CN109396086A - 一种全自动多自由度路灯清洗装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动多自由度路灯清洗装置及其控制方法，在摇臂结构外侧x方向与y方向分别安装有两台双作用液压千斤顶，可以通过控制千斤顶的伸缩来控制摇臂在x方向和y方向的摆动。此外，平台上设置有雷达装置，在工作模式下，可测量周围环境中某点的距离与角度等相关量，并将所测数据实时传输至中央控制器。中央控制器负责底盘以上所有液压元件和电气元件等的协调与控制，以雷达系统所回传的数据作为依据，计算为了将平台举升至目的地，各臂架所需的举升高度与角度，再将该值转化为各液压缸的伸长量，进行控制。

Description

一种全自动多自由度路灯清洗装置及其控制方法

技术领域

本发明属于路政养护工程机械领域，具体涉及一种全自动多自由度路灯清洗装置及其控制方法。

背景技术

截止2017年末，我国公路总里程已达477.35万公里，随着公路通车里程的快速增长，道路照明设施的安装量也迅猛增加。然而，路灯在使用数月后，鸟粪、汽车扬尘、汽车尾气等外界杂质与空气中的水蒸气混合，并附着在路灯表面，脏兮兮的路灯一方面会影响市容市貌，另一方面，更重要的是会显著降低路灯的照度，从而危害行车安全，增加夜晚行车的事故率。研究表明，道路交通照明灯具的清洁程度对交通安全有着重要的影响，因此，需要定期对公路交通道路交通照明设施进行清洗和养护，保障道路安全设施的整洁，为行驶车辆提供安全设施。经调研，目前路政部门很少有专用的路灯清洁设备，对路灯的清洁仍以人工清洁为主，通过高空作业车将人员及抹布、水桶等清洗工具举升至路灯附近，对路灯逐一清洗。由于路灯布置通常间隔数米甚至十数米，高空作业车需频繁举升，一方面使得清洗效率低下，另一方面增大了清洁人员的安全风险。查阅相关文献和技术情况如下，现有技术中的一种地面路灯清洗车，通过凸轮机构将动力传送至外置从动杆，从而对路灯外罩进行旋转式刷洗和清洁，但该装置只能对地面的某种路灯进行清洗，通用性差；另一种基于六自由度运动的路灯清洗刷，该装置具有两节电动伸缩杆，伸缩杆末端有上、下两个清洗刷，电机驱动两个清洗刷旋转，对路灯进行清洗，但该装置伸缩杆较长，稳定性差，清洁力不强；还有一种路灯清洗机，该装置通过一系列连杆可以实现清洗平台的垂直升降，在清洗平台上，又设置有十字滑台装置，可以根据路灯的位置而灵活调整清洗装置的工作位置，但该机构结构复杂，且清洗装置只能进行x轴或y轴调整，在实际环境中适应性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种全自动多自由度路灯清洗装置及其控制方法，解决了以往清洗装置通用性差、稳定差、清洁力差、适应性差等不足。

为了达到上述目的，一种全自动多自由度路灯清洗装置，包括转台，转台铰接下支臂的一端，下支臂的另一端铰接上支臂的一端，上支臂的另一端铰接飞臂的一端，飞臂的另一端铰接工作平台；

转台与下支臂间设置有用于控制下支臂运动的第六千斤顶，上支臂与下支臂间设置有用于控制上支臂运动的第一千斤顶，飞臂与上支臂间设置有用于控制飞臂运动的第二千斤顶，工作平台与飞臂间设置有用于控制工作平台运动的第三千斤顶和第五千斤顶；

工作平台上铰接有摇臂，摇臂顶部设置有刷盘，工作平台上设置有雷达系统，摇臂底部设置有第七千斤顶，摇臂的侧面设置有第四千斤顶，第七千斤顶和第四千斤顶配合控制摇臂前后左右摆动；

