公路路面作业工程车的就位机构及公路路面作业工程车

摘要

本实用新型提供一种公路路面作业工程车的就位机构及作业工程车。就位机构包括连接支架、与连接支架连接的第一臂架组件、与第一臂架组件连接的第二臂架组件及与第二臂架组件连接的第三臂架组件，第一臂架组件包括第一臂架、第一回转支承座和第一回转减速器，第二臂架组件包括第二臂架、第二回转支承座和第二回转减速器，第三臂架组件包括第三臂架、第三回转支承座和第三回转减速器，第一臂架能够在第一回转减速器的带动下进行转动，第二臂架能够在第二回转减速器的带动下进行转动，第三臂架能够在第三回转减速器的带动下进行转动。本实用新型提供的就位机构利用平行转轴的各臂架有序回转将第三臂架的第二端送至目标位置，具有精准就位的优点。

说明书

技术领域

本实用新型属于工程车技术领域，具体涉及一种公路路面作业工程车的就位机构及公路路面作业工程车。

背景技术

随着我国道路网的逐步完善，道路领域的工作正在由新建转向养护，特别是高等级沥青道路总里程的增加，使得我国面临的养护任务非常艰巨。

对路面进行养护时，首先需要检测路面病害，然后再针对路面病害区域进行加热或者修补，路面作业工程车作业时，需要通过就位机构将摄像头、路面加热设备和路面修补设备送至目标位置进行作业，目前就位机构具有结构复杂、覆盖范围小等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用平行转轴的各臂架有序回转以将作业结构送至目标位置的就位机构及采用该就位机构的公路路面作业工程车，具有结构简单、精准就位、自动控制等优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种公路路面作业工程车的就位机构，包括：

连接支架，用于与作业工程车的行走机构连接；

第一臂架组件，包括具有第一端和第二端的第一臂架、与所述第一臂架的第一端连接且与所述连接支架间隔设置的第一回转支承座、及夹设于所述连接支架及与所述第一回转支承座之间且与所述第一回转支承座和所述连接支架连接的第一回转减速器，所述第一回转减速器能够带动所述第一回转支承座和所述第一臂架绕所述第一回转减速器的回转支承的中心轴转动；

第二臂架组件，包括具有第一端和第二端的第二臂架、与所述第一臂架的第二端连接且与所述第二臂架的第一端间隔设置的第二回转支承座、及夹设于所述第二臂架与所述第二回转支承座之间且与所述第二回转支承座和所述第二臂架连接的第二回转减速器，所述第二回转减速器能够带动所述第二臂架绕所述第二回转减速器的回转支承的中心轴转动，所述第二臂架位于所述第一臂架朝向所述连接支架的一侧且所述第一臂架的长度大于所述第二臂架的长度；

第三臂架组件，包括具有第一端和第二端的第三臂架、与所述第二臂架的第二端连接且与所述第三臂架的第一端间隔设置的第三回转支承座、及夹设于所述第三臂架与所述第三回转支承座之间且与所述第三回转支承座和所述第三臂架连接的第三回转减速器，所述第三回转减速器能够带动所述第三臂架绕所述第三回转减速器的回转支承的中心轴转动，所述第三臂架位于所述第二臂架远离所述第一臂架的一侧且所述第三臂架的长度大于所述第二臂架的长度。

在一种具体的实施方式中，所述第三臂架组件还包括一端与所述第三回转减速器的外壳连接另一端与所述第三臂架的第二端连接的安全绳，所述安全绳与所述第三臂架的连接位置位于所述第三臂架靠近所述第二臂架的一侧。

在一种具体的实施方式中，所述第一回转减速器包括用于测量所述第一臂架的旋转角度和旋转速度的第一编码器，所述第二回转减速器包括用于测量所述第二臂架的旋转角度和旋转速度的第二编码器，所述第三回转减速器包括用于测量所述第三臂架的旋转角度和旋转速度的第三编码器。

本实用新型还提供一种公路路面作业工程车，所述公路路面作业工程车包括具有底盘的行走机构、上文所述的公路路面作业工程车的就位机构、安装于所述第三臂架的第二端的作业机构、及与所述就位机构和所述作业机构连接的控制机构，所述就位机构的所述连接支架远离所述第一臂架组件的一端固定于所述底盘上，所述行走机构用于带动所述就位机构在公路路面上面行走，所述作业机构为用于路面病害的检测机构或者用于对路面病害区域加热的加热机构或者用于对路面病害区域进行修补的修补机构。

