一种交通锥和套杆自动收集装置及方法

1.本发明属于路政警示技术领域，涉及道路标示的收集装置，具体是对交通锥和套杆这种路标进行收集的装置。


背景技术：

2.交通锥又称锥形交通路标、雪糕筒，俗称路锥，一般为锥形或柱形的临时道路标示。交通锥通常用于在工程施工或发生事故时放置在路上，以提醒来往车辆和行人，保证工程人员及道路使用者的人身安全，又或者用于交通改道、人流和车群之分隔或汇合使用。一般在两个交通锥之间会连接套杆，用于拦住车辆和行人的通行。
3.目前，在进行道路维护的工作中，主要采用人工收集的方式回收交通锥，由于高速公路或普通道路上车流量很大，这种收集方式将施工人员暴露在危险的交通环境下，增加了工人的工作风险。中国专利申请号为201710686518.9、名称为“自动路锥收放车”的文献公开了一种路锥收放车，能够实现交通锥的摆放和收取，但其需要安装在额外的车辆平台上，不可自行移动，该路锥收放车在收取交通锥的过程中需要由驾驶员控制运输车移动并对准交通锥，并且仅能收放交通锥，不能对两个交通锥之间的套杆进行收放。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种能解决上述问题的交通锥和套杆自动收集装置，不需要额外的车辆平台和人工操作，能同时收集交通锥及套杆。
5.为实现上述目的，本发明一种交通锥和套杆自动收集装置采用以下技术方案：小车平台上方的后部是收集传送装置，收集传送装置的上方左右两侧具有收集套杆的凹槽、上方中间具有传送交通锥的传动带；小车平台上方前部中间设置一个能将交通锥传送给所述的收集传送装置的交通锥搬运机构；小车平台中部靠前的左右两侧各设置一个传递机械臂，小车平台前端下方左右两侧各设置一个抓取套杆机械臂，抓取套杆机械臂抓取套杆后传送给传递机械臂，传递机械臂将套杆放置在所述的凹槽中；小车平台前端上方是智能摄像头，小车平台的前端下方正中间是交通锥抓取机械臂，小车平台的中间下方正中间是锥形机械臂，交通锥抓取机械臂抓取交通锥后传送至交通锥搬运机构的底部，锥形机械臂将交通锥搬运机构底部的交通锥向上推动进入交通锥搬运机构中。
6.进一步地，收集传送装置底部是固定连接小车平台的水平的底座，底座左右两侧有的护栏上开有凹槽，底座的中间开有腰形槽，腰形槽的前端下方设置竖直向上穿过腰形槽后固定连接主动轮的收集传送装置电机，主动轮通过传动带连接从动轮，从动轮通过轴承和从动轴连接底座；传动带的外侧壁上固定连接两个水平布置的滑块，两个滑块与其下方腰形的轨道相配合，轨道围在底座中间腰形槽的外围；每个滑块的上表面周围有向上突出的围板，围板之间能放置交通锥。
7.进一步地，交通锥抓取机械臂顶部是固定在小车平台上的旋转底座，旋转底座内部包含一个竖直布置的电机，带动顶部旋转关节绕旋转，顶部旋转关节下端铰链机械臂大
臂上端，机械臂大臂下端铰链机械臂小臂的后端，机械臂小臂的前端依次铰链手腕关节和交通锥抓取夹爪，顶部旋转关节、机械臂大臂、机械臂小臂、手腕关节之间均采用水平布置的电机带动在竖直平面内旋转，交通锥抓取夹爪通过其内部电机带动夹紧或松开交通锥。
8.更进一步地，交通锥搬运机构具有一个旋转底座和码垛装置壳体，码垛装置壳体放置在小车平台，码垛装置壳体底部正下方的小车平台上开有缺口；旋转底座通过旋转底座固定在小车平台上，旋转底座内包含一个竖直向上布置的电机，电机转轴与大臂固定连接，大臂向前上方倾斜铰链第一旋转关节，大臂内部的电机带动第一旋转关节绕铰链转动，小臂上端和下端分别铰链第一旋转关节和第二旋转关节，第一旋转关节和第二旋转关节分别在小臂内部上端和下端电机带动下绕各自的铰链转动；码垛装置壳体后壁内部设置水平向后的电机，该电机转轴固定连接第二旋转关节；码垛装置壳体是筒状，内壁底部两侧设有两个水平盲孔，盲孔内装有限位弹簧，限位弹簧固定连接伸出盲孔的限位锥。
