一种高铁警示装置

专利检索2022-05-11  2



1.本发明属于高铁站台安全设备领域,具体涉及一种高铁警示装置。


背景技术:

2.随着一次能源面临短缺、耗竭,我国2030年达成碳达峰,2060年前后实现碳中和的背景下,能源结构调整已成为人类社会的共识。随着人类社会的发展,绿色能源的占比将会不断提高,并最终成为主导能源。因此,研究可再生的绿色能源十分重要。压电发电技术通过振动诱导压电结构产生变形,进而引起压电材料内部的正负电荷中心分离,从而产生极化电压,极化电压将驱动极板上的自由电荷定向流动而输出电能。当外力连续做功,压电势的连续变化可以产生交变的电子电流,压电元件就可连续输出电能。
3.高铁警示条,是一种铺设在高铁候车平台两侧的黄线,黄线处设有多个矩形阵列的圆柱体凸起颗粒,用于警示人们不要越过安全黄线,保护人们不会在列车驶过时产生的压差将其吸入列车行驶轨道中酿成悲剧。
4.但是,在实际候车过程中,存在这样一个问题:行人到达候车平台走向候车区域时,部分行人往往会没有注意到地上警示黄线,无法对黄线的警示作用起到重视,特别的当节假日人流高峰期,行人更加无法注意到黄线警示条,且由于候车平台较大,管理人员无法对各个区域的人流进行有效的管控,是一件十分危险的事情。


技术实现要素:

5.本发明的目的是为了解决上述技术问题,提出了一种高铁警示装置。
6.为实现以上技术目的,本发明采用以下技术方案:一种高铁警示装置,包括铺设于高铁站台的板材,板材设有发电组件、储能组件以及警报组件;列车靠近板材或乘客踩踏板材可驱动发电组件发电,发电组件将其产生的电能储存于储能组件内或用于警报组件的报警,储能组件用于警报组件的供能,警报组件用于提醒旅客注意安全。
7.进一步地,板材包括上下叠加的第一层柔性板材、第二层柔性板材以及第三层柔性板材;第一层柔性板材、第二层柔性板材以及第三层柔性板材均包括五列压电警示条;靠近列车的前两列警示条内设有所述发电组件、所述警报组件以及所述储能组件;后三列警示条内设有所述发电组件与所述储能组件。
8.进一步地,发电组件包括设置于第一层柔性板材正面的凸起,第一层柔性板材对应的每一列压电警示条均设有一列沿其长度方向的数个所述凸起;第一层柔性板材对应的前两列警示条的两端均设有第一通孔;第一层柔性板材对应的每一列压电警示条的背面设有由透明玻璃板构成的凹槽。
9.进一步地,发电组件还包括压电片组;第二层柔性板材对应的每一列压电警示条均设有一列沿其长度方向的数个所述压电片组;压电片组包括两层环状的压电片以及位于两层压电片之间的环形磁铁,环形磁铁中心为贯穿第二层柔性板材的第二通孔。
10.进一步地,发电组件还包括弹簧与磁片;第三层柔性板材对应的每一列压电警示条的正面均设有一列沿其长度方向的数个所述弹簧;弹簧远离第三层柔性板材的一端与磁片连接;磁片与环形磁铁一一对应。
11.进一步地,第二层柔性板材对应的每一列警示条均设有所述储能组件;储能组件包括电阻、放大器、二极管、滤波器、一级电容、二级电容、超级电容;每一列警示条内的电阻、放大器、二极管、滤波器、一级电容、二级电容、超级电容通过该警示条内的电路板相连接;第二层柔性板材对应的每一列警示条的正面均设有容纳电阻、放大器、二极管、滤波器、一级电容、二级电容、超级电容的多个凹槽。
