CN108824159B - 一种全自动路标划线机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动路标划线机，包括风机、空压机、料桶、底座和移动轮组成的划线机主体，在风机的下方通过送风管与底座下方的出风口相连，所述底座的左右两端分别设有摄像头与超声波传感器，且每个摄像头均位于超声波传感器的上方；所述底座由控制器、隔板、驱动电机、电源、转向电机、锥齿轮一和锥齿轮二组成，其中控制器安装在底座的左上角的隔板上。本发明的喷枪、摄像头、GPS模块、路径生成模块和存储器的设置，便于提高划线机的整体效率，实现清扫、划线、风干一体化，并且利用A‑Star算法自主设计划线机行走的路线的功能，便于节省劳动力，有利于市场的运用或推广。

Description

一种全自动路标划线机

技术领域

本发明涉及一种全自动路标划线机。

背景技术

交通标线是指在道路的路面上用线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等向交通参与者传递引导、限制、警告等交通信息的标识，用来绘制交通标线的设备称为划线机，现在市场中的划线机一般分为车载式划线机、自助式划线机和手推式划线机，虽然样式多种多样，但均需要人工辅助或人工推动划线机运作。

中国专利公开号为CN 104762870 A，发明创造的名称为一种改进型自助式道路划线机，该道路划线机能够高效的画出标准的直线、弧线，能够提高涂料粘附地面的牢固性和平整度，特别适合用于山区等地况不好的地区和用于绘制边界交通线，但是依然存在着需要人工辅助控制，特别在天气炎热的情况下，人工操作容易发生疲劳导致工作效率不高，且智能化程度低，容易发生失误，影响工期进程的问题。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种全自动路标划线机，结构设计合理，使用时打开开关，控制器通电，摄像头和超声波传感器开始检测道路情况，同时使用者通过蓝牙连接控制器，选择需要划线的图案，然后路径生成模块会将摄像头和超声波传感器采集路况转化的数据图和存储器内存储的标线图案进行同比例对比，同时采集GPS信号，作为划线机行走的基点，然后路径生成模块通过A-Star算法开始计算划线机行走的路线，并通过单片机和各种驱动模块控制划线机的行走，在行走的过程中实时采集GPS信号，并自动优化行走路线，行走的方向为辅助轮一端的方向，在行走过程中，清扫盘、喷枪和风机共同作用，实现清扫、划线和风干一体化，提高划线机的工作效率，其中喷枪内部设有高压喷头，且喷枪底端的电动伸缩杆可以在喷枪下方的滑槽内进行伸缩，能够调节喷孔的大小，满足不同路况划线的需要，有效解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种全自动路标划线机，包括风机、空压机、料桶、底座和移动轮组成的划线机主体，在风机的下方通过送风管与底座下方的出风口相连，在空压机的上方固定有警报灯，在空压机上端通过进料管与料桶的下端相连，在空压机的下端通过出料管与底座下端的喷枪相连，其中出料管的中部设有压力传感器，喷枪的中部设有电磁阀；所述底座的左右两端分别设有摄像头与超声波传感器，且每个摄像头均位于超声波传感器的上方；所述底座的前侧设有开关和充电口，且开关位于充电口的上方；所述底座下方依次设置移动轮、吹风口、喷枪、清扫盘、转向轮和辅助轮，，其中移动轮与转向轮均成对安装在底座下方的支撑架中，且在转向轮一侧底座的中间对称轴上安装有辅助轮；所述喷枪下端设有滑槽，在滑槽的两端分别固定有电动伸缩杆；所述清扫盘的内部设有旋转电机，在旋转电机一端通过自身旋转轴连接有下方的清洁刷；所述底座由控制器、隔板、驱动电机、电源、转向电机、锥齿轮一和锥齿轮二组成，其中控制器安装在隔板上，在隔板下方安装有驱动电机，在驱动电机的一端通过自身旋转轴与锥齿轮一配合连接支撑架内的传动轴一，在传动轴一的两端分别安装有移动轮；所述控制器通过导线与底座内部中间的电源相连，电源通过导线与转向电机相连，在转向电机的一端自身旋转轴与锥齿轮二配合连接支撑架内的传动轴二，在传动轴二的两端分别安装有转向轮。

