm

第三级关节扭矩，是折叠三角警示牌展开时的扭矩，设定展开的三角警示牌重心到转动中心的距离150mm, 转矩承受力为5N。

则：M3=150mmX5N=750kg.cm.

根据以上的计算数据，在折叠三角警示牌的结构设计中，以 MG996R 舵机作为警示牌的关节驱动。

2 控制系统设计

2.1 控制电路设计

可远程控制的自动折叠三角警示牌，是以一种移动机器人的形式进行，控制电路设计中，根据所选驱动电机的参数，以及控制系统中设定的STM32F103RCT6芯片，在控制电路的设计中，为分电源 电路，系统控制电路，舵机电路、电机控制电路、总线电路等方面。系统控制电路设计，则涉及到以下几个方面：

2.1.1 硬件电路设计

折叠三角警示牌，其硬件电路设计，要考虑本体的整体结构中，每个硬件中，电路的设计情况，本文中的警示牌，其硬件主要有：

（1）动力系统的电路设计：折叠三角警示牌，整个机械是通过遥控系统，完成行走和移动功能，在机械动力系统的电路设计，需要使警示牌通过遥控装置，进行信号收发，完成折叠三角警示牌移动的远程控制。

（2）警示牌显示系统的灯光电路系统，警示牌以红蓝不同颜色的灯光，表示移动状态，灯光电路设计中，以电路和按钮的结合，使灯光以不同的颜色，以显示警示牌移动状况。

（3）控制系统的电路设计，从电路设计的角度，进行遥控器的选用，以低消耗和高功率为原则，并通过电路设计，对遥控器的接受和发射模板进行选择。

2.1.2 预定距离控制电路的设计

预定距离控制是折叠三角警示牌的重要功能，在电路设计中，以单片机的结构，使这部分的系统在电路控制下，以进行不同距离的设计，如50米、100米等不距离的设定，并在距离的设定上，运用光电测量，进行距离设定，也可通过电机转轴上设计的圆盘，通过电路的设计，以电机带动圆盘的方法进行距离设定。

2.1.3 软件系统中电路的设计

当行驶的汽车发生故障，需要停止进行检修时，驾驶员以三角警示牌进行示警时，通常情况下，来往汽车中的司机在发现示警信号，到避让时，有一个时间和采取减速、刹车的过程，根据这个过程所需要的时间，以及汽车通常的行驶速度，司机所需要的距离大约在500米左右 。根据这种情况，三角警示牌设定的距离可为50米，100米、150米等不同距离，以根据不同情况，摆放警示牌。在自动折叠三角警示牌中的系统设计中，通过软件系统的设计，以控制三角警示牌的移动距离，并通过软件系统中，电路的设计和控制，进行系统中的远程控制。

2.2 遥控通信协议

自动折叠三角警示牌的摇控器，采用的是 QQF 六通道数字比例的摇控设备，在摇控设备的操作中，是通过 PPM 信号，进行信号接收和发射，在操作过程中，以通过信号收发中的脉冲，对不同序列中的脉冲进行调制，使不同序列的脉冲，在调制度中进行相关位置的变化，以此形成不同的信号的收发，其协议配制。如图1。

从图1 可知，自动折叠三角警示牌的可远程控制的移动遥控通信中，是以三种不同通道的中断设定，进行不同移动距离的选择和设定。

3 结束语

车辆行驶中，三角警示牌的使用，是汽车行驶过程中的安全知识，能帮助每位汽车驾驶者，在汽车行驶出现故障时，保护好自己，也保护好他人。本文在自动折叠三角警示牌的设计方面，通过对设备机械结构、以及系统、电路等方面的设计，显示了自动折叠三角警示牌的结构特点，从设计的角度，讲述了自动折叠三角警示牌的设计思路和原理。

图1：遥控通信协议配制