12.进一步地,警报组件包括单片机、led警示灯以及警报器;第二层柔性板材对应的前两列警示条均设有单片机、led警示灯以及警报器;单片机、led警示灯以及警报器通过该警示条内的电路板相连接;第二层柔性板材对应的前两列警示条正面均设有用来单片机的容纳槽以及用来安装警报器的警报器板槽;数个led警示灯沿所在警示条的长度方向排成两列,两列led警示灯分别设置于所在警示条两侧的led灯板槽内;每一列led警示灯同时位于上一列压电警示条背面的凹槽内;压电片与单片机连接,单片机分别与led警示灯、警报器连接。
13.进一步地,警报组件还包括无线发射模块;二层柔性板材第二层柔性板材对应的前两列警示条的正面均设有用来安装无线发射模块的容纳槽,单片机与无线发射模块连接。
14.进一步地,单片机设有计时器。
15.与现有技术相比,本发明的有益技术效果为:(1)与传统压力传感器和重力传感器相比较而言,本发明采用压电片的压电发电效应,能产生多种不同频率的电信号,可以更智能得识别不同情景下发生的情况,可以节约更多不必要的用能,更好的保护乘客的生命安全。与传统得安全黄线相比较,本发明对乘客可以起到更好得警示作用,保护乘客的生命安全;(2)本发明与5g传输信号相结合,更好的与控制室相连接,且警示条通过分区域安装,能够更直接得通知走过警示条区域的乘客,减小了车站工作人员的工作量,也更好的保护了乘客的生命安全;(3)本发明利用压电材料的压电效应,可以不借助外接电源,达到能量自给自足的效果,节约了车站的能耗,且可自充电的压电警示条,做到了更加一体化的设计为本高铁候车平台压电警示条安装和后期的修理拆卸提供了更便捷的服务,大大节省了人工成本。
附图说明
16.图1为本实施例整体结构示意图;图2为第一层柔性板材每一列压电警示条的正面结构图;图3为第一层柔性板材每一列压电警示条的背面结构图;图4为第二层柔性板材前两列的压电警示条正面局部结构图;图5为第二层柔性板材后三列的压电警示条正面局部结构图;图6为第二层柔性板材每一列压电警示条内的压电片组所在位置示意图;图7为压电片组结构示意图;
图8为第三层柔性板材每一列压电警示条的局部结构示意图;图9为本实施例运行流程图;图10为第二层柔性板材前两列的压电警示条对应的电路板基本电路示意图;图11为第二层柔性板材后三列的压电警示条对应的电路板基本电路示意图;图12为无线传输数据处理流程图。
17.图中,1第一层柔性板材;2第二层柔性板材;3第三层柔性板材;4第一通孔;5凸起;6透明玻璃板;7警报器;8警报器板槽;9电阻;10放大器;11单片机;12led警示灯;13led灯板槽;14环形磁铁;15压电片;16弹簧;17磁片;18无线发射模块;19电容;20超级电容;21滤波器。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例对本发明进行进一步地描述,但本发明的保护范围并不仅仅限于此。
19.如图1-12所示,本实施例为一种高铁警示装置,包括铺设于高铁站台的板材;板材表面设有多列警示条,板材内设有发电组件、储能组件以及警报组件。列车靠近板材或乘客踩踏板材可驱动发电组件发电,发电组件可将其产生的电能储存于储能组件,发电组件、储能组件均可用于警报组件的供能,警报组件用于提醒旅客注意安全。本实施例的发电组件采用压电发电结构,列车靠近板材或乘客踩踏板材均可使得发电组件产生电能,因此,本实施例的发电组件可有效的将行人等其他形式的振动能量储存起来,可用于火车站候车平台的路灯照明及自身等小微型设备的供能,节约了能源。发电组件可驱动警报组件报警,因此,本实施例的发电组件与警报组件联合,可智能警示人们不要站在警示条外,保护了人们的生命安全。同时,本实施例的高铁警示装置可直接铺设于站台,便于警示条的拆卸和安装。
