CN109367523A - 一种自动洗车机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动洗车机，主要包括轮毂清洗装置16、机架17、丝杆升降机构18、齿轮齿条传动机构19、顶刷系统20、涡轮风干系统21、侧刷系统22、动力驱动系统23、图像识别系统24、控制系统25、高压喷淋系统26和两条地面导轨；所述机架17两侧设置有两个丝杆升降机构18，顶部设有齿轮齿条传动机构19；所述丝杆升降机构18分别连接有顶刷系统20和涡轮风干系统21，所述齿轮齿条传动机构19连接有侧刷系统22；所述机架17内部两侧设有高压喷淋系统26，所述高压喷淋系统26下方设有固定在机架17上的轮毂清洗装置16，能够实现基于图像扫描识别智能规划轨迹、提高清洗效果、且便于清洗汽车轮毂复杂细节。

Description

一种自动洗车机
技术领域
本发明涉及自动洗车机领域，尤其是涉及一种图像识别的高效智能自动洗车机。
背景技术
随着中国汽车产业的发展和汽车保有量的不断上升，汽车相关服务行业也随之得到快速发展，最明显的是洗车行业。目前国外发达国家洗车行业有三种方式：全自动电脑洗车、无水洗车和蒸汽洗车，其中全自动电脑洗车所占的比例最高。国外汽车行业经过百年的发展,科学洗车,环保洗车的观念已经深人人心。目前我国也正在提倡保护环境、节约用水、节能减排科学可持续发展的新理念，并且我国车主每周对车辆的清洗次数高达平均2次。在这种形势下，我国的全自动电脑洗车机的设计和改进有着重要的意义。现有的全自动电脑洗车设备采用仿形刷洗。所谓仿形刷洗，就是通过触压控制技术以控制旋转中顶刷刷毛的贴合程度，对车辆外表面进行刷洗作业，顶刷的运动轨迹是通过对车外表面的反复校正生成，特别是对于车身轮廓复杂的车型，工作效率低。
轮毂清洗装置是洗车机中非常重要的设备，其主要用于汽车轮毂的清洗，目前市场上使用的龙门式自动洗车机是一种只能清洗汽车侧面的短刷机构，在清洗汽车轮毂时，由于位置角度的问题，往往清洗不到位，出现漏洗从而不能够彻底清洗干净；对于能够调整位置和角度的轮毂清洗装置，由于轮毂结构复杂，则可能出现卡死的情况。而轮毂如果长时间得不到有效的清理，会产生积垢，影响车辆的行驶性能和刹车性能。
如何解决自动洗车机清洗效率低，清洗效果差的问题，显得十分迫切且具有现实性意义。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于图像扫描识别智能规划轨迹的、提高清洗效果的、且便于清洗汽车轮毂复杂细节结构的自动洗车机，主要包括轮毂清洗装置、机架、丝杆升降机构、齿轮齿条传动机构、顶刷系统、涡轮风干系统、侧刷系统、动力驱动系统、图像识别系统、控制系统、高压喷淋系统和两条地面导轨；
所述机架两侧设置有两个丝杆升降机构，顶部设有齿轮齿条传动机构；所述丝杆升降机构分别连接有顶刷系统和涡轮风干系统，所述齿轮齿条传动机构连接有侧刷系统；所述机架内部两侧设有高压喷淋系统，所述高压喷淋系统下方设有固定在机架上的轮毂清洗装置。
所述轮毂清洗装置，主要包括清洗盘、电动机支持架、电动机以及轮毂清洗装置机架；其中，所述清洗盘与所述电动机通过联轴器连接；所述电动机固定连接在所述电动机支持架上；所述电动机支持架安装在轮毂清洗装置机架的滑槽上。
所述清洗盘包括行星轮系、轮系箱体、大刷、小刷、轮系箱盖。
所述顶刷系统主要包括顶刷、顶刷滑轨、顶刷限位块、顶刷减速电机。
所述涡轮风干系统主要包括仿形风干风嘴、风干转向风嘴、风干走线槽。
所述侧刷系统主要包括侧刷、侧刷臂、侧刷限位块、侧刷减速电机。
