一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置

摘要

本发明设计一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，包括滚轴装置、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板、发电机装置、蓄电池、LCD显示屏、控制器模块，滚轴装置、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板、发电机装置、蓄电池、LCD显示屏均与控制器模块相连，车辆通过上坡路面时，滚轴装置通过转动提供汽车向前的动力，可起到防止汽车后溜的作用，车辆通过下坡路面的并排式滚轴装置时，位置速度检测装置检测出车辆此时的位置和速度信息，控制器将速度显示在LCD显示屏上，车速越大，滚轴装置上的阻尼轮的阻尼越大，若车辆车速超过一定阀值时，装置结构设计简单，比一般的上下坡辅助装置更有效，作用效果更好。

权利要求

1.一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：包括滚轴装置（1）、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板（4）、发电机装置（5）、蓄电池（6）、LCD显示屏、控制器模块，滚轴装置（1）、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板（4）、发电机装置（5）、蓄电池（6）、LCD显示屏均与控制器模块相连，车辆通过上坡路面时，位置速度检测装置检测到车辆此时的位置信息和速度信息，控制器通过该信息控制滚轴装置（1）的电机转动来促使滚轴装置（1）通过转动提供汽车向前的动力，可起到防止汽车后溜的作用，车辆通过下坡路面的滚轴装置（1）时，位置速度检测装置检测出车辆此时的位置和速度信息，控制器将速度显示在LCD显示屏上，车速越大，滚轴装置（1）上的阻尼轮的阻尼越大，在一定程度上减低车辆的下坡速度，若车辆车速超过一定阈值时，滚轴装置（1）将通过可发电部分滚轴的转动使发电机装置（5）产生并储存在蓄电池（6）的电能和太阳能电池板（4）转换并储存在蓄电池（6）的电能来反向转动，从而减慢车辆通过下坡路面的速度。

2.根据权利要求1所述的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：滚轴装置（1）设置在具有一定坡度下坡行驶路面和上坡行驶路面，滚轴装置（1）的设计为多根并排式的滚轴的组合，滚轴装置（1）包括阻尼滚轴、减速滚轴、辅助滚轴，阻尼滚轴和减速滚轴设置在下坡路面，辅助滚轴设置在上坡路面，阻尼滚轴上设有阻尼轮，阻尼滚轴与减速滚轴交错安置在下坡路面，滚轴装置（1）的阻尼滚轴、减速滚轴、辅助滚轴为地面嵌入式设计，其高出路面部分的滚轴装置（1）不超过路面的2cm。

3.根据权利要求2所述的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：设置在上坡面的每个辅助滚轴均与电动机相连，电动机工作的电能来自于太阳能电池板（4）的能量转换并储存在蓄电池（6）的电能和下坡面设置的阻尼滚轴带动发电机装置（5）转动产生的并储存在蓄电池（6）的电能提供，每个电动机都用控制器来控制，控制器能根据位置速度检测装置检测的每个车辆通过上坡路段的速度和所处的位置信息实时调整辅助滚轮的转速，当检测到上坡车道上某个车辆有后遛的迹象时，控制器控制该车辆车轮附近的辅助滚轴根据该车车速实现转动防止该车辆后遛，确保上坡道上有多台车辆时均能单独防止它们后遛且不影响其它车辆的正常行驶。

4.根据权利要求2所述的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：阻尼滚轴与发电机装置（5）连接，该部分阻尼滚轴可通过自身的转动产生的动力带动发电机装置（5）发电，减速滚轴与电机连接，阻尼滚轴和减速滚轴通过位置速度检测装置检测的速度信息和位置信息来控制自身工作的转动，当速度值小于一定阈值时，阻尼滚轴工作转动发电并减速，此时减速滚轴跟随阻尼滚轴转动，当速度超过一定阈值时，减速滚轴反向转动工作减速，当减速滚轴反向转动时，发电部分的阻尼滚轴不会带动发电机装置（5）发电，此时发电机装置（5）不工作，此时阻尼滚轴将不会转动。

5.根据权利要求2所述的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：位置速度检测装置包括雷达测速仪（2）和摄像头（3）两部分，雷达测速仪（2）设置在路面的外侧，摄像头（3）设置在路面的下端处，摄像头（3）可对该路段处的上下坡路段的车辆均进行位置采集，摄像头（3）对车辆位置进行实时拍照得到车辆的位置信息并传输给控制器模块，控制器模块接收到该处的位置信息，通过位置信息来控制下坡面的滚轴装置（1）的阻尼滚轴的阻尼轮工作，通过位置信息控制下坡面和上坡面与在该处的滚轴装置（1）相连的电机的转动进而带动滚轴装置（1）的减速滚轴和辅助滚轴的转动工作，雷达测速仪（2）可对上下坡路段的车辆速度进行检测，通过接收到的反射波频移量的计算而得出车辆通过滚轴装置（1）的速度，并将所测的速度信息传输给控制器模块，控制器模块通过获得摄像头（3）采集到车辆在该处的位置信息来实时计算出车辆的上下坡速度，为了弥补通过摄像头（3）捕捉位置信息进而使控制器计算出速度信息的数据不准确性和通过雷达测速仪（2）所测速度误报率高的缺点，控制器模块将综合两部分测得的速度信息进行综合数据分析进而得出更准确的速度信息。

