本實(shí)用新型涉及一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，屬于道路修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

高速公路建成以后，為了保證通行安全性和效率，需要定期檢修養(yǎng)護(hù)。隨著中國(guó)高速公路通車(chē)?yán)锍痰目焖僭鲩L(zhǎng)、道路服務(wù)年限的增加，高速公路已進(jìn)入建設(shè)與養(yǎng)護(hù)并重的時(shí)期，2000年以前建成的1萬(wàn)多公里高速公路已全面進(jìn)入大修期，2008年底以前建成的5萬(wàn)多公里高速公路也普遍進(jìn)入缺陷責(zé)任期后的正常維修養(yǎng)護(hù)期，養(yǎng)護(hù)行業(yè)整體人員規(guī)模增長(zhǎng)迅速。高速公路養(yǎng)護(hù)包括路基養(yǎng)護(hù)、路面養(yǎng)護(hù)、橋涵養(yǎng)護(hù)、通道養(yǎng)護(hù)、隧道養(yǎng)護(hù)、標(biāo)志標(biāo)線養(yǎng)護(hù)、房屋養(yǎng)護(hù)、機(jī)電設(shè)施養(yǎng)護(hù)等等，其中路面養(yǎng)護(hù)是高速公路養(yǎng)護(hù)的重要內(nèi)容。路面養(yǎng)護(hù)的前提是對(duì)路面狀況的檢測(cè)與評(píng)估。

目前，路面狀況檢測(cè)與修復(fù)主要靠人工與設(shè)備配合的方式，但是，該方式在工作效率、人身安全、修復(fù)速度等方面存在一定缺陷。隨著科技的發(fā)展，陸續(xù)出現(xiàn)了一些路面修復(fù)設(shè)備，但上述設(shè)備一般自動(dòng)化程度較低，或者體積較大，不適合現(xiàn)代精準(zhǔn)的路面修復(fù)需求，而且，也容易造成人力物力的不必要損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，提供一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，采用自動(dòng)化式的設(shè)計(jì)理念，能夠有效提高修復(fù)速度以及修復(fù)效率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括具有動(dòng)力系統(tǒng)的機(jī)器人本體，機(jī)器人本體上安裝有機(jī)械臂，機(jī)械臂上安裝有路面修復(fù)裝置形成一套道面機(jī)器人修復(fù)系統(tǒng)；機(jī)器人本體上還設(shè)有用于控制機(jī)械臂的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)具有無(wú)線信號(hào)接收裝置，控制系統(tǒng)和機(jī)械臂電連接。具體的，所述路面修復(fù)裝置包括灌漿裝置和/或沖擊鉆頭和/或開(kāi)縫裝置。機(jī)械臂可以選用電驅(qū)動(dòng)的，電動(dòng)機(jī)械臂在驅(qū)動(dòng)方面主要由電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)器等組成，電機(jī)在驅(qū)動(dòng)器的控制下啟動(dòng)或者停止，通過(guò)控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止經(jīng)減速器反應(yīng)在機(jī)械臂的機(jī)械活動(dòng)上。機(jī)械臂也可以選用液壓/氣壓式機(jī)械臂，液壓/氣壓式機(jī)械臂在驅(qū)動(dòng)方面主要由液壓/氣壓泵、液壓/氣壓缸、溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、順序閥等組成，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)。

