罪犯逃逸车辆路障迫停装置设计.docx

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罪犯逃逸车辆路障迫停装置设计

开题报告

学生姓名

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职称

工作单位

课题来源

课题性质

课题名称

罪犯逃逸车辆路障迫停装置

本设计的科学依据

（科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等）

路障是一种用于公路收费站，检查站，铁路，公路交叉路口，金库，仓库等场所用来迫停或放行车辆的车辆路障装置，它在现代生活中越来越广泛的被应用，尤其在9.11事件后，人们反恐意识增强，路障的作用显得尤为重要。

通常的路障拦截能力不强，且操作不方便。

拟设定一种能够迫使硬闯车辆停止的迫停装置。

美国自上世纪90年代开始研制车辆迫停系统（包括高压车辆迫停系统和射频高压迫停系统），并且完成了相关试验测试。

美国“尤里卡”宇航公司自2004年以来对部分典型车辆进行了一系列的电磁敏感度研究，主要测试车辆的敏感频率和迫停所需的功率密度，为射频车辆拒止系统的优化设计提供了理论依据。

目前“尤里卡”宇航公司已经研制的车辆拒止系统样机输出频率为350-1350MHz，输出脉冲幅度为640kW，重复频率为100Hz，单个脉冲的能量为130J，对车辆和小型快艇的最短的作用距离为50m。

该公司下一步计划研制一种作用距离为5km射频迫停系统，主要用于重要建筑和海上油井平台等高价值目标的防护。

在国内，中国工程物理研究院，西北核技术研究所等单位都研究了体积和重量都较大的脉冲功率系统和宽带辐射天线，其中西核所已研制成功基于Tesla变压器和TEM喇叭天线的扫雷车。

西安理工大学、成都电子科技大学、中电十三所，中物院一所也都先后开展了固态高压快速光导开关的研究工作。

国防科大、第三军医大学初步开展了高功率射频对车辆的效能试验。

但是截止目前，国内尚未见到射频车辆迫停系统样机面世。

以上是迫停装置的探索和研究，车辆迫停装置的发展将加强对犯罪分子的打击和治安的保障。

设计内容和预期成果

（具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果和提供的形式）

预设计一种物理方法的车辆路障迫停装置，能够通过物理方法达到使车辆迫停的目的。

首先要分析轮胎和车轮的材质结构等特性，使迫停装置的部分能够附着在轮胎上，通过其结构来达到阻碍车轮运动的目的。

拟采取设计方法和技术支持

（设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等）

拟设计的迫停装置从两方面着手。

当汽车通过路障时通过操作启动装置激活路障的附着部分，类似于钢钉一样的结构。

车辆通过时的压迫在附着部分上，能够深入到车胎内部以达到车胎泄气的目的。

另一方面汽车的附着部分连接的阻碍部分被汽车车轮带动着旋转，当达到一定程度的时候阻碍部分起到阻碍车轮运动直到迫停的目的。

实现本项目预期目标和已具备的条件

（包括过去学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境及协作条件等）

保证通过激活的路障迫停装置的车辆在达到迫停的目的性还要能够保证成员的安全，在不伤害乘员的情况下达到迫停。

另迫停装置要考虑到经济性和维护保养等方面的问题。

迫停装置传动和材质尺寸上的设计和选择。

各环节拟定阶段性工作进度

（以周为单位）

第一周拟定大致路障迫停装置结构。

第二周对附着进行设计和材料的选定

第三周对阻碍部分进行设材料的选定并和附着部分相互配合

第四周组装到一起进行试验性调整

第五周完成制作项目

开题报告审定纪要

时间

地点

主持人

参

会

教

师

姓名

职务（职称）

姓名

职务（职称）

论

证

情

况

摘

要

记录人：

指

导

教

师

意

见

指导教师签名：

年月日

教

研

室

意

见

教研室主任签名：

年月日

摘要

路障广泛应用于公路收费站、检查站、监狱、机场、政府机关、使馆、军事基地、海关、银行、工矿企业、港口、仓库、停车场及一切需要限制车辆通行的地方等，控制车辆出入的场所；值班人员通过控制系统发出指令，由液压传动使路障装置快速升降,车辆通过后，经电感检测自动指令路障装置或者手动按钮操作使路障机快速升降;以达到控制车道、大门放行或封闭，有效防止车辆强行冲卡的目的。