在一种具体的实施方式中，所述作业机构为加热机构，所述加热机构包括安装于所述第三臂架的第二端的升降支架及安装于所述升降支架远离所述第三臂架一端的加热器，所述升降支架用于调节所述加热器与路面病害区域之间的高度。

在一种具体的实施方式中，所述控制机构基于所述路面病害区域的轨迹和病害类别控制所述加热器的加热功率和加热时间。

在一种具体的实施方式中，所述作业机构为检测机构，所述检测机构包括用于获取路面图像的摄像头及用于标记路面病害的打标机，所述摄像头和所述打标机均与所述控制机构连接。

在一种具体的实施方式中，所述摄像头为OpenMV机器视觉模块。

在一种具体的实施方式中，所述打标机包括与所述控制机构连接的电动推杆、与所述电动推杆连接的安装板及固定安装于所述安装板远离所述摄像头一侧的喷墨组件，所述电动推杆能够调节所述喷墨组件与路面之间的距离。

在一种具体的实施方式中，所述喷墨组件包括安装杆、套设于所述安装杆上且能沿所述安装杆滑动的电磁铁、及位于所述电磁铁朝向路面一端的自喷漆罐，所述自喷漆罐朝向所述电磁铁的一端配置与所述电磁铁相互配合的电磁吸附部，所述自喷漆罐远离所述电磁铁的一端设置有朝向路面的喷嘴。

本实用新型的有益效果至少包括：

一、本实用新型提供的公路路面作业工程车的就位机构包括连接支架、安装于连接支架上的第一臂架组件、与所述第一臂架组件第二端连接的第二臂架组件、及与所述第二臂架组件的第二端连接的第三臂架组件，所述第一臂架组件的第一臂架在第一回转减速器的带动下能够绕所述第一回转减速器的回转支承的中心轴作360度的旋转，当第一臂架旋转时，会带动与其连接的第二臂架及与所述第二臂架连接的第三臂架一起旋转；所述第二臂架组件的第二臂架在第二回转减速器的带动下能够绕所述第二回转减速器的回转支承的中心轴作360度的旋转，当第二臂架旋转时，会带动与其连接的第三臂架一起旋转；所述第三臂架组件的第三臂架在第三回转减速器的带动下能够绕所述第三回转减速器的回转支承的中心轴作360度的旋转；这样，第一臂架、第二臂架和第三臂架的旋转均会改变第三臂架的第二端的位置，进而可以通过第一臂架、第二臂架和第三臂架的旋转将第三臂架的第二端送至目标位置，而具有结构简单、精准就位等优点。

二、作业机构安装于第三臂架的第二端，作业机构可以用于路面病害的检测机构或者用于对路面病害区域加热的加热机构或者用于对路面病害区域进行修补的修补机构，这样，本实用新型提供的公路路面作业工程车的应用范围广。

三、所述第一回转减速器包括用于测量所述第一臂架的旋转角度和旋转速度的第一编码器，所述第二回转减速器包括用于测量所述第二臂架的旋转角度和旋转速度的第二编码器，所述第三回转减速器包括用于测量所述第三臂架的旋转角度和旋转速度的第三编码器，控制机构基于第一编码器、第二编码器和第三编码器发送的数据通过三个回转减速器的回转驱动装置调节所述第一臂架、第二臂架和第三臂架的旋转角度和旋转方向，使第三臂架的第二端到达目标位置，实现自动化控制。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的作业机构为检测机构的公路路面作业工程车的立体结构示意图；

图2为图1所示的公路路面作业工程车的就位机构和检测机构的立体示意图；

图3为图2所示的公路路面作业工程车的就位机构和检测机构一个角度的结构示意图；

图4为图1所示的公路路面作业工程车的打标机的结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例提供的就位机构和加热机构的立体示意图。

附图标记说明：

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖多种不同实施方式。

请参阅图1至图4，本实用新型提供一种公路路面作业工程车，所述路面作业工程车能够在路面上行走，识别路面病害或者对路面病害区域加热或者对路面病害区域进行修补。

所述公路路面作业工程车包括行走机构10、安装于所述行走机构10的就位机构30、安装于所述就位机构30的作业机构50、及与所述就位机构30和所述作业机构50连接的控制机构。所述行走机构10能够在公路路面上行驶，所述就位机构30能够就将作业机构 50送至目标位置，所述作业机构50能够识别路面病害或者对路面病害区域加热或者对路面病害区域进行修补。