9.更进一步地，锥形机械臂顶部是固定在小车平台上的底座，底座下方设置水平横向布置的锥形机械臂电机，带动锥形机械臂大臂上端转动，锥形机械臂大臂下端固定连接形状与交通锥相同的空心锥形体。
10.本发明自动收集交通锥和套杆的方法采用的技术方案是：转动抓取套杆机械臂夹紧套杆中段，将套杆带离交通锥，向后转动至指定位置，传递机械臂转动至指定位置抓取到套杆中段，抓取套杆机械臂松开后回到初始位置；传递机械臂向后转动，将套杆放置在收集传送装置中的凹槽中，完成一次套杆收集；
11.交通锥抓取机械臂转动，交通锥抓取夹爪夹紧交通锥底部将交通锥抬起，移动至码垛装置壳体的正下方，交通锥顶部穿过小车平台的缺口进入码垛装置壳体中；
12.锥形机械臂向上使锥形体朝上，将交通锥从下向上顶起；交通锥抓取夹爪同时放开交通锥后回到原位；交通锥被锥形机械臂向上顶入码垛装置壳体中，经过限位锥时，限位弹簧被压缩，待交通锥通过后限位锥弹出阻止交通锥下落；之后锥形机械臂回到初始位置，完成一个交通锥收集；
13.收集传送装置电机转动使一个空的滑块在传动带的带动下转到轨道的最前端，搬运机构大臂向后转动，将码垛装置壳体放置在滑块上方，滑块上向上突出的围板进入码垛装置壳体中作用于限位锥，限位锥回缩，码垛装置壳体内的交通锥落在滑块上；交通锥搬运机构回到初始位置，收集传送装置电机工作，通过传动带将滑块及其上的交通锥转离。
14.本发明的有益效果：
15.1.本发明在由人工遥控至交通锥附近后即可自动收集交通锥和套杆，不需要人工操作，降低了收集交通锥和套杆的工作量，成本较低、易于操作、能有效减小道路养护人员工作危险性的。
16.2.本发明采用码垛装置将交通锥以一定数量自动码垛，并且具备多数已有交通锥收集装置不具备的收集套杆的功能，进一步减小人工的工作量。
17.3.本发明在进行收集工作时可依靠自身动力移动，不需要额外的车辆平台，可以自主完成交通锥和套杆的收集，极大程度上降低人工收集风险。
附图说明
18.图1为本发明一种交通锥和套杆自动收集装置的轴测示意图；
19.图2为图1的主视图；
20.图3为图1中传递机械臂1放大的轴测示意图；
21.图4为图1中收集传送装置3放大的旋转俯视图；
22.图5为图4的爆炸示意图；
23.图6为图4的旋转剖视图；
24.图7为图1中交通锥搬运机构4放大的剖视图；
25.图8为图1中抓取套杆机械臂5放大的左视图；
26.图9为图1中交通锥抓取机械臂7放大的轴测示意图；
27.图10为图2中锥形机械臂8的放大图；
28.图11为图1所示自动收集装置中的抓取套杆机械臂5抓取套杆的工作状态局部轴测图；
29.图12为图1所示自动收集装置收集交通锥的工作状态局部剖视图。
30.图中：1.传递机械臂；1a.传递机械臂旋转底座；1b.传递机械臂第一节；1c.传递机械臂第二节；1d.传递机械臂第三节；1e.传递机械臂第四节；1f.传递夹爪；2.小车平台；3.收集传送装置；3a.收集传送装置电机；3b.主动轮；3c.滑块；3d.护栏；3e.盖板；3f.传动带；3g.从动轮；3h.轨道；3i.从动轴；3j.轴承；3k.收集传送装置底座；4.交通锥搬运机构；4a.搬运机构旋转底座；4b.搬运机构大臂；4c.第二旋转关节；4d.搬运机构小臂；4e.第一旋转关节；4f.码垛装置壳体；4g.限位锥；4h.限位弹簧；5.抓取套杆机械臂；5a.抓取套杆机械臂转动杆；5b.抓取套杆机械臂伸缩缸；5c.抓取套杆机械臂伸缩杆；5d.抓取套杆夹爪；6.智能摄像头；7.交通锥抓取机械臂；7a.顶部旋转底座；7b.顶部旋转关节；7c.交通锥抓取机械臂大臂；7d.交通锥抓取机械臂小臂；7e.手腕关节；7f.交通锥抓取夹爪；8.锥形机械臂；8a.锥形机械臂底座；8b.锥形机械臂电机；8c.锥形机械臂大臂；8d.空心锥形体。