6.根据权利要求2所述的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：在并排式的阻尼滚轴上还设置有阻尼轮，阻尼轮接收到控制器模块得到此处车辆的位置信息和速度信息后，阻尼轮根据车辆在滚轴装置（1）上的实时位置和速度进行实时调节，控制器综合处理两部分测得的速度信息得出在该处的速度，控制器将对阻尼轮进行适时大小调节，在一定的车速阈值内，当车辆速度越大，与控制模块相连的阻尼轮的阻尼越大，可通过作用在阻尼滚轴上的阻尼来降低车速，此外每个阻尼轮连接一个电动机，每个电动机都用控制器控制，控制器根据每个车辆的速度和所处的位置实时调整车轮附近的阻尼轮的转速实现分段智能阻尼，以实现多个不同车速的车辆同时在坡道上时均能根据它们的车速实现智能控制，让每个车辆始终处在安全车速。

7.根据权利要求2所述的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：发电部分包括太阳能电池板（4）和发电机装置（5），太阳能电池板（4）设置在整个下坡路面和上坡路面道路的外侧，为倾斜式的一整块，太阳能电池板（4）可将太阳能转变为电能，同时将转变的电能储存在蓄电池（6）中，发电机装置（5）设置在滚轴装置（1）的下端部，发电机装置（5）可通过发电部分的阻尼滚轴的转动带动齿轮传动产生的动力来使自身转动进而使内部线圈产出交变电流，通过转变为直流电来产生电能，并将产生的电能储存在蓄电池（6）中。

8.根据权利要求2所述的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：蓄电池（6）储存太阳能电池板（4）和发电机装置（5）两部分发电系统产生的电能，蓄电池（6）用于提供给当车速超过一定阈值时减速滚轴的反向转动和汽车通过上坡面辅助滚轴转动所需的电能。

9.根据权利要求2所述的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：LCD显示屏型号为LCD-12864，控制器模块接收到位置速度检测装置检测的车速，控制器模块将车速信息显示在LCD显示屏上，通过速度显示可对车辆驾驶者起到一定的视觉警示进而更好的控制自身的车速大小。

10.根据权利要求2所述的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其特征在于：所述的控制器模块是AT89C51型号单片机控制模块。

说明书

一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种汽车智能上下坡辅助装置，特别是一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，属于传动机械装置及运输技术领域。

背景技术

[0002] 随着公路事业建设的发展，公路的建设面积压在大幅度扩宽，由于不同地段的地形，地质特征以及工程造价等因素的影响，在很多公路建设路段不得不采用长下坡的建设方案，而很多长下坡路段也成为了交通事故频发的路段，汽车驾驶员在长下坡路段若控制不好下坡的速度，往往容易因汽车重心点的移动而使车辆在下坡路面发生倾翻，尤其是对于重载汽车，在下坡路面的速度若控制不好，对汽车和驾驶员生命安全都是十分危险的，因此若能设计一种长下坡路面的汽车减速装置来实时对汽车车速进行减速是十分有必要的。

[0003] 在目前的很多汽车下坡减速装置中，很多设计者采用将减速装置设计在汽车的刹车系统或车轮上来对车辆下坡进行减速控制，而另一方面，汽车下长坡时，若刹车系统长时间处于工作状态，刹车片温度越来越高，刹车片原有的摩擦力，会在高温作用下慢慢消退，在这种情况下，刹车力量会越来越低，进而导致整台车暂时性丧失全部制动力，同时汽车轮胎很容易发热损坏甚至导致爆胎情况的产生，这些设计的处理对汽车下坡减速并不能很好的减低安全隐患，因而设计一种无需驾驶者对刹车系统过多处理，可通过路面设计来使汽车的下坡动力减小进而减低汽车下坡车速对提高汽车安全下坡是十分有必要的。

发明内容

[0004] 为解决现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是通过设计一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，该装置旨在在具有一定坡度的路段的整个上下坡行驶的路面设置有前后并排式的多根滚轴的组合装置，在上坡面设置防止车辆上坡后溜的辅助滚轴，通过辅助滚轴的转动给予汽车上坡的动力，当车辆通过下坡面的滚轴装置路面时，通过设置在道路外侧的位置速度检测装置来检测出车辆的位置和通行速度，控制器可将该速度显示在路段边的LCD显示屏上，车辆的速度越大，阻尼轮的阻尼越大，通过作用在阻尼滚轴上的阻尼来更大程度上降低车辆通过下坡路面的速度，若车辆速度超过设定的阈值，阻尼滚轴不工作，减速滚轴可通过阻尼滚轴在速度小于一定阈值时转动使发电机装置产生并储存在蓄电池的电能和太阳能电池板转换并储存在蓄电池的电能来使自身反向转动，进而降低车辆通过下坡路面的车速来提高车辆下坡的安全性。

[0005] 本发明采用的技术方案是：一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，包括滚轴装置、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板、发电机装置、蓄电池、LCD显示屏、控制器模块，滚轴装置、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板、发电机装置、蓄电池、LCD显示屏均与控制器模块相连，车辆通过上坡路面时，滚轴装置通过转动提供汽车向前的动力，可起到防止汽车后溜的作用，车辆通过下坡路面的滚轴装置时，位置速度检测装置检测出车辆此时的位置和速度信息，控制器将速度显示在LCD显示屏上，车速越大，滚轴装置上的阻尼轮的阻尼越大，在一定程度上减低车辆的下坡速度，若车辆车速超过一定阈值时，滚轴装置将通过可发电部分滚轴的转动使发电机装置产生并储存在蓄电池的电能和太阳能电池板转换并储存在蓄电池的电能来反向转动，从而减慢车辆通过下坡路面的速度。

