CN113338193B - 隔离锥自动收放设备 - Google Patents
隔离锥自动收放设备Info
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Abstract
本发明公开了一种隔离锥自动收放设备，包括移动装置、提升装置、供电系统、照明警示系统和录像系统，移动装置安装在货车栏板尾部下端，提升装置与移动装置相连接，通过移动装置的左右移动带动提升装置同向移动，作业过程中，通过提升装置、移动装置、供电系统、照明警示系统和录像系统的协调配合来完成隔离锥的摆放和收起。本发明可对任意材质和形状的隔离锥进行自动摆放和收起操作，适用于高速公路、城市公路的养护和临时公路的改道或封路作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种与交通公路养护作业有关的设备，具体的说，涉及一种针对各种公路的养护或公路临时封路时，摆放或收起隔离锥的自动收放设备。
背景技术
我国高速公路建设虽然起步相对较晚，但是整体发展较快，截至2019年年末，全国公路总里程501.25万公里，其中高速公路里程14.96万公里。由此可见随着我国公路总里程的逐步提高，未来高速公路将向信息化、智能化、机械化的方向发展，这不仅有利于推动了中国交通运输发展方式的转变，还能够促进中国交通运输事业的科学化发展，是推动中国交通运输建设的一项里程碑。这促使中国公路养护随着中国交通运输事业的发展，对公路养护的效率和安全性提出越来越高的要求。
当前，国内在进行公路养护中，主要还是依靠人工在公路上摆放和收起隔离锥，也有一些单位采购大型的隔离锥收放专用车来进行公路导改作业。但是，也有很多突出的问题，其中使用人工摆放隔离锥速度慢、安全系数低、隔离锥摆放间距不一致；而采用隔离锥专用车进行隔离锥的摆放和收起，虽然能提高安全系数和统一隔离锥摆放间距但是设备采购维护成本高、稳定性差、隔离锥必须为同一型号且摆放和收起隔离锥速度慢，不能提高作业效率。因此，推出一款安全、高效、稳定的摆放和收起隔离锥设备成为当前交通导改作业中一项急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述设备存在的问题，提供一种隔离锥自动收放设备，在公路的养护和封路过程中，能够对任意材质和外形的隔离锥进行自动摆放和收起。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种隔离锥自动收放设备，用于安装在货车尾部栏板上，从而实现在公路上自动摆放和收起隔离锥。
一种隔离锥自动收放设备包括安装在货车尾部栏板上的移动装置，所述的移动装置与实现隔离锥摆放和收起的提升装置连接；所述的提升装置、移动装置、录像系统、照明警示系统与供电系统连接。
进一步，如上所述的隔离锥自动收放设备，其中，所述的提升装置包括2个提升框架、主动轮、2个主动滚轴安装座、电机安装板、磁环连接器、从动轮、2个张紧调节装置、2个机架固定板、步进电机、皮带、3个机械手、同步轮、同步带；左侧的提升框架与2个机架固定板的前端固定连接，2个机架固定板的后端与移动平台固定连接，2个主动滚轴安装座分别连接在左右侧2个提升框架上端，左右侧2个提升框架内侧连接有电机安装板，电机安装板上连接有步进电机，步进电机与同步轮连接，同步轮与主动轮通过同步带连接，从动轮左右两端轴分别与提升框架下端左右侧滑槽连接，2个张紧调节装置分别与左右侧的提升框架下端连接，用于调节皮带的松紧，皮带与主动轮、从动轮外表面绕接，皮带外表面上至少均匀地设置有3个机械手，3个机械手为锯齿状夹臂，可自动调节夹持力，从而对不同材料和外形的隔离锥进行夹取，磁环连接器与右侧的提升框架连接，为3个机械手夹取提供动力。
