軌道式全自動隧道燈具清潔裝置及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軌道式全自動隧道燈具清潔裝置及控制系統(tǒng)，在隧道內(nèi)安裝有一根縱向軌道（1），該縱向軌道（1）靠近隧道襯徹層（2）的內(nèi)壁，且縱向軌道（1）與隧道軸線相平行，在所述縱向軌道（1）上裝有行走裝置（3），該行走裝置（3）能沿縱向軌道（1）移動，并在行走裝置（3）上通過伸縮機構(gòu)（4）安裝有清潔裝置（5）。本發(fā)明具有設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等特點，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的公路隧道燈具進行清潔，無需封閉交通，清潔一個燈具時間不到10秒，大大節(jié)約了清潔時間；隧道內(nèi)為無人全自動作業(yè)，操作方便，能有效節(jié)約勞動力，不僅降低了操作人員勞動強度，而且能有效消除登高作業(yè)的安全隱患。
【專利說明】軌道式全自動隧道燈具清潔裝置及其控制系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道交通運營領域，具體地說，特別涉及一種隧道中的照明燈具自動快速清潔裝置及其控制系統(tǒng)，主要用于公路隧道環(huán)境中照明燈具的清潔。
【背景技術(shù)】
[0002]公路隧道交通離不開照明。公路隧道照明燈具在使用過程中，由于大氣本身的灰塵、汽車交通引起的灰塵、油污等覆蓋在燈具發(fā)光面上，將導致照明效率下降，會嚴重影響道路通行安全，所以公路隧道照明燈具都需按期清潔。目前常用的清潔方法為全人工清潔，人員在登高架上用毛巾等擦拭燈具發(fā)光面，人工清潔方法的缺點主要有:
[0003](I)必須封閉交通:由于燈具清潔要在高架上操作，作業(yè)期限內(nèi)必須封閉交通。對一些交通繁忙的隧道影響非常大。
[0004](2)占用人力多:每個清潔組一般都需要3人以上。
[0005](3)勞動強度大，人員工作環(huán)境惡劣:尤其在隧道中，人員在隧道的污濁空氣中要工作較長時間。
[0006](4)安全隱患大:清潔人員必須在高架上長時間操作，已發(fā)生過多起清潔人員因各種原因從高架上摔下的事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能夠自動、快速地對現(xiàn)有隧道燈具進行清潔的裝置及其控制系統(tǒng)。
[0008]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明的提供了一種軌道式全自動隧道燈具清潔裝置，在隧道內(nèi)安裝有一根縱向軌道(1)，該縱向軌道(I)靠近隧道襯徹層(2)的內(nèi)壁，且縱向軌道(I)與隧道軸線相平行，在所述縱向軌道(I)上裝有行走裝置
(3),該行走裝置(3)能沿縱向軌道(I)移動，并在行走裝置(3)上通過伸縮機構(gòu)(4)安裝有清潔裝置(5)。
[0009]本發(fā)明布置在隧道內(nèi)一列照明燈具的旁邊，當需要對該列燈具作一次清潔時，首先控制行走裝置沿縱向軌道移動至待清潔燈具旁邊并定位，然后控制伸縮機構(gòu)伸展，將清潔裝置伸到待清潔燈具的發(fā)光面，通過清潔裝置對燈具發(fā)光面進行清潔作業(yè)，待清潔完成后，伸縮機構(gòu)收縮，收回清潔裝置，行走裝置沿縱向軌道移動到下一燈具，重復清潔過程。所有燈具清潔完成后，行走裝置回到等待位置。由此可見，本發(fā)明能夠自動、快速地對現(xiàn)有公路隧道燈具進行清潔，無需封閉交通，清潔一個燈具時間不到10秒，大大節(jié)約了清潔時間；隧道內(nèi)為無人全自動作業(yè)，操作方便，能有效節(jié)約勞動力，不僅降低了操作人員勞動強度，而且能有效消除登高作業(yè)的安全隱患。
[0010]所述縱向軌道(I)為“工”字鋼，一方面選材方便，有利于成本控制；另一方面，“工”字鋼作為整個裝置的承重梁，牢靠性好，同時，“工”字鋼自身形成兩個沿縱向的軌道槽，有利于對行走裝置導向，并確保行走裝置移動順暢。[0011]在所述縱向軌道(I)與隧道襯徹層(2)之間沿縱向設置有多根相互平行的吊桿
(6)，且吊桿(6)垂直于縱向軌道(1)，所述縱向軌道(I)的頂面與吊桿(6)的底部相固定，吊桿(6)的頂部與隧道襯徹層(2)的內(nèi)壁相固定。以上結(jié)構(gòu)能夠簡化縱向軌道的安裝方式，并使縱向軌道安裝牢靠，不會發(fā)生晃動。
