CN111501612B - 一种交通路锥自动收放车及收放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种交通路锥自动收放车及收放方法。包含路锥储存装置用于堆叠放置路锥，并可以让路锥可控有序的一个一个下落；旋转收放装置用于将上部的下落的路锥承接住并运输到地面成躺置状态，或另用于将地面成躺置的路锥托起去装置上部；路锥摆推装置用于将路锥拨正，或另用于将路锥推倒。改善现有中国道路人工摆放路锥问题，实现机械化路锥摆放。实现交通枢纽作业的机械化，为维修养护公路提供便利。
Description
技术领域
本发明涉及道路交通施工技术领域，尤其涉及高速公路交通中对路锥进行自动收取和摆放的交通路锥自动收放车。
背景技术
随着道路施工及技术的进步，特别是以人为本的交通施工理念的提出，对交通路锥收放的方便及安全性的要求也越来越高。面临高速公路及城市快速路突发性恶性交通事故频发的今天，针对高速公路、城市快速路交通事故现场快速隔离和警示、防护，减少或避免交通事故所带来的次生灾害，最大程度上减轻人员伤亡及财产损失等成为一项亟待解决的问题。因此，交通路锥的快速有效投放成为重中之重。
目前，我国国内高速公路大多已进入维修保养期，在高速公路上维修保养作业时，交通路锥的放置和回收主要都是由2到3名施工人员站在道路施工车尾部沿着高速公路特定路线进行放置和回收，这种作业方式速度慢、安全系数低、交通路锥码放间隔不统一，特别是在交通流量大的快速道路上作业及遭遇恶劣天气干扰时问题尤为突出。
在道路进行养护作业时或者雨雪、大雾天等其他不利于行车的情况下，需要将道路暂时封闭。目前，封闭道路常常采用的方式是摆放路锥，近年来自动收放路锥的工程车辆应运而生，常见的路锥收放装置一般都是车体两侧分别布置机械手来实现路锥的收取与布置。但是在实践中布放路锥时，通常只是车体一侧布置路锥，在车体两侧分别布置机械手就造成了浪费，且整车生产成本由此也被推高。另外，车体两侧分别布置机械手，在布放路锥时通过机械手逐个摆放，效率也较低。
路锥自动摆放与回收车将路锥收集到存储筒里后，需要将存储筒移开，换上新的存储筒。这个过程需要人工作业，然而，装满的存储筒重量较大，抬起不易，而且存储筒内的路锥有倾倒出来的风险。
发明内容
本发明针对上述问题，本发明的实施方式提供了一种交通路锥自动收放车。采用该技术能有效提高路锥布放效率，简化路锥布放动作，同时还有效降低了路锥工程车的生产制造成本。
一种交通路锥自动收放车，包括车体、发电机组、控制模块、路锥摆推装置、旋转收放装置、路锥储存装置。所述路锥储存装置用于堆叠放置路锥，并可以让路锥可控有序的一个一个下落；所述旋转收放装置用于将上部的下落的路锥承接住并运输到地面成躺置状态，或另用于将地面成躺置的路锥托起去装置上部；所述路锥摆推装置用于将路锥拨正，或另用于将路锥推倒；所述路锥摆推装置和旋转收放装置安装在车体同一侧上，路锥摆推装置和旋转收放装置一前一后安装，所述路锥储存装置安置在车体上，在车体上的发电机组为装置提供动力电源，控制模块与各个传感器、摄像头、监视屏、驱动电机和执行元件电连接，其中，控制模块用于根据实时车速和预先设置的路锥投放间距对路锥储存装置投放速度进行自适应调节，以使路锥按照预先设置的间距进行布设。
路锥摆推装置包括压杆、后推板、横推杆、横连杆、竖连杆和连车架，所述后推板有两块金属板组成，两个后推板之间的间隙小于路锥底座的宽度，沿着车体行驶方向有两个横连杆与后推板固接，在横连杆相对后推板的一侧下部安装有压杆，两压杆的距离小于路锥底座的宽度，所述压杆成一弧度，弧度的凸面朝向后推板方向，在横连杆相对后推板的一侧上部安装有竖连杆，所述竖连杆从下到上分别设置有横推杆和连车架，所述横推杆设有调节机构，可以调整横推杆相对水平地面的高度，所述连车架可以与车体固接。
旋转收放装置包括路锥锥托、旋转轴杆、驱动电机和支持板，所述旋转轴杆两端设置有路锥锥托，所述路锥锥托以相反方向设置，路锥锥托的外形成圆锥状与路锥内表面配合，路锥锥托的大端与旋转轴杆固接，旋转轴杆的中间与驱动电机输出轴固接，所述驱动电机安装在支持板上，支持板可以与车体固接，所述旋转轴杆中心轴线与路锥摆推装置中心平面共面；所述驱动电机输出轴上设有扭矩传感器，所述后推板上设有触点微动开关，所述连车架上设有摄像头，扭矩传感器、触点微动开关、摄像头、驾驶室的监视屏和驱动电机都与控制模块电连接。
