CN117698650A - 一种无人驾驶矿车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人驾驶矿车，旨在解决当前无人驾驶矿车的外置光学摄像头易粘附灰尘的技术问题，包括车体、接收天线及监控系统；监控系统包括设备安装柜、夹持固定架、摄像头安装座、监控摄像头及清洁机构；清洁机构包括旋转连接架、移动单元、驱动单元及清洁总成；清洁总成具有冲洗状态及擦拭状态，致使监控摄像头表面经水洗后擦拭干净。发明区别于常规清洁结构的特征是，清洁总成具有冲洗状态及擦拭状态，致使监控摄像头表面经水洗后擦拭干净，利用这一集成结构，不仅有利于降低结构布置，实现一体化操作，而且在茫茫矿区的无人操作环境下，水洗及擦拭更能提高摄像头表面的清洁度，在摩擦力的作用下，粘附在摄像头表面的灰尘清洁更加彻底。

Description

一种无人驾驶矿车

技术领域

本发明涉及矿车技术领域，尤其涉及一种无人驾驶矿车。

背景技术

无人驾驶依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆，因此，能够自动驾驶的矿车可避免采矿条件对人的安全威胁。

现有的无人驾驶系统一般是通过光学摄像头和激光雷达对车辆行驶的环境进行探测，光学摄像头是目前最便宜也是最常用的车载传感器。但在实际使用过程中，由于矿区灰尘严重，且在阴雨天气中，容易导致摄像头表面粘附污渍，在无人及时清理的情况下，影响现场作业及行驶安全。目前的解决方式是将摄像头安装在车内，该方式虽然能够起到防护摄像头表面粘附灰尘的目的，但车内视野有限，且盲区较大，存在极大的安全隐患，因此，如何提供一种具有清洁效果的监控系统来适用于无人驾驶矿车显得尤为重要。鉴于此，我们提出一种无人驾驶矿车。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种无人驾驶矿车，以解决当前无人驾驶矿车的外置光学摄像头易粘附灰尘的技术问题。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：设计一种无人驾驶矿车，包括车体、接收天线及监控系统；所述接收天线布置于所述车体前部一侧；所述监控系统布置于所述车体前部中间；

其中，所述监控系统包括设备安装柜、夹持固定架、摄像头安装座、监控摄像头及清洁机构；所述设备安装柜固定布置于所述车体前部，所述夹持固定架固定布置于所述设备安装柜正面，所述摄像头安装座固定布置于所述夹持固定架内侧，所述监控摄像头固定布置于所述摄像头安装座前端，所述清洁机构旋转布置于所述夹持固定架前端；

其中，所述清洁机构包括旋转连接架、移动单元、驱动单元及清洁总成；所述旋转连接架通过第一电机旋转布置于所述夹持固定架前端，所述移动单元固定布置于所述旋转连接架上，所述驱动单元固定布置于所述移动单元活动端，所述清洁总成旋转布置于所述驱动单元上；

其中，所述清洁总成具有冲洗状态及擦拭状态，致使所述监控摄像头表面经水洗后擦拭干净。

优选地，所述摄像头安装座包括固定部及延长部，所述固定部固定布置于所述夹持固定架内侧，所述延长部固定布置于所述固定部正面，所述监控摄像头固定布置于所述延长部前端。

优选地，所述监控摄像头为球型摄像头。

优选地，所述移动单元为丝杆直线模组，所述驱动单元固定布置于所述移动单元的滑块上。

优选地，所述驱动单元包括与所述滑块固定连接的驱动安装座，所述驱动安装座上固定布置有第二电机，所述第二电机输出端键连接有驱动齿，所述驱动齿通过所述驱动安装座上的通槽与所述清洁总成啮合传动。

优选地，所述驱动安装座包括电机安装部及滑环支撑部，所述电机安装部固定布置于所述滑块上，所述第二电机固定布置于所述电机安装部一侧，所述滑环支撑部固定布置于所述电机安装部另一侧，所述通槽开设于所述滑环支撑部与所述电机安装部连接处；其中，所述滑环支撑部上部内缘设有一组限位凸起。

优选地，所述清洁总成包括旋转布置于所述滑环支撑部上的外齿环，所述外齿环靠近外缘的位置开设有一组限位凹槽，所述限位凹槽与所述限位凸起滑动连接，所述外齿环圆周外壁开设有齿槽，所述齿槽与所述驱动齿啮合连接，所述外齿环内部旋转布置有内齿环，所述内齿环一侧通过导向凸起与所述外齿环内壁转动连接，所述内齿环另一侧呈环形等间距布置有若干齿键。

