一种直流电磁铁型减速带减速方法与流程

本发明涉及一种减速带，特别是一种直流电磁铁型减速带减速方法。

背景技术：

通过近年减速带的使用效果来看，减速带是一把双刃剑。减速带能有效地改善道路交通安全状况，反之，可能效果不大甚至成为公路上的人为路障。当下减速带大都使路面拱起以达到车辆减速目的，然而车辆驶过减速带时，无一例外会产生剧烈震动，不舒适感和不安全感油然而生。

目前，国内已出现了多种新型减速带，如：降噪液压减速带，视觉减速带等，但这些减速带绝大部分只能解决一些片面的问题，同时又有很多缺陷。例如：降噪液压减速带主要目的在于减少车辆驶过减速带时产生的噪音污染，该设计中装置较多且对弹簧要求过高，减速带回弹复位较慢；视觉减速带主要利用视觉的因素来达到减速效果；但对环境要求过高，适用性不强。同时，现有的减速带不具备对行驶车辆速度快慢的区分能力，无法既减少低速车辆行驶时的震动感，又对高速车辆保持惩罚性的震动。为了适应不同交通条件，减速带需要自我调控以适应环境，以期真正成为人性化的减速带。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种直流电磁铁型减速带减速方法，利用直流电磁铁产生的磁斥力F达到减速的目的；同时可区分车速快慢，来调控自身阻挡力度，以适应于不同交通环境。

本发明采取的技术方案为：一种直流电磁铁型减速带减速方法，包括一种减速带，该减速带包括减速面板，减速面板一端连接固定在地面的旋转轴，减速面板另一端通过挂钩与地面相接，减速面板下方固定安装有第一金属盒，第一金属盒内设有第一直流电磁铁；对应第一金属盒下方的地内固定有第二金属盒，第二金属盒内设有第二直流电磁铁；第一直流电磁铁与第二直流电磁铁同极相对。

所述第一直流电磁铁包括第一铁芯，第一铁芯上绕有第一线圈；第二直流电磁铁包括第二铁芯，第二铁芯上绕有第二线圈。所述第一金属盒、第二金属盒均设有侧边孔道。

所述减速面板截面呈抛物线、连接转折线型。

所述挂钩设有橡胶层。

一种减速带减速方法，第一直流电磁铁、第二直流电磁铁均连接电流调节模块，通过电流调节模块调节通过第一线圈、第二线圈电流的大小，同时第一线圈、第二线圈的匝数可调，从而产生不同的减速效果。

一种减速带减速方法，第一金属盒、第二金属盒的位置可调整，其位置距离旋转轴的轴端可调整，在可承受一定竖直压力的条件下，通过调整第一金属盒、第二金属盒的位置与旋转轴的轴端的距离，对减速带提供不同的力，从而产生不同的减速效果。

一种减速带减速方法，在减速面板的下压过程中，由第一金属盒、第二金属盒内部的直流电磁铁通电产生的磁斥力F，来分担减速面板受压下降的冲量，挂钩不受压力，并可以通过改变磁斥力F的大小来控制减速面板的下降速度；在减速带面板由于磁斥力F快速回弹中，带动挂钩伸出部分与地面相接，使减速面板快速复位，完成一个工作过程。

本发明一种直流电磁铁型减速带减速方法，技术效果如下：

1)、保证在不同车辆载重的情况下，由于磁铁压缩有一个迟滞时间，从而对慢速行驶汽车达到平顺行驶效果；而对高速通过汽车拥有和常规减速带相同的惩罚性震动。提高了低速车辆行驶过减速带的舒适度，并保证了应有的安全性。

2)、本发明中通电直流电磁铁产生的磁斥力F，不仅起到减速带快速回弹的作用，还能够承受竖向的压力和冲击力，能保证减速面板下压到最大限度时，铁芯之间不会相接触，这样降低了对铁芯刚度的要求，减少了对铁芯的磨损，从而增长了其使用寿命。

