[发明专利]一种基于纳米流控系统的缓冲减速带

说明书

一种基于纳米流控系统的新型缓冲减速带，包括减速带外壳、减速带功能区和实心基座，所述减速带外壳为半圆形柱体结构，减速带外壳内部填充有减速带功能区，所述减速带外壳底部为实心基座，所述实心基座厚度由椭圆柱体中心向两边逐渐减薄，中心厚度占椭圆柱体总高度的1/5，采用膨胀螺丝将实心基座安装在道路上，所述减速带功能区为憎水性纳米多孔介质与水或甘油组成的纳米流控系统。本发明能够在车辆低速通过时，根据车辆载重自行调节减速带自身形状和体积变化，从而起到车辆平稳通过的目的；车辆高度通时，减速带继续保持较大刚度，对车轮起到极强的阻力作用，迫使车辆减速。

技术领域

本发明涉及道路安全设施技术领域，特别涉及一种基于纳米流控系统的缓冲减速带。

背景技术

近年来，随着私家车数量剧增，交通事故频发。为减少交通事故的发生，交通管理部门对过往车辆的行驶速度加以限制，在一些特殊交通道路和地区如城市道路道口、住宅小区入口、学校门口等地方放置了减速带。减速带材质一般为橡胶材料或铸钢材料，外观颜色往往黄黑相间，以起到视觉警示作用；外形为弧面，使路面稍微拱起以达到提醒驾驶员并使车辆减速的目的。

当车辆经过减速带时，由于减速带刚度固定，不论通过减速带车速高低，车辆都会产生颠簸现象，造成乘客不适，同时也对车辆悬挂系统和轮胎有一定的损害。不仅如此，在随着较大颠簸时候，载货汽车还会发生货物散落等情况，对人民群众的生命安全也是一种隐患。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于纳米流控系统的缓冲减速带，该减速带能够在车辆低速通过时，根据车辆载重自行调节减速带自身形状和体积变化，从而达到使车辆平稳通过的目的；车辆高速通过时，减速带保持较大刚度，对车轮起到极强的阻力作用，迫使车辆减速。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于纳米流控系统的缓冲减速带，包括减速带外壳1、减速带功能区2和实心基座3，所述减速带外壳1为半椭圆柱状空心结构，减速带外壳1内部为减速带功能区2，所述减速带外壳1底部为实心基座3，所述实心基座3厚度由半椭圆柱体中心向两边逐渐减薄，实心基座3中心厚度占外壳1半椭圆柱状空心结构总高度的1/5，采用膨胀螺丝将实心基座3安装在道路上。

所述减速带外壳1选用高弹、耐磨性橡胶材料，如丁腈橡胶、聚氨酯橡胶等，外壳厚度为5-10mm。

所述减速带功能区2包括前区4，后区5和中区6，前中后三区之间由隔层7分隔开，隔层7采用高弹橡胶材料，厚度3～5mm。

所述前区4，后区5和中区6均由若干相互独立的空心蜂窝结构8组成，空心蜂窝结构8中填充纳米流控系统缓冲液9。

所述纳米流控系统缓冲液9为纳米多孔介质与液体的混合液，纳米多孔介质为憎水性多孔材料，所述液体为水或甘油，所封装的纳米流控系统缓冲液9的混合比例的确定方法为：纳米多孔介质的有效孔体积与液体体积的比在1:3～1:5之间。

不同区域填充的纳米流控系统缓冲液9配方选取方法分为以下三步：

第一步：计算汽车驶过减速带时，减速带所受到的力F，需要区分减速带前区4和后区5所受到的力F₁，以及中区6所受到的力F₂两种情况来计算；

情况一：减速带前区4和后区5所受到的力F₁

对所述减速带前区4和后区5而言，减速带所受力F₁为汽车轮胎碰撞减速带产生的冲击力F_冲与汽车重力对减速带产生的分力F_重分之和；

汽车初上减速带时，汽车轮胎碰撞减速带产生的冲击力F_冲计算公式如下：

式中：