CN203543783U - 一种车辆激光导航设备及工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆激光导航设备及工程机械，该设备包括：激光灯，用于放射激光束；以及角度调整装置，连接至所述激光灯，用于调整所述激光束的放射角度。本实用新型通过在车辆的合适位置设置激光灯及可以调整该激光灯放射的激光束的投影位置的角度调整装置，能够很好地控制车辆与参照物的距离，并且在调整过程中不受参照物形状的限制。

Description

一种车辆激光导航设备及工程机械

技术领域

本实用新型涉及车辆激光导航技术，具体地，涉及一种车辆激光导航设备及工程机械。

背景技术

环卫车辆是城市清洁中广泛使用的一种专用车辆。在环卫车辆作业时，专用车辆常需要与参照物之间保持合适的距离。例如，扫路车、清洗车、洒水车需要与路缘保持合适的距离，护拦清洗车需要与护拦保持合适的距离，洗墙车需要与墙面保持合适的距离，等等。保持合适的距离是环卫车辆作业过程中驾驶人员的关键工作，因为距离太远将不能达到清洁效果，距离太近将造成清洁装置或清洁物被损坏。随着城市化发展，低速作业的环卫车辆可能造成道路的拥堵，因而有提高作业速度的需求，仅仅依赖驾驶员合理驾驶车辆变得更加困难。

目前大部分环卫车辆而言，驾驶员仅依赖后视镜或安装在驾驶室仪表台上显示器内的侧向摄像画面来观察车辆侧面与参照物的距离，通过操纵方向盘来控制车辆侧面与参照物的距离。对车辆与参照物之间的距离的观察仅依赖驾驶员的感觉，因而，驾驶员在操作环卫车辆时，难以精确控制车辆与参照物之间的距离。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种车辆激光导航设备及工程机械，用于解决控制车辆与参照物的距离的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种车辆激光导航设备，该设备包括：激光灯，用于放射激光束；以及角度调整装置，连接至所述激光灯，用于调整所述激光束的放射角度。

优选地，该设备还包括：控制器，与所述激光灯和所述角度调整装置连接，通过控制所述角度调整装置来确定所述激光束的投影位置以及控制所述激光灯的开启和关闭。

优选地，所述角度调整装置包括：第一维度调整装置，连接至所述激光灯，用于在第一维度上调整所述激光束的放射角度。

优选地，所述第一维度调整装置包括：旋转电机，固定在第一基座上，用于在第一维度上调整所述激光束的放射角度；其中，所述激光灯通过第一夹具与所述旋转电机连接，所述控制器通过控制所述旋转电机来确定所述激光束的投影位置。

优选地，所述角度调整装置包括：第二维度调整装置，连接至所述激光灯，用于在第二维度上调整所述激光束的放射角度。

优选地，所述第二维度调整装置包括：俯仰电机，固定在第二基座上，用于在第二维度上调整所述激光束的放射角度；其中，所述激光灯通过第二夹具与所述俯仰电机连接，所述控制器通过控制所述俯仰电机来确定所述激光束的投影位置。

优选地，该设备还包括：激光灯开关，与所述控制器连接；其中，所述控制器还与所述激光灯连接，所述控制器通过所述激光灯开关输出的指令来控制所述激光灯的开启和关闭。

优选地，所述第一维度调整装置还包括：第一维度调整开关，与所述控制器连接；其中，所述控制器通过所述第一维度调整开关输出的指令来调整所述激光束的放射角度。

优选地，所述第二维度调整装置还包括：第二维度调整开关，与所述控制器连接；其中，所述控制器通过所述第二维度调整开关输出的指令来调整所述激光束的放射角度。

优选地，所述激光灯为激光笔，该激光笔通过笔夹具固定在所述角度调整装置上。

相应地，本实用新型还提供了一种工程机械，该工程机械包括以上所述的设备。

通过上述技术方案，本实用新型通过在车辆的合适位置设置激光灯及可以调整该激光灯放射的激光束的投影位置的角度调整装置，能够很好地控制车辆与参照物的距离，并且在调整过程中不受参照物形状的限制。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型提供的车辆激光导航设备的结构框图；