3)、本发明中挂钩主要起到保证减速带复位的作用，且不至于使减速带因磁斥力F而被弹开，由于磁斥力F较小而挂钩力矩最大，在末端上并附有橡胶层，降低了对挂钩性能的要求。

4)、根据不同交通环境条件要求，其通过调节金属盒距离轴端的位置、及其内部的线圈电流的大小来控制减速带的下降速度，从而调控自身阻挡力度。

5)、本发明中直流线圈通过导线与道路照明设施线路相连，因而调节电流大小时可以在电流输出端设置简易电路来调整，快捷方便，简单实用。

6)、本发明中铁芯除了起到固定线圈的作用外，还能作为磁介质，起到增加磁场强度的效果，且铁芯价格低廉，易于制作。

附图说明

图1为本发明减速带纵向剖面结构示意图；

图2为本发明减速带横向剖面结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种直流电磁铁型减速带减速方法，包括一种减速带，该减速带包括减速面板1，减速面板1一端连接固定在地面的旋转轴3，减速面板1另一端通过挂钩4与地面相接，减速面板1下方固定安装有第一金属盒2，第一金属盒2内设有第一直流电磁铁。对应第一金属盒2下方的地内固定有第二金属盒5，第二金属盒5内设有第二直流电磁铁。第一直流电磁铁与第二直流电磁铁同极相对。所述第一直流电磁铁包括第一铁芯6，第一铁芯6上绕有第一线圈7；第二直流电磁铁包括第二铁芯8，第二铁芯8上绕有第二线圈9。

所述第一金属盒2、第二金属盒5均设有侧边孔道。

所述减速面板1截面呈抛物线、连转折线型。

所述挂钩4设有橡胶层。

第一直流电磁铁、第二直流电磁铁中：其铁芯缠绕的线圈通过导线10沿着金属盒侧边孔道11与道路照明设施的线路相连，并在电流输出端设置电流调节模块，通过电流调节模块内4个二极管形成的全波整流装置,把交流变成脉动直流,然后利用稳压管,形成稳恒的直流,最后连接一个可变电阻器,这样就可以实时改变直流的大小，装置简单方便。

根据不同交通环境可以通过该电路调整第一线圈7、第二线圈9的电流的大小，同时线圈的匝数可调，从而产生不同的减速效果。这种随时可调的结构可以适应不同交通环境下不同载重的行驶车辆，增加了本发明的灵活性、人性化和适用性。

本发明中第一金属盒2、第二金属盒5的位置可调整，其位置距离旋转轴3的轴端可远可近，在可承受一定竖直压力的条件下，通过调整第一金属盒2、第二金属盒5与旋转轴3的轴端的距离对减速带提供不同的力，从而产生不同的减速效果。

本发明中的减速带面板1采用一端固定于旋转轴3、而另一端连接挂钩4的设计。在减速面板1的下压过程中，由金属盒内部的通电磁铁产生的磁斥力F，来分担减速带面板1受压下降的冲量，挂钩4不受压力，并可以通过改变磁斥力F的大小，来控制减速带面板1的下降速度；在减速带面板1由于磁斥力F快速回弹中，带动挂钩4伸出部分与地面相接而使减速带面板1快速复位，完成一个工作过程。在本发明中，减速带面板1因磁斥力F而快速回弹，挂钩4的力矩最大且附有橡胶层，而磁斥力F较小，从而降低了对挂钩4强度的要求。