第一千斤顶、第二千斤顶、第三千斤顶、第四千斤顶、第五千斤顶、第六千斤顶、第七千斤顶和雷达系统均连接中央控制器。

工作平台上设置有连接平板，摇臂通过万向节与连接平板连接。

第七千斤顶和第四千斤顶两端均通过万向节与摇臂和工作平台连接。

摇臂为伸缩臂，摇臂内部设置有弹簧，弹簧通过第八千斤顶驱动，第八千斤顶连接中央控制器。

摇臂上设置有鸭嘴型喷嘴。

刷盘底部设置有三角片，三角片与摇臂铰接。

刷盘上均匀分布有刷毛和圆形喷嘴；

刷盘具有上下两层，下层为固定层，下层内设置有用于驱动上层转动的电机，有刷毛和圆形喷嘴均设置在上层，电机连接中央控制器。

一种全自动多自由度路灯清洗装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一，雷达19从初始位置快速转向预设位置，采集当前路况下的距离信息并实时传送至中央控制器，使雷达19与路灯灯杆的距离Q小于阈值；

步骤二，中央控制器则以路灯灯杆与地面连接处的中心作为原点，建立三维立体直角坐标系Oxyz；

步骤三，进行精确举升，中央控制器根据三维立体直角坐标系Oxyz，控制第一千斤顶、第二千斤顶、第三千斤顶、第五千斤顶和第六千斤顶驱动工作平台，将刷盘送至路灯灯壳处；

步骤四，进行清洗，中央控制器控制第四千斤顶和第七千斤顶带动摇臂进行摆动，并控制刷盘进行旋转和喷水；

步骤五，完成清洗后，中央控制器控制第一千斤顶、第二千斤顶、第三千斤顶、第五千斤顶和第六千斤顶以及第四千斤顶和第七千斤顶将工作平台和摇臂恢复至初始位置。

步骤三中，精确举升的具体方法如下：

第一步，雷达采集实时图像，并将图像反馈至中央控制器，中央控制器对接收到的图像进行分析，并识别出路灯灯壳，识别到路灯灯壳后，记录灯壳中点的距离值P，引导臂架垂直举升距离值P-B，B为清洗装置顶端与连接平板的距离，将z轴上的分量t调整完毕；

第二步，在雷达的监测区域中监测到灯杆位于右侧，同时调节x轴上的分量r和y轴上的分量s，中央控制器控制转台转动，下支臂与上支臂联动，使工作平台靠近灯杆，同时工作平台反向转动相同角度，保持工作平台的侧面与灯壳-灯杆组成的平面相垂直，调整当图像中的灯杆移动到目标区域时，即表明分量r和分量s调节完毕；

第三步，使用雷达进行定位，摇臂由第四千斤顶11与第七千斤顶17联动控制，检测路灯灯壳是否处于该区域，如果否，需要继续微调摇臂，直至路灯处于该区域，如果是，则进行二次精调，此时需要确认路灯灯壳在联动控制工作区域内的位置，从而规划摇臂合适的摆动路径，计算各千斤顶的伸长值与伸长速率，最后控制摇臂指向路灯中点，则二次精调结束。

步骤四中，清洗的具体方法如下：

第一步，首先控制雷达旋转，测量出雷达与路灯灯罩中心的连线与水平面的夹角β、雷达与路灯灯罩最远端的连线与水平面的夹角β₁和雷达与路灯灯罩最近端的连线与水平面的夹角β₂；

第二步，转动摇臂至γ＝γ’，γ’＝β，γ’为摇臂与路灯灯罩中心的连线与水平面的目标夹角，γ为摇臂与路灯灯罩中心的连线与水平面的实际夹角，将摇臂伸长s；

第三步，继续转动摇臂至γ＝γ’-α，a为摇臂伸出至刷头自然垂下时的伸出长度，此时鸭嘴形喷头正对路灯灯壳中心点，控制鸭嘴形喷头开始喷水，中央控制器控制摆动摇臂，使夹角γ在区间[γ-β₁，γ+β₂]内平稳循环两次，摇臂摆动结束后停止喷水，转动摇臂至γ＝γ’，将摇臂缓慢且匀速伸出，同时监测弹簧末端放置的压力传感器的读数H，当H<F时，摇臂继续伸出，当H≥F时，摇臂停止伸出，F为不会压坏灯壳的最佳压紧力；

