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一种除冰机器人、除冰环卫车及除冰方法与流程

2022-09-04 05:02:32 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及道路除冰技术领域,具体涉及一种除冰机器人、除冰环卫车及除冰方法。


背景技术:

2.随着每年冬季来临,部分道路出现结冰情况给人们出行造成不方便且容易出现安全问题。
3.现有的除冰主要有两种方式,一种方式是人工除冰,此种除冰方式劳动强度大,遇上冰层较厚时难以清理,且清理需要花费较长时间,效率不高;另一种方式为机械除冰,机械除冰相比人工除冰而言,提高了除冰的效率。现有机械除冰方式中,采用机器人对路面进行除冰,但由于冰层厚度不同,需要现场操作人员进行重新调机器人作业参数,增加操作者的操作难度,浪费了有效的工作时间,也无法保证作业效果,给道路车辆的出行带来隐患。


技术实现要素:

4.鉴于上述问题,本技术提供了一种除冰机器人、除冰环卫车及除冰方法,解决现有机器人除冰的过程中,由于冰层厚度不同需要操作人员进行重新调整机器人作业参数,增加操作难度及给道路车辆的出行带来隐患的问题。
5.为实现上述目的,发明人提供了一种除冰机器人,包括机器人底盘、除冰盘、机械臂、抽吸软管、除冰厚度检测装置、旋转马达及主动旋转组件:
6.所述机器人底盘设置有行走机构,所述行走机构用于带动机器人底盘在地面上行走;
7.所述除冰盘通过机械臂连接于机器人底盘;
8.所述除冰盘底部设有抽吸口,所述抽吸口通过抽吸软管连接于抽吸系统的抽吸管;
9.所述除冰厚度检测装置设置在除冰盘上,所述除冰厚度检测装置用于将地面上冰的厚度变化;
10.所述旋转马达及主动旋转组件设置在除冰盘上,所述主动旋转组件包括带轮、旋转接头、喷杆以及轴承组件,所述旋转接头通过轴承组件设置在除冰盘上,所述旋转接头通过带轮与旋转马达传动连接,所述旋转接头的一端连接于除冰系统的高压管路,所述旋转接头的另一端连接于喷杆,所述喷杆设置在除冰盘的底部,所述喷杆上设有喷嘴。
11.在一些实施例中,所述除冰厚度检测装置包括滑块固定件、第一位移传感器、弹簧及滑轨及第二位移传感器;
12.所述滑块固定件包括测量部、第一连接部、第二连接部以及滑动部,所述测量部通过第一连接部连接于第二连接部,所述测量部与第二连接部平行设置,所述第二连接部连接于滑动部,所述滑动部可滑动设置在滑轨上;
13.所述位移传感器通过第三连接部固定在滑轨上,所述位移传感器设置在测量部与
第二连接部之间,所述位移传感器用于检测测量部垂直方向的位移变化;
14.所述弹簧的一端连接于第三连接部,所述弹簧的另一端连接于第二连接部;
15.所述滑轨固定设置在除冰盘的前部;
16.所述第二位移传感器设置在除冰盘的后部,所述第二位移传感器与第一位移传感器位于同一水平面上。
17.在一些实施例中,所述机器人底盘包括底盘、箱体升降油缸、箱体翻转支点以及箱体;
18.所述箱体升降油缸的一端连接于箱体,所述箱体升降油缸的另一端连接于底盘;
19.所述箱体翻转支点设置在底盘上,所述箱体翻转支点与箱体铰接;
20.所述箱体通过机械臂连接于除冰盘。
21.在一些实施例中,还包括图像信号输入装置,所述图像信号输入装置用于检测路面是否结冰。
22.在一些实施例中,所述图像信号输入装置包括防护罩、图像信号采集装置以及照明灯,所述防护罩设置在机器人底盘上,所述图像信号采集装置及照明灯设置在防护罩的尾部内。
23.在一些实施例中,所述机械臂包括若干个臂架,所述臂架上设置旋转电机,所述旋转电机用于带动臂架转动。
24.在一些实施例中,所述机械臂的一端通过回转机构设置在机器人底盘上。
25.在一些实施例中,还包括车速传感器,所述车速传感器设置在机器人底盘的行走机构的传动轴上,所述车速传感器用于检测机器人的车速。
26.还提供了另一个技术方案:一种除冰环卫车,包括动力系统、除冰系统、抽吸系统以及除冰机器人;
27.所述动力系统包括油泵、发动机、减速箱、控制箱及风机驱动马达,所述控制箱连接于除冰系统、抽吸系统及除冰机器人;所述油泵传动连接于发动机;
28.所述除冰系统包括高压水泵、高压管路以及清水箱;所述高压管路通过高压水泵连接于清水箱,所述高压水泵通过减速箱传动连接于发动机;
