拖拉机装配园区的无人驾驶监察车及监察系统、监察方法

摘要

一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车，包括无人驾驶电动车，所述无人驾驶电动车包括车载显示屏、车载身份信息读取模块、车载主控制器、GPS导航模块、车载GPRS模块、车载存储器、摄像头、行车控制器以及车辆行走装置。本发明还涉及一种利用无人驾驶监察车实现的拖拉机装配园区监察系统，同时也涉及一种拖拉机装配园区监察方法。本发明提高了拖拉机装配园区的现代化管理水平，大大提高了整个拖拉机装配园区监察工作的有序性，确保拖拉机的装配质量。

说明书

技术领域

本发明涉及拖拉机装配技术领域，尤其涉及拖拉机装配园区的无人驾驶监察车及监察系统、监察方法。

背景技术

拖拉机(tractor)用于牵引和驱动作业机械完成各项移动式作业的自走式动力机。也可做固定作业动力。由发动机、传动、行走、转向、液压悬挂、动力输出、电器仪表、驾驶操纵及牵引等系统或装置组成。发动机动力由传动系统传给驱动轮，使拖拉机行驶，现实生活中，常见的都是以橡胶皮带作为动力传送的媒介。按功能和用途分农业、工业和特殊用途等拖拉机；按结构类型分轮式、履带式、船形拖拉机和自走底盘等。

目前，拖拉机的装配在非常开阔的园区内进行，工艺线较长。为了保障产品质量、生产安全以及装配工作的顺利进行，需要园区内相关负责人定时的监察。

但是，是对于装配能力较强的企业，园区面积大，走路或者自己开车容易出现工作效率低下的问题，而且监察的路线规划不够明确，非常容易出现交叉监察，浪费时间的问题，这种情况势必会拖拉机正常装配工作的进行。

因此，开发一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车及监察系统、监察方法，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本发明得以完成的动力所在和基础。

发明内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明所要解决的技术问题是：提供一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车及监察系统、监察方法，以解决目前拖拉机装配园区监察工作无序的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车，包括无人驾驶电动车，所述无人驾驶电动车包括车载显示屏、车载身份信息读取模块、车载主控制器、GPS导航模块、车载GPRS模块、车载存储器、摄像头、行车控制器以及车辆行走装置，

所述车载身份信息读取模块用以读取监察人员的身份，包括指纹和凭证卡，所述车载身份信息读取模块与所述车载主控制器利用数据线相连，所述车载身份信息读取模块核实所述监察人员的身份后，才能进入所述车载主控制器进行后续的操作；

所述车载主控制器分别与所述车载显示屏、GPS导航模块、车载GPRS模块以及行车控制器连接，所述车载主控制器用于通过所述车载显示屏接收并解析监察人员输入的监察指令，通过所述车载GPRS模块将监察指令发送至各待监察装配线的管理终端，同时，通过GPS导航模块按照预定的行驶路线引导所述无人驾驶电动车驶达待监察装配线位置，所述监察指令为监察人员在所述车载显示屏上输入的待监察装配线的代号；

所述摄像头利用支架安装于所述无人驾驶电动车的前端，并利用数据线与所述车载存储器相连，所述摄像头转动安装于所述支架上，对所述待监察装配线进行实时拍摄，并将拍摄数据传输到所述车载存储器进行存储，所述摄像头的开关控制器利用控制导线连接所述车载主控制器，所述车载主控制器根据所述GPS导航模块给出的位置参数控制所述摄像头的开关。

在本发明的所述一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车中，作为一种改进，所述车载存储器内存储有各待监察装配线的相关信息，所述相关信息包括待监察装配线的名称、代号、具体地址、联络人信息以及具体的装配操作要求。

在本发明的所述一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车中，作为一种改进，所述车辆行走装置包括电机、驱动轴和驱动轮，所述电机利用控制导线连接所述车载主控制器，所述车载主控制器能够根据所述GPS导航模块采集的位置参数对所述电机的转速进行调控，从而实现对所述无人驾驶电动车的车速进行调控。

在本发明的所述一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车中，作为一种改进，所述支架由于需要对摄像头角度进行调整，容易出现疲劳损伤，采用如下结构：所述支架包括架体和旋转安装座，所述旋转安装座的底端与所述架体旋转连接，所述旋转安装座的上端与所述摄像头固接。为了确保架体与旋转安装座的稳定性，

其中，所述架体采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.27-0.31，Mn0.65-0.71，Cr5.3-6.0，Ni 1.3-1.4，Mo0.2-0.3，V 0.15-0.17，Ti 0.16-0.20，B 0.05-0.06，P0.03-0.04，S 0.03-0.04，余量为Fe以及不可避免的杂质；