所述图像识别系统主要包括红外探测器、照相机、光电传感器。
所述高压喷淋系统主要包括仿形喷淋喷嘴、喷淋转向喷嘴、喷淋管道。
所述机架上设置有动力驱动系统，所述动力驱动系统驱动所述丝杆升降机构和所述齿轮齿条传动机构运动。
所述机架固定于地面导轨，所述机架沿着所述导轨进行水平往复运动。
本发明有益的效果是：本发明能在清洗车辆工作前，可对车身图像进行识别并规划洗车工作轨迹，有利于提高对复杂车身清洗的工作效率和减轻对车身车漆造成的损伤，并提高了车身清洗效果；轮毂清洗装置结构设计合理、巧妙，能够针对现有龙门式洗车机对汽车轮毂不容易清洗的部位进行快速、彻底的清洗，而且能够对汽车轮毂中复杂的细节结构进行清洁，并且能有效防止卡死现象，清洁效果更显著，工作效率更高。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明智能洗车机的轮毂清洗装置轴测图；
图2是本发明智能洗车机的轮毂清洗装置的清洗盘轴测图；
图3是本发明智能洗车机的轮毂清洗装置的清洗盘内部结构图；
图4是本发明智能洗车机的轮毂清洗装置正视图；
图5是本发明智能洗车机的轮毂清洗装置的小刷正视图；
图6是本发明智能洗车机的结构示意图；
图7是本发明智能洗车机的另一视角结构示意图；
图8是本发明智能洗车机的洗车流程示意图；
图中：1-清洗盘，2-电动机支持架，3-电动机，4-轮毂清洗装置机架，5-行星轮系，6-轮系箱体，7-大刷，8-小刷，9-太阳轮，10-行星轮，11-内齿轮，12-轴，13-楔形竖直挡板，14-水平滑块，15-轮系箱盖，16-轮毂清洗装置，17-机架，18-丝杆升降机构，19-齿轮齿条传动机构，20-顶刷系统，21-涡轮风干系统，22-侧刷系统，23-动力驱动系统，24-图像识别系统，25-控制系统，26-高压喷淋系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1至图8所示，一种基于图像识别规划轨迹的自动洗车机，主要包括轮毂清洗装置16、机架17、丝杆升降机构18、齿轮齿条传动机构19、顶刷系统20、涡轮风干系统21、侧刷系统22、动力驱动系统23、图像识别系统24、控制系统25、高压喷淋系统26和两条地面导轨。
所述机架17设置有两个丝杆升降机构18和齿轮齿条传动机构19，所述丝杆升降机构18分别连接有顶刷系统20和涡轮风干系统21，所述齿轮齿条传动机构19连接有侧刷系统22；所述机架17内部两侧设有高压喷淋系统26，所述高压喷淋系统26下方设有固定在机架17上的轮毂清洗装置16；所述机架17上还设置有动力驱动系统23，用于驱动所述丝杆升降机构18和所述齿轮齿条传动机构19运动，具体结构可采用现有技术，如减速电机；所述机架17上方前端还设有图像识别系统24和所述图像识别系统24的控制系统25，控制系统25可以根据图像识别系统24采集数据规划轨迹。
顶刷系统20由顶刷、顶刷滑轨、顶刷限位块、顶刷减速电机组成；涡轮风干系统21由仿形风干风嘴、风干转向风嘴、风干走线槽组成；侧刷系统22由侧刷、侧刷臂、侧刷限位块、侧刷减速电机组成。
图像识别系统24根据现有广泛应用于高速公路收费站的车型自动分类系统技术设计，具备图形匹配自动识别、压力感应自动识别、图像传输、红外线检测和光纤传感器检测相结合的功能，主要包括红外探测器、照相机、光电传感器等；高压喷淋系统26由仿形喷淋喷嘴、喷淋转向喷嘴、喷淋管道组成。
