高速公路无人驾驶远程控制自动划线装置及其控制方法与流程

本发明属于公路划线设备技术领域,具体涉及一种高速公路无人驾驶远程控制自动划线装置及其控制方法。

背景技术：
在高速公路飞速发展的时代，其划线作为必要的工作环节受到了相关领域技术人员的广泛关注，目前国内多数的划线工作由工人手动完成，极少数由人工划线车来完成。人工划线车采用手动控制，工作时人坐在划线车上驾驶，根据参照物沿固定路线行进，并控制喷枪和刷子等工具进行划线工作，整个过程需要工人全程参与。这种划线车存在的缺点是：（1）人工划线需要找固定的参照物，极易产生视觉疲劳；（2）工人划线效率相对较低，并且质量参差不齐；（3）高速公路工作条件恶劣，夏季太阳暴晒下路面温度极高，且周围一般荒无人烟，工人容易出现事故，影响工程进度；（4）操作复杂，对工人水平要求较高，需要工人同时熟练掌握驾驶和划线技术，人工成本相对较高。

技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供了一种工作简单快捷且工作效率相对较高的高速公路无人驾驶远程控制自动划线装置及其控制方法。本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种高速公路无人驾驶远程控制自动划线装置，其特征在于包括支撑板、设置于支撑板前侧底部的承重万向轮、设置于支撑板后侧底部的驱动轮及设置于支撑板上部的PLC控制器、电源、油漆喷涂机构、摄像头和超声波传感器，其中驱动轮分别通过双轴承支撑架固定于支撑板的底部，双轴承支撑架的内侧分别通过联轴器与驱动电机的转轴相连，该驱动电机通过线路与PLC控制器相连，超声波传感器通过固定架分别设置于支撑板前端的两侧，该超声波传感器的探测方向分别指向高速公路的两侧，并且该超声波传感器分别通过线路与PLC控制器相连，支撑板前后两侧的固定架上分别设有用于实时观察划线状况的摄像头，该摄像头分别通过线路与PLC控制器相连，支撑板的后侧设有用于监测喷涂油漆划线均匀性的色差传感器，该色差传感器通过线路与PLC控制器相连，电源通过线路与PLC控制器相连，该电源用于为整个系统提供电能，油漆喷涂机构主要由油漆罐升降架、升降联轴器、升降电机、高压喷漆罐、喷漆罐夹紧件、调节挡板、调节电机、后挡板和螺杆构成，油漆罐升降架固定于支撑板上，在油漆罐升降架的顶部设有转轴向下的升降电机，该升降电机的转轴通过升降联轴器与螺杆连接，油漆罐升降架上设有与螺杆平行设置的滑动导轨，该滑动导轨上设有与滑动导轨滑动配合且与螺杆螺接的喷漆罐夹紧件，高压喷漆罐固定于喷漆罐夹紧件上，高压喷漆罐的喷头向下，在喷头上设有扇形喷嘴，扇形喷嘴与喷头之间设有压力阀，扇形喷嘴的两侧分别设有用于调节划线宽度的调节挡板，该调节挡板通过设置于支撑板上的调节电机驱动，扇形喷嘴的后侧设有用于防止油漆叠压的后挡板，升降电机和调节电机分别通过线路与PLC控制器相连，PLC控制器通过无线信号及图像传输装置与上位机监控系统实现无线双向通信。本发明所述的高速公路无人驾驶远程控制自动划线装置的控制方法，其特征在于具体步骤为：以路基或路两边的栏杆为参照物，根据超声波传感器发射和接收超声波的时间差设定距离，通过改变两个超声波传感器的时间参数来判断划线装置行进路线的位置，当时间参数与设定参数不符合时，该时间参数经过PLC控制器处理后由PLC控制器控制驱动电机转动，实现左右驱动轮的微调，进而确保划线装置行进于合适的路线上，然后通过上位机监控系统控制调节电机带动调节挡板至适当的划线宽度，再启动升降电机使高压喷漆罐向下移动，在扇形喷嘴与喷头之间的压力阀通过支撑板限位后会打开阀门将油漆喷出，划线装置匀速行进并通过超声波传感器和驱动电机实时微调确保划线装置始终位于合适的行进路线上以完成整个划线过程。本发明与现有技术相比具有以下有益效果：（1）不需要提前架设参照物，工作简单快捷；（2）解决了工人工作效率低下，容易疲劳人为出错的问题，能够大大加快工程进度；（3）划线全程只需人工上位机监控，不需要工人在恶劣的条件下工作，大大减少了工人损伤；（4）本划线装置操作简单，技术要求低，减少了人工成本，进而降低了运行费用。