第四步，中央控制器控制控制圆形喷头开始喷水，紧接着刷盘在电机的驱动下开始高速旋转，摆动摇臂，控制摇的夹角γ在区间[γ-β₁，γ+β₂]内平稳循环四次，刷盘8随即停止旋转，圆形喷头停止喷水。

与现有技术相比，本装置在摇臂结构外侧x方向与y方向分别安装有两台双作用液压千斤顶，可以通过控制千斤顶的伸缩来控制摇臂在x方向和y方向的摆动。此外，平台上设置有雷达装置，在工作模式下，可测量周围环境中某点的距离与角度等相关量，并将所测数据实时传输至中央控制器。中央控制器负责底盘以上所有液压元件和电气元件等的协调与控制，以雷达系统所回传的数据作为依据，计算为了将平台举升至目的地，各臂架所需的举升高度与角度，再将该值转化为各液压缸的伸长量，进行控制。

进一步的，本发明的摇臂结构内部包含双作用液压千斤顶及弹簧结构，千斤顶的伸缩可以起到对路灯表面提供压紧力的作用，弹簧结构可以对两端的硬连接结构提供缓冲，能够将清洗转盘对路灯表面的压紧力保持在一定范围内，

本发明的方法通过雷达系统实时采集当前路面信息，实现路灯灯杆的粗定位，引导车辆停靠于合适位置，继而对路灯灯壳进行精确定位，计算各支臂所需转动的角度，并将该量转化为对应千斤顶的伸长量，引导臂架平稳举升至目标位置，为了进一步减小误差，对路灯灯壳进行二次定位，确保路灯灯壳处于刷头的工作区域内，并规划摇臂的摆动路径，计算所关联千斤顶的伸缩曲线，将摇臂的速度和加速度等关键参数限定在合适的范围内，确保路灯清洗的质量与效率。本系统包括了对路灯进行自动清洗的全部流程，具有自动化、智能化的特点，简化了路灯清洗流程，解放了劳动力，有很强的应用前景。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中清洗平台结构示意图；

图3为本发明中摇臂剖面示意图；

图4为本发明中支架结构示意图；

图5为本发明中鸭嘴形喷嘴示意图；

图6为本发明中三角片整体结构图；

图7为本发明中刷头相对于三角片转动限位结构；

图8为本发明中刷头结构正视图；

图9为本发明中刷头结构俯视图；

图10为雷达引导停车示意图；

图11为雷达监测至路灯灯壳距离原理图；

图12为雷达引导调整距离s初始状态示意图；

图13为雷达引导调整距离s调整完毕示意图；

图14为摇臂工作区域示意图；

图15为停车就位示意图；

图16为车辆臂架举升示意图；

图17为鸭嘴式喷头冲洗路灯示意图；

图18为刷头刷洗路灯示意图；

图19为中央处理器内部系统模块示意图；

图20为雷达引导停车模式下的工作流程图；

图21为雷达引导臂架精确举升模式工作流程图；

图22为雷达引导清洗程序工作流程图；

其中，1.下车底盘；2.第一支架；3.下支臂；4.第一千斤顶；5.上支臂；6.第二千斤顶；7.飞臂；8.刷盘；9.鸭嘴形喷嘴；10.第三千斤顶；11.第四千斤顶；12.摇臂；13.工作平台；14.第五千斤顶；15.转台；16.第六千斤顶；17.第七千斤顶；18.连接平板；19.雷达系统；20.第八千斤顶；21.弹簧；22.第二支架；23.三角片；24.刷毛；25.圆形喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1至图9，一种全自动多自由度路灯清洗装置，包括转台15，转台15铰接下支臂3的一端，下支臂3的另一端铰接上支臂5的一端，上支臂5的另一端铰接飞臂7的一端，飞臂7的另一端铰接工作平台13；

