CN108044622A - 一种道面修复机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种道面修复机器人系统，包括移动底盘、控制系统、支撑架、机械臂、机器视觉装置和路面修复装置，控制系统、支撑架和机械臂均安装在移动底盘上，机器视觉装置安装在支撑架上，路面修复装置安装在机械臂上，机器视觉装置和路面修复装置均和控制系统电连接；还包括手持遥控器，手持遥控器和所述控制系统无线通讯连接。本发明以自动化的作业方式代替传统的人工作业，并且设备体积比较小，效率比较高。移动平台安装机械臂，机械臂上安装道面修复所需工具；机器人本体载有智能控制系统，控制系统与工作平台、移动平台都具有电气连接；机器人本体还装设视觉导航系统，识别路面缺陷位置，进行路径规划，引导机器人完成修复流程。
Description
技术领域
本发明涉及一种道面修复机器人系统，属于道路路面修复装置技术领域。
背景技术
随着中国高速公路事业的快速发展，高速里程逐年增长，道路服务年限逐年增加。高速公路的检修养护任务愈发繁重。在高速公路使用寿命期限内，随着年限的增加，高速公路在其自身使用功能不断下降的同时各种病害也会日益严重。与高速公路建设已取得的巨大成就及远景目标相比，我国的高速公路的养护管理工作却严重滞后，已经远远不能适应我国公路事业高速发展的需要。
高速公路养护的主要职责就是在设计使用年限内保持良好的路况，及时发现和修补道路病害，保证通行的安全性和效率。高速公路养护包括路基养护、路面养护、桥涵养护、通道养护、隧道养护、标志标线养护、房屋养护、机电设施养护等等，其中路面养护是高速公路养护的重要内容。路面养护的前提是对路面状况的检测与评估。目前，高速道面状况检修与维护主要依靠人工和一些专用设备配合的方式，由于这些设备自动化程度低，体积较大，需要较多人力进行操作，效率较低下。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种道面修复机器人系统，以自动化的作业方式代替传统的人工作业，并且设备体积比较小，效率比较高。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种道面修复机器人系统，包括移动底盘、控制系统、支架、机械臂、机器视觉装置和路面修复装置，控制系统、支架和机械臂均安装在移动底盘上，机器视觉装置安装在支架上，路面修复装置安装在机械臂上，机器视觉装置和路面修复装置均和控制系统电连接；还包括手持遥控器，手持遥控器和所述控制系统无线通讯连接。视觉导航系统包含但不限于工业相机、激光雷达、里程计、陀螺仪、GPS全球定位系统。其中工业相机用于拍照识别定位道面破损位置，为中央处理单元进行路径规划提供条件；激光雷达用于机器人移动时躲避障碍物；里程计用于记录相对位移，和陀螺仪、GPS一起实现室外高精度位置和姿态控制。
前述的一种道面修复机器人系统中，所述移动底盘安装有履带机构。以履带式移动平台为例，移动平台由履带、主动轮、从动轮、减速机构、电驱及控制模块、电源模块组成；电驱及控制模块接收上位机控制信号，经过减速机构控制主动轮的转动，主动轮带动履带和从动轮一起转动，根据左右履带转速差控制方向；电源模块为机器人整体提供动力。
前述的一种道面修复机器人系统中，所述移动底盘安装有橡胶轮。以橡胶轮移动平台为例，移动平台由驱动轮、从动轮、减速机构、电驱及控制模块、方向机、电源模块组成；电驱及控制模块接收上位机控制信号，经过减速机构控制驱动轮的转动；方向机控制从动轮的转弯方向；电源模块为机器人整体提供电力。
前述的一种道面修复机器人系统中，所述移动底盘安装有麦克纳姆轮。以全向轮式移动平台为例，移动平台包含四个或更多麦克纳姆轮作为驱动轮，还包括减速机构、电驱及控制模块、电源模块；电驱及控制模块接收上位机控制信号，经过减速机构控制每个麦克纳姆轮的速度和旋转方向；电源模块为机器人整体提供电力。
前述的一种道面修复机器人系统中，所述路面修复装置包括开缝装置和/或灌浆装置和/或热风装置。
前述的一种道面修复机器人系统中，所述机械臂由若干依次相互铰接的连杆组成，相邻的连杆之间通过驱动机构相连；所述驱动机构的数量大于或者等于4个，且小于或者等于7个。
前述的一种道面修复机器人系统中，所述机械臂包括安装底座，安装底座上固定有支撑架，支撑架上铰接有第一连杆，支撑架连接第一连杆的中部，第一连杆的端部和第二连杆铰接；还包括第一伸缩装置和第二伸缩装置，第一伸缩装置一端连接支撑架，另一端连接第一连杆；第二伸缩装置一端连接支撑架另一端连接第二连杆，第二连杆的端部设有用于安装路面修复装置的工具安装位。
与现有技术相比，本发明以自动化的作业方式代替传统的人工作业，并且设备体积比较小，效率比较高。移动平台安装机械臂，机械臂上安装道面修复所需工具；机器人本体载有智能控制系统，控制系统与工作平台、移动平台都具有电气连接；机器人本体还装设视觉导航系统，识别路面缺陷位置，进行路径规划，引导机器人完成修复流程。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图；
图2是机械臂的一种实施例的结构示意图；
图3是机械臂的另一种实施例的结构示意图。
