CN205152832U - 一种示警机器人以及包含该机器人的智能交通示警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种示警机器人以及包含该机器人的智能交通示警系统，示警机器人包括底盘、支撑单元和示警单元，其中：所述底盘包括底板和置于所述底板的框架，所述支撑单元设于所述底板，所述示警单元布置于所述框架和所述支撑单元；所述支撑单元包括依次套接的多级伸缩杆以及所述多级伸缩杆的驱动装置，所述驱动装置实现所述多级伸缩杆的依次伸出或者缩回。智能交通示警系统的终端通过与控制部通讯，完成每个示警机器人的伸出-示警信号-缩回以及多个示警机器人按照设定的方式布置，较之于现有的人工介入的操作方式，安全性和布置效率得以提升。

Description

一种示警机器人以及包含该机器人的智能交通示警系统

技术领域

本实用新型涉及市政与道路交通领域的智能交通标志，具体涉及一种示警机器人以及包含该机器人的智能交通示警系统。

背景技术

随着汽车工业和交通运输的发展，截至2010年，我国的高速公路总长已达7.4万公里，汽车保有量也呈现出绝对的增长趋势。当在人-车-路的协调体系中，为了保证交通的正常运行，车与路任何一方发生意外状况时，都需要及时地布置用于提醒其他车和行人的示警标志。

当发生交通事故或者道路在进行检修作业期间，目前普遍采用示警标志的方式来提示，如：在来车方向的设定距离上围置若干个示警标志，以便车口的其它车辆司机观察到并及时采取动作；

目前的示警标志多采用可折叠的塑料材质三脚架，虽然它材质轻便于步置，但也伴随有以下不足：

材质轻使得三脚架很不坚固，因此三脚架在展开放置时对其进行可靠固定有一定的难度，如在有风的情况下很容易被吹倒甚至吹走。同时在高速公路上布置标志时需人工步行到合适的地方，存在一定的安全隐患；

为了尽可能避免对通过的行车造成危险，一旦出现问题时必须及时放置示警标志，但是在需要布置大量的交通锥的情况下，其收回不仅费时费力，而且也存在安全隐患，而且在其收回过程中对路况也会产生一定的影响。

智能机器人作为一种根据控制指令自动执行相应动作的设备，可以代替人工完成很多较危险的工作，如水下机器人能承受很大的水压，用作高压线巡航的无人飞机，不仅工作更可靠，而且作战更灵活，避免了尤其导致的安全隐患。具体到交通示警用移动装置，现有的研究包括：

发明专利CN102051863A公开了一种交通标志示警桩，通过在示警桩桩体内设置无线接收器和驱动电动机，驱动电动机带动助呛轮，使交通标志示警桩移动。但是，这种交通标志示警桩只能单机手动操作，较之于现有的三角架结构，并没有显现出突破性的优点。

发明专利CN101038023公开了一种可伸缩三级电动缸，伺服电机经皮带和皮带轮带动一端装在轮箱内的第一级丝杆转动，第一级丝杆上装有丝母，端面与第一级内缸筒固定连接，同时第二级丝杆一端与第一级丝母一端固定；第二级丝杆上装有丝母，端面与第二级内缸筒固定连接，同时第三级丝杆一端与第二级丝母一端固定；第三级丝杆上装有丝母，端面与推杆固定；推杆的另一端与耳环连接；拉线式位移传感器的拉线通过丝杆中心孔与耳环固定连接。三级丝杆，可以逐次外伸转动，推动各自的丝母平动。由于三级丝杆开始叠套在一起，从而节省了轴向安装空间。

发明专利CN101763784B发明了一种遥控行走自动交通示警标志，其包括外壳、遥控行走装置、天线、示警标志，示警标志与展开装置相连，展开装置与遥控电路相连，遥控装置与天线相连。该发明可以将示警标志遥控移动到指定位置后，再遥控打开示警标志牌，保证了示警标志在遥控行走过程中的安全稳定，且支撑脚能让示警标志稳定地停止在指定位置，防止不被旁边急驰过的汽车带动的气流刮倒。同样由于这种示警标志也是只适于通过人工手动操作的操作单机使用，并不能实现多个示警装置协同动作，无法实现对一段道路的智能化封闭或隔离。