20.如图1所示,本实施例的板材包括上下叠加的第一层柔性板材1、第二层柔性板材2以及第三层柔性板材3。第一层柔性板材1、第二层柔性板材2以及第三层柔性板材3均为pvc板。第一层柔性板材1、第二层柔性板材2以及第三层柔性板材3均包括五列压电警示条,三层五列板材依次自上而下从左到右紧密贴合连接,组成一个简单的整体。靠近列车的前两列警示条内设有所述发电组件、警报组件以及储能组件。远离列车的后三列警示条内设有发电组件与储能组件。因此,本实施例上下三层的前两列警示条相互结合,具有警报、亮警示灯,发送电信号以及储能功能;上下三层的后三列警示条相互结合,可通过发电组件发电后进行储能。
21.具体而言,本实施例的发电组件包括凸起5,第一层柔性板材1对应的每一列压电警示条的正面均设有一列沿其长度方向的数个所述凸起5,凸起5为柔性圆柱颗粒体。第一层柔性板材1对应的前两列警示条的两端均设有第一通孔4,第一通孔4用来传递第二层柔性板材2内安装的警报器的声波。第一层柔性板材1对应的每一列压电警示条的背面设有由透明玻璃板6构成的凹槽,便于放置第二层柔性板材2内的led警示灯12。透明玻璃板6由周围柔性板材所包裹。
22.本实施例的发电组件还包括压电片组。第二层柔性板材2对应的每一列压电警示条均设有一列沿其长度方向的数个所述压电片组。压电片组由三层组合,包括两层环状的
柔性压电片15以及位于两层压电片15之间的环形磁铁14,环形磁铁14中心为贯穿第二层柔性板材2的第二通孔。各个压电片组在电路板中成并联形式连接。
23.发电组件还包括弹簧16与磁片17。第三层柔性板材3对应的每一列压电警示条的正面均设有一列沿其长度方向的数个所述弹簧16。弹簧16远离第三层柔性板材3的一端与磁片17连接,磁片17与环形磁铁14一一对应。弹簧16为轻质弹簧16,磁片为圆形磁片。轻质弹簧16与第三层柔性板材3紧密焊接,圆形磁片与轻质弹簧16紧密连接。圆形磁片可插入至环形磁铁14中心的第二通孔内。
24.储能组件包括电阻9、放大器10、二极管、滤波器21、电容19、超级电容20,电容19包括一级电容与二级电容。第二层柔性板材2对应的每一列警示条均设有电阻9、放大器10、二极管、滤波器21、一级电容、二级电容、超级电容20。电阻9、放大器10、二极管、滤波器21、一级电容、二级电容、超级电容20通过该警示条内的电路板相连接。第二层柔性板材2对应的每一列警示条正面均设有容纳电阻9、放大器10、二极管、滤波器21、一级电容、二级电容、超级电容20的多个凹槽。位于第二层柔性板材2前两列警示条的压电片15受压产生的电荷通过放大器10分成两路,一路通过二极管存储到一级电容,一级电容放电经滤波器21过滤后通过二极管储存到二级电容,二级电容放电经二极管对超级电容20进行储能;另一路流向警报组件。位于第二层柔性板材2后三列警示条的压电片15受压产生的电荷通过二极管存储到一级电容,一级电容放电经滤波器21过滤后通过二极管储存到二级电容,二级电容放电经二极管对超级电容20进行储能,用于第二层柔性板材2前两列警示条的供能。
25.警报组件包括单片机11、led警示灯12以及警报器7。第二层柔性板材2对应的前两列警示条均设有单片机11、led警示灯12以及警报器7。单片机11、led警示灯12以及警报器7通过该警示条内的电路板相连接。第二层柔性板材2对应的前两列警示条正面均设有用来单片机11的容纳槽以及用来安装警报器7的警报器板槽8。数个led警示灯沿所在警示条的长度方向排成两列,两列led警示灯分别设置于所在警示条两侧的led灯板槽13内。每一列led警示灯同时位于上一列压电警示条背面的凹槽内。压电片15与单片机11连接,单片机11分别与led警示灯、警报器7连接。压电片15发生形变产生的电信号作用于单片机11,单片机11控制发生形变的压电片15周围两个led警示灯亮灯并启动警报器7。
