一种车载道路绿化修剪机的制作方法

1.本发明涉及绿化修剪技术领域，特别是涉及一种车载道路绿化修剪机。


背景技术：

2.为提升道路绿化修剪的效率，出现了一些将修剪机装载在移动载具上，利用移动载具的可移动性和可载重性，能够更加轻便的对道路绿化进行修剪；
3.目前针对车载道路绿化修剪，最大的问题在于行进速率和修剪质量之间的平衡，在传统的单一功能的车载修剪中，其行进速率极低，因为要不断手动调整修剪设备姿态以保证修剪质量，后来为提升效率，在移动载具上增设探测装置，以探测路面情况，根据路面情况计算修剪设备在经过该段路面时的位移量，再控制修剪设备主动进行位移以弥补该位移量，保证绿化修剪的平滑和连续性，一定程度上的提升了行进的速率，但这种做法需要在探测位置和修剪设备经过该位置的时间段内完成探测的识别、位移量的计算和位移驱动的过程，再配以一定余量，导致该时间段需要较长，同样限制了车辆行进的速率，以小型货车举例，其探测距离3米的情况下，在3米的行进路段内完成上述过程配以余量的反应时间为5秒，即在需要进行姿态调整的路段该车行进速率最大不超过3米/5秒，约2.16km/h，即使在不需要进行姿态调整的路面，仍需留出足够的探测的识别时间，且实际操作中大多始终保持匀速前进，以避免急刹，整体效率仍然较低。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种车载道路绿化修剪机，该车载道路绿化修剪机通过配置两台移动载具，在前的探测车进行路面情况的探测，在后的修剪车根据路面情况调整修剪姿态完成修剪，将探测位置和修剪设备经过该位置的距离延长，在相同时间的前提下，能够有更快的行进速率，修剪的效率更高、质量更好。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供了一种车载道路绿化修剪机，包括：
7.探测车，所述探测车上设置有第一探测装置和信号发射器，所述第一探测装置用于在修剪车的前方探测路面情况，所述信号发射器用于将路面情况发送到修剪车；
8.修剪车，所述修剪车上设置有信号接收器和绿化修剪设备，所述信号接收器用于接收信号发送器发送的路面情况，所述绿化修剪设备用于基于路面情况调整修剪姿态完成修剪。
9.本发明的工作原理如下：工作时，所述探测车和修剪车一前一后行驶，探测车在修剪车的前方进行路面情况的探测，并将数据传输至后方的修剪车，根据路面情况计算出修剪车经过该路段时的位移量，并在经过该路段时调整绿化修剪设备的姿态，以保持修剪的平滑和连续性，保证修剪的质量。
10.本发明的车载道路绿化修剪机通过配置两台移动载具，在前的探测车进行路面情况的探测，在后的修剪车根据路面情况调整修剪姿态完成修剪，将探测位置和修剪设备经
过该位置的距离延长，在相同时间的前提下，能够有更快的行进速率，修剪的效率更高。
11.在进一步的技术方案中，所述绿化修剪设备包括：
12.修剪姿态调整装置，用于调整修剪装置的姿态，包括横向调整装置和高度调整装置；
13.横向调整装置，所述横向调整装置用于调整修剪装置的横向位置；
14.高度调整装置，所述高度调整装置用于调整修剪装置的高度；
15.修剪装置，所述修剪装置用于对道路绿化进行修剪。
16.通过设置横向调整装置和高度调整装置，能够针对修剪装置的横向位置和高度进行调整，以满足修剪姿态的调整需要。
17.在进一步的技术方案中，所述修剪姿态调整装置还包括：
18.角度调整装置，所述角度调整装置用于调整修剪装置的角度。
19.修剪装置的角度调整可以更大程度的满足其姿态调整的需要。
20.在进一步的技术方案中，所述角度调整装置包括纵向角度调整装置和水平角度调整装置。
21.纵向角度调整装置使得修剪装置在针对具有横向坡度的路面时能够水平的对绿化进行修剪，水平角度调整装置便于修剪设备的收取。
22.在进一步的技术方案中，所述信号发射器将探测车的运动状态发送到修剪车，所述修剪车根据探测车的运动状态调整自身的运动状态，实现自动跟随。