实用新型内容

鉴于此问题，本实用新型提供一种示警机器人以及包含该机器人的智能交通示警系统，实现多个机器人通过传感器、控制器互相无线通讯，并都接收发自控制终端的指令；多个示警机器人能够在远程控终端指挥下移动，列队，提供声音示警与光示警；也能在在远程控终端指挥下按序列收回，从而实现智能交通控制。

本实用新型采用的技术方案具体为：

一种示警机器人，包括底盘、支撑单元和示警单元，其中：

所述底盘包括底板和置于所述底板的框架，所述支撑单元设于所述底板，所述示警单元布置于所述框架和所述支撑单元；

所述支撑单元包括依次套接的多级伸缩杆以及所述多级伸缩杆的驱动装置，通过所述驱动装置实现所述多级伸缩杆的依次伸出或者缩回。

在上述示警机器人中，所述支撑单元为多级电动缸，所述多级电动缸包括伸缩杆驱动电机和伸缩杆，所述伸缩杆驱动电机设于所述底板的中心，若干级依次套接动作的所述伸缩杆的一端与所述伸缩杆驱动电机相连接，另一端与连接有天线。

在上述示警机器人中，所述框架包括竖底梁、高帮竖梁和横梁，沿示警机器人的前进方向的前后两侧分别固定有横梁，横梁两侧分别设有竖底梁，所述高帮竖梁设于所述竖底梁的上方，所述高帮竖梁的高度不小于第一级伸缩杆的高度。

在上述示警机器人中，所述底板下方还设有移动轮，所述移动轮连接有移动轮驱动装置，所述移动轮驱动装置包括连接板、减速机和直流电机；其中：

所述直流电机与所述减速机的输入轴相连接，所述减速机的输出轴连接至所述移动轮；

所述减速机通过所述连接板与所述底盘相连接。

在上述示警机器人中，所述底板安装移动轮的相应位置的所述高帮竖梁上设有与所述移动轮轮廓相匹配的凹槽，用于多个示警机器人的堆叠放置。

在上述示警机器人中，所述示警单元包括第一示警单元和第二示警单元，其中：

所述第一示警单元设于所述多级伸缩杆的最高点和所述底盘之间，所述第二示警单元设于所述横梁和所述竖底梁；

还包括声音示警装置，所述声音示警装置用于通过音效的方式实现声音示警。

一种包含上述示警机器人的智能交通示警系统，包括控制部、终端以及由若干个所述示警机器人组成的动作单元；其中：

所述控制部包括置于第一控制箱内的大电流控制单元以及置于第二控制箱内的弱电控制单元；其中：

沿示警机器人的前进方向，所述第一控制箱和所述第二控制箱分别设于所述示警机器人的底板后侧和前侧；其中：

所述大电流控制单元包括电机控制器以及包括示警信号控制器；其中：

所述电机控制器用于控制直流电机通过减速机使得移动轮转动，以及用于控制伸缩杆驱动电机使得伸缩杆依次伸出或者缩回；

所述示警信号控制器用于在所述动作单元移动至指定位置后启动示警信号；

所述弱电控制单元包括通讯模块、定位模块和处理器；其中：

所述控制部处理器通过所述通讯模块与所述终端通讯；

所述定位模块用于获得本示警机器人的位置及其与相邻示警机器人的位置关系；

所述控制部还包括测距传感装置，所述测距传感装置设于所述第一控制箱和第二控制箱的外侧；其中：

所述定位用于提供示警机器人相对于地球经纬度的坐标位置；

所述测距传感装置用于测量本示警机器人与相邻的其他示警机器人以及相关的车辆或者路边的间距；

所述终端通过所述控制部与所述定位模块得出的动作单元信息得出动作单元中各示警机器人的布置方式，并发送相应的动作指令至电机控制器，并在各示警机器人到达指定位置后发送相应的示警信号指令至示警信号控制器，以及在使用结束后发送回收指令，使各示警机器人回归指定位置。