29.所述抽吸系统包括风机、风道、储料仓及抽吸管;所述风机通过风道连接于储料仓,所述抽吸管连接于储料仓;
30.所述除冰机器人为上述所述除冰机器人。
31.还提供了另一个技术方案:一种基于除冰机器人的除冰方法,所述除冰方法应用于上述所述除冰环卫车,所述除冰方法包括以下步骤:
32.通过图像信号采集装置采集路面图像信息,并时时通过除冰厚度检测装置采集路面的冰块的厚度,并在驾驶室的显示屏上显示冰块厚度;
33.控制箱将图像信号采集装置采集的路面图像与干净路面图像进行比对判断路面是否有冰块;
34.若有,则提高动力系统中发动机的转速,提高高压水泵的高压水压及流量,并通过抽吸软管对冰块进行抽吸,直至判断路面上无冰块;
35.若发动机的输出功率达到最大值时,控制箱还判断路面上具有冰块,则降低除冰机器人的工作车速;
36.若除冰机器人的工作车速降低至预设最低值,则控制箱发出冰层太厚报警。
37.区别于现有技术,上述技术方案,当需要通过除冰机器人对路面进行除冰工作时,通过机器人底盘上的行走机构进行控制除冰机器人在需要除冰的路面上进行除冰工作,控制除冰盘上的旋转马达工作,旋转马达通过带轮、旋转接头以及轴承组件带动除冰盘底部的喷杆旋转,同时高压水从喷杆的喷嘴喷出,进行切割冰块,然后通过机械人底盘的抽吸口进行对切割后的冰块进行抽吸,通过抽吸软管输入除冰系统的储料仓内,除冰机器人在除冰工作的过程中,通过除冰盘上的除冰厚度检测装置进行检测路面的冰层厚度,可以根据冰层厚度进行除冰机机器人的作业参数自动调整,减少操作者的操作难度,提高了有效的工作时间,保证作业效果,减少道路车辆的出行带来的隐患。
38.上述发明内容相关记载仅是本技术技术方案的概述,为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本技术的技术方案,进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施,并且为了让本技术的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解,以下结合本技术的具体实施方式及附图进行说明。
附图说明
39.附图仅用于示出本技术具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等,并不能认为是对本技术的限制。
40.在说明书附图中:
41.图1为具体实施方式所述除冰机器人的一种结构示意图;
42.图2为具体实施方式所述除冰机器人的另一种结构示意图;
43.图3为具体实施方式所述除冰机器人的另一种结构示意图;
44.图4为具体实施方式所述除冰厚度检测装置的一种结构示意图;
45.图5为具体实施方式所述除冰厚度检测装置的一种结构示意图;
46.图6为具体实施方式所述除冰厚度检测装置的一种结构示意图;
47.图7为具体实施方式所述除冰环卫车的一种结构示意图;
48.图8为具体实施方式所述基于除冰机器人的除冰方法的一种流程示意图;
49.上述各附图中涉及的附图标记说明如下:
50.1、除冰机器人,10、除冰厚度检测装置,11、除冰盘,12、旋转马达,13、主动旋转组件,14、照明装置,15、机器人底盘,16、机械臂,17、抽吸软管,18、图像信号输入装置,19、第二位移传感器;
51.101、滑块固定件,1011、测量部,1012、第一连接部,1013、第二连接部,1014、滑动部;
52.102、第一位移传感器,103、弹簧,104、滑轨,105、第三连接部;
53.131、轴承组件,132、喷杆,133、旋转接头,134、带轮;
54.151、底盘,152、箱体升降油缸,153、箱体翻转支点,154、箱体;
55.181、防护罩,182、图像信号收集装置,183、照明灯;
56.2、除冰系统,3、抽吸系统,4、动力系统;
57.21、第一过滤器,22、高压水泵,23、高压管路,24、清水箱;
58.31、风机,32、风道,33、第二过滤器,34、污水箱,35、抽吸管;
59.41、油泵,42、变速箱,43、控制箱,44、风机驱动马达,45、真空单元,46、车速传感器。
具体实施方式
60.为详细说明本技术可能的应用场景,技术原理,可实施的具体方案,能实现目的与效果等,以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本技术的保护范围。