进一步，如上所述的隔离锥自动收放设备，其中，所述的移动装置包括上移动框架、第二步进电机、齿轮、齿轮条、2个导轨、移动平台、供电系统安装板、下移动框架；移动装置连接在货车栏板尾部，2个导轨分别固定连接在上移动框架槽底中部和下移动框架槽底右侧，齿轮条固定连接在下移动框架槽底中部，移动平台上端和下端分别与上移动框架、下移动框架滑动连接，齿轮与第二步进电机连接，第二步进电机与移动平台下端连接，齿轮连接于第二步进电机输出端，齿轮与齿轮条啮合传动，供电系统安装板与移动平台连接。
进一步，如上所述的隔离锥自动收放设备，其中，所述的录像系统包括摄像头、显示器，摄像头与提升装置连接，通过线缆与驾驶室显示器通讯。
进一步，如上所述的隔离锥自动收放设备，其中，所述的供电系统由新能源电池、电池管理系统、DC/DC隔离电源、PLC控制器、触摸屏、开关、连接器以及里程计脉冲信号处理器组成，通过传感器、接触开关提供触发和反馈信号，控制提升装置、移动装置电机执行动作。
6.进一步，如上所述的隔离锥自动收放设备，其中，所述的照明警示系统包括左侧照明警示灯、右侧照明警示灯，左侧照明警示灯和右侧照明警示灯分别连接在移动装置左右两端。
本发明的有益效果：
1.可自动摆放、收起任意材质和外形的隔离锥。
2.可实现斜线摆放、收起隔离锥。
3.可任意设置隔离锥摆放间距。
4、可提供摆放和收起隔离锥的工作效率
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为提升装置主视图；
图3为提升装置右视图；
图4为提升装置俯视图；
图5为移动装置主视图、照明警示系统示意；
图6为移动装置右视图；
图7为录像系统结构示意图；
图8为供电系统和流程控制原理图；
图中：1.提升装置、2.移动装置、3.录像系统、4.供电系统、5.照明警示系统、6.货车、101.提升框架、102.主动轮、103.主动滚轴安装座、104.电机安装板、105.磁环连接器、106.从动轮、107.张紧调节装置、108.机架固定板、109.步进电机、110.皮带、111.机械手、112.同步轮、113.同步带、201.上移动框架、202.第二步进电机、203.齿轮、204.齿轮条、205.导轨、206.移动平台、207.供电系统安装板、208下移动框架、301.摄像头、302.显示器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。
图1至图8所示为本发明的具体实施方案，隔离锥自动收放设备连接在货车6栏板尾部，它包括提升装置1，移动装置2，录像系统3，供电系统4和照明警示系统5，移动装置2连接在货车6栏板尾部，移动装置2上远离货车6的一端连接有提升装置1，提升装置1的下方设置有录像系统3，移动装置2上还连接有供电系统4和照明警示系统5。
如图2、3、4所示，提升装置1包括2个提升框架101、主动轮102、2个主动滚轴安装座103、电机安装板104、磁环连接器105、从动轮106、2个张紧调节装置107、2个机架固定板108、步进电机109、皮带110、3个机械手111、同步轮112、同步带113；左侧的提升框架101与2个机架固定板108的前端固定连接，2个机架固定板108的后端与移动平台206固定连接，2个主动滚轴安装座103分别与主动轮102左右两端轴连接，2个主动滚轴安装座103分别连接在左右侧2个提升框架101上端，左右侧2个提升框架101内侧连接有电机安装板104，电机安装板104上连接有步进电机109，步进电机109与同步轮112连接，同步轮112与主动轮102通过同步带113连接，从动轮106左右两端轴分别与提升框架101下端左右侧滑槽连接，2个张紧调节装置107分别与左右侧的提升框架101下端连接，用于调节皮带110的松紧，皮带110与主动轮102、从动轮106外表面绕接，皮带110外表面上至少均匀地设置有3个机械手111，3个机械手111为锯齿状夹臂，可自动调节夹持力，从而对不同材料和外形的隔离锥进行夹取；磁环连接器105与右侧的提升框架101连接，为3个机械手111夹取提供动力。