在本实施例中，所述行走机构10为具有底盘11的车辆，人工驾驶在公路路面上行驶。

所述就位机构30包括连接支架31、第一臂架组件33、第二臂架组件35及第三臂架组件37。

所述连接支架31朝向路面的一端与所述底盘11连接，所述连接支架31远离所述路面的一端与所述第一臂架组件33连接。

通过设置所述连接支架31，能够使所述第一臂架组件33、第二臂架组件35及第三臂架组件37与行走机构10间隔设置，使所述第一臂架组件33、第二臂架组件35及第三臂架组件37旋转的角度不受限。

在本实施例中，所述连接支架31包括相对设置的底板311和顶板313及两端分别与所述底板31的四个角和所述顶板33的四个角分别连接的四个立柱315。需要说明的是，所述连接支架31的结构不作限定，只要能支撑第一臂架组件33、第二臂架组件35及第三臂架组件37即可。

所述第一臂架组件33包括具有第一端和第二端的第一臂架331、与所述第一臂架331 的第一端连接且与所述连接支架31间隔设置的第一回转支承座333、及夹设于所述连接支架31及与所述第一回转支承座333之间且与所述第一回转支承座333和所述连接支架31连接的第一回转减速器335，所述第一回转减速器335能够带动所述第一回转支承座 333和所述第一臂架331绕所述第一回转减速器335的回转支承的中心轴转动。

在本实施例中，所述第一臂架331为框状结构，包括与所述第一回转减速器335抵接的第一组钢管、设于所述第一组钢管远离所述连接支架31一侧的第二组钢管、设于所述第一组钢管和所述第二组钢管一端的方形框架，第一组钢管和第二组钢管均由两个间隔设置且位于同一平面的钢管组成，第一组钢管的两个钢管的第一端和第二组钢管的两个钢管的第一端分别与所述方形框架的四个角连接。在本实施例中，方形框架是由四根钢管首尾相接焊接得到。

优选地，所述第一臂架331还包括位于中间位置的加强件，所述加强件用于使第一臂架331在旋转的过程中更加稳定和平衡。

在本实施例中，所述第一回转支承座333由角钢和钢板焊接而成，用于安装所述第一回转减速器335。

所述第一回转减速器335由徐州万达回转支承有限公司提供，为成熟的外购件，包括回转支承和驱动回转支承的回转驱动装置，所述回转驱动装置包括由电机、蜗杆和蜗轮组成的减速机，所述回转支承与所述减速机连接，并能通过减速机的传动进行旋转，进而带动与第一回转减速器335的回转支承连接的第一回转支承座333能够绕第一回转减速器335的回转支承的中心轴进行转动，而第一臂架331与所述第一回转支承座333固定连接，因此，所述第一臂架331能够以第一回转减速器335的回转支承的中心轴为轴进行转动，转动角度为360度。

在本实施例中，所述第一回转减速器335还包括安装于蜗杆远离电机一端的第一编码器，所述第一编码器能够测量所述第一臂架331的旋转角度和旋转速度，并通过光电转换将角位移和角速度等机械量转换成相应的脉冲以数字量输出，所述控制机构接收所述第一编码器发送的数据后，并基于接收到的数据对所述第一回转减速器335的回转驱动装置的减速比等工作参数进行调节以控制所述第一臂架331的转动方向和转动角度。

所述第二臂架组件35包括具有第一端和第二端的第二臂架351、与所述第一臂架331 的第二端连接且与所述第二臂架351的第一端间隔设置的第二回转支承座353、及夹设于所述第二臂架351与所述第二回转支承座353之间且与所述第二回转支承座353和所述第二臂架351连接的第二回转减速器355，所述第二回转减速器355能够带动所述第二臂架351绕所述第二回转减速器355的回转支承的中心轴转动，所述第二臂架351位于所述第一臂架331朝向所述连接支架31的一侧且所述第一臂架331的长度大于所述第二臂架 351的长度。

在本实施例中，所述第二臂架351与所述第一臂架331的结构基本相同，也是框状结构，由多个钢管组合焊接得到，与所述第一臂架331的区别在于，所述第二臂架351的长度小于所述第二臂架。

