本發(fā)明公開了一種新型交通錐回收機(jī)器人，屬于工程設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著高速公路流量的快速增長，交通錐回收釀成的事故也在急劇增加。路政人員在交通錐回收過程中面臨著高速公路車流流量大，流速快的風(fēng)險(xiǎn)，從而造成交通錐回收危險(xiǎn)性大。目前，國內(nèi)外人士為解決這一難題提供了多種解決措施。但總體而言，已有的交通錐回收裝置仍然存在以下不足：

一是回收動作復(fù)雜，加大了控制難度，提高了生產(chǎn)成本，對精度穩(wěn)定性要求高，與實(shí)際工況不符；

二是未能實(shí)現(xiàn)自動化，交通錐的回收過程仍然需要人為參與，并未實(shí)際解決人員在回收過程中面臨的危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種新型交通錐回收機(jī)器人，可完成交通錐自動檢測與回收。

所述的交通錐回收機(jī)器人包括：移動小車平臺、驅(qū)動電機(jī)、聯(lián)軸器、帶輪減速裝置、手爪機(jī)構(gòu)、位置檢測裝置、視覺捕捉處理模塊、交通錐回收裝置、改裝交通錐；

移動小車平臺上搭載微處理器控制器，根據(jù)視覺捕捉與處理模塊輸入的信號，利用輪轂電機(jī)驅(qū)動器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)平臺的移動；

驅(qū)動電機(jī)通過聯(lián)軸器連接帶輪減速裝置的驅(qū)動軸；

帶輪減速裝置采用平鍵連接的方式與小帶輪連接，借助摩擦帶實(shí)現(xiàn)小帶輪與大帶輪間的動力傳遞；手爪機(jī)構(gòu)通過回轉(zhuǎn)輔助裝置與大帶輪連接，回轉(zhuǎn)輔助機(jī)構(gòu)通過螺母禁錮于手爪臂外殼；

手爪臂通過杠桿運(yùn)動完成手爪的抓合動作，并通過銷連接與手爪殼體連接；手爪臂的杠桿運(yùn)動通過楔形塊的楔面實(shí)現(xiàn)，手爪臂末端緊貼于楔形塊的楔面，使得楔形塊做直線運(yùn)動時，帶動手爪臂做抓合動作；手爪臂的回復(fù)能量由彈簧拉伸產(chǎn)生的彈性勢能提供；楔形塊的直線運(yùn)動通過電磁鐵的吸合實(shí)現(xiàn)；

位置檢測裝置包括巨磁阻抗傳感器和交通錐改裝部分，采用巨磁阻抗傳感器傳感器有利于增強(qiáng)檢測系統(tǒng)此靈敏度，改裝交通錐使其攜帶永磁體則可增強(qiáng)檢測系統(tǒng)輸入信號強(qiáng)度；

視覺捕捉與處理模塊將攝像頭攝取的照片依次進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換以實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)，利用邊緣檢測方法完成圖像分割，采用統(tǒng)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)圖像識別；

交通錐回收裝置為一個焊接三角支撐鐵圈。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、合理，操作方便，通過單自由度回收動作，完成交通錐的回收。

本發(fā)明采用電磁鐵開關(guān)量二值信號控制完成手爪的抓合。手爪臂抓合利用杠桿原理，以手爪臂與手爪殼體的連接處為支點(diǎn)，手爪臂為杠桿，當(dāng)楔形塊直線往復(fù)運(yùn)動時，帶動手爪臂繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動，完成抓合。

本發(fā)明采用視覺捕捉與處理模塊，完成對交通錐的識別，利用相應(yīng)軌跡規(guī)劃算法控制移動小車平臺的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了路障回收的自動化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整車裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的工作狀態(tài)圖。

圖3為本發(fā)明的手爪外部裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的手爪內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(視角1)。

圖5為本發(fā)明的手爪內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(視角2)。

圖6為本發(fā)明的移動小車平臺結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明的減速裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明的改裝路錐結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為交通錐回收流程圖。

其中：1、移動小車平臺；101、電控柜；102、通線口；103、載物平臺；104、驅(qū)動輪；105、導(dǎo)向輪；2、驅(qū)動電機(jī)；3聯(lián)軸器；4、帶輪減速裝置；401、大帶輪；402、摩擦帶；403、小帶輪；404、驅(qū)動軸；405、軸左支承件；406、軸連接輔助件；5、手爪機(jī)構(gòu)；501、手爪臂；502、銷釘；503、手爪臂套筒(帶直線導(dǎo)軌)；504、回轉(zhuǎn)輔助裝置；505、連接體；506、手爪支承件；507、螺栓；508、楔形塊機(jī)構(gòu)509、緊定螺母；510、框型電磁鐵；511、復(fù)位彈簧；6位置檢測裝置；7視覺捕捉與處理模塊；8、交通錐回收裝置；9、改裝交通錐；901、永磁體套圈；902、交通錐主體。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明的交通錐回收機(jī)器人可包括：移動小車平臺1、驅(qū)動電機(jī)2、聯(lián)軸器3、帶輪減速裝置4、手爪機(jī)構(gòu)5、位置檢測裝置6、視覺捕捉與處理模塊7、交通錐回收裝置8、改裝交通錐9。

