本發(fā)明公開(kāi)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(zhǎng)，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(guò)程中面臨著高速公路車(chē)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(guó)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(dòng)作復(fù)雜，加大了控制難度，提高了生產(chǎn)成本，對(duì)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(dòng)化，交通錐的回收過(guò)程仍然需要人為參與，并未實(shí)際解決人員在回收過(guò)程中面臨的危險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

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

移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)上搭載微處理器控制器，根據(jù)視覺(jué)捕捉與處理模塊輸入的信號(hào)，利用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的移動(dòng)；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接帶輪減速裝置的驅(qū)動(dòng)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(dòng)力傳遞；手爪機(jī)構(gòu)通過(guò)回轉(zhuǎn)輔助裝置與大帶輪連接，回轉(zhuǎn)輔助機(jī)構(gòu)通過(guò)螺母禁錮于手爪臂外殼；

手爪臂通過(guò)杠桿運(yùn)動(dòng)完成手爪的抓合動(dòng)作，并通過(guò)銷(xiāo)連接與手爪殼體連接；手爪臂的杠桿運(yùn)動(dòng)通過(guò)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(dòng)時(shí)，帶動(dòng)手爪臂做抓合動(dòng)作；手爪臂的回復(fù)能量由彈簧拉伸產(chǎn)生的彈性勢(shì)能提供；楔形塊的直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)電磁鐵的吸合實(shí)現(xiàn)；

位置檢測(cè)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(cè)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(cè)系統(tǒng)輸入信號(hào)強(qiáng)度；

視覺(jué)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(cè)方法完成圖像分割，采用統(tǒng)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別；

交通錐回收裝置為一個(gè)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(guò)單自由度回收動(dòng)作，完成交通錐的回收。

本發(fā)明采用電磁鐵開(kāi)關(guān)量二值信號(hào)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(dòng)時(shí)，帶動(dòng)手爪臂繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，完成抓合。

本發(fā)明采用視覺(jué)捕捉與處理模塊，完成對(duì)交通錐的識(shí)別，利用相應(yīng)軌跡規(guī)劃算法控制移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了路障回收的自動(dòng)化。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整車(chē)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(dòng)小車(chē)平臺(tái)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(dòng)小車(chē)平臺(tái)；101、電控柜；102、通線口；103、載物平臺(tái)；104、驅(qū)動(dòng)輪；105、導(dǎo)向輪；2、驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(xiāo)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(cè)裝置；7視覺(jué)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(shuō)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(dòng)小車(chē)平臺(tái)1、驅(qū)動(dòng)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(cè)裝置6、視覺(jué)捕捉與處理模塊7、交通錐回收裝置8、改裝交通錐9。

移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)1上通過(guò)螺釘連接搭載的視覺(jué)捕捉裝置7，將視覺(jué)捕捉裝置放置于小車(chē)頂部有利于對(duì)交通錐對(duì)象的搜尋；移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)上通過(guò)螺釘連接搭載的位置檢測(cè)裝置6，將位置檢測(cè)裝置置于交通錐回收裝置正前方，有利于其對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的感知；移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)1上通過(guò)螺釘與軸連接輔助件406連接；移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)1通過(guò)螺釘與軸左支承件405與軸連接輔助件406連接；移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)通過(guò)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(guò)銷(xiāo)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(guò)緊定螺母509連接；楔形塊機(jī)構(gòu)508用過(guò)手爪臂套筒503上的直線導(dǎo)軌與其連接；彈簧511通過(guò)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(guò)粘性體固結(jié)在手爪臂套筒503上；手爪支承件506通過(guò)螺釘連接與移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)連接。

如圖6所示，移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)結(jié)構(gòu)為：電氣控制柜101通過(guò)通線口102完成與頂層視覺(jué)處理模塊7與底層驅(qū)動(dòng)輪104的連接；導(dǎo)向輪105通過(guò)銷(xiāo)連接與載物平臺(tái)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(guò)平鍵連接與連接體505連接；小帶輪403通過(guò)平鍵連接與驅(qū)動(dòng)軸404連接；大帶輪401與小帶輪403通過(guò)摩擦帶402連接；驅(qū)動(dòng)軸404通過(guò)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(guò)螺釘連接與載物平臺(tái)103連接；驅(qū)動(dòng)電機(jī)2通過(guò)螺釘連接與軸連接輔助件406上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)2與驅(qū)動(dòng)軸404通過(guò)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(guò)粘性物質(zhì)固結(jié)于交通錐主體902上。

實(shí)際使用過(guò)程中，視覺(jué)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(duì)移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)1的相對(duì)位置，利用特定的算法模塊進(jìn)行軌跡規(guī)劃；當(dāng)移動(dòng)小車(chē)平臺(tái)1運(yùn)動(dòng)到便于手爪機(jī)構(gòu)5進(jìn)行交通錐9抓取的位置時(shí)，電磁鐵510得電吸合，帶動(dòng)楔形塊508直線運(yùn)動(dòng)，從而使得手爪臂501做杠桿運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)交通錐9的抓合；驅(qū)動(dòng)電機(jī)2工作帶動(dòng)整個(gè)手爪機(jī)構(gòu)5進(jìn)行單自由度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)手爪機(jī)構(gòu)5運(yùn)動(dòng)到路錐回收裝置8上方時(shí)，位置檢測(cè)裝置6采集的磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)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(shí)一定時(shí)間后，驅(qū)動(dòng)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(dòng)小車(chē)平臺(tái)和視覺(jué)捕捉及處理模塊完成循跡與識(shí)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(cè)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(dòng)與手爪臂杠桿運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的傳動(dòng)設(shè)計(jì)完成交通錐的收放。本發(fā)明利用簡(jiǎn)單的杠桿原理和楔形塊機(jī)構(gòu)大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，利用電磁鐵簡(jiǎn)單的開(kāi)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(jiǎn)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