路锥储存装置包括储存箱、竖轴杆、旋转平台、直线移动装置、有序施放装置和控制模块，所述竖轴杆可以与车体固接，竖轴杆上端设置有旋转平台，所述旋转平台与竖轴杆之间设置有旋转电机，使得旋转平台能够绕着竖轴杆轴线转动，旋转平台外表面一周安装有若干个储存箱，旋转平台和储存箱之间设置有直线移动装置，直线移动装置与控制模块电连接，储存箱可以相对旋转平台做上下直线移动，储存箱中空、内部可以堆叠放置一定数量的路锥，储存箱下部内部一周设有若干个有序施放装置，有序施放装置可以让路锥受控的有序的一个一个下落。
进一步地，有序施放装置包括施放爪、弹簧和电磁铁，所述施放爪材质为铁质、中间部位与储存箱铰接，施放爪上下各设置有一个爪齿，施放爪上部通过弹簧与储存箱内部固接，施放爪下部的储存箱内表面上设置有电磁铁，所述电磁铁与控制模块电连接。
进一步地，所述直线移动装置可以是直线电机。
本发明的实施方式还提供了一种交通路锥自动收放车的交通路锥收放方法，包含以下步骤：步骤1，路锥储存装置的储存箱内最下面一个路锥被释放下落；步骤2，旋转收放装置上的路锥锥托接住下落的路锥，扭矩传感器触发；步骤3，旋转收放装置转动，在接近转过90度角时，路锥被后推板限制成水平躺置：步骤4，收放车前进，路锥被摆推装置上的压杆作用后竖立于地面上。另外，步骤1还包含以下子步骤：当路锥储存装置的一个储存箱内的路锥释放完毕后，储存箱会向上移动到合适高度，旋转平台转动，使得下一个装满路锥的储存箱移动至工作位置。
本发明的有益之处是：可以通过控制模块控制让有序施放装置可控有序的一个一个施放堆叠在一起的路锥，且大量储存的路锥可以自动可控的进行有序施放。然后通过旋转收放装置和路锥摆推装置的共同作用替代公路维修作业时路锥的摆放与回收的人工摆放，实现路锥摆放和回收的机械化。减少公路作业的危险性，提高工作人员的工作时的人身安全。提高公路作业效率，节省时间。提高路锥摆放的精确度，为公路作业提供更精准的保障。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明第一实施例的交通路锥自动收放车整体结构示意图。
图2为本发明第一实施例的交通路锥自动收放车整体结构另一侧示意图。
图3为本发明第一实施例的交通路锥自动收放车整体结构仰视侧示意图。
图4为本发明第一实施例的路锥收放装置单独结构示意图。
图5为本发明第一实施例的路锥将要被推倒示意图。
图6为本发明第一实施例的路锥被旋转收放装置拾取前示意图。
图7为本发明第一实施例的路锥被摆推装置直立的示意图。
图8为本发明第一实施例的路锥存储装置有序施放工作示意图。
图9为本发明第一实施例的路锥存储装置有序施放工作示意图。
图10为是本发明第二实施方式的流程示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10-车体，11-发电机组，12-控制模块，20-路锥摆推装置，21-压杆，22-后推板，23-横推杆，24-横连杆，25-竖连杆，26-连车架，30-旋转收放装置，31-路锥锥托，32-旋转轴杆，33-驱动电机，34-支持板，40-路锥储存装置，41-储存箱，42-竖轴杆，43-旋转平台，44-直线移动装置，45-有序施放装置，451-施放爪，452-弹簧，453-电磁铁，60-路锥。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明的第一实施方式涉及一种交通路锥自动收放车，结合图1至7所示。
包括车体10、发电机组11、控制模块12、路锥摆推装置20、旋转收放装置30、路锥储存装置40，所述路锥储存装置40用于堆叠放置路锥60，并可以让路锥60可控有序的一个一个下落；所述旋转收放装置30用于将上部的下落的路锥60承接住并运输到地面成躺置状态，或另用于将地面成躺置的路锥60托起去装置上部；所述路锥摆推装置20用于将路锥60拨正，或另用于将路锥推倒；所述路锥摆推装置20和旋转收放装置30安装在车体10同一侧上，路锥摆推装置20和旋转收放装置30一前一后安装，所述路锥储存装置40安置在车体10上，在车体10上的发电机组11为装置提供动力电源，控制模块12与各个传感器、摄像头、监视屏、驱动电机和执行元件电连接，其中，控制模块12用于根据实时车速和预先设置的路锥投放间距对路锥储存装置40投放速度进行自适应调节，以使路锥按照预先设置的间距进行布设。