参见图1、图2，转台15与下支臂3间设置有用于控制下支臂3运动的第六千斤顶16，上支臂5与下支臂3间设置有用于控制上支臂5运动的第一千斤顶4，飞臂7与上支臂5间设置有用于控制飞臂7运动的第二千斤顶6，工作平台13与飞臂7间设置有用于控制工作平台13运动的第三千斤顶10和第五千斤顶14，工作平台13上设置有连接平板18，摇臂12通过万向节与连接平板18连接；

参见图3至图8，工作平台13上铰接有摇臂12，摇臂12为伸缩臂，摇臂12内部设置有弹簧31，弹簧31通过第八千斤顶20驱动，摇臂12上设置有鸭嘴型喷嘴9，摇臂12顶部设置有刷盘8，刷盘8底部设置有三角片23，三角片23与摇臂12铰接，刷盘8上均匀分布有刷毛24和圆形喷嘴25，工作平台13上设置有雷达系统19，摇臂12底部设置有第七千斤顶17，摇臂12的侧面设置有第四千斤顶11，第七千斤顶17和第四千斤顶11配合控制摇臂12前后左右摆动，第七千斤顶17和第四千斤顶11两端均通过万向节与摇臂12和工作平台13连接；

参见图9，刷盘8具有上下两层，下层为固定层，下层内设置有用于驱动上层转动的电机，有刷毛24和圆形喷嘴25均设置在上层，电机连接中央控制器。

第一千斤顶4、第二千斤顶6、第三千斤顶10、第四千斤顶11、第五千斤顶14、第六千斤顶16、第七千斤顶17、第八千斤顶20和雷达系统19均连接中央控制器。

本发明中，中央处理器起统一与协调指挥作用，其应包含如图19所示的内部系统模块：1.图像采集模块，此模块包含毫米波发射系统与毫米波接收系统，中央处理器负责生成合适的PWM控制信号，控制末端雷达信号的发送与接收；2.数据分析模块，此模块包含图像特征提取、图像特征比对及特征点数据输出三种功能，其中图像特征提取功能负责将雷达回传的图像进行预处理，并提取关键信息，图像特征比对功能负责将前面提取的关键信息与预设信息进行比对，从而识别被监测的物体，特征点数据输出功能负责将比对后的特征数据图形化输出，便于操作员监控机构的工作状态；3.图像处理模块，此模块包含采样点数值记录、采样点数值绘图及图像实时更新三种功能，其中，采样点数值记录功能负责存储最近一段时间所采集到的数据，方便后期继续优化机构的控制方式，采样点数值绘图与图像实时更新功能负责与数据分析模块对接，将数据图形化，便于操作员对机构的监控与维护。

机构的工作原理如下：驾驶员启动车辆，开往需要清洁路灯的路段，当接近目的地时，驾驶员随即减速慢行，同时按下驾驶室里的启动按钮，之后，系统立即进入雷达引导停车模式，该模式的工作流程图如图20所示，工作原理示意图如图10所示。其具体工作原理如下：首先，雷达19从初始位置快速转向预设位置，即车辆右前方，采集当前路况下的距离信息并实时传送至中央控制器，由于路灯杆为细长物体，而且行车路段环境下干扰物少，故中央控制器中的数据分析模块能够轻易地将路灯杆与环境中的其他物体区别开来，当识别到灯杆后控制车辆再次减速，准备停车，当雷达系统19检测到Q<1m时，执行停车指令，此时，由于命令的发送与执行具有滞后性，而且考虑到驾驶员的舒适性，车辆不会立即刹停，而是缓慢刹停，但由于车辆已执行两次减速，此时车速并不大，故车辆将停止于灯杆前方不远处，停车产生的误差完全可以通过臂架的动作抵消；