本路障迫停装置采用液压式的驱动技术强制性的拦截，承重、抗撞能力强，操作方便、灵活，液压传动，动作稳定、快速、噪声极小，通行能力较强，可靠安全,承载能力强、升降过程中平稳等优点。

是对以往的路障进行改进当发生逃犯驾车逃逸可设置路障达到逼迫逃犯迫停。

此路障迫停装置可与挡车道闸、智能卡收费管理系统及门禁考勤系统配套使用，组成完善的道口管理系统。

关键词：

路障，迫停，液压

Abstract

Roadblocksarewidelyusedinhighwaytollstations,checkpoints,prisons,airports,governmentagencies,embassies,militarybases,customs,banking,industrialandminingenterprises,ports,warehouse,parkinglotandallneedtolimitthelocaltrafficcontrol,vehicleaccesstotheplace;thedutyofficerbythecontrolsystemsendsouttheinstruction,bythehydraulictransmissionfastliftingthevehiclethroughthebarricadedevice,aftertheinductancedetectionautomaticinstructiondeviceormanualbuttontobarricadebarricademachinefastlifting;inordertocontroltheGateLane,releaseorclosed,effectivelypreventthepurposeofforcedredcardvehicles.

Thebarricadeforcedstopdeviceadoptsthehydraulicdrivetechnologyofmandatoryinterception,bearing,antiimpactability,simpleoperation,flexible,hydraulictransmission,smooth,fast,lownoise,strongcapacity,safetyandreliability,bearingability,stableliftingetc..Theformerroadblockisimproved,andwhenafugitivegetsaway,aroadblockcanbesetuptomakethefugitiveforcedtostop.

Thisroadblockforcedstopdevicecanchargemanagementsystemandsupportingtheuseofaccesscontrolsystemsandcarbrakeandsmartcard,consistingofcrossingperfectmanagementsystem.

Keywords:

roadblock,forcedstop,hydraulicpressure

第1章概述

1.1课题的研究背景及意义

路障是一种用于公路收费站，铁路，检测站，马路十字路口，金库，仓库大型商场等场所用来迫停或放行车辆的汽车路障装置，它在我们的个人现代生活中被越来越广泛的应用着，尤其在9.11恐怖袭击事件之后，人们反恐意识增强很多，路障的作用显得尤为重要。

通常的路障拦截能力不强，且操作不方便。

拟设定一种能够迫使硬闯车辆停止的迫停装置。

路障分为固定路障和活动路障（即可升降路障）；

固定的路障一旦设置就不能够移动，所以存在着一定弊端和不便；然而可升降式的路障由于其可升起可降下的非常广泛的灵活性，被人们越来越广泛的应用于马路，收费站等重要的关卡的通行和禁止上。

