CN103286787B - 全自动公路及隧道灯具清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动公路及隧道灯具清洁装置，在摄像机支架（3）的顶部装有摄像机（12），升降台（2）上支撑有基座（13），该基座（13）与关节式伸展臂的下端连接，在关节式伸展臂的顶部装有第一旋转关节（4），第一旋转关节（4）的旋转轴与两个第二旋转关节（5）连接，在其中一个第二旋转关节（5）的旋转轴上安装除尘器，另一个第二旋转关节（5）的旋转轴上安装清洁器。本发明能够对公路及隧道灯具进行清洁，在确保清洁程度高的同时，清洁一个灯具只需10-20秒，大大节约了清洁时间；本发明仅需一人在驾驶室即可操作，操作方便，能有效节约劳动力，不仅降低了操作人员劳动强度，而且能有效消除登高作业的安全隐患。

Description

全自动公路及隧道灯具清洁装置

技术领域

本发明涉及公路及隧道交通运营领域，具体地说，特别涉及一种公路及其隧道中的照明灯具快速清洁装置，主要用于公路及公路隧道环境中照明灯具的清洁。

背景技术

公路及公路隧道交通离不开照明。公路及公路隧道照明灯具在使用过程中，由于大气本身的灰尘、汽车交通引起的灰尘、油污等覆盖在灯具发光面上，将导致照明效率下降，会严重影响道路通行安全，所以公路照明灯具尤其是隧道照明灯具都需按期清洁。目前常用的清洁方法为全人工清洁，人员在登高架上用毛巾、清洁剂等擦拭灯具发光面，人工清洁方法的缺点主要有：

（1）占用人力多：每个清洁组一般都需要2-3人以上；

（2）耗时长：一台灯具一般需要2-3min；耗时长则意味着封闭车道、影响交通的时间长，且发生事故的可能性增大；

（3）劳动强度大，人员工作环境恶劣：尤其在隧道中，人员在隧道的污浊空气中要工作较长时间。

（4）安全隐患大：清洁人员必须在高架上长时间操作，已发生过多起清洁人员因各种原因从高架上摔下的事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单、能够快速对公路及隧道灯具进行清洁的全自动清洁装置。

本发明的技术方案如下：一种全自动公路及隧道灯具清洁装置，包括带升降台（2）的车辆（1），在所述升降台（2）上设置有摄像机支架（3），该摄像机支架（3）的顶部装有摄像机（12），所述升降台（2）上还支撑有基座（13），该基座（13）与关节式伸展臂的下端连接，在关节式伸展臂的顶部装有第一旋转关节（4），所述第一旋转关节（4）的旋转轴沿竖直方向布置，且第一旋转关节（4）的旋转轴与两个第二旋转关节（5）连接，这两个第二旋转关节（5）的旋转轴与第一旋转关节（4）的旋转轴相垂直，在其中一个所述第二旋转关节（5）的旋转轴上安装除尘器，另一个所述第二旋转关节（5）的旋转轴上安装清洁器。

本发明用于公路或公路隧道照明灯具清洁时，先将清洁车辆开到照明灯具位置，接着控制升降台上升，将升降台上的清洁单元升至照明灯具高度下方约30cm，然后摄像机工作，两路以上的摄像机图像由中央控制单元内安装的多视觉立体定位系统软件进行处理，获得灯具与清洁单元的相对位置关系，以便于清洁单元的自动定位。同时，摄像机图像也同时传送到位于清洁车辆驾驶室的显示屏上，驾驶员通过显示屏可以监视清洁单元的定位、工作情况，也可手动调整清洁单元的位置。