[0006] 进一步优化本技术方案，所述的滚轴装置设置在具有一定坡度下坡行驶路面和上坡行驶路面，滚轴装置的设计为多根并排式的滚轴的组合，滚轴装置包括阻尼滚轴、减速滚轴、辅助滚轴，阻尼滚轴和减速滚轴主要设置在下坡路面，辅助滚轴主要设置在上坡路面，阻尼滚轴上设有阻尼轮，阻尼滚轴与减速滚轴交错安置在下坡路面，滚轴装置的阻尼滚轴、减速滚轴、辅助滚轴为地面嵌入式设计，其高出路面部分的滚轴装置不超过路面的2cm。

[0007] 进一步优化本技术方案，设置在上坡面的每个辅助滚轴均与电动机相连，电动机工作的电能主要来自于太阳能电池板的能量转换并储存在蓄电池的电能和下坡面设置的阻尼滚轴带动发电机装置（5）转动产生的并储存在蓄电池的电能提供，每个电动机都用控制器来控制，控制器能根据位置速度检测装置检测的每个车辆通过上坡路段的速度和所处的位置信息实时调整辅助滚轮的转速，当检测到上坡车道上某个车辆有后遛的迹象时，控制器控制该车辆车轮附近的辅助滚轴根据该车车速实现转动防止该车辆后遛，确保上坡道上有多台车辆时均能单独防止它们后遛且不影响其它车辆的正常行驶。

[0008] 进一步优化本技术方案，阻尼滚轴与发电机装置连接，该部分阻尼滚轴可通过自身的转动产生的动力带动发电机装置发电，减速滚轴与电机连接，阻尼滚轴和减速滚轴通过位置速度检测装置检测的速度信息和位置信息来控制自身工作的转动，当速度值小于一定阈值时，阻尼滚轴工作转动发电并减速，此时减速滚轴跟随阻尼滚轴转动，当速度超过一定阈值时，减速滚轴反向转动工作减速，当减速滚轴反向转动时，发电部分的阻尼滚轴不会带动发电机装置发电，此时发电机装置不工作，此时阻尼滚轴将不会转动。

[0009] 进一步优化本技术方案，位置速度检测装置包括雷达测速仪和摄像头两部分，雷达测速仪设置在路面的外侧，摄像头设置在路面的下端处，摄像头可对该路段处的上下坡路段的车辆均进行位置采集，摄像头对车辆位置进行实时拍照得到车辆的位置信息并传输给控制器模块，控制器模块接收到该处的位置信息，通过位置信息来控制下坡面的滚轴装置的阻尼滚轴的阻尼轮工作，通过位置信息来控制下坡面和上坡面与在该处的滚轴装置相连的电机的转动进而带动滚轴装置的减速滚轴和辅助滚轴的转动工作，雷达测速仪可对上下坡路段的车辆速度进行检测，通过接收到的反射波频移量的计算而得出车辆通过滚轴装置的速度，并将所测的速度信息传输给控制器模块，控制器模块通过获得摄像头采集到车辆在该处的位置信息来实时计算出车辆的速度，为了弥补通过摄像头捕捉位置信息进而使控制器计算出速度信息的数据不准确性和通过雷达测速仪所测速度误报率高的缺点，控制器模块将综合两部分测得的速度信息进行综合数据分析进而得出更准确的速度信息。

[0010] 进一步优化本技术方案，在并排式的阻尼滚轴上还设置有阻尼轮，阻尼轮接收到控制器模块得到此处车辆的位置信息和速度信息后，阻尼轮根据车辆在滚轴装置上的实时位置和速度进行实时调节，控制器综合处理两部分测得的速度信息得出在该处的速度，控制器将对阻尼轮进行适时大小调节，在一定的车速阈值内，当车辆速度越大，与控制模块相连的阻尼轮的阻尼越大，可通过作用在阻尼滚轴上的阻尼来降低车速，此外每个阻尼轮连接一个电动机，每个电动机都用控制器控制，控制器根据每个车辆的速度和所处的位置实时调整车轮附近的阻尼轮的转速实现分段智能阻尼，以实现多个不同车速的车辆同时在坡道上时均能根据它们的车速实现智能控制，让每个车辆始终处在安全车速。

[0011] 进一步优化本技术方案，发电部分包括太阳能电池板和发电机装置，太阳能电池板设置在整个下坡路面和上坡路面道路的外侧，为倾斜式的一整块，太阳能电池板可将太阳能转变为电能，同时将转变的电能储存在蓄电池中，发电机装置设置在滚轴装置的下端部，发电机装置可通过发电部分的阻尼滚轴的转动带动齿轮传动产生的动力来使自身转动进而使内部线圈产出交变电流，通过转变为直流电来产生电能，并将产生的电能储存在蓄电池中。

[0012] 进一步优化本技术方案，蓄电池主要储存太阳能电池板和发电机装置两部分发电系统产生的电能，蓄电池主要用于提供给当车速超过一定阈值时减速滚轴的反向转动和汽车通过上坡面辅助滚轴转动所需的电能。

