一种智能划线装置的制作方法

本发明涉及智能控制技术领域，特别是涉及一种智能划线装置。

背景技术：

在生活中，运动场也就是供人们进行运动的场地，比如，有篮球运动场、羽毛球运动场等等。在不同的运动场中通常会画有不同的线，比如，篮球运动场中的边界线、三分线、罚球线等等。

而在运动场中进行划线时，通常分为以下步骤：1、做标记，用彩笔等工具在运动场上画出各种标线或边框；2、贴胶条，以第一步标线为中心线，等距离左右贴胶条，作为涂料的边界；3、涂料，在贴好的胶条中间进行涂料；4、掀掉胶条，保证边界整齐。而在实际应用中上述划线操作通常是人工来完成的，费时费力，任务重，并且划线效率低。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种智能划线装置，以实现利用智能划线装置来代替人工来完成运动场划线，节省人力，提高划线效率。具体技术方案如下：

本发明实施的一方面提供了一种智能划线装置，其特征在于，包括：车身、电源、控制系统、储料桶、激光雷达、第一减速电机、第二减速电机、第一驱动电机、第二驱动电机、贴/除胶条机构以及划线机构；其中，

所述车身分为三层，每一层之间通过挡板连接，所述电源和控制系统设置在所述车身的底层，且所述电源和控制系统相连接；所述储料桶安装在所述车身的中层；所述激光雷达设置在所述车身的顶层，所述激光雷达与所述控制系统连接；

所述车身底部设置有两个主动轮和两个从动轮，所述两个主动轮分别连接所述第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机和第二驱动电机与所述控制系统连接，所述两个主动轮上分别设置有里程计，所述里程计与所述控制系统连接；

所述第一减速电机固定在所述车身中层，位于所述两个主动轮所在的一端，所述第二减速电机固定在所述车身中层，位于所述两个从动轮所在的一端；

所述贴/除胶条机构与所述第一减速电机连接，所述贴/除胶条机构包括两个胶条安装轮和碾压底盘，所述两个胶条安装轮通过转轴连接，所述转轴与所述第一减速电机连接，所述碾压底盘设置有胶条碾压轮，所述碾压底盘与所述转轴通过连接板固定连接；

所述划线机构与所述第二减速电机连接，所述划线机构包括滚刷和连接杆，所述连接杆的一端与所述滚刷连接，所述连接杆的另一端与所述第二减速电机连接，在所述智能划线装置前进方向上，所述滚刷位于两个所述胶条碾压轮的中间；

所述储料桶的底部设置有出料口，所述出料口连接导流管，所述导流管的出液口处设置有电磁阀，所述电磁阀连接至所述控制系统，所述导流管的出液口位于所述滚刷的上方。

可选的，在所述储料桶的第一位置和第二位置上分别安装有液位传感器，所述液位传感器与所述控制系统连接，所述第二位置在竖直方向上高于所述第一位置。

可选的，在所述顶层上设置有声光报警器，所述声光报警器与所述控制系统连接。

可选的，在所述底层与中层之间的各个挡板上设置有超声波传感器，所述超声波传感器与所述控制系统连接。

可选的，所述储料桶底部的出料口处安装有流量计，所述流量计与所述控制系统连接。

可选的，所述导流管的出液口为鸭嘴型。

可选的，所述导流管的出液口的宽度与所述滚刷的宽度相同。

可选的，所述碾压底盘上设置有配重块。

可选的，在所述滚刷远离所述智能划线装置的一侧设置有防溅罩。

可选的，在所述车身底层且位于所述两个主动轮所在的一端设置有四个红外反射传感器，所述四个红外反射传感器分别与所述控制系统连接。

本发明实施例提供的智能划线装置，可以代替人工来实现运动场划线，相较于人工划线，智能划线装置能够节省人力资源、提高划线效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种智能划线装置的立体图1；

图2为本发明实施例提供的一种智能划线装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种智能划线装置的立体图2；

其中，1车身，2电源，3控制系统，4储料桶，5激光雷达，6第一减速电机，7第二减速电机，8贴/除胶条机构，9划线机构，10主动轮，11从动轮，12胶条安装轮，13胶条碾压轮，14连接板，15滚刷，16连接杆，17出料口，18导流管，19电磁阀，20液位传感器，21超声波传感器，22流量计，23防溅罩，24注料口，25红外反射传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2以及图3示出的智能划线装置，该装置包括：车身1、电源2、控制系统3、储料桶4、激光雷达5、第一减速电机6、第二减速电机7、第一驱动电机、第二驱动电机、贴/除胶条机构8以及划线机构9；其中，