图2是本实用新型提供的采用图1所示的车辆激光导航设备的导航原理示意图；

图3是本实用新型提供的车辆激光导航设备的结构框图；

图4是本实用新型提供的车辆激光导航设备的结构示意图；以及

图5是本实用新型提供的采用本实用新型提供的车辆激光导航设备进行激光导航的方法流程图。

附图标记说明

10激光灯                   20角度调整装置

30控制器                   201第一维度调整装置

202第二维度调整装置        2011旋转电机

2012第一基座               2013第一夹具

2021俯仰电机               2022第二基座

2023第二夹具

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图1是本实用新型提供的车辆激光导航设备的结构框图，如图1所示，该设备包括激光灯10和角度调整装置20。激光灯10用于放射激光束，角度调整装置20连接至激光灯10，用于调整激光灯10发出的激光束的放射角度。

调整激光灯10发出的激光束的放射角度的过程可以通过手动完成，也可以通过控制器自动完成。由图1可以看出，车辆激光导航设备还可以包括控制器30，该控制器30与激光灯10角度调整装置20连接，以通过控制该角度调整装置20来确定激光灯10放射的激光束的投影位置，并且该控制器30还可以控制激光灯10的开启和关闭。

该激光导航设备可以设置在车辆（环卫车辆）的前方、或其他适当的位置，例如，车辆顶部等，只要激光灯10放射出的激光束能够投射到驾驶员能够看到的位置。

一般情况下，车辆的驾驶员能够找到车辆旁边的路缘、路边、护栏的顶部或底部边缘、墙角边或车道线等作为参照物。这些参照物相对于车辆来说可以近似为直线。在需要使用本实用新型提供的车辆激光导航设备的情况下，驾驶员可以将车辆驾驶到最佳的工作距离，再将车辆调整为与参照物平行，然后开启车辆上的激光灯10。驾驶员可以通过角度调整装置20来调整激光灯10放射出的激光束的放射角度，以使激光束投影到合适的位置，即激光束投射形成的光斑与参照物重合。驾驶员在驾驶车辆的过程中，操作车辆的方向盘以使该光斑始终与参照物重合，以保证车辆与参照物的距离保持不变，即保持工作距离不变。

图2是本实用新型提供的采用图1所示的车辆激光导航设备的导航原理示意图，如图2所示，假定车辆40与参照物50平行，A点为激光灯10放射出激光束的点，B点为地面上的点，A点和B点形成的直线垂直于地面，C点和D点为参照物50上的点，D点为激光灯10放射出的激光束投射到参照物50上的点，假定B点和C点在同一水平面上，B点和C点形成的直线垂直于参照物50。由图可以看出，三角形ABC所在的平面垂直于车辆40的侧平面，BC为车辆40与参照物50的距离。车辆40的侧平面与参照物50平行，若激光束的方向不变，则三角形ABD的形状保持不变，三角形ABC所在的平面与三角形ABD所在的平面之间的平面夹角θ保持不变，即∠CBD保持不变，这里BC=BD*COSθ。只要在车辆40行进过程中，D点始终与参照物50重合，那么车辆40将始终平行于参照物50行进，这样也就保证了车辆40始终以与参照物50之间的固定距离BC行进。

图3是本实用新型提供的车辆激光导航设备的结构框图，如图3所示，在图1中示出的角度调整装置20可以包括第一维度调整装置201和/或第二维度调整装置202。第一维度调整装置201连接至激光灯10，可以用于在第一维度上调整激光灯10放射出的激光束的放射角度。第二维度调整装置202也可以连接至激光灯10，可以用于在第二维度上调整激光灯10放射出的激光束的放射角度。若角度调整装置20仅包括一个维度调整装置，则只能在一个维度上调整激光灯10的放射角度，即左右或上下一个维度。若角度调整装置20包括两个维度调整装置，则可以在两个维度上调整激光灯10的放射角度，即左右和上下两个维度。