[0013] 进一步优化本技术方案，LCD显示屏型号为LCD-12864，控制器模块接收到位置速度检测装置检测的车速，控制器模块将车速信息显示在LCD显示屏上，通过速度显示可对车辆驾驶者起到一定的视觉警示进而更好的控制自身的车速大小。

[0014] 进一步优化本技术方案，所述的控制器模块可分为两种控制器，一种是计算机控制模块，一种是AT89C51型号单片机控制模块，且计算机控制模块与单片机控制模块在本装置的控制方式选择中为二选一，可以采用计算机模块作为控制器，也可以采用单片机作为控制器。

[0015] 一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，其控制方法包括如下步骤：

[0016] 步骤1.车辆通过下坡路段的滚轴装置路面，此时位置速度检测装置的摄像头采集到车辆在滚轴装置上行驶的位置变化信息，将该位置信息传输给控制器模块，此时控制器模块将通过测得的位置数据来控制该处滚轴装置的工作，控制器模块可通过位置信息来控制该处滚轴装置的阻尼滚轴的工作，也可通过位置信息来控制该处与滚轴装置相连的电机的转动进而带动滚轴装置的减速滚轴的转动，此外控制器还可通过车辆的位置视频的信息数据计算获得车辆在滚轴装置上的速度，此时雷达测速仪也将获得车辆在滚轴装置上的实时速度，并可将速度信息传输给控制器模块，控制器将摄像头采集的位置信息进行计算得出的速度与雷达测速仪测得的速度的数据进行数据综合处理得出车辆的速度信息并在LCD显示屏上显示出来，给予驾驶者视觉的警示；

[0017] 步骤2.阻尼滚轴在转动过程中可使产生的动力带动发电机装置产生电能，该电能可储存在蓄电池中，在路段外侧设置的太阳能电池板可将太阳能转换为电能储存在蓄电池中；

[0018] 步骤3.与控制模块相连的阻尼轮通过控制器给予的位置信息进行工作，通过控制器模块给予的车辆在不同位置处的速度信息来调节阻尼的大小，在一定的车速阈值内，车速越大，阻尼越大，通过作用在阻尼滚轴装置上的阻尼来减慢车辆的下坡速度，当有多辆车同时在下坡路面时，控制器根据每个车辆的速度和所处的位置实时调整车轮附近的阻尼轮的转速实现分段智能阻尼，以实现多个不同车速的车辆同时在坡道上时均能根据它们的车速实现智能控制，让每个车辆始终处在安全车速；

[0019] 步骤4.当位置速度检测装置检测到的车辆所在位置处的车速超过一定的阈值时，减速滚轴装置将根据控制器给予的位置信息和速度信息反向转动，此时阻尼滚轴将不会转动，阻尼滚轴不会带动发电机装置工作发电，反向转动的电能由储存在蓄电池的电能提供，通过减速滚轴的反向转动来减慢车辆的下坡速度进而提高车辆下坡的行驶安全性；

[0020] 步骤5.当车辆通过上坡路面时，控制器能根据位置速度检测装置检测的每个车辆通过上坡路段的速度和所处的位置信息实时调整辅助滚轮的转速，当检测到上坡车道上某个车辆有后遛的迹象时，控制器控制该车辆车轮附近的辅助滚轴根据该车车速实现转动防止该车辆后遛，确保上坡道上有多台车辆时均能单独防止它们后遛且不影响其它车辆的正常行驶。

[0021] 本发明的工作原理是：在整个上下坡行驶的路面设置多根滚轴组成的前后并排式的滚轴装置，在上坡路面设置有辅助滚轴，通过辅助滚轴的转动给予汽车上坡的动力防止车辆上坡后溜，在滚轴装置下坡路段的外侧设置有发电机装置，在上下坡道路外侧还设置有太阳能电池板，在道路外侧还设有位置速度检测装置和LCD显示屏，当车辆通过下坡滚轴式路面时，位置速度检测装置检测出车辆此时的位置信息和下坡速度，控制器可将获得的速度在LCD显示屏上显示出来，同时可将速度信息和位置信息传输给滚轴装置，滚轴装置的阻尼轮接收到控制模块的位置信息和速度信息后，在一定的速度阈值内，检测到的车速越大，阻尼越大，通过作用在阻尼滚轴上的阻尼来减慢车辆下坡的速度，当车速超过一定的车速阈值时，控制模块将控制减速滚轴进行反向转动，反向转动的电能由阻尼滚轴在速度小于一定阈值时转动促使发电机装置产生并储存在蓄电池和太阳能电池板转换并储存在蓄电池的两部分电能提供，通过减速滚轴的反向转动来减慢车辆下坡的速度。

[0022] 本发明可通过设置阻尼轮和滚轴的反向转动来减慢车辆通过下坡行驶路面的速度，进而提高车辆通过下坡路面的安全性，其控制方法如下：

[0023] 设车辆到达滚轴路段的速度为v，汽车的额定功率为P且不变，

[0024] 阻尼减慢车速控制方法：

[0025] P=Fv（功率公式）

[0026] f=cv（阻尼公式）

[0027] F-f=ma（牛顿第二定律）

[0028] v’=v-at（运动学公式）

[0029] 若车辆的速度在一定的阈值内，车辆到达滚轴时的速度v越大，F越小，阻尼轮产生的阻尼力f越大，随v的增加，当f

[0030] 滚轴减慢车速控制方法：

[0031] 若车辆到达滚轴的速度v超过一定的速度阈值，此时滚轴反向转动，设滚轴反向转动的速度为v’，此时v’与v的方向相反，车辆在下坡滚轴面将做减速运动，车辆的实际速度大小为v’’=v-v’，此时车辆在滚轴的反向转动下减慢车速。