所述旋转安装座采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.30-0.35，Mn0.75-0.80，Cr4.3-4.5，Ni 1.5-1.6，Mo0.2-0.3，Ti 0.27-0.30，Co0.26-0.31，P0.02-0.03，S 0.01-0.02，余量为Fe以及不可避免的杂质；

并且，两者的接触面上，所述架体等离子喷涂有第一陶瓷涂层，所述第一陶瓷涂层含有TiO₂>2O₃；

所述旋转安装座等离子喷涂有第二陶瓷涂层，所述第二陶瓷涂层含有NiCr6wt％、Cr₂O₃>2O₃。

架体和旋转安装座的成分经过大量反复的实验得出，其中的组分相互协同，能够起到提高主体配件疲劳强度的作用。例如，其中的Mn元素能够大大提高疲劳性能，材料中含有Mn可以使得配件均匀变形，同时可以使得裂纹在整个晶粒内部形成，而非集中于境界处，另一方面，含有Mn也是裂纹扩展的阻力，当裂纹尖端扩展至含Mn相时，裂纹会发生偏转，增大裂纹扩张途径，从而提高材料的断裂韧性和疲劳抗力。柱塞组分中加入B材料可以提高淬透性，作用机理为：B在奥氏体境界偏聚，组分中C、P元素对B提高配件的淬透性作用具有重要影响，利用多种元素的复合作用，显著提高并稳定配件的淬透性，这对于后续的渗氮处理关联紧密，具有非常重要的意义。

本发明中，在架体和旋转安装座的接触面上分别等离子喷涂有第一陶瓷涂层和第二陶瓷涂层，第一陶瓷涂层和第二陶瓷涂层的成分为特定的，这也是发明人大量反复实验确定的，由于第一陶瓷涂层和第二陶瓷涂层之间的磨损机理为微切削、疲劳磨损，因此发明人充分考虑了两个陶瓷涂层的摩擦系数和疲劳寿命问题。而后期的实践结果也证明了，这两种涂层在接触时能够保证磨损量和摩擦系数达到较低水平，极大的保证了摄像头运转的平稳，确保了画面的清晰、流畅、直观。

一种拖拉机装配园区的监察系统，包括如上所述的无人驾驶监察车；

还包括

管理平台、设置在各个待监察装配线的装配线管理终端以及设置在拖拉机装配园区内的无人驾驶电动车停放终端，

所述装配线管理终端包括装配线控制器、装配线显示屏以及装配线GPRS模块，所述装配线GPRS模块用于接收所述无人驾驶电动车的车载GPRS模块发送的监察指令，所述装配线控制器对监察指令进行解析，并通过装配线显示屏进行显示；

所述管理平台包括主机、主存储器和显示屏，其中，所述主机用于实现与所述装配线管理终端、无人驾驶监察车和无人驾驶电动车停放终端的数据交互，同时对监察人员使用无人驾驶电动车的权限进行控制，并记录相应的使用信息。

在本发明的所述一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车中，作为一种改进的方案，所述无人驾驶电动车停放终端安装有充电桩，所述充电桩设有市电接口和太阳能充电接口，所述太阳能充电接口连接太阳能光伏板和电能转换器，所述电能转换器连接蓄电池，所述蓄电池和电能转换器设置在所述充电桩内。

在本发明的所述一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车中，作为一种改进的方案，所述无人驾驶电动车停放终端设置有车辆信息获取装置，所述车辆信息获取装置为监控摄像头，所述监控摄像头与所述管理平台的主机相连，当监察人员需要在所述管理平台的显示屏上执行相关操作触发车辆安排请求模块时，所述主机控制所述监控摄像头获取当前无人驾驶电动车停放终端的无人驾驶电动车的停放信息。

在本发明的所述一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车中，作为一种改进的方案，所述拖拉机装配园区内沿着预定的行驶路线设有若干个读卡器，所述读卡器分别与所述管理平台的主机和装配线控制器通讯连接；

相对应，所述无人驾驶电动车上设有电子标签，所述电子标签用于唯一标识所述无人驾驶电动车；

所述电子标签与所述读卡器相匹配，当无人驾驶电动车经过设置在行驶路线上的读卡器时，读卡器读取到无人驾驶电动车的电子标签，形成报告指令，并将所述报告指令发送给所述主机和装配线控制器；