如图5、6所示，移动装置2包括上移动框架201、第二步进电机202、齿轮203、齿轮条204、2个导轨205、移动平台206、供电系统安装板207、下移动框架208；移动装置2连接在货车6栏板尾部，2个导轨205分别固定连接在上移动框架201槽底中部和下移动框架208槽底右侧，齿轮条204固定连接在下移动框架(208)槽底中部，移动平台206上端和下端分别与上移动框架201、下移动框架208滑动连接，齿轮203连接于第二步进电机202输出端，齿轮203与齿轮条204啮合传动，供电系统安装板207与移动平台206连接。
如图7所示，所述的录像系统3包括摄像头301、显示器302，摄像头301与提升装置1连接，通过线缆与驾驶室显示器302通讯，摆放或收起隔离锥时，可通过录像系统3实时的观看工作画面和进行流畅的语音沟通。
供电系统4由新能源电池、电池管理系统、DC/DC隔离电源、PLC控制器、触摸屏、开关、连接器以及里程计脉冲信号处理器组成，通过传感器、接触开关提供触发和反馈信号，控制提升装置1、移动装置2电机执行动作。供电系统4采用集中控制、分布式管理的方式。实现摆放隔离锥的速度与车行驶速度相关匹配，可随车速变化调节摆放隔离锥的速度，以满足不同间距摆放隔离锥的要求。
图8提供了一种供电系统和流程控制原理图，用于对隔离锥自动收放设备的各个装置进行控制，但该控制系统并不完全局限于这种控制逻辑，本公司的技术人员可以在此基础之上对具体技术方案进行相应的改变。
如图5所示，所述的照明警示系统5包括左侧照明警示灯501、右侧照明警示灯502，左侧照明警示灯501和右侧照明警示灯502分别连接在移动装置左右两端，用于隔离锥自动收放设备工作时，提供公路警示和夜间照明。
隔离锥的摆放过程：设置左或右斜线摆放隔离锥，移动平台206开始复位，第二步进电机202转动并带动齿轮203，进而使得齿轮203在齿轮条204移动，进一步地，带动移动平台206拖动供电系统安装板207、提升装置1移到移动装置2右端或左端并触发限位传感器，移动平台206复位完成，结合不同的斜线摆放长度和隔离锥摆放间距要求，系统计算出步进电机109每次转动弧度；接着，开始左或右斜摆放隔离锥，系统按照输入的斜线长度和斜线隔离锥间距，启动步进电机109向下转动，步进电机109带动同步轮112转动，同步轮112通过同步带113带动主动轮102转动，主动轮102通过皮带110带动从动轮106做圆周运动，使得机械手111和磁环连接器105在皮带110的转动下复位到夹取隔离锥的初始位置，此时步进电机109停止转动，机械手111打开；操作人员将隔离锥放到机械手111夹取范围内，机械手111感应到隔离锥在夹取范围内时，自动闭合，此时再次触发步进电机109向下转动，通过一系列传动后，使得夹持有隔离锥的机械手111到达摆放隔离锥至路面上的初始位置，根据不同的隔离锥摆放间距要求来触发放锥信号控制机械手111松开隔离锥和触发移动装置等弧度转动，从而完成1个隔离锥的斜线摆放，机械手111通过皮带110循环转动到下一个工作位，如此循环，直到移动平台206触发移动装置2最左端或右端的限位传感器，由此完成自动左或右斜线摆放隔离锥。
隔离锥的收起过程：收起隔离锥时，机械手111通过皮带110转动复位到收起隔离锥的初始位置且机械手111打开，汽车后退，移动装置2将提升装置1移动到机械手111夹取隔离锥的范围内，机械手111感应到隔离锥在夹取范围内时，自动闭合夹取隔离锥，系统触发步进电机109向上转动，通过皮带110将夹取有隔离锥的机械手111带至货车6上的相应位置，触发机械手111松开隔离锥，操作人员从机械手111取下隔离锥，从而完成1个隔离锥的收起，机械手111通过皮带110循环转动到下一个工作位，如此循环。
本发明采用PLC、结合机械视觉，控制机械结构满足设计动作，实现在公路任意位置对隔离锥的自动摆放和收起操作，可完成隔离锥斜线摆放和收起操作，能满足任意距离和任意隔离锥的摆放。采用集中控制、分布式管理的方式，能够更好的配合机械结构、电动控制。隔离锥自动收放设备还包括有录像系统，进一步保障了工作的安全性和流畅的沟通。本发明提供一种隔离锥自动收放设备，在公路的养护和封路过程中，能够对任意材质的隔离锥进行自动摆放和收起。可快速、方便的安装在货车上实现隔离锥的摆放和收起工作。
