一种自动化路锥收放系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动化路锥收放系统，它包括路锥位置分析模块、运动控制模块、拾取机构、堆垛机构、中转机构和车载电源模块；路锥位置分析模块、运动控制模块和车载电源均设置在厢体内，通过数据线互相连接；运动控制模块通过数据线分别与拾取机构、堆垛机构和中转机构相连接。本发明专利技术采用机器视觉自动识别分析，由拾取夹爪和堆垛夹爪根据位置分析模块分析的准确位置和角度，自适应的抓取和摆正路锥，解决了国内外同类系统无法回收不规则倒放路锥的问题，并且此过程全自动完成，无需任何人工干预，既实现了自动收发路锥的功能，大大降低整个系统的造价成本，适合高速公路维护部门快速回收投资成本，具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种路锥收放系统，尤其涉及一种自动摆放和回收路锥的自动化路锥收放系统。
技术介绍
随着中国的社会经济发展和人们的安全意识的提升，交通设备现代化、智能化显得更为紧迫和重要。近年来，我国在轨道交通、城市公交、高速智能监控等领域获得了长足的发展，取得了举世瞩目的成就。但一些交通的维护和支持系统中，仍在沿用几十年历史的老旧系统，比如高速公路的警示路锥收放系统，仍采用人工操作的方式，由人在高速公路上摆放和收纳警示路锥，这种传统方法一方面由于高速行驶的汽车对路上作业的工人造成潜在的危险，工人操作时心理压力大，劳动强度高；另一方面，载有路锥的车辆需走走停停收发路锥，不能持续操作，作业的效率很低。目前，国外有专用的智能化路锥收发车辆，造价达数百万元人民币，并且无法回收路面上因车辆碰撞或强风吹倒的不规则倒放的路锥。另外国内也有厂家尝试过半自动化的路锥收放装置，驾驶室由一名工人驾驶车辆，在路锥放置车厢，还有一名工人负责路锥的接收、放置和堆垛。因车厢不是全封闭设计，作业环境恶劣，劳动强度很大，且对于路面上不规则倒放的路锥也无法回收，需经常停车由人工拾取倒放的路锥，存在卡机和人工干预的事故风险，因而也难于获得大范围的推广应用。鉴于以上情况，目前市场上亟需一种能够自动投放路锥和回收路锥的智能化系统，既要能回收不规则倒放的路锥，又需要造价较低，适合在我国推广使用。
技术实现思路
为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种自动化路锥收放系统。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种自动化路锥收放系统，它包括路锥位置分析模块、运动控制模块、拾取机构、堆垛机构、中转机构和车载电源模块；拾取机构包括拾取前后运动滑台、拾取左右运动滑台、拾取上下运动滑台和旋转机构；拾取前后运动滑台分为拾取前运动滑台和拾取后运动滑台；拾取前运动滑台和拾取后运动滑台水平安装在车厢左右两侧的同一水平位置；拾取左右运动滑台活动连接在拾取前运动滑台和拾取后运动滑台上；拾取上下运动滑台活动连接在拾取左右运动滑台上；旋转机构设置在拾取上下运动滑台的下端，旋转机构的下端连接有一个拾取夹爪；拾取前后运动滑台、拾取左右运动滑台、拾取上下运动滑台和旋转机构上均设置有电机；堆垛机构包括堆垛前后运动滑台、堆垛左右运动滑台、堆垛上下运动滑台和堆垛夹爪，堆垛前后运动滑台分为堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台；堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台水平安装在车厢左右两侧的同一水平位置；堆垛左右运动滑台活动连接在堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台上；堆垛上下运动滑台活动连接在堆垛左右运动滑台上；堆垛夹爪设置在堆垛上下运动滑台的下端；堆垛前后运动滑台、堆垛左右运动滑台、堆垛上下运动滑台上均设置有电机；中转机构位于拾取机构和堆垛机构的中间，包括驱动装置旋转轴；旋转轴上安装有路锥导向架；路锥位置分析模块、运动控制模块和车载电源均设置在厢体内，通过数据线互相连接；运动控制模块通过数据线分别与拾取机构、堆垛机构和中转机构相连接。