所述路锥摆推装置20包括压杆21、后推板22、横推杆23、横连杆24、竖连杆25和连车架26，所述后推板22有两块金属板组成，两个后推板22之间的间隙小于路锥60底座的宽度，沿着车体10行驶方向有两个横连杆24与后推板22固接，在横连杆24相对后推板22的一侧下部安装有压杆21，两压杆21的距离小于路锥60底座的宽度，所述压杆21成一弧度，弧度的凸面朝向后推板22方向，在横连杆24相对后推板22的一侧上部安装有竖连杆25，所述竖连杆25从下到上分别设置有横推杆23和连车架26，所述横推杆23设有调节机构，可以调整横推杆23相对水平地面的高度，所述连车架26可以与车体10固接。
所述旋转收放装置30包括路锥锥托31、旋转轴杆32、驱动电机33和支持板34，所述旋转轴杆32两端设置有路锥锥托31，所述路锥锥托31以相反方向设置，路锥锥托31的外形成圆锥状与路锥60内表面配合，路锥锥托31的大端与旋转轴杆32固接，旋转轴杆32的中间与驱动电机33输出轴固接，所述驱动电机33安装在支持板34上，支持板34可以与车体10固接，所述旋转轴杆32中心轴线与路锥摆推装置20中心平面共面；所述驱动电机33输出轴上设有扭矩传感器，所述后推板22上设有触点微动开关，所述连车架26上设有摄像头，扭矩传感器、触点微动开关、摄像头、驾驶室的监视屏和驱动电机33都与控制模块12电连接。
所述路锥储存装置40包括储存箱41、竖轴杆42、旋转平台43、直线移动装置44、有序施放装置45和控制模块12，所述竖轴杆42可以与车体10固接，竖轴杆42上端设置有旋转平台43，所述旋转平台43与竖轴杆42之间设置有旋转电机，使得旋转平台43能够绕着竖轴杆42轴线转动，旋转平台43外表面一周安装有若干个储存箱41，旋转平台43和储存箱41之间设置有直线移动装置44，直线移动装置44与控制模块12电连接，储存箱41可以相对旋转平台43做上下直线移动，储存箱41)中空、内部可以堆叠放置一定数量的路锥60)，储存箱41)下部内部一周设有若干个有序施放装置45)，有序施放装置45)可以让路锥60)受控的有序的一个一个下落。所述直线移动装置44)可以是直线电机。
所述有序施放装置45包括施放爪451、弹簧452和电磁铁453，所述施放爪451材质为铁质、中间部位与储存箱41铰接，施放爪451上下各设置有一个爪齿，施放爪451上部通过弹簧452与储存箱41内部固接，施放爪451下部的储存箱41内表面上设置有电磁铁453，所述电磁铁453与控制模块12电连接。
回收路锥作业工作时参见图5和图6，车体10向后低速行驶作业(开倒车)，车体的行驶路线是由驾驶员通过后视镜以及观察驾驶室内的监视屏来确定的，监视屏的影像是通过连车架26上设有的摄像头获取的。车体10后箱上可以乘坐一操作员，操作员可以方便的用手拿取旋转收放装置30右侧朝上的路锥锥托31上的路锥60，并把其放置在车体10后部空间处。工作开始前旋转轴杆32始终保持水平状态，横推杆23的高度调整为比路锥60的锥顶高度要低。当车体10后退行驶，横推杆23向右推倒路锥60(参见图5)，车辆继续向后行驶，当后推板22顶住路锥60的后底座的时候，后推板22上的触点微动开关被触发，触发信号传递给控制模块12，此时控制模块12驱动驱动电机33逆时针旋转(相对于图6的视角)。转轴杆32逆时针的转动，会使得其左侧的路锥锥托31顶进被推倒的路锥60锥体内，并带动路锥60转动提升至转轴杆32水平状态，操作员可以方便的用手拿取旋转收放装置30右侧朝上的路锥锥托31上的路锥60，并把其放置在车体10后部空间处，至此为一工作周期，驱动电机33停止驱动直到控制模块12再发来控制信息。
本发明的第二实施方式涉及交通路锥自动收放车的交通路锥收放方法，如图10所示。包含以下步骤：