61.在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例,亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上,在本技术中,只要不存在技术矛盾或冲突,各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合,以形成相应的可实施的技术方案。
62.除非另有定义,本文所使用的技术术语的含义与本技术所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例,而不是旨在限制本技术。
63.在本技术的描述中,用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述,表示可以存在三种关系,例如a和/或b,表示:存在a,存在b,以及同时存在a和b这三种情况。另外,本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
64.在本技术中,诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
65.在没有更多限制的情况下,在本技术中,语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述,意在涵盖非排他性的包含,这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素,从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素,而且还可以包括没有明确列出的其他要素,或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
66.与《审查指南》中的理解相同,在本技术中,“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数;“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外,在本技术实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个),与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解,例如“多组”、“多次”等,除非另有明确具体的限定。
67.在本技术实施例的描述中,所使用的与空间相关的表述,诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等,所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术的具体实施例或便于读者理解,而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作,因此不能理解为对本技术实施例的限制。
68.除非另有明确的规定或限定,在本技术实施例的描述中,所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如,所述“连接”可以是固定连接,也可以是可
拆卸连接,或成一体设置;其可以是机械连接,也可以是电连接,也可以是通信连接;其可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连;其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本技术所属技术领域的技术人员而言,可以根据具体情况理解上述用语在本技术实施例中的具体含义。
69.请参阅图1-3,本实施例提供了一种除冰机器人,包括机器人底盘15、除冰盘11、机械臂16、抽吸软管17、除冰厚度检测装置10、旋转马达12及主动旋转组件13:
70.所述机器人底盘15设置有行走机构,所述行走机构用于带动机器人底盘15在地面上行走;行走机构主要由皮带、轮子及驱动马达组成,主要是带动箱体154动作和除冰作业。
71.所述除冰盘11通过机械臂16连接于机器人底盘15;