[0012]所述行走裝置(3)由電機(31)、電機座(32)、主動輪(33)和隨動輪(34)構(gòu)成，在電機座(32)頂部的一端安裝隨動輪(34)，另一端安裝電機(31)，所述電機(31)的輸出軸上套裝主動輪(33)，該主動輪(33)的軸線與隨動輪(34)的軸線在一條直線上，且主動輪(33)和隨動輪(34)分別位于縱向軌道(I)所形成的兩個軌道槽中。以上結(jié)構(gòu)簡單緊湊，裝配方便，成本低；通過主動輪和隨動輪與縱向軌道滾動配合，不僅摩擦阻力小，而且行走裝置移動平穩(wěn)、順暢。
[0013]作為優(yōu)選，所述伸縮機構(gòu)(4)為伸縮關(guān)節(jié)(機械臂)或絲桿副或電液推桿，在伸縮機構(gòu)(4)上裝有減速電機，減速電機的輸出軸上安裝清潔裝置(5 )。
[0014]作為優(yōu)選，所述清潔裝置(5)為電動清潔毛刷或毛巾。
[0015]在所述吊桿(6)和電機座(32)上均裝有攝像機(7)。利用多臺攝像機從不同的角度觀測同一處環(huán)境，獲取不同視角的多幅圖像，然后通過提取圖像特征點，對多幅圖像進行特征點匹配，得到基于環(huán)境的特征地圖，最后運用三角測量原理計算圖像像素間的位置偏差(即視差)，從而實現(xiàn)對觀測環(huán)境及目標物體的三維信息重構(gòu)，獲得多視角視覺測量定位數(shù)據(jù)，定位精度高。
[0016]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供了一種軌道式全自動隧道燈具清潔裝置的控制系統(tǒng)，包括控制中心、安裝于隧道壁上的多個固定無線通信單元、電源、位于所述軌道式全自動隧道燈具清潔裝置上的CPU、移動無線通信單元、行走裝置
(3)以及伸縮機構(gòu)(4)；
[0017]所述電源分別與所述CPU、移動無線通信單元、行走裝置(3)和伸縮機構(gòu)(4)相連，用于給所述CPU、移動無線通信單元、行走裝置(3 )和伸縮機構(gòu)(4)供電；
[0018]所述多個固定無線通信單元與所述移動無線通信單元構(gòu)成無線通信網(wǎng)絡，所述控制中心通過所述無線通信網(wǎng)絡接收或者發(fā)送信息；
[0019]所述移動無線通信單元與所述CPU相連，所述移動無線通信單元與所述CPU進行雙向信息交互；
[0020]所述CPU分別與所述行走裝置(3)和伸縮機構(gòu)(4)相連，所述CPU分別向所述行走裝置(3)和伸縮機構(gòu)(4)發(fā)出控制命令，控制所述行走裝置(3)、伸縮機構(gòu)(4)和清潔裝置
(5)的運行。
[0021]通過本發(fā)明的控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對隧道燈具的全自動清潔，操作簡單，大大節(jié)約了清潔時間，同時由于采用隧道內(nèi)無人全自動作業(yè)，無需封閉交通，不僅能有效節(jié)約勞動力，還能避免造成交通擁堵等現(xiàn)象發(fā)生。
[0022]本發(fā)明的控制系統(tǒng)還包括定位裝置，所述定位裝置與所述CPU相連，用于將燈具的位置信息發(fā)送給所述CPU。提高作業(yè)速度。
[0023]優(yōu)選地，所述電源為電池或辮式電線。提高了設計、施工以及運行的靈活性。
[0024]有益效果:本發(fā)明具有設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等特點，能夠?qū)ΜF(xiàn)有的公路隧道燈具進行清潔，無需封閉交通，清潔一個燈具時間不到10秒，大大節(jié)約了清潔時間；隧道內(nèi)為無人全自動作業(yè)，操作方便，能有效節(jié)約勞動力，不僅降低了操作人員勞動強度，而且能有效消除登高作業(yè)的安全隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明軌道式全自動隧道燈具清潔裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明:
[0028]如圖1所示，在隧道內(nèi)沿縱向安裝有至少一列用于照明的燈具8，該列燈具8的旁邊設置有一根縱向軌道1，該縱向軌道I靠近隧道襯徹層2的內(nèi)壁，且縱向軌道I與隧道軸線相平行。所述縱向軌道I優(yōu)選為“工”字鋼，在縱向軌道I與隧道襯徹層2之間沿縱向設置有多根相互平行的吊桿6，且吊桿6垂直于縱向軌道I。所述縱向軌道I的頂面與吊桿6的底部相固定，吊桿6的頂部與隧道襯徹層2的內(nèi)壁相固定。