自动路障：

1、有效的城市交通控制

我们所熟知的自动路障是由液压控制金属圆柱体的升降，具有相当强悍的抗冲击和抗撞击能力的路障。

这种简易的路障能够镶入路面下用以控制通行禁止和停车管理。

自动路障提供了非常具体的解决措施，用来替代岗站、栏杆、链条等固定的简易路障，有效的解决了所控制马路口的汽车停放与通行禁止等问题。

自动路障具有多功能与全面的用途：

车辆人流高峰时期将其设定于步行街商贸街或限制车辆的通行。

2、良好的安全性能：

它具有很强的抗冲击和撞击能力，可以应用于一些非常敏感的地区，例如：

外国大使馆，外国领事馆，国内的政府机关，银行等设施。

3、良好的机动性：

最大的优势在于它不会去改变原来所在空间的布局，这主要受益于它的强大的可隐藏的功能和其所特有的机动灵活性。

自动路障不仅保证了行人畅通，而且有效控制车辆通过。

1.2路障迫停装置概述及其国内外研究现状

USA（美国）自上个世纪90年代开始致力于研制车辆迫停系统（包括高压车辆迫停系统和射频高压迫停系统），并且完成了相关试验测试。

美国的“尤里卡”宇航公司自2004年以来对部分车辆进行了一系列的电磁敏感度研究，主要测试常规车辆的敏感频率和迫停所需的功率密度，为射频车辆迫停系统的优化设计提供了理论依据。

目前“尤里卡”宇航公司已经研制的车辆迫停系统样机输出频率为350-1350MHz，输出脉冲幅度为640kW，重复频率为100Hz，单个脉冲的能量为130J，对普通的车辆和小型快艇的最短的作用距离为50m。

该公司下一步正计划研究出来一种作用距离能够达到5km超远距离的射频迫停系统，主要用于重要建筑物和海上钻油井平台等高价值目标的保护和安全。

俄罗斯科学家在高重频、快上升沿高压开关（其中包括气体放电开关中的半导体固态开关）丶纳秒/次纳秒脉冲功率发生器、宽带辐射天线等方面已经处于世界领先的高度。

其成功研制出来的用于汽车迫停的简易脉冲发生器输出幅度为2.5kV，脉冲宽度为107ns，脉冲抖动为50ps，重复频率能够达到2MHz。

德国科学家在高功率超宽带电磁辐射系统方面也取得了相当的成就。

德国迪尔公司研制并开发出了DS系列的宽带电磁辐射系统，它主要被用来在对于通讯方面的压制、简易爆炸装置的失效和汽车的迫停。

其中DS350峰值辐射为2GW，单个辐射脉冲的能量能够达30J，辐射频率50-100MHz，重复频率达到了100Hz之高。

除此之外，瑞典、以色列等国家的科学家也开展了相关的射频迫停系统的研究工作，瑞典科学实验室拥有基于光导开关和TEM喇叭阵列的宽带辐射系统。

在我国，中国工程物理研究院，西北核技术研究所等技术性单位都研究出来了体积和重量都较大的脉冲功率系统和宽带辐射天线，其中的西北核技术研究所已经成功研制出来了基于Tesla变压器和TEM喇叭天线的扫雷汽车。

西安理工大学、成都电子科技大学、中电十三所，中物院一所等高校研究院所也都先后开展了固态高压快速光导开关的研究课题。

国防科大、第三军医大学初步开展了高功率射频对车辆的效能试验。

但是截止到目前为止，国内尚未见到射频车辆迫停系统样机的问世。

以上就是世界上各国对迫停装置的探索和研究，车辆迫停装置的发展将加强对犯罪分子的打击和治安的保障。

国内已有一种便携式阻车路障。

便携式阻车路障是相关的执法部门，需要架设哨卡用以拦截逃逸车辆车辆时必不可少的先进装备。

便携式阻车路障厂家有郑州便携式阻车路障,河南便携式阻车路障,便携式阻车路障生产厂家,郑州便携式阻车路障生产厂家,河南便携式阻车路障生产厂等多家路障生产厂商。

便携式遥控阻车路障是由超高性能的增强塑块与以不锈钢为材料的放气空心针结合而成，采用机电一体化的遥控装置，操作简单，可靠安全，可随时设置哨卡，进行流动布防，不影响正常道路交通，是相关执法部门，需要设置卡哨拦截罪犯驾驶的逃逸车辆时必不可少的先进装备。