72.所述除冰盘11底部设有抽吸口,所述抽吸口通过抽吸软管17连接于抽吸系统的抽吸管;其中,抽吸软管17安装在机械臂16上。
73.所述除冰厚度检测装置10设置在除冰盘11上,所述除冰厚度检测装置10用于将地面上冰的厚度变化;
74.所述旋转马达12及主动旋转组件13设置在除冰盘11上,所述主动旋转组件13包括带轮134、旋转接头133、喷杆132以及轴承组件131,所述旋转接头133通过轴承组件131设置在除冰盘11上,所述旋转接头133通过带轮134与旋转马达12传动连接,所述旋转接头133的一端连接于除冰系统的高压管路,所述旋转接头133的另一端连接于喷杆132,所述喷杆132设置在除冰盘11的底部,所述喷杆132上设有喷嘴。
75.当需要通过除冰机器人对路面进行除冰工作时,通过机器人底盘15上的行走机构进行控制除冰机器人在需要除冰的路面上进行除冰工作,控制除冰盘11上的旋转马达12工作,旋转马达12通过带轮134、旋转接头133以及轴承组件131带动除冰盘11底部的喷杆132旋转,同时高压水从喷杆132的喷嘴喷出,进行切割冰块,然后通过机械人底盘151的抽吸口进行对切割后的冰块进行抽吸,通过抽吸软管17输入除冰系统的储料仓内,除冰机器人在除冰工作的过程中,通过除冰盘11前部的除冰厚度检测装置10进行检测路面的冰层厚度,可以根据冰层厚度进行除冰机机器人的作业参数自动调整,减少操作者的操作难度,提高了有效的工作时间,保证作业效果,减少道路车辆的出行带来的隐患。
76.在某些实施例中,在除冰盘11的侧边安装有橡胶板,根据实验参数放开一定口子形成抽吸口,由除冰环卫车上的风机形成负压,对切割后的冰块进行抽吸。
77.请参阅图4,在一些实施例中,所述除冰厚度检测装置10包括滑块固定件101、第一位移传感器102、弹簧103及滑轨104及第二位移传感器19;
78.所述滑块固定件101包括测量部1011、第一连接部1012、第二连接部1013以及滑动部1014,所述测量部1011通过第一连接部1012连接于第二连接部1013,所述测量部1011与第二连接部1013平行设置,所述第二连接部1013连接于滑动部1014,所述滑动部1014可滑动设置在滑轨104上;
79.所述位移传感器通过第三连接部105固定在滑轨104上,所述位移传感器设置在测量部1011与第二连接部1013之间,所述位移传感器用于检测测量部1011垂直方向的位移变化;
80.所述弹簧103的一端连接于第三连接部105,所述弹簧103的另一端连接于第二连接部1013;
81.所述滑轨104固定设置在除冰盘11的前部;
82.所述第二位移传感器19设置在除冰盘11的后部,所述第二位移传感器19与第一位移传感器102位于同一水平面上。
83.当通过除冰厚度检测装置10检测路面冰面的厚度时,滑块固定件101的测量部1011接触路面上冰面,随着路面的冰层厚度的变化,测量部1011会成垂直方向的运动,而测量部1011垂直方向运动的过程中,会通过第一连接部1012及第二连接部1013改变弹簧103的拉紧程度,使得滑动部1014自动在滑轨104上滑动,位移传感器检测测量部1011的位移变化,进而检测路面冰层的厚度,除冰盘11的后部也安装有第二位移传感器19,第二位移传感器19用于检测清理后的路面与第二位移传感器19之间的距离,而通过除冰厚度检测装置10上的位移传感器检测距离与除冰盘11后部的路面位移传感器之间的同一平面的位移差即冰层厚度。根据除冰机器人前后传感器检测位移,自动计算冰层厚度。可以根据实际工况,也可以手动输入对应冰层厚度,更快速标定其余作业参数。
84.在某一些实施例中,除冰盘11上设有照明装置14,照明装置14方便除冰机器人晚上作业。
85.请参阅图5,在一些实施例中,所述机器人底盘15包括底盘151、箱体升降油缸152、4箱体翻转支点153以及箱体154;
86.所述箱体升降油缸152的一端连接于箱体154,所述箱体升降油缸152的另一端连接于底盘151;
87.所述箱体翻转支点153设置在底盘151上,所述箱体翻转支点153与箱体154铰接;
88.所述箱体154通过机械臂16连接于除冰盘11。
89.箱体升降油缸152可可以带动箱体154绕着箱体翻转支点153转动,进而提高上装的高度,提高机械臂16的作业高度,也防止在行驶的过程中,被路面上较大异物卡住。