[0029]如圖1所示，在縱向軌道I上裝有行走裝置3，該行走裝置3由電機31、電機座32、主動輪33和隨動輪34構(gòu)成，在所述電機座32朝向燈具8的面上裝有攝像機7，吊桿6朝向燈具8的面上也裝有攝像機7。所述電機座32頂部的一端安裝隨動輪34，另一端安裝電機31，所述電機31的輸出軸朝向隨動輪34，并在電機31的輸出軸上套裝主動輪33，該主動輪33的軸線與隨動輪34的軸線在一條直線上，且主動輪33和隨動輪34分別位于縱向軌道I所形成的兩個軌道槽中。
[0030]如圖1所示，在行走裝置3上裝有伸縮機構(gòu)4，該行走裝置3與電機座32連接。所述伸縮機構(gòu)4為伸縮關(guān)節(jié)(機械臂)或絲桿副或電液推桿，在伸縮機構(gòu)4上裝有減速電機，減速電機的輸出軸上安裝清潔裝置5。所述清潔裝置5優(yōu)選為電動清潔毛刷或毛巾。以上伸縮機構(gòu)4的具體結(jié)構(gòu)根據(jù)實際需要確定，可以是直線運動式結(jié)構(gòu)，也可以是旋轉(zhuǎn)運動式結(jié)構(gòu)，還可以是旋轉(zhuǎn)運動式+直線運動式結(jié)構(gòu)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)將清潔裝置5伸至待清潔燈具位置并且作業(yè)完收回即可，在此不作贅述。
[0031]本發(fā)明還提供了一種軌道式全自動隧道燈具清潔裝置的控制系統(tǒng)，如圖2所示，其包括控制中心、安裝于隧道壁上的多個固定無線通信單元、電源、位于所述軌道式全自動隧道燈具清潔裝置上的CPU、移動無線通信單元、行走裝置3以及伸縮機構(gòu)4，其中，電源分別與所述CPU、移動無線通信單元、行走裝置3和伸縮機構(gòu)4相連，用于給所述CPU、移動無線通信單元、行走裝置3和伸縮機構(gòu)4供電。
[0032]在本實施方式中，在控制中心上還具有無線信號發(fā)射端和無線信號接收端，多個固定無線通信單元與所述移動無線通信單元共同構(gòu)成無線通信網(wǎng)絡，控制中心通過所述無線通信網(wǎng)絡接收或者發(fā)送信息。所述移動無線通信單元與所述CPU相連，所述移動無線通信單元與所述CPU進行雙向信息交互。CPU分別與所述行走裝置3和伸縮機構(gòu)4相連，所述CPU分別向所述行走裝置3和伸縮機構(gòu)4發(fā)出控制命令，控制所述行走裝置3、伸縮機構(gòu)4和清潔裝置5的運行。
[0033]本實施方式通過在裝置上安裝至少一個移動無線通信單元，在隧道口和隧道內(nèi)每隔mKm處安裝一個固定無線通信單元，優(yōu)選在隧道內(nèi)每隔2Km處安裝一個固定無線通信單元，移動無線通信單元和多個固定無線通信單元共同組成一個無線通信網(wǎng)絡(如ZIGBEE)，通過該通信網(wǎng)絡，CPU可以與控制中心的計算機或移動控制設備進行通信，從而控制行走裝置3和伸縮機構(gòu)4的動作。
[0034]在本實施方式中，定位裝置與所述CPU相連，用于將燈具的位置信息發(fā)送給所述CPU，具體定位裝置可以采用現(xiàn)有的定位裝置，其采用的定位方法可以是根據(jù)工程設計文件、竣工文件、現(xiàn)場調(diào)查預先設定位置的方法，也可采用多視角視頻定位方法，還可采用電磁感應定位方法。
[0035]在本實施方式中，電源為電池或辮式電線。當采用電池供電時，在軌道旁每隔一段距離需設置有自動充電點，具體距離的選擇可根據(jù)電池的充電速度和蓄電能力決定。當采用采用辮式電線時，需要安裝與軌道平行的供電線路。
[0036]本發(fā)明的工作原理如下:
[0037]當需要對一列燈具8作一次清潔時，控制中心發(fā)出清潔命令，清潔命令通過無線通信網(wǎng)絡傳達，移動通信單元接收到清潔命令后將所述清潔命令傳輸給CPU，CPU首先控制行走裝置的電機31運轉(zhuǎn)，使主動輪33和隨動輪34在縱向軌道I上滾動，行走裝置3沿縱向軌道I移動至待清潔燈具8旁邊并通過定位裝置定位，然后控制伸縮機構(gòu)4伸展，將清潔裝置5伸到待清潔燈具8的發(fā)光面，通過清潔裝置5對燈具8發(fā)光面進行清潔作業(yè)，待清潔完成后，伸縮機構(gòu)4收縮，收回清潔裝置5，行走裝置3沿縱向軌道I移動到下一燈具，重復清潔過程。所有燈具清潔完成后，CPU通過移動通信單元發(fā)送完畢信息報告控制中心，行走裝置回到等待位置。