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的线路模块图。图面说明：1、支撑板，2、承重万向轮，3、驱动轮，4、PLC控制器，5、电源，6、油漆喷涂机构，7、摄像头，8、超声波传感器，9、双轴承支撑架，10、联轴器，11、驱动电机，12、固定架，13、油漆罐升降架，14、升降联轴器，15、升降电机，16、高压喷漆罐，17、喷漆罐夹紧件，18、调节挡板，19、调节电机，20、后挡板，21、螺杆，22、滑动导轨。具体实施方式结合附图详细描述本发明的具体内容。如图1-2所示，一种高速公路无人驾驶远程控制自动划线装置，包括支撑板1、设置于支撑板1前侧底部的承重万向轮2、设置于支撑板1后侧底部的驱动轮3及设置于支撑板1上部的PLC控制器4、电源5、油漆喷涂机构6、摄像头7和超声波传感器8，其中驱动轮3分别通过双轴承支撑架9固定于支撑板1的底部，双轴承支撑架9的内侧分别通过联轴器10与驱动电机11的转轴相连，该驱动电机11通过线路与PLC控制器4相连，超声波传感器8通过固定架12分别设置于支撑板1前端的两侧，该超声波传感器8的探测方向分别指向高速公路的两侧，并且该超声波传感器8分别通过线路与PLC控制器4相连，支撑板1前后两侧的固定架12上分别设有用于实时观察划线状况的摄像头7，该摄像头7分别通过线路与PLC控制器4相连，支撑板1的后侧设有用于监测喷涂油漆划线均匀性的色差传感器，该色差传感器通过线路与PLC控制器4相连，电源5通过线路与PLC控制器4相连，该电源5用于为整个系统提供电能，油漆喷涂机构6主要由油漆罐升降架13、升降联轴器14、升降电机15、高压喷漆罐16、喷漆罐夹紧件17、调节挡板18、调节电机19、后挡板20和螺杆21构成，油漆罐升降架13固定于支撑板1上，在油漆罐升降架13的顶部设有转轴向下的升降电机15，该升降电机15的转轴通过升降联轴器14与螺杆21连接，油漆罐升降架13上设有与螺杆21平行设置的滑动导轨22，该滑动导轨22上设有与滑动导轨22滑动配合且与螺杆21螺接的喷漆罐夹紧件17，高压喷漆罐16固定于喷漆罐夹紧件17上，高压喷漆罐16的喷头向下，在喷头上设有扇形喷嘴，扇形喷嘴与喷头之间设有压力阀，扇形喷嘴的两侧分别设有用于调节划线宽度的调节挡板18，该调节挡板18通过设置于支撑板1上的调节电机19驱动，扇形喷嘴的后侧设有用于防止油漆叠压的后挡板20，升降电机15和调节电机19分别通过线路与PLC控制器4相连，PLC控制器4通过无线信号及图像传输装置与上位机监控系统实现无线双向通信。本发明的所述的高速公路无人驾驶远程控制自动划线装置控制过程为：以路基或路两边的栏杆为参照物，根据超声波传感器发射和接收超声波的时间差设定距离，通过改变两个超声波传感器的时间参数来判断划线装置行进路线的位置，当时间参数与设定参数不符合时，该时间参数经过PLC控制器处理后由PLC控制器控制驱动电机转动，实现左右驱动轮的微调，进而确保划线装置行进于合适的路线上，然后通过上位机监控系统控制调节电机带动调节挡板至适当的划线宽度，再启动升降电机使高压喷漆罐向下移动，在扇形喷嘴与喷头之间的压力阀通过支撑板限位后会打开阀门将油漆喷出，划线装置匀速行进并通过超声波传感器和驱动电机实时微调确保划线装置始终位于合适的行进路线上以完成整个划线过程。本发明以人工划线为基础，采用PLC控制器控制划线装置工作，使得划线装置能够自主完成在高速公路上的行驶、返回和划线等工作，整个过程只需要通过人工远程监控即可，相比于现有技术具有以下优点：（1）不需要提前架设参照物，工作简单快捷；（2）解决了工人工作效率低下，容易疲劳人为出错的问题，能够大大加快工程进度；（3）划线全程只需人工上位机监控，不需要工人在恶劣的条件下工作，大大减少了工人损伤；（4）本划线装置操作简单，技术要求低，减少了人工成本，进而降低了运行费用。以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。