90.在一些实施例中,所述机械臂16包括若干个臂架,所述臂架上设置旋转电机,所述旋转电机用于带动臂架转动。机械臂16由若干个臂架构成,本实例中采用三个臂架,每个臂架上设置旋转电机,通过旋转电机的运动角度控制机械臂16带动除冰盘11对冰面的清理工作,增加作业的灵活性。
91.在一些实施例中,所述机械臂16的一端通过回转机构设置在机器人底盘15上。通过在机械臂16的底部设置回转机构,可以控制整个机械臂16360
°
旋转作业。
92.请参阅图6,在一些实施例中,还包括图像信号输入装置18,所述图像信号输入装置18用于检测路面是否结冰。通过在机器人底盘15上设置图像信号输入装置18,用以检测路面是否结冰,若检测到路面结冰,则控制除冰机器人的除冰盘11进行工作,对路面的冰层进行除冰。其中,所述图像信号输入装置18包括防护罩181、图像信号采集装置182以及照明灯183,所述防护罩181设置在机器人底盘15上,所述图像信号采集装置182及照明灯183设置在防护罩181的尾部内。通过防护罩181可以防止图像信号采集装置182及照明灯183被异物弄坏,图像信号采集装置182由图像采集器和图像处理器组成,通过图像采集器进行采集路面图像信息,然后图像处理器根据路面图像信息进行判断路面是否结冰,将结冰情况发送给控制箱,控制箱进而控制除冰机器人进行除冰作业。根据工况的不同,将除冰机器人尾部摄入的图像传入图像处理器与干净路面时时对比,时时矫正控制器内的参数,保证除冰效果,也可以时时监控。
93.在一些实施例中,还包括车速传感器,所述车速传感器设置在机器人底盘15的行走机构的传动轴上,所述车速传感器用于检测机器人的车速。通过车速传感器进行检测机器人的作业速度,当冰面较厚时,进行降低机器人的行驶速度,进而提高除冰效果,若机器人的作业速度达到最低预设值时,路面还是有冰块,则发出冰层太厚报警。
94.请参阅图7,在另一实施例中,一种除冰环卫车,包括动力系统4、除冰系统、抽吸系统以及除冰机器人;
95.所述动力系统4包括油泵、发动机、减速箱、控制箱及风机驱动马达,所述控制箱连接于除冰系统、抽吸系统及除冰机器人;所述油泵传动连接于发动机;
96.所述除冰系统包括高压水泵、高压管路以及清水箱;所述高压管路通过高压水泵连接于清水箱,所述高压水泵通过减速箱传动连接于发动机;
97.所述抽吸系统包括风机、风道、储料仓及抽吸管;所述风机通过风道连接于储料仓,所述抽吸管连接于储料仓;
98.所述除冰机器人为上述所述除冰机器人。
99.除冰环卫车主要由除冰机器人1、除冰系统2、抽吸系统3及动力系统组成,其中除冰机器人1位于车子尾后部。动力系统4由油泵41、发动机和变速箱42、控制箱43、风机驱动马达44、真空单元45及车速传感器46组成,油泵41由机械能转为液压能,控制箱43里有控制器,位于真空单元45,控制器控制整车所有功能和动作;风机驱动马达44,位于环卫车的真空单元45内,风机驱动马达44由液压能转为机械能;车速传感器46检测除冰机器人1的行走机构的传动轴转速,进而计算发动机功率;除冰系统2由第一过滤器21、高压水泵22、高压管路23、清水箱24组成,第一过滤器21对低压水进行过滤,达到高压水泵22所需的过滤精度,高压管路23是高压水泵22的出水管,输入至除冰盘11的旋转接头133,清水箱24是储存清水;抽吸系统3由风机31、风道32、第二过滤器33、污水箱34及抽吸管35组成,风机31是抽吸系统的动能,位于真空单元45内部,风道32位于清水箱24顶部,第二过滤器33过滤污水,防止污水进入风机31,污水箱34用于储料污水和冰块;启动发动机和变速箱42,带动液压油泵41,驱动高压水泵22,出水后,从旋转接头133,经过喷杆132上的喷嘴,冲入冰层,切割冰层,使之冰块变小。由风机驱动马达44驱动风机31,产生负压,将除冰盘11内部碎冰块进行抽吸,经除冰盘11抽吸口,经过抽吸管35进入污水箱34,过挡板沉降,风从第二过滤器33,进入风道32,吸入风机31后过滤排出到空气;