作為其中一種可實(shí)施方式，所述機(jī)械臂由若干依次相互鉸接的連桿組成，相鄰的連桿之間通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)大于或者等于4個(gè)，且小于或者等于7個(gè)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用液壓、氣壓或電動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)形式，完成一系列的道面修復(fù)工作，至少需要機(jī)械臂具有4個(gè)自由度，機(jī)械臂的自由度是由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，例如：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電機(jī)，則通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)連桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠增加一個(gè)自由度，所以驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)量至少是4個(gè)。值得注意的是，在非使用狀態(tài)下，模塊化機(jī)械臂處于零點(diǎn)位置，模塊化機(jī)械臂收縮，從而降低了機(jī)器人重心，使得運(yùn)行更為平穩(wěn)，也縮小了整體的占用空間，避免了可能出現(xiàn)的磕碰所帶來(lái)的損傷；在使用狀態(tài)下模塊化機(jī)械臂展開(kāi)，通過(guò)模塊化機(jī)械臂上搭載的工業(yè)相機(jī)等輔助設(shè)備對(duì)待修復(fù)區(qū)域進(jìn)行定位，隨后利用末端的沖擊鉆頭對(duì)修復(fù)區(qū)域進(jìn)行清理，清理完成后，利用灌漿設(shè)備對(duì)該區(qū)域灌注混凝土，凝結(jié)后，利用路面檢測(cè)設(shè)備對(duì)修復(fù)效果進(jìn)行檢驗(yàn)。

作為機(jī)器人本體的一種驅(qū)動(dòng)方式，所述機(jī)器人本體的動(dòng)力系統(tǒng)包括履帶輪、減速機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電源裝置，電源裝置和動(dòng)力機(jī)構(gòu)電連接，動(dòng)力機(jī)構(gòu)和減速機(jī)構(gòu)相連，減速機(jī)構(gòu)和履帶輪相連。采用履帶輪驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體，使得機(jī)器人本體具備全方位移動(dòng)以及一定的越障能力。

前述的一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)，本系統(tǒng)還包括用于遠(yuǎn)程控制所述機(jī)器人本體的遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)和機(jī)器人本體無(wú)線通訊連接。遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)用于控制機(jī)器人本體的移動(dòng)，以及機(jī)器人本體上檢測(cè)設(shè)備、修復(fù)裝置和機(jī)械臂的運(yùn)行。機(jī)器人本體的導(dǎo)航采用基于全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器以及避障激光雷達(dá)多傳感數(shù)據(jù)融合的導(dǎo)航方案，實(shí)現(xiàn)了室外厘米級(jí)的高精度導(dǎo)航和檢測(cè)數(shù)據(jù)的位置標(biāo)定；在模塊化機(jī)械臂控制方面，采用了基于旋量理論的模塊化機(jī)械臂標(biāo)定方法，該方法可以較好的彌補(bǔ)DH參數(shù)方法因模型誤差導(dǎo)致的精度問(wèn)題。

前述的一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)中，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括兩組萬(wàn)向輪和一組驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪位于兩組萬(wàn)向輪之間，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪均具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置。此種驅(qū)動(dòng)方式相比履帶輪和麥克納姆輪結(jié)構(gòu)形式更加簡(jiǎn)潔，便于以后的維護(hù)工作，并且成本相對(duì)交底，且能夠承受較大的重量。

前述的一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)中，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪均具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置。采用四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)提高了機(jī)器人本體的機(jī)動(dòng)性，提高了相應(yīng)速度，同時(shí)，相較于兩輪差速方式，減小了低速時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑，使得控制更為輕便；并且，采用四輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)并結(jié)合兼有電動(dòng)、發(fā)電回饋和電磁制動(dòng)多功能的輪轂電機(jī)技術(shù)，可以使機(jī)器人本體在下坡等路況下實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)能能量的回收，以節(jié)能和提高續(xù)航能力。機(jī)器人本體也可以采用麥克納姆輪，麥克納姆輪較多的有點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)直行、45度斜行、橫行、原地轉(zhuǎn)向等全方位運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)靈活性大幅提升，并且，具有更好的載重能力。

前述的一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)中，作為機(jī)械臂的另一種實(shí)施方式，所述機(jī)械臂包括安裝底座，安裝底座上固定有支撐架，支撐架上鉸接有第一連桿，支撐架連接第一連桿的中部，第一連桿的端部和第二連桿鉸接；還包括第一伸縮裝置和第二伸縮裝置，第一伸縮裝置一端連接支撐架，另一端連接第一連桿；第二伸縮裝置一端連接支撐架另一端連接第二連桿，第二連桿的端部設(shè)有用于安裝路面修復(fù)裝置的工具安裝位。此種形式的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)更加緊湊，并且成本更低。