23.修剪车自动跟随探测车运动，使得两车之间的距离更加便于把控，同时进一步的减轻了修剪车操控的要求，为配置无人驾驶的修剪车提供了基础。
24.在进一步的技术方案中，所述第一探测装置在道路上确定标识物；
25.所述修剪车上设置有第二探测装置，所述第二探测装置用于探测道路上的第一探测装置确定的标识物；
26.所述探测车及修剪车基于相同的道路标识物进行车辆位置标定。
27.通过第二探测装置配合第一探测装置进行探测车和修剪车的位置标定，为修剪姿态调整装置提供了姿态调整的位置标定基础，同时为修剪车自身的运动提供了位置基础，进一步的便于修剪车的运动状态调整，进一步的为配置无人驾驶的修剪车提供了基础。
28.在进一步的技术方案中，所述车辆位置包括水平位置和高度位置。
29.利用水平位置标定和高度位置标定，可以更加精确的对车辆在道路上的位置进行标定，修剪的质量更好。
30.在进一步的技术方案中，所述标识物包括道路划线和道路护栏。
31.道路划线和道路护栏在各种标准路面上的绿化带旁均有设置，且划线和护栏与道路本身延伸方向一致，划线及护栏与路旁绿化之间的距离相对固定，将道路划线和道路护栏作为标识物能够满足绝大部分情况下的位置标定。
32.在进一步的技术方案中，所述修剪姿态调整装置的动力源具有三种状态，分别为断电状态、待机状态和启动状态。
33.通过对修剪姿态调整装置的状态调整，可以使修剪姿态调整装置的能耗降低。
34.在进一步的技术方案中，所述路面情况良好时，所述修剪姿态调整装置的动力源处于断电状态，当探测到前方路面情况需要调整修剪姿态时，所述修剪姿态调整装置的动
力源切换到待机状态，在修剪车经过需要调整修剪姿态的路面时，所述修剪姿态调整装置的动力源切换到启动状态。
35.实际在大部分行进过程中均在良好路面上行驶，因此在良好路况时将修剪姿态调整装置断电，避免其耗电，仅需在需要调整姿态时进行状态的切换，最大程度的降低其能耗。
36.有益效果在于：
37.1、本发明的车载道路绿化修剪机通过配置两台移动载具，在前的探测车进行路面情况的探测，在后的修剪车根据路面情况调整修剪姿态完成修剪，将探测位置和修剪设备经过该位置的距离延长，在相同时间的前提下，能够有更快的行进速率，修剪的效率更高。
38.2、通过设置横向调整装置和高度调整装置，能够针对修剪装置的横向位置和高度进行调整，以满足修剪姿态的调整需要。
39.3、修剪装置的角度调整可以更大程度的满足其姿态调整的需要。
40.4、纵向角度调整装置使得修剪装置在针对具有横向坡度的路面时能够水平的对绿化进行修剪，水平角度调整装置便于修剪设备的收取。
41.5、修剪车自动跟随探测车运动，使得两车之间的距离更加便于把控，同时进一步的减轻了修剪车操控的要求，为配置无人驾驶的修剪车提供了基础。
42.6、通过第二探测装置配合第一探测装置进行探测车和修剪车的位置标定，为修剪姿态调整装置提供了姿态调整的位置标定基础，同时为修剪车自身的运动提供了位置基础，进一步的便于修剪车的运动状态调整，进一步的为配置无人驾驶的修剪车提供了基础。
43.7、利用水平位置标定和高度位置标定，可以更加精确的对车辆在道路上的位置进行标定，修剪的质量更好。
44.8、道路划线和道路护栏在各种标准路面上的绿化带旁均有设置，且划线和护栏与道路本身延伸方向一致，划线及护栏与路旁绿化之间的距离相对固定，将道路划线和道路护栏作为标识物能够满足绝大部分情况下的位置标定。
45.9、通过对修剪姿态调整装置的状态调整，可以使修剪姿态调整装置的能耗降低。
46.10、实际在大部分行进过程中均在良好路面上行驶，因此在良好路况时将修剪姿态调整装置断电，避免其耗电，仅需在需要调整姿态时进行状态的切换，最大程度的降低其能耗。
附图说明
47.图1是本发明实施例的车载道路绿化修剪机的整体结构示意图；
48.图2是本发明实施例的车载道路绿化修剪机的探测车的结构示意图；