[0038]盡管以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但本發(fā)明不限于上述【具體實施方式】，上述【具體實施方式】僅僅是示意性的而不是限定性的，本領域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以作出多種類似的表示，如更改縱向軌道的結(jié)構(gòu)及安裝方式，或者改變行走裝置的結(jié)構(gòu)等，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種軌道式全自動隧道燈具清潔裝置，其特征在于:在隧道內(nèi)安裝有一根縱向軌道(I)，該縱向軌道(I)靠近隧道襯徹層(2 )的內(nèi)壁，且縱向軌道(I)與隧道軸線相平行，在所述縱向軌道(I)上裝有行走裝置(3 )，該行走裝置(3 )能沿縱向軌道(I)移動，并在行走裝置(3)上通過伸縮機構(gòu)(4)安裝有清潔裝置(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的軌道式全自動隧道燈具清潔裝置，其特征在于:所述縱向軌道(I)為“工”字鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的軌道式全自動隧道燈具清潔裝置，其特征在于:在所述縱向軌道(I)與隧道襯徹層(2)之間沿縱向設置有多根相互平行的吊桿(6)，且吊桿(6)垂直于縱向軌道(1)，所述縱向軌道(I)的頂面與吊桿(6)的底部相固定，吊桿(6)的頂部與隧道襯徹層(2)的內(nèi)壁相固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的軌道式全自動隧道燈具清潔裝置，其特征在于:所述行走裝置(3)由電機(31)、電機座(32)、主動輪(33)和隨動輪(34)構(gòu)成，在電機座(32)頂部的一端安裝隨動輪(34)，另一端安裝電機(31)，所述電機(31)的輸出軸上套裝主動輪(33)，該主動輪(33)的軸線與隨動輪(34)的軸線在一條直線上，且主動輪(33)和隨動輪(34)分別位于縱向軌道(I)所形成的兩個軌道槽中。
5.根據(jù)權(quán)利要求書4所述的軌道式全自動隧道燈具清潔裝置，其特征在于:所述伸縮機構(gòu)(4)為伸縮關(guān)節(jié)或絲桿副或電液推桿，在伸縮機構(gòu)(4)上裝有減速電機，減速電機的輸出軸上安裝清潔裝置(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I或5所述的軌道式全自動隧道燈具清潔裝置，其特征在于:所述清潔裝置(5)為電動清潔毛刷或毛巾。
7.根據(jù)權(quán)利要求書2或3或4所述的軌道式全自動隧道燈具清潔裝置，其特征在于:在所述吊桿(6)和電機座(32)上均裝有攝像機(7)。
8.—種權(quán)利要求1所述的軌道式全自動隧道燈具清潔裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:包括控制中心、安裝于隧道壁上的多個固定無線通信單元、電源、位于所述軌道式全自動隧道燈具清潔裝置上的CPU、移動無線通信單元、行走裝置(3)以及伸縮機構(gòu)(4)； 所述電源分別與所述CPU、移動無線通信單元、行走裝置(3)和伸縮機構(gòu)(4)相連，用于給所述CPU、移動無線通信單元、行走裝置(3)和伸縮機構(gòu)(4)供電； 所述多個固定無線通信單元與所述移動無線通信單元構(gòu)成無線通信網(wǎng)絡，所述控制中心通過所述無線通信網(wǎng)絡接收或者發(fā)送信息； 所述移動無線通信單元與所述CPU相連，所述移動無線通信單元與所述CPU進行雙向信息交互； 所述CPU分別與所述行走裝置(3)和伸縮機構(gòu)(4)相連，所述CPU分別向所述行走裝置(3)和伸縮機構(gòu)(4)發(fā)出控制命令，控制所述行走裝置(3)、伸縮機構(gòu)(4)和清潔裝置(5)的運行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軌道式全自動隧道燈具清潔裝置控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括定位裝置，所述定位裝置與所述CPU相連，用于將燈具的位置信息發(fā)送給所述CPU。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的軌道式全自動隧道燈具清潔裝置控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電源為電池或辮式電線。
【文檔編號】G05B19/04GK103551324SQ201310588847
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】鄒小春, 歐衛(wèi)東, 郭興隆, 蘇宇峰, 袁源, 代文可, 蔣明星, 劉言, 韓拓 申請人:招商局重慶交通科研設計院有限公司