CN105648938B - 智能交通路锥自动投放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能交通路锥自动投放装置，包括路锥解叠机械臂、位于车辆侧方的滑梯传送带、与路锥解叠机械臂电连接的路锥投放控制单元、用于采集车辆前方道路图像信息的摄像头、与摄像头电连接的图像处理模块以及人机交互显示屏，路锥解叠机械臂设有第一驱动机构，路锥解叠机械臂的顶端设有机械夹爪，该机械夹爪依次取下车辆内摞叠的路锥，滑梯传送带设有第二驱动机构以对路锥进行传送；路锥投放控制单元用于根据实时车速和预先设置的路锥投放间距对传送带速度进行自适应调节，以使路锥按照预先设置的间距进行布设；人机交互显示屏用于识别并显示车道线。本智能交通路锥自动投放装置实现了路锥的精确自动投放，同时避免路锥磨损严重。

Description

智能交通路锥自动投放装置

技术领域

本发明涉及路锥投放装置技术领域，尤其涉及一种智能交通路锥自动投放装置。

背景技术

随着道路施工及技术的进步，特别是以人为本的交通施工理念的提出，对交通路锥收放的方便及安全性的要求也越来越高。面临高速公路及城市快速路突发性恶性交通事故频发的今天，针对高速公路、城市快速路交通事故现场快速隔离和警示、防护，减少或避免交通事故所带来的次生灾害，最大程度上减轻人员伤亡及财产损失等成为一项亟待解决的问题。因此，交通路锥的快速有效投放成为重中之重。

目前，我国国内高速公路大多已进入维修保养期，在高速公路上维修保养作业时，交通路锥的放置和回收主要都是由2到3名施工人员站在道路施工车尾部沿着高速公路特定路线进行放置和回收，这种作业方式速度慢、安全系数低、交通路锥码放间隔不统一，特别是在交通流量大的快速道路上作业及遭遇恶劣天气干扰时问题尤为突出。

尽管在最近两年国内已研发出一两款具备路锥自动投放的交通工程车及相关装置，但在路锥输送过程中存在着磨损严重的问题，同时对路锥投放不精确。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种智能交通路锥自动投放装置，旨在对路锥进行精确自动投放，同时避免路锥磨损严重。

为实现上述目的，本发明提供一种智能交通路锥自动投放装置，包括：安装在驾驶室后方的路锥解叠机械臂、位于车辆侧方的滑梯传送带、与所述路锥解叠机械臂电连接的路锥投放控制单元、安装于车辆前端的用于采集车辆前方道路图像信息的摄像头、与所述摄像头电连接的图像处理模块，以及位于驾驶室的人机交互显示屏，其中，

所述路锥解叠机械臂设有第一驱动机构以实现其左右旋转和上下直线运动，所述路锥解叠机械臂的顶端设有机械夹爪，该机械夹爪依次取下车辆内摞叠的路锥并放置在所述滑梯传送带上，所述滑梯传送带设有第二驱动机构以对路锥进行传送；

所述人机交互显示屏与图像处理模块和路锥投放控制单元均电连接，所述路锥投放控制单元用于根据实时车速和预先设置的路锥投放间距对滑梯传送带速度进行自适应调节，以使路锥按照预先设置的间距进行布设；

所述人机交互显示屏用于识别并显示车道线，并对车辆进行车道偏离预警以及进行人机交互实现路锥投放参数的设置。

优选地，所述智能交通路锥自动投放装置还包括安装于路锥解叠机械臂上的计数传感器，该计数传感器与路锥投放控制单元和路锥堆叠机构电连接，所述计数传感器用于对机械臂取出的路锥进行连续计数，并将投放的路锥数目实时显示在人机交互显示屏上；当一摞路锥取完后，所述计数传感器自动触发路锥堆叠机构再次输送一组路锥至机械臂工作位。

优选地，所述滑梯传送带包括至少三个滚筒和一条传送带，所述传送带套装在所述滚筒上，其中一个所述滚筒作为驱动滚筒并连接有驱动电机。

优选地，所述第一驱动机构包括用于控制所述路锥解叠机械臂左右旋转的旋转驱动机构，以及用于控制所述路锥解叠机械臂上下直线运动的直线驱动机构，所述机械夹爪设有机械瓜电机以控制机械抓开合，该机械瓜电机、旋转驱动机构和直线驱动机构均与路锥投放控制单元电连接。