前述的一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)中，所述機(jī)器人本上安裝有雙目相機(jī)，雙目相機(jī)和所述控制系統(tǒng)電連接；雙目相機(jī)用于收集路面圖像信息并傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)接收到的路面圖像信息進(jìn)行濾波、邊緣檢測(cè)處理、裂縫圖像二值化、裂縫分類(lèi)、形態(tài)學(xué)方法測(cè)量裂縫尺寸、修復(fù)區(qū)域標(biāo)定與地圖匹配、最優(yōu)路徑選擇，然后控制系統(tǒng)控制機(jī)械臂和路面修復(fù)裝置對(duì)路面進(jìn)行修復(fù)工作。

本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種道面修復(fù)方法，包括以下方法：控制機(jī)器人本體移動(dòng)至道面指定的位置；人工確定待修復(fù)區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)；人工設(shè)定道面的修復(fù)區(qū)域以及修復(fù)方法，機(jī)器人本體根據(jù)待修復(fù)區(qū)域位置規(guī)劃道面檢測(cè)路徑；控制機(jī)器人本體沿所述道面檢測(cè)路徑移動(dòng)到待修復(fù)區(qū)域，通過(guò)機(jī)械臂將沖擊鉆頭或灌漿裝置或開(kāi)縫裝置定位到指定位置，根據(jù)人工設(shè)定的道面修復(fù)方法對(duì)道面進(jìn)行鉆孔和/或灌漿和/或開(kāi)縫；采集修復(fù)后的道面信息數(shù)據(jù)，對(duì)道面信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控分析或延后分析，確定修復(fù)效果。

機(jī)械臂通過(guò)預(yù)先輸入的坐標(biāo)信息確定檢修的位置，使用沖擊鉆頭對(duì)待修復(fù)區(qū)域進(jìn)行鉆孔作業(yè)，然后使用灌漿設(shè)備將混凝土等混合物注入鉆孔區(qū)域。

前述的道面修復(fù)方法中，對(duì)路面基層松散的路面病害進(jìn)行鉆孔、灌漿修復(fù)；所述鉆孔、灌漿修復(fù)包括下述方法：在待修復(fù)路面表面鉆孔，從而得到灌漿孔，然后將氧化瀝青或水泥漿注入灌漿孔以填充混凝土板下空隙，重建路面板的均勻整體強(qiáng)度。采用此種方法修復(fù)基層松散的路面，能夠提高路面的質(zhì)量，提高其承載能力，防止出現(xiàn)變形、塌陷等問(wèn)題。

前述的道面修復(fù)方法中，通過(guò)開(kāi)縫、灌漿修復(fù)路面的裂縫病害；所述開(kāi)縫、灌漿修復(fù)包括下述方法：開(kāi)縫，按照設(shè)計(jì)的開(kāi)槽尺寸，預(yù)先調(diào)節(jié)好開(kāi)槽深度，然后進(jìn)行開(kāi)槽作業(yè)；清縫：用吹風(fēng)設(shè)備將槽內(nèi)的碎渣及裂縫兩側(cè)至少10cm范圍內(nèi)的灰塵清掃干凈；灌縫：用灌漿設(shè)備將密封膠均勻地灌入槽內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，1、本實(shí)用新型的道面檢修機(jī)器人系統(tǒng)，采用了高精度的室外導(dǎo)航系統(tǒng)、模塊化機(jī)械臂系統(tǒng)以及可拆卸的工具頭，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)路面的自主修復(fù)，修復(fù)效率、經(jīng)濟(jì)型和安全性得到大幅提升，系統(tǒng)綜合性能較好；

