CN107881961A - 一种护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置及方法，包括PLC、与PLC输出端相连接的转向指示灯、用于检测护栏清洗车侧面与护栏距离的第一超声波传感器及第二超声波传感器、控制护栏清洗车立即停止的第一万向指针行程开关及第二万向指针行程开关、用于避免车辆行驶偏离造成清洗效果下降或滚刷与护栏碰撞的第一水平伸缩臂及第二水平伸缩臂、第一拉线测长传感器及第二拉线测长传感器和比例电磁阀组。本发明的护栏清洗车在滚刷夹持护栏前行的过程中如果出现了行车偏离，滚刷伸缩臂进行实时微调，确保护栏位于内外滚刷中间，同时通过转向指示灯提醒操作者进行相应的转向操作，一旦偏离过大，万向指针行程开关会被触发，紧急停止车辆。

Description

一种护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置及方法

技术领域

本发明涉及一种护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置及方法，属于道路护栏清洗设备自动化控制技术领域。

背景技术

护栏清洗车是一款新型环卫清洗类车辆，主要用于城市道路隔离护栏的清洗，代替传统人工清洗的方式，作业效率高。护栏清洗车在清洗过程中要保证车辆与护栏保持在最佳距离，才能确保滚刷具有较好的清洗效果和安全性能。

目前，主要靠人为观察并调节车辆行进方向来保证车辆与护栏始终在最佳位置，对驾驶员的操作经验要求很高，否则会影响护栏清洗效果。采用手动控制模式，自动化程度偏低，另外，当车辆与护栏距离偏离过大时，甚至损坏滚刷或护栏。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置及方法，护栏清洗车在滚刷夹持护栏前行的过程中如果出现了行车偏离，滚刷伸缩臂进行实时微调，确保护栏位于内外滚刷中间，同时通过转向指示灯提醒操作者进行相应的转向操作，一旦偏离过大，万向指针行程开关会被触发，紧急停止车辆，从而改善了护栏清洗效果，降低了操作难度，保护了护栏和设备。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置，包括PLC、与PLC输出端相连接的转向指示灯、用于检测护栏清洗车侧面与护栏距离的第一超声波传感器及第二超声波传感器、控制护栏清洗车立即停止的第一万向指针行程开关及第二万向指针行程开关、用于避免车辆行驶偏离造成清洗效果下降或滚刷与护栏碰撞的第一水平伸缩臂及第二水平伸缩臂、第一拉线测长传感器及第二拉线测长传感器和比例电磁阀组；所述转向指示灯安装在驾驶室内；所述第一超声波传感器及第二超声波传感器对称安装在护栏清洗车滚刷前后两侧的车体上，且第一超声波传感器、第二超声波传感器与PLC模拟量输入点连接；所述第一万向指针行程开关、第二万向指针行程开关分别安装在内滚刷、外滚刷上，其检测信号与PLC的开关量输入点连接；所述第一水平伸缩臂连接内滚刷，所述第二水平伸缩臂连接外滚刷；通过调节所述第一水平伸缩臂伸缩距离，调节内滚刷与护栏之间的距离，用于避免车辆行驶偏离造成滚刷与护栏碰撞；通过调节所述第二水平伸缩臂的伸缩距离，调节内滚刷和外滚刷之间的距离，用于保证清洗效果；所述第一拉线测长传感器及第二拉线测长传感器分别安装在第一水平伸缩臂和第二水平伸缩臂上，且第一拉线测长传感器、第二拉线测长传感器与PLC的模拟量输入点连接。

上述装置的控制方法，具体方法如下：

通过所述PLC读取第一超声波传感器及第二超声波传感器数据，当所述第一超声波传感器与第二超声波传感器测量数据的差值在设定范围内，则以第一超声波传感器与第二超声波传感器测量数据的平均值作为护栏清洗车侧面与护栏的距离，设为X；另设初始状态下护栏清洗车侧面与护栏的最佳距离为Y；

当X-Y>初始定位距离时，则表明车辆正在远离护栏，且超过了初始定位距离，则PLC控制驾驶室内的转向指示灯右转向箭头开始闪烁，提醒驾驶员进行右转向微调；与此同时，所述PLC对应输出点输出PWM信号，PWM信号的大小是以X-Y的值为偏差，进行PID运算得出的数值，PWM信号驱动所述比例电磁阀组开启，第一水平伸缩臂执行伸出动作，伸出的距离通过第一拉线测长传感器检测，并反馈给PLC，伸出的距离设为Z；当护栏清洗车内外滚刷中心偏移距离Z-|X-Y|在设定偏移距离以内，则PWM信号为0，所述第一水平伸缩臂停止伸出；与此同时，驾驶室内的转向指示灯右转向箭头停止闪烁；一旦所述第一水平伸缩臂完全伸出，都不足以保证护栏清洗车内外滚刷中心偏移在设定偏移距离以内，则所述PLC驱动比例电磁阀组促使第二水平伸缩臂伸出进行二次调节；同理，当车辆向靠近护栏方向偏移时，所述第一水平伸缩臂及第二水平伸缩臂向缩回方向调节，驾驶室内的转向指示灯左转向箭头闪烁；如果在调节过程中出现调节不及时、车辆偏离大或过调时，在滚刷与护栏碰撞前，所述第一万向指针行程开关及第二万向指针行程开关被触发，所述PLC接收到第一万向指针行程开关及第二万向指针行程开关信号后立即停车，用于避免滚刷与护栏的碰撞。

