CN105672162B - 重型路锥收放机器人 - Google Patents

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重型路锥收放机器人,涉及智能交通机械设备领域。包括放置于车体上的路锥存放架,所述路锥存放架上设置有用于识别路锥在路面上所处的位置的图像识别系统、用于抓取路面上排放的路锥并将抓取的路锥放置在横向存放平台上以及将横向存放平台上的路锥抓取、并排放在路面上的路锥收放机械手、用于左右移动路锥的横向输送机构;以及用于前后移动路锥的纵向输送机构。本发明整个工作过程无需人工参与,降低了作业危险性,降低了劳动强度,节省人力资源,提高了工作效率高。

Description

重型路锥收放机器人
技术领域
[0001] 本发明涉及智能交通机械设备领域,具体为一种重型路锥收放机器人。
背景技术
[0002] 众所周知,随着我国公路里程以及道路运输量的增加,道路养护工作量呈快速增 加势头,道路养护工作不仅劳动强度大,而且存在诸多不安全因素,在运营公路维修过程 中,路面的封锁和开放是重要的作业项目之一,其作业内容之一是布放和回收路锥;特别 是在高速公路上,由于全封闭、车辆行驶高速等特点,对路锥布放与回收有着很高的要求, 既要保证车辆行驶的安全,也要保证养护施工人员的安全。
[0003] 目前我国基本是由人工完成布放与回收路锥操作,存在布放与回收效率低、布放 后线性不理想以及布放与回收时操作人员安全性较差等问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种重型路锥自动收放机器人,以实现路锥的自动收放,降 低了作业危险性和劳动强度,节省了人力资源,提高工作效率。
[0005] 实现上述目的的技术方案是:重型路锥收放机器人,其特征在于:包括放置于车体 上的路锥
[0006] 存放架,所述路锥存放架上设置有纵向存放平台,所述纵向存放平台上设置纵向 输送机构,纵向存放平台外侧的路锥存放架上设置有横向存放平台,横向存放平台上设置 有横向输送机构,所述纵向存放平台和横向存放平台之间设置有路锥补推机构,横向存放 平台外侧设置有横向布置的第一滑轨,第一滑轨上滑动安装有路锥收放机械手,路锥收放 机械手上安装有角度调节的图像识别系统;
[0007] 所述图像识别系统用于识别路锥在路面上所处的位置和形态;
[0008] 所述路锥收放机械手用于抓取路面上排放的路锥并将抓取的路锥放置在横向存 放平台上以及将横向存放平台上的路锥抓取、并排放在路面上;
[0009] 所述横向输送机构用于左右移动横向存放平台上的路锥;
[0010] 所述纵向输送机构用于前后移动纵向存放平台上的路锥;
[0011] 所述路锥补推机构用于将横向存放平台上存放的路锥推送至纵向存放平台上。
[0012] 所述横向输送机构以及纵向输送机构均采用链条输送,链条上连接有推送路锥的 第一推杆。
[0013] 所述路锥补推机构包括安装在路锥存放架两侧的第二滑轨,第二滑轨上滑动安装 有送锥支架;所述送锥支架的两侧分别安装有竖向设置的输送链条,两侧的输送链条之间 通过传动轴传动连接,并且两侧的输送链条之间还连接有第二推杆。
[0014] 路锥收放机械手包括滑动安装在第一滑轨上的安装座,安装座上滑动安装有横向 布置的第三滑轨,第三滑轨的上滑动安装有滑动座,图像识别系统安装在滑动座的底端,滑 动座上滑动安装有竖向布置的第四滑轨,第四滑轨上滑动安装有转动座,所述转动座上通 过悬臂组连接有抓取机构,所述悬臂组可转动连接在转动座上。
[0015] 所述悬臂组包括相互铰接的大臂和小臂,大臂的末端连接有驱动小臂绕大臂末端 铰接点转动的小臂驱动机构。
[0016] 所述抓取机构包括连接座,所述连接座的一端与小臂铰接,小臂的末端连接有驱 动连接座绕小臂末端铰接点转动的连接座驱动机构,另一端连接有驱动电机,驱动电机的 输出端连接有转动块,转动块上连接有左夹爪和右夹爪,左夹爪和右夹爪的一端分别通过 转轴连接在转动块上,并且左夹爪和右夹爪连在转动块上的一端设置成相互啮合的链轮, 所述转动块上还连接有驱动其中一侧链轮转动的电机。
[0017] 所述路锥存放架上还安装有箱体,所述纵向存放平台、横向存放平台、路锥补推机 构以及滑动设置在滑轨上的路锥收放机械手均安装于箱体内;路锥收放机械手两侧的箱体 上分别设置有卷帘门,使路锥收放机械手能通过卷帘门伸出箱体。
[0018] 本发明的有益效果:
[0019] 1、本发明结构设计科学合理,实现了路锥的自动收放,无需人工拿取路锥的效。
[0020] 2、本发明整个工作过程无需人工参与,降低了作业危险性,降低了劳动强度,节 省人力资源,提高了工作效率高。
[0021] 3、所有机构均设置于箱体内,可以防尘,提高了各机构的使用寿命,并且还提高了 视觉效果。
[0022] 4、本发明不使用时,箱体可以吊离车辆,不影响车辆的其他使用。
[0023] 5、本发明图像识别系统的角度可调节,并且可以随滑动座左右滑动,保证无死角、 无遗漏地识别出任意位置的路锥。
附图说明
[0024]图1为本发明的立体图;
[0025]图2为本发明去除箱体的结构示意图;
[0026]图3为路锥收放机械手的结构示意图;
[0027]图4为抓取机构的结构示意图。
具体实施方式