具体实施方式
31.为了便于理解，定义图1中交通锥抓取机械臂7在“前”，其反方向为“后”，智能摄像头6相对于交通锥抓取机械臂7的位置为“上”，其反方向为“下”。
32.如图1和图2所示，本发明一种交通锥自动收集装置包括传递机械臂1、小车平台2、收集传送装置3、交通锥搬运机构4、抓取套杆机械臂5和智能摄像头6、交通锥抓取机械臂7和锥形机械臂8。
33.小车平台2配备有四个车轮在地面上移动，每个车轮有一个水平横向布置的电机驱动，车轮电机通过左右两侧的转速差转向。
34.小车平台2上方的后部是收集传送装置3，收集传送装置3上方左右两侧具有收集套杆的凹槽，收集传送装置3上方中间位置具有传送交通锥的传动带。小车平台2上方的前部中间设置一个交通锥搬运机构4。交通锥搬运机构4在收集传送装置3的正前方，能将交通锥传送给后方的收集传送装置3上。
35.小车平台2中部靠前的左右两侧各设置一个传递机械臂1，传递机械臂1在收集传送装置3左右两侧凹槽的正前方。小车平台2前端下方左右两侧各设置一个抓取套杆机械臂5，一个抓取套杆机械臂5在一个传递机械臂1的前下方位置。两个传递机械臂1、两个抓取套杆机械臂5这四个机械臂共同组成套杆收集系统，抓取套杆机械臂5用于抓取套杆，然后将
套杆向后传送给传递机械臂1，由传递机械臂1再向后传送，将套杆放置在收集传送装置3左右两侧的凹槽中。
36.小车平台2的前端上方是智能摄像头6，智能摄像头6在交通锥搬运机构4的正前方，智能摄像头6与小车平台2前端与铰接，配有电机调节摄像头的俯角，智能摄像头6用于识别所得图像中的交通锥特征。小车平台2根据图像中交通锥的特征移动到设定的收集位置。
37.小车平台2的前端下方正中间是交通锥抓取机械臂7，小车平台2的中间下方正中间是锥形机械臂8，锥形机械臂8设置在交通锥搬运机构4底部的后方，交通锥抓取机械臂7在交通锥搬运机构4底部的前方。交通锥抓取机械臂7、锥形机械臂8和交通锥搬运机构4共同组成交通锥收集系统，交通锥抓取机械臂7用于抓取交通锥，并将交通锥传送至后方的交通锥搬运机构4的底部，锥形机械臂8将交通锥搬运机构4底部的交通锥向上推动，使交通锥进入交通锥搬运机构4，一个个叠放在交通锥搬运机构4中。
38.如图3所示，两个传递机械臂1的结构相同，沿小车平台2左右对称，均为l形。传递机械臂1的底部是旋转底座1a，旋转底座1a的中心轴左右水平，旋转底座1a固定连接于小车平台2中部靠前左右两侧，旋转底座1a的内部包含有左右水平横向布置的机械臂电机，机械臂电机的转轴固定连接机械臂第一节1b的下端，初始位置时的机械臂第一节1b垂直布置，机械臂第一节1b上端铰接沿前后方向水平的机械臂第二节1c的后端，机械臂第一节1b能被机械臂电机带动绕旋转底座1a的中心在竖直平面内旋转。机械臂第二节1c的前端再依次铰接沿前后方向水平的机械臂第三节1d和机械臂第四节1e。其中，每一节机械臂内部均自带电机，机械臂第一节1b自带竖直向上布置的电机，机械臂第二节1c自带左右水平横向布置的电机，机械臂第三节1d自带竖直向上布置的电机，机械臂第四节1e分别由机械臂第一节1b、机械臂第二节1c、机械臂第三节1d内部自带的竖直向上、水平横向、竖直向上布置的电机带动绕铰链转轴旋转。在机械臂第四节1e的前端铰接传递夹爪1f，传递夹爪1f具有左右两个夹指，两个夹指经夹紧机构连接夹紧电机，夹紧电机固定在机械臂第四节1e的前端，两个夹指能被夹紧电机带动夹紧和松开，两个夹指上面对面各设有有圆弧形的凹槽，用于夹紧交通锥套杆。