所述装配线控制器接收到所述报告指令时，对该报告指令进行解析，并在装配线显示屏上显示目前车辆的位置。

一种拖拉机装配园区的监察方法，利用如上所述的监察系统实现，包括如下步骤：

(1)监察人员在所述管理平台的显示屏上执行相关操作触发车辆安排请求模块，所述主机控制所述监控摄像头获取当前无人驾驶电动车停放终端的无人驾驶电动车的停放信息，如果反馈的信息确定当前无人驾驶电动车停放终端停放有闲置无人驾驶电动车，则进行步骤(2)；

(2)监察人员通过指纹、凭证卡，同时触发车载身份信息读取模块，车载身份信息读取模块核实所述监察人员的身份后，进入所述车载主控制器进行后续的操作，继而进行步骤(3)；

(3)监察人员在所述车载显示屏点击相应的待监察装配线，生成监察指令，同时，所述车载显示屏会从所述车载存储器调取包括待监察装配线的名称、代号、具体地址、联络人信息以及具体的装配操作要求在内的各待监察装配线的相关信息，并将相关信息在车载显示屏上进行显示；同时，通过所述车载GPRS模块将监察指令发送至各待监察装配线的管理终端，通过GPS导航模块按照预定的行驶路线引导所述无人驾驶电动车驶达待监察装配线位置，在按照预定的行驶路线过程中，所述拖拉机装配园区内沿着预定的行驶路线设置的读卡器会读取到无人驾驶电动车的电子标签，形成报告指令，并将所述报告指令发送给所述主机和装配线控制器，所述装配线显示屏将无人驾驶电动车的位置进行显示，直至无人驾驶电动车到达待监察装配线位置，进行步骤(4)；

(4)当无人驾驶电动车到达待监察装配线位置时，监察人员进行监察工作，同时，所述车载主控制器根据所述GPS导航模块给出的位置参数开启所述摄像头，摄像头转动进行实时拍摄，并将拍摄数据传输到所述车载存储器进行存储；

(5)监察工作完成后，监察人员乘坐无人驾驶电动车离开，无人驾驶电动车按照预定的行驶路线进行一下待监察装配线的监察，直至完成全部待监察装配线的监察，无人驾驶电动车自动回到无人驾驶电动车停放终端归位，等待下一次监察周期。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

本发明通过利用无人驾驶监察车以及监察系统，实现对拖拉机装配园区的监察，能够按照预定的路线、按序或有选择的进行实时监察，并对监察结果进行录像、记录，提高了拖拉机装配园区的现代化管理水平，大大提高了整个拖拉机装配园区监察工作的有序性，确保拖拉机的装配质量。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

一种拖拉机装配园区的无人驾驶监察车，包括无人驾驶电动车，其中，该无人驾驶电动车是采用电动模式的车辆，节能环保，一些具体的结构不做赘述，所述无人驾驶电动车包括车载显示屏、车载身份信息读取模块、车载主控制器、GPS导航模块、车载GPRS模块、车载存储器、摄像头、行车控制器以及车辆行走装置，所述车载身份信息读取模块用以读取监察人员的身份，包括指纹和凭证卡，所述车载身份信息读取模块与所述车载主控制器利用数据线相连，所述车载身份信息读取模块核实所述监察人员的身份后，才能进入所述车载主控制器进行后续的操作；所述车载主控制器分别与所述车载显示屏、GPS导航模块、车载GPRS模块以及行车控制器连接，所述车载主控制器用于通过所述车载显示屏接收并解析监察人员输入的监察指令，通过所述车载GPRS模块将监察指令发送至各待监察装配线的管理终端，同时，通过GPS导航模块按照预定的行驶路线引导所述无人驾驶电动车驶达待监察装配线位置，所述监察指令为监察人员在所述车载显示屏上输入的待监察装配线的代号；所述摄像头利用支架安装于所述无人驾驶电动车的前端，并利用数据线与所述车载存储器相连，所述摄像头转动安装于所述支架上，对所述待监察装配线进行实时拍摄，并将拍摄数据传输到所述车载存储器进行存储，所述摄像头的开关控制器利用控制导线连接所述车载主控制器，所述车载主控制器根据所述GPS导航模块给出的位置参数控制所述摄像头的开关，所述车载存储器内同时存储有各待监察装配线的相关信息，所述相关信息包括待监察装配线的名称、代号、具体地址、联络人信息以及具体的装配操作要求。

所述车辆行走装置包括电机、驱动轴和驱动轮，所述电机利用控制导线连接所述车载主控制器，所述车载主控制器能够根据所述GPS导航模块采集的位置参数对所述电机的转速进行调控，从而实现对所述无人驾驶电动车的车速进行调控。例如，可以将其设定为，在两个待监察装配线之间的路程中，无人驾驶电动车车速较快，而快到达待监察装配线时，速度降低，直至停止，能够最大的限度的节约监察时间。