车辆停稳后，车辆状态如图15所示，系统进入精确调整模式，该模式可分为两部分，即雷达引导臂架精确举升模式和清洗模式。

雷达引导臂架精确举升模式下的测距原理如图11所示，其原理如下：上文已提到，车辆会停靠于路灯灯杆附近，则以路灯灯杆与地面连接处的中心作为原点，建立三维立体直角坐标系Oxyz,由图可知，t>>r,t>>s,故在此种情况下可近似认为P≈t。

雷达引导臂架精确举升模式下的工作流程图如图21所示，其具体工作原理如下：雷达19从当前位置向上翻转采集实时图像，并将图像反馈至中央控制器，中央控制器对接收到的图像进行分析，并识别出路灯灯壳(识别过程的原理为沿着之前所识别到的灯杆继续向上搜索，当发现某个距离值附近的点突然大量增加，此处即为路灯灯壳)，识别到路灯灯壳后，记录灯壳中点的距离值P，引导臂架垂直举升距离值(P-B)，此时距离值t已经调整完毕。雷达19自动翻转至初始位置，此时，如图12所示，在雷达19的监测区域中可以监测到灯杆位于右侧。由于在结构的布置上摇臂12位于雷达19的右侧，且距离值固定不变，根据摇臂12与雷达19间的距离可以计算出合适的目标区域，如图13所示，当路灯灯杆处于该目标区域内时，即认为摇臂处于由灯壳-灯杆组成的平面内。此时，需同时调节距离值r、s，控制转台15转动，下支臂3与上支臂5联动，使工作平台13靠近灯杆，同时工作平台13反向转动相同角度，保持工作平面13的侧面与灯壳-灯杆组成的平面相垂直，调整当图像中的灯杆移动到目标区域时，即表明距离值r、s调节完毕。鉴于此种调节方式主要通过调节臂架实现，起调节作用的千斤顶即使是细微的变化，在臂架末端也会被放大数倍，因此，还需要二次精调来进一步减少误差。继续使用雷达19进行定位，摇臂12由千斤顶11与千斤顶17联动控制，其联动控制区域如图14所示，检测路灯灯壳是否处于该区域，如果否，需要继续微调臂架，直至路灯处于该区域，如果是，则进行二次精调，此时需要确认路灯灯壳在联动控制工作区域内的位置，从而规划摇臂合适的摆动路径，计算各千斤顶的伸长值与伸长速率，最后控制摇臂12指向路灯中点，则二次精调结束，系统进入清洗模式，参见图16。