39.如图4、图5和图6所示，收集传送装置3位于小车平台2上方的后部，其底部是水平的底座3k，底座3k固定连接在小车平台2上表面。底座3k的后侧和左右两侧围了一个u形护栏3d，左右两侧的护栏3d上开有凹槽，交通锥套杆可以从上方向下放入凹槽中。底座3k的中间开有腰形槽，腰形槽下方封闭不贯通。腰形槽的前端下方设置电机3a，电机3a竖直向上穿过腰形槽后同轴心固定连接主动轮3b，主动轮3b通过传动带3f连接从动轮3g，从动轮3g在主动轮3b的后侧方。从动轮3g通过从动轴承3j连接从动轴3i，从动轴3i竖直安装于底座3k的腰形槽后端。当电机3a工作时，由主动轮3b、传动带3f带动从动轮3g在水平面内转动。
40.传动带3f的外侧壁上固定连接两个水平布置的滑块3c，两个滑块3c的下方设置有腰形的轨道3h，轨道3h围在底座3k中间腰形槽的外围，设置在底座3k的上表面上，两个滑块3c与轨道3h相配合，可沿轨道3h滑动。同时两个滑块3c的侧面与传动带3f固定连接，因此，当两个滑块3c随传送带3f转动的同时沿轨道3h滑动。每个滑块3c的上表面周围有向上突出的围板，围板之间的间距略大于交通锥的直径，交通锥可放入围板之间，从而使交通锥平衡放置在滑块3c上，随着滑块3c运动。在主动轮3b、传动带3f和从动轮3g的上方安装盖板3e，
盖板3e固定在底座3k上不动，
41.如图8所示，所述的抓取套杆机械臂5可夹紧和松开交通锥套杆，其上方是转动杆5a，转动杆5a的初始位置为水平斜向后方外侧，转动杆5a一端使用竖直向上的铰链铰接在小车平台2上，小车平台2内设有竖直向下布置的电机(图中省略了电机)，可带动转动杆5a在水平平面内旋转。转动杆5a的另一端使用竖直布置的转轴竖直向下铰接伸缩缸5b，伸缩缸5b内部设置竖直向上布置的电机，带动伸缩缸5b绕竖直转轴旋转，伸缩缸5b的输出端连接伸缩杆5c，伸缩杆5c可被伸缩缸5b带动上下移动，伸缩杆5c的下端固定连接抓取套杆夹爪5d固定。伸缩杆5c内部设置电机，工作时带动抓取套杆夹爪5d的夹指动作，抓取套杆夹爪5d被由伸缩杆5c内部的电机带动的机构夹紧，抓取套杆夹爪5d的内轮廓与交通锥套杆外轮廓相同，用于夹紧或松开套杆。
42.如图9所示，所述交通锥抓取机械臂7可带动夹紧、释放和输送交通锥。其顶部是旋转底座7a，旋转底座7a固定在小车平台2前部的下表面，旋转底座7a正下连接旋转关节7b，旋转底座7a内部包含一个竖直向下布置的电机，可带动顶部旋转关节7b绕电机轴旋转。顶部旋转关节7b下端铰链机械臂大臂7c上端，机械臂大臂7c的初始位置为竖直方向，机械臂大臂7c下端铰链机械臂小臂7d的后端，机械臂小臂7d的前端依次铰链手腕关节7e和交通锥抓取夹爪7f。机械臂小臂7d初始位置为水平向前。顶部旋转关节7b、机械臂大臂7c、机械臂小臂7d、手腕关节7e之间均使用水平横向布置的铰链连接，均使用水平横向布置的电机带动在竖直平面内旋转。手腕关节7e初始位置水平向前，手腕关节7e内部包含水平向前布置的电机，交通锥抓取夹爪7f与手腕关节7e内部的电机轴固定，可被电机带动绕电机轴旋转，交通锥抓取夹爪7f内侧面为圆弧形，与交通锥底部水平的外圆面形状一致。交通锥抓取夹爪7f内部包含电机，可带动交通锥抓取夹爪7f夹紧或松开交通锥。
43.如图2和图10所示，所述的锥形机械臂8顶部是一个底座8a，底座8a固定在小车平台2的下表面，一个水平横向布置的电机8b固定在底座8a下方，锥形机械臂大臂8c初始位置为竖直，其上端与底座8a使用水平横向布置的铰链铰接，机械臂大臂8c可被电机8b带动在竖直平面内绕铰链转动。锥形机械臂大臂8c的下端固定连接空心锥形体8d，空心锥形体8d的形状与交通锥相同，初始位置为水平向前。
