一种非嵌式智能减速带及其工作方法技术领域
本发明属于道路交通领域，具体来说，涉及一种非嵌式智能减速带及其工作方法。
背景技术
随着车辆的日益增多、交通拥堵情况的日益严重以及交通事故的多发，智能交通
系统的研究越来越受到重视。国际上，美、日、英等国家在该领域处于领先地位。如美国运输
部于2015年8月发布智能交通战略部署(2015-2019)，重点打造更加安全的车辆及道路。
在国内，智能减速带也是智能交通的研究热点之一。2010年，福州大学提出了基于
雷达测速仪的智能公路减速带。然而这种方案成本较高，无法精确判断车辆是否超速，难以
推广使用。2014年，重庆大学研究了连续减速带激励下，车辆悬架系统的非线性振动与控
制。2015年，东北石油大学开展了基于空气弹簧的具有智能惩罚功能的道路减速带的研究。
尚有不足的是，已有的智能减速带大多需要挖开路面进行填埋式安装，为智能减速带的使
用及普及带来极大的不便，也使得后期维护尤为困难。总之，智能减速带的功能和设计有待
进一步的加强，使其真正能在安全通行、交通管理中发挥作用。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种非嵌式智能减速带及其工作
方法，该减速带可以通过测量车辆速度并判别天气情况，动态调整减速带弧度，根据车辆和
天气情况合理控制车速。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种非嵌式智能减速带，所述减速带包括：控制处理装置、履带式减速带体、驱动
电机、固定架、滑动架、n组叉型推拉组件、顶面设有滑轨的基座；n为大于3的整数；n组叉型
推拉组件相互平行，叉型推拉组件沿纵向布设，减速带体位于叉型推拉组件上方，且叉型推
拉组件中斜杆的顶端分别与减速带体可转动连接；叉型推拉组件中斜杆的底端设有第一滑
轮；固定架和滑动架位于减速带体的两端，且固定架和基座固定连接；叉型推拉组件的一端
与固定架可转动连接，叉型推拉组件的另一端与滑动架可转动连接；滑动架的底端设有第
二滑轮，第一滑轮和第二滑轮嵌至在滑轨中；驱动电机固定在基座上，驱动电机与滑动架通
过连接组件连接；控制处理装置的信号输出端与驱动电机的信号输入端连接。
作为优选例，所述连接组件包括齿轮和丝杆，丝杆的一端与滑动架固定连接，齿轮
与丝杆相适配，齿轮固定连接在驱动电机的输出轴上。
作为优选例，所述的叉型推拉组件的高度，从两端部向中部逐渐升高。
作为优选例，所述的固定架和滑动架的高度从远离减速带体向靠近减速带体的方
向逐渐增加。
作为优选例，所述的控制处理装置包括车速传感器、环境光传感器、水浸传感器和
处理模块，车速传感器的信号输出端、环境光传感器的信号输出端和水浸传感器的信号输
出端分别与处理模块的输入端连接，处理模块的输出端与驱动电机的信号输入端连接。
作为优选例，所述的减速带的宽度调整量计算如下：
当V≤1.1V0时，ΔW＝0；
当1.1V0<V≤1.5V0时，ΔW＝[aX+bY+c(V-V0)/V0)]W0；
当V>1.5V0时，ΔW＝(aX+bY+0.5c)W0；
其中，V表示车速传感器101测得的车辆行驶速度，V0表示道路对车辆的最高限速，
ΔW表示减速带宽度的缩短调整量；W0表示减速带的原始宽度，X表示环境光传感器测的结
果，当光线充足时，X＝0；当光线不充足时，X＝1；Y表示水浸传感器测的结果，当非雨天时，Y
＝0；当雨天时，Y＝1；a表示X值的相关系数，b表示Y值的相关系数，c表示V值的相关系数；a
≥0，b≥0，c≥0，且a+b+0.5c≤1-2/π。
作为优选例，所述的减速带体上部设有凹槽，凹槽中嵌有膨胀体。
作为优选例，所述的膨胀体为遇水膨胀止水胶PJ220制成。
一种非嵌式智能减速带的工作方法，该方法包括：
利用车速传感器采集车辆在进入减速带体之前的速度，并将采集的车速传送至处
理模块中；处理模块将采集的车速与车辆最高限速进行比较，如果高于允许的最高限速，则
利用环境光传感器和水浸传感器识别当前天气状态，测算减速带体的待调整高度和驱动电
机的工作时间；处理模块向驱动电机发送信号，驱动电机接收信号后启动，利用齿轮调整滑
动架的移动距离，从而调整减速带体的高度，使之达到减速带体的待调整高度。
作为优选例，所述测算减速带体的调整高度和驱动电机的工作时间，具体包括：
减速带的宽度调整量计算如下：