车身1分为三层，每一层之间通过挡板连接，电源2和控制系统3设置在车身的底层，且电源2和控制系统3相连接；储料桶4安装在车身的中层；激光雷达5设置在车身的顶层，激光雷达5与控制系统3连接。

在实施中，车身1的每一层之间可以通过挡板活动连接，从而智能划线装置在不使用时可以拆分放置，方便运输，并且在储料桶4内缺少涂料时，可以将顶层进行拆卸进而向储料桶4加注涂料；另一种实现方式中，车身1的每一层之间可以通过挡板固定连接，此种情况下，车身1的顶层则可以设置有注料口24，注料口24位于储料桶4上方，用于向储料桶4加注涂料。

在实施中，电源2可以采用光电阻电池3s，容量5200mah，持续放电倍率45c，电压11.1v。

控制系统3用于利用激光雷达5来完成运动场地图的构建，按照构建的地图控制第一驱动电机和第二驱动电机使得智能划线装置移动，并在移动过程中，控制贴/除胶条机构8以及划线机构9来完成贴胶条和划线动作。

一种实现方式中，上述控制系统3可以包括：工控机，工控机的型号可以为：art-i3u7(内存4g，hdmi显示，12v供电)和单片机，单片机型号可以为：arduinomega2560。工控机和单片机通过usb线利用ros软件的通信机制进行数据和指令的交互。在实施中，工控机与激光雷达5相连接，用于运动场地图的构建，以及获取地图上的标记点，并依次向单片机发出运动控制指令；

单片机分别与第一减速电机6、第二减速电机7、第一驱动电机、第二驱动电机、电磁阀19、液位传感器20、超声波传感器21以及流量计22连接，单片机用于按照工控机发送的控制指令来控制智能划线装置移动，并在智能划线装置移动过程中完成贴胶、划线动作，并监测储料桶4的液位以及智能划线装置与周围人或物之间的距离，并实时将监测到的数据上传给工控机。

车身底部设置有两个主动轮10和两个从动轮11，两个主动轮10分别连接第一驱动电机和第二驱动电机，第一驱动电机和第二驱动电机与控制系统3连接，两个主动轮10上分别设置有里程计，里程计与控制系统3连接。

在实施中，控制系统3可以利用差分驱动原理来分别控制第一驱动电机和第二驱动电机，从而实现智能划线装置的转向。

在实施中，控制系统3通过激光雷达5构建运动场的格栅地图，利用格栅地图来得到运动场的实际尺寸，并且可以和里程计进行校正，得到准确的运动场的地图信息。得到地图信息之后，工作人员可以在地图上设置标记点，智能划线装置则可以按照各个标记点的位置依次进行移动。

第一减速电机6固定在车身中层，位于两个主动轮10所在的一端，第二减速电机7固定在车身中层，位于两个从动轮11所在的一端。

贴/除胶条机构8与第一减速电机6连接，贴/除胶条机构8包括两个胶条安装轮12和碾压底盘，两个胶条安装轮12通过转轴连接，转轴与第一减速电机6连接，碾压底盘设置有胶条碾压轮13，碾压底盘与转轴通过连接板14固定连接。

在实施中，在两个胶条安装轮12上分别安装胶条，胶条头拉出并且没有胶的一面与碾压轮13相贴合，第一减速电机6进行旋转使碾压轮13与地面贴合，这样当智能划线装置向前移动时，碾压轮13碾压胶条即可完成贴胶。

在实施中，为了加强胶条粘贴到地面的贴合度，可以在碾压底盘上设置配重块，通过配重块增加贴胶机构8的重量。

划线机构9与第二减速电机7连接，划线机构9包括滚刷15和连接杆16，连接杆16的一端与滚刷15连接，连接杆16的另一端与第二减速电机7连接，在智能划线装置前进方向上，滚刷15位于两个胶条碾压轮13的中间。

在实施中，划线机构9与第二减速电机7连接，即可通过第二减速电机7来控制划线机构9在竖直方向上进行运动，即当需要划线时，通过第二减速电机7来控制划线机构9向下运动，从而使得滚刷15与地面贴合；不需要划线时，通过第二减速电机7来控制划线机构9向上运动，从而使得滚刷15远离地面。

储料桶4的底部设置有出料口17，出料口17连接导流管18，导流管18的出液口处设置有电磁阀19，电磁阀19连接至控制系统3，导流管18的出液口位于滚刷15的上方。