在上述智能交通示警系统中，所述通讯模块还与设于所述示警机器人顶部的伸缩杆末端的天线相连接，便于加强系统的通讯能力。

在上述智能交通示警系统中，所述示警信号控制器包括LED示警控制器和声音控制器，所述LED示警控制器与声音控制器分别与所述示警单元相通讯。

本实用新型产生的有益效果是：

本实用新型的示警机器人在集结后运输时可以方便地多层叠放，节省空间，放出后可以通过WIFI、GPS定位系统，通过控制终端进行控制其移动以及队形与位置，在公路上实现某段道路的封闭示警，声音提示与LED闪烁灯光增强了示警效果，提高了道路交通管理的安全性与先进性。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本实用新型。此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型一种示警机器人的结构示意图；

图2为本实用新型一种示警机器人的移动轮驱动系统示意图；

图3为本实用新型一种示警机器人的道路布置示意图。

图中：

1、道路破损点3、正常车道4、道路边缘5、移动轮6、横梁7、第一控制箱8、第一级伸缩杆9、第二级伸缩杆10、第三级伸缩杆11、天线12、第二控制箱13、LED示警灯软带14、底板15、竖底梁16、超声波发生器17、摄像头18、连接板19、减速机20、直流电机24、超声波发生器25、高帮竖梁26、LED示警灯27、伸缩杆驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。

如图1所示的一种示警机器人，底板14的两侧分别固定有竖底梁15，竖底梁15的上方连接有高帮竖梁25，沿示警机器人前进方向的底板14的前后两端都固定安装有横梁6，构成了示警机器人的底盘。

每根竖底梁15的底部两端(即底盘的四角)分别安装有移动轮5，移动轮5连接有作为其动力源的移动轮驱动系统。作为一种优选，在驱动系统的控制下每个移动轮5的运动相对独立，不会发生干涉。

移动轮驱动系统的具体结构如图2所示，包括连接板18、减速机19和直流电机20；其中：

减速机19的输入轴端和直流电机20的轴连接，减速机19的输出轴端连接至移动轮5，当直流电机20旋转时，通过减速机19驱动移动轮5转动并控制其转速、转向以及运动时间，最终根据驱动移动轮5的运动形成示警机器人的运动轨迹。此外，减速机19上安装有L形的连接板18，L形的一端由输出轴端侧的壳体上伸出，另一端沿轴向设于减速机19的柱面，移动轮驱动系统通过连接板18与示警机器人的底盘相连接。

包含上述示警机器人的智能交通示警系统的具体为：

交通示警系统包括有若干个示警机器人组成的动作单元、由控制示警信号显示和示警机器人动作的控制部以及与控制部通讯的终端；具体地：

控制部包括置于第一控制箱7内的大电流控制单元以及置于第二控制箱12内的弱电控制单元；其中：

沿示警机器人的前进方向，第一控制箱7和第二控制箱12分别设于示警机器人的底板14后侧和前侧；其中：

大电流控制单元主要包括供电电源(如电池)、电机控制器以及包括LED示警控制器、声音控制器在内的示警信号控制器等；

弱电控制单元主要包括通讯模块(如Wi-Fi模块)、GPS模块以及处理器等；

在示警机器人在行走过程中，弱电控制单元在底板14前侧、大电流控制单元在底板14后侧的布置方式避免了大功率电子元件可能对弱电检测信号的干扰，很大程度上规避了机器人的误动作可能。

通讯模块与天线11相连接，便于加强系统的远程通讯能力。

底板14的中心安装有主要由伸缩杆驱动电机27、若干级依次套接动作的伸缩杆(本实施例中，优选为三级，即伸缩杆：第(一、二、三)级伸缩杆(8、9、10))以及天线11构成的多级电动缸，处理部的作用下，伸缩杆驱动电机27驱动伸缩杆(8、9、10)依次伸出或者缩回，如：