灯具与清洁单元的相对位置关系确定后，中央控制单元控制关节式伸展臂动作，将除尘器及清洁器朝着照明灯具方向移动，移动到位后，第一旋转关节工作，该第一旋转关节的旋转轴带动两个第二旋转关节以及除尘器、清洁器一起在水平面内转动，使除尘器运动到对应照明灯具的位置，再控制除尘器所对应的第二旋转关节工作，使除尘器绕第二旋转关节的旋转轴在垂直方向向上移动，进入工作位置，除尘器开始工作，以干擦的方式扫除照明灯具发光面灰尘；除尘完成后，第一旋转关节工作，将除尘器移开，而清洁器运动到对应照明灯具的位置，再通过清洁器所对应的第二旋转关节工作，使清洁器在垂直方向向上移动，进入工作位置，开启清洁器即可进行湿擦作业，直至该照明灯具的清洁完成。车辆移动到下一照明灯具处，按上述方式进行清洁作业；所有的照明灯具清洁完成后，关节式伸展臂回收，升降台下降，车辆开回管理处。

本发明采用车辆自带的升降台，能够大行程快速升降清洁单元，以节约时间；再配备关节式伸展臂，可以在高度方向小行程调节除尘器和清洁器的位置，以适应照明灯具的高度位置。升降台和关节式伸展臂相结合，可适应5米以上的清洁高度，以满足不同的公路或公路隧道照明灯具的高度需要。本发明采用第一旋转关节与第二旋转关节相配合，再辅以关节式伸展臂，能够在任意角度调整除尘器及清洁器的位置，以适应隧道照明灯具安装多角度的要求。本发明清洁照明灯具的方式，采用先干擦后湿擦相结合，清洁程度更高，并且本发明仅需一人（车载驾驶员）即可操作，不仅操作方便、快捷，劳动强度低，而且清洁时间比人工方式大为缩短，有效降低了安全隐患。本发明清洁灯具时无人员登高作业，极大地降低了安全隐患。

所述摄像机支架（3）为“T”形，在摄像机支架（3）顶部的两端均安装有摄像机（12）。以上结构摄像机支架造型简单，加工制作容易，成本低，并能对摄像机进行稳固地支撑；采用两台甚至多台摄像机对清洁单元及灯具进行多视角测量并定位，能够确保清洁单元定位的精度，以进一步减少清洁作业时间，提高清洁的效果。

所述关节式伸展臂由第一伸展关节（14）和第二伸展关节（15）构成，在第一伸展关节（14）的顶部安装第一旋转关节（4），第一伸展关节（14）的旋转轴与第一旋转关节（4）的旋转轴相垂直，第一伸展关节（14）的连杆与第二伸展关节（15）的旋转轴连接，第二伸展关节（15）的旋转轴与第一伸展关节（14）的旋转轴相平行，所述第二伸展关节（15）的连杆与基座（13）连接。关节式伸展臂采用两节式结构，不仅运转灵活，而且能够快速满足高度方向小行程调节除尘器和清洁器的要求。

所述除尘器由毛刷（6）、第一减速电机（7）和第一摆臂（8）组成，所述毛刷（6）安装于第一减速电机（7）的主轴上，该第一减速电机（7）固定在第一摆臂（8）的一端，第一摆臂（8）的另一端与对应的第二旋转关节（5）的旋转轴连接。以上结构易于组装，除尘器整体绕第二旋转关节旋转轴摆动的同步性好；采用减速电机直接驱动毛刷对照明灯具进行干擦，扫除灰尘既快速又彻底。

所述清洁器由清洁刷（9）、第二减速电机（10）和第二摆臂（11）组成，所述清洁刷（9）安装于第二减速电机（10）的主轴上，第二减速电机（10）固定在第二摆臂（11）的一端，第二摆臂（11）的另一端与对应的第二旋转关节（5）的旋转轴连接。以上结构易于组装，清洁器整体绕第二旋转关节旋转轴摆动的同步性好；采用减速电机直接驱动清洁刷对照明灯具进行湿擦，能够提高清洁效率，确保清洁效果。