所述轮毂清洗装置16，包括清洗盘1、电动机支持架2、电动机3以及轮毂清洗装置机架4；其中，所述清洗盘1与电动机3通过联轴器连接；所述电动机3通过螺栓固定连接在电动机支持架2上；所述电动机支持架2安装在轮毂清洗装置机架4的滑槽上。如图2、3所示，所述清洗盘1包括行星轮系5、轮系箱体6、大刷7、两个小刷8、轮系箱盖15；其中，所述行星轮系5由一个太阳轮9和三个行星轮10组成；所述轮系箱体6上设置有内齿轮11；所述太阳轮9与三个行星轮10采用外啮合；所述内齿轮11与三个行星轮10内啮合；所述大刷7和小刷8通过轴12与行星轮系中的齿轮同步转动。当太阳轮9在电动机3驱动作用下高速旋转时，三个行星轮10和内齿轮11同时旋转，由于轮系箱体6与内齿轮11固联，整个清洗盘1也会旋转。采用该技术设计的优势在于，能够对汽车轮毂中复杂的细节结构进行清洁，并且能有效防止卡死现象，清洁效果更显著。
如图4所示，所述电动机支持架2包括楔形竖直挡板13和水平滑块14；其中，所述楔形竖直挡板13中间开圆孔，使电动机轴通过圆孔。圆孔四周等距布置螺纹孔，通过螺栓将电动机3固定连接；所述轮毂清洗装置机架4上方设置有工字形滑槽,所述水平滑块14与轮毂清洗装置机架4的滑槽组成滑动副，用于水平滑块14与轮毂清洗装置机架4的滑槽的相对运动，实现伸缩清洗盘1的动作，可以将清洗盘1调整到与汽车轮毂适当的距离，进行清洗工作。采用该技术设计的优势在于，能够根据不同车型，调整清洗盘1位置，自适应刷洗轮毂。如图5所示，至少一个所述小刷8的毛刷方向与轴线方向成10~30度角。采用该技术特征的优势在于，能够扩大刷洗面积，提高刷洗效率。
机架17固定于地面导轨，所述机架17可以沿着导轨进行水平往复运动。当待洗车辆进入停车车位时，位于机架17上方前端的图像识别系统24开始工作，红外探测器检测到有车辆进入并确定车辆的准确位置，将信号传给照相机，通过控制系统25的PLC系统控制照相机照相，一般采集两幅照片，一幅是没有车辆的背景图，一幅是有车辆的前景图。图像识别系统24将照片传给控制系统25进行图像处理，对所得的两幅图片经过灰度变换，提高图像的清晰度，然后将两幅照片图像相减，得到仅含有车辆的部分。在XY坐标中，描绘出图像中汽车的轮廓，根据通过光电传感器测的两车轮的距离，将所得的轮廓乘以图像与现实场景的比例，得到车辆实际轮廓，最后结合程序设置的毛刷工作时的吃毛深度，得到实际工作轨迹。采用图像识别规划轨迹路径有利于提高对复杂车身清洗的工作效率和减轻对车身车漆造成的损伤。
齿轮齿条传动机构19固定于机架17内部顶面凹槽部分，侧刷系统22与该齿轮齿条传动机构19相连。侧刷系统22的作用是在洗车机沿轨道的带动下完成汽车侧面等部位的清洗工作。侧刷的运动包括自身绕中心轴的旋转运动及两侧刷相互靠近的运动，从两侧向中心的运动是通过齿轮齿条传动机构19的单齿轮双齿条机构实现。
两个丝杆升降机构18固定于机架17中间凹槽部分，主要包括涡轮和丝杆。顶刷系统20和涡轮风干系统21分别与两个丝杆升降机构18相连。顶刷系统20的作用是对汽车的上表面轮廓沿实际工作轨迹进行刷洗，顶刷的运动包括自身绕中心轴的旋转运动及与实际工作轮廓的运动。顶刷绕中心轴旋转运动通过电动机来实现，沿实际工作轮廓的运动是通过机架17的行走和丝杆升降机构18升降来完成。涡轮风干系统21的作用是贴合清洗后的汽车车身外表面进行吹风风干。涡轮风干系统21的运动可分解为随机架一起沿轨道的水平运动和涡轮风干装置的竖直运动。
轮毂清洗装置16固定于机架17下端两侧，随着洗车机移动到汽车轮毂位置时，通过水平滑块14调整轮毂清洗装置移动到适当距离进行清洗作业；清洗盘1旋转的同时大刷7和两个小刷8也独立的进行旋转，对汽车轮毂中复杂的细节结构进行清洁，并且能有效防止卡死现象，清洁效果更显著；此外，倾斜的小刷8能增大实际刷洗面积，提高工作效率。