清洗模式下的工作流程图如图22所示，其原理如下：首先控制雷达19旋转，测量出夹角β，β₁，β₂，由于雷达19与摇臂12的支点有一小段距离，故所测角度与摇臂12的真实角度会有偏差，故在计算γ’时需加上修正系数。但在本发明中，雷达19与摇臂12的支点间的距离远小于伸长状态下摇臂12加刷盘8部分的长度，故修正系数的值将会很小，加大刷盘8部分刷毛24的面积即可抵消此部分误差，故取γ’＝β。转动摇臂12至γ＝γ’，将摇臂12伸长s，此时，刷盘8不受支架22支撑，呈自然垂下状态，这样可以防止对鸭嘴形喷头9造成遮挡，影响喷水效果；继续转动摇臂12至γ＝γ’-α，此时鸭嘴形喷头9正对路灯灯壳中心点，控制鸭嘴形喷头9开始喷水，如图17所示，摆动摇臂12，使夹角γ在区间[γ-β₁，γ+β₂]内平稳循环两次，由于鸭嘴形喷头9本身与摇臂12成一定角度，只要控制摇臂摆动的速度与加速度，就可以保证刷盘8在该区间内只偏向一侧，不会影响鸭嘴形喷头9的喷水。而且由于喷头为扁平形，喷射出的水流呈现宽而扁的状态，而且宽度大于路灯宽度，再加上摇臂12的摆动，可以确保路灯灯壳的下表面任意位置均可被喷射到，此操作可以起到清洗路灯表面浮尘的作用。摇臂12摆动结束后停止喷水，转动摇臂12至γ＝γ’，将摇臂12缓慢且匀速伸出，同时监测弹簧21末端放置的压力传感器的读数H，当H<F时，摇臂12继续伸出，当H≥F时，摇臂停止伸出，在此过程中，刷盘8在接触到路灯后，由于受到阻力而与三角片23协同动作，形成自适应姿态调整系统，刷盘8将会逐步调整状态至与路灯灯壳呈平行状态，继续施压至合适的压紧力F，此时，弹簧21处于压缩状态，刷头刷毛24正对路灯灯壳中心，如图18所示。控制圆形喷头25开始喷水，持续的喷水可以为后续的刷洗提供润滑，减少路灯灯壳的磨损，紧接着刷盘8在电机的驱动下开始高速旋转，摆动摇臂12，控制摇12的夹角γ在区间[γ-β₁，γ+β₂]内平稳循环四次，刷盘8随即停止旋转，圆形喷头25停止喷水，在此过程中，随着摇臂12的摆动，弹簧21的形变长度会小幅变化，其压紧力也会随之有着小幅波动，因此，需要选取具有合适弹性系数k的弹簧来保证压紧力始终处于合理的范围内。此过程结束后，即完成了对路灯灯罩上的顽固污渍的清洗。将摇臂12缩回至s处，重复前面清洗浮尘的过程，这一步骤可以将上一步刷洗路灯灯壳所残留下来的污渍冲洗干净。收回摇臂12至初始位置，此时，支架22的顶端与刷盘8的底端接触、压紧，弹簧21将处于拉伸状态，并保证持续可靠的拉紧力，防止机构在非工作状态下晃动。

至此，路灯清洗程序执行完毕，雷达系统19停止工作，下支臂3、上支臂5及飞臂7等收回至初始状态，对路灯进行清洗的一个完整流程至此全部结束，车辆驶往下一个工作地点，并重复执行上述程序。

在本发明中，千斤顶11和千斤顶17可以联动，在其联动状态下，可以极大拓展工作区域的面积，其示意图如图11所示。将千斤顶11和千斤顶17与摇臂12的铰接点设置于摇臂12轴向的中点附近，这样能在合理控制摇臂12运动精度的同时，还能保证较大的联动控制工作区域。

雷达19测得与路灯灯罩中点的距离记为P，与路灯灯杆的距离记为Q；

雷达19与路灯灯壳的距离在x轴上的分量为r，y轴上的分量为s，z轴上的分量为t；

初始状态下，刷毛24末端与平板18的距离记为A，鸭嘴形喷头9喷水状态下，摇臂12摆动时清洗装置顶端与平板18的距离记为B；

鸭嘴形喷嘴9与摇臂12的夹角记为α；

将雷达19中心与路灯灯罩中心的连线与水平面的夹角记为β，与路灯灯罩最远端的连线与水平面的夹角记为β₁，与路灯灯罩最近端的连线与水平面的夹角记为β₂；

将摇臂12与路灯灯罩中心的连线与水平面的目标夹角记为γ’，实际夹角记为γ；

将摇臂12伸出至刷头自然垂下时的伸出长度记为a，最大伸出长度记为b，且b>3a；

摇臂12内弹簧21的弹性系数记为k，弹簧21末端放置有压力传感器，其读数为H；

实验测得，既能保证清洁效果，同时又不会压坏灯壳的最佳压紧力为F，且在F附近的有限压紧力范围内，清洁效果都能满足要求。

本发明通过雷达系统实时采集当前路面信息，实现路灯灯杆的粗定位，引导车辆停靠于合适位置，继而对路灯灯壳进行精确定位，计算各支臂所需转动的角度，并将该量转化为对应千斤顶的伸长量，引导臂架平稳举升至目标位置，为了进一步减小误差，对路灯灯壳进行二次定位，确保路灯灯壳处于刷头的工作区域内，并规划摇臂的摆动路径，计算所关联千斤顶的伸缩曲线，将摇臂的速度和加速度等关键参数限定在合适的范围内，确保路灯清洗的质量与效率。本系统包括了对路灯进行自动清洗的全部流程，具有自动化、智能化的特点，简化了路灯清洗流程，解放了劳动力，有很强的应用前景。