所述控制器由稳压模块、单片机、路径生成模块、第一驱动模块、第二驱动模块、显示模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块、第六驱动模块、GPS模块、存储器和蓝牙模块组成，其中稳压模块的一端通过电源线连接电源，在稳压模块的另一端通过导线连接有开关；所述单片机上端通过导线连接有开关，其中单片机包括输入端和输出端，输入端通过信号线连接有GPS模块、存储器、蓝牙模块、摄像头、超声波传感器和压力传感器，输出端通过导线连接有路径生成模块、第一驱动模块、第二驱动模块、显示模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块，且路径生成模块与第一驱动模块并联；所述路径生成模块、第一驱动模块、第二驱动模块、显示模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块一端通过导线分别连接有驱动电机、转向电机、电磁阀、警报灯、空压机、风机、电动伸缩杆和旋转电机，其中驱动电机与转向电机并联，且与路径生成模块和第一驱动模块串联。

所述风机采用横流式风机，可以产生扁平气流，通过吹风口对下方的标线进行风干，提高道路划线的效率。

所述摄像头与超声波传感器分别采用广角摄像头和XM-AR841超声波测距仪，且摄像头与超声波传感器均采用两个，且分别成对安装在底座的左右两端，便于检测道路信息，并传递给单片机，单片机通过路径生成模块生成划线机行走的路径，并通过第一驱动模块驱动划线机进行运动，实现自动划线与自动寻路的目标。

所述喷枪下部具有长方形结构的喷孔，该喷孔的长度为15厘米至18厘米，在喷枪内部设有高压喷头，且喷枪底端安装的电动伸缩杆的伸缩柱采用扁装的长方形结构，可以从喷枪下方的滑槽内进行伸缩，可以根据需要调节喷孔的大小，满足不同宽度划线的需要。

所述清洁刷采用圆形排列的尼龙刷毛，且清洁刷的最下端与移动轮或转向轮轮底在同一水平线上，在划线机移动时，便于清洁喷枪前方的灰尘，提高染料的附着性，提高划线机的工作效率，且有利于保证清洁刷的使用寿命。

所述路径生成模块内部采用A-Star算法，可以将摄像头和超声波传感器采集路况转化的数据图和存储器内存储的标线图案进行同比例对比，同时采集GPS信号，作为划线机行走的基点，然后路径生成模块通过A-Star算法开始计算划线机行走的路线，并通过单片机和各种驱动模块控制划线机的行走，在行走的过程中实时采集GPS信号，并自动优化行走路线。

本发明采用上述方案，结构设计合理，使用时打开开关，控制器通电，摄像头和超声波传感器开始检测道路情况，同时使用者通过蓝牙连接控制器，选择需要划线的图案，然后路径生成模块会将摄像头和超声波传感器采集路况转化的数据图和存储器内存储的标线图案进行同比例对比，同时采集GPS信号，作为划线机行走的基点，然后路径生成模块通过A-Star算法开始计算划线机行走的路线，并通过单片机和各种驱动模块控制划线机的行走，在行走的过程中实时采集GPS信号，并自动优化行走路线，行走的方向为辅助轮一端的方向，在行走过程中，清扫盘、喷枪和风机共同作用，实现清扫、划线和风干一体化，提高划线机的工作效率，其中喷枪内部设有高压喷头，且喷枪底端的电动伸缩杆可以在喷枪下方的滑槽内进行伸缩，能够调节喷孔的大小，满足不同路况划线的需要。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明底座的结构示意图。

图3是本发明喷头的结构示意图。

图4是本发明线路连接的结构示意图。

图中：1、风机，2、空压机，3、料桶，4、底座，41、控制器，41a稳压模块，41b单片机，41c、路径生成模块，41d、第一驱动模块，41e、第二驱动模块，41f、显示模块，41g、第三驱动模块，41h、第四驱动模块，41i、第五驱动模块，41j、第六驱动模块，41k、GPS模块，41l、存储器，41m、蓝牙模块，42、隔板，43、驱动电机，44、电源，45、转向电机，46、锥齿轮一，47、锥齿轮二，5、移动轮，6、送风管，7、出风口，8、警报灯，9、进料管，10、出料管，11、压力传感器，12、电磁阀，13、摄像头，14、超声波传感器，15、开关，16、充电口，17、喷枪，18、清扫盘，19、转向轮，20、辅助轮，21、滑槽，22、电动伸缩杆，23、旋转电机，24、清洁刷，25、支撑架，26、传动轴一，27、传动轴二。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