优选地，所述直线驱动机构包括安装在驾驶室后方的齿条滑轨、安装于所述齿条滑轨上且相对于其可滚动的齿轮、用于驱动所述齿轮在齿条滑轨上滚动的滑轨电机，其中，所述滑轨电机还与所述路锥解叠机械臂连接。

优选地，所述智能交通路锥自动投放装置位于驾驶室的电气控制柜，该电气控制柜与所述图像处理模块、人机交互显示屏、第一驱动机构和第二驱动机构均电连接。

优选地，所述人机交互显示屏上设有多个按钮以供用户进行人机交互实现路锥投放参数的设置。

本发明提出的智能交通路锥自动投放装置，在快速应对高速公路、城市快速路重大突发性交通事故及在高速公路维修保养的过程中，采取对车道线进行精确识别的方式，完成对路锥的精确投放，解决了现有相关设备及装置存在的不足，实现对交通事故隔离的快速反应，减轻人员伤亡及财产损失；在高速公路维修保养上，更加体现以人为本，极大的提高了施工安全性及工作效率，同时还可避免路锥磨损严重。

附图说明

图1为本发明智能交通路锥自动投放装置优选实施例一视角的结构示意图；

图2为本发明智能交通路锥自动投放装置优选实施例另一视角的结构示意图。

图中，1-路锥解叠机械臂，2-机械夹爪，3-旋转驱动机构，4-直线驱动机构，5-机械爪电机，6-传送带，7-滚筒，8-驱动电机，9-路锥投放控制单元，10-摄像头，11-图像处理模块，12-人机交互显示屏，13-中间车道线。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1和图2，本优选实施例中，一种智能交通路锥自动投放装置，包括：安装在驾驶室后方的路锥解叠机械臂1、位于车辆侧方的滑梯传送带、与路锥解叠机械臂1电连接的路锥投放控制单元9、安装于车辆前端的用于采集车辆前方道路图像信息的摄像头10、与摄像头10电连接的图像处理模块11，以及位于驾驶室的人机交互显示屏12，其中，

路锥解叠机械臂1设有第一驱动机构以实现其左右旋转和上下直线运动，路锥解叠机械臂1的顶端设有机械夹爪2，该机械夹爪2依次取下车辆内摞叠的路锥并放置在滑梯传送带上，滑梯传送带设有第二驱动机构以对路锥进行传送，第一驱动机构和第二驱动机构均与路锥投放控制单元9电连接；

人机交互显示屏12与图像处理模块11和路锥投放控制单元9均电连接，路锥投放控制单元9用于根据实时车速和预先设置的路锥投放间距对滑梯传送带速度进行自适应调节，以使路锥按照预先设置的间距进行布设；

人机交互显示屏12用于识别并显示车道线，并对车辆进行车道偏离预警以及进行人机交互实现路锥投放参数的设置。

具体地，本实施例中，滑梯传送带包括至少三个滚筒7和一条传送带6，传送带6套装在滚筒7上，其中一个滚筒7作为驱动滚筒并连接有驱动电机8。传送带6倾斜设置以将路锥传送至路面。此时，驱动电机8即为第二驱动机构。

本实施例中，第一驱动机构包括用于控制路锥解叠机械臂1左右旋转的旋转驱动机构3，以及用于控制路锥解叠机械臂1上下直线运动的直线驱动机构4，机械夹爪2设有机械瓜电机以控制机械抓开合，该机械瓜电机、旋转驱动机构3和直线驱动机构4均与路锥投放控制单元9电连接。

旋转驱动机构3和直线驱动机构4有多种结构，只要能实现路锥解叠机械臂1的左右旋转和上下直线运动即可，本发明对此不作限定。本实施例在此提出一具体结构：直线驱动机构4包括安装在驾驶室后方的齿条滑轨、安装于齿条滑轨上且相对于其可滚动的齿轮，以及用于驱动齿轮在齿条滑轨上滚动的滑轨电机，其中，滑轨电机还与路锥解叠机械臂1连接。直线驱动机构4工作时，滑轨电机带动齿轮在齿条滑轨上下移动，同时，滑轨电机的壳体和路锥解叠机械臂1均与齿轮连接，因而带动路锥解叠机械臂1和滑轨电机整体相对于齿条滑轨上下移动。

