CN103469740A - 交通锥全自动收放存储专用车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交通锥全自动收放存储专用车，包括设置在车载底盘后端的用于收放交通锥的收放装置，所述的收放装置与控制其运动的移动装置相连接；在车载底盘上还设有交通锥入位装置，所述的收放装置与交通锥入位装置之间设有输送装置，所述的交通锥入位装置与设置在车载底盘上的多层结构的存储装置相连接；所述的收放装置、移动装置、输送装置、交通锥入位装置、存储装置分别与智能控制系统和供配电系统相连接。本发明能完成道路任意位置交通锥的全自动施放、回收、存储操作，并能自动储存大量交通锥满足短间距、大行程的交通锥施放，特别适用于高速公路、城市交通流量大的快速路完成交通导改、临时封道时的交通锥自动收放。

Description

交通锥全自动收放存储专用车

技术领域

本发明涉及一种与交通有关的专用车，具体的说，涉及一种针对高速公路、城市交通流量大的快速路上完成交通导改、临时封道时为交通锥提供全自动收放存储的专用车。

背景技术

随着道路养护施工及技术的进步，特别是以人为本的交通施工理念的提出，道路养护施工对交通导改的要求也越来越高。

目前，我国国内在进行交通道路养护作业中，主要还是依靠人工收、放交通锥。这种作业方式作业速度慢、安全系数低、交通锥码放间隔不一致，特别在国家推进城市化进程的今日，人口密集的城市道路养护作业中此问题尤为突出。因此，安全高效的施放、收取交通锥的问题成为交通导改中一项亟待解决的问题。

近几年来，尽管有个别单位开始着眼于交通锥自动化收放装置的研究，但技术尚不成熟，成本也降不下来。并且，还没有出现过能自动储存大量交通锥以满足高速公路及城市快速路上对于一次施放大量交通锥的需求的设备；也没有出现过能适应国内复杂的交通状况，能在道路中任意位置、以任意间距施放交通锥的设备。

中国专利申请201110385355.3公开了一种“交通锥自动摆放设备”，包括放锥装置，设置在放锥装置两端的悬挂装置和导向装置、设置在放锥装置底部的支撑装置。该装置只能实现交通锥的平稳施放，但却无法对交通锥进行自动回收，其功能单一，并不能显著的节省人力和提高效率。

中国专利申请201010105992.6公开了一种“交通锥自动收放设备”，包括悬挂装置及收放装置，悬挂装置控制收放装置的起降运动，收放装置通过滑槽和定向装置实现交通锥的施放，通过电机带动链条和滚动拉杆实现交通锥的回收。该装置虽然能够实现交通锥的施放和回收功能，但是整个过程还需要人工的配合操作，如在交通锥的施放过程中，需要人员将交通锥摆设在滑槽上；在交通锥的回收过程中，需要人员对收回到车厢内的交通锥进行人工码放。可见，这种交通锥自动收放设备实质上是一种半自动设备，无法完全实现无人工自动运行，因此，不能从根本上实现节省人力的目的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供一种交通锥全自动收放存储专用车，在高速公路、城市交通流量大的快速路道路维修养护过程中，能够对交通锥进行全自动施放和回收并存储。其施放、回收和存储方式都有独到的特点，可靠性高、安全、高效，能在道路中任意位置施放和回收交通锥，能自由控制交通锥的间距，能灵活控制施放和回收速度，能够实现斜线或弧线施放或回收交通锥，并能存储大量交通锥。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种交通锥全自动收放存储专用车，包括设置在车载底盘后端的用于收放交通锥的收放装置，所述的收放装置与控制其运动的移动装置相连接；在车载底盘上还设有交通锥入位装置，所述的收放装置与交通锥入位装置之间设有输送装置，所述的交通锥入位装置与设置在车载底盘上的多层结构的存储装置相连接；所述的收放装置、移动装置、输送装置、交通锥入位装置、存储装置分别与智能控制系统和供配电系统相连接。

进一步，如上所述的交通锥全自动收放存储专用车，还设有安全警示监控系统，包括设置在车体显要位置的安全警示灯、摄像头，以及与摄像头相连接的显示屏。

进一步，如上所述的交通锥全自动收放存储专用车，其中，所述的收放装置包括用于输送交通锥的皮带，皮带设置在与第一电机相连接的皮带轮上；所述皮带通过压紧轮分成两段，两段皮带分别与水平面呈不同的斜度设置，皮带上设有用于引导交通锥移动的导向限位杆，皮带下部设有起缓冲作用的脚轮；在所述收放装置与所述输送装置的连接处设有第一传感器和用于推动交通锥的气缸；在收放装置的末端还能够连接用于回收交通锥的导向杆和档杆。