优选地，所述清洁总成还包括由若干第一旋转臂组成的冲洗结构；所述第一旋转臂根部旋转布置于所述外齿环内径一侧，且所述第一旋转臂根部还开设有套装于内齿环上的第一斜齿轮槽，所述第一斜齿轮槽与所述齿键啮合连接，所述第一旋转臂头部嵌装有喷头，所述喷头喷射方向与所述第一旋转臂指向具有夹角，其中一个所述第一旋转臂外侧布置有液压杆，所述液压杆一端与外齿环表面活动销接，所述液压杆另一端与第一旋转臂表面活动销接

优选地，所述清洁总成还包括由若干第二旋转臂组成的擦拭结构；所述第二旋转臂根部旋转布置于所述外齿环内径另一侧，且所述第二旋转臂根部还开设有套装于内齿环上的第二斜齿轮槽，所述第二斜齿轮槽与所述齿键啮合连接，所述第二旋转臂头部固定布置有弹性三脚架，若干所述弹性三脚架头部共同连接有擦拭三角布，所述擦拭三角布与所述监控摄像头活动接触。

优选地，所述第一斜齿轮槽的槽径方向与所述第二斜齿轮槽的槽径方向相反。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明区别于常规清洁结构的特征是，清洁总成具有冲洗状态及擦拭状态，致使监控摄像头表面经水洗后擦拭干净，利用这一集成结构，不仅有利于降低结构布置，实现一体化操作，而且在茫茫矿区的无人操作环境下，水洗及擦拭更能提高摄像头表面的清洁度，在摩擦力的作用下，粘附在摄像头表面的灰尘清洁更加彻底。

2.本发明利用第一电机的旋转作用力，可带动清洁机构轴向旋转，致使清洁机构不工作时，能够进行旋转，旋转连接架进入夹持固定架的后部空腔，此时，驱动单元竖直向下便于清洁总成离开监控摄像头的径向监控范围，避免形成监测遮挡。

3.本发明中喷头喷射方向与第一旋转臂指向具有夹角，利用该夹角，可避免水正面冲洗监控摄像头表面，降低监控摄像头表面的磨损。

4.本发明中第一斜齿轮槽的槽径方向与第二斜齿轮槽的槽径方向相反，如此，才能与第一旋转臂同步对向动作，即若干第一旋转臂旋转致使头部聚合或分离时，若干第二旋转臂同样发生头部聚合或分离的动作。在清洁总成的冲洗状态下，有利于喷头集中冲洗，当然也有利于擦拭三角布收缩聚拢，降低灰尘粘附；当若干第一旋转臂头部分离时，为清洁总成的擦拭状态，此时，分离后的三个第一旋转臂形成监控摄像头的插入通道，再配合移动单元的线性移动，可使若干第二旋转臂带动展开的擦拭三角布与监控摄像头接触，在布料的弹性作用下，此时擦拭三角布能包覆在监控摄像头的表面，经驱动单元的旋转驱动，可是擦拭三角布在摩擦力作用下对摄像头的表面进行旋转擦拭，从而去除水渍，保持摄像头表面的洁净。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的细部结构放大示意图；

图3为本发明中清洁机构的结构示意图；

图4为本发明中清洁机构的冲洗状态示意图；

图5为本发明中清洁机构的擦拭状态示意图；

图6为本发明的部分结构示意图；

图7为本发明的部分结构剖面示意图；

图8为本发明中内齿环及其部分连接结构拆分示意图；

图中：1、车体；2、接收天线；3、监控系统；4、设备安装柜；5、夹持固定架；6、摄像头安装座；7、监控摄像头；8、清洁机构；9、旋转连接架；10、移动单元；11、驱动单元；12、清洁总成；13、第一电机；

601、固定部；602、延长部；

1101、驱动安装座；1102、第二电机；1103、驱动齿；1104、电机安装部；1105、滑环支撑部；1106、限位凸起；

1201、外齿环；1202、限位凹槽；1203、齿槽；1204、内齿环；1205、导向凸起；1206、齿键；1207、第一旋转臂；1208、第一斜齿轮槽；1209、喷头；1210、第二旋转臂；1211、第二斜齿轮槽；1212、弹性三脚架；1213、擦拭三角布；1214、液压杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：一种无人驾驶矿车，参见图1至图8，包括车体1、接收天线2及监控系统3；接收天线2布置于车体1前部一侧；监控系统3布置于车体1前部中间；车体1作为一种无人驾驶式的矿车为现有技术，在此不做过多描述。