[0032] 本发明的有益效果是：1、通过作用在阻尼滚轴上的阻尼轮的减速作用和减速滚轴反向转动的减速作用来控制车辆在下坡路面的车速大小，从而在一定程度上提高了车辆在下坡路面的安全性；2、通过设置在路面的减速装置来对车辆下坡路面进行提前减速，降低了汽车在下坡路面尤其是在长下坡路面仅通过刹车制动来降低车速而带来的车辆和驾驶员安全事故隐患；3、通过实现阻尼轮的智能阻尼大小调节和辅助滚轴的智能转速调节更好的适应了道路车辆复杂性下的减速与辅助作用，实现了智能分段分车控制；4、通过机械传动和控制模块的智能信息控制来对车辆通过下坡路面时进行减速，结构设计简单，比一般的减速装置作用效果更显著；5、通过设置在上坡面的辅助滚轴还可以防止车辆上坡后溜；通过滚轴的自身转动来带动发电机装置发电和通过太阳能电池板将太阳能转换为电能两种电能产生方式产生的电能作为滚轴反向转动的电能，有效的将能量进行回收利用，节约能源，环保效益更好。

附图说明

[0033] 图1为本发明的整体装置图。

[0034] 图2为本发明的计算机控制器控制方法的流程图。

[0035] 图3为本发明的单片机控制器控制方法的流程图。

[0036] 图4为本装置的两部分发电系统的电路图。

[0037] 图5为本装置的单片机控制器控制方法的系统电路图。

[0038] 图中各标号为1-滚轴装置；2-雷达测速仪；3-摄像头；4-太阳能电池板；5-发电机装置；6-蓄电池。

[0039] 具体实施方式1：基于计算机控制器控制方式下的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

[0040] 如图1-2所示，一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，包括滚轴装置1、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板4、发电机装置5、蓄电池6、LCD显示屏、计算机控制器模块，滚轴装置1、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板4、发电机装置5、蓄电池6、LCD显示屏均与计算机控制器模块相连；车辆通过上坡路面时，位置速度检测装置检测到此处车辆的位置信息和速度信息，计算机控制器将位置信息和速度信息传输到滚轴装置1的辅助滚轴的电机，此时电机转动带动滚轴装置1转动同时滚轴装置1可根据车辆速度来实时调节转速进而提供汽车向前的动力，可起到防止汽车后溜的作用，车辆通过下坡路面的滚轴装置1时，位置速度检测装置检测出车辆此时的位置和速度信息，控制器将速度显示在LCD显示屏上，车速越大，滚轴装置1上的阻尼轮的阻尼越大，在一定程度上减低车辆的下坡速度，若车辆车速超过一定阈值时，滚轴装置1将通过可发电部分滚轴的转动使发电机装置5产生并储存在蓄电池6的电能和太阳能电池板4转换并储存在蓄电池6的电能来反向转动，从而减慢车辆通过下坡路面的速度。

[0041] 所述的滚轴装置1设置在具有一定坡度下坡行驶路面和上坡行驶路面，滚轴装置1的设计为多根并排式的滚轴的组合，滚轴装置1包括阻尼滚轴、减速滚轴、辅助滚轴，阻尼滚轴和减速滚轴主要设置在下坡路面，辅助滚轴主要设置在上坡路面，阻尼滚轴上设有阻尼轮，阻尼滚轴与减速滚轴交错安置在下坡路面，滚轴装置1的阻尼滚轴、减速滚轴、辅助滚轴为地面嵌入式设计，其高出路面部分的滚轴装置1不超过路面的2cm。

[0042] 所述的设置在上坡面的每个辅助滚轴均与电动机相连，电动机工作的电能主要来自于太阳能电池板的能量转换并储存在蓄电池的电能和下坡面设置的阻尼滚轴带动发电机装置5转动产生的并储存在蓄电池的电能提供，每个电动机都用计算机控制器来控制，计算机控制器能根据位置速度检测装置检测的每个车辆通过上坡路段的速度和所处的位置信息实时调整辅助滚轮的转速，当检测到上坡车道上某个车辆有后遛的迹象时，计算机控制器控制该车辆车轮附近的辅助滚轴根据该车车速实现转动防止该车辆后遛，确保上坡道上有多台车辆时均能单独防止它们后遛且不影响其它车辆的正常行驶。

[0043] 所述的阻尼滚轴与发电机装置5连接，该部分阻尼滚轴可通过自身的转动产生的动力带动发电机装置5发电，减速滚轴与电机连接，阻尼滚轴和减速滚轴通过位置速度检测装置检测的速度信息和位置信息来控制自身工作的转动，当速度值小于一定阈值时，阻尼滚轴工作转动发电并减速，此时减速滚轴跟随阻尼滚轴转动，当速度超过一定阈值时，减速滚轴反向转动工作减速，当减速滚轴反向转动时，发电部分的阻尼滚轴不会带动发电机装置5发电，此时发电机装置5不工作，此时阻尼滚轴将不会转动。