如附图1-4所示，本发明提供一种全自动路标划线机，包括风机1、空压机2、料桶3、底座4和移动轮5组成的划线机主体，在风机1的下方通过送风管6与底座4下方的出风口7相连，在空压机2的上方固定有警报灯8，在空压机2上端通过进料管9与料桶3的下端相连，在空压机2的下端通过出料管10与底座4下端的喷枪17相连，其中出料管10的中部设有压力传感器11，喷枪17的中部设有电磁阀12；所述底座4的左右两端分别设有摄像头13与超声波传感器14，且每个摄像头13均位于超声波传感器14的上方；所述底座4的前侧设有开关15和充电口16，且开关15位于充电口16的上方；所述底座4下方从左往右分别为移动轮5、吹风口、喷枪17、清扫盘18、转向轮19和辅助轮20，其中移动轮5与转向轮19均成对安装在底座4下方的支撑架25中，且在转向轮19一侧底座4的中间对称轴上安装有辅助轮20；所述喷枪17下端设有滑槽21，在滑槽21的两端分别固定有电动伸缩杆22；所述清扫盘18的内部设有旋转电机23，在旋转电机23一端通过自身旋转轴连接有下方的清洁刷24；所述底座4由控制器41、隔板42、驱动电机43、电源44、转向电机45、锥齿轮一46和锥齿轮二47组成，其中控制器41安装在底座4的左上角的隔板42上，在隔板42下方安装有驱动电机43，在驱动电机43的一端通过自身旋转轴与锥齿轮一46配合连接支撑架25内的传动轴一26，在传动轴一26的两端分别安装有移动轮5；所述控制器41通过导线与底座4内部中间的电源44相连，该电源44通过导线与右侧的转向电机45相连，在转向电机45的一端自身旋转轴与锥齿轮二47配合连接支撑架25内的传动轴二27，在传动轴二27的两端分别安装有转向轮19。

所述控制器41由稳压模块41a、单片机41b、路径生成模块41c、第一驱动模块41d、第二驱动模块41e、显示模块41f、第三驱动模块41g、第四驱动模块41h、第五驱动模块41i、第六驱动模块41j、GPS模块41k、存储器41l和蓝牙模块41m组成，其中稳压模块41a的一端通过电源线连接电源44，在稳压模块41a的另一端通过导线连接有开关15；所述单片机41b上端通过导线连接有开关15，其中单片机41b包括输入端和输出端，输入端通过信号线连接有GPS模块41k、存储器41l、蓝牙模块41m、摄像头13、超声波传感器14和压力传感器11，输出端通过导线连接有路径生成模块41c、第一驱动模块41d、第二驱动模块41e、显示模块41f、第三驱动模块41g、第四驱动模块41h、第五驱动模块41i和第六驱动模块41j，且路径生成模块41c与第一驱动模块41d并联；所述路径生成模块41c、第一驱动模块41d、第二驱动模块41e、显示模块41f、第三驱动模块41g、第四驱动模块41h、第五驱动模块41i和第六驱动模块41j一端通过导线分别连接有驱动电机43、转向电机45、电磁阀12、警报灯8、空压机2、风机1、电动伸缩杆22和旋转电机23，其中驱动电机43与转向电机45并联，且与路径生成模块41c和第一驱动模块41d串联。

所述风机1采用横流式风机1，可以产生扁平气流，通过吹风口对下方的标线进行风干，提高道路划线的效率。

所述摄像头13与超声波传感器14分别采用广角摄像头13和XM-AR841超声波测距仪，且摄像头13与超声波传感器14均采用两个，且分别成对安装在底座4的左右两端，便于检测道路信息，并传递给单片机41b，单片机41b通过路径生成模块41c生成划线机行走的路径，并通过第一驱动模块41d驱动划线机进行运动，实现自动划线与自动寻路的目标。

所述喷枪17下部具有长方形结构的喷孔，该喷孔的长度为15厘米至18厘米，在喷枪内部设有高压喷头，且喷枪17底端安装的电动伸缩杆22的伸缩柱采用扁装的长方形结构，可以从喷枪17下方的滑槽21内进行伸缩，可以根据需要调节喷孔的大小，满足不同宽度划线的需要。

所述清洁刷24采用圆形排列的尼龙刷毛，且清洁刷24的最下端与移动轮5或转向轮19轮底在同一水平线上，在划线机移动时，便于清洁喷枪17前方的灰尘，提高染料的附着性，提高划线机的工作效率，且有利于保证清洁刷24的使用寿命。

所述路径生成模块41c内部采用A-Star算法，可以将摄像头13和超声波传感器14采集路况转化的数据图和存储器内存储的标线图案进行同比例对比，同时采集GPS信号，作为划线机行走的基点，然后路径生成模块41c通过A-Star算法开始计算划线机行走的路线，并通过单片机41b和各种驱动模块控制划线机的行走，在行走的过程中实时采集GPS信号，并自动优化行走路线。

