CN113481909A - 一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置和工作方法，包括连接在高速公路护栏朝向中央分隔带的一侧，且沿道路方向布置的轨道，轨道通过行驶臂连接清捡桶，行驶臂连接滚轮实现清捡桶沿轨道移动，清捡桶侧部安装摄像头，底部安装清捡臂。使得高速公路养护人员能够在远离中央分隔带的地方以遥控的方式完成清捡作业，从而提高高速公路中分带的养护作业效率，同时避免因养护人员横穿高速公路所发生的事故。
Description
技术领域
本发明涉及公路维护领域，具体为一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置及工作方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
高速公路中央分隔带时常存积矿泉水瓶、纸、盒等垃圾，目前中分带清理需要养护工人工现场清理，横穿高速公路，高速行驶车辆使得沿中分带清理作业的过程十分危险，且效率低下，目前高速公路中央分隔带垃圾清捡成为高速公路养护伤亡率相对较高的工作，每年都有多起事故发生。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置及工作方法，利用高速公路既有的护栏作为轨道支撑，通过滚轮带动清捡桶和清捡臂沿公路的护栏方向移动，配合清捡桶上安装的摄像头，使得高速公路养护人员能够在远离中央分隔带的地方以遥控的方式完成清捡作业，从而提高高速公路中分带的养护作业效率，同时避免因养护人员横穿高速公路所发生的事故。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，包括连接在高速公路护栏朝向中央分隔带的一侧，且沿道路方向布置的轨道，轨道通过行驶臂连接清捡桶，行驶臂连接滚轮实现清捡桶沿轨道移动，清捡桶侧部安装摄像头，底部安装清捡臂。
轨道布置在朝向中央分隔带侧护栏的背面一侧。
轨道的截面为水平放置的T型，包括头部和与头部垂直的脚部，脚部连接护栏，头部与护栏形成容纳滚轮的空间，滚轮卡接在轨道头部与护栏形成的空间中。
行驶臂一侧安装滚轮，另一侧连接清捡桶，轨道的脚部一侧与滚轮接触。
行驶臂的截面为U型，具有开口和位于开口对侧的凸起，开口处安装滚轮，凸起与清捡桶连接。
滚轮连接动力机构，驱动清捡桶沿轨道方向运动。
清捡桶底部朝向中央分隔带中心的方向安装清捡臂，清捡臂末端具有执行机构。
行驶臂内具有刹车机构，刹车机构包括位于行驶臂凸起内部的伸缩杆，伸缩杆套接止行弹簧，伸缩杆末端连接止行杆，止行杆的头部从行驶臂内底面伸出朝向轨道。
整套装置还安装控制箱，控制箱内集成与摄像头连接的图像模块，与清捡臂连接的第一控制器，与清捡桶连接的第二控制器和与刹车机构连接的第三控制器。
本发明的第二个方面提供上述装置的工作方法，包括以下步骤：
摄像头获取清捡臂作业范围内的图像信息，发送给远端的显示装置；
依据传回的图像信息控制清捡装置移动至需要清捡的地点，到达指定地点后，控制刹车机构动作使装置停车；
依据图像信息控制清捡臂执行垃圾抓取和回收至清捡桶的作业。与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
1、实现了针对高速公路中央分隔带垃圾清捡的远程作业，避免了频繁穿越高速公路带来的危险。
2、由人工手动清捡改变为自动清捡，提高了垃圾清捡的工作效率。
附图说明
构成本发明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。
图1是本发明一个或多个实施例提供的整体结构示意图；
图2是本发明一个或多个实施例提供的侧视结构示意图；
图3是本发明一个或多个实施例提供的刹车机构示意图；
图中：1、路面；2、中央分隔带；3、护栏；4、轨道；41、行驶臂；42、伸缩杆；43、止行弹簧；44、止行杆；5、滚轮；6、清捡桶；7、太阳能组件；8、摄像头；9、清捡臂。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
高速公路中央分隔带是沿道路纵向设置的分隔车行道用的带状设施，正如背景技术中所描述的，高速公路的养护工作包含对中央分隔带内的垃圾清捡作业，目前采用人工清捡的方式需要养护人员定期/不定期横穿高速公路，作业效率低下且危险性极高，因此以下实施例中给出了一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置的结构和该装置的工作方法，通过遥控该装置实现对高速公路中央分隔带的远程垃圾清捡作业。
实施例一：
如图1-3所示，一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，包括连接在高速公路护栏3朝向中央分隔带2的一侧，且沿道路方向布置的轨道4，轨道4通过行驶臂41连接清捡桶6，行驶臂41连接滚轮5实现清捡桶6沿轨道4移动，清捡桶6侧部安装摄像头8，底部安装清捡臂9。
中央分隔带2的两侧为路面1，路面两侧具有护栏3，轨道4布置在朝向中央分隔带2一侧的护栏3背侧。
轨道4的数量和截面形状不做限制，本实施例中，护栏3为截面具有两个弧形凸起的金属护栏，护栏的凸起面向高速公路的路面1，背对中央隔离带2，轨道4布置在凸起的背部一侧，轨道4为上下平行布置的两条截面为T型且水平布置的轨道。
行驶臂41一侧安装滚轮5，另一侧连接清捡桶6，轨道4的垂直方向侧部与滚轮5接触。本实施例中，行驶臂41的截面为U型，具有开口和位于开口对侧的凸起；U型的开口分别安装一组滚轮5，一组行驶臂41安装两组滚轮5，滚轮5卡接在T型轨道4与护栏3形成的空间中，确保清捡桶6不会从轨道4中脱落。
滚轮4的数量和结构形式不做限制，本实施例中共存在4组滚轮，分别安装在两组行驶臂41上。