破胎器可以卷起来放入箱内，携带方便。

而每一套“破胎器”还配了一只小巧的白色遥控器，查车时，将破胎器取出，铺设在临时设立的关卡路段上，只要手握遥控器，就可在150米的范围内，对破胎器进行控制。

按动遥控器，破胎器上面立刻会竖起两排排列规则且密集的空心尖钉，钉尖朝上放置。

车辆通过时，前后轮胎分别被空心尖钉刺入。

在前行20余米后，4个轮胎均变瘪。

“但又不会造成爆胎，从而保证驾驶员安全的同时，又让车辆在200米之内停下来”。

随后，再按一下遥控器，空心钉立即自动缩回，其他车辆可安全通过。

是警务人员实行道路交通控制的装备。

路障有袖珍的，不锈钢的，铝合金的及全自动的，其中不锈钢的和铝合金的又可自己选择长度，一般为5米，8米，10米。

当拦截一次车辆成功后，只需补装失去的刺针及橡胶套，又可为下次拦截车辆继续使用。

1.3本章小结

通过资料显示各国对于路障迫停装置的研究水平不一致，我国相对其他国家相对落后一些。

我国是汽车使用量大国，而且近两年汽车的数量不断增加，更应在在这方面进行一些研究争取在技术上赶超欧美等国家。

第二章路障迫停装置的系统组成和参数

2.1路障机系统组成

路障迫停装置其主要由组成主体的主机架、负责动力传动的液压传动部分、电控部分、太阳能供电部分四部分组成：

1、主机架：

路障主机架主要由翻转体或升降体、机座组成（防撞齿钉可根据用户需要加装）。

整机为钢结构，拟采用国际上通用的16毫米A3模具钢板和符合国际标准的槽钢焊接成主机架部分，具有高强的承重和抗撞能力；机体内无电器、线路设置，防水、安全。

该装置埋设在车道上或大门的指定位置，通过工作人员的指令来限制车辆通行与否。

2、液压传动部分

液压传动部分主要由油箱、手动油泵、全套液压电磁阀组、大功率电机、油泵、油缸、油表、油标、外装式液位器、国标标准的高压编制钢丝液压油管等组成，液压传动部分是整套路障迫停装置动力和来源，该装置被安装于路障迫停装置一侧位置，与路障迫停装置能够配套使用（可通过调节阀改变上升下降速度），没有电源供给时可手动放下挡板，也可手动把挡板升起来。

3、电控系统部分

自动电子控制部分主要包括漏电开关、控制主板、副控制板、无接触式的噪音高寿命接触器、精密的起动时间设置（防油缸行程到位后产生的冲击力增加了油缸的使用寿命）、可以自由设置自动升起（加地感线圈车过杆起）。

自动控制器：

包括控制箱、遥控器、加速传感器、手动按钮等由工作人员自行控制使用。

4、太阳能供电部分

太阳能供电部分主要有太阳能组件和太阳能蓄电池部分组成。

2.2主要技术参数

1、控制系统：

电动液压。

2、供电电压：

220V/380V（三相四线电）、220V备用电源（太阳能供电）。

3、系统动力：

1.5KW

4、承压能力：

70吨以上货柜车。

5、开启时间：

3~6S（可调节）。

6、关闭时间：

3~6S（可调节）。

7、通讯：

RS485≤1200M。

8、上升程度：

350mm-600mm。

9、工作温度：

-25℃---75℃。

10、液压压力是可调的，正常压力应调在50KGF以下，最高不可以超过70KGF。

11、存储环境：

-5℃---70℃,防雨防潮防尘土。

2.3本章小结

本章主要讲解路障迫停装置具体的四部分组成。

每一部分可以根据情况的需要进行改造和为适应安装位置的条件进行相应的调整。

各个小部分通过环境气温的影响进行测试针对性的进行改造或替代。

第三章路障迫停装置的工作原理

3.1路障主机架

路障迫停装置主机架由机架、活动的翻板、液压缸、两组平衡机构等组成。

活动翻板与机架之间通过两组转动轴连接，液压缸的上、下耳环通过转动轴分别连接在机架与活动翻板之间，是主机架运动的动力源，两组平衡机构连接在活动翻板与机架之间，起负载平衡稳定和缓冲的作用。