2、本實(shí)用新型采用“宏觀遙控、微觀自主、遠(yuǎn)程監(jiān)控”的控制方式，可自主規(guī)劃到達(dá)待修復(fù)區(qū)路徑、實(shí)施修復(fù)作業(yè)；機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)到指定位置后，利用模塊化機(jī)械臂的工業(yè)相機(jī)等設(shè)備，對(duì)修復(fù)區(qū)域進(jìn)行定位，并采用沖擊鉆頭、灌漿設(shè)備等工具對(duì)地面完成修復(fù)，可通過(guò)自動(dòng)、半自動(dòng)方式對(duì)修復(fù)工具進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)了智能化修復(fù)，由于較少需要人工干預(yù)，提高了修復(fù)過(guò)程的安全性；

3、本實(shí)用新型采用基于GPS、陀螺儀、編碼器以及激光雷達(dá)多傳感數(shù)據(jù)融合的導(dǎo)航方案，實(shí)現(xiàn)了室外厘米級(jí)的高精度導(dǎo)航，極大地提高了定位的準(zhǔn)確性；

4、本實(shí)用新型集成模塊化機(jī)械臂，該模塊化機(jī)械臂可根據(jù)需要進(jìn)行變換不同自由度，并且末端設(shè)備可更換為沖擊鉆頭、灌漿設(shè)備等工具，因此，可以實(shí)現(xiàn)一臂多用，提高了模塊化機(jī)械臂的利用效率；

5、本實(shí)用新型的修復(fù)位置及方法可以通過(guò)人為制定，并采用工業(yè)攝像機(jī)對(duì)修復(fù)情況進(jìn)行確認(rèn)，提升了修復(fù)的準(zhǔn)確性，并保證修復(fù)效果；

6、本實(shí)用新型移動(dòng)平臺(tái)采用履帶輪作為移動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)全方位移動(dòng)，并且，具備一定的越障能力，可以更加靈活的設(shè)定機(jī)器人本體的行走路線，進(jìn)而更高效地完成修復(fù)作業(yè)。

7、本實(shí)用新型所述的雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)還可與多個(gè)同類(lèi)型機(jī)器人協(xié)同工作模式，可進(jìn)一步提升修復(fù)效率。

附圖說(shuō)明

圖1是機(jī)器人本體的一種實(shí)施例的運(yùn)行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是機(jī)械臂的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是模塊化機(jī)械臂使用沖擊鉆頭的實(shí)施例示意圖；

圖4是動(dòng)力系統(tǒng)的部分電氣連接關(guān)系示意圖；

圖5是動(dòng)力系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是機(jī)械臂的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是機(jī)器人本體非運(yùn)行狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是模塊化機(jī)械臂使用開(kāi)縫裝置的實(shí)施例示意圖；

圖9是機(jī)器人本體采用麥克納姆輪的實(shí)施例示意圖；

圖10是機(jī)器人本體采用四輪驅(qū)動(dòng)的實(shí)施例示意圖；

圖11是含遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示圖的機(jī)器人系統(tǒng)整體示意圖；

圖12是機(jī)器人本體工作模式示意圖。

附圖標(biāo)記：1-動(dòng)力系統(tǒng)，2-機(jī)器人本體，3-機(jī)械臂，4-路面修復(fù)裝置，5-連桿，6-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，7-履帶輪，8-減速機(jī)構(gòu)，9-動(dòng)力機(jī)構(gòu)，10-電源裝置，11-驅(qū)動(dòng)輪，12-驅(qū)動(dòng)裝置，13-萬(wàn)向輪，14-支撐架，15-第一伸縮裝置，16-第一連桿，17-第二伸縮裝置，18-安裝位，19-第二連桿，20-安裝底座，21-操作臺(tái)，22-監(jiān)控屏幕，23-改裝車(chē)，24-電源裝置，25-控制機(jī)柜。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的實(shí)施例1：一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括具有動(dòng)力系統(tǒng)1的機(jī)器人本體2，機(jī)器人本體2上安裝有機(jī)械臂3，機(jī)械臂3上安裝有路面修復(fù)裝置4形成一套道面機(jī)器人修復(fù)系統(tǒng)；機(jī)器人本體2上還設(shè)有用于控制機(jī)械臂3的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)具有無(wú)線信號(hào)接收裝置，控制系統(tǒng)和機(jī)械臂3電連接。具體的，所述路面修復(fù)裝置4包括灌漿裝置。灌漿裝置由安裝底座、連接頭、軟管、筒體等組成，通過(guò)氣壓、液壓等形式將混合物注入裂縫或修補(bǔ)區(qū)域。本實(shí)施例中，所述機(jī)械臂3由若干依次相互鉸接的連桿5組成，相鄰的連桿5之間通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6相連；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等于6個(gè)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6采用液壓、氣壓或電動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)形式，根據(jù)用戶需求組裝為更低自由度機(jī)械臂系統(tǒng)，其末端可加裝沖擊鉆頭、灌漿裝置、開(kāi)縫裝置等。