上述初始定位距离为20mm。

上述设定偏移距离为5mm。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在护栏清洗车滚刷前后两侧的车体上对称安装两个超声波传感器来检测护栏清洗车侧面与护栏的距离，可以有效避免误检测和判断车辆相对于护栏的偏离方向；

2、本发明通过安装在驾驶室内的转向指示灯，提示司机进行相应的转向操作，有利于保持行驶过程中车辆与护栏的最佳间距；

3、本发明在内外喷杆上各安装一个万向指针行程开关，在护栏清洗车滚刷与护栏碰撞前，万向指针行程开关信号即被触发，并紧急停车，有效避免了滚刷与护栏的碰撞；

4、本发明在车辆行驶过程中通过第一水平伸缩臂和第二水平伸缩臂的实时伸缩调节，有效避免的车辆行驶偏离造成的清洗效果下降或滚刷与护栏碰撞造成的损坏。

附图说明

图1为本发明的护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置结构示意图；

图2为本发明的第一拉线测长传感器、第二拉线测长传感器、第一万向指针行程开关和第二万向指针行程开关安装示意图；

图3为本发明的护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置电气原理图；

图中，转向指示灯1、PLC 2、第一超声波传感器3、比例电磁阀组4、第二超声波传感器5、第一拉线测长传感器6、第二拉线测长传感器7、第一万向指针行程开关8、第二万向指针行程开关9、第一水平伸缩臂10、第二水平伸缩臂11、内滚刷12、外滚刷13。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1和图2，本发明的一种护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置，包括PLC2、与PLC2输出端相连接的转向指示灯1、用于检测护栏清洗车侧面与护栏距离的第一超声波传感器3及第二超声波传感器5、可控制护栏清洗车立即停止的第一万向指针行程开关8及第二万向指针行程开关9、用于避免车辆行驶偏离造成清洗效果下降或滚刷与护栏碰撞的第一水平伸缩臂10及第二水平伸缩臂11、第一拉线测长传感器6及第二拉线测长传感器7和比例电磁阀组4。

转向指示灯1安装在驾驶室内；第一超声波传感器3及第二超声波传感器5对称安装在护栏清洗车滚刷前后两侧的车体上，且第一超声波传感器3、第二超声波传感器5与PLC2模拟量输入点连接；第一万向指针行程开关8、第二万向指针行程开关9分别安装在内外喷杆上，且与PLC2的DI输入点连接；所述第一拉线测长传感器6及第二拉线测长传感器7分别安装在第一水平伸缩臂10和第二水平伸缩臂11上，且第一拉线测长传感器6、第二拉线测长传感器7与PLC2的模拟量输入点连接。

比例电磁阀组4包括内滚刷臂比例电磁阀、外滚刷臂比例电磁阀。PLC 2连接内滚刷臂比例电磁阀、外滚刷臂比例电磁阀。内滚刷臂比例电磁阀通过液压阀组控制第一水平伸缩臂10，外滚刷臂比例电磁阀通过液压阀组控制第二水平伸缩臂11。

参见图3，本发明通过对称安装在护栏清洗车滚刷前后的第一超声波传感器3和第二超声波传感器5，来检测护栏清洗车侧面与护栏的距离，两超声波传感器的信号线与PLC2模拟量输入点连接，通过PLC2读取两个超声波传感器数据，进行数据对比实现护栏清洗车侧面与护栏的距离与方向的冗余检测，当两个超声波传感测量数据的差值在合理范围内，表明传感器正常工作，则以两个超声波传感器测量数据的平均值作为护栏清洗车侧面与护栏的距离，设为X，另设初始状态下护栏清洗车侧面与护栏的最佳距离为Y，当X-Y>20mm时，则表明车辆正在远离护栏，且超过了初始定位距离20mm，驾驶室内的转向指示灯1右转向箭头开始闪烁，提醒驾驶员进行右转向微调，与此同时，PLC2对应输出点输出PWM信号，PWM信号的大小是以X-Y的值为偏差，进行PID运算得出的数值，PLC2的PWM信号驱动比例电磁阀组4开启，第一水平伸缩臂10执行伸出动作，伸出的距离通过安装在第一水平伸缩臂10上的第一拉线测长传感器6检测，并反馈给PLC2，设为Z，当-5mm≤Z-|X-Y|≤5mm时，即护栏清洗车内外滚刷中心偏移在5mm以内，则PLC2的PWM信号为0，第一水平伸缩臂10停止伸出。与此同时，驾驶室内的转向指示灯1右转向箭头停止闪烁。另外，一旦第一水平伸缩臂10完全伸出，都不足以保证护栏清洗车内外滚刷中心偏移在5mm以内，则PLC2驱动比例电磁阀组4促使第二水平伸缩臂11伸出进行二次调节，调节方式类似第一水平伸缩臂10。车辆向靠近护栏方向偏移时，两水平臂向缩回方向调节，调节算法相同，驾驶室内的转向指示灯1左转向箭头闪烁。特别地，如果再调节过程中出现调节不及时、车辆偏离过大或过调等情况，在滚刷与护栏碰撞前，会先触发万向指针行程开关，PLC2接收到万向指针行程开关信号后立即停车，有效避免滚刷与护栏的碰撞。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置，其特征在于，包括PLC(2)、与PLC(2)输出端相连接的转向指示灯(1)、用于检测护栏清洗车侧面与护栏距离的第一超声波传感器(3)及第二超声波传感器(5)、控制护栏清洗车立即停止的第一万向指针行程开关(8)及第二万向指针行程开关(9)、第一水平伸缩臂(10)及第二水平伸缩臂(11)、第一拉线测长传感器(6)及第二拉线测长传感器(7)和比例电磁阀组(4)；