进一步，如上所述的交通锥全自动收放存储专用车，其中，所述的移动装置包括设置在固定架上的导轨，所述的收放装置固定在与导轨平行设置的链条上，并可沿导轨往返移动；在所述的链条两端分别设有与第二电机相连接的主动链轮和从动链轮。

进一步，如上所述的交通锥全自动收放存储专用车，其中，所述的输送装置包括用于输送交通锥的输送带，输送带两端设有与第三电机相连接的转轮；在所述输送装置与所述交通锥入位装置的连接处设有第二传感器以及用于将交通锥推倒或顶立的执行元件。

进一步，如上所述的交通锥全自动收放存储专用车，其中，所述的交通锥入位装置包括竖直运动机构和水平运动机构，所述的竖直运动机构上设有用于抓取交通锥的若干个机械手，所述的机械手与竖直滚珠丝杠和竖直导轨相连接，能够沿竖直导轨上下运动；所述的水平运动机构包括水平滚珠丝杠和水平导轨，所述的竖直运动机构与水平滚珠丝杠和水平导轨相连接，能够沿水平导轨水平运动；在竖直运动机构的下方设有用于输送交通锥的输送带机构。

更进一步，所述的机械手包括与推动气缸相连接的推杆，推杆的下端通过万向节连接可绕轴旋转的下颚，在下颚的上方固定设有上颚，下颚与上颚扣合夹紧交通锥。

进一步，如上所述的交通锥全自动收放存储专用车，其中，所述的存储装置的每一层均设有可定距旋转的滚子链，滚子链设置在与第四电机相连接的链轮上，在所述滚子链上设有用于分离交通锥的隔离条。

进一步，如上所述的交通锥全自动收放存储专用车，其中，所述的智能控制系统包括与汽车里程计相连接的PLC模块，PLC模块通过传感器、对射开关和计数器向各装置提供触发信号，并通过继电器、变频器控制各装置执行动作。

进一步，如上所述的交通锥全自动收放存储专用车，其中，所述的供配电系统包括发电机组以及AD/DC模块、DC/DC模块、开关、连接器。

本发明的有益效果如下：

1.具有全自动收放存储交通锥的功能，不仅能自动施放、回收交通锥，还能自动存储大量交通锥，结构紧凑、控制精确、安全可靠、性价比高。

2.能够在道路中任意位置施放或回收交通锥。

3.能够实现斜线或弧线施放或回收交通锥。

4.能够自由设置交通锥施放或回收距离以及施放或回收速度。

5.收放交通锥的速度与车辆速度相关联，可随车速自动调节，以符合所设置的要求。

6.施放和回收交通锥速度可达到1.2秒/个，相当于以5米的间距施放交通锥，一小时可施放15公里。

7.交通锥施放间距可调，最小施放间距可达到2米。

8.完备的安全警示监控系统可靠保证工作过程中的安全性。

9.夜间照明系统保证夜间作业的顺利进行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图1.车载底盘，2.收放装置，3.移动装置，4.输送装置，5.交通锥入位装置，6.存储装置；

图2为图1的俯视图5.交通锥入位装置，7.电气控制柜，8.发电机组；

图3为收放装置结构示意图201.导向杆，202.档杆，203.皮带轮，204.支架，205.脚轮，206.皮带轮，207.皮带，208.皮带轮，209.第一电机，210.气缸；211.导向限位杆；212.压紧轮；

图4为移动装置结构示意图301.固定架，302.从动链轮，303.链条，304.主动链轮，305.第二电机，306.导轨；

图5为输送装置结构示意图：401.皮带轮，402.输送带，403.转轮，404.第三电机，405.推杆，406.气缸，407.气缸；

图6-1、图6-2为入位装置结构示意图501.电机，502.支架，503.水平滚珠丝杠，504.机械手，505.皮带轮，506.皮带，507.皮带轮，508.电机，514.电机，515.竖直滚珠丝杠，516.竖直导轨，517.水平导轨；