移動小車平臺1上通過螺釘連接搭載的視覺捕捉裝置7，將視覺捕捉裝置放置于小車頂部有利于對交通錐對象的搜尋；移動小車平臺上通過螺釘連接搭載的位置檢測裝置6，將位置檢測裝置置于交通錐回收裝置正前方，有利于其對磁場強(qiáng)度的感知；移動小車平臺1上通過螺釘與軸連接輔助件406連接；移動小車平臺1通過螺釘與軸左支承件405與軸連接輔助件406連接；移動小車平臺通過焊接方式與交通錐回收裝置8連接。

如圖3、4、5所示，手爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)為：手爪臂501通過銷釘502與手爪臂套筒503連接；回轉(zhuǎn)輔助件504與手爪臂套筒通過緊定螺母509連接；楔形塊機(jī)構(gòu)508用過手爪臂套筒503上的直線導(dǎo)軌與其連接；彈簧511通過勾連方式與手爪臂501相連；回轉(zhuǎn)輔助裝置509采用螺栓507與連接體505連接；框型電磁鐵510通過粘性體固結(jié)在手爪臂套筒503上；手爪支承件506通過螺釘連接與移動小車平臺連接。

如圖6所示，移動小車平臺結(jié)構(gòu)為：電氣控制柜101通過通線口102完成與頂層視覺處理模塊7與底層驅(qū)動輪104的連接；導(dǎo)向輪105通過銷連接與載物平臺103連接。

如圖7所示，帶輪減速裝置結(jié)構(gòu)為：大帶輪401通過平鍵連接與連接體505連接；小帶輪403通過平鍵連接與驅(qū)動軸404連接；大帶輪401與小帶輪403通過摩擦帶402連接；驅(qū)動軸404通過左支承件405與軸連接輔助件406固定；軸左支承件405與軸連接輔助件406通過螺釘連接與載物平臺103連接；驅(qū)動電機(jī)2通過螺釘連接與軸連接輔助件406上；驅(qū)動電機(jī)2與驅(qū)動軸404通過聯(lián)軸器3連接。

如圖8所示，改裝交通錐結(jié)構(gòu)為：永磁體套圈901通過粘性物質(zhì)固結(jié)于交通錐主體902上。

實(shí)際使用過程中，視覺捕捉與處理模塊7以掃描方式拍照，計(jì)算建立相應(yīng)坐標(biāo)系，獲取交通錐9相對移動小車平臺1的相對位置，利用特定的算法模塊進(jìn)行軌跡規(guī)劃；當(dāng)移動小車平臺1運(yùn)動到便于手爪機(jī)構(gòu)5進(jìn)行交通錐9抓取的位置時，電磁鐵510得電吸合，帶動楔形塊508直線運(yùn)動，從而使得手爪臂501做杠桿運(yùn)動，完成對交通錐9的抓合；驅(qū)動電機(jī)2工作帶動整個手爪機(jī)構(gòu)5進(jìn)行單自由度回轉(zhuǎn)運(yùn)動；當(dāng)手爪機(jī)構(gòu)5運(yùn)動到路錐回收裝置8上方時，位置檢測裝置6采集的磁場強(qiáng)度信號到達(dá)閾值，控制電磁鐵510掉電，交通錐9落入交通錐回收裝置8；延時一定時間后，驅(qū)動電機(jī)2復(fù)位。

交通錐回收流程如圖9。

機(jī)器人工作狀態(tài)如圖2。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種新型交通錐回收機(jī)器人，具體分為以下步驟：利用移動小車平臺和視覺捕捉及處理模塊完成循跡與識別工作；搭配直流伺服電機(jī)與框型電磁鐵，利用巨阻磁抗傳感器作為交通錐位置測量元件；采用單自由度回轉(zhuǎn)臂設(shè)計(jì)，配合楔形塊直線運(yùn)動與手爪臂杠桿運(yùn)動相結(jié)合的傳動設(shè)計(jì)完成交通錐的收放。本發(fā)明利用簡單的杠桿原理和楔形塊機(jī)構(gòu)大大簡化了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，利用電磁鐵簡單的開關(guān)量控制降低了控制難度，使得其能夠適應(yīng)大部分工作環(huán)境，增強(qiáng)了其實(shí)用性，具有簡單、實(shí)用、高效、低成本的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：平雪良;邱彬;任武濤;王昕煜;宋炳鍾;袁野
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.18
技術(shù)公布日：2017.08.18