所述第二回转支承座353与所述第一臂架331并排设置，且与所述第一臂架331固定连接，会随着所述第一臂架331一起转动，因而带动所述第二臂架351一起转动。

在本实施例中，所述第二回转支承座353由角钢和钢板焊接而成，用于安装所述第二回转减速器355。

所述第二回转减速器355由徐州万达回转支承有限公司提供，为成熟的外购件，其结构与所述第一回转减速器335的结构相同，包括回转支承和驱动回转支承的回转驱动装置，所述回转驱动装置包括由电机、蜗杆和蜗轮组成的减速机，所述回转支承与所述减速机连接，并能通过减速机的传动进行旋转，进而带动与第二回转减速器355的回转支承连接的第二臂架351能够以第二回转减速器355的回转支承的中心轴为轴进行转动，转动角度为360度。

在本实施例中，所述第二回转减速器355也包括安装于蜗杆远离电机一端的第二编码器，所述第二编码器能够测量所述第二臂架351的旋转角度和旋转速度，并通过光电转换将角位移和角速度等机械量转换成相应的脉冲以数字量输出，所述控制机构接收所述第二编码器发送的数据后，并基于接收到的数据对所述第二回转减速器355的回转驱动装置的减速比等工作参数进行调节以控制所述第二臂架331的转动方向和转动角度，所述第二回转减速器355和所述第一回转减速器335的工作参数不相同。

所述第三臂架组件37包括具有第一端和第二端的第三臂架371、与所述第二臂架351 的第二端连接且与所述第三臂架371的第一端间隔设置的第三回转支承座373、及夹设于所述第三臂架371与所述第三回转支承座373之间且与所述的第三回转支承座373和所述第三臂架371连接的第三回转减速器375，所述第三回转减速器375能够带动所述第三臂架371绕所述第三回转减速器375的回转支承的中心轴转动，所述第三臂架371位于所述第二臂架351远离所述第一臂架331的一侧且所述第三臂架371的长度大于所述第二臂架 351的长度。

所述第三回转支承座373与所述第二臂架351并排设置，且固定连接的，当所述第二臂架351绕所述第二回转减速器355的回转支承的中心轴进行转动时，会带动第三回转支承座373一起转动，进而带动与所述第三回转支承座373连接的第三臂架371一起转动。

所述第三臂架371包括与所述第二臂架351平行的主体部3711、自所述主体部3711靠近所述连接支架31的一端向远离路面方向弯折延伸的第一延伸部3713、及自所述主体部3711远离所述连接支架31的一端朝向路面方向弯折延伸的第二延伸部3715，所述第一延伸部3713与所述第三回转减速器375的回转支承连接，所述作业机构安装于所述第二延伸部3715。

在所述就位机构30处于折叠状态时，所述一臂架331、所述第二臂架351和所述主体部3711自上至下平行间隔设置，此处的上和下是相对于路面而言的。

在本实施例中，所述第三回转支承座373与所述第二臂架351并排间承设置，用于安装所述第三回转减速器375，所述第三回转支承座373由角钢和钢板焊接而成。

所述第三回转减速器375由徐州万达回转支承有限公司提供，为成熟的外购件，其结构与所述第一回转减速器335的结构相同，包括回转支承和驱动回转支承的回转驱动装置，所述回转驱动装置包括由电机、蜗杆和蜗轮组成的减速机，所述回转支承与所述减速机连接，并能通过减速机的传动进行旋转，进而带动与第三回转减速器375的回转支承连接的第三臂架371能够以第三回转减速器375的回转支承的中心轴为轴进行转动，转动角度为360度。

在本实施例中，所述第三回转减速器375包括安装于蜗杆远离电机一端的第三编码器，所述第三编码器能够测量所述第三臂架371的旋转角度和旋转速度，并通过光电转换将角位移和角速度等机械量转换成相应的脉冲以数字量输出，所述控制机构接收所述第三编码器发送的数据后，并基于接收到的数据对所述第三回转减速器375的回转驱动装置的减速比等工作参数进行调节以控制所述第三臂架371的转动方向和转动角度，所述第三回转减速器375和所述第一回转减速器335和所述第二回转减速器355的工作参数不相同。

需要说明的是，在本实施例中，所述第一回转减速器335、所述第二回转减速器355和所述第三回转减速器375均是回转支承和回转驱动装置集成于一体，在其他实施例中，也可以是仅回转支承与第一臂架、第二臂架和第三臂架连接，驱动装置设于外部，驱动回转支承转动。

优选地，所述第三臂架组件37还包括一端与所述第三回转减速器375的外壳连接另一端与所述第三臂架371的第二端连接的安全绳377，所述安全绳377与所述第三臂架371的连接位置位于所述第三臂架371靠近所述第二臂架351的一侧。