当V≤1.1V0时，ΔW＝0；
当1.1V0<V≤1.5V0时，ΔW＝[aX+bY+c(V-V0)/V0)]W0；
当V>1.5V0时，ΔW＝(aX+bY+0.5c)W0；
驱动电机的工作时间t＝ΔW/2nπR，其中，n表示驱动电机在额定功率下的转速，单
位：r/s；R表示齿轮半径。
有益效果：与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明实施例的非嵌式减速带，在安装时，不需要开挖地面进行填埋式安装，仅仅
需要将基座安装在地面上即可，便于后期维护。本发明实施例的非嵌式减速带通过设置控
制处理装置，不仅根据车辆速度，还根据当时的天气和采光，测算减速带的调整量。因为考
虑了天气和采光因素，使得减速带的调整量更加准确，更加有利于控制车速，确保车辆的安
全行驶。同时，本申请的非嵌式减速带，通过设置控制处理装置，可以实时
动态调整减速带的高度。因为车辆速度不同，天气和采光因素不同，对减速带的调
整量也不同，所以设置控制处理装置，实时采集车辆速度，以及天气和采光因素。根据实时
采集的数据，测算出减速带的调整量。因此，该减速带的调整量是动态的，且按实时情况调
整减速带的高低，有更好的减速效果。同时，通过机械装置来调控减速带，有精确度高、速度
快的优点。
附图说明
图1是本发明实施例中结构示意图；
图2本发明实施例中控制处理装置、驱动电机和滑动架连接示意图。
图中有：控制处理装置1、减速带体2、驱动电机3、固定架4、滑动架5、叉型推拉组件
6、基座7、车速传感器101、环境光传感器102、水浸传感器103、处理模块104。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例的技术方案进行详细的说明。
如图1所示，本发明实施例的一种非嵌式智能减速带，包括：控制处理装置1、履带
式减速带体2、驱动电机3、固定架4、滑动架5、n组叉型推拉组件6、顶面设有滑轨的基座7。其
中，n为大于3的整数，例如可以为5、7或10。n数值的选择，可以根据履带式减速带体2的长度
而定。
n组叉型推拉组件6相互平行布设。如图1所示，叉型推拉组件6包括多组斜杆，每组
斜杆包括两根斜杆。两根斜杆交叉布设，且中部可转动连接。相邻两组斜杆中，一组斜杆中
的一斜杆顶端与另一组斜杆中的一斜杆顶端可转动连接；一组斜杆中的另一斜杆底端与的
另一组斜杆中另一斜杆底端可转动连接。叉型推拉组件6沿纵向布设。叉型推拉组件6的布
设方向和减速带体2的布设方向垂直。减速带体2位于叉型推拉组件6上方，且叉型推拉组件
6中斜杆的顶端分别与减速带体2可转动连接；叉型推拉组件6中斜杆的底端设有第一滑轮。
固定架4和滑动架5位于减速带体2的两端，且固定架4和基座7固定连接。叉型推拉组件6的
一端与固定架4可转动连接，叉型推拉组件6的另一端与滑动架5可转动连接。滑动架5的底
端设有第二滑轮，第一滑轮和第二滑轮嵌至在滑轨中。驱动电机3固定在基座7上，驱动电机
3与滑动架5通过连接组件连接。控制处理装置1的信号输出端与驱动电机3的信号输入端连
接。
上述结构的非嵌式智能减速带工作时，控制处理装置1的信号输出端发出信号，驱
动电机3的信号输入端接收信号后开始工作。驱动电机3带动滑动架5在轨道上行走。固定架
4和基座7固定连接，滑动架5的移动将会调整叉型推拉组件6的间距。当滑动架5向固定架4
移动时，叉型推拉组件6的间距变小时，和叉型推拉组件6连接的减速带体2的弧度变大；当
滑动架5背离固定架4移动时，叉型推拉组件6的间距变大时，和叉型推拉组件6连接的减速
带体2的弧度变小。通过驱动电机3带动滑动架5在轨道上行走，实现了对减速带体2弧度的
调整。
安装上述结构的非嵌式智能减速带时，不需要在地面开槽。直接将非嵌式智能减
速带安装在地面上即可，施工简单。具体来说，将履带式减速带体2、驱动电机3、固定架4、滑
动架5、n组叉型推拉组件6分别固定在基座7上，然后将基座7固定在地面上，在路面设置控
制处理装置1即可。
驱动电机3与滑动架5之间的连接组件可有多种结构，用于实现两者的连接传动即
可。作为优选例，所述连接组件包括齿轮和丝杆，丝杆的一端与滑动架5固定连接，齿轮与丝
杆相适配，齿轮固定连接在驱动电机3的输出轴上。通过设置齿轮和丝杆，实现了驱动电机3
与滑动架5之间的传动。该结构简单，易于实现。