3.2液压系统部分

液压系统主要由驱动电机、液压油泵、组合电磁阀、手动控制阀、压力指示表等构成整个的液压系统。

3.3接口功能说明

上升、下降输入：

路障迫停装置上升下降的指令控制输入接口；升限位、降限位精确时间可调：

通过限位时间避免路障迫停装置长期在受阻状态运行而影响其寿命；

上升电磁阀、下降电磁阀：

路障迫停装置液压泵的油路电磁阀的切换与关闭，从而实现路障机上升、下降功能；上升、下降调节阀,调节上升下降速度。

加速传感器开启时当有车辆加速通过时，控制迫停装置盖板上升，禁止车辆通过.车辆减速加速传感器无应答。

3.4预期效果

1、装置结构坚固且耐用，承载负荷能力较大，运行动作平稳可靠，速度较快，噪声低，，装置本身寿命长。

2、装置采取微控制，系统运行性能稳定且可靠，非常有利于集成。

3、支持路障迫停装置与道闸等其它设备进行联动配合，也可以与其他控制设备组合，达到自动控制的目的。

4、装置采用了国际上低压液压驱动的领先技术，使整个系统安全系数更高，且稳定可靠。

5、当正常供电停止或者电路故障可以切换到备用太阳能供电电源.

6、不能供电时具有手动液压系统装置。

在没有电力供给的状态下或装置出现机械障碍时，如路障迫停装置处于升起状态下需要下降时，可以手动操作装置将已经升起的路障机盖板下落到水平位置，让汽车能够顺利通过。

在没有电力供给或装置出来机械事故时，如路障迫停装置处于关闭状态需要上升时，可以通过手动式的操作将路障迫停装置的上端盖板升起来，以防罪犯逃逸车辆强行闯过关卡。

7、自动液压系统装置

遥控装置：

是通过无线点遥控的方式，可在控制器范围内大约30米内（具体需要依据现场的无线电通讯环境而确定实际效果），进行遥控装置的升降等功能。

手动按钮装置：

通过保安室或卡亭里的手动开关按钮控制盒，对相应路障机进行升降。

8、还可以根据用户的需求可加装以下功能：

刷卡控制：

给控制端加装刷卡器，可以通过刷卡来控制装置的升降，进而达到控制车辆通行禁止的目的。

道闸与装置联动：

配加道闸（挡车器）/门禁控制，可实现道闸、及门禁与路障联动。

与电脑管埋系统或收费系统驳接：

可连接管埋系统和收费系统，并由电脑统一控制。

还可以安装加速传感器进行控制，当车辆加速时，加速传感器发出指令使迫停装置翻板升起迫使车辆停止。

9、方便检修：

当遇结构故障时或者机体检修时，可通过螺动上盖螺丝，将16mm的盖板取下，进行相应的操作。

3.5路障迫停装置的特点

1、快速平静：

升降时间最快可达3~6s秒就可以调节，远远大于传统的的路障机，这一特性非常优秀。

由于路障迫停装置采用液压驱动单元的设计，故使它在运作时柔和而平静，极大的解决了传统气动升降设备因气泵工作的发出的巨大噪音而影响其效果的问题。

2、控制敏捷：

控制单元采用了多功能逻辑控制的设计，可以调整出所需要的多种功能模式，可以满足不同用户在其功能上的不同需要。

另外，值得一提的是，其运动的整个过程采用了可调式计时的设计，需求用户可自由控制迫停装置上的盖板的升降高度，大大的的节省了其对电源的浪费损耗。

而且加装了加速传感器设置成加速传感器控制模式，大大方便了人为操控。

3、结构独特:

其核心部分液压单元与机械动力机构部分采用了先进的一体式设计，可非常有效地将其产生的机械能传递给液压驱动单元，使得传动过程中的效率较高且稳定。

液压单元实现压力直升的非常独特设计理念，性能卓越优秀，在国内路障迫停这一领域里实数少见，独树一帜。

4、可靠安全:

