可自动升降式道路减速垫的设计
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国外减速垫研究综述3
1.3 国内减速垫研究综述3
1.4 主要研究内容及采用的研究手段4
2 减速垫传动机构的设计5
2.1 概述5
2.2 减速垫的设计依据5
2.3 减速垫的结构设计5
2.4 减速垫传动机构的尺寸设计7
2.5 减速垫梳孔盖板的设计9
2.6 其它零部件的设计11
2.7 减速垫传动机构装配图13
2.8 本章小结14
3 减速垫动力装置的选定14
3.1 电动机的选定14
3.2 联轴器的选用15
3.3 减速机的选用15
3.4 支撑座的选用15
4 机械式减速垫的控制系统15
4.1 车辆测速装置的选择16
4.2 PLC的组成机构16
4.3 PLC程序设计16
结论21
致谢22
参考文献23
1 引言
随着社会进步，我们的日常交通变得越来越方便，因此车辆在路面上的行驶速度也是越来越快。然而交通安全确实我们一个不可忽略的问题，所以在某些重要场所和路段必须限制车辆的行驶速度。因而日常生活中采用各种道路安全措施，来提醒驾驶人员以控制机动车的车速，避免交通事故的发生。减速垫在我们日常生活中已经越来越普遍，减速垫的出现对交通中的超速行为有着很好的限制作用，有效的降低了交通事故的发生率。
1.1 研究背景
随着道路减速垫使用的普及，当 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
道路减速垫起到限制机动车车速的同时，也会让驾驶人员感到颠簸和跳动的感觉。为了让人们的交通更加的人性化，当机动车以较低的速度通过减速垫时应该消除减速垫带给驾驶人员的这种颠簸感，提高驾驶的舒适性。然而当机动车以较高速度通过减速垫时，减速垫仍然需要起到限制车速的作用，给以驾驶员一定的颠簸和跳动的感觉，来提醒驾驶人员减慢行驶的速度。所设计的道路减速垫是一种可自动升降的道路减速垫，可以使机动车在正常的行驶中，不需要翻越用于强制减速的减速垫，平稳的通过相应路段，提高驾驶舒适性。可自动升降的道路减速垫时通过压力传感器信号，经过PLC处理来控制动力装置，从而实现自动升降。
1.1.1 速度对道路交通事故的影响
超速是造成交通事故的主要危险因素。平均速度的上升与发生碰撞事故的可能性以及碰撞后果的严重性直接相关，当成年行人被以每小时50公里的速度行驶的车辆碰撞时，死亡风险低于20%；如果车辆行驶速度为每小时80公里，死亡风险会接近60%。超速和速度不当会有以下两方面问题产生：
①当以较高车速行驶时，驾驶员的视野会变窄，对事物的认识能力降低，不能及时观察到周围的行人及小型非机动车；而且驾驶员意识到自己要停车后所行驶的距离和停车制动距离是成正比的。其关系如下图所示：
图1-1 紧急制动时停车距离示意图
②在一起交通事故中，如果行驶速度过高，其碰撞中所产生的机械能越大，这也就意味着对人体组织损伤越大。如果速度可以控制在一定范围内，就有足够的反应时间来降低车速，才会避免交通事故的发生。
1.1.2 利用道路措施进行控速
超速和速度不当是导致交通事故产生的“罪魁祸首”，但大部分由于超速引起的交通事故是由于驾驶员不遵守交通道路设施的指示，对交通安全的忽视才导致的。因此，如果把速度管理这方面措施做好了，道路安全问题也不会那么严重了。
我国对于速度管理这方面的措施做了不少研究，我们能看到国家在这方面做的贡献。我国进行速度管理的方法主要有以下几个方面：
① 在各公路路段设置的限速值与限速标志等：
② 道路交警对速度管理法规的落实，一般通过对超速驾驶员进行罚款和记分
③ 车载智能速度调节系统可以很好的辅助驾驶员进行不同路段不同车速的控制；
④ 通过去驾驶培训机构考得驾驶证等途径来要求每位驾驶员的交通常识和驾驶技能得到提高；
⑤ 环岛、减速丘、减速垫等道路工程设施的设置。
在现阶段的中国，虽然工程设施工作做的很多，但限速并没有普遍得到驾驶人的重视。近年来减速垫在国内得到广泛使用，在道路减速中取得了不错的效果，减速垫的出现是很有必要的。
1.2 国外减速垫研究综述
国外对于减速垫的研究和使用相比于国内更成熟，不同国家对于减速垫的设计有着不同的标准，但他们致力于研究既能很好的达到减速效果又能保证驾驶员驾驶的舒适性的减速设施，而且各个发达国家对于减速设施的研究越来越多的履行环保节能的宗旨，其新型减速垫的设计层出不穷，这是值得我们借鉴的。
1.2.1 国外研究现状