所述支架由于需要对摄像头角度进行调整，容易出现疲劳损伤，采用如下结构：所述支架包括架体和旋转安装座，所述旋转安装座的底端与所述架体旋转连接，所述旋转安装座的上端与所述摄像头固接。为了确保架体与旋转安装座的稳定性，

其中，所述架体采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.31，Mn0.65，Cr6.0，Ni 1.3，Mo0.3，V 0.15，Ti 0.20，B 0.05，P0.04，S 0.03，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述旋转安装座采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.35，Mn0.75，Cr4.5，Ni 1.5，Mo0.3，Ti 0.27，Co0.31，P0.02，S 0.02，余量为Fe以及不可避免的杂质；并且，两者的接触面上，所述架体等离子喷涂有第一陶瓷涂层，所述第一陶瓷涂层含有TiO2 23wt％，余量为Al2O3；所述旋转安装座等离子喷涂有第二陶瓷涂层，所述第二陶瓷涂层含有NiCr 6wt％、Cr₂O₃7.2wt％，余量为Al₂O₃。

具体的制造方法如下：

架体制造

按照铸钢正常的熔炼工艺，按照配方比例将组分C、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti、B、P、S熔化，出炉后，利用LF精炼炉，在全过程通入氩气搅拌的情况下，喂入B材料，控制出站温度为1683℃；喂入纳米级别粉末的B材料，出站后，利用RH炉精炼；浇铸成柱塞初件；将柱塞初件表面在510-530℃下等温渗氮处理，首先，保温21h，采用较低的氨分解率(25％)，为吸氮阶段，然后将氨分解率提高到35％，保温时间在57h，为扩散阶段，最后，为减少渗氮层的脆性，在渗氮结束前4h进行退氮处理，氨分解率提高到82％，退氮温度提高到569℃；然后在其接触面上等离子喷涂第一陶瓷涂层；

旋转安装座制造

按照铸钢正常的熔炼工艺，按照配方比例将组分C、Mn、Cr、Ni、Mo、Ti、Co、P、S熔化，出炉后，依序利用LF精炼炉、RH炉精炼；浇铸成缸体孔衬套初件；将缸体孔衬套初件表面在525℃下等温渗氮处理，首先，保温26h，采用较低的氨分解率(25％)，为吸氮阶段，然后将氨分解率提高到42％，保温时间在60h，为扩散阶段，最后，为减少渗氮层的脆性，在渗氮结束前4h进行退氮处理，氨分解率提高到71％，退氮温度提高到585℃；然后在其接触面上等离子喷涂第一陶瓷涂层；

将利用上述方法制造的架体和旋转安装座配合安装。

架体和旋转安装座的成分经过大量反复的实验得出，其中的组分相互协同，能够起到提高主体配件疲劳强度的作用。例如，其中的Mn元素能够大大提高疲劳性能，材料中含有Mn可以使得配件均匀变形，同时可以使得裂纹在整个晶粒内部形成，而非集中于境界处，另一方面，含有Mn也是裂纹扩展的阻力，当裂纹尖端扩展至含Mn相时，裂纹会发生偏转，增大裂纹扩张途径，从而提高材料的断裂韧性和疲劳抗力。柱塞组分中加入B材料可以提高淬透性，作用机理为：B在奥氏体境界偏聚，组分中C、P元素对B提高配件的淬透性作用具有重要影响，利用多种元素的复合作用，显著提高并稳定配件的淬透性，这对于后续的渗氮处理关联紧密，具有非常重要的意义。本发明中，在架体和旋转安装座的接触面上分别等离子喷涂有第一陶瓷涂层和第二陶瓷涂层，第一陶瓷涂层和第二陶瓷涂层的成分为特定的，这也是发明人大量反复实验确定的，由于第一陶瓷涂层和第二陶瓷涂层之间的磨损机理为微切削、疲劳磨损，因此发明人充分考虑了两个陶瓷涂层的摩擦系数和疲劳寿命问题。而后期的实践结果也证明了，这两种涂层在接触时能够保证磨损量和摩擦系数达到较低水平，极大的保证了摄像头运转的平稳，确保了画面的清晰、流畅、直观。

本实施例同时提供了一种拖拉机装配园区的监察系统，包括如上所述的无人驾驶监察车；还包括管理平台、设置在各个待监察装配线的装配线管理终端以及设置在拖拉机装配园区内的无人驾驶电动车停放终端，其中，所述装配线管理终端包括装配线控制器、装配线显示屏以及装配线GPRS模块，

