[工学]防恐电子挡车器设计-挡车器总体及控制系统设计.pdf

1 引言 随着社会生产力的发展，科学技术的不断进步，我国的交通运输业也发生了日新 月异的变化，各大高速公路如雨后春笋般地兴建，因此给电子挡车器的要求也越来越 高。如今在公路、桥梁、隧道、停车场收费站甚至在高级住宅小区、机场、体育场和 集会场都安装了栏杆机。因此挡车器也成为了现实生活中越来越不可缺少的一部分.。 1.1 当前电子挡车器的现状与需求 目前市场上有各式各样的挡车器。就切换的速度上看有：高速挡车器，动作时间 一般为 1.2S～2S；中速挡车器，动作的时间一般为 2.5S～3S；低速挡车器，动作时 间一般为 4.5S 以上。就外形来看，有：直臂型，主要用于公路收费站、停车场、住 宅、机关及学校等；曲臂型，主要用于受高度限制的区域；栏栅型，外形很优美，主 要用于海关等防止从杆下通过的场所。就控制方式来看，有：手动控制，遥控控制和 通讯控制。就机械传动上分有：液压传动，这种传动结构简单、传动快、声音轻，但 维护成本高，栏杆不宜太长，撞击后损坏率高,停电后的释放简单；皮带传动，这种 传动成本低,但易拉伸磨损,声音响,传输平衡稳定性较差,要日常维护；减速箱传动， 此种传动成本略低,机械结构复杂,机件多,调节维护复杂；复合一体化传动，此种传 动电机和减速机构一体，根据不同的杆长选择不同的电机，无须调节减速机构，停电 处理只需钥匙柄，卫生方便。 图1 住宅区栏杆式自动挡车器 如图1所示得益于切换的快速性以及外形的美观，挡杆类的挡车器应用得非常广 泛，但是，各收费站使用的直杆类道闸，对违章司机形同虚设，车辆冲卡现象相当严 重。更有甚者，撞伤、撞死执情人员，也时有发生。严重威胁收费站工作人员的人身 安全，造成征费工作困难，直接影响我国公路事业的发展。众所周知好的事物有它好 的一面，也有不足的一面。 图2 直杆挡车器 图2所示 目前就普通的挡车器存在的问题是：结构不牢固，容易被强行冲撞，容 易坏。而达不到拦车的目的。特别是近几年来，恐怖活动日益猖獗，特别是一些公共 场所如：机场、车站、港口、桥梁和政府部门机构等都是恐怖分子感兴趣的场所，为 此各国采取了形式多样的反恐措施。作为阻挡恐怖活动的第一道关卡，挡车器起到关 键的作用。而普通挡车器是没多大作用的。所以必须要研究出结构牢固，强行冲撞不 坏的挡车器来取而代之，其新的名字为防恐电子挡车器。它是专门为之设计的，它可 以有效的防止恐怖分子冲撞普通挡车器类似事件的发生。 1.2 本课题研究的意义 目前市场上流行的挡杆类挡车器注重状态切换的快速性但忽视系统抗冲撞能力， 形式上表现为一根由计算机控制抬起或落下的栏杆，成为一种意念上的关卡。防恐电 子挡车器采用挡板的形式，具有坚固耐用、可靠性高的特点，重点加强了抗冲撞能力， 启动后，车辆无法通过，能有效地杜绝冲卡现象。 在国际恐怖主义猖獗、汽车炸弹等各种自杀式恐怖攻击大街其道的国际环境下， 为了加强对海关、机场、重要政府机关抢救无效的保护，挡车器的障碍作用则明显应 俦于对灵活性的考虑。美国驻外大使管门前垒起的水袋可视为刚性挡车设施的代表， 只是更多的让人联想起近现代的战争。 电子防恐挡车器正可以解决当前的恐怖冲卡现象，适用于公路、桥梁、隧道、停 车场、企事业单位、旅游区道口、车辆通行管理领域和收费出入口。电子挡车器的控 制系统采用计算机控制，系统集成度高，逻辑功能强，具备高度智能化。系统控制设 计有多种运行模式供用户选用；有与自动控制系统、环路感应器、报警器、车辆计数 器的连接的专用接口；用户可通过选择不同的运行模式，通过不同的搭配组合，灵活 组成人工控制、半自动控制、智能控制等各种不同类型的控制管理系统。本课题拟设 计的防恐电子挡车器的特点是采用国内外先进的单片机控制设备，拟采用特殊的材 料，具有寿命长、性能稳定、抗干扰性强、高性价比、高抗冲撞击能力、实现灵活、 易扩展等优点。而使用的微型单片机控制器具有体积小、使用简单、通用性强、快速 [1～4] 高效等特点，便于方便控制与使用 。 1.3 本课题的主要任务 本课题拟设定一种刚性挡车器，在重点进行抗冲撞设计的同时，充分发挥计算机 控制技术的优势，实现系统的自动控制。其设计成果可望形成一种有实用价值的现