减速带技术在欧洲、美国、日本等一些发达国家使用较为广泛，多年以前就开始重视并普及。以英国为例，英国是最早采用强制型道路减速垫的国家之一，早在20世纪80年代即开始把减速丘陆续应用于英国公路事故多发地段，目前伦敦已有3万多个，在重视环保和能源问题的今天，英国已研制成功了可发电减速丘，其显著效果有望达到“1英里（1.6公里）长的街道上红绿灯、路灯和路牌的照亮只需四个新型减速丘就可以实现。”这种无噪音、安全而舒适，不仅是绿色的，而且是免费的，这是值得国内借鉴的。
1.2.2 国外应用经验总结
在欧、美、澳洲等发达国家，道路限速设施应用相对合理，他们充分考虑驾驶员驾驶舒适度，通过掌握驾驶员生理和心理这两方面来设计用于减速的设施。而且限速设施运用场合也得到严格控制，一般在居住区、城市、酒店停车场等需要降低车速的地段设置限速设施，并且很少在机动车行驶道路上使用。发达国家在应用限速设施时，利用体表标记、上色等手段，可以很好的辅助驾驶员实现减速。
1.3 国内减速垫研究综述
近年来国内开始关注并讨论研究如何科学合理的利用减速垫来降低车速，从而使交通事故发生几率降低。由于我国对减速垫并没有相关标准进行规定，所以减速垫的使用和安装基本是依据经验来设计和施工的。虽然没有相关要求规定，但是我们在设计的时候一定要做好受力分析和尺寸设计等，这样可以更好的提高驾驶员驾驶舒适性。
1.3.1 国内应用现状
目前国内常用的减速垫主要有驼峰式减速垫，这种减速垫可根据实际的要求，可以快速组合起来，安装很方便。由于其应用广泛，在各个场合都能看到这种减速垫的使用。因为道路减速垫的广泛应用，使机动车和非机动车在行驶中起到缓冲减速目的，提高了交通道口的安全。
针对可自动升降的减速垫，国内也有不少研究，中国专利CN 201110243279.2和CN 201510227540.8研究的是通过单片机给出信号控制机械式的传动机构来带动减速垫的升降，而CN 201310476089.4研究的是设计一个液压式传动机构，当车辆接近减速垫时驾驶员自然会人为减速，然后压到液压系统中的阀杆头，减速垫会自动下沉，从而可以使车辆顺利通过。
2.4.2 梳齿垫块的尺寸设计
h3的尺寸可以根据斜块的最高点离路面的深度和减速垫上升或者下降的距离进行设计，设斜块距离路面的距离为0.17m，可得梳齿垫块的左边高度h3=0.2m，则h4=h3+L1×tan4.5°，带入数据L1=2.88m，经过计算可以得出h4=0.43m。
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国外减速垫研究综述3
1.3 国内减速垫研究综述3
1.4 主要研究内容及采用的研究手段4
2 减速垫传动机构的设计5
2.1 概述5
2.2 减速垫的设计依据5
2.3 减速垫的结构设计5
2.4 减速垫传动机构的尺寸设计7
2.5 减速垫梳孔盖板的设计9
2.6 其它零部件的设计11
2.7 减速垫传动机构装配图13
2.8 本章小结14
3 减速垫动力装置的选定14
3.1 电动机的选定14
3.2 联轴器的选用15
3.3 减速机的选用15
3.4 支撑座的选用15
4 机械式减速垫的控制系统15
4.1 车辆测速装置的选择16
4.2 PLC的组成机构16
4.3 PLC程序设计16
结论21
致谢22
参考文献23
1 引言
随着社会进步，我们的日常交通变得越来越方便，因此车辆在路面上的行驶速度也是越来越快。然而交通安全确实我们一个不可忽略的问题，所以在某些重要场所和路段必须限制车辆的行驶速度。因而日常生活中采用各种道路安全措施，来提醒驾驶人员以控制机动车的车速，避免交通事故的发生。减速垫在我们日常生活中已经越来越普遍，减速垫的出现对交通中的超速行为有着很好的限制作用，有效的降低了交通事故的发生率。
1.1 研究背景
随着道路减速垫使用的普及，当 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
道路减速垫起到限制机动车车速的同时，也会让驾驶人员感到颠簸和跳动的感觉。为了让人们的交通更加的人性化，当机动车以较低的速度通过减速垫时应该消除减速垫带给驾驶人员的这种颠簸感，提高驾驶的舒适性。然而当机动车以较高速度通过减速垫时，减速垫仍然需要起到限制车速的作用，给以驾驶员一定的颠簸和跳动的感觉，来提醒驾驶人员减慢行驶的速度。所设计的道路减速垫是一种可自动升降的道路减速垫，可以使机动车在正常的行驶中，不需要翻越用于强制减速的减速垫，平稳的通过相应路段，提高驾驶舒适性。可自动升降的道路减速垫时通过压力传感器信号，经过PLC处理来控制动力装置，从而实现自动升降。
1.1.1 速度对道路交通事故的影响