装配线管理终端可以是电脑方式存在，也可以是大屏智能终端的方式存在，该装配线管理终端具有较高的数据处理能力，用于实现与管理平台、车载主控制器的数据交互；

所述装配线GPRS模块用于接收所述无人驾驶电动车的车载GPRS模块发送的监察指令，所述装配线控制器对监察指令进行解析，并通过装配线显示屏进行显示；

所述管理平台包括主机、主存储器和显示屏，该管理平台具有强大的数据处理功能和数据备份功能，其实现整个拖拉机装配园区监察流程的管理和控制，包括停车管理、无人驾驶电动车的管理等，其中，所述主机用于实现与所述装配线管理终端、无人驾驶监察车和无人驾驶电动车停放终端的数据交互，同时对监察人员使用无人驾驶电动车的权限进行控制，并记录相应的使用信息。

为节省停车面积，同时方便对车辆进行全方位监控和保管，所述无人驾驶电动车停放终端包括立体车库，并且在立体车库上设置自动洗车等设备，带来便利，该立体车库的结构在此不再赘述，但不用以限制本发明。同时，无人驾驶电动车停放终端安装有充电桩，所述充电桩设有市电接口和太阳能充电接口，所述太阳能充电接口连接太阳能光伏板和电能转换器，所述电能转换器连接蓄电池，所述蓄电池和电能转换器设置在所述充电桩内。所述无人驾驶电动车停放终端设置有车辆信息获取装置，所述车辆信息获取装置为监控摄像头，所述监控摄像头与所述管理平台的主机相连，当监察人员需要在所述管理平台的显示屏上执行相关操作触发车辆安排请求模块时，所述主机控制所述监控摄像头获取当前无人驾驶电动车停放终端的无人驾驶电动车的停放信息。

为了方便检测无人驾驶电动车的行走位置，所述拖拉机装配园区内沿着预定的行驶路线设有若干个读卡器，所述读卡器分别与所述管理平台的主机和装配线控制器通讯连接；相对应，所述无人驾驶电动车上设有电子标签，所述电子标签用于唯一标识所述无人驾驶电动车；所述电子标签与所述读卡器相匹配，当无人驾驶电动车经过设置在行驶路线上的读卡器时，读卡器读取到无人驾驶电动车的电子标签，形成报告指令，并将所述报告指令发送给所述主机和装配线控制器；所述装配线控制器接收到所述报告指令时，对该报告指令进行解析，并在装配线显示屏上显示目前车辆的位置。

本实施例提供了一种拖拉机装配园区的监察方法，利用如上所述的监察系统实现，包括如下步骤：

(1)监察人员在所述管理平台的显示屏上执行相关操作触发车辆安排请求模块，所述主机控制所述监控摄像头获取当前无人驾驶电动车停放终端的无人驾驶电动车的停放信息，如果反馈的信息确定当前无人驾驶电动车停放终端停放有闲置无人驾驶电动车，则进行步骤(2)；

(2)监察人员通过指纹、凭证卡，同时触发车载身份信息读取模块，车载身份信息读取模块核实所述监察人员的身份后，进入所述车载主控制器进行后续的操作，继而进行步骤(3)；

(3)监察人员在所述车载显示屏点击相应的待监察装配线，生成监察指令，同时，所述车载显示屏会从所述车载存储器调取包括待监察装配线的名称、代号、具体地址、联络人信息以及具体的装配操作要求在内的各待监察装配线的相关信息，并将相关信息在车载显示屏上进行显示；同时，通过所述车载GPRS模块将监察指令发送至各待监察装配线的管理终端，通过GPS导航模块按照预定的行驶路线引导所述无人驾驶电动车驶达待监察装配线位置，在按照预定的行驶路线过程中，所述拖拉机装配园区内沿着预定的行驶路线设置的读卡器会读取到无人驾驶电动车的电子标签，形成报告指令，并将所述报告指令发送给所述主机和装配线控制器，所述装配线显示屏将无人驾驶电动车的位置进行显示，直至无人驾驶电动车到达待监察装配线位置，进行步骤(4)；

(4)当无人驾驶电动车到达待监察装配线位置时，监察人员进行监察工作，同时，所述车载主控制器根据所述GPS导航模块给出的位置参数开启所述摄像头，摄像头转动进行实时拍摄，并将拍摄数据传输到所述车载存储器进行存储；

(5)监察工作完成后，监察人员乘坐无人驾驶电动车离开，无人驾驶电动车按照预定的行驶路线进行一下待监察装配线的监察，直至完成全部待监察装配线的监察，无人驾驶电动车自动回到无人驾驶电动车停放终端归位，等待下一次监察周期。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。