高压喷淋系统26固定于机架17内部两侧。高压喷淋系统26的作用是对车身进行冲洗，清洗车体上(包括底盘)的泥土等附着物。
本自动洗车机的工作过程为：当洗车机获得待洗车辆的工作运动轨迹后，机架17运动至该车辆前端，侧刷系统22、顶刷系统20、高压喷淋系统26开始工作，绕中心轴旋转，同时机架17沿着地面轨道开始运动，当顶刷系统和侧刷系统的毛刷接触到车体时，根据所得的实际工作轨迹运动。高压喷淋系统26开始对车身进行冲洗，冲洗车身及底盘的泥土等附着物。当机架17移动至轮胎位置时，轮毂清洗装置16开始旋转，对轮毂进行清洗。做完一个单程运动后，机架17开始沿轨道返回，同时高压喷淋系统开始对车身外表面喷洒清洗液。
当完成上述初洗后，洗车机再次沿着给定工作轨迹进行工作，侧刷系统22、顶刷系统20和轮毂清洗装置16重复初洗动作，对车辆进行细节清洗，在保证效率的前提下，提高了工作的质量。清洗完车辆后，停止刷洗。开启涡轮风干系统21，机架沿轨道返回，根据实际工作轨迹，涡轮风干系统21贴合清洗完毕的车辆的外表面进行吹风风干。
以上对顶刷系统、涡轮风干系统、侧刷系统、高压喷淋系统、轮毂清洗装置的操作均由控制系统的可编程控制器PLC来实现，PLC在越来越多的工业控制系统中得到了广泛的应用，已经非常成熟和完善，具有可维护性好，可靠性高等特点，控制全自动完成对车辆的刷洗和风干。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种自动洗车机，其特征在于：所述洗车机，主要包括轮毂清洗装置、机架、丝杆升降机构、齿轮齿条传动机构、顶刷系统、涡轮风干系统、侧刷系统、动力驱动系统、图像识别系统、控制系统、高压喷淋系统和两条地面导轨；
所述机架两侧设置有两个丝杆升降机构，顶部设有齿轮齿条传动机构；所述丝杆升降机构分别连接有顶刷系统和涡轮风干系统，所述齿轮齿条传动机构连接有侧刷系统；所述机架内部两侧设有高压喷淋系统，所述高压喷淋系统下方设有固定在机架上的轮毂清洗装置。
2.根据权利要求1所述的自动洗车机，其特征在于：所述轮毂清洗装置，主要包括清洗盘、电动机支持架、电动机以及轮毂清洗装置机架；其中，所述清洗盘与所述电动机通过联轴器连接；所述电动机固定连接在所述电动机支持架上；所述电动机支持架安装在轮毂清洗装置机架的滑槽上。
3.根据权利要求2所述的自动洗车机，其特征在于：所述清洗盘包括行星轮系、轮系箱体、大刷、小刷、轮系箱盖。
4.根据权利要求1所述的自动洗车机，其特征在于：所述顶刷系统主要包括顶刷、顶刷滑轨、顶刷限位块、顶刷减速电机。
5.根据权利要求1所述的自动洗车机，其特征在于：所述涡轮风干系统主要包括仿形风干风嘴、风干转向风嘴、风干走线槽。
6.根据权利要求1所述的自动洗车机，其特征在于：所述侧刷系统主要包括侧刷、侧刷臂、侧刷限位块、侧刷减速电机。
7.根据权利要求1所述的自动洗车机，其特征在于：所述图像识别系统主要包括红外探测器、照相机、光电传感器。
8.根据权利要求1所述的自动洗车机，其特征在于：所述高压喷淋系统主要包括仿形喷淋喷嘴、喷淋转向喷嘴、喷淋管道。
9.根据权利要求1所述的自动洗车机，其特征在于：所述机架上设置有动力驱动系统，所述动力驱动系统驱动所述丝杆升降机构和所述齿轮齿条传动机构运动。
10.根据权利要求1所述的自动洗车机，其特征在于：所述机架固定于地面导轨，所述机架沿着所述导轨进行水平往复运动。
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