所述第一超声波传感器(3)及第二超声波传感器(5)安装在护栏清洗车滚刷前后两侧的车体上，且第一超声波传感器(3)、第二超声波传感器(5)与PLC(2)模拟量输入点连接；

所述第一万向指针行程开关(8)、第二万向指针行程开关(9)分别安装在内滚刷(12)、外滚刷(13)上，其检测信号与PLC(2)的开关量输入点连接；

所述第一水平伸缩臂(10)连接内滚刷(12)，所述第二水平伸缩臂(11)连接外滚刷(13)；通过调节所述第一水平伸缩臂(10)伸缩距离，调节内滚刷(12)与护栏之间的距离，用于避免车辆行驶偏离造成滚刷与护栏碰撞；通过调节所述第二水平伸缩臂(11)的伸缩距离，调节内滚刷(12)和外滚刷(13)之间的距离，用于保证清洗效果；

所述第一拉线测长传感器(6)及第二拉线测长传感器(7)分别安装在第一水平伸缩臂(10)和第二水平伸缩臂上(11)，且第一拉线测长传感器(6)、第二拉线测长传感器(7)与PLC(2)的模拟量输入点连接。

2.根据权利要求1所述的护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置，其特征在于，所述转向指示灯(1)安装在驾驶室内。

3.根据权利要求1所述的护栏清洗车滚刷自适应调节控制装置，其特征在于，所述第一超声波传感器(3)及第二超声波传感器(5)对称安装在护栏清洗车滚刷前后两侧的车体上。

4.根据权利要求1所述装置的控制方法，其特征在于，具体方法如下：

通过所述PLC(2)读取第一超声波传感器(3)及第二超声波传感器(5)数据，当所述第一超声波传感器(3)与第二超声波传感器(5)测量数据的差值在设定范围内，则以第一超声波传感器(3)与第二超声波传感器(5)测量数据的平均值作为护栏清洗车侧面与护栏的距离，设为X；另设初始状态下护栏清洗车侧面与护栏的最佳距离为Y；

当X-Y>初始定位距离时，则表明车辆正在远离护栏，且超过了初始定位距离，则PLC(2)控制驾驶室内的转向指示灯(1)右转向箭头开始闪烁，提醒驾驶员进行右转向微调；与此同时，所述PLC(2)对应输出点输出PWM信号，PWM信号的大小是以X-Y的值为偏差，进行PID运算得出的数值，PWM信号驱动所述比例电磁阀组(4)开启，第一水平伸缩臂(10)执行伸出动作，伸出的距离通过第一拉线测长传感器(6)检测，并反馈给PLC(2)，伸出的距离设为Z；当护栏清洗车内外滚刷中心偏移距离Z-|X-Y|在设定偏移距离以内，则PWM信号为0，所述第一水平伸缩臂(10)停止伸出；与此同时，驾驶室内的转向指示灯(1)右转向箭头停止闪烁；一旦所述第一水平伸缩臂(10)完全伸出，都不足以保证护栏清洗车内外滚刷中心偏移在设定偏移距离以内，则所述PLC(2)驱动比例电磁阀组(4)促使第二水平伸缩臂(11)伸出进行二次调节；

同理，当车辆向靠近护栏方向偏移时，所述第一水平伸缩臂(10)及第二水平伸缩臂(11)向缩回方向调节，驾驶室内的转向指示灯(1)左转向箭头闪烁；

如果在调节过程中出现调节不及时、车辆偏离大或过调时，在滚刷与护栏碰撞前，所述第一万向指针行程开关(8)及第二万向指针行程开关(9)被触发，所述PLC(2)接收到第一万向指针行程开关(8)及第二万向指针行程开关(9)信号后立即停车，用于避免滚刷与护栏的碰撞。

5.根据权利要求4所述装置的控制方法，其特征在于，所述初始定位距离为20mm。

6.根据权利要求4所述装置的控制方法，其特征在于，所述设定偏移距离为5mm。