图7为机械手504结构示意图509.推动气缸，510.推杆，511.万向节，512.下颚，513.上颚；

图8为存储装置结构示意图601.链轮，602.滚子链，603.链轮，604.第四电机；

图9为具体实施方式中智能控制系统的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

图1至图8所示为本发明的具体实施方案，它包括车载底盘1、收放装置2、移动装置3，输送装置4、交通锥入位装置5、存储装置6、智能控制系统(电气控制柜7)、供配电系统(发电机组8)、安全警示监控系统。其中，收放装置2用于交通锥的施放和回收。移动装置3用于移动收放装置2，以控制交通锥施放和回收的位置。输送装置4用于将交通锥输送于收放装置2和交通锥入位装置5之间。供配电系统包括了发电机组8及配电系统。其中，所述存储装置6、交通锥入位装置5安装在车载底盘1上部靠左侧的位置(见图2），所述输送装置4安装于车载底盘后部，所述收放装置2和移动装置3悬挂在车载底盘1的后端，所述智能控制系统和供配电系统安装于车载底盘1上部靠右侧的位置。安全警示监控系统位于车体前面、侧面、后面、顶部等显要位置。

收放装置：

如图3所示，施放交通锥时，导向杆201和档杆202可收起，置于车载底盘内。交通锥通过输送装置4送达收放装置2时，设置在收放装置与输送装置连接处的第一传感器感应，气缸210动作，把交通锥推入皮带207上，皮带207设置在与皮带轮203、206、208上，第一电机209带动皮带轮208动作，带动皮带207转动，使交通锥在导向限位杆211下稳稳的送至路面。皮带的结构是根据锥体定制的，在皮带207两侧设计固定槽，并在表面装有挡板，能定位交通锥；压紧轮212将皮带207分成两段，一个平稳的斜度和一个稍陡的斜度，更有利于交通锥平稳运行。

回收交通锥时，将导向杆201和档杆202安装在收放装置的末端。随着工程车倒退行进过程中，导向杆201导向和聚拢交通锥，利用交通锥重心低的原理，用导向杆201收集交通锥后，档杆202向外侧推动交通锥至一定倾斜度后收回交通锥，交通锥底部刚好落在皮带207小斜坡上。电机209逆向旋转带动皮带轮208转动，则皮带207逆向转动，把落在其上的交通锥输送至输送装置4。

皮带207下部设有脚轮205，脚轮205用于支撑收放装置2，起到缓冲的作用，使其与路面保持一定的距离，防止车辆颠簸起伏、路面不平时对收放装置2的影响。

移动装置：

如图4所示，移动装置包括设置在固定架301上的导轨306，上述收放装置2固定在与导轨306平行设置的链条303上，并可沿导轨306往返移动。在所述的链条303两端分别设有与第二电机305相连接的主动链轮304和从动链轮302。

工作时，根据控制程序的控制，第二电机305正反转，从而带动主动链轮304和从动链轮302转动，使固定于链条303上的收放装置2根据设定距离移动，以在道路上任意位置施放和回收交通锥。而且，移动装置还能够沿斜线施放和回收交通锥，不在标准位置上的锥也可通过控制系统的调节得以回收。

输送装置：

如图5所示，输送装置包括用于输送交通锥的输送带402，输送带402两端设有与第三电机404相连接的转轮403；在所述输送装置4与所述交通锥入位装置5的连接处设有第二传感器以及用于将交通锥推倒或顶立的执行元件。执行元件包括气缸406、气缸407，以及与气缸406连接的推杆405。气缸406和推杆405用于推倒交通锥，气缸407用于顶立交通锥。

电机404可正反转，带动转轮401、403正反转，从而实现输送带402的两个方向运动，来回输送交通锥。回收交通锥时，当传感器感应到交通锥，则执行元件的气缸406动作，带动推杆405把直立的交通锥打倒并输送至交通锥入位装置5中的准确位置。施放交通锥时，执行元件的气缸407动作，把横躺的交通锥推起直立到输送皮带402上。

交通锥入位装置：

如图6-1、图6-2所示，交通锥入位装置5包括竖直运动机构和水平运动机构，所述的竖直运动机构上设有用于抓取交通锥的若干个机械手504，所述的机械手504与竖直滚珠丝杠515和竖直导轨516相连接，能够沿竖直导轨516上下运动；所述的水平运动机构包括水平滚珠丝杠503和水平导轨517，所述的竖直运动机构与水平滚珠丝杠503和水平导轨517相连接，能够沿水平导轨517水平运动；在竖直运动机构的下方设有用于输送交通锥的输送带机构。输送带机构包括皮带轮505、507以及设置在皮带轮上的皮带506，皮带轮507与电机508连接。电机508可正反转，带动皮带轮505和皮带轮507正反转，从而实现皮带506的两个方向运动，来回输送交通锥。

