[发明专利]一种人性化自适应减速系统及其设计方法

权利要求书

1.一种人性化自适应减速系统，它是由减速装置、传动装置、电动机、传输电缆、单片机和车辆检测线圈组成的，其特征在于：减速装置连接传动装置，传动装置连接电动机，电动机通过传输电缆与单片机连接，单片机连接车辆检测线圈。

2.一种如权利要求1所述的人性化自适应减速系统的设计方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：路段限速标志

在距离车辆检测线圈前方为S的地点设置路段限速标志，以告知驾驶员进行减速，为使驾驶员能够在该距离内减速至合理要求，距离S需满足一定的要求，具体计算如下：

S——车辆检测线圈距限速标志距离，m；

V₁——初始速度，km/h；

V₀——路段限速值，km/h；

——摩擦系数；

f——滚动阻力系数；

i——坡度；

根据路段平均行车速度、路段限速值，计算出S，具体设置过程中，只要限速标志距车辆检测线圈的距离大于S即可；

步骤二：减速装置

人性化自适应减速系统的减速装置由弧状部分与平面部分两部分组成，预埋至弧状圆槽内，当车辆未超速时，撤销减速效果，保证车辆舒适行驶的状态，要求减速装置露出地面部分的宽度尺寸在300mm±5mm至400mm±5mm范围内，高度尺寸在25mm±2mm至70mm±2mm范围内，且高度与宽度尺寸之比不大于0.7；考虑舒适度问题，减速装置的弧状部分凸出地面高度尺寸取70mm，计算可知，初始状态凸出地面圆弧对应的圆心角为90度，凸出地面的高度为反推得知减速装置弧状部分对应的半径R＝141.4mm，减速装置平面部分与地面相接时，其对应的平面宽度为1.414R，即200mm；故减速装置的初始状态为弧状部分凸出地面，凸出高度设计70mm，宽度设计200mm，平面部分宽度设计200mm；

步骤三：预检行驶车辆速度

预检装置采用车辆检测线圈来实现，车辆检测线圈埋置于减速装置前方距离L处，当有车辆驶过车辆检测线圈时，车辆切割磁力线产生振荡频率，利用开始和结束之间的时间间隔测量汽车的移动速度，车辆行驶的点速度被及时记录下来并通过电缆将车速信息传送给单片机，车辆检测线圈与减速装置的距离L由限速值即阈值V₀、单片机处理时间t₁和电机转动到指定位置所需时间t₂共同决定，它们之间满足以下关系：

                  L/V₀＞t₁+t₂

根据实际情况，车辆检测线圈和减速装置之间的距离应大于等于车身长度，这里取均值L＝5m；

单片机处理时间t₁与电机转动到指定位置所需时间t₂，均以毫秒为单位，由此计算出来的L远小于5m，故车辆检测线圈与减速装置的距离L设计为5m；

步骤四：与路段限速值进行比较

单片机接受车辆检测线圈传来的速度信息V₂，并与阈值V₀进行比较，据此对电动机发出指令，控制减速装置的转动角度和转动方向，实现人性化减速的目的；单片机通过阈值比较结果输出0或1，若V₂＞V₀，单片机输出指令1；若V₂≤V₀，单片机输出指令0；

步骤五：传输指令

电缆用来在车辆检测线圈和单片机之间以及单片机和电动机之间传输信号、指令，单片机通过电缆将指令传递给电动机，电动机接收传输指令，决定是否实施减速；

步骤六：决定是否实施减速

电动机带动减速装置实施减速，减速装置与电动机通过齿轮联动，系统初次使用时，单片机初始值为1，减速装置弧状部分凸出地面70mm高度，若电动机接收传输指令为1，减速装置保持初始状态不变、呈弧状部分凸出地面70mm，达到减速效果；若电机接收传输指令为0，电动机带动减速装置转动，将减速装置平面部分转到与地面齐平的位置，车辆舒适、平稳通过，不受减速影响；

步骤七：恢复减速初始状态

当电动机收到的传输指令为0时，车辆平稳通过后，减速装置恢复到弧状部分凸出地面的初始状态。