本发明的工作原理为：由于通电直流电磁铁之间的磁斥力F作用，在压缩时需要一个迟滞时间，而高速行驶车辆通过减速带面板1的时间远小于该迟滞时间，故高速行驶车辆在通过时，减速带面板1不能压下去，这就巧妙地利用该迟滞时间对车辆形成了振动源，且降低了对铁芯的要求，因而本发明也就识别了高速行驶车辆而发挥其强制减速目的；而低速车辆行驶时，通过时间大于电磁铁压缩需要的迟滞时间，由于磁斥力F小于轮胎对减速带面板1施加的竖直方向作用力G，在该作用力下，金属盒能够有效的下压，使得减速带面板1逐渐下沉，直到减速带最高点与路面相近，保证了低速行驶车辆经过本发明时如履平地。对于中间速度的车辆，本发明可以根据不同速度车辆，通过减速带的时间与迟滞时间的关系，在轮胎对减速带面板1施加的竖直方向作用力G下，减速带下沉不同的高度从而产生了不同的减速效果。

本发明中金属盒内部设置的螺线管式直流电磁铁，计算时，可把其中一个直流电磁铁产生的磁场近似看成恒定磁场，记端轴产生的磁感应强度为B，而另一个直流电磁铁产生同极相对的恒定磁场，则在近似计算时可把其中一个看成铁导体，则两流电磁铁之间会形成磁斥力，即为该导体所受到的斥力F。为使电磁铁在较小电流下产生较大磁场以形成较大磁斥力，其铁芯可采用MnZn功率铁氧体PC44，而另一个电磁铁其作用是形成一个同极相对的铁导体，故其铁芯可采用一般的铁氧体，降低造价，因此计算如下：

1)、计算公式：

μ₀；真空磁导率，μ₀＝4π×10⁷H/m，B:电磁铁的磁感应强度；

μ_r:铁芯(暂取MnZn功率铁氧体JP4)的磁导率，μ_r＝2300±25％；

A:电磁铁的磁极面积，A＝πr²；

n；电磁铁线圈的匝数；1；电磁铁线圈电流的大小；

β₁，β₂：螺旋管电磁铁端部中心点与螺旋管两端的夹角；

Bs:铁芯的饱和磁感应强度，Bs＝510mT(25℃)；

2)、计算分析：

减速带面板1：宽度一般为30—40cm，轮胎直径一般为40—60cm，在汽车通过减速带面板1时，其下压高度为3mm～15mm时能起到有效减速的效果。汽车总重一般可取为3—5t，暂取汽车重力为3t，则每个轮胎所承担重力G为汽车总重的1/4。由力矩平衡可知：磁斥力F可约取重力的一半，即F＝1/2G，由于磁斥力F远小于汽车重力也可满足条件，故计算时再乘以一个折减系数1/2，则磁斥力即F＝1/4G。

暂取电磁铁线圈匝数n为20，线圈电流1为30A，铁芯磁导率μ_r为2300，铁芯(线圈)半径r为5cm，则此时根据公式B＝445.88mT≤Bs，此时F_斥＝1.243KN，可知该磁斥力很大，说明两块电磁铁受力完全下压(＞15mm)需要一个迟滞时间。

当高速汽车(取v_高＝80Km/b)驶过减速带时，单轮通过的时间为小于两块电磁铁能有效下压的时间，故高速车瞬间通过减速带时电磁铁不能压下去，从而起到了对高速车减速的效果。

当低速车(取v_低＝1Km/h)驶过减速带时，单轮通过的时间为此时电磁铁在汽车通过时能压下去，则起到了使慢速车平顺通过的目的。

当在上述两种车速之间时，可根据其通过减速带的时间与磁铁有效下压所需时间的关系，可得到不同的减速效果，灵活性很强。

3)、计算铁芯尺寸、价格：

铁芯采用MnZn功率铁氧体PC44，每匝线圈半径为0.5mm，故可取铁芯高度为3cm。即几何尺寸为:50mm×50mm×30mm，价格500元/kg，密度为4.8g/cm³。

取B为500mT，汽车总重力为4t，则单面磁铁产生的斥力由得A＝12.56×10^-3m²，取高为3cm，此时，质量m＝4.8×10³×12.56×10^-3×0.03＝1.81kg，价格w＝1.81×500＝905元。