[0044] 所述的位置速度检测装置包括雷达测速仪2和摄像头3两部分，雷达测速仪2设置在路面的外侧，摄像头3设置在路面的下端处，摄像头3可对该路段处的上下坡路段的车辆均进行位置采集，摄像头3对车辆位置进行实时拍照得到车辆的位置信息并传输给计算机控制器模块，计算机控制器模块接收到该处的位置信息，通过位置信息来控制下坡面的滚轴装置1的阻尼滚轴的阻尼轮工作，通过位置信息控制下坡面和上坡面与在该处的滚轴装置1相连的电机的转动进而带动滚轴装置1的减速滚轴和辅助滚轴的转动工作，雷达测速仪2可对整段上下坡路段的车辆速度进行检测，通过接收到的反射波频移量的计算而得出车辆通过滚轴装置1的速度，并将所测的速度信息传输给计算机控制器模块，计算机控制器模块通过获得摄像头3采集到车辆在该处的位置信息来实时计算出车辆的速度，为了弥补通过摄像头3捕捉位置信息进而使控制器计算出速度信息的数据不准确性和通过雷达测速仪
2所测速度误报率高的缺点，控制器模块将综合两部分测得的速度信息进行综合数据分析进而得出更准确的速度信息。

[0045] 所述的在并排式的阻尼滚轴上还设置有阻尼轮，阻尼轮接收到控制器模块得到此处车辆的位置信息和速度信息后，阻尼轮根据车辆在滚轴装置1上的实时位置和速度进行实时调节，计算机控制器综合处理两部分测得的速度信息得出在该处的速度，计算机控制器将对阻尼轮进行适时大小调节，在一定的车速阈值内，当车辆速度越大，与控制模块相连的阻尼轮的阻尼越大，可通过作用在阻尼滚轴上的阻尼来降低车速，此外每个阻尼轮连接一个电动机，每个电动机都用计算机控制器控制，计算机控制器根据每个车辆的速度和所处的位置实时调整车轮附近的阻尼轮的转速实现分段智能阻尼，以实现多个不同车速的车辆同时在坡道上时均能根据它们的车速实现智能控制，让每个车辆始终处在安全车速。

[0046] 所述的发电部分包括太阳能电池板4和发电机装置5，太阳能电池板4设置在整个下坡路面和上坡路面道路的外侧，为倾斜式的一整块，太阳能电池板4可将太阳能转变为电能，同时将转变的电能储存在蓄电池6中，发电机装置5设置在滚轴装置1的下端部，发电机装置5可通过发电部分的阻尼滚轴的转动带动齿轮传动产生的动力来使自身转动进而使内部线圈产出交变电流，通过转变为直流电来产生电能，并将产生的电能储存在蓄电池6中。

[0047] 所述的蓄电池6主要储存太阳能电池板4和发电机装置5两部分发电系统产生的电能，蓄电池6主要用于提供给当车速超过一定阈值时减速滚轴的反向转动和汽车通过上坡面辅助滚轴转动所需的电能。

[0048] 所述的LCD显示屏型号为LCD-12864，计算机控制器模块接收到位置速度检测装置检测的车速，计算机控制器模块将车速信息显示在LCD显示屏上，通过速度显示可对车辆驾驶者起到一定的视觉警示进而更好的控制自身的车速大小。

[0049] 在整个上下坡行驶的路面设置多根滚轴组成的前后并排式的滚轴装置1，在上坡路面设置有辅助滚轴，主要是给予汽车上坡的动力，防止汽车后溜，在下坡面滚轴装置1路段的外侧设置有发电机装置5，上下坡道路外侧设置有太阳能电池板4，同时在道路的外侧设置有摄像头3和LCD显示屏，当车辆到达滚轴式路面时，摄像头3采集到车辆的位置视频信息并传输给计算机控制模块，计算机控制器模块将信息指令传达到此处位置的滚轴装置1的阻尼轮来使阻尼轮工作，计算机控制模块将位置信息传达到上下坡与滚轴装置1相连的电机，通过电机的转动控制此处滚轴装置1的转动工作，此外下坡车辆的位置信息经计算机控制模块数据处理得出车辆此时的下坡速度，同时雷达测速仪2检测到车辆通过下坡路面的滚轴装置1的实时速度信息并将速度信息传输给计算机控制模块，计算机控制模块将两种形式测得的速度信息进行综合处理进而得出车辆在滚轴装置1处的速度并在LCD显示屏上显示出来，阻尼轮接收到计算机控制模块的位置信息和速度信息，在一定的速度阈值内，检测到的车速越大，阻尼越大，通过作用在阻尼滚轴上的阻尼来减慢车辆下坡的速度，当车速超过一定的车速阈值时，计算机控制模块将控制减速滚轴进行反向转动，反向转动的电能由阻尼滚轴在速度小于一定阈值时转动促使发电机装置5产生并储存在蓄电池6和太阳能电池板4转换并储存在蓄电池6的两部分电能提供，通过减速滚轴的反向转动来减慢车辆下坡的速度。

[0050] 具体实施方式2：基于单片机控制模块下的一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。