所述機(jī)器人本體2的動(dòng)力系統(tǒng)1包括履帶輪7、減速機(jī)構(gòu)8、動(dòng)力機(jī)構(gòu)9和電源裝置10，電源裝置10和動(dòng)力機(jī)構(gòu)9電連接，動(dòng)力機(jī)構(gòu)9和減速機(jī)構(gòu)8相連，減速機(jī)構(gòu)8和履帶輪7相連。所述控制系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)，本系統(tǒng)還包括用于遠(yuǎn)程控制所述機(jī)器人本體2的遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)和機(jī)器人本體2無(wú)線通訊連接。遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)包括操作臺(tái)21、監(jiān)控屏幕22和控制機(jī)柜25，操作臺(tái)21和監(jiān)控屏幕22均和控制機(jī)柜25電連接；機(jī)器人本體1、機(jī)械臂3與遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)間通過(guò)無(wú)線通訊方式收發(fā)信息。

所述機(jī)器人本體2上安裝有雙目相機(jī)，雙目相機(jī)和所述控制系統(tǒng)電連接；雙目相機(jī)用于收集路面圖像信息并傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)接收到的路面圖像信息進(jìn)行濾波、邊緣檢測(cè)處理、裂縫圖像二值化、裂縫分類(lèi)、形態(tài)學(xué)方法測(cè)量裂縫尺寸、修復(fù)區(qū)域標(biāo)定與地圖匹配、最優(yōu)路徑選擇，然后控制系統(tǒng)控制機(jī)械臂3和路面修復(fù)裝置4對(duì)路面進(jìn)行修復(fù)工作。

實(shí)施例2：一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括具有動(dòng)力系統(tǒng)1的機(jī)器人本體2，機(jī)器人本體2上安裝有機(jī)械臂3，機(jī)械臂3上安裝有路面修復(fù)裝置4形成一套道面機(jī)器人修復(fù)系統(tǒng)；機(jī)器人本體2上還設(shè)有用于控制機(jī)械臂3的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)具有無(wú)線信號(hào)接收裝置，控制系統(tǒng)和機(jī)械臂3電連接。所述路面修復(fù)裝置4包括沖擊鉆頭。沖擊鉆頭主要由大功率電機(jī)、散熱風(fēng)扇、置頂式?jīng)_擊模塊、鉆頭夾具以及鉆頭組成，并通過(guò)電連接的方式為沖擊鉆頭提供能源。

所述機(jī)械臂3由若干依次相互鉸接的連桿5組成，相鄰的連桿5之間通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6相連；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6等于4個(gè)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6采用液壓、氣壓或電動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)形式。所述控制系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)，本系統(tǒng)還包括用于遠(yuǎn)程控制所述機(jī)器人本體2的遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)和機(jī)器人本體2無(wú)線通訊連接。機(jī)器人本體1采集道面以及路面以下的地質(zhì)信息，然后將采集到的信息發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)可以是改裝車(chē)的形式(如圖11所示)，在改裝車(chē)內(nèi)設(shè)有電源裝置24、控制機(jī)柜25、操作臺(tái)14和監(jiān)控屏幕22，監(jiān)控屏幕22為多屏顯示系統(tǒng)，電源裝置24為遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)供電，檢測(cè)到的地質(zhì)信息首先被發(fā)送到控制機(jī)柜25，然后通過(guò)監(jiān)控屏幕22顯示，可以通過(guò)操作臺(tái)21處理采集到的地質(zhì)信息；同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)也可以用于控制機(jī)器人本體1的工作狀態(tài)，還可以作為機(jī)器人本體的遠(yuǎn)程運(yùn)輸及存放裝置。所述動(dòng)力系統(tǒng)1包括兩組萬(wàn)向輪13和一組驅(qū)動(dòng)輪11，驅(qū)動(dòng)輪11位于兩組萬(wàn)向輪13之間，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪11均具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置12。

