公路劃線(xiàn)機劃線(xiàn)導向機器人的設計

作者：時(shí)間：2013-12-07 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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4電機驅動(dòng)履帶行走系統
　　
機器人的移動(dòng)方式有輪式、步行式和履帶式。步行式結構設計復雜且移動(dòng)緩慢，但步行機器人可以適應條件較差的路面。輪式結構機動(dòng)性強，但卻只適用于平坦的地形。而履帶式結構具有運動(dòng)平穩、爬坡能力強、不易傾倒等特點(diǎn);克服了輪式移動(dòng)機構越障能力、跨溝能力差及打滑等缺點(diǎn)[2-3]。
　　
本文提出的劃線(xiàn)導向機器人應用于路況較好的公路，但考慮到本機器人是找尋公路的中線(xiàn)行走，輪式結構雖然機動(dòng)性較好，但其在路面適應能力上遠不如履帶式移動(dòng)方式。結合各種情況本機器人采用兩節并行履帶連接方式，其移動(dòng)方式類(lèi)似坦克的行走機構。兩邊的履帶安裝在前后輪上，后輪由直流電機驅動(dòng)，通過(guò)履帶帶動(dòng)前輪一起轉動(dòng)。其結構示意圖如圖3所示。用履帶式結構機器人不僅可以直行，而且可以利用履帶的差動(dòng)實(shí)現原地轉向。該結構簡(jiǎn)單，不需要差動(dòng)器，轉向機構等?？刂品奖?，轉彎半徑小，電機既可以提供前進(jìn)動(dòng)力，也可以提供轉向動(dòng)力[3]。
　　
驅動(dòng)輪直流電機選擇帶減速器的直流電機，電壓為24V。蓄電池的電壓為24V，包括工作蓄電池和備用蓄電池。工作蓄電池不僅給直流電機供電，還給控制單元供電。備用電池用于工作蓄電池損壞或突然無(wú)電的情況下。

圖3履帶式移動(dòng)方式結構示意圖
Fig.3Thestructureofmovingway

5涂料噴涂系統
　　
劃線(xiàn)機按標線(xiàn)所使用的材料分為：冷漆劃線(xiàn)機和熱塑劃線(xiàn)機。冷漆劃線(xiàn)機即在常溫下進(jìn)行噴漆，它有兩種類(lèi)型，即氣噴涂式和無(wú)氣噴涂式。氣噴涂是靠壓縮空氣將漆霧化，然后通過(guò)噴槍嘴噴涂于地面。無(wú)氣噴式劃線(xiàn)機是利用專(zhuān)用高壓泵對漆施加10～15Mpa的壓力，然后通過(guò)噴槍噴涂于地面。熱塑劃線(xiàn)機是將熱熔油漆或熱熔塑料（有顆粒狀和塊狀兩種）在熱熔罐中加熱至使用溫度后，再通過(guò)劃線(xiàn)裝置劃于地面的。其劃線(xiàn)裝置的劃線(xiàn)方式分為：刮涂式、擠壓式和噴涂式[4]。結合本文劃線(xiàn)機劃線(xiàn)導向機器人的應用重點(diǎn)是導向機器人給劃線(xiàn)機提供標線(xiàn)，所以導向機器人的涂料噴涂系統不會(huì )像劃線(xiàn)機上的噴涂系統那么復雜，只需要滿(mǎn)足能夠給劃線(xiàn)機提供可以識別的標線(xiàn)即可。
　　
本文涂料噴涂系統采用冷塑無(wú)氣噴式，即在常溫下利用專(zhuān)用高壓泵和噴槍進(jìn)行噴漆的方法。其基本組成有：高壓泵、涂料箱、噴槍及其控制噴槍的電機。涂料噴涂工作過(guò)程：高壓泵向涂料箱中進(jìn)行加壓，當控制噴槍的電機得到控制單元的指令時(shí)，電機開(kāi)始工作并使噴槍噴出涂料。本系統安裝在履帶式底盤(pán)后部，噴槍安在中線(xiàn)上，機器人行走時(shí)，噴槍對準地面進(jìn)行噴漆。

6總結
　　
與目前傳統的公路劃線(xiàn)機劃線(xiàn)過(guò)程相比，本機器人有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，本機器人實(shí)行自主尋找中線(xiàn)方向，不需要人為操作。第二，本機器人給公路劃線(xiàn)機提供較精確的中線(xiàn)標線(xiàn)，不需要人工標線(xiàn)，大大地減輕了工人的工作量。第三，本機器人結構簡(jiǎn)單，PLC控制系統穩定性較強，能適應于惡劣的野外環(huán)境。
　　
本文創(chuàng )新點(diǎn)：將PLC用于控制系統，適用于環(huán)境惡劣的野外作業(yè)，穩定性強。應用了履帶式的移動(dòng)結構，可應用于復雜的路況，機器人移動(dòng)性能穩定。

參考文獻：
　　
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