49.图3是本发明实施例的车载道路绿化修剪机的修剪车的结构示意图；
50.图4是本发明实施例的车载道路绿化修剪机的探测车的位置标定示意图。
51.附图标记：
52.10、探测车；11、探测车体；12、第一探测装置；13、信号发射器；20、修剪车；21、修剪车体；22、第二探测装置；23、横向调整装置；24、角度调整装置；25、高度调整装置；26、修剪装置。
具体实施方式
53.下面结合附图对本发明作进一步说明：
54.实施例：
55.如图1所示，一种车载道路绿化修剪机，包括：
56.探测车10，如图2所示，探测车10包括探测车体11，探测车10上设置有第一探测装置12和信号发射器13，第一探测装置12安装在探测车体11的车头前端，信号发射器13安装在探测车体11的车尾末端，第一探测装置12用于在修剪车20的前方探测路面情况，信号发射器13用于将路面情况发送到修剪车20；
57.修剪车20，如图3所示，修剪车20包括修剪车体21，修剪车20上设置有信号接收器和绿化修剪设备，信号接收器安装在修剪车体21的车头前端，绿化修剪设备安装在修剪车体21的后端。信号接收器用于接收信号发送器发送的路面情况，绿化修剪设备用于基于路面情况调整修剪姿态完成修剪。
58.在本实施例中，绿化修剪设备为三幅式的，即两个侧面修剪单元和一个顶面修剪单元。
59.本发明的工作原理如下：工作时，探测车10和修剪车20一前一后行驶，探测车10在修剪车20的前方进行路面情况的探测，并将数据传输至后方的修剪车20，根据路面情况计算出修剪车20经过该路段时的位移量，并在经过该路段时调整绿化修剪设备的姿态，以保持修剪的平滑和连续性，保证修剪的质量。
60.在本实施例中，以探测车10的探测距离同样为3米为例，以探测车10同样为小型货车为例，其车长为5米，探测车10与修剪车20之间的车距为2米，即探测车10的探测位置与修剪车20之间的距离为10米，以同样的数据处理及驱动过程配以余量之后的反应时间为5秒计算，即在10米的行进路段内完成反应的时间为5秒，即在需要进行姿态调整的路段修剪车20行进速率最大不超过10米/5秒，约7.2km/h，在数据处理效率及探测距离相同的情况下本实施例的行驶速率是传统方式的载具的行驶速率的三倍多，此时探测车10的行进速率与修剪车20的行进速率保持一致即可，在保证探测质量的前提下，还可以进一步的拉开探测车10与修剪车20之间的距离，以进一步的提高探测位置与修剪车20之间的距离，进一步的提高修剪车20的行进速率上限。
61.本发明的车载道路绿化修剪机通过配置两台移动载具，在前的探测车10进行路面情况的探测，在后的修剪车20根据路面情况调整修剪姿态完成修剪，将探测位置和修剪设备经过该位置的距离延长，在相同时间的前提下，能够有更快的行进速率，修剪的效率更高，同时在现有技术中，由于部分姿态调整的动作如角度调整，其反应时间相对较长，会导致整体反应时间更长，导致行进速率大打折扣，因此在现有技术中部分姿态调整的动作是不考虑设置的，因此其在部分情况下仍然会在绿化带上留下锯齿或坑洼，修剪的质量难以保证，在本发明中，由于行进速率的调整自由，使得进行姿态调整的时间更加宽松，针对部分姿态调整的动作得以实现，因此可以进行设置的姿态调整的动作更多，能够更大程度的满足绿化修剪设备在修剪车20行进过程中所需要的姿态调整，更大程度的保证了绿化修剪设备的运动与道路绿化之间的连续性和平滑度，修剪的质量更高。
62.在另外一个实施例中，如图1所示，探测车10选用道路清障用拖车，修剪车20选用小型货车，在不进行修剪时可以将修剪车20托举在其后方，便于转运。
63.在另外一个实施例中，如图3所示，绿化修剪设备包括：
64.修剪姿态调整装置，用于调整修剪装置26的姿态，包括横向调整装置23和高度调整装置25；
65.横向调整装置23，横向调整装置23用于调整修剪装置26的横向位置；
66.高度调整装置25，高度调整装置25用于调整修剪装置26的高度；