本发明尤其是对矿车正面的主要摄像头进行改进，其中，如图2所示，监控系统3包括设备安装柜4、夹持固定架5、摄像头安装座6、监控摄像头7及清洁机构8；设备安装柜4固定布置于车体1前部，夹持固定架5固定布置于设备安装柜4正面，摄像头安装座6固定布置于夹持固定架5内侧，监控摄像头7固定布置于摄像头安装座6前端。值得说明的是，如图3所示，摄像头安装座6包括固定部601及延长部602，固定部601固定布置于夹持固定架5内侧，夹持固定架5为U型夹持架；延长部602固定布置于固定部601正面，监控摄像头7固定布置于延长部602前端。值得一提的是，本发明中监控摄像头7为球型摄像头，球型摄像头为现有技术，在此不做过多描述，该类摄像头的优点是镜头可以随意旋转，可以覆盖360度无死角的监控范围，有利于降低驾驶时的盲区，提高行车安全。

如图2和图3所示，清洁机构8旋转布置于夹持固定架5前端；其中，清洁机构8包括旋转连接架9、移动单元10、驱动单元11及清洁总成12；旋转连接架9通过第一电机13旋转布置于夹持固定架5前端，移动单元10固定布置于旋转连接架9上，驱动单元11固定布置于移动单元10活动端，值得说明的是，移动单元10为常规的丝杆直线模组，驱动单元11固定布置于移动单元10的滑块上；清洁总成12旋转布置于驱动单元11上。本发明利用第一电机13的旋转作用力，可带动清洁机构8轴向旋转，致使清洁机构8不工作时，以图3方位为参照，能够进行逆时针旋转，旋转90度后，旋转连接架9进入夹持固定架5的后部空腔，此时，驱动单元11竖直向下便于清洁总成12离开监控摄像头7的径向监控范围，避免形成监测遮挡。

一实施例如图6所示，为方便理解驱动单元11是如何驱动清洁总成12径向旋转的，本发明还公开了驱动单元11更加具体的实施结构，驱动单元11包括与移动单元10中滑块固定连接的驱动安装座1101，驱动安装座1101上固定布置有第二电机1102，第二电机1102输出端键连接有驱动齿1103，驱动齿1103通过驱动安装座1101上的通槽与清洁总成12啮合传动。

作为一种优选地实施方式，驱动安装座1101包括电机安装部1104及滑环支撑部1105，电机安装部1104固定布置于滑块上，第二电机1102固定布置于电机安装部1104尾侧，滑环支撑部1105固定布置于电机安装部1104头侧，通槽开设于滑环支撑部1105与电机安装部1104连接处；其中，如图7所示，滑环支撑部1105上部内缘设有一组限位凸起1106。

一实施例如图7所示，为方便理解清洁总成12是如何配合驱动单元11形成径向旋转的，本发明还公开了清洁总成12更加具体的实施结构，清洁总成12包括旋转布置于滑环支撑部1105上的外齿环1201，外齿环1201靠近外缘的位置开设有一组限位凹槽1202，限位凹槽1202与限位凸起1106滑动连接，起到限制外齿环1201在滑环支撑部1105上旋转的作用；外齿环1201圆周外壁开设有齿槽1203，齿槽1203与驱动齿1103啮合连接，外齿环1201内部旋转布置有内齿环1204，内齿环1204一侧通过导向凸起1205与外齿环1201内壁转动连接，内齿环1204另一侧呈环形等间距布置有若干齿键1206。工作原理：当第二电机1102驱动驱动齿1103旋转时，驱动齿1103带动与其啮合的外齿环1201，致使外齿环1201在滑环支撑部1105上发生径向旋转。

本发明区别于常规清洁结构的特征是，如图4和图5所示，清洁总成12具有冲洗状态及擦拭状态，致使监控摄像头7表面经水洗后擦拭干净，利用这一集成结构，不仅有利于降低结构布置，实现一体化操作，而且在茫茫矿区的无人操作环境下，水洗及擦拭更能提高摄像头表面的清洁度，在摩擦力的作用下，粘附在摄像头表面的灰尘清洁更加彻底。