100.除冰机器人1是执行除冰的直接机构,由除冰厚度检测装置10、除冰盘11、旋转马达12、主动旋转组件13、照明装置14、机器人底盘15、机械臂16、抽吸软管17及图像信号输入装置18组成;除冰厚度检测装置10由滑块固定件101、第一位移传感器102、弹簧103及滑轨104组成,除冰厚度检测装置10位于除冰盘11前部,弹簧103随着冰块厚度的变化,改变弹簧103拉紧程度,自动在滑轨104滑动,除冰盘11后部装有第二位移传感器19,第二位移传感器19检测清扫后路面的位移,在同一水平面的第一位移传感器102及第二位移传感器19之间检测到位移差即冰层厚度;除冰盘11侧边安装橡胶板,根据实验参数放开一定口子形成抽吸口,由风机31抽吸形成负压;照明装置14主要是方便除冰机器人1晚上作业,主动旋转组件13由带轮134、旋转接头133、喷杆132及轴承组件131组成,由旋转马达12带动皮带轮134,从而带动喷杆132旋转,由喷嘴喷出高压水,切割冰块;机器人底盘15由底盘151、箱体升降油缸152、箱体翻转支点153及箱体154组成,底盘151上有皮带,轮子,马达等组成,主要是带
动上装动作和作业;箱体升降油缸152可以提升上装高度,提高机械臂16的作业高度,也防止在行驶被路面大异物卡主;机械臂16主要是3个臂架组成,每个臂架上都有旋转电机,运动角度控制所述机械臂16进行清理,增加作业的灵活性,底部安装回转机构控制整个机械臂16进行360
°
旋转作业,臂架上安装抽吸软管17,碎冰通过后进入污水箱34,图像信号输入装置18由防护罩181,图像信号收集装置182,照明灯183组成,防护罩181尾部安装图像信号收集装置182和照明灯183,图像信号收集装置182有图像采集器和图像处理器组成;
101.除冰机器人1由机器人的液压马达驱动行走,根据控制器控制机械臂16运动角度,保证与路面时时平行作业,也可以通过除冰盘11的前部冰层厚度检测装置的位移变化,将数值信号输入控制器,改变机械臂16运动角度或移动机械臂16底部的回转机构,调整机械臂16作业范围,如果前部有大的物料,可以提升箱体升降油缸152避开,当除冰机器人1动作时,则液压油驱动高压水泵22马达,从而带动高压水泵,形成高压水,再由除冰盘11的喷杆132上的喷嘴喷出,切割冰面,随着除冰机器人1前行,路面冰面全部被打破,在由风机31启动产生的负压,从除冰盘11底部进风,带动小冰块和污水从两个抽吸软管17进入延长的软管进入污水箱34,待全部完成后,除冰机器人根据原有路径重新回到车辆后尾部,抽吸软管17盘在车辆另外一侧,完毕后自动关闭左右两侧门,就可以运输到倒料地点。
102.除冰机器人添加机械臂可以实现360
°
作业,也可以运动角度控制,作业的灵活性提高,可以用在水平路面,也可以用在垂直面上。
103.除冰机器人安装在车辆尾后部,方便回收设备和运输,节约时间。
104.目前除冰机器人都是只是除冰,运输需其余设备或人工辅助完成,而我司方案是除冰和物料运输一体,大大提高作业效率,降低运营成本。
105.目前环卫行业用传感器检测除冰厚度难度非常大,所以设计除冰厚度检测装置,通过前后传感器的位移差,计算得出厚度,解决检测难度高问题;
106.目前很多除冰车都是大型设备无法清理狭小街道,物料清理困难,所以设计一个小型除冰机器人,且带有储料空间的解决这个问题;
107.时时除冰效果监测,自动调整作业参数,保证作业效果;
108.除冰喷杆改成清扫喷杆,可以实现清扫作业,清理狭小街道,广场等狭小空间;
109.根据不同的实际工况,使用不同的作业模式,降低工作能耗,更快速投入作业中;
110.请参阅图8,另一实施例中,一种基于除冰机器人的除冰方法,所述除冰方法应用于上述所述除冰环卫车,所述除冰方法包括以下步骤:
111.步骤s810:通过图像信号采集装置采集路面图像信息,并时时通过除冰厚度检测装置采集路面的冰块的厚度,并在驾驶室的显示屏上显示冰块厚度;
112.步骤s820:图像处理单元将图像信号采集装置采集的路面图像与干净路面图像进行比对判断路面是否有冰块;
113.若有,则执行步骤s830::控制箱提高动力系统中发动机的转速,提高高压水泵的高压水压及流量,并通过抽吸软管对冰块进行抽吸,直至判断路面上无冰块;
114.步骤s840:当发动机的输出功率达到最大值时,图像处理单元判断路面上是否具有冰块;
115.若有,则执行步骤s850:控制箱降低除冰机器人的工作车速;
116.步骤s860:当除冰机器人的工作车速降低至预设最低值,图像处理单元判断路面
上是否具有冰块;
117.若有,则执行步骤s870:控制箱发出冰层太厚报警。