步骤1，路锥储存装置的储存箱内最下面一个路锥被释放下落，在路锥施放工作环节时，车体10是向前方行驶的，旋转收放装置30旋转工作并与路锥摆推装置20共同作用使得路锥60摆放到位，路锥存储装置开始工作时，其中之一的储存箱41会正对着路锥锥托31，且直线移动装置44工作使得储存箱41与路锥锥托31高度匹配适合。工作前，四个储存箱41内放置堆叠好路锥60(参见图8)，此时电磁铁453未通电，施放爪451被弹簧452拉住，施放爪451下部的爪齿向着储存箱41中心并把堆叠在一起的最下面的路锥60底座卡住，而施放爪451上部的爪齿远离储存箱41中心与堆叠在一起的下面倒数第二个的路锥60底座产生一定的距离。
当控制模块12发出控制信号，需要新的路锥时(参见图9)，电磁铁453通电产生磁力，铁质的施放爪451下端部会被磁吸合，施放爪451会相应的转动，施放爪451下部的爪齿会远离储存箱41中心动作，此时原来被施放爪451下端爪齿咬合住底座的路锥60会下落至路锥锥托31上。同时，施放爪451上端爪齿会向储存箱41中心内动作，正好咬合住堆叠在一起的下面倒数第二个的路锥60底座。当最下面的路锥60顺利下落后，电磁铁453会立即断电，施放爪451会被弹簧452拉回原位置(如图8所示)，这样之前被施放爪451上端爪齿咬合支持的若干路锥60会下落至施放爪451下端爪齿处，被其咬合支持住不往下落。通过以上的控制模块12控制的电磁铁453不断的通电断电，来实现堆叠的路锥60可控的有序的一个一个的施放给下方的旋转收放装置30，再由后部的装置进行后续的路锥施放工作。
当一个储存箱41内的路锥都释放完毕后，控制模块12会控制直线移动装置44使得该储存箱41提升至可靠高度，然后旋转电机驱动旋转平台43转动，使得下一个装满路锥的储存箱41到达正确的工作位置，即储存箱41正对着路锥锥托31且高度合适。然后继续进行上述相似的操作流程。
步骤2，旋转收放装置上的路锥锥托接住下落的路锥，扭矩传感器触发。步骤3，旋转收放装置转动，在接近转过90度角时，路锥被后推板限制成水平躺置。工作开始前旋转轴杆32始终保持水平状态，当路锥放置在右侧路锥锥托31时，旋转轴杆32会不平衡，旋转收放装置上的路锥锥托接住下落的路锥，设置在驱动电机33输出轴处的扭矩传感器获得信号，并报信号传输给控制模块12，此时控制模块12驱动驱动电机33顺时针旋转(相对于图4的视角)。当旋转轴杆32旋转至竖直状态时，路锥锥托31可以顺利的穿过两块后推板22之间的间隙，而路锥60会被挡下，旋转轴杆32继续旋转至初始的水平位置并停止动作，至此为一个工作周期，直到控制模块12再传来控制信号驱动电机33才重新开始工作。因为装置安装位置的不一样或是路锥60大小形状的不同，也可能存在这样的情况：当旋转轴杆32快要旋转至竖直状态前，路锥60的下部端面已经和地面接触，地面给路锥60的摩擦阻力使得其脱离路锥锥托31。
步骤4，收放车前进，路锥被摆推装置上的压杆作用后竖立于地面上。当路锥60脱离路锥锥托31后，路锥60锥顶朝右，路锥后底座超左，此时车轮继续超前行驶(图6的左侧)，压杆21会压到路锥60的两侧后底座上，压杆21的弧度设置会使得当车体10继续前进时，使得路锥60竖立摆正。此时，横推杆23的高度调整为比路锥60的锥顶高度高，竖立摆正的路锥60可以通过路锥摆推装置20。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种交通路锥自动收放车，包括车体(10)、发电机组(11)、控制模块(12)、路锥摆推装置(20)、旋转收放装置(30)、路锥储存装置(40)，其特征是：
所述路锥储存装置(40)用于堆叠放置路锥(60)，并可以让路锥(60)可控有序的一个一个下落；
所述旋转收放装置(30)用于将上部的下落的路锥(60)承接住并运输到地面成躺置状态，或另用于将地面成躺置的路锥(60)托起去装置上部；
所述路锥摆推装置(20)用于将路锥(60)拨正，或另用于将路锥推倒；
所述路锥摆推装置(20)和旋转收放装置(30)安装在车体(10)同一侧上，路锥摆推装置(20)和旋转收放装置(30)一前一后安装，所述路锥储存装置(40)安置在车体(10)上，在车体(10)上的发电机组(11)为装置提供动力电源，控制模块(12)与各个传感器、摄像头、监视屏、驱动电机和执行元件电连接，其中，控制模块(12)用于根据实时车速和预先设置的路锥投放间距对路锥储存装置(40)投放速度进行自适应调节，以使路锥按照预先设置的间距进行布设；