如图8所示，作为一种优选地实施方式，清洁总成12还包括由三个第一旋转臂1207组成的冲洗结构及由三个第二旋转臂1210组成的擦拭结构；其中，第一旋转臂1207根部旋转布置于外齿环1201内径一侧，更具体地说是靠近监控摄像头7的一侧，且第一旋转臂1207根部还开设有套装于内齿环1204上的第一斜齿轮槽1208，第一斜齿轮槽1208与齿键1206啮合连接，在齿键1206跟随内齿环1204转动时，齿键1206挤压第一斜齿轮槽1208槽壁，在斜面挤压作用下，迫使第一旋转臂1207旋转；第一旋转臂1207头部嵌装有喷头1209，喷头1209喷射方向与第一旋转臂1207指向具有夹角，利用该夹角，可避免水正面冲洗监控摄像头7表面，降低监控摄像头7表面的磨损；其中一个第一旋转臂1207外侧布置有液压杆1214，液压杆1214一端与外齿环1201表面活动销接，液压杆1214另一端与第一旋转臂1207表面活动销接。本发明利用液压杆1214的冲回程动作，迫使其中一个第一旋转臂1207发生围绕其根部的旋转动作，此时，该第一旋转臂1207根部通过第一斜齿轮槽1208反向推动齿键1206，致使内齿环1204在外齿环1201内部旋转，进而带动其余两个第一斜齿轮槽1208同步转动。第二旋转臂1210根部旋转布置于外齿环1201内径另一侧，更具体地说是远离监控摄像头7的一侧，且第二旋转臂1210根部还开设有套装于内齿环1204上的第二斜齿轮槽1211，第二斜齿轮槽1211与齿键1206啮合连接，第二旋转臂1210头部固定布置有弹性三脚架1212，若干弹性三脚架1212头部共同连接有擦拭三角布1213，擦拭三角布1213与监控摄像头7活动接触。与上述其余两个第一旋转臂1207被驱动的原理相同，当内齿环1204转动时，齿键1206挤压第二斜齿轮槽1211槽壁，在斜面挤压作用下，迫使第二旋转臂1210旋转，值得注意的是，第一斜齿轮槽1208的槽径方向与第二斜齿轮槽1211的槽径方向相反，如此，才能与第一旋转臂1207同步对向动作，即三个第一旋转臂1207旋转致使头部聚合或分离时，三个第二旋转臂1210同样发生头部聚合或分离的动作。当三个第一旋转臂1207头部聚合时，如图4所示，为清洁总成12的冲洗状态，有利于喷头1209集中冲洗，当然也有利于擦拭三角布1213收缩聚拢，降低灰尘粘附，经驱动单元11的旋转驱动，水流从侧向冲击在监控摄像头7的表面；当三个第一旋转臂1207头部分离时，如图5所示，为清洁总成12的擦拭状态，此时，分离后的三个第一旋转臂120形成监控摄像头7的插入通道，值得注意的是，外齿环1201的内径大小适配配合监控摄像头7的尺寸，再配合移动单元10的线性移动，可使三个第二旋转臂1210带动展开的擦拭三角布1213与监控摄像头7接触，在布料的弹性作用下，此时擦拭三角布1213能包覆在监控摄像头7的表面，经驱动单元11的旋转驱动，可是擦拭三角布1213在摩擦力作用下对摄像头7的表面进行旋转擦拭，从而去除水渍，保持摄像头7表面的洁净。

本发明实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人驾驶矿车，其特征在于，包括：

车体(1)；

接收天线(2)，布置于所述车体(1)前部一侧；

监控系统(3)，布置于所述车体(1)前部中间；

其中，所述监控系统(3)包括设备安装柜(4)、夹持固定架(5)、摄像头安装座(6)、监控摄像头(7)及清洁机构(8)；所述设备安装柜(4)固定布置于所述车体(1)前部，所述夹持固定架(5)固定布置于所述设备安装柜(4)正面，所述摄像头安装座(6)固定布置于所述夹持固定架(5)内侧，所述监控摄像头(7)固定布置于所述摄像头安装座(6)前端，所述清洁机构(8)旋转布置于所述夹持固定架(5)前端；

其中，所述清洁机构(8)包括旋转连接架(9)、移动单元(10)、驱动单元(11)及清洁总成(12)；所述旋转连接架(9)通过第一电机(13)旋转布置于所述夹持固定架(5)前端，所述移动单元(10)固定布置于所述旋转连接架(9)上，所述驱动单元(11)固定布置于所述移动单元(10)活动端，所述清洁总成(12)旋转布置于所述驱动单元(11)上；