机械手504的结构如图7所示，包括与推动气缸509相连接的推杆510，推杆510的下端通过万向节511连接可绕轴旋转的下颚512，在下颚512的上方固定设有上颚513，上颚513和下颚512都呈L形结构，下颚512与上颚513扣合夹紧交通锥。

回收交通锥时，当皮带506上积满4个交通锥时，传感器感应，4个机械手504同时动作，机械手的推动气缸509推动推杆510，使下颚512绕轴旋转，与固定的上颚513配合夹紧交通锥。同时抓起4个交通锥后，电机514带动竖直滚珠丝杠515转动，则机械手504沿着竖直导轨516上升至存储装置6的具体位置。上升高度根据需要可由软件调节控制。同时，电机501带动水平滚珠丝杠503转动，则机械手504沿水平导轨517进给至存储装置6的具体位置。到达存储装置6后，推动气缸509动作，下颚512旋转退回，则机械手504同时放下交通锥。

施放交通锥时，4个机械手504同时动作，抓起存储装置6中的4个交通锥。同时抓起4个交通锥后，电机514带动竖直滚珠丝杠515转动，则机械手504沿着竖直导轨516下降至皮带506上。下降高度根据需要可由软件调节控制。同时，电机501带动水平滚珠丝杠503转动，则机械手504沿水平导轨516退回至皮带506上。到达皮带506准确位置后，推动气缸509卸压，下颚512旋转退回，则机械手504同时放下交通锥。传感器感应到皮带506上的交通锥后，电机508动作，带动皮带506运行，把交通锥输送至输送装置4。

存储装置：

如图8所示，存储装置6由多层组成，每层分成4排。同时由第四电机604控制各层的链轮603动作。电机可正反转，通过链轮603带动滚子链602运行。回收交通锥时，当机械手504把交通锥放在滚子链602上后，链轮603旋转进一个单位；施放交通锥时，当机械手504把交通锥从滚子链602上取走，链轮603旋转出一个单位；从而实现自动收放、回收和存储交通锥。滚子链602上安装有隔离条，把交通锥隔离开来，便于交通锥自由脱离。

智能控制系统：

智能控制系统(电气控制柜7)由继电器、变频器、PLC模块、位置传感器、光敏感应传感器、计数器、无线控制器等组成。PLC模块采取汽车里程计脉冲信号，控制各系统运行速度；通过传感器、对射开关、计数器等提供触发信号，控制收放装置2、移动装置3，输送装置4、交通锥入位装置5、存储装置6中的电机和气缸等执行元件动作。

智能控制系统采用先进的控制技术、灵活的控制方法。收放交通锥的速度与车辆行驶速度相关联，可随车速变化自动调节收放交通锥的速度，以适应交通锥不同间距施放的要求，交通锥间距可根据需要调节。所用气缸等气控元件所需气源直接取自车载底盘自有气源。

PLC模块的编程控制方式对于本领域的技术人员来说属于公知技术，电气控制领域的技术人员根据系统的运行要求完全可以实现相应控制功能。

图9提供了一种智能控制系统的具体实施例的控制原理逻辑图，用于对交通锥全自动收放存储专用车的各个装置进行控制。但该控制系统并不完全局限于这种控制逻辑，本领域的技术人员可以在此基础之上对具体技术方案进行相应的改变。

供配电系统：

供配电系统由发电机组8和配电系统组成，配电系统包括AD/DC模块、DC/DC模块、开关、连接器，分配各路电压供给到各分系统和装置。

安全警示监控系统：

安全警示监控系统位于车体前面、侧面、后面、顶部等显要位置。安全警示监控系统包含有安全警示灯等安全警示系统和摄像头、显示屏等监控系统，同时包含有照明系统，以保证夜间安全作业。