[0028]如图1 一4所示,本发明包括放置于车体上的路锥存放架i以及安装在路锥存放架1 上的箱体45,箱体45内的路锥存放架1上设置有纵向存放平台3、横向存放平台5、路锥补推 机构7以及路锥收放机械手8;横向存放平台5与纵向存放平台3之间垂直布置,横向存放平 台5从左向右设计有五个锥位,每个锥位设计可以叠放十二个路锥,纵向存放平台3宽度方 向的两侧与横向存放平台5的长度方向的两侧平齐,所以纵向存放平台3的宽度方向也设计 了五个锥位,长度方向可以放置四排路锥。
[0029]横向存放平台5上设置有横向输送机构4,纵向存放平台3上设置纵向输送机构6, 纵向存放平台3和横向存放平台5之间设置有路锥补推机构7,横向存放平台5外侧的路锥存 放架1上安装有横向布置的第二滑轨13,第二滑轨13上安装有路锥收放机械手8,路锥收放 机械手8两侧的箱体45上分别设置有卷帘门46,使路锥收放机械手8能通过卷帘门46伸出箱 体45。
[0030]横向输送机构4以及纵向输送机构6均采用现有技术中常用的链条输送方式,均包 括设置在两侧的第一输送链条,两侧的第一输送链条之间通过第一传动轴传动连接,不同 点在于纵向输送机构两侧的第一输送链条之间均布有多根第一推杆44,横向输送机构4两 侧的第一输送链条之间连接有一根第二推杆9,并且横向输送机构4的第一输送链条的上表 面与纵向存放平台3、横向存放平台5平齐。
[0031]路锥补推机构7包括安装在路锥存放架1两侧的第一滑轨10,第一滑轨10上滑动安 装有送锥支架11,路锥存放架1上还安装有驱动送锥支架11沿第一滑轨10滑动的液压缸47, 送锥支架11的两侧分别安装有竖向设置的第二输送链条48,两侧的第二输送链条48之间通 过第二传动轴49传动连接,并且两侧的第二输送链条48之间还连接有第三推杆12。
[0032]路锥收放机械手8包括沿长度方向设置在第二滑轨13上并且相互啮合的第一齿 轮、第一齿条15,第二滑轨13上滑动安装有第一安装座14,第一安装座14上安装有驱动第一 齿轮转动的第一电机16。
[0033]第一安装座14上固定安装有第二安装座17,第二安装座17上滑动安装有横向布置 的第三滑轨1S,第三滑轨18沿长度方向还设置有相互啮合的第二齿轮、第二齿条19,第二安 装座17上还安装有驱动第二齿转动的第二电机20。
[0034]第三滑轨18上还滑动安装有滑动座21,滑动座21与第二安装座17相对设置,滑动 座21的底端安装有角度可调节的图像识别系统50,滑动座21上还安装有第三电机22,第三 电机22的输出端连接有与第二齿条19啮合的第四齿轮23。
[0035] 滑动座21上还竖向布置的第四滑轨24,第四滑轨24沿长度方向还设置有相互啮合 的第三齿轮、第三齿条26,第四滑轨24上滑动安装有第四安装座25,第四安装座25上安装有 驱动第三齿轮转动第四电机27。
[0036] 第四安装座25上安装有转动座,转动座包括壳体28,壳体28内安装有旋转轴29,壳 体28上安装有驱动旋转轴29转动的第五电机3〇,旋转轴29的一端连接有悬臂组,悬臂组包 括相互铰接的大臂32和小臂33,大臂32的末端连接有驱动小臂:33绕大臂32末端铰接点转动 的小臂驱动机构36,小臂33末端铰接有抓取机构34,抓取机构34包括连接座35,连接座35的 一端与小臂33铰接,小臂33的末端连接有驱动连接座绕小臂33末端铰接点转动的连接座驱 动机构37,连接座35的另一端连接有驱动电机38,驱动电机38的输出端连接有转动块39,转 动块39上连接有左夹爪40和右夹爪41,左夹爪40和右夹爪41的一端分别通过转轴连接在转 动块39上,并且左夹爪40和右夹爪41连在转动块39上的一端设置成相互啮合的链轮42,转 动块39上还连接有驱动其中一侧链轮42转动的电机43。
[0037]小臂驱动机构36、连接座驱动机构37可以采用现有技术中常用的减速电机,
[0038] 本发明的工作原理:
[0039] —、收锥
[0040] 1、根据路锥在路面布放的位置,打开箱体对应侧的卷帘门46,第二电机20驱动相 互啮合的第二齿轮、第二齿条19工作带动第三滑轨18向外伸出箱体,同时,第三电机22驱动 相互啮合的第二齿条19、第四齿轮23工作,使安装在滑动座21上的图像识别系统50、转动 座、大臂32和小臂33,以及抓取机构34伸出箱体45。
[0041] 2、根据图像识别系统50提供的信号,自动调整转动座的左右位置,大臂32与小臂 33、小臂33与抓取机构34之间的弯曲度,以及抓取机构34的转动角度,实现路面路锥的准确 抓取。
[0042] 3、第三电机22驱动相互啮合的第二齿条19、第四齿轮23工作,使安装在滑动座上 的转动座、大臂32和小臂33,以及抓取机构34向箱体45内位移,并将抓取的路锥摆放至横向 存放平台5位于放锥侧的第一个锥位上。
[GG43] 4、横向存放平台5位于放锥侧的第一个锥位上叠放的路锥个数达到设定值时,横 向输送机构4启动,带动第二推杆9将位于第一锥位上的叠放路锥移动至第二锥位上,完成 后第二推杆9回到放锥侧的第一个锥位外侧。
[0044] 5、重复上述步骤,直至横向存放平台5的五个锥位排满设定数量的路锥时,位于横 向存放平台5外侧的路锥补推机构7启动,通过液压缸47带动第二输送链条之间第三推杆12 将横向存放平台5上的路锥推送至纵向输存放平台4上,完成后第三推杆12通过液压缸47推 动回位至横向存放平台的外侧。
[0045] 6、重复步骤1 一5,直至横向存放平台5与纵向存放平台3上排满设定数量的路锥。
[0046]二、放锥
[0047]放锥过程与收锥过程相反,在此不再赘述。