118.除冰机器人的工作模式有两种,第一种工作模式是全部根据图像处理器和控制器自动标定参数;第二种工作模式,冰层厚度可以手动输入或预设数据执行,初步使用除冰机器人车速和发动机转速预设数值。
119.第一种工作模式:通过冰块图像信号采集器采集的路面图像,提取的特征数据阈值,与已经储存的干净路面图像的特征数据阈值对比,根据冰块图像处理器判断路面是否存在冰块。如果判断有,通过控制器保持现有机器人车速,逐步定量增加车辆发动机转速,提高功率,增加提高液压油泵功率,动力充足情况下,液压压力不变,提高液压流量,提高由液压马达驱动的高压水泵转速,提高高压水泵输出流量,水压力不变情况下,提高输出高压水泵功率,如此循环多次,直至冰块图像处理器判断无冰块;但如果车辆发动机功率输出功率达到最大值,冰块图像处理器判断还是有冰块,则需要通过控制器降低机器人的作业车速,逐步定量递减机器人车速,通过冰块图像处理器判断是否有冰块,如此循环多次,直至冰块图像处理器判断无冰块,但如果除冰机器人作业速度达到预设最低值,控制器控制发出冰层太厚报警,在显示驾驶室屏上提示,是否继续执行作业指令,目前作业能力已经达到最大值,如在30s内无人工指令输入则控制器自动发出停止作业指令,降低发动机转速,降低高压水泵转速,进而降低对应水压,关闭对应功能翘板开关,退出作业模式。以上作业全过程可时时检测除冰厚度,并在显示屏显示。
120.第二种工作模式:自动或手动输入冰层厚度,显示屏上提示30s左右,如无输入新的数值,则默认进入参数自动标定作业,之后的作业方式与第一种工作模式相同。
121.根据除冰厚度检测装置检测的除冰厚度数值输入控制器,时时提示监测除冰厚度,时时把控作业效果,也可以在显示屏上手动输入冰层厚度,根据控制器的内部的预设发动机转速,车速进行作业,如冰块图像冰块采集器采集的路面图像,提取的特征数据阈值,与已经储存的干净路面图像的特征数据阈值对比,根据冰块图像处理器判断路面是否存在冰块。
122.冰块图像处理器判断无冰块情况,且与预设值不同情况下,控制器会记录此刻的发动机转速,冰层厚度,除冰机器人车速参数的对应关系,替换原预设值。
123.控制机械臂作业:首先,控制器启动机械臂处于待机状态。其次,控制器将路面垃圾转换成机械臂各关节的运动角度后,控制机械臂运动对水平或垂直面的冰面进行清理。接着,通过图像处理器进行识别确认,如还有未处理冰块则继续识别、除冰作业。最后,确认冰块清理完毕后机械臂归位,恢复到待机状态。
124.在本实施例中,除冰机器人的图像信号采集器主要用于拍摄照片和拍摄视频等,将模拟信号转换成数字信号发送给冰块图像处理器,冰块图像处理器可以根据图像信号确定路面冰块的形状、尺寸以及颜色等,也可以与干净路面图像进行对比。
125.车速传感器位于除冰机器人带轮处,检测转速,计算出作业速度。
126.冰层厚度检测主要是根据除冰盘前部的位移传感器位于与相同高度的后部的路面位移传感器的位移差,即是冰层厚,前部的除冰厚度检测装置带有弹簧和滑轨,安装板会时时接触冰面,跟着冰面变化而变化。
127.控制器可以通过通信接口接收路面冰块的信息。
128.车辆除冰机器人先设置发动机转速最大和最小值,设置作业车速设置最大和最小值,设置冰层厚度的最大和最小值,可以时时通过控制器对比;
129.预设初步除冰机器人作业的发动机转速,除冰机器人车速,冰层厚度的相对关系,以及设置不同的冰层厚度,对应不同的发动机转速和不同的作业速度。
130.在本实施例中,根据图像特征,提取路面除冰后的残留冰块大小,提高高压水压力和流量,保证作业效果;根据图像特征,提取路面除冰后的残留冰块大小,可以降低除冰机器人车速,提高作业效果。
131.最后需要说明的是,尽管在本技术的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述,但并不能因此限制本技术的专利保护范围。凡是基于本技术的实质理念,利用本技术说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案,以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等,均包括在本技术的专利保护范围之内。
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