自動折疊三角警示牌可遠程控制和移動裝置

文/費昕宇 陳永強 劉智峰 劉榮彪 張天闊

自動折疊三角警示牌的可遠程控制和移動裝置，在警示危險時，提高了公路的安全管理。文中介紹的自動折疊三角警示牌，是一種可遠程控制的移動裝置，在使用過程中，運用其遠程控制的功能，使警示牌在危險的環境中，得到充分的運用。

1 移動裝置的機械機構設計

1.1 機械結構總體組成

本文介紹 的自動折疊三角警示牌，在具有可遠程控制移動的功能上，整個警示牌在機械結構上，以三角警示牌和可自動行走的遠控體，兩個主體部分組成。在三角警示牌的結構部分中，以簡單的三角形，以及三角警示牌的支撐桿結構，組成警示牌三角牌的部分。在自動移動底座主體中，其機械結構由電源、電機、傳動裝置、底座、動輪、行走輪部分組成。

1.2 盤底設計

1.2.1 盤底驅動方式

自動折疊三角警示牌的盤底設計，有兩種形式，第一種形式是以將盤部中的各個部件，以設計的方法的位置，在盤底進行聯結，形成一種組裝的形式。這種聯接方式，使盤底在以后的修理過程中，方便快捷。第二種方法是將盤底中的各個部件，形成一個整體，這種方法，使盤底在制作的過程中，便于加工，也使盤底在移動的過程中，具有較好的穩定性。

1.2.2 驅動電機

根據驅動電機的工作原理，本文中盤底驅動中的電機，采用的是直流減速電機，其主要參數如表1。

1.2.3 折疊三角警示牌結構設計

折疊三角警示牌在結構設計上，分為兩個部分，第一部分是三角警示牌中三角牌，折疊三角警示牌在使用的過程中，對三角警示牌所用的材料，有著輕便的要求，并要求材質一定的硬度，因此，在材料選用的設計上，以硬質塑料涂上反光材料構成。折疊三角警示牌整體結構 中的第二部分，是盤底部分。盤底是折疊三角警示牌的主體，機構上有機座、電池、輪式行走機構，及障礙檢測裝置。在內部系統上，有驅動系統、警示系統，以及控制系統。

依照扭矩計算的公式，折疊三角警示牌存在三個驅動關節，在三個驅動關節的計算中，存在著三個等級的扭矩計算，其相關數據如下：

第一級關節扭矩：三角警示牌轉動時，設定三角警示牌重心到轉動中心的距離135mm,轉矩承受力為4N。

表1：36BL Y65直流減速電機主要參數

則： M1=135mmx4N=540kg.cm

第二級關節扭矩，是折疊三角警示牌中桿，及三角警示牌基座桿在關節處的扭矩，在這里，設定三角警示牌重心到轉動中心的距離為90mm, 轉矩承受力為3N。

則：M2=90mmX3.5N=315kg.cm

第三級關節扭矩，是折疊三角警示牌展開時的扭矩，設定展開的三角警示牌重心到轉動中心的距離150mm, 轉矩承受力為5N。

則：M3=150mmX5N=750kg.cm.

根據以上的計算數據，在折疊三角警示牌的結構設計中，以 MG996R 舵機作為警示牌的關節驅動。

2 控制系統設計

2.1 控制電路設計

可遠程控制的自動折疊三角警示牌，是以一種移動機器人的形式進行，控制電路設計中，根據所選驅動電機的參數，以及控制系統中設定的STM32F103RCT6芯片，在控制電路的設計中，為分電源 電路，系統控制電路，舵機電路、電機控制電路、總線電路等方面。系統控制電路設計，則涉及到以下幾個方面：

2.1.1 硬件電路設計

折疊三角警示牌，其硬件電路設計，要考慮本體的整體結構中，每個硬件中，電路的設計情況，本文中的警示牌，其硬件主要有：

（1）動力系統的電路設計：折疊三角警示牌，整個機械是通過遙控系統，完成行走和移動功能，在機械動力系統的電路設計，需要使警示牌通過遙控裝置，進行信號收發，完成折疊三角警示牌移動的遠程控制。

（2）警示牌顯示系統的燈光電路系統，警示牌以紅藍不同顏色的燈光，表示移動狀態，燈光電路設計中，以電路和按鈕的結合，使燈光以不同的顏色，以顯示警示牌移動狀況。

（3）控制系統的電路設計，從電路設計的角度，進行遙控器的選用，以低消耗和高功率為原則，并通過電路設計，對遙控器的接受和發射模板進行選擇。

2.1.2 預定距離控制電路的設計

預定距離控制是折疊三角警示牌的重要功能，在電路設計中，以單片機的結構，使這部分的系統在電路控制下，以進行不同距離的設計，如50米、100米等不距離的設定，并在距離的設定上，運用光電測量，進行距離設定，也可通過電機轉軸上設計的圓盤，通過電路的設計，以電機帶動圓盤的方法進行距離設定。

2.1.3 軟件系統中電路的設計

當行駛的汽車發生故障，需要停止進行檢修時，駕駛員以三角警示牌進行示警時，通常情況下，來往汽車中的司機在發現示警信號，到避讓時，有一個時間和采取減速、剎車的過程，根據這個過程所需要的時間，以及汽車通常的行駛速度，司機所需要的距離大約在500米左右 。根據這種情況，三角警示牌設定的距離可為50米，100米、150米等不同距離，以根據不同情況，擺放警示牌。在自動折疊三角警示牌中的系統設計中，通過軟件系統的設計，以控制三角警示牌的移動距離，并通過軟件系統中，電路的設計和控制，進行系統中的遠程控制。

2.2 遙控通信協議

自動折疊三角警示牌的搖控器，采用的是 QQF 六通道數字比例的搖控設備，在搖控設備的操作中，是通過 PPM 信號，進行信號接收和發射，在操作過程中，以通過信號收發中的脈沖，對不同序列中的脈沖進行調制，使不同序列的脈沖，在調制度中進行相關位置的變化，以此形成不同的信號的收發，其協議配制。如圖1。

從圖1 可知，自動折疊三角警示牌的可遠程控制的移動遙控通信中，是以三種不同通道的中斷設定，進行不同移動距離的選擇和設定。

3 結束語

車輛行駛中，三角警示牌的使用，是汽車行駛過程中的安全知識，能幫助每位汽車駕駛者，在汽車行駛出現故障時，保護好自己，也保護好他人。本文在自動折疊三角警示牌的設計方面，通過對設備機械結構、以及系統、電路等方面的設計，顯示了自動折疊三角警示牌的結構特點，從設計的角度，講述了自動折疊三角警示牌的設計思路和原理。

圖1：遙控通信協議配制