本发明采用上述方案，结构设计合理，使用时打开开关15，控制器41通电，摄像头13和超声波传感器14开始检测道路情况，同时使用者通过蓝牙连接控制器41，选择需要划线的图案，然后路径生成模块41c会将摄像头13和超声波传感器14采集路况转化的数据图和存储器41l内存储的标线图案进行同比例对比，同时采集GPS信号，作为划线机行走的基点，然后路径生成模块41c通过A-Star算法开始计算划线机行走的路线，并通过单片机41b和各种驱动模块控制划线机的行走，在行走的过程中实时采集GPS信号，并自动优化行走路线，行走的方向为辅助轮20一端的方向，在行走过程中，清扫盘18、喷枪17和风机1共同作用，实现清扫、划线和风干一体化，提高划线机的工作效率，其中喷枪17内部设有高压喷头，且喷枪17底端的电动伸缩杆22可以在喷枪17下方的滑槽21内进行伸缩，能够调节喷孔的大小，满足不同路况划线的需要。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种全自动路标划线机，包括风机、空压机、料桶、底座和移动轮组成的划线机主体，其特征在于：在风机的下方通过送风管与底座下方的出风口相连，在空压机的上方固定有警报灯，在空压机上端通过进料管与料桶的下端相连，在空压机的下端通过出料管与底座下端的喷枪相连，其中出料管的中部设有压力传感器，喷枪的中部设有电磁阀；所述底座的左右两端分别设有摄像头与超声波传感器，且每个摄像头均位于超声波传感器的上方；所述底座的前侧设有开关和充电口，且开关位于充电口的上方；所述底座下方从左往右分别为移动轮、吹风口、喷枪、清扫盘、转向轮和辅助轮，其中移动轮与转向轮均成对安装在底座下方的支撑架中，且在转向轮一侧底座的中间对称轴上安装有辅助轮；所述喷枪下端设有滑槽，在滑槽的两端分别固定有电动伸缩杆；所述清扫盘的内部设有旋转电机，在旋转电机一端通过自身旋转轴连接有下方的清洁刷；所述底座由控制器、隔板、驱动电机、电源、转向电机、锥齿轮一和锥齿轮二组成，其中控制器安装在底座的左上角的隔板上，在隔板下方安装有驱动电机，在驱动电机的一端通过自身旋转轴与锥齿轮一配合连接支撑架内的传动轴一，在传动轴一的两端分别安装有移动轮；所述控制器通过导线与底座内部中间的电源相连，该电源通过导线与右侧的转向电机相连，在转向电机的一端自身旋转轴与锥齿轮二配合连接支撑架内的传动轴二，在传动轴二的两端分别安装有转向轮；所述控制器由稳压模块、单片机、路径生成模块、第一驱动模块、第二驱动模块、显示模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块、第六驱动模块、GPS模块、存储器和蓝牙模块组成，其中稳压模块的一端通过电源线连接电源，在稳压模块的另一端通过导线连接有开关；所述单片机上端通过导线连接有开关，其中单片机包括输入端和输出端，输入端通过信号线连接有GPS模块、存储器、蓝牙模块、摄像头、超声波传感器和压力传感器，输出端通过导线连接有路径生成模块、第一驱动模块、第二驱动模块、显示模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块，且路径生成模块与第一驱动模块并联；所述路径生成模块、第一驱动模块、第二驱动模块、显示模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块一端通过导线分别连接有驱动电机、转向电机、电磁阀、警报灯、空压机、风机、电动伸缩杆和旋转电机，其中驱动电机与转向电机并联，且与路径生成模块和第一驱动模块串联。

2.根据权利要求1所述的一种全自动路标划线机，其特征在于：所述风机采用横流式风机。

3.根据权利要求1所述的一种全自动路标划线机，其特征在于：所述摄像头与超声波传感器分别采用广角摄像头和XM-AR841超声波测距仪，且摄像头与超声波传感器均采用两个，并分别成对安装在底座的左右两端。

4.根据权利要求1所述的一种全自动路标划线机，其特征在于：所述喷枪下部具有长方形结构的喷孔，该喷孔的长度为15厘米至18厘米，在喷枪内部设有高压喷头，且喷枪底端安装的电动伸缩杆的伸缩柱采用扁装的长方形结构。

5.根据权利要求1所述的一种全自动路标划线机，其特征在于：所述清洁刷采用圆形排列的尼龙刷毛，且清洁刷的最下端与移动轮或转向轮轮底在同一水平线上。

6.根据权利要求2所述的一种全自动路标划线机，其特征在于：所述路径生成模块内部采用A-Star算法。

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