滚轮4可以安装动力机构，例如驱动马达、步进电机等任意能够提供旋转运动的动力机构，从而驱动清捡桶6沿轨道4的方向直线运动。
动力机构的数量同样不做限制，依据清捡桶的大小或是清捡作业的实际需求设定，可以仅有一组滚轮带有动力机构，也可以由更多数量的滚轮同时提供沿轨道运动的动力。
清捡桶6的表面安装摄像头8和太阳能组件7，摄像头8提供垃圾清捡作业面的图像信息，太阳能组件7将太阳能转换为电能，用于为摄像头、各驱动机构、刹车机构以及清捡臂动作提供能源支持。
清捡桶6底部朝向中央分隔带2中心的方向安装清捡臂9，清捡臂9末端具有执行机构。本实施例中，清捡臂设置在清捡桶的外侧底角位置，如图1所示，方便更大范围清理，执行机构抓取垃圾放回清捡桶内。
行驶臂41内安装刹车机构，如图3所示，刹车机构包括位于行驶臂41凸起内部的伸缩杆42，伸缩杆42套接止行弹簧43，伸缩杆42末端连接止行杆44，止行杆44的头部从行驶臂41内底面伸出朝向轨道4。
当整套装置需要停止时，伸缩杆42被驱动机构推动产生直线运动，压缩止行弹簧43，推动止行杆44靠近直至接触轨道4的表面，通过止行杆44与轨道4的表面摩擦产生摩擦力使整套装置停止移动。
而当整套装置需要运动时，止行弹簧43复位，使伸缩杆42沿远离轨道的方向运动，伸缩杆42带动止行杆44与轨道4分离，实现刹车解除。
整套装置还安装控制箱，控制箱内集成了图像模块，用于将摄像头8获取的图像信息传递给远程遥控的工作人员；
集成了针对清捡臂9的第一控制器，用于接受工作人员的指令，控制清捡臂9各个关节运动到达指定地点完成末端执行机构动作，最终实现垃圾夹取和回收至清捡桶6的清捡作业；
还集成了控制清捡桶6沿轨道移动的第二控制器，该控制器通过控制与滚轮连接的驱动机构(例如驱动电机)使清捡桶能够沿轨道方向移动，从而使整套装置沿道路方向运动到达指定的清捡作业点；
还集成了针对刹车机构的第三控制器，用于向与伸缩杆42连接的驱动机构发出指令，控制伸缩杆的运动实现刹车。
上述结构的清捡装置固定在中央分隔带内部一侧，不影响道路原本的功能，能够沿道路护栏方向移动实现全面清捡作业。作业过程通过远程遥控实现，避免人工清捡频繁穿越高速公路带来的风险。
实施例二：
上述清捡装置的工作方法，包括以下步骤：
摄像头获取清捡臂作业范围内的图像信息，发送给远端的工作人员；
工作人员依据传回的图像信息控制清捡桶移动至需要清捡的地点；
到达指定地点后，控制刹车机构动作使装置停车；
工作人员依据图像信息控制清捡臂执行垃圾抓取和回收至清捡桶的作业。
清捡装置帮助工作人员实现了针对高速公路中央分隔带垃圾清捡的远程作业，避免了频繁穿越高速公路带来的危险，同时提高了垃圾清捡的工作效率。
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 (10)
1.一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，其特征在于：包括连接在高速公路护栏朝向中央分隔带的一侧，且沿道路方向布置的轨道，轨道通过行驶臂连接清捡桶，行驶臂连接滚轮实现清捡桶沿轨道移动，清捡桶侧部安装摄像头，底部安装清捡臂。
2.如权利要求1所述的一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，其特征在于：所述轨道布置在朝向中央分隔带一侧护栏的背面侧。
3.如权利要求1所述的一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，其特征在于：所述轨道的截面为水平放置的T型，包括头部和与头部垂直的脚部，脚部连接护栏，头部与护栏形成容纳滚轮的空间，滚轮卡接在轨道头部与护栏形成的空间中。
4.如权利要求1所述的一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，其特征在于：所述行驶臂一侧安装滚轮，另一侧连接清捡桶，轨道的脚部一侧与滚轮接触。
5.如权利要求4所述的一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，其特征在于：所述行驶臂的截面为U型，具有开口和位于开口对侧的凸起，开口处安装滚轮，凸起与清捡桶连接。
6.如权利要求1所述的一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，其特征在于：所述滚轮连接动力机构，驱动清捡桶沿轨道方向运动。
7.如权利要求1所述的一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，其特征在于：所述清捡桶底部朝向中央分隔带中心的方向安装清捡臂，清捡臂末端具有执行机构。
8.如权利要求1所述的一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，其特征在于：所述行驶臂内具有刹车机构，刹车机构包括位于行驶臂凸起内部的伸缩杆，伸缩杆套接止行弹簧，伸缩杆末端连接止行杆，止行杆的头部从行驶臂内底面伸出朝向轨道。
9.如权利要求1所述的一种高速公路中分带垃圾自动清捡装置，其特征在于：还包括控制箱，控制箱内集成与摄像头连接的图像模块，与清捡臂连接的第一控制器，与清捡桶连接的第二控制器和与刹车机构连接的第三控制器。
10.一种基于权利要求1所述清捡装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
摄像头获取清捡臂作业范围内的图像信息，发送给远端的显示装置；
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依据图像信息控制清捡臂执行垃圾抓取和回收至清捡桶的作业。
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