第一维度调整装置201可以包括旋转电机，该旋转电机固定在第一基座上，用于在第一维度上调整激光束的放射角度。其中，激光灯10可以通过第一夹具与旋转电机连接，控制器30通过控制旋转电机的运作来调整激光灯10的放射角度，以确定激光束的投影位置，即使得激光束投影得到的点与参照物50重合。

第二维度调整装置202可以包括俯仰电机，该俯仰电机固定在第二基座上，用于在第二维度上调整激光束的放射角度。其中，激光灯10可以通过第二夹具与俯仰电机连接，控制器30通过控制俯仰电机的运作来调整激光灯10的放射角度，以确定激光束的投影位置，即使得激光束投影得到的点与参照物50重合。

本领域技术人员可以理解，可以将第一维度调整装置201与第二维度调整装置202结合起来，以实现在旋转电机和俯仰电机二者的共同作用下调整激光灯10。

其中，角度调整装置20可以通过电机来实现，具体实施方式参照图4进行描述。当然，本领域技术人员应当理解，本实用新型不限于此，角度调整装置20可以是纯机械的万向装置，也可以是其他形式的万向电动调节装置。

本实用新型提供的设备还可以包括激光灯开关（图中未示出），该激光灯开关与控制器30连接，以使得控制器30可以通过激光灯开关输出的信号来控制激光灯10的开启和关闭。

第一维度调整装置201还可以包括第一维度调整开关（图中未示出），该第一维度调整开关与控制器30连接，以使得控制器30可以通过第一维度调整开关输出的信号来在第一维度上调整激光束的放射角度。具体来说，在需要在第一维度上对激光束的放射角度进行调整的情况下，操作人员可通过操作第一维度调整开关输出相应的信号，控制器30根据该信号将对激光束的放射角度进行调整。

类似地，第二维度调整装置202还可以包括第二维度调整开关（图中未示出），该第二维度调整开关也与控制器30连接。该第二维度调整开关的原理与第一维度调整开关类似，于此不予赘述。

图4是本实用新型提供的车辆激光导航设备的结构示意图，如图4所示，该设备通过旋转电机2011的旋转可以使激光灯10在图4中所示的左右方向上进行调整，通过俯仰电机2021的旋转可以使激光灯10在图4中所示的上下方向上进行调整。

其中，第一基座2012可以固定在车辆40上适当的位置，旋转电机2011与第一夹具一起固定在该第一基座2012上，第二基座2022通过第一夹具2013安装至第一基座2012。然后，俯仰电机2021与第二夹具2023一起固定在第二基座2022上，然后，激光灯10固定至第二夹具2023。具体来说，第一夹具2013为空心圆柱体，旋转电机2011的电机轴穿过第一基座2012并延伸出来，接着插入第一夹具2013中。为了使旋转电机2011与第一夹具2013固定在一起，可以在旋转电机2011的电机轴插入第一夹具2013之后，用一根螺丝顺序穿过第一夹具2013的一侧、旋转电机2011的电机轴和第一夹具2013的另一侧。第一夹具2013可以与第二基座2022焊接连接。第二夹具2023为两个空心圆柱体的结合（例如，可以为+型或L型），俯仰电机2021的电机轴穿过第二基座2022并延伸出来，接着插入第二夹具2023中。为了使俯仰电机2021与第二夹具2023固定在一起，可以在俯仰电机2021的电机轴插入第二夹具2023之后，用一根螺丝顺序穿过第二夹具2023的一侧、俯仰电机2021的电机轴和第二夹具2023的另一侧。激光灯10与第二夹具2023的固定方式与将俯仰电机2021与第二夹具2023固定在一起的方式类似，于此不予赘述。

为了便于安装利用，激光灯10可以采用便携式的激光笔10，该激光笔10可以通过笔夹具固定在角度调整装置20上。在图4所示的实施方式中，第一夹具2013为旋转夹具，第二夹具2023为俯仰及笔夹具2023。