为了实时监控储料桶4内涂料的液位高度，一种实现方式中，可以在储料桶4的第一位置和第二位置上分别安装有液位传感器20，液位传感器20与控制系统3连接，第二位置在竖直方向上高于第一位置。在实施中，液位传感器20监测储料桶4内的液位并实时将监测到的液位传递给控制系统3，当向储料桶4内注料时，液位达到高液位的第二位置时，控制系统3则可以向用户发出警报，用户停止注料；而在划线过程中，液位达到低液位的第一位置时，控制系统3同样可以向用户发出警报，此时用户则需要向储料桶4内加注涂料。

为了确保划线过程中的安全性，一种实现方式中，可以在底层与中层之间的各个挡板上设置有超声波传感器21，超声波传感器21与控制系统3连接。超声波传感器21可以实时监测智能划线装置与周围人或物之间的距离，并将检测到的距离传输至控制系统3，一旦智能划线装置与周围人或物之间的距离到达设定距离，控制系统3即可控制驱动电机停止工作，避免智能划线装置与人或物发生碰撞。

一种实现方式中，可以在顶层上设置有声光报警器，声光报警器与控制系统3连接。用于当控制系统3根据液位传感器20或超声波传感器21传递的数据确定需要发出警报时，控制声光报警器工作，实现声光报警。

一种实现方式中，储料桶4底部的出料口17处安装有流量计22，流量计22与控制系统3连接，利用流量计22来实时监测划线过程中涂料的流量大小。在实施中，控制系统3可以根据里程计中的光电编码器的计数值来计算智能划线装置的移动速度，得到智能划线装置的移动速度之后，则可以利用模糊逻辑控制算法计算出料口17的理论流量，利用理论流量与流量计22监测到的实际流量进行比较，进而控制电磁阀19的开度，对涂料流量的大小进行控制，保证涂料均匀的涂到场地。

一种实现方式中，导流管18的出液口可以为鸭嘴型，并且出液口的宽度与滚刷15的宽度相同，从而使得涂料能够更加均匀的滴落到滚刷15上。

一种实现方式中，在滚刷15远离智能划线装置的一侧设置有防溅罩23，在实施中，防溅罩23可以固定在滚刷15的滚轴上，防溅罩23可以为圆弧形，也可以方形等。

在实施中，具体划线过程包括：控制系统3通过激光雷达5构建运动场的栅格地图，利用栅格地图来得到运动场的实际尺寸，并且可以和里程计进行校正，得到准确的运动场的地图信息，得到地图信息之后，工作人员可以在地图上设置标记点；

之后工作人员在储料桶4内注入涂料，并在两个胶条安装轮12上分别安装胶条，胶条头拉出并且没有胶的一面与碾压轮13相贴合，划线时控制系统3控制第一减速电机6进行旋转使碾压轮13与地面贴合，并控制第一和第二驱动电机使得智能划线装置向前移动，在移动预设时间之后，控制系统3控制第二减速电机7使得划线机构9向下运动，从而使得滚刷15与地面贴合，同时控制电磁阀19打开，此时储料桶4内的涂料通过导流管18由出液口滴落到滚刷15上，完成划线。

当划线完成之后，控制系统3控制第一减速电机6和第二减速电机7从而使得贴/除胶条机构8以及划线机构9向上远离地面，此时，可以将防溅罩23旋转到滚刷15的下方，防止滚刷15上的涂料滴落到运动场上，之后控制系统3可以反向驱动第一和第二驱动电机，使得智能划线装置反向移动从而将贴好的胶条撕掉。

运动场中的各种线在实际使用过程中会出现磨损，导致边界不清晰，针对此种情况，本发明实施例一种实现方式中，在车身1底层且位于两个主动轮10所在的一端设置有四个红外反射传感器25，四个红外反射传感器25分别与控制系统3连接。

具体的，四个红外反射传感器均匀分布在车身1中层且位于两个主动轮10所在的一端，并且内侧两个红外反射传感器之间的中心与滚刷15在智能划线装置前进方向上处于同一条直线上。在实施中，内侧两个红外反射传感器运动场中白色的线，外侧两个红外反射传感器检测白线之外的场地，各个红外反射传感器将检测到的信号实时传递给控制系统3，检测过程中，一旦四个红外反射传感器检测不到白线的时长超多设定的时长，控制系统3则认为该段场地需要进行修补，则会控制划线机构9进行划线；在智能划线装置继续向前移动过程中，当内侧两个红外反射传感器再次检测到白线时，控制系统3则可以控制和划线机构9分别抬起结束划线。

本发明实施例提供的智能划线装置，可以代替人工来实现运动场划线，相较于人工划线，智能划线装置能够节省人力资源、提高划线效率。

需要说明的是，在本文中，贴胶机构8所在的一端可以作为智能划线装置的前端，向前移动也就是保持贴胶机构8在前，划线机构9在后的移动方式。诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。