路锥位置分析模块包括多个摄像机和一个工控机；工控机通过数据线与摄像机连接；运动控制模块包括运动控制器、显示屏、电机驱动器和测速传感器；运动控制器通过数据线分别与显示屏、电机驱动器和测速传感器相连接；电机驱动器通过数据线分别与拾取机构、堆垛机构的电机和中转机构的驱动装置相连接；车载电源模块包括通过数据线连接的车载发电机、稳压器和开关保护器。拾取左右运动滑台和堆垛左右运动滑台的两端均各装置有一个导滑连接件，拾取左右运动滑台和堆垛左右运动滑台均通过两端的导滑连接件分别与拾取前后运动滑台和堆垛前后运动滑台活动连接。拾取左右运动滑台上和堆垛左右运动滑台上均设置有一个滑块；拾取上下运动滑台和堆垛上下运动滑台均通过滑块分别与拾取左右运动滑台和堆垛左右运动滑台活动连接。堆垛夹爪的下端为伞骨结构，合拢时为一竖条状，张开时为圆锥形状。拾取夹爪包括拾取外夹爪和拾取内夹爪；拾取内夹爪两根抓手的下端均向外弯曲，安装在拾取外夹爪两个抓手之间。本专利技术采用机器视觉自动识别分析，由拾取夹爪和堆垛夹爪根据位置分析模块分析的准确位置和角度，自适应的抓取和摆正路锥，解决了国内外同类系统无法回收不规则倒放路锥的问题，并且此过程全自动完成，无需任何人工干预，提升效率的同时保证了工人的人身安全。相对国内的半自动的系统，本专利技术存储路锥的车厢由堆垛机械手和拾取机械手协同作业，不需要人工的任何干预和现场监视，节省人力的同时降低了事故风险；相对于国外同类系统，本专利技术的技术方案在现有车辆基础上进行自动化改造，利用现有车辆上加装路锥收发系统，在实现国外同类产品功能的同时，大大降低整个系统的造价成本，适合高速公路维护部门快速回收投资成本，具有良好的经济效益。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术的拾取机构、中转机构和堆垛机构在车厢内部的结构连接示意图。图2为本专利技术拾取夹爪的结构示意图。图3为图2的侧面视图。图4为本专利技术堆垛夹爪抓取路锥的放大结构示意图。图5为本专利技术路锥导向架的结构示意图。图6为本专利技术运动控制模块的结构示意图。图7为本专利技术位置分析模块的结构示意图。图8为本专利技术运动滑台的另一种安装结构示意图图9为本专利技术路锥收放的工作原理框图。图10为本专利技术进行路锥回收的流程框图。图11为本专利技术进行路锥下放的流程框图。图中：1、拾取前后运动滑台；2、拾取左右运动滑台；3、拾取上下运动滑台；4、旋转机构；5、拾取夹爪；6、堆垛前后运动滑台；7、堆垛左右运动滑台；8、堆垛上下运动滑台；9、堆垛夹爪；10、路锥导向架；11、摄像机；12、工控机；13、运动控制器；14、显示屏；15、电机驱动器；16、测速传感器；17、电机；18、导滑连接件；19、滑块；20、支撑杆；21、拾取外夹爪；22、拾取内夹爪。具体实施方式如图1～图8所示，本专利技术包括路锥位置分析模块、运动控制模块、拾取机构、堆垛机构、中转机构和车载电源模块；拾取机构包括拾取前后运动滑台1、拾取左右运动滑台2、拾取上下运动滑台3和旋转机构4；拾取前后运动滑台1分为拾取前运动滑台和拾取后运动滑台；拾取前运动滑台和拾取后运动滑台水平安装在车厢左右两侧的同一水平位置；拾取左右运动滑台2活动连接在拾取前运动滑台和拾取后运动滑台上；拾取上下运动滑台3活动连接在拾取左右运动滑台2上；旋转机构4设置在拾取上下运动滑台3的下端；旋转机构4的下端连接有一个拾取夹爪5；拾取前后运动滑台1、拾取左右运动滑台2、拾取上下运动滑台3和旋转机构4上均设置有电机17；运动控制模块可以通过电机驱动装置16控制拾取机构的前后运动滑台1、拾取左右运动滑台2和拾取上下运动滑台3上的电机的旋转速度、方向、延续时长，达到控制拾取夹爪5的张开和闭合，以夹取路锥的底部边缘。整个拾取机构有前后、左右、上下及夹爪旋转、夹爪开合五个自由度，可以实现路锥的夹取、旋转摆正和三维空间内的移动运输。