其中，所述清洁总成(12)具有冲洗状态及擦拭状态，致使所述监控摄像头(7)表面经水洗后擦拭干净。

2.如权利要求1所述的无人驾驶矿车，其特征在于，所述摄像头安装座(6)包括固定部(601)及延长部(602)，所述固定部(601)固定布置于所述夹持固定架(5)内侧，所述延长部(602)固定布置于所述固定部(601)正面，所述监控摄像头(7)固定布置于所述延长部(602)前端。

3.如权利要求2所述的无人驾驶矿车，其特征在于，所述监控摄像头(7)为球型摄像头。

4.如权利要求3所述的无人驾驶矿车，其特征在于，所述移动单元(10)为丝杆直线模组，所述驱动单元(11)固定布置于所述移动单元(10)的滑块上。

5.如权利要求4所述的无人驾驶矿车，其特征在于，所述驱动单元(11)包括与所述滑块固定连接的驱动安装座(1101)，所述驱动安装座(1101)上固定布置有第二电机(1102)，所述第二电机(1102)输出端键连接有驱动齿(1103)，所述驱动齿(1103)通过所述驱动安装座(1101)上的通槽与所述清洁总成(12)啮合传动。

6.如权利要求5所述的无人驾驶矿车，其特征在于，所述驱动安装座(1101)包括电机安装部(1104)及滑环支撑部(1105)，所述电机安装部(1104)固定布置于所述滑块上，所述第二电机(1102)固定布置于所述电机安装部(1104)一侧，所述滑环支撑部(1105)固定布置于所述电机安装部(1104)另一侧，所述通槽开设于所述滑环支撑部(1105)与所述电机安装部(1104)连接处；

其中，所述滑环支撑部(1105)上部内缘设有一组限位凸起(1106)。

7.如权利要求6所述的无人驾驶矿车，其特征在于，所述清洁总成(12)包括旋转布置于所述滑环支撑部(1105)上的外齿环(1201)，所述外齿环(1201)靠近外缘的位置开设有一组限位凹槽(1202)，所述限位凹槽(1202)与所述限位凸起(1106)滑动连接，所述外齿环(1201)圆周外壁开设有齿槽(1203)，所述齿槽(1203)与所述驱动齿(1103)啮合连接，所述外齿环(1201)内部旋转布置有内齿环(1204)，所述内齿环(1204)一侧通过导向凸起(1205)与所述外齿环(1201)内壁转动连接，所述内齿环(1204)另一侧呈环形等间距布置有若干齿键(1206)。

8.如权利要求7所述的无人驾驶矿车，其特征在于，所述清洁总成(12)还包括由若干第一旋转臂(1207)组成的冲洗结构；

所述第一旋转臂(1207)根部旋转布置于所述外齿环(1201)内径一侧，且所述第一旋转臂(1207)根部还开设有套装于内齿环(1204)上的第一斜齿轮槽(1208)，所述第一斜齿轮槽(1208)与所述齿键(1206)啮合连接，所述第一旋转臂(1207)头部嵌装有喷头(1209)，所述喷头(1209)喷射方向与所述第一旋转臂(1207)指向具有夹角，其中一个所述第一旋转臂(1207)外侧布置有液压杆(1214)，所述液压杆(1214)一端与外齿环(1201)表面活动销接，所述液压杆(1214)另一端与第一旋转臂(1207)表面活动销接。

9.如权利要求8所述的无人驾驶矿车，其特征在于，所述清洁总成(12)还包括由若干第二旋转臂(1210)组成的擦拭结构；

所述第二旋转臂(1210)根部旋转布置于所述外齿环(1201)内径另一侧，且所述第二旋转臂(1210)根部还开设有套装于内齿环(1204)上的第二斜齿轮槽(1211)，所述第二斜齿轮槽(1211)与所述齿键(1206)啮合连接，所述第二旋转臂(1210)头部固定布置有弹性三脚架(1212)，若干所述弹性三脚架(1212)头部共同连接有擦拭三角布(1213)，所述擦拭三角布(1213)与所述监控摄像头(7)活动接触。

10.如权利要求9所述的无人驾驶矿车，其特征在于，所述第一斜齿轮槽(1208)的槽径方向与所述第二斜齿轮槽(1211)的槽径方向相反。