超速是造成交通事故的主要危险因素。平均速度的上升与发生碰撞事故的可能性以及碰撞后果的严重性直接相关，当成年行人被以每小时50公里的速度行驶的车辆碰撞时，死亡风险低于20%；如果车辆行驶速度为每小时80公里，死亡风险会接近60%。超速和速度不当会有以下两方面问题产生：
①当以较高车速行驶时，驾驶员的视野会变窄，对事物的认识能力降低，不能及时观察到周围的行人及小型非机动车；而且驾驶员意识到自己要停车后所行驶的距离和停车制动距离是成正比的。其关系如下图所示：
图1-1 紧急制动时停车距离示意图
②在一起交通事故中，如果行驶速度过高，其碰撞中所产生的机械能越大，这也就意味着对人体组织损伤越大。如果速度可以控制在一定范围内，就有足够的反应时间来降低车速，才会避免交通事故的发生。
1.1.2 利用道路措施进行控速
超速和速度不当是导致交通事故产生的“罪魁祸首”，但大部分由于超速引起的交通事故是由于驾驶员不遵守交通道路设施的指示，对交通安全的忽视才导致的。因此，如果把速度管理这方面措施做好了，道路安全问题也不会那么严重了。
我国对于速度管理这方面的措施做了不少研究，我们能看到国家在这方面做的贡献。我国进行速度管理的方法主要有以下几个方面：
① 在各公路路段设置的限速值与限速标志等：
② 道路交警对速度管理法规的落实，一般通过对超速驾驶员进行罚款和记分
③ 车载智能速度调节系统可以很好的辅助驾驶员进行不同路段不同车速的控制；
④ 通过去驾驶培训机构考得驾驶证等途径来要求每位驾驶员的交通常识和驾驶技能得到提高；
⑤ 环岛、减速丘、减速垫等道路工程设施的设置。
在现阶段的中国，虽然工程设施工作做的很多，但限速并没有普遍得到驾驶人的重视。近年来减速垫在国内得到广泛使用，在道路减速中取得了不错的效果，减速垫的出现是很有必要的。
1.2 国外减速垫研究综述
国外对于减速垫的研究和使用相比于国内更成熟，不同国家对于减速垫的设计有着不同的标准，但他们致力于研究既能很好的达到减速效果又能保证驾驶员驾驶的舒适性的减速设施，而且各个发达国家对于减速设施的研究越来越多的履行环保节能的宗旨，其新型减速垫的设计层出不穷，这是值得我们借鉴的。
1.2.1 国外研究现状
减速带技术在欧洲、美国、日本等一些发达国家使用较为广泛，多年以前就开始重视并普及。以英国为例，英国是最早采用强制型道路减速垫的国家之一，早在20世纪80年代即开始把减速丘陆续应用于英国公路事故多发地段，目前伦敦已有3万多个，在重视环保和能源问题的今天，英国已研制成功了可发电减速丘，其显著效果有望达到“1英里（1.6公里）长的街道上红绿灯、路灯和路牌的照亮只需四个新型减速丘就可以实现。”这种无噪音、安全而舒适，不仅是绿色的，而且是免费的，这是值得国内借鉴的。
1.2.2 国外应用经验总结
在欧、美、澳洲等发达国家，道路限速设施应用相对合理，他们充分考虑驾驶员驾驶舒适度，通过掌握驾驶员生理和心理这两方面来设计用于减速的设施。而且限速设施运用场合也得到严格控制，一般在居住区、城市、酒店停车场等需要降低车速的地段设置限速设施，并且很少在机动车行驶道路上使用。发达国家在应用限速设施时，利用体表标记、上色等手段，可以很好的辅助驾驶员实现减速。
1.3 国内减速垫研究综述
近年来国内开始关注并讨论研究如何科学合理的利用减速垫来降低车速，从而使交通事故发生几率降低。由于我国对减速垫并没有相关标准进行规定，所以减速垫的使用和安装基本是依据经验来设计和施工的。虽然没有相关要求规定，但是我们在设计的时候一定要做好受力分析和尺寸设计等，这样可以更好的提高驾驶员驾驶舒适性。
1.3.1 国内应用现状
目前国内常用的减速垫主要有驼峰式减速垫，这种减速垫可根据实际的要求，可以快速组合起来，安装很方便。由于其应用广泛，在各个场合都能看到这种减速垫的使用。因为道路减速垫的广泛应用，使机动车和非机动车在行驶中起到缓冲减速目的，提高了交通道口的安全。
针对可自动升降的减速垫，国内也有不少研究，中国专利CN 201110243279.2和CN 201510227540.8研究的是通过单片机给出信号控制机械式的传动机构来带动减速垫的升降，而CN 201310476089.4研究的是设计一个液压式传动机构，当车辆接近减速垫时驾驶员自然会人为减速，然后压到液压系统中的阀杆头，减速垫会自动下沉，从而可以使车辆顺利通过。
2.4.2 梳齿垫块的尺寸设计
h3的尺寸可以根据斜块的最高点离路面的深度和减速垫上升或者下降的距离进行设计，设斜块距离路面的距离为0.17m，可得梳齿垫块的左边高度h3=0.2m，则h4=h3+L1×tan4.5°，带入数据L1=2.88m，经过计算可以得出h4=0.43m。
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