以上描述并非是对本发明的限制，不能认定本发明的具体实施只能局限于以上描述内容。对于本发明所属技术领域的普通技术来说，在不脱离本发明构思的前提下，所提出的变化、改型、添加或者替换，都属于本发明保护范围。
Claims (4)
1.一种隔离锥自动收放设备，其特征在于：所述隔离锥自动收放设备包括提升装置(1)、移动装置(2)、录像系统(3)、供电系统(4)、照明警示系统(5)，其中，移动装置(2)连接在货车(6)栏板尾部，移动装置(2)上远离货车(6)的一端连接有提升装置(1)，提升装置(1)的下方连接有录像系统(3)，移动装置(2)上还连接有供电系统(4)和照明警示系统(5)；所述提升装置(1)包括2个提升框架(101)、主动轮(102)、2个主动滚轴安装座(103)、电机安装板(104)、磁环连接器(105)、从动轮(106)、2个张紧调节装置(107)、2个机架固定板(108)、步进电机(109)、皮带(110)、3个机械手(111)、同步轮(112)、同步带(113)；左侧的提升框架(101)与2个机架固定板(108)的前端固定连接，2个机架固定板(108)的后端与移动平台(206)固定连接，2个主动滚轴安装座(103)分别与主动轮(102)左右两端轴连接，2个主动滚轴安装座(103)分别连接在左右侧2个提升框架(101)上端，左右侧2个提升框架(101)内侧连接有电机安装板(104)，电机安装板(104)上连接有步进电机(109)，步进电机(109)与同步轮(112)连接，同步轮(112)与主动轮(102)通过同步带(113)连接，从动轮(106)左右两端轴分别与提升框架(101)下端左右侧滑槽连接，2个张紧调节装置(107)分别与左右侧的提升框架(101)下端连接，用于调节皮带(110)的松紧，皮带(110)与主动轮(102)、从动轮(106)外表面绕接，皮带(110)外表面上至少均匀地设置有3个机械手(111)，3个机械手(111)为锯齿状夹臂，可自动调节夹持力，从而对不同材料和外形的隔离锥进行夹取，磁环连接器(105)与右侧的提升框架(101)连接，为3个机械手(111)夹取提供动力；移动装置(2)包括上移动框架(201)、第二步进电机(202)、齿轮(203)、齿轮条(204)、2个导轨(205)、移动平台(206)、供电系统安装板(207)、下移动框架(208)；移动装置(2)连接在货车(6)栏板尾部，2个导轨(205)分别固定连接在上移动框架(201)槽底中部和下移动框架(208)槽底右侧，齿轮条(204)固定连接在下移动框架(208)槽底中部，移动平台(206)上端和下端分别与上移动框架(201)、下移动框架(208)滑动连接，第二步进电机(202)与移动平台(206)下端连接，齿轮(203)连接于第二步进电机(202)输出端，齿轮(203)与齿轮条(204)啮合传动，供电系统安装板(207)与移动平台(206)连接。
2.如权利要求1所述的隔离锥自动收放设备，其特征在于：所述的录像系统(3)包括摄像头(301)、显示器(302)，摄像头(301)与提升装置(1)连接，通过线缆与驾驶室显示器(302)通讯。
3.如权利要求1所述的隔离锥自动收放设备，其特征在于：所述的供电系统(4)由新能源电池、电池管理系统、DC/DC隔离电源、PLC控制器、触摸屏、开关、连接器以及里程计脉冲信号处理器组成，通过传感器、接触开关提供触发和反馈信号，控制提升装置(1)、移动装置(2)电机执行动作。
4.如权利要求1所述的隔离锥自动收放设备，其特征在于：所述的照明警示系统(5)包括左侧照明警示灯(501)、右侧照明警示灯(502)，左侧照明警示灯(501)和右侧照明警示灯(502)分别连接在移动装置(2)左右两端。
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