26.警报组件还包括无线发射模块18,无线发射模块18为5g无线发射模块。第二层柔性板材2对应的前两列警示条均设有无线发射模块18。第二层柔性板材2对应的前两列警示条正面均设有用来安装无线发射模块18的容纳槽。单片机11与无线发射模块18连接。单片机11设有计时器。当由电信号产生时,单片机11的计时器计算出一分钟内的波峰个数以及各种类型波峰的频率,计算结果通过无线发射模块18发射到基站,再由基站发射到无线接收模块,无线接收模块和第一控制室相连接,通过第一控制室模拟分析计算出一分钟内在特定周期内的最高波峰峰值大于特定峰值的波峰个数。
27.当乘客来到候车平台前往候车区时,经过压电警示条装置,装置前两列警示条靠近列车,后三列远离列车。由于乘客经过后三列警示条时对柔性圆柱凸起5颗粒体产生一个向下的压力,使得圆形磁片向下对弹簧16作功,自身弹簧16积聚了弹性势能,与此同时磁片17与环形磁铁14相互间的排斥力互相作用,对压电片15产生持续的压力作用。由于是磁体间的相互作用力,使得压电片15之间没有直接的作用力,有效的防止了压电片15的磨损,增加了压电片15的使用寿命。压电片15受力由于压电效应,产生电荷,通过二极管存储到第一
电容,第一电容放电进一步经过滤波器21进行滤波后通过二极管储存到第二电容中,第二电容继续放电经过二极管对超级电容20进行储能,用于前两列警示条的供能。
28.乘客经过前两列警示条时对柔性圆柱凸起5颗粒体产生一个向下的压力,使得圆形磁片向下对弹簧16作功,自身弹簧16积聚了弹性势能,与此同时圆形磁片与环形磁铁14相互间的排斥力互相作用,对压电片15产生持续的压力作用。由于是磁体间的相互作用力,使得压电片15之间没有直接的作用力,有效的防止了压电片15的磨损,增加了压电片15的使用寿命。压电片15受力由于压电效应,产生电荷,电荷通过放大器10后分成两路,其中一路通过二极管存储到第一电容,第一电容放电进一步经过滤波器21进行滤波后通过二极管储存到下一级的第二电容中,第二电容继续放电经过二极管对超级电容20进行储能用于警示灯,警报器和单片机11的供能;另一路,脉冲电流经过单片机11,单片机11检测到电信号,驱动受压的压电片15周围上下两个警示灯和警报器,并将电信号通过无线发射模块18将其发射到基站,再由基站通过无线接收模块发送到第一控制室,通过第一控制室模拟分析计算出一分钟内在特定周期内的最高波峰峰值大于特定峰值的波峰个数,当波峰个数小于等于三,第一控制室将电信号传输到第三控制室,由第三控制室检测最高波峰是否高于平均波峰峰值,若高于平均波峰峰值,则第三控制室发送信号至语音台播报请不要站在黄线上,请快速通行,否则发送信号至语音台播报注意身边的小孩和行李,请不要站在黄线上;反之将信号由第一控制室传输到第二控制室,第二控制室开启控制中心警报,检测是否为持续高频波峰,若是高频波峰,则第二控制室将信号传输至语音台播报列车即将靠近站台,请不要靠近黄线,注意身边的小孩和行李,否则第二控制室将信号传输至语音台播报请不要靠近黄线,注意身边的小孩和行李。智能化与5g传输相结合为乘客的安全保驾护航。
29.以上对本发明的实施例进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。
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