于此，第一维度调整开关可以为左右旋转开关，第二维度调整开关可以为上下俯仰开关。其中，左右旋转开关用于控制旋转电机的向左旋转和向右旋转，上下俯仰开关用于控制俯仰电机的向上旋转和向下旋转。

激光灯开关、第一维度调整开关和第二维度调整开关可以设置在驾驶室中，以便于驾驶员在需要时进行操作。

图5是本实用新型提供的采用本实用新型提供的车辆激光导航设备进行激光导航的方法流程图，如图5所示，在需要采用本实用新型提供的车辆激光导航设备的情况下，驾驶员首先找到近似直线的参照物50，并使车辆平行于参照物50。然后，驾驶员判断是否车辆40与参照物50之间的距离合适，若合适，则开启激光灯10，若不合适，则继续调整车辆40，直至车辆40与参照物50之间的距离合适。

在开启激光灯10之后，驾驶员判断激光灯10放射出的激光束是否投射在参照物50上，若是，则启动车辆40并使车辆40平行于参照物50行驶，若否，则通过控制器30调整激光束的方向直至激光束投射在参照物50上。

在车辆40行驶过程中，应始终保持激光束投射在参照物50上，若否，则驾驶员应通过调整车辆40的行驶方向直至激光束投射在参照物50上，也就是说，驾驶员应始终保持激光束投射在参照物50上，直至导航结束。

相应地，本实用新型还提供了一种工程机械，该工程机械包括本实用新型提供的车辆激光导航设备。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

通过本实用新型提供的技术方案，可以降低驾驶员的劳动强度，既能确保车辆40作业的准确度，又能提高车辆40作业的效率，还能同时保证驾驶员安全行驶。本实用新型提供的设备受参照物的形状限制较小，通用性强，并且结构简单、安装方便、操作容易。本实用新型提供的设备可以在洒水车、扫路车、清洗车、洗扫车、洗墙车、护栏清洗车等环卫车辆上广泛应用，具有简单、实用、成本低等优点。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (11)

1.一种车辆激光导航设备，其特征在于，该设备包括：

激光灯，用于放射激光束；以及

角度调整装置，连接至所述激光灯，用于调整所述激光束的放射角度。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括：

控制器，与所述激光灯和所述角度调整装置连接，通过控制所述角度调整装置来确定所述激光束的投影位置以及控制所述激光灯的开启和关闭。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，该设备还包括：

激光灯开关，与所述控制器连接；

其中，所述控制器通过所述激光灯开关输出的指令来控制所述激光灯的开启和关闭。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述角度调整装置包括：

第一维度调整装置，连接至所述激光灯，用于在第一维度上调整所述激光束的放射角度。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第一维度调整装置还包括：

第一维度调整开关，与所述控制器连接；

其中，所述控制器通过所述第一维度调整开关输出的指令来在第一维度上调整所述激光束的放射角度。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述第一维度调整装置包括：

旋转电机，固定在第一基座上，用于在第一维度上调整所述激光束的放射角度；

其中，所述激光灯通过第一夹具与所述旋转电机连接，所述控制器通过控制所述旋转电机来确定所述激光束的投影位置。

7.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述角度调整装置还包括：

第二维度调整装置，连接至所述激光灯，用于在第二维度上调整所述激光束的放射角度。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第二维度调整装置还包括：

第二维度调整开关，与所述控制器连接；

其中，所述控制器通过所述第二维度调整开关输出的指令来在第二维度上调整所述激光束的放射角度。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第二维度调整装置包括：

俯仰电机，固定在第二基座上，用于在第二维度上调整所述激光束的放射角度；

其中，所述激光灯通过第二夹具与所述俯仰电机连接，所述控制器通过控制所述俯仰电机来确定所述激光束的投影位置。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述激光灯为激光笔，该激光笔通过笔夹具固定在所述角度调整装置上。

11.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括权利要求1-10中任一项权利要求所述的设备。

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