当伸缩杆驱动电机27正向(或者逆向)旋转时，天线11从第三级伸缩杆10中伸出，第三级伸缩杆10从第二级伸缩杆9中伸出，第二级伸缩杆9从第一级伸缩杆8中伸出；

当伸缩杆驱动电机27逆向(或者正向)旋转时，天线11缩进第三级伸缩杆10中，第三级伸缩杆10缩进第二级伸缩杆9中，第二级伸缩杆9缩进第一级伸缩杆8中。

作为一种优选，高帮竖梁25的高度不小于第一级伸缩杆8的高度，用于保证多级电缸收缩后示警机器人能够多层堆放。

关于示警机器人的示警信号，可以在横梁6与竖底梁15的外侧均安装有LED示警灯26，还可以在与第三级伸缩杆10的顶端与底板14的四角之间撑设LED示警灯软带13，当多级电缸的伸缩杆依次伸出且LED示警灯26和LED示警灯软带13在LED控制器控制下通电时，由于整体呈四棱锥形状，这样一来，无论从哪个方向看，“LED示警灯软带13(腰)和LED示警灯26(底边)”均可以组成传统意义的三角形示警灯。同时，还可以设有在示警机器人的适当位置设有声音示警单元(如喇叭)，通过第一控制箱7内的声音控制器来以音效的方式实现声音示警。

与之前所说的“每个移动轮5的运动相对独立，不会发生干涉”相对应，一种具体的较佳实施例为：四个移动轮5分别关联的四个单直流电机20分别由电子控制元件中相对独立的四个电机控制器分别控制，用于实现对示警机器人的速度与转向的灵活调整。

进一步地，第一控制箱7和第二控制箱12的外侧还可以设有测距传感装置，如：主要由超声波发生器16和超声波接收器24构成的超声波测距传感器，优选地，可以搭配设置摄像头17，通过与终端通讯，通过检测示警机器人的前后的图像信号和与其它物体(正在驶来的车辆或者另一个示警机器人)的距离信号，第二控制箱12内的处理器收到图像信号和距离信号之后，通过通讯模块与匹配的终端(如手机等移动终端)进行通讯，根据终端的反馈，通过图像信号和距离信号得出示警机器人的轨迹以及与轨迹相对应的动作，从而发出相应的指令给伸缩杆驱动电机27，使得伸缩杆驱动电机27驱动作为执行单元的伸缩杆(8、9、10)依次伸出或者缩回，同时，摄像头17的图像信号也可以同时通过终端得以显示。

同时，多个示警机器人通过GPS模块通讯传递当前的位置信息及其与相邻的示警机器人的距离给控制终端，通过终端预设的实现路径规划在道路上分布。

在定位功能的实现过程中，GPS模块主要提供示警机器人相对于地球经纬度的坐标位置，精确度有限；超声波测距传感器则是用于准确测量本机器人与相邻的其他机器人或者相关的车辆和/或路边的间距；通过二者的配合可以最快地实现动作单元的队形排列。

一种具体实施例如图3所示，当某段道路出现道路破损点1需要封闭维修时，维修人员可以通过切换至所需要的终端的设定布置方式，或者通过参数设定形成所需要的布置方式，从而获得各个示警机器人的具体布置位置，控制部的处理器采集当前的示警机器人端的相关信号，根据终端与控制部的通讯，控制部发送相应的指令，使得控制箱(7、12)内的控制多个示警机器人移动到设定的位置，并发出相应的示警信号，实现了对该段道路的封闭；在道路维修工作完成或者事故现场处理结束后，通过终端发送使多个示警机器人返回指定地点(可以预设，也可以通过输入参数设定)的命令，在示警机器人返回后，多级电动缸的伸缩杆驱动电机27控制伸缩杆(10、9、8)依次缩回，使其高度降至最小，便于收到运输车中。此外，在示警机器人的底板14底部安装四个移动轮5的相应位置设置有半径与移动轮5相匹配的四个凹槽(圆弧形)，当多个示警机器人2使用结束后需重叠放置时，上层的示警机器人的移动轮5正好匹配置于下层示警机器人四角的凹槽中，保证了示警机器人在运输过程中堆叠整齐，不易散开。

以上结合附图对本实用新型的实施例进行了详细地说明，此处的附图是用来提供对本实用新型的进一步理解。显然，以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何对本领域的技术人员来说是可轻易想到的、实质上没有脱离本实用新型的变化或替换，也均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种示警机器人，其特征在于，包括底盘、支撑单元和示警单元，其中：