67.修剪装置26，修剪装置26用于对道路绿化进行修剪。
68.通过设置横向调整装置23和高度调整装置25，能够针对修剪装置26的横向位置和高度进行调整，以满足修剪姿态的调整需要。
69.横向调整针对修剪车20与道路绿化之间的距离变化，例如修剪车20进行横向位移规避障碍物。高度调整针对修剪开始前调整修剪装置26与道路绿化之间的相对高度，使修剪装置26能够对道路绿化进行修剪，及修剪过程中路面高度变化导致的修剪车20的高度变化。
70.在另外一个实施例中，如图3所示，修剪姿态调整装置还包括：
71.角度调整装置24，角度调整装置24用于调整修剪装置26的角度。
72.修剪装置26的角度调整可以更大程度的满足其姿态调整的需要。
73.在本实施例中，横向调整装置23安装在修剪车体21上，角度调整装置24安装在横向调整装置23的输出端，高度调整装置25安装在角度调整装置24的输出端，修剪装置26安装在高度调整装置25的输出端。
74.在另外一个实施例中，角度调整装置24包括纵向角度调整装置24和水平角度调整装置24。
75.纵向角度调整装置24使得修剪装置26在针对具有横向坡度的路面时能够水平的对绿化进行修剪，水平角度调整装置24便于修剪设备的收取。
76.在另外一个实施例中，信号发射器13将探测车10的运动状态发送到修剪车20，修剪车20根据探测车10的运动状态调整自身的运动状态，实现自动跟随。
77.修剪车20自动跟随探测车10运动，使得两车之间的距离更加便于把控，同时进一步的减轻了修剪车20操控的要求，为配置无人驾驶的修剪车20提供了基础。
78.探测车10的运动状态包括车速、转弯情况等数据。
79.在另外一个实施例中，第一探测装置12在道路上确定标识物；
80.修剪车20上设置有第二探测装置22，第二探测装置22用于探测道路上的第一探测装置12确定的标识物；
81.探测车10及修剪车20基于相同的道路标识物进行车辆位置标定。
82.通过第二探测装置22配合第一探测装置12进行探测车10和修剪车20的位置标定，为修剪姿态调整装置提供了姿态调整的位置标定基础，同时为修剪车20自身的运动提供了位置基础，进一步的便于修剪车20的运动状态调整，进一步的为配置无人驾驶的修剪车20提供了基础。
83.需要强调的是，第二探测装置22为修剪车20上探测装置的总称，其除了上述的功能外，还可以具有探测修剪车20与探测车10之间车距的功能等，同时，第一探测装置12亦为探测车10上探测装置的总称，第一探测装置12和第二探测装置22均可包含多个探测雷达。如车身前、后、左、右设置多个探测雷达，以保证探测效果及标定效果。
84.在另外一个实施例中，车辆位置包括水平位置和高度位置。
85.利用水平位置标定和高度位置标定，可以更加精确的对车辆在道路上的位置进行标定，修剪的质量更好。
86.在另外一个实施例中，标识物包括道路划线和道路护栏。
87.道路划线和道路护栏在各种标准路面上的绿化带旁均有设置，且划线和护栏与道路本身延伸方向一致，划线及护栏与路旁绿化之间的距离相对固定，将道路划线和道路护栏作为标识物能够满足绝大部分情况下的位置标定。
88.如图4所示，以探测车10的水平位置标定举例，探测车10的第一探测装置12对车旁的道路划线进行探测，并基于探测的距离计算出探测车10与道路划线之间的横向距离h，修剪车20的第二探测装置22基于同样的原理计算出修剪车20与道路划线之间的横向距离h，并基于h和h进行修剪姿态调整装置的控制。
89.道路护栏作为标识物，除水平位置标定的功能外，还附带高度位置标定的功能，即水平位置的标定由道路护栏和道路划线共同实现，相互修正，高度位置标定测定的是探测装置与护栏之间的高度差，以该高度差确定护栏与地面之间的高度差，最终对修剪装置26对绿化修剪的高度提供标定基础。
90.需要强调的是，对于车身位置及高度的标定，还可以采用其他的定位形势，在此不作限制。