所述路锥储存装置(40)包括储存箱(41)、竖轴杆(42)、旋转平台(43)、直线移动装置(44)、有序施放装置(45)和控制模块(12)，所述竖轴杆(42)可以与车体(10)固接，竖轴杆(42)上端设置有旋转平台(43)，所述旋转平台(43)与竖轴杆(42)之间设置有旋转电机，使得旋转平台(43)能够绕着竖轴杆(42)轴线转动，旋转平台(43)外表面一周安装有若干个储存箱(41)，旋转平台(43)和储存箱(41)之间设置有直线移动装置(44)，直线移动装置(44)与控制模块(12)电连接，储存箱(41)可以相对旋转平台(43)做上下直线移动，储存箱(41)中空、内部可以堆叠放置一定数量的路锥(60)，储存箱(41)下部内部一周设有若干个有序施放装置(45)，有序施放装置(45)可以让路锥(60)受控的有序的一个一个下落；
所述有序施放装置(45)包括施放爪(451)、弹簧(452)和电磁铁(453)，所述施放爪(451)材质为铁质、中间部位与储存箱(41)铰接，施放爪(451)上下各设置有一个爪齿，施放爪(451)上部通过弹簧(452)与储存箱(41)内部固接，施放爪(451)下部的储存箱(41)内表面上设置有电磁铁(453)，所述电磁铁(453)与控制模块(12)电连接。
2.如权利要求1所述的一种交通路锥自动收放车，其特征是：所述路锥摆推装置(20)包括压杆(21)、后推板(22)、横推杆(23)、横连杆(24)、竖连杆(25)和连车架(26)，所述后推板(22)有两块金属板组成，两个后推板(22)之间的间隙小于路锥(60)底座的宽度，沿着车体(10)行驶方向有两个横连杆(24)与后推板(22)固接，在横连杆(24)相对后推板(22)的一侧下部安装有压杆(21)，两压杆(21)的距离小于路锥(60)底座的宽度，所述压杆(21)成一弧度，弧度的凸面朝向后推板(22)方向，在横连杆(24)相对后推板(22)的一侧上部安装有竖连杆(25)，所述竖连杆(25)从下到上分别设置有横推杆(23)和连车架(26)，所述横推杆(23)设有调节机构，可以调整横推杆(23)相对水平地面的高度，所述连车架(26)可以与车体(10)固接。
3.如权利要求2所述的一种交通路锥自动收放车，其特征是：所述旋转收放装置(30)包括路锥锥托(31)、旋转轴杆(32)、驱动电机(33)和支持板(34)，所述旋转轴杆(32)两端设置有路锥锥托(31)，所述路锥锥托(31)以相反方向设置，路锥锥托(31)的外形成圆锥状与路锥(60)内表面配合，路锥锥托(31)的大端与旋转轴杆(32)固接，旋转轴杆(32)的中间与驱动电机(33)输出轴固接，所述驱动电机(33)安装在支持板(34)上，支持板(34)可以与车体(10)固接，所述旋转轴杆(32)中心轴线与路锥摆推装置(20)中心平面共面；所述驱动电机(33)输出轴上设有扭矩传感器，所述后推板(22)上设有触点微动开关，所述连车架(26)上设有摄像头，扭矩传感器、触点微动开关、摄像头、驾驶室的监视屏和驱动电机(33)都与控制模块(12)电连接。
4.如权利要求1所述的一种交通路锥自动收放车，其特征是：所述直线移动装置(44)可以是直线电机。
5.一种用于实现权利要求3所述的交通路锥自动收放车的交通路锥收放方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1，路锥储存装置的储存箱内最下面一个路锥被释放下落；
步骤2，旋转收放装置上的路锥锥托接住下落的路锥，扭矩传感器触发；
步骤3，旋转收放装置转动，在接近转过90度角时，路锥被后推板限制成水平躺置；
步骤4，收放车前进，路锥被摆推装置上的压杆作用后竖立于地面上；
其中，步骤1还包含以下子步骤：
当路锥储存装置的一个储存箱内的路锥释放完毕后，储存箱会向上移动到合适高度，旋转平台转动，使得下一个装满路锥的储存箱移动至工作位置。
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