堆垛机构包括堆垛前后运动滑台6、堆垛左右运动滑台7、堆垛上下运动滑台8和堆垛夹爪9；堆垛前后运动滑台6分为堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台；堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台水平安装在车厢左右两侧的同一水平位置；堆垛左右运动滑台7活动连接在堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动化路锥收放系统，其特征在于：它包括路锥位置分析模块、运动控制模块、拾取机构、堆垛机构、中转机构和车载电源模块；所述拾取机构包括拾取前后运动滑台(1)、拾取左右运动滑台(2)、拾取上下运动滑台(3)和旋转机构(4)；所述拾取前后运动滑台(1)分为拾取前运动滑台和拾取后运动滑台；所述拾取前运动滑台和拾取后运动滑台水平安装在车厢左右两侧的同一水平位置；所述拾取左右运动滑台(2)活动连接在拾取前运动滑台和拾取后运动滑台上；所述拾取上下运动滑台(3)活动连接在拾取左右运动滑台上(2)；所述旋转机构(4)设置在拾取上下运动滑台(3)的下端，旋转机构(4)的下端连接有一个拾取夹爪(5)；所述拾取前后运动滑台(1)、拾取左右运动滑台(2)、拾取上下运动滑台(3)和旋转机构(4)上均设置有电机(17)；所述堆垛机构包括堆垛前后运动滑台(6)、堆垛左右运动滑台(7)、堆垛上下运动滑台(8)和堆垛夹爪(9)，所述堆垛前后运动滑台(6)分为堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台；所述堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台水平安装在车厢左右两侧的同一水平位置；所述堆垛左右运动滑台(7)活动连接在堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台上；所述堆垛上下运动滑台(8)活动连接在堆垛左右运动滑台(7)上；堆垛夹爪(9)设置在堆垛上下运动滑台的下端；所述堆垛前后运动滑台(6)、堆垛左右运动滑台(7)、堆垛上下运动滑台(8)上均设置有电机(17)；所述中转机构位于拾取机构和堆垛机构的中间，包括驱动装置和旋转轴；所述旋转轴上安装有路锥导向架(10)；所述路锥位置分析模块、运动控制模块和车载电源均设置在厢体内，通过数据线互相连接；所述运动控制模块通过数据线分别与拾取机构、堆垛机构和中转机构相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种自动化路锥收放系统，其特征在于：它包括路锥位置分析模块、运动控制模块、拾取机构、堆垛机构、中转机构和车载电源模块；所述拾取机构包括拾取前后运动滑台(1)、拾取左右运动滑台(2)、拾取上下运动滑台(3)和旋转机构(4)；所述拾取前后运动滑台(1)分为拾取前运动滑台和拾取后运动滑台；所述拾取前运动滑台和拾取后运动滑台水平安装在车厢左右两侧的同一水平位置；所述拾取左右运动滑台(2)活动连接在拾取前运动滑台和拾取后运动滑台上；所述拾取上下运动滑台(3)活动连接在拾取左右运动滑台上(2)；所述旋转机构(4)设置在拾取上下运动滑台(3)的下端，旋转机构(4)的下端连接有一个拾取夹爪(5)；所述拾取前后运动滑台(1)、拾取左右运动滑台(2)、拾取上下运动滑台(3)和旋转机构(4)上均设置有电机(17)；所述堆垛机构包括堆垛前后运动滑台(6)、堆垛左右运动滑台(7)、堆垛上下运动滑台(8)和堆垛夹爪(9)，所述堆垛前后运动滑台(6)分为堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台；所述堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台水平安装在车厢左右两侧的同一水平位置；所述堆垛左右运动滑台(7)活动连接在堆垛前运动滑台和堆垛后运动滑台上；所述堆垛上下运动滑台(8)活动连接在堆垛左右运动滑台(7)上；堆垛夹爪(9)设置在堆垛上下运动滑台的下端；所述堆垛前后运动滑台(6)、堆垛左右运动滑台(7)、堆垛上下运动滑台(8)上均设置有电机(17)；所述中转机构位于拾取机构和堆垛机构的中间，包括驱动装置和旋转轴；所述旋转轴上安装有路锥导向架(10)；所述路锥位置分析模块、运动控制模块和车载电源均设置在厢体内，通过数据线互相连接；所述运动控制模块通过数据线分别与拾取机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊锋，谢代锋，江乐，张龙，汤爱明，
申请(专利权)人：武汉陆七智能交通设备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42