本发明采用先进的机械、电子、软件等多种控制技术的结合，能完成道路任意位置交通锥的全自动施放、回收、存储操作，能完成交通锥斜线、弧线施放和回收操作，能自动储存大量交通锥满足短间距、大行程的交通锥施放。采用先进的软件控制技术，配合灵巧的机械设计结构和电动、气动控制，能灵活调节放锥速度、放锥间距等。交通锥全自动收放存储专用车还包括有监控系统，进一步保证了工作的安全性。该交通锥全自动收放存储专用车特别适用于高速公路、城市交通流量大的快速路完成交通导改、临时封道时的交通锥自动收放。

以上描述并非是对本发明的限制，不能认定本发明的具体实施只能局限于以上描述内容。对于本发明所属技术领域的普通技术来说，在不脱离本发明构思的前提下，所提出的变化、改型、添加或者替换，都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于：包括设置在车载底盘(1)后端的用于收放交通锥的收放装置(2)，所述的收放装置(2)与控制其运动的移动装置(3)相连接；在车载底盘(1)上还设有交通锥入位装置(5)，所述的收放装置(2)与交通锥入位装置(5)之间设有输送装置(4)，所述的交通锥入位装置(5)与设置在车载底盘(1)上的多层结构的存储装置(6)相连接；所述的收放装置(2)、移动装置(3)、输送装置(4)、交通锥入位装置(5)、存储装置(6)分别与智能控制系统(7)和供配电系统(8)相连接。

2.如权利要求1所述的交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于：还设有安全警示监控系统，包括设置在车体显要位置的安全警示灯、摄像头，以及与摄像头相连接的显示屏。

3.如权利要求1或2所述的交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于：所述的收放装置(2)包括用于输送交通锥的皮带(207)，皮带(207)设置在与第一电机(209)相连接的皮带轮上；所述皮带(207)通过压紧轮(212)分成两段，两段皮带分别与水平面呈不同的斜度设置，皮带(207)上设有用于引导交通锥移动的导向限位杆(211)，皮带(207)下部设有起缓冲作用的脚轮(205)；在所述收放装置(2)与所述输送装置(4)的连接处设有第一传感器和用于推动交通锥的气缸(210)；在收放装置(2)的末端还能够连接用于回收交通锥的导向杆(201)和档杆(202)。

4.如权利要求1或2所述的交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于所述的移动装置(3)包括设置在固定架(301)上的导轨(306)，所述的收放装置(2)固定在与导轨(306)平行设置的链条(303)上，并可沿导轨(306)往返移动；在所述的链条(303)两端分别设有与第二电机(305)相连接的主动链轮(304)和从动链轮(302)。

5.如权利要求1或2所述的交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于：所述的输送装置(4)包括用于输送交通锥的输送带(402)，输送带(402)两端设有与第三电机(404)相连接的转轮；在所述输送装置(4)与所述交通锥入位装置(5)的连接处设有第二传感器以及用于将交通锥推倒或顶立的执行元件。

6.如权利要求1或2所述的交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于：所述的交通锥入位装置(5)包括竖直运动机构和水平运动机构，所述的竖直运动机构上设有用于抓取交通锥的若干个机械手(504)，所述的机械手(504)与竖直滚珠丝杠(515)和竖直导轨(516)相连接，能够沿竖直导轨(516)上下运动；所述的水平运动机构包括水平滚珠丝杠(503)和水平导轨(517)，所述的竖直运动机构与水平滚珠丝杠(503)和水平导轨(517)相连接，能够沿水平导轨(517)水平运动；在竖直运动机构的下方设有用于输送交通锥的输送带机构。

7.如权利要求6所述的交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于：所述的机械手(504)包括与推动气缸(509)相连接的推杆(510)，推杆(510)的下端通过万向节(511)连接可绕轴旋转的下颚(512)，在下颚(512)的上方固定设有上颚(513)，下颚(512)与上颚(513)扣合夹紧交通锥。

8.如权利要求1或2所述的交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于：所述的存储装置(6)的每一层均设有可定距旋转的滚子链(602)，滚子链(602)设置在与第四电机(604)相连接的链轮上，在所述滚子链(602)上设有用于分离交通锥的隔离条。

9.如权利要求1或2所述的交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于：所述的智能控制系统(7)包括与汽车里程计相连接的PLC模块，PLC模块通过传感器、对射开关和计数器向各装置提供触发信号，并通过继电器、变频器控制各装置执行动作。

10.如权利要求1或2所述的交通锥全自动收放存储专用车，其特征在于：所述的供配电系统(8)包括发电机组以及AD/DC模块、DC/DC模块、开关、连接器。

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