当遇突然断电等非常紧急的情况时，可以使用手动的方式使其紧急且快速的下降，路障机盖板即可下降，以达到使通道开放的目的，是过往车辆可以顺利通行。

其内部安装的固定机构的上部和下部分别安装了电流检测传感器和电磁传感器，以此来实现对动力单元的过流保护及柱体运动程度的有效限位，使得其运转起来可靠稳定。

5、经济实惠:

由于自身为液压传动一体模式，节能环保，消耗低，故障率更低，使得其使用寿命更长，很大的的降低了维护所需要的成本。

另外，采用非传统式导向机构设计，安装维护，更加简便快捷。

并且简单结构更易大量生产装备。

第四章路障迫停装置的安装与调试

4.1线材用量：

1、安装时先将路障迫停装置架预埋到需要安装的位置，注意预埋路障迫停装置机架要与地面成水平状态（路障高780mm）。

迫停装置之间的距离建议为1.5m以内。

2、布线时先确定液压站与控制箱的位置，预埋主机架和液压站之间布每台1×2cm（油管）；液压站与控制箱共有二组线，其一为2×0.6㎡（信号控制线），其二为3×2㎡（380V控制线），控制输入电压为380V/220V。

4.2接线示意图：

4.3安装位置：

主机架安装在用户指定的车辆出入道路口。

液压站根据现场的实际情况，安装在便于操作、保养的适当位置，尽量靠近机架（值班室内外都可）。

控制箱根据客户要求放在易于控制操作的地方（值班人员的操作台旁边）太阳能供电系统应安装在道路两旁，太阳能组件应朝向受光面较大的方向，30°角安装。

太阳能蓄电池部分应安装在阴冷通风处，需要的情况下可单独筑起小房间放置太阳能蓄电池。

加速传感器安装在通道两侧距离迫停装置15-20米位置。

4.4管线连接：

1、液压站出厂时配有5米内的管线,超过的部分需另外计费.在确定机架和液压站的安装位置后,进行地基挖掘时,要根据安装处的地形考虑布置、安排液压管路和控制线的地沟走向，在确保管路不损坏其它地下其它设施的情况下，将其安全埋入。

并在适当位置做好标记，以免进行其它施工作业时破坏管线路，造成不必要的损失。

2、管线预埋沟槽尺寸要根据具体地形来定。

一般情况下，液压管路的预埋深度为10~30厘米，宽度15厘米左右，控制线的预埋深度为5~15厘米，宽度为5厘米左右。

3、液压管路安装时，应注意接头处的O形圈是否受损，O形圈安装是否正确。

4、控制线安装时应加穿线管（PVC管）保护。

4.5整机测试运行：

在液压管路、传感器、控制线连接完成后，应从新检查一遍，确认无差错后，方可进行下列工作：

1、将380V三相电源接入。

2、启动电机空转，并检查电机旋转方向是否正确，如果不正确请调换三相接入线，正常后进行下步。

3、加液压油，检查油位计所示的油位是否在中部以上的位置。

4、启动控制按扭，进行路障机的开关调试，调试时开关时间间隔应长一些，并注意路障机的活动翻板的开闭情况是否正常。

反复几次后，观察液压油箱上的油位指示是否在油位计的中部，油不足应尽快加油。

5、调试液压系统时，在试运转时应注意观察油压表。

第五章路障迫停装置的使用方法

1、路障迫停装置下降：

有车辆进出场时，入口岗亭人员按开闸按钮或遥控下降按钮，系统起动主机架降下，车辆即可通行；也可通过道闸联动、车辆检测器、刷卡等方式起动系统降下主机架。

2、路障迫停装置上升：

无车辆进出场时，入口岗亭人员按关闸按钮或遥控上升按钮，系统起动主机架升起，阻拦车辆通行；也可通过道闸联动、车辆检测器等方式检测车辆已完全通过后自动起动系统升起主机架。

路障迫停装置与道闸连动应用平面示意图路障迫停装置单独应