Claims (10)

1.一种全自动多自由度路灯清洗装置，其特征在于，包括转台(15)，转台(15)铰接下支臂(3)的一端，下支臂(3)的另一端铰接上支臂(5)的一端，上支臂(5)的另一端铰接飞臂(7)的一端，飞臂(7)的另一端铰接工作平台(13)；

转台(15)与下支臂(3)间设置有用于控制下支臂(3)运动的第六千斤顶(16)，上支臂(5)与下支臂(3)间设置有用于控制上支臂(5)运动的第一千斤顶(4)，飞臂(7)与上支臂(5)间设置有用于控制飞臂(7)运动的第二千斤顶(6)，工作平台(13)与飞臂(7)间设置有用于控制工作平台(13)运动的第三千斤顶(10)和第五千斤顶(14)；

工作平台(13)上铰接有摇臂(12)，摇臂(12)顶部设置有刷盘(8)，工作平台(13)上设置有雷达系统(19)，摇臂(12)底部设置有第七千斤顶(17)，摇臂(12)的侧面设置有第四千斤顶(11)，第七千斤顶(17)和第四千斤顶(11)配合控制摇臂(12)前后左右摆动；

第一千斤顶(4)、第二千斤顶(6)、第三千斤顶(10)、第四千斤顶(11)、第五千斤顶(14)、第六千斤顶(16)、七千斤顶(17)和雷达系统(19)均连接中央控制器。

2.根据权利要求1所述的一种全自动多自由度路灯清洗装置，其特征在于，工作平台(13)上设置有连接平板(18)，摇臂(12)通过万向节与连接平板(18)连接。

3.根据权利要求1所述的一种全自动多自由度路灯清洗装置，其特征在于，第七千斤顶(17)和第四千斤顶(11)两端均通过万向节与摇臂(12)和工作平台(13)连接。

4.根据权利要求1所述的一种全自动多自由度路灯清洗装置，其特征在于，摇臂(12)为伸缩臂，摇臂(12)内部设置有弹簧(31)，弹簧(31)通过第八千斤顶(20)驱动，第八千斤顶(20)连接中央控制器。

5.根据权利要求1所述的一种全自动多自由度路灯清洗装置，其特征在于，摇臂(12)上设置有鸭嘴型喷嘴(9)。

6.根据权利要求1所述的一种全自动多自由度路灯清洗装置，其特征在于，刷盘(8)底部设置有三角片(23)，三角片(23)与摇臂(12)铰接。

7.根据权利要求1所述的一种全自动多自由度路灯清洗装置，其特征在于，刷盘(8)上均匀分布有刷毛(24)和圆形喷嘴(25)；

刷盘(8)具有上下两层，下层为固定层，下层内设置有用于驱动上层转动的电机，有刷毛(24)和圆形喷嘴(25)均设置在上层，电机连接中央控制器。

8.权利要求1所述的一种全自动多自由度路灯清洗装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，雷达19从初始位置快速转向预设位置，采集当前路况下的距离信息并实时传送至中央控制器，使雷达19与路灯灯杆的距离Q小于阈值；

步骤二，中央控制器则以路灯灯杆与地面连接处的中心作为原点，建立三维立体直角坐标系Oxyz；

步骤三，进行精确举升，中央控制器根据三维立体直角坐标系Oxyz，控制第一千斤顶(4)、第二千斤顶(6)、第三千斤顶(10)、第五千斤顶(14)和第六千斤顶(16)驱动工作平台(13)，将刷盘(8)送至路灯灯壳处；