在所述升降台（2）上支撑有清水箱（16），该清水箱（16）的顶部安装第一水泵（17），所述第一水泵（17）的进水口与清水箱（16）的内部连通，第一水泵（17）的出水口与第一水管（18）的一端相连接，在第一水管（18）的另一端安装喷头（19）。在干擦完成后，可启动第一水泵，使第一水泵将清水箱内的清水抽出，并经第一水管流向喷头，最后从喷头喷向照明灯具，同时清洁刷在灯具发光面来回刷动，即可实现快速湿擦。清水箱布置在升降台上，能够缩短清水的流程，为喷水节约时间。

在所述清水箱（16）的旁边设置清洁液箱（20），该清洁液箱（20）支撑于升降台（2）上，在清洁液箱（20）的顶部安装第二水泵（21），所述第二水泵（21）的进水口与清洁液箱（20）的内部连通，第二水泵（21）的出水口与第二水管（22）的一端相连接，第二水管（22）的另一端与所述第一水管（18）连通。在喷清水前，可先启动第二水泵，使第二水泵将清洁液箱中的清洁液抽出，并经第二水管流向第一水管，最后从喷头喷向照明灯具，同时清洁刷在灯具发光面来回刷动；然后再喷清水，清洁刷继续刷动。通过清洁液能够清除灯具发光面的油污，能够进一步确保清洁的效果。清洁液箱布置在升降台上，能够缩短清洁液的流程，为喷清洁液节约时间。

为了便于移动喷头，以便对准照明灯具进行喷水或喷清洁液，所述第一水管（18）和第二水管（22）均为软管。

为了防止回流，在所述第一水泵（17）和第二水泵（21）的出水口处均装有单向阀（23）。

为了实现升降台的快速升降，所述升降台（2）通过升降机构安装在车辆（1）上，所述升降机构为剪叉式结构或折臂式结构或桅柱式结构。

有益效果：本发明具有设计合理，结构简单，组装容易，生产成本低等特点，能够对公路及隧道灯具进行清洁，在确保清洁程度高的同时，清洁一个灯具只需10-20秒，大大节约了清洁时间；本发明仅需一人在驾驶室即可操作，操作方便，能有效节约劳动力，不仅降低了操作人员劳动强度，而且能有效消除登高作业的安全隐患。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为除尘器及清洁器的结构示意图。

图3为第一旋转关节、第二旋转关节及关节式伸展臂的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，车辆1为一般的机动车，在该车辆1的车体上设有升降台2，所述升降台2通过升降机构安装在车辆1上，升降机构可以选用剪叉式结构，也可以选用折臂式结构，还可以选用桅柱式结构或其它类似的结构，只要能够实现升降台的上升或下降即可。所述升降机构为现有技术，其结构及控制方式在此不做赘述。

如图1、图3所示，在升降台2上支撑有基座13，并在升降台2上设置有摄像机支架3。所述摄像机支架3优选为“T”形，摄像机支架3的底部可以固定在基座13上，也可以固定在升降台2上。在摄像机支架3顶部的两端均安装有摄像机12，摄像机12的数目可以是两台，也可以是多台，具体根据实际需要而定。在所述基座13上设置有关节式伸展臂，该关节式伸展臂由第一伸展关节14和第二伸展关节15构成，所述第二伸展关节15的连杆与基座13连接，第二伸展关节15的旋转轴沿前后方向布置，且第二伸展关节15的旋转轴与第一伸展关节14的连杆相连接，第一伸展关节14的旋转轴与第二伸展关节15的旋转轴相平行。

如图1、图2、图3所示，在第一伸展关节14的顶部安装第一旋转关节4，第一旋转关节4的旋转轴沿竖直方向布置，第一旋转关节4的旋转轴与第一伸展关节14的旋转轴相垂直，第一旋转关节4的旋转轴能在水平面内旋转，且第一旋转关节4的旋转轴通过连杆与两个第二旋转关节5连接，这两个第二旋转关节5前后布置，并位于同一高度，两个第二旋转关节5的旋转轴与第一旋转关节4的旋转轴相垂直。