旋转驱动机构3包括转臂电机，齿条滑轨上还安装有相对于其可滑动的滑块，滑轨电机的壳体上固定有第一电机底座，该第一电机底座还与滑块固定连接，滑轨电机的输出轴与第二齿轮固定连接以驱动其在齿条滑轨上滚动。转臂电机通过第二电机底座与第一电机底座固定连接，转臂电机的输出轴上固定有主动轮，路锥解叠机械臂1上安装有直线轴承和从动轮，直线轴承的外圈与路锥解叠机械臂1固定连接、内圈与转臂电机的输出轴固定连接，主动轮位于直线轴承外，主动轮和从动轮上均设有用于安装皮带的型槽，皮带套设于主动轮和从动轮的型槽上且将主动轮和从动轮连接。旋转驱动机构3在工作时，转臂电机的输出轴带动主动轮旋转，通过皮带带动从动轮旋转，从而带动转臂电机相对于齿条滑轨转动。

同样，机械夹爪2的驱动机构可以有多种结构，本发明对此不作限定。如机械夹爪2可由机械爪电机5、连杆机构、夹爪、若干铰链等组成。机械爪电机5为一推杆电机，输出往复直线运动，通过驱动连杆机构实现夹爪的张开、闭合两个往复动作，进而实现对路锥的抓取和投放。机械爪电机5安装在路锥解叠机械臂1的左端，与路锥解叠机械臂1刚性连接。

进一步地，本智能交通路锥自动投放装置还包括安装于路锥解叠机械臂1上的计数传感器，该计数传感器与路锥投放控制单元9和路锥堆叠机构电连接，计数传感器用于对机械臂取出的路锥进行连续计数，并将投放的路锥数目实时显示在人机交互显示屏12上；当一摞路锥取完后，计数传感器自动触发路锥堆叠机构再次输送一组路锥至路锥解叠机械臂1的工作位。

在车厢里存储有多个路锥，路锥可通过路锥堆叠机构送到车厢的指定位置，再供机械夹爪2进行抓取。路锥堆叠机构可以有多种结构，只要实现对堆叠的路锥输送至指定位置即可。

进一步地，本智能交通路锥自动投放装置还包括位于驾驶室的电气控制柜，该电气控制柜与图像处理模块11、人机交互显示屏12、第一驱动机构和第二驱动机构均电连接。

图像处理模块11、人机交互显示屏12、第一驱动机构和第二驱动机构，均通过驾驶室的电气控制柜进行集中控制，该电气控制柜能通过传感器对相关运动进行检测，并综合执行相关动作，实现路锥的自动投放。

进一步地，人机交互显示屏12上设有多个按钮以供用户进行人机交互实现路锥投放参数的设置。如人机交互显示屏12可设置有“投放”、“停止”及“回收”按钮，还可以通过“△、▽”按钮分别上下调节设置路锥的投放间距，默认的路锥初始投放间距为15m。

本智能交通路锥自动投放装置的工作原理如下：车厢内的一摞（一摞5个）路锥通过路锥纵向、横向输送机构（即路锥堆叠机构）的一系列机械动作后被输送到预定的工位，此时，安装在驾驶室后方的路锥解叠机械臂1处于初始位置，其首先在滑轨电机的驱动下向下移动，路锥解叠机械臂1顶端的机械夹爪2张开，运动至第一个路锥上方合适位置后，滑轨电机停止工作，夹爪在机械爪电机5的驱动下闭合，完成了路锥的拾取；然后，滑轨电机再次启动，驱动路锥解叠机械臂1和路锥整体向上运动至合适位置（即路锥底部完全脱离第二个路锥），滑轨电机停止工作。转臂电机启动，驱动机械臂及路锥作逆时针回转运动，运动至预定位置后停止，滑轨电机开始工作，使路锥解叠机械臂1和路锥整体向下运动一定距离后停止，随即，机械爪电机5控制夹爪张开，路锥脱离后掉落在车辆侧方的滑梯传送带。传送带6的滚筒7驱动电机8开始工作，传送带6通过摩擦力将路锥输送至地面，完成路锥的整个投放流程。重复上述流程，依次完成所有路锥的投放。

因路锥解叠机械臂1带有计数传感器，其计数传感器能够根据控制器对机械抓开合的控制，对机械臂取出的路锥进行连续计数，并将投放的路锥数目实时显示在人机交互显示屏12上；当一组路锥取完后，计数传感器自动触发路锥堆叠机构再次输送一组路锥至机械臂工作位，从而实现自动连续拾取路锥。

