一种智能道路护栏的设计

2022-01-22王文博赵俊红张海燕马晓曙

装备制造技术 2021年10期

王文博，赵俊红，张海燕，马晓曙

（山东华宇工学院，山东德州 253000）

0 引言

现由于城市的扩大，人口剧增，人们上班工作的地方和居住的地方相隔很远是极为普遍的现象。因此导致了在上下学，上下班高峰时段主干道路双向交通量分布严重不均衡，即单向拥堵。交通工具机动化程度不断提高，而传统的城市交通系统并不能解决这种现实问题。因此，“流量高峰期”的交通堵塞成为了困扰各个城市的难题。流量高峰期拥堵在时间和区域具有很强的规律。如果解决流量高峰期拥堵的交通仅靠交通信号灯的变化来指示，会使驾驶员行错车道，造成车祸。因此，设计一款智能自动开关道路隔离护栏，可以根据人流量、车流量的变化自主监测进行开关隔离道路的开合。设计缓解交通问题的同时比传统的道路护栏结构简单降低物力成本的投入，对城市交通基础设施有了显著改善[1]。

1 智能道路护栏的机构设计

1.1 道路隔离护栏的现状

为保证道路交通安全，城市道路一般设置有道路隔离护栏，目前的道路隔离护栏均为固定式护栏。当需要移动道路隔离护栏时，借助采用机械操作才能将其移走。

1.2 道路隔离护栏简介

装置是一种自动开关道路隔离护栏，可以定时打开或关闭，可以使用在需要经常打开或关闭的特定路段或路口。例如，在学校、医院、机关单位、小区等人员密集的路段或路口，每天上下班高峰时，可以将门口道路中心的隔离护栏设置为打开状态，而在其他时段可以将隔离护栏设置为关闭状态，既方便群众出行，又保证交通安全，同时提高通行效率[2]。隔离护栏整体结构如图1所示。

图1 隔离护栏整体结构

1.3 道路护栏实施原理

该装置涉及交通设施技术，尤其涉及一种道路隔离护栏。该道路隔离护栏包括：第一护栏、第二护栏（与第一护栏可滑动连接，道路隔离护栏具有第二护栏朝向第一护栏移动的打开状态和第二护栏背向第一护栏移动的关闭状态）以及驱动机构（与第二护栏传动连接，用于驱动道路隔离护栏在打开状态和关闭状态之间切换）。本实施例中通过驱动机构驱动第二护栏朝向或背向第一护栏移动，以使道路隔离护栏打开或关闭，替代传统的全部固定式护栏，在需要打开或关闭道路护栏的路段可以便于护栏的打开以允许车辆通行或关闭以阻断交通，结构简单，易安装，易维护，节省人力，提高工作效率，保证交通安全，提高了通行效率[3]。图1中，护栏2为固定护栏，安装好以后不能移动。可伸缩护栏1可以自动伸缩。护栏1底部安装有滚轮7，滚轮与地面接触，护栏1安装有驱动电机4，电机4驱动滚轮7，实现护栏的伸缩。护栏1与护栏2通过滑轨5结合到一起，起到稳定护栏1的作用。定时器3可以设置护栏的打开与闭合时间。感应器8自动感应附近车辆，防止车辆通过时误撞车辆。太阳能电池板6可以为蓄电池9蓄电，同时为系统提供电力供应。伸缩护栏1在伸出状态时，关闭路口，起到阻断交通的作用；伸缩护栏1在缩进状态时，打开路口，车辆可以通行。

（1）自动伸缩护栏的显示器结构。自动伸缩护栏的显示器结构示意图，如图2所示。自动伸缩护栏的显示器的上半部分为LED显示屏，显示护栏的开放时间。下半部分为控制面板，通过控制面板可以设置护栏开放时间。

图2 自动伸缩护栏的显示器结构

（2）自动伸缩护栏的电机4和滚轮7结构示意图及工作原理自动伸缩护栏的电机4和滚轮7结构示意图及工作原理，如图3、4所示。

图3 电机与滚轮工作原理前视图

图4为电机与滚轮工作原理剖面图，右图为电机与滚轮工作原理前视图。具体技术方案如下：电机4-2加电后转动，带动电机齿轮4-4转动，电机齿轮通过链条4-5带动滚轮的齿轮7-2转动，滚轮齿轮带动滚轮7-1转动。4-1为电机保护壳。4-3为电机固定架。滚轮7-1为对称结构，两个滚轮通过轴7-5和滚珠轴承7-4连接在一起。电机通过正向与反向转动，带动滚轮正向与反向转动，实现护栏的伸出与缩进。