一种自动沥青灌缝装置的制作方法

本实用新型属于道路养护技术领域，特别涉及一种自动沥青灌缝装置。

背景技术：

随着城市化的不断推进，城市规模持续扩大，作为城市框架的道路显得日益重要，能够直接影响一个城市的交通水平或区域间交通水平。道路养护工作是延长道路使用寿命，降低总资源消耗，减少总道路建设投入的有效解决方案。现有道路由于路基的不均匀沉陷、半刚性基层热胀冷缩以及温差应力等容易出现道路裂缝，如果不及时进行沥青灌缝，容易造成雨水下渗进一步损害路基，加速裂缝的扩大破坏道路。在现有的道路养护中，普遍采用人工灌缝，由此造成了工作量大、不安全、无法精准灌缝等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型涉及一种自动沥青灌缝装置。该装置用于替代人工沥青灌缝工作，实现全自动化沥青灌缝工作，其通过分析摄像头采集的影像，从而找到地面裂缝，使用机械臂调整进行精准沥青灌缝，有利于节约人力成本、提高安全性和灌缝的精准度。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，一种自动沥青灌缝装置，其特征在于：该装置由沥青罐、沥青输送管、阀门、机械臂、主控制器、摄像头、红外线传感器、超声波传感器、车轮、电机、电机驱动模块、电源管理模块、锂电池、太阳能采集板、指示灯、按钮组成；所述沥青输送管与沥青罐、阀门、机械臂相连；所述主控制器与阀门、机械臂、摄像头、红外线传感器、超声波传感器、电机驱动模块、电源管理模块、指示灯、按钮相连；所述电机与电机驱动模块、车轮相连接；所述电源管理模块与锂电池、太阳能采集板相连。

进一步，所述主控制器为高性能微处理器；所述摄像头为搭载云台的高分辨率摄像头；所述机械臂为六自由度机械臂；所述电机为直流电机并均配有单独驱动模块各4个。

进一步，所述太阳能采集板位于装置的顶部；所述摄像头、超声波传感器位于装置的前部；所述红外线传感器位于装置的底部；所述指示灯、按钮位于装置的左侧面；所述装置内部分为上中下三层，且有一个被隔开的下层前端面；所述沥青罐位于装置内部的上层；所述锂电池位于装置内部的中层；所述主控制器、电机、电机驱动模块、电源管理模块位于装置内部的下层；所述沥青输送管、阀门、机械臂位于装置内部的下层前端面上；车轮分别位于装置外部的两侧。

进一步，该装置通过超声波传感器，躲避在检查裂缝过程中遇到的障碍物，实现避障功能；通过红外线传感器辅助摄像头，在进行沥青灌缝的过程中持续追踪裂缝位置，实现快速循迹功能。

进一步，该装置能够通过分析摄像头采集到的影像，识别出道路的裂缝开始位置；主控制器对采集到的影像进行处理，并驱动装置采集整个裂缝的影像进行分析；根据分析，设置灌缝过程中阀门开度和电机的转速；在灌缝过程中，采用机械臂对道路裂缝位置进行精准定位，并持续采用摄像头和红外线传感器进行灌缝反馈控制，确保精准灌缝。

本实用新型的突出效果是，克服了在道路养护工作中，人工沥青灌缝效率低、不安全、无法精准灌缝的难题。通过本装置能够使用摄像头采集的影像确定灌缝的位置等信息，再采用机械臂对灌缝位置进行精准定位，完成了一整套的自动化沥青灌缝工作，大幅度提高了沥青灌缝工作的效率。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的自动沥青灌缝装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自动沥青灌缝装置的电路模块示意图；

图3为本实用新型实施例提供的自动沥青灌缝装置的运行流程示意图。

图中： 1、红外线传感器；2、机械臂；3、沥青输送管；4、阀门；5、沥青罐；6、摄像头；7、超声波传感器；8、太阳能采集板；9、指示灯；10、按钮；11、主控制器；12、电源管理模块；13、锂电池；14、电机；15、电机驱动模块；16、车轮。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。

如图1、2所示，一种自动沥青灌缝装置，该装置由红外线传感器1；机械臂2；沥青输送管3；阀门4；沥青罐5；摄像头6；超声波传感器7；太阳能采集板8；指示灯9；按钮10；主控制器11；电源管理模块12；锂电池13；电机14；电机驱动模块15；车轮16组成。

红外线传感器1采用德国SICK ISD280-1111红外线光学传感器，具有高精度，能够精确区分因裂缝引起的地面颜色变化。

机械臂2采用RobotBase的AS-6DOF铝合金机械手臂，其下方转盘可用于水平方向旋转，上方转轴可用于竖直方向旋转，其具有6自由度机械手爪，可精确用于位置定位。

沥青输送管3外部由保护层包裹防止高温损害装置，并嵌入机械臂中防止其滑动，从而提高了沥青灌缝的精度。

摄像头6采用大疆科技的X5S云台相机，能够实现高清晰度成像，此云台不仅能够稳定固定高清摄像头，且能够灵活转动全面成像。

超声波传感器7采用HC-SR04，其具有高精度，反应速度快，能够及时发现前方障碍物。

太阳能采集板8采用一块太阳能采集板，用于采集太阳能并将其转换为电能，然后将采集到的电能输送到电源管理模块。

指示灯9采用三个灯组成，分别为工作指示灯用于显示装置开关状态、灌缝指示灯用于显示运行状态和欠电指示灯用于低电量提示；其中第一个灯采用双色灯，绿色即为装置正常启动、红色即为装置出现故障；第二个灯亮起即为装置正在进行沥青灌缝作业；第三个亮起即为电量低于10%。

按钮10实现开关功能和紧急停止功能，按下第一个左边按钮可使装置通电并进行正常工作，按下右边按钮即装置断电，与普通的开关按钮具有相同功能；为确保安全，按下第二个按钮为紧急停止工作。

主控制器11采用Cortex-M4微处理器，其性能强大、可靠性高，能够实现对本装置各个模块的控制。

电源管理模块12采用BQ25504，是一种专门用于微能量管理的电源管理模块，能够将太阳能转换来的电能输送至锂电池；同时将存储的电能转换为装置需要的电压进行供电。

电机14和电机驱动模块15分别4个，用于对4个车轮的分别驱动控制，大幅度提高了车子的控制性能，便于转向调整。

如图3所示，一种自动沥青灌缝装置，当装置开始运行后，装置开始初始化，如果初始化不成功，指示灯红灯闪烁并重复该操作，直到成功为止；装置初始化成功后，检测地面裂缝，若没有检测到则重复该操作；若检测到地面裂缝，分析裂缝完整的图像信息，然后调整机械臂对裂缝进行精准定位使传输管口对准裂缝，然后打开阀门开始沥青灌缝工作，同时灌缝指示灯亮；灌缝工作完成后，检测开关按钮是否被按下，当开关按钮没有被按下时继续检测地面裂缝，当开关按钮被按下后，指示灯红灯闪烁，然后结束装置的运行。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。