在本实施例中，所述安全绳377一端与所述第三回转减速器375的外壳连接另一端与与所述第三臂架371的主体部连接。安全绳为钢丝材料制成，设置安全绳377的目的为平衡受力，以避免在实际操作的过程中，由于第三臂架371过长导致整体重量过大，从而对整体的结构造成损坏。设置安全绳377也可以平衡在转动时引起的扭矩的变化，使得整体结构更加的平衡。

本实用新型提供的就位机构30利用平行转轴的各臂架有序回转将第三臂架371的第二端送至目标位置，具有精准就位的优点。

所述作业机构可以为用于路面病害的检测机构，也可以为用于对路面病害区域加热的加热机构，也可以为用于对路面病害区域进行修补的修补机构。

所述作业机构为加热机构50，所述加热机构50包括安装于所述第三臂架371的第二端的升降支架51及安装于所述升降支架51远离所述第三臂架一端的加热器53，所述升降支架51用于调节所述加热器53与目标病害区域之间的高度。

确定目标病害区域之后，所述第一臂架331、所述第二臂架351和所述第三臂架371需要旋转的目标角度与目标方向(正转还是反转)均已确定，所述控制机构按照控制程序控制所述第一臂架331、所述第二臂架351和所述第三臂架371按目标方向旋转目标角度以使所述加热机构50位于目标病害区域的上方，然后再通过升降支架51调节加热器 53与目标病害区域之间的高度，方便作业。

宏观上来讲，要到达目标病害区域上方，第一臂架331、第二臂架351和第三臂架371是同时运动的，但实际控制过程中，可以是第一臂架331或第二臂架351或第三臂架 371单独运动一段，其他臂架再单独运动一段，具体的运动过程由控制机构的控制程序决定。

需要说明的是，在本实施例中，正转指的是顺时针旋转，反转指的是逆时针旋转。

优选地，所述控制机构基于所述目标病害区域的轨迹和病害类别控制所述加热器52 的加热功率和加热时间。

路面病害类别包括裂缝、坑槽、车辙、松散、沉陷、桥头涵顶跳车、表面破损。

所述作业机构为检测机构70，所述检测机构70包括用于获取路面图像的摄像头71及用于标记路面病害的打标机73，所述摄像头71和所述打标机73均与所述控制机构连接。

在本实施例中，所述摄像头71为OpenMV机器视觉模块，机器视觉模块由光学系统(光源、镜头、工业相机)、图像收集单元、图像处理单元、执行机构及人机界面等零组成构成，能够识别路面病害。

当作业机构为检测机构70时，所述控制机构控制所述第一臂架331的第二端、所述第二臂架351的第二端和所述第三臂架371的第二端按预设的路线运动，以使摄像头按照预设路径对路面进行扫描，预设路径可以为S形、Z形、回字形等。

举例说明，假如摄像头的扫描的区域为直径500mm，为了对整个范围进行扫描，就需要移动摄像头的位置，为了避免重复扫描，新的扫描路径就要与旧的扫描路径隔开一定的距离，比如隔开500mm，这样就可以即覆盖全范围，又不会进行重复扫描。采用回字形扫描，就是从最里面一圈一圈地扫到最外面，扫描路径始终相隔500mm。采用S形扫描就是从左到右扫一条直线，然后下来500mm，再从右到左扫一条直线，如此循环反复)。

请结合参阅图5，所述打标机73包括与所述控制机构连接的电动推杆731、与所述电动推杆731的输出端连接的安装板733及固定安装于所述安装板733远离所述摄像头71一侧的喷墨组件735，所述电动推杆731能够调节所述喷墨组件735与路面之间的距离。

所述喷墨组件735包括安装杆7351、套设于所述安装杆7351上且能沿所述安装杆7351滑动的电磁铁7353、及位于所述电磁铁7353朝向路面一端的自喷漆罐7355，所述自喷漆罐7355朝向所述电磁铁7353的一端配置与所述电磁铁7353相互配合的电磁吸附部，所述自喷漆罐7355远离所述电磁铁7353的一端设置有朝向路面的喷嘴。

在所述摄像头71识别路面病害区域后，可以通过打标机73喷墨对路面病害区域进行标识，方便后续进行修补。

优选地，所述控制机构还包括用于存储路面病害信息的存储器，所述路面病害信包括路面病害的图片、路面病害的位置等，方便后续进行修补。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。