步骤四，进行清洗，中央控制器控制第四千斤顶(11)和第七千斤顶(17)带动摇臂(12)进行摆动，并控制刷盘(8)进行旋转和喷水；

步骤五，完成清洗后，中央控制器控制第一千斤顶(4)、第二千斤顶(6)、第三千斤顶(10)、第五千斤顶(14)和第六千斤顶(16)以及第四千斤顶(11)和第七千斤顶(17)将工作平台(13)和摇臂(13)恢复至初始位置。

9.根据权利要求8所述的一种全自动多自由度路灯清洗装置的控制方法，其特征在于，步骤三中，精确举升的具体方法如下：

第一步，雷达(19)采集实时图像，并将图像反馈至中央控制器，中央控制器对接收到的图像进行分析，并识别出路灯灯壳，识别到路灯灯壳后，记录灯壳中点的距离值P，引导臂架垂直举升距离值P-B，B为清洗装置顶端与连接平板(18)的距离，将z轴上的分量t调整完毕；

第二步，在雷达(19)的监测区域中监测到灯杆位于右侧，同时调节x轴上的分量r和y轴上的分量s，中央控制器控制转台(15)转动，下支臂(3)与上支臂(5)联动，使工作平台(13)靠近灯杆，同时工作平台(13)反向转动相同角度，保持工作平台(13)的侧面与灯壳-灯杆组成的平面相垂直，调整当图像中的灯杆移动到目标区域时，即表明分量r和分量s调节完毕；

第三步，使用雷达(19)进行定位，摇臂(12)由第四千斤顶11与第七千斤顶17联动控制，检测路灯灯壳是否处于该区域，如果否，需要继续微调摇臂(12)，直至路灯处于该区域，如果是，则进行二次精调，此时需要确认路灯灯壳在联动控制工作区域内的位置，从而规划摇臂合适的摆动路径，计算各千斤顶的伸长值与伸长速率，最后控制摇臂(12)指向路灯中点，则二次精调结束。

10.根据权利要求8所述的一种全自动多自由度路灯清洗装置的控制方法，其特征在于，步骤四中，清洗的具体方法如下：

第一步，首先控制雷达(19)旋转，测量出雷达(19)与路灯灯罩中心的连线与水平面的夹角β、雷达(19)与路灯灯罩最远端的连线与水平面的夹角β₁和雷达(19)与路灯灯罩最近端的连线与水平面的夹角β₂；

第二步，转动摇臂(12)至γ＝γ’，γ’＝β，γ’为摇臂(12)与路灯灯罩中心的连线与水平面的目标夹角，γ为摇臂(12)与路灯灯罩中心的连线与水平面的实际夹角，将摇臂(12)伸长s；

第三步，继续转动摇臂(12)至γ＝γ’-α，a为摇臂(12)伸出至刷头自然垂下时的伸出长度，此时鸭嘴形喷头(9)正对路灯灯壳中心点，控制鸭嘴形喷头(9)开始喷水，中央控制器控制摆动摇臂(12)，使夹角γ在区间[γ-β₁，γ+β₂]内平稳循环两次，摇臂(12)摆动结束后停止喷水，转动摇臂(12)至γ＝γ’，将摇臂(12)缓慢且匀速伸出，同时监测弹簧(21)末端放置的压力传感器的读数H，当H<F时，摇臂(12)继续伸出，当H≥F时，摇臂(12)停止伸出，F为不会压坏灯壳的最佳压紧力；

第四步，中央控制器控制控制圆形喷头(25)开始喷水，紧接着刷盘(8)在电机的驱动下开始高速旋转，摆动摇臂(12)，控制摇(12)的夹角γ在区间[γ-β₁，γ+β₂]内平稳循环四次，刷盘(8)随即停止旋转，圆形喷头(25)停止喷水。