如图1、图2、图3所示，在其中一个所述第二旋转关节5的旋转轴上安装除尘器，另一个所述第二旋转关节5的旋转轴上安装清洁器。所述除尘器由毛刷6、第一减速电机7和第一摆臂8组成，所述毛刷6安装于第一减速电机7的主轴上，该第一减速电机7固定在第一摆臂8的一端，第一摆臂8的另一端与对应的第二旋转关节5的旋转轴连接。所述清洁器由清洁刷9、第二减速电机10和第二摆臂11组成，所述清洁刷9安装于第二减速电机10的主轴上，第二减速电机10固定在第二摆臂11的一端，第二摆臂11的另一端与对应的第二旋转关节5的旋转轴连接。

如图1所示，在升降台2上支撑有清水箱16，该清水箱16位于基座13的旁边。在清水箱16的顶部安装第一水泵17，所述第一水泵17的进水口与清水箱16的内部连通，第一水泵17的出水口处装有单向阀23，且第一水泵17的出水口与第一水管18的一端相连接，第一水管18优选为软管，在第一水管18的另一端安装喷头19，喷头19位于第二摆臂11上，并靠近清洁刷9。在所述清水箱16的旁边设置清洁液箱20，该清洁液箱20支撑于升降台2上，在清洁液箱20的顶部安装第二水泵21，所述第二水泵21的进水口与清洁液箱20的内部连通，第二水泵21的出水口处装有单向阀23，且第二水泵21的出水口与第二水管22的一端相连接，第二水管22优选为软管，第二水管22的另一端与所述第一水管18连通，相通处靠近第一水泵17。

本发明中，与摄像机12相配合的显示屏位于清洁车辆驾驶室的仪表台上。两路以上的摄像机图像由中央控制单元内安装的多视觉立体定位系统软件进行处理，获得灯具与清洁单元的相对位置关系，以便于清洁单元的自动定位。同时，摄像机图像也同时传送到位于清洁车辆驾驶室的显示屏上，驾驶员通过显示屏可以监视清洁单元的定位、工作情况，也可手动调整清洁单元的位置。所述中央控制单元控制多视觉立体定位系统的方式为现有技术，在此不作赘述。

以公路隧道灯具清洁为例，本发明的工作过程如下：

（1）车辆1开到隧道照明灯具24位置，水平距离1m左右；

（2）控制升降台2上升，将升降台2上的清洁单元升至隧道照明灯具24高度下方约30cm；

（3）摄像机12工作，多视觉立体定位系统定位照明灯具24与清洁单元的相对位置；

（4）关节式伸展臂动作，将除尘器及清洁器朝着照明灯具24方向移动，以缩短清洁单元与隧道照明灯具24之间的距离；

（5）第一旋转关节4工作，该第一旋转关节4的旋转轴带动两个第二旋转关节5以及除尘器、清洁器一起在水平面内转动，使除尘器运动到对应照明灯具的位置，再控制除尘器所对应的第二旋转关节5工作，使除尘器绕第二旋转关节5的旋转轴在垂直方向向上摆动一定角度，除尘器的毛刷6进入工作位置；

（6）启动第一减速电机7，使第一减速电机7带动毛刷6旋转工作，以干擦的方式扫除照明灯具发光面灰尘；

（7）除尘完成后，第一旋转关节4工作，将除尘器移开，而清洁器运动到对应照明灯具的位置，再通过清洁器所对应的第二旋转关节5工作，使清洁器在垂直方向向上摆动一定角度，清洁器的清洁刷9进入工作位置；

（8）启动第二水泵21，使第二水泵21将清洁液箱20中的清洁液抽出，并经第二水管22流向第一水管18，最后从喷头19喷向照明灯具发光面，同时清洁刷9在灯具发光面来回刷动5s；然后启动第一水泵17，使第一水泵17将清水箱16内的清水抽出，并经第一水管18流向喷头19，最后从喷头19向照明灯具发光面喷出清水5s，清洁刷9继续刷动；