附图标记：1-手持遥控器，2-移动底盘，3-控制系统，4-机械臂，5-支架，6-机器视觉装置，7-路面修复装置，8-连杆，9-驱动机构，10-支撑架，11-第一伸缩装置，12-第一连杆，13-第二伸缩装置，14-安装位，15-第二连杆，16-安装底座。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图1、图2和图3所示，一种道面修复机器人系统，包括移动底盘2、控制系统3、支架5、机械臂4、机器视觉装置6和路面修复装置7，控制系统3、支架5和机械臂4均安装在移动底盘2上，机器视觉装置6安装在支架5上，路面修复装置7安装在机械臂4上，机器视觉装置6和路面修复装置7均和控制系统3电连接；还包括手持遥控器1，手持遥控器1和所述控制系统3无线通讯连接。
所述移动底盘2安装有麦克纳姆轮。所述路面修复装置7包括开缝装置和/或灌浆装置和/或热风装置。所述机械臂4包括安装底座16，安装底座16上固定有支撑架10，支撑架10上铰接有第一连杆12，支撑架10连接第一连杆12的中部，第一连杆12的端部和第二连杆15铰接；还包括第一伸缩装置11和第二伸缩装置13，第一伸缩装置11一端连接支撑架10，另一端连接第一连杆12；第二伸缩装置13一端连接支撑架10另一端连接第二连杆15，第二连杆15的端部设有用于安装路面修复装置7的工具安装位14。
实施例2：如图1、图2和图3所示，一种道面修复机器人系统，包括移动底盘2、控制系统3、支架5、机械臂4、机器视觉装置6和路面修复装置7，控制系统3、支架5和机械臂4均安装在移动底盘2上，机器视觉装置6安装在支架5上，路面修复装置7安装在机械臂4上，机器视觉装置6和路面修复装置7均和控制系统3电连接；还包括手持遥控器1，手持遥控器1和所述控制系统3无线通讯连接。
所述移动底盘2安装有履带机构。所述路面修复装置7包括开缝装置和/或灌浆装置和/或热风装置。所述机械臂4由若干依次相互铰接的连杆8组成，相邻的连杆8之间通过驱动机构9相连；所述驱动机构9的数量大于或者等于4个，且小于或者等于7个。
实施例3：如图1、图2和图3所示，一种道面修复机器人系统，包括移动底盘2、控制系统3、支架5、机械臂4、机器视觉装置6和路面修复装置7，控制系统3、支架5和机械臂4均安装在移动底盘2上，机器视觉装置6安装在支架5上，路面修复装置7安装在机械臂4上，机器视觉装置6和路面修复装置7均和控制系统3电连接；还包括手持遥控器1，手持遥控器1和所述控制系统3无线通讯连接。
所述移动底盘2安装有橡胶轮。所述路面修复装置7包括开缝装置和/或灌浆装置和/或热风装置。所述机械臂4包括安装底座16，安装底座16上固定有支撑架10，支撑架10上铰接有第一连杆12，支撑架10连接第一连杆12的中部，第一连杆12的端部和第二连杆15铰接；还包括第一伸缩装置11和第二伸缩装置13，第一伸缩装置11一端连接支撑架10，另一端连接第一连杆12；第二伸缩装置13一端连接支撑架10另一端连接第二连杆15，第二连杆15的端部设有用于安装路面修复装置7的工具安装位14。
本发明的一种实施例的工作原理：遥控或驾驶机器人移动至道面指定位置；根据工业相机拍摄的照片人工划定修复区域；机器人在修复区域中自动识别路面破损，进行修复工艺流程安排和路径规划；本体位姿自动微调，使得工作平台工作区域覆盖修复区域；机器人操作工具头，依次完成开缝、吹灰、灌浆的工序；人工操作机器人移动至下一段路面，重复上述流程。
Claims (7)
1.一种道面修复机器人系统，其特征在于，包括移动底盘(2)、控制系统(3)、支架(5)、机械臂(4)、机器视觉装置(6)和路面修复装置(7)，控制系统(3)、支架(5)和机械臂(4)均安装在移动底盘(2)上，机器视觉装置(6)安装在支架(5)上，路面修复装置(7)安装在机械臂(4)上，机器视觉装置(6)和路面修复装置(7)均和控制系统(3)电连接；还包括手持遥控器(1)，手持遥控器(1)和所述控制系统(3)无线通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种道面修复机器人系统，其特征在于，所述移动底盘(2)安装有履带机构。
3.根据权利要求1所述的一种道面修复机器人系统，其特征在于，所述移动底盘(2)安装有橡胶轮。
4.根据权利要求1所述的一种道面修复机器人系统，其特征在于，所述移动底盘(2)安装有麦克纳姆轮。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种道面修复机器人系统，其特征在于，所述路面修复装置(7)包括开缝装置和/或灌浆装置和/或热风装置。
6.根据权利要求5所述的一种道面修复机器人系统，其特征在于，所述机械臂(4)由若干依次相互铰接的连杆(8)组成，相邻的连杆(8)之间通过驱动机构(9)相连；所述驱动机构(9)的数量大于或者等于4个，且小于或者等于7个。
7.根据权利要求5所述的一种道面修复机器人系统，其特征在于，所述机械臂(4)包括安装底座(16)，安装底座(16)上固定有支撑架(10)，支撑架(10)上铰接有第一连杆(12)，支撑架(10)连接第一连杆(12)的中部，第一连杆(12)的端部和第二连杆(15)铰接；还包括第一伸缩装置(11)和第二伸缩装置(13)，第一伸缩装置(11)一端连接支撑架(10)，另一端连接第一连杆(12)；第二伸缩装置(13)一端连接支撑架(10)另一端连接第二连杆(15)，第二连杆(15)的端部设有用于安装路面修复装置(7)的工具安装位(14)。
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