所述底盘包括底板和置于所述底板的框架，所述支撑单元设于所述底板，所述示警单元布置于所述框架和所述支撑单元；

所述支撑单元包括依次套接的多级伸缩杆以及所述多级伸缩杆的驱动装置，通过所述驱动装置实现所述多级伸缩杆的依次伸出或者缩回。

2.根据权利要求1所述的示警机器人，其特征在于，所述支撑单元为多级电动缸，所述多级电动缸包括伸缩杆驱动电机和伸缩杆，所述伸缩杆驱动电机设于所述底板的中心，若干级依次套接动作的所述伸缩杆的一端与所述伸缩杆驱动电机相连接，另一端连接有天线。

3.根据权利要求1所述的示警机器人，其特征在于，所述框架包括竖底梁、高帮竖梁和横梁，沿示警机器人的前进方向的前后两侧分别固定有横梁，横梁两侧分别设有竖底梁，所述高帮竖梁设于所述竖底梁的上方，所述高帮竖梁的高度不小于第一级伸缩杆的高度。

4.根据权利要求3所述的示警机器人，其特征在于，所述底板下方还设有移动轮，所述移动轮连接有移动轮驱动装置，所述移动轮驱动装置包括连接板、减速机和直流电机；其中：

所述直流电机与所述减速机的输入轴相连接，所述减速机的输出轴连接至所述移动轮；

所述减速机通过所述连接板与所述底盘相连接。

5.根据权利要求4所述的示警机器人，其特征在于，所述底板安装移动轮的相应位置的所述高帮竖梁上设有与所述移动轮轮廓相匹配的凹槽，用于多个示警机器人的堆叠放置。

6.根据权利要求3所述的示警机器人，其特征在于，所述示警单元包括第一示警单元和第二示警单元，其中：

所述第一示警单元设于所述多级伸缩杆的最高点和所述底盘之间，所述第二示警单元设于所述横梁和所述竖底梁；

还包括声音示警装置，所述声音示警装置用于通过音效的方式实现示警。

7.一种包含权利要求1～6中任一项所述示警机器人的智能交通示警系统，其特征在于，包括控制部、终端以及由若干个所述示警机器人组成的动作单元；其中：

所述控制部包括置于第一控制箱内的大电流控制单元以及置于第二控制箱内的弱电控制单元；其中：

沿示警机器人的前进方向，所述第一控制箱和所述第二控制箱分别设于所述示警机器人的底板后侧和前侧；其中：

所述大电流控制单元包括电机控制器以及包括示警信号控制器；其中：

所述电机控制器用于控制直流电机通过减速机使得移动轮转动，以及用于控制伸缩杆驱动电机使得伸缩杆依次伸出或者缩回；

所述示警信号控制器用于在所述动作单元移动至指定位置后启动示警信号；

所述弱电控制单元包括通讯模块、定位模块和处理器；其中：

所述控制部处理器通过所述通讯模块与所述终端通讯；

所述定位模块用于获得本示警机器人的位置及其与相邻示警机器人的位置关系；

所述控制部还包括测距传感装置，所述测距传感装置设于所述第一控制箱和第二控制箱的外侧；其中：

所述定位用于提供示警机器人相对于地球经纬度的坐标位置；

所述测距传感装置用于测量本示警机器人与相邻的其他示警机器人以及相关的车辆或者路边的间距；

所述终端通过所述控制部与所述定位模块得出的动作单元信息得出动作单元中各示警机器人的布置方式，并发送相应的动作指令至电机控制器，并在各示警机器人到达指定位置后发送相应的示警信号指令至示警信号控制器，以及在使用结束后发送回收指令，使各示警机器人回归指定位置。

8.根据权利要求7所述的智能交通示警系统，其特征在于，所述通讯模块还与设于所述示警机器人顶部的伸缩杆末端的天线相连接，便于加强系统的通讯能力。

9.根据权利要求7所述的智能交通示警系统，其特征在于，所述示警信号控制器包括LED示警控制器和声音控制器，所述LED示警控制器与声音控制器分别与所述示警单元相通讯。