所述機(jī)器人本體2上安裝有雙目相機(jī)，雙目相機(jī)和所述控制系統(tǒng)電連接；雙目相機(jī)用于收集路面圖像信息并傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)接收到的路面圖像信息進(jìn)行濾波、邊緣檢測(cè)處理、裂縫圖像二值化、裂縫分類(lèi)、形態(tài)學(xué)方法測(cè)量裂縫尺寸、修復(fù)區(qū)域標(biāo)定與地圖匹配、最優(yōu)路徑選擇，然后控制系統(tǒng)控制機(jī)械臂3和路面修復(fù)裝置4對(duì)路面進(jìn)行修復(fù)工作。

實(shí)施例3：一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括具有動(dòng)力系統(tǒng)1的機(jī)器人本體2，機(jī)器人本體2上安裝有機(jī)械臂3，機(jī)械臂3上安裝有路面修復(fù)裝置4形成一套道面機(jī)器人修復(fù)系統(tǒng)；機(jī)器人本體2上還設(shè)有用于控制機(jī)械臂3的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)具有無(wú)線信號(hào)接收裝置，控制系統(tǒng)和機(jī)械臂3電連接。所述路面修復(fù)裝置4包括開(kāi)縫裝置。

所述控制系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)，本系統(tǒng)還包括用于遠(yuǎn)程控制所述機(jī)器人本體2的遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)和機(jī)器人本體2無(wú)線通訊連接。所述動(dòng)力系統(tǒng)1包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪11，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪11均具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置12。所述機(jī)械臂3包括安裝底座20，安裝底座20上固定有支撐架14，支撐架14上鉸接有第一連桿16，支撐架14連接第一連桿16的中部，第一連桿16的端部和第二連桿19鉸接；還包括第一伸縮裝置15和第二伸縮裝置17，第一伸縮裝置15一端連接支撐架14，另一端連接第一連桿16；第二伸縮裝置17一端連接支撐架14另一端連接第二連桿19，第二連桿19的端部設(shè)有用于安裝路面修復(fù)裝置4的工具安裝位18。

實(shí)施例4：一種雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括具有動(dòng)力系統(tǒng)1的機(jī)器人本體2，機(jī)器人本體2上安裝有機(jī)械臂3，機(jī)械臂3上安裝有路面修復(fù)裝置4形成一套道面機(jī)器人修復(fù)系統(tǒng)；機(jī)器人本體2上還設(shè)有用于控制機(jī)械臂3的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)具有無(wú)線信號(hào)接收裝置，控制系統(tǒng)和機(jī)械臂3電連接。所述路面修復(fù)裝置4包括灌漿裝置和/或沖擊鉆頭和/或開(kāi)縫裝置。

所述機(jī)器人本體2的動(dòng)力系統(tǒng)1包括履帶輪7、減速機(jī)構(gòu)8、動(dòng)力機(jī)構(gòu)9和電源裝置10，電源裝置10和動(dòng)力機(jī)構(gòu)9電連接，動(dòng)力機(jī)構(gòu)9和減速機(jī)構(gòu)8相連，減速機(jī)構(gòu)8和履帶輪7相連。所述控制系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)，本系統(tǒng)還包括用于遠(yuǎn)程控制所述機(jī)器人本體2的遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)和機(jī)器人本體2無(wú)線通訊連接。