[0051] 如图1、图3所示，一种滚轴式汽车智能上下坡辅助装置，包括滚轴装置1、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板4、发电机装置5、蓄电池6、LCD显示屏、单片机控制器模块，滚轴装置1、阻尼轮、位置速度检测装置、太阳能电池板4、发电机装置5、蓄电池6、LCD显示屏均与单片机控制器模块相连，车辆通过上坡路面时，位置速度检测装置检测到车辆段的位置信息和速度信息，通过单片机控制器将位置信息和速度信息传达给单片机控制器来控制滚轴装置1的电机转动进而带动滚轴装置转动并可根据速度实时调节滚轴装置1的转速来提供汽车向前的动力，可起到防止汽车后溜的作用，车辆通过下坡路面的滚轴装置1时，位置速度检测装置检测出车辆此时的位置和速度信息，控制器将速度显示在LCD显示屏上，车速越大，滚轴装置1上的阻尼轮的阻尼越大，在一定程度上减低车辆的下坡速度，若车辆车速超过一定阈值时，滚轴装置1将通过可发电部分滚轴的转动使发电机装置5产生并储存在蓄电池6的电能和太阳能电池板4转换并储存在蓄电池6的电能来反向转动，从而减慢车辆通过下坡路面的速度。

[0052] 所述的滚轴装置1设置在具有一定坡度下坡行驶路面和上坡行驶路面，滚轴装置1的设计为多根并排式的滚轴的组合，滚轴装置1包括阻尼滚轴、减速滚轴、辅助滚轴，阻尼滚轴和减速滚轴主要设置在下坡路面，辅助滚轴主要设置在上坡路面，阻尼滚轴上设有阻尼轮，阻尼滚轴与减速滚轴交错安置在下坡路面，滚轴装置1的阻尼滚轴、减速滚轴、辅助滚轴为地面嵌入式设计，其高出路面部分的滚轴装置1不超过路面的2cm；

[0053] 所述的设置在上坡面的每个辅助滚轴均与电动机相连，电动机工作的电能主要来自于太阳能电池板的能量转换并储存在蓄电池的电能和下坡面设置的阻尼滚轴带动发电机装置5转动产生的并储存在蓄电池的电能提供，每个电动机都用单片机控制器来控制，单片机控制器能根据位置速度检测装置检测的每个车辆通过上坡路段的速度和所处的位置信息实时调整辅助滚轮的转速，当检测到上坡车道上某个车辆有后遛的迹象时，单片机控制器控制该车辆车轮附近的辅助滚轴根据该车车速实现转动防止该车辆后遛，确保上坡道上有多台车辆时均能单独防止它们后遛且不影响其它车辆的正常行驶；

[0054] 所述的阻尼滚轴与发电机装置5连接，该部分阻尼滚轴可通过自身的转动产生的动力带动发电机装置5发电，减速滚轴与电机连接，阻尼滚轴和减速滚轴通过位置速度检测装置检测的速度信息和位置信息来控制自身工作的转动，当速度值小于一定阈值时，阻尼滚轴工作转动发电并减速，此时减速滚轴跟随阻尼滚轴转动，当速度超过一定阈值时，减速滚轴反向转动工作减速，当减速滚轴反向转动时，发电部分的阻尼滚轴不会带动发电机装置5发电，此时发电机装置5不工作，此时阻尼滚轴将不会转动；

[0055] 所述的位置速度检测装置包括雷达测速仪2和摄像头3两部分，雷达测速仪2设置在路面的外侧，摄像头3设置在路面的下端处，摄像头3可对该路段处的上下坡路段的车辆均进行位置采集，摄像头3对车辆位置进行实时拍照得到车辆的位置信息并传输给单片机控制器模块，单片机控制器模块接收到该处的位置信息，通过位置信息来控制下坡面的滚轴装置1的阻尼滚轴的阻尼轮工作，通过位置信息控制下坡面和上坡面与在该处的滚轴装置1相连的电机的转动进而带动滚轴装置1的减速滚轴和辅助滚轴的转动工作，雷达测速仪2可对整段上下坡路段的车辆速度进行检测，通过接收到的反射波频移量的计算而得出车辆通过滚轴装置1的速度，并将所测的速度信息传输给单片机控制器模块，单片机控制器模块通过获得摄像头3采集到车辆在该处的位置信息来实时计算出车辆的速度，为了弥补通过摄像头3捕捉位置信息进而使控制器计算出速度信息的数据不准确性和通过雷达测速仪
2所测速度误报率高的缺点，控制器模块将综合两部分测得的速度信息进行综合数据分析进而得出更准确的速度信息；

[0056] 所述的在并排式的阻尼滚轴上还设置有阻尼轮，阻尼轮接收到控制器模块得到此处车辆的位置信息和速度信息后，阻尼轮根据车辆在滚轴装置1上的实时位置和速度进行实时调节，单片机控制器综合处理两部分测得的速度信息得出在该处的速度，单片机控制器将对阻尼轮进行适时大小调节，在一定的车速阈值内，当车辆速度越大，与控制模块相连的阻尼轮的阻尼越大，可通过作用在阻尼滚轴上的阻尼来降低车速，此外每个阻尼轮连接一个电动机，每个电动机都用单片机控制器控制，单片机控制器根据每个车辆的速度和所处的位置实时调整车轮附近的阻尼轮的转速实现分段智能阻尼，以实现多个不同车速的车辆同时在坡道上时均能根据它们的车速实现智能控制，让每个车辆始终处在安全车速；