（9）清洁完成，车辆移动到下一照明灯具处，重复上述（1）至（8）；

（10）所有的照明灯具清洁完成后，关节式伸展臂收回，升降台2下降，车辆开回管理处。

清洁公路照明灯具与上述隧道灯具的清洁过程相同，在此不作赘述。

尽管以上结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，如更改除尘器或清洁器的结构，或者将清洁器设置为自带喷水的结构，或者改变关节式伸展臂的结构等，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种全自动公路及隧道灯具清洁装置，包括带升降台(2)的车辆(1)，其特征在于：在所述升降台(2)上设置有摄像机支架(3)，该摄像机支架(3)的顶部装有摄像机(12)，所述升降台(2)上还支撑有基座(13)，该基座(13)与关节式伸展臂的下端连接，在关节式伸展臂的顶部装有第一旋转关节(4)，所述第一旋转关节(4)的旋转轴沿竖直方向布置，且第一旋转关节(4)的旋转轴与两个第二旋转关节(5)连接，这两个第二旋转关节(5)的旋转轴与第一旋转关节(4)的旋转轴相垂直，在其中一个所述第二旋转关节(5)的旋转轴上安装除尘器，另一个所述第二旋转关节(5)的旋转轴上安装清洁器；

所述清洁器由清洁刷(9)、第二减速电机(10)和第二摆臂(11)组成，所述清洁刷(9)安装于第二减速电机(10)的主轴上，第二减速电机(10)固定在第二摆臂(11)的一端，第二摆臂(11)的另一端与对应的第二旋转关节(5)的旋转轴连接；

在所述升降台(2)上支撑有清水箱(16)，该清水箱(16)的顶部安装第一水泵(17)，所述第一水泵(17)的进水口与清水箱(16)的内部连通，第一水泵(17)的出水口与第一水管(18)的一端相连接，在第一水管(18)的另一端安装喷头(19)；

在所述清水箱(16)的旁边设置清洁液箱(20)，该清洁液箱(20)支撑于升降台(2)上，在清洁液箱(20)的顶部安装第二水泵(21)，所述第二水泵(21)的进水口与清洁液箱(20)的内部连通，第二水泵(21)的出水口与第二水管(22)的一端相连接，第二水管(22)的另一端与所述第一水管(18)连通。

2.根据权利要求1所述的全自动公路及隧道灯具清洁装置，其特征在于：所述摄像机支架(3)为“T”形，在摄像机支架(3)顶部的两端均安装有摄像机(12)。

3.根据权利要求1所述的全自动公路及隧道灯具清洁装置，其特征在于：所述关节式伸展臂由第一伸展关节(14)和第二伸展关节(15)构成，在第一伸展关节(14)的顶部安装第一旋转关节(4)，第一伸展关节(14)的旋转轴与第一旋转关节(4)的旋转轴相垂直，第一伸展关节(14)的连杆与第二伸展关节(15)的旋转轴连接，第二伸展关节(15)的旋转轴与第一伸展关节(14)的旋转轴相平行，所述第二伸展关节(15)的连杆与基座(13)连接。

4.根据权利要求1所述的全自动公路及隧道灯具清洁装置，其特征在于：所述除尘器由毛刷(6)、第一减速电机(7)和第一摆臂(8)组成，所述毛刷(6)安装于第一减速电机(7)的主轴上，该第一减速电机(7)固定在第一摆臂(8)的一端，第一摆臂(8)的另一端与对应的第二旋转关节(5)的旋转轴连接。

5.根据权利要求1所述的全自动公路及隧道灯具清洁装置，其特征在于：所述第一水管(18)和第二水管(22)均为软管。

6.根据权利要求1所述的全自动公路及隧道灯具清洁装置，其特征在于：在所述第一水泵(17)和第二水泵(21)的出水口处均装有单向阀(23)。

7.根据权利要求1或6所述的全自动公路及隧道灯具清洁装置，其特征在于：所述升降台(2)通过升降机构安装在车辆(1)上，所述升降机构为剪叉式结构或折臂式结构或桅柱式结构。