91.在另外一个实施例中，修剪姿态调整装置的动力源具有三种状态，分别为断电状态、待机状态和启动状态。
92.通过对修剪姿态调整装置的状态调整，可以使修剪姿态调整装置的能耗降低。
93.在另外一个实施例中，路面情况良好时，修剪姿态调整装置的动力源处于断电状态，当探测到前方路面情况需要调整修剪姿态时，修剪姿态调整装置的动力源切换到待机状态，在修剪车20经过需要调整修剪姿态的路面时，修剪姿态调整装置的动力源切换到启动状态，对修剪装置26的姿态进行调整。
94.实际在大部分行进过程中均在良好路面上行驶，因此在良好路况时将修剪姿态调整装置断电，避免其耗电，仅需在需要调整姿态时进行状态的切换，最大程度的降低其能耗。
95.在本实施例中，修剪姿态调整装置的各装置均具有自锁功能，即在断电状态下能够保持修剪装置26的姿态。
96.与现有技术相比，由于其反应时间限制，其必须时刻处于待机状态，部分电机必须时刻启动，才能保证其反应时间，本发明的设计由于将探测操作放在位于前方的探测车10进行，其反应时间充足，在相同分析、计算、驱动的时间下可以预留更大范围的余量，也能保证较高的行进速率，因此可以实现停机到待机的自由切换，降低能耗。
97.在另外一个实施例中，修剪车20选用无人驾驶电动车，其运动完全由探测车10探测的路面情况及探测车10的运动状态决定，同时配以自动驾驶，使用时设定车距，设定自动跟随模式，探测车10在前方运动，修剪车20在后方跟随，不断对道路绿化进行修剪，修剪装置26的高度调整、横向位置调整及角度调整全过程自动进行，以减少人工。
98.更进一步的，人为的驾驶总是会难以避免的出现横向位置的变化，修剪车20的无人驾驶还可以更加精确的执行行进的方向和车速，保证修剪的质量，而前方的探测车10的
人为驾驶即使有行进不稳定的情况也不影响探测和后方的修剪。
99.在本实施例中，以实际情况举例，探测车10在探测到前方路面存在坑洼时，判断是否能够绕过，若是，则直接绕过，修剪车20在经过该路段时同样自动绕过坑洼，绕过坑洼的同时，修剪车20与道路旁绿化之间的距离发生变化，在这个过程中横向调整装置23及角度调整装置24启动，对修剪装置26的横向位置及角度进行调整，以使修剪装置26与绿化之间的相对位置关系不发生明显变化；
100.上述判断是否能够绕过以修剪姿态调整装置的调整范围是否满足上述驱动为标准，若修剪姿态调整装置调整到最大值时仍不能绕过，则修剪车20直接驶过坑洼，修剪车20驶过坑洼的过程中可能会发生竖向的位置变化及车身横向的摆动，因此修剪车20驶过坑洼的过程中，高度调整装置25和角度调整装置24配合完成修剪装置26姿态的调整，同样使修剪装置26与绿化之间的相对位置关系不发生明显变化。
101.需要强调的是，探测车10针对坑洼可以手动绕过也可以直接驶过，探测车10本身的抖动、颠簸或方向转动些许均不影响修剪质量或探测效果，因此一名驾驶员在探测车上驾驶探测车前进，人为操作的小幅度车身摆动，不会影响探测，上述实施例均为修剪车20的应对方式，实际道路情况复杂，例如道路划线的缺失导致标定的失效，此时修剪车20可基于探测车10的运动状态进行运动。
102.在本实施例中，修剪车20选用电动车的设计配合修剪姿态调整装置的三种状态的效果尤其好，因为修剪姿态调整装置能耗的降低直观的体现在电池电量消耗的降低上，使得电动车的续航里程提升，单次修剪的道路里程更长，更实用，同时电动车对于车速的调整便利性和经济性方面的表现都优于燃油车。
103.在另外一个实施例中，绿化修剪设备包括：
104.机械臂，机械臂安装在修剪车体21上，修剪装置26安装在机械臂的输出末端，利用机械臂来调整修剪装置26的姿态，自由度更多。
105.需要强调的是，绿化修剪设备的姿态调整可以是各种形式的驱动机构，修剪装置26的结构亦可选用各种现有修剪装置26，在此不作限制。
106.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。