[0057] 所述的发电部分包括太阳能电池板4和发电机装置5，太阳能电池板4设置在整个下坡路面和上坡路面道路的外侧，为倾斜式的一整块，太阳能电池板4可将太阳能转变为电能，同时将转变的电能储存在蓄电池6中，发电机装置5设置在滚轴装置1的下端部，发电机装置5可通过发电部分的阻尼滚轴的转动带动齿轮传动产生的动力来使自身转动进而使内部线圈产出交变电流，通过转变为直流电来产生电能，并将产生的电能储存在蓄电池6中；

[0058] 所述的蓄电池6主要储存太阳能电池板4和发电机装置5两部分发电系统产生的电能，蓄电池6主要用于提供给当车速超过一定阈值时减速滚轴的反向转动和汽车通过上坡面辅助滚轴转动所需的电能；

[0059] 所述的LCD显示屏型号为LCD-12864，单片机控制器模块接收到位置速度检测装置检测的车速，单片机控制器模块将车速信息显示在LCD显示屏上，通过速度显示可对车辆驾驶者起到一定的视觉警示进而更好的控制自身的车速大小。

[0060] 所述的单片机的型号AT89C51。

[0061] 在整个上下坡行驶的路面设置多根滚轴组成的前后并排式的滚轴装置1，在上坡路面设置有辅助滚轴，主要是给予汽车上坡的动力，防止汽车后溜，在下坡面滚轴装置1路段的外侧设置有发电机装置5，上下坡道路外侧设置有太阳能电池板4，同时在道路的外侧设置有摄像头3和LCD显示屏，当车辆到达滚轴式路面时，摄像头3采集到车辆的位置视频信息并传输给单片机控制模块，单片机控制器模块将信息指令传达到此处位置的滚轴装置1的阻尼轮来使阻尼轮工作，单片机控制模块将位置信息传达到上下坡与滚轴装置1相连的电机，通过电机的转动控制此处滚轴装置1的具体工作，此外下坡车辆的位置信息经单片机控制模块数据处理得出车辆此时的下坡速度，同时雷达测速仪2检测到车辆通过下坡路面的滚轴装置1的实时速度信息并将速度信息传输给单片机控制模块，单片机控制模块将两种形式测得的速度信息进行综合处理进而得出车辆在滚轴装置1处的速度并在LCD显示屏上显示出来，阻尼轮接收到单片机控制模块的位置信息和速度信息，在一定的速度阈值内，检测到的车速越大，阻尼越大，通过作用在阻尼滚轴上的阻尼来减慢车辆下坡的速度，当车速超过一定的车速阈值时，单片机控制模块将控制减速滚轴进行反向转动，反向转动的电能由阻尼滚轴在速度小于一定阈值时转动促使发电机装置5产生并储存在蓄电池6和太阳能电池板4转换并储存在蓄电池6的两部分电能提供，通过减速滚轴的反向转动来减慢车辆下坡的速度。

[0062] 如图4-5所示，图中电路转换器的芯片的型号为LT1073，A为太阳能电池板4，Q为磁感线圈，T为磁铁。太阳能电池板4提供6V电压。LT1073经由电阻R6检测充电电流，在蓄电池6中维持16毫安的充电电流。LT1073内有低电压测定器，在太阳能电池板4的输出电压降至4V时，LT1073将断开充电电路，而当电压升到5V时又可以继续对电池进行充电。D3、D4、D5与D6组成整流电路，将磁感线圈产生的交流电变为直流电贮存在蓄电池6中。单片机型号为AT89C51，显示屏型号为LCD-12864，Z为阻尼轮，G为滚轴，E为雷达的电波发射装置，R为雷达的电波接收装置。由于51单片机的P0口没有上拉电阻，因此需要外接上拉电阻RP1，上拉电阻可提供一定的电压和电流。本装置电路设计中还包括雷达测速仪2、时钟电路、复位电路，下面对雷达测速仪2、时钟电路、复位电路进行说明：

[0063] 雷达测速仪2：雷达的电波发射装置向某一方向发射雷达信号，运动物体反射的雷达信号频率与发射信号的频率的差值叫做多普勒频率，多普勒频率与物体运动速度成正比，因此可根据多普勒频率测出车速。

[0064] 时钟电路：晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统公用一个晶振，以使各部分保持同步；两个谐振电容大小取决于晶振的负载电容值，作用是滤除干扰。

[0065] 复位电路：为了保障单片机运行，给单片机增加复位电路。复位电路有以下功能：上电复位可以对内部存储器进行复位；同步内外的时钟信号；电压波动或不稳定时，复位电路给电路延时直到电路稳定；当程序出错时通过复位电路使单片机恢复正常运行状态。

[0066] 太阳能电池板4将光能转化为电能，并经过LT1073芯片检测电流电压后将电能储存在蓄电池6里，滚轴装置1的阻尼滚轴转动发电是利用外部力量使电感线圈在磁场内转动，从而产生交流电，再经过整流电路将交流电转化为直流电后储存在蓄电池6里，在滚轴装置1外侧设置的雷达测速仪2通过多普勒频率测到上下坡车速后与摄像头3采集到的上下坡车辆位置信息经单片机控制器进行计算的车速经单片机控制器处理后将车速数值在显示屏上进行显示，车速越大，阻尼轮的阻尼就会随之增大，从而在一定程度上阻止车速增加，当车速超过设定的阈值之后，此时减速滚轴利用太阳能电池板4、阻尼滚轴转动促使发电机装置5发的电来使自身反向转动来减慢车速进而提高车辆通过下坡路面的安全性。

[0067] 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应在本发明的保护范围之内。