所述機(jī)械臂3包括安裝底座20，安裝底座20上固定有支撐架14，支撐架14上鉸接有第一連桿16，支撐架14連接第一連桿16的中部，第一連桿16的端部和第二連桿19鉸接；還包括第一伸縮裝置15和第二伸縮裝置17，第一伸縮裝置15一端連接支撐架14，另一端連接第一連桿16；第二伸縮裝置17一端連接支撐架14另一端連接第二連桿19，第二連桿19的端部設(shè)有用于安裝路面修復(fù)裝置4的工具安裝位18。

本實(shí)用新型還提供了一種道面修復(fù)方法，通過(guò)以上實(shí)施例所述的雙輪驅(qū)動(dòng)道面修復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)修復(fù)道面，具體包括以下方法：控制機(jī)器人本體2移動(dòng)至道面指定的位置；人工確定待修復(fù)區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)；人工設(shè)定道面的修復(fù)區(qū)域以及修復(fù)方法，機(jī)器人本體2根據(jù)待修復(fù)區(qū)域位置規(guī)劃道面檢測(cè)路徑；控制機(jī)器人本體2沿所述道面檢測(cè)路徑移動(dòng)到待修復(fù)區(qū)域，通過(guò)機(jī)械臂3將沖擊鉆頭或灌漿裝置或開(kāi)縫裝置定位到指定位置，根據(jù)人工設(shè)定的道面修復(fù)方法對(duì)道面進(jìn)行鉆孔和/或灌漿和/或開(kāi)縫；采集修復(fù)后的道面信息數(shù)據(jù)，對(duì)道面信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控分析或延后分析，確定修復(fù)效果；機(jī)械臂3通過(guò)預(yù)先輸入的坐標(biāo)信息確定檢修的位置，使用沖擊鉆頭對(duì)待修復(fù)區(qū)域進(jìn)行鉆孔作業(yè)，然后使用灌漿設(shè)備將混凝土等混合物注入鉆孔區(qū)域。

前述的道面修復(fù)方法中，對(duì)路面基層松散的路面病害進(jìn)行鉆孔、灌漿修復(fù)；所述鉆孔、灌漿修復(fù)包括下述方法：在待修復(fù)路面表面鉆孔，從而得到灌漿孔，然后將氧化瀝青或水泥漿注入灌漿孔以填充混凝土板下空隙，重建路面板的均勻整體強(qiáng)度。采用此種方法修復(fù)基層松散的路面，能夠提高路面的質(zhì)量，提高其承載能力，防止出現(xiàn)變形、塌陷等問(wèn)題。

作為另外一種路面的修復(fù)方法，本實(shí)施例中的路面修復(fù)方法適用于路面的裂縫病害；所述開(kāi)縫、灌漿修復(fù)包括下述方法：開(kāi)縫，按照設(shè)計(jì)的開(kāi)槽尺寸，預(yù)先調(diào)節(jié)好開(kāi)槽深度，然后進(jìn)行開(kāi)槽作業(yè)；清縫：用吹風(fēng)設(shè)備將槽內(nèi)的碎渣及裂縫兩側(cè)至少10cm范圍內(nèi)的灰塵清掃干凈；灌縫：用灌漿設(shè)備將密封膠均勻地灌入槽內(nèi)。路面修復(fù)方法的其它方法、步驟與前述實(shí)施例相同，在此不作贅述。

機(jī)器人本體1首先由人工遙控至檢測(cè)作業(yè)起始點(diǎn)位置，然后根據(jù)人工設(shè)定的檢修區(qū)域、檢修點(diǎn)及檢修方法，機(jī)器人自主規(guī)劃修復(fù)路徑并實(shí)施修復(fù)，修復(fù)完成后，通過(guò)檢測(cè)設(shè)備對(duì)修復(fù)效果進(jìn)行衡量。機(jī)器人本體1以及機(jī)械臂3的控制系統(tǒng)采用嵌入式PC作為主控系統(tǒng)；遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)具備修復(fù)確認(rèn)等工作，通過(guò)圖像數(shù)據(jù)等對(duì)作業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