为使得车辆行驶通过减速带时，减少车轮磨损，所述的叉型推拉组件6的高度，从
两端部向中部逐渐升高。这样，对整个减速带而言，呈弧面，有利于车辆行驶通过。同时，这
样设置也减少了事故的发生，有利于安全驾驶。同样基于此，所述的固定架4和滑动架5的高
度从远离减速带体2向靠近减速带体2的方向逐渐增加。
作为优选例，如图2所示，所述的控制处理装置1包括车速传感器101、环境光传感
器102、水浸传感器103和处理模块104，车速传感器101的信号输出端、环境光传感器102的
信号输出端和水浸传感器103的信号输出端分别与处理模块104的输入端连接，处理模块
104的输出端与驱动电机3的信号输入端连接。作为优选，车速传感器101、环境光传感器
102、水浸传感器103、处理模块104和驱动电机3之间通过无线装置通信连接，通信可靠，且
无需埋线。
车速传感器101用于测量进入减速带前的车辆行驶速度，环境光传感器102用于测
量当前的光线强弱。水浸传感器103用于测量当前的天气，是晴天还是雨天。处理模块104将
收集的信息进行运算，得到减速带的宽度调整量。具体过程如下，所述的减速带的宽度调整
量计算如下：
当V≤1.1V0时，ΔW＝0；
当1.1V0<V≤1.5V0时，ΔW＝[aX+bY+c(V-V0)/V0)]W0；
当V>1.5V0时，ΔW＝(aX+bY+0.5c)W0；
其中，V表示车速传感器101测得的车辆行驶速度。V0表示道路对车辆的最高限速。
ΔW表示减速带宽度的缩短调整量。ΔW等于叉型推拉组件6的伸缩距离。W0表示减速带的原
始宽度。原始宽度是指完全拉平状态、没有弧度时的减速带宽度。X表示环境光传感器102测
的结果，当光线充足时，X＝0；当光线不充足时，X＝1。Y表示水浸传感器测的结果，当非雨天
时，Y＝0；当雨天时，Y＝1。a表示X值的相关系数。b表示Y值的相关系数。c表示V值的相关系
数。a≥0，b≥0，c≥0，且a+b+0.5c≤1-2/π。
当雨天车速过快时，仅仅依靠减速带体2本身的弧度变化，难以控制车速降低到最
高时速以下。作为优选例，所述的减速带体2上部设有凹槽，凹槽中嵌有膨胀体。例如，膨胀
体为遇水膨胀止水胶PJ220制成。当雨天时，膨胀体雨水膨胀，其上部超出凹槽的顶面，使得
车轮通过减速带体2时，提高了摩擦阻力，有利于车辆降速。即使在晴天，当膨胀体高度超出
凹槽深度时，膨胀体对通过了车辆仍产生阻力，有利于降速。
上述结构的非嵌式智能减速带的工作方法，包括：利用车速传感器101采集车辆在
进入减速带体2之前的速度，并将采集的车速传送至处理模块104中。处理模块104将采集的
车速与车辆最高限速进行比较，如果低于允许的最高限速，则不作处理，继续采集车辆行驶
速度；如果高于允许的最高限速，则利用环境光传感器102和水浸传感器103识别当前天气
状态，测算减速带体2的待调整高度和驱动电机的工作时间，处理模块103向驱动电机3发送
信号，驱动电机3接收信号后启动，利用齿轮调整滑动架5的移动距离，从而调整减速带体2
的高度，使之达到减速带体2的待调整高度。
上述过程中，测算减速带体2的调整高度和驱动电机的工作时间，具体包括：
减速带的宽度调整量计算如下：
当V≤1.1V0时，ΔW＝0；
当1.1V0<V≤1.5V0时，ΔW＝[aX+bY+c(V-V0)/V0)]W0；
当V>1.5V0时，ΔW＝(aX+bY+0.5c)W0；
驱动电机的工作时间t＝ΔW/2nπR，其中，n表示驱动电机在额定功率下的转速，单
位：r/s；R表示齿轮半径。
上述方法，在计算减速带的宽度调整量时，考虑了天气和光线情况。这样使得减速
带的宽度调整量更加准确，有利于控制车速。相对于白天和晴天，对于黑天和雨天，宽度调
整量较大，使得车辆速度降低更多，以使得车辆安全行驶。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该
了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进
一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和
改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要
求书及其等效物界定。