Claims (5)

1.重型路锥收放机器人,其特征在于:包括放置于车体上的路锥存放架,所述路锥存放 架上设置有纵向存放平台,所述纵向存放平台上设置纵向输送机构,纵向存放平台外侧的 路锥存放架上设置有横向存放平台,横向存放平台上设置有横向输送机构,所述纵向存放 平台和横向存放平台之间设置有路锥补推机构,横向存放平台外侧设置有横向布置的第一 滑轨,第一滑轨上滑动安装有路锥收放机械手,路锥收放机械手上安装有角度调节的图像 识别系统; 所述图像识别系统用于识别路锥在路面上所处的位置和形态; 所述路锥收放机械手用于抓取路面上排放的路锥并将抓取的路锥放置在横向存放平 台上以及将横向存放平台上的路锥抓取放在路面上; 所述横向输送机构用于左右移动横向存放平台上的路锥; 所述纵向输送机构用于前后移动纵向存放平台上的路锥; 所述路锥补推机构用于将横向存放平台上存放的路锥推送至纵向存放平台上; 路锥收放机械手包括滑动安装在第一滑轨上的安装座,安装座上滑动安装有横向布置 的第三滑轨,第三滑轨的上滑动安装有滑动座,图像识别系统安装在滑动座的底端,滑动座 上滑动安装有竖向布置的第四滑轨,第四滑轨上滑动安装有转动座,所述转动座上通过悬 臂组连接有抓取机构,所述悬臂组可转动连接在转动座上; 所述抓取机构包括连接座,所述连接座的一端与小臂铰接,小臂的末端连接有驱动连 接座绕小臂末端铰接点转动的连接座驱动机构,另一端连接有驱动电机,驱动电机的输出 端连接有转动块,转动块上连接有左夹爪和右夹爪,左夹爪和右夹爪的一端分别通过转轴 连接在转动块上,并且左夹爪和右夹爪连在转动块上的一端设置成相互啮合的链轮,所述 转动块上还连接有驱动其中一侧链轮转动的电机。
2.根据权利要求1所述的重型路锥收放机器人,其特征在于:所述横向输送机构以及纵 向输送机构均采用链条输送,链条上连接有推送路锥的第一推杆。
3.根据权利要求1所述的重型路锥收放机器人,其特征在于:所述路锥补推机构包括安 装在路锥存放架两侧的第二滑轨,第二滑轨上滑动安装有送锥支架;所述送锥支架的两侧 分别安装有竖向设置的输送链条,两侧的输送链条之间通过传动轴传动连接,并且两侧的 输送链条之间还连接有第二推杆。
4.根据权利要求1所述的重型路锥收放机器人,其特征在于:所述悬臂组包括相互铰接 的大臂和小臂,大臂的末端连接有驱动小臂绕大臂末端铰接点转动的小臂驱动机构。
5.根据权利要求1所述的重型路锥收放机器人,其特征在于:所述路锥存放架上还安装 有箱体,所述纵向存放平台、横向存放平台、路锥补推机构以及滑动设置在滑轨上的路锥收 放机械手均安装于箱体内;路锥收放机械手两侧的箱体上分别设置有卷帘门,使路锥收放 机械手能通过卷帘门伸出箱体。
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