機(jī)器人本體1在工作時(shí)，首先由遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)將搭載機(jī)器人本體1、機(jī)械臂3，沖擊鉆頭，灌漿設(shè)備等運(yùn)至作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，然后機(jī)器人本體1運(yùn)動(dòng)到檢測(cè)起始點(diǎn)，由人工設(shè)定好相關(guān)參數(shù)信息。在修復(fù)作業(yè)啟動(dòng)后，機(jī)器人本體按照預(yù)先設(shè)定，運(yùn)動(dòng)至修復(fù)區(qū)域附近，并根據(jù)工藝要求，利用機(jī)械臂3以及修復(fù)設(shè)備，對(duì)周邊區(qū)域進(jìn)行修復(fù)工作，整個(gè)過(guò)程可由人工實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器人本體的工作狀態(tài)，必要時(shí)通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)控制其運(yùn)行。

本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種基于視覺(jué)的路面修復(fù)方法，通過(guò)視覺(jué)確定路面缺陷位置，自主規(guī)劃修復(fù)路徑，具體包括以下方法：

路面狀況調(diào)查是公路養(yǎng)護(hù)工作的一項(xiàng)常規(guī)內(nèi)容，以往的調(diào)查方法基本是人工測(cè)量為主，準(zhǔn)確度、可操作性、實(shí)施難易程度受到影響，并且，因?yàn)楣奋?chē)流較大，測(cè)量時(shí)存在一定的危險(xiǎn)性。本方法采用了基于視覺(jué)的可視化智能測(cè)量方法，在實(shí)施過(guò)程中，采集圖像用的攝像頭的安裝于機(jī)械臂末端，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助系統(tǒng)對(duì)采集到的圖像進(jìn)行分析處理，從而獲得裂縫等路面病害的長(zhǎng)度、面積等信息。

路面檢修機(jī)器人能夠根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)各個(gè)檢修位置進(jìn)行標(biāo)定，并針對(duì)地圖與待修復(fù)區(qū)域的關(guān)系對(duì)修復(fù)路徑進(jìn)行規(guī)劃，得到最優(yōu)運(yùn)動(dòng)路徑。

檢修機(jī)器人進(jìn)行圖像采集、路徑規(guī)劃和路面修復(fù)的流程為：路面圖像收集→圖像濾波、邊緣檢測(cè)處理→裂縫圖像二值化→裂縫分類(lèi)→形態(tài)學(xué)方法測(cè)量裂縫(裂縫尺寸計(jì)算)→修復(fù)區(qū)域標(biāo)定與地圖匹配→最優(yōu)路徑選擇→路面修復(fù)工作→修復(fù)檢測(cè)→施工完成。

接下來(lái)以雙目視覺(jué)檢測(cè)法為實(shí)施例對(duì)前述基于視覺(jué)的路面修復(fù)方法進(jìn)行說(shuō)明：

雙目視覺(jué)裂縫檢測(cè)方法是通過(guò)雙目相機(jī)采集裂縫圖片，對(duì)圖像處理之后以雙目視覺(jué)理論進(jìn)行裂縫尺寸計(jì)算的方法。該方法的采集核心是雙目相機(jī)，雙目相機(jī)置于路面檢測(cè)機(jī)器人機(jī)械臂的末端，采集到的圖像通過(guò)降噪、增強(qiáng)、邊緣檢測(cè)、二值化等方法進(jìn)行處理，并利用相機(jī)標(biāo)定、圖像匹配、坐標(biāo)計(jì)算方法對(duì)上述圖像進(jìn)行匹配與計(jì)算，從而得到裂縫尺寸，路面檢修機(jī)器人通過(guò)將修復(fù)區(qū)域在構(gòu)建的地圖上進(jìn)行標(biāo)定，從而得到最優(yōu)修復(fù)路徑，并根據(jù)路面情況自主確定修復(fù)方法。