路锥投放控制单元9能够根据实时检测的车速及预先设置的路锥投放间距，计算并控制传送带6电机的转速，确定路锥进入地面时刻，从而实现投放间距的精确控制。安装在车辆前端的摄像头10采集车辆前方视频信息，通过嵌入在控制单元上的图像处理模块11识别图像，提取并识别车辆前方车道线，得出车辆在车道中的位置和左右车道偏移量。位于驾驶室的人机交互显示屏12，其显示屏可显示路锥投放、回收的各种所需信息，例如当前车道线，已投放路锥个数，路锥投放间距，车辆工作时间，已布设距离等等。且当车辆偏离正常车道线时，其预警装置可以通过扬声器发出警告声、警示灯闪烁等方式对驾驶员进行提醒，使驾驶员尽快调整车辆方向。

本实施例提出的智能交通路锥自动投放装置，在快速应对高速公路、城市快速路重大突发性交通事故及在高速公路维修保养的过程中，采取对车道线进行精确识别的方式，完成对路锥的精确投放，解决了现有相关设备及装置存在的不足，实现对交通事故隔离的快速反应，减轻人员伤亡及财产损失；在高速公路维修保养上，更加体现以人为本，极大的提高了施工安全性及工作效率，同时还可避免路锥磨损严重。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种智能交通路锥自动投放装置，其特征在于，包括：安装在驾驶室后方的路锥解叠机械臂、位于车辆侧方的滑梯传送带、与所述路锥解叠机械臂电连接的路锥投放控制单元、安装于车辆前端的用于采集车辆前方道路图像信息的摄像头、与所述摄像头电连接的图像处理模块，以及位于驾驶室的人机交互显示屏，其中，

所述路锥解叠机械臂设有第一驱动机构以实现其左右旋转和上下直线运动，所述路锥解叠机械臂的顶端设有机械夹爪，该机械夹爪依次取下车辆内摞叠的路锥并放置在所述滑梯传送带上，所述滑梯传送带设有第二驱动机构以对路锥进行传送；

所述人机交互显示屏与图像处理模块和路锥投放控制单元均电连接，所述路锥投放控制单元用于根据实时车速和预先设置的路锥投放间距对滑梯传送带速度进行自适应调节，以使路锥按照预先设置的间距进行布设；

所述人机交互显示屏用于识别并显示车道线，并对车辆进行车道偏离预警以及进行人机交互实现路锥投放参数的设置；所述智能交通路锥自动投放装置，还包括安装于路锥解叠机械臂上的计数传感器，该计数传感器与路锥投放控制单元和路锥堆叠机构电连接，所述计数传感器用于对机械臂取出的路锥进行连续计数，并将投放的路锥数目实时显示在人机交互显示屏上；当一摞路锥取完后，所述计数传感器自动触发路锥堆叠机构再次输送一组路锥至机械臂工作位。

2.如权利要求1所述的智能交通路锥自动投放装置，其特征在于，所述滑梯传送带包括至少三个滚筒和一条传送带，所述传送带套装在所述滚筒上，其中一个所述滚筒作为驱动滚筒并连接有驱动电机。

3.如权利要求1所述的智能交通路锥自动投放装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括用于控制所述路锥解叠机械臂左右旋转的旋转驱动机构，以及用于控制所述路锥解叠机械臂上下直线运动的直线驱动机构，所述机械夹爪设有机械瓜电机以控制机械抓开合，该机械瓜电机、旋转驱动机构和直线驱动机构均与路锥投放控制单元电连接。

4.如权利要求3所述的智能交通路锥自动投放装置，其特征在于，所述直线驱动机构包括安装在驾驶室后方的齿条滑轨、安装于所述齿条滑轨上且相对于其可滚动的齿轮、用于驱动所述齿轮在齿条滑轨上滚动的滑轨电机，其中，所述滑轨电机还与所述路锥解叠机械臂连接。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的智能交通路锥自动投放装置，其特征在于，还包括位于驾驶室的电气控制柜，该电气控制柜与所述图像处理模块、人机交互显示屏、第一驱动机构和第二驱动机构均电连接。

6.如权利要求1至4中任意一项所述的智能交通路锥自动投放装置，其特征在于，所述人机交互显示屏上设有多个按钮以供用户进行人机交互实现路锥投放参数的设置。