44.如图7所示，所述的交通锥搬运机构4具有一个旋转底座4a和码垛装置壳体4f，旋转底座4a通过旋转底座4a固定在小车平台2的上表面靠前的位置，旋转底座4a内包含一个竖直向上布置的电机，电机转轴与大臂4b固定连接，可带动大臂4b在水平面内转动，大臂4b向前上方倾斜安装，其上端与第一旋转关节4e使用水平向前布置的铰链连接，大臂4b内部的电机可带动第一旋转关节4e绕铰链转动，小臂4d初始位置为斜向下，上端和下端使用水平横向布置的铰链分别与第一旋转关节4e和第二旋转关节4c连接，小臂4d内部的上端和下端各设有一个电机，第一旋转关节4e和第二旋转关节4c可分别在小臂4d内部上端和下端的电机带动下绕各自的铰链转动。码垛装置壳体4f在码垛装置壳体4f后壁内部设置水平向后的电机，该电机转轴固定连接第二旋转关节4c，可带动码垛装置壳体4f绕铰链转动。码垛装置壳体4f是筒状，置放在小车平台2上，同时，在码垛装置壳体4f底部正下方的小车平台2上开有与码垛装置壳体4f同样大小的上下贯通的缺口，使码垛装置壳体4f通过缺口与小车平台2下方相通，在内部长宽略大于交通锥直径，同时略大于滑块3c突出围板的外尺寸，码垛装置壳体4f内部的交通锥能在码垛装置壳体4f约束下整齐堆叠。码垛装置壳体4f内壁底部
两侧设有两个水平的盲孔，盲孔内装有两个水平的限位弹簧4h，限位弹簧4h固定连接限位锥4g，限位锥4g向壳体中心处伸出盲孔外，可在交通锥从下方进入时被压入码垛装置壳体4f内，在交通锥通过后限位弹簧4h回弹，阻止交通锥下落。
45.在使用过程中，先人工引导或遥控小车平台2到达交通锥附近，并使小车平台2正对交通锥。当小车平台2通过智能摄像头6识别到了目标交通锥时，根据识别结果和工作需要调整小车平台2的位置。小车平台2会向交通锥移动并不断调整方向，直到交通锥在交通锥抓取机械臂7的工作范围内时停止行进。接下来根据需要由操作人员遥控选择收集套杆模式或收集交通锥模式。
46.如图11所示，当装置进入套杆收集流程时，移动小车平台2使交通锥位于小车平台2前方偏左或偏右的位置。转动套杆机械臂5，使抓取套杆夹爪5d位于套杆中段的上方，然后其伸缩杆5c向下伸出，夹爪5d触碰到套杆中段时伸缩杆5c停止移动，夹爪5d夹紧套杆中段，机械臂伸缩杆5c向上收缩至最高位，将套杆带离交通锥。接下来控制抓取套杆机械臂转动杆5a向后转动至斜向后的指定位置，传递机械臂1的各关节转动至指定位置使传递夹爪1f抓取到套杆的中段，抓取套杆机械臂夹爪5d松开，抓取套杆机械臂5转动回到初始位置完成传递。然后传递机械臂1的各关节向后转动，将套杆放置在收集传送装置3中的护栏3d用于放置交通锥套杆的凹槽中，完成一次套杆收集流程。
47.如图12所示，当装置进入交通锥收集流程时，调整小车平台2的位置，使交通锥位于智能摄像头6的下方向后约400mm时停止行进。交通锥抓取机械臂7转动，使交通锥抓取夹爪7f夹紧交通锥底部，抓取完成后将交通锥抬起，使交通锥保持直立的同时将交通锥移动至码垛装置壳体4f的正下方，交通锥顶部穿过小车平台2的缺口进入码垛装置壳体4f中。然后，锥形机械臂8向上缓慢转动90
°
，使锥形体8d朝上，将交通锥从下向上顶起。在交通锥与锥形体8d接触的同时，交通锥抓取夹爪7f放开交通锥，然后交通锥抓取机械臂7回到原位。交通锥被锥形机械臂8向上顶入交通锥搬运机构4的码垛装置壳体4f中，当交通锥的底部经过限位锥4g时，限位弹簧4h被压缩，限位锥4g缩入码垛装置壳体4f中使交通锥通过。交通锥通过后，限位锥4g弹出阻止交通锥下落，完成一个交通锥的收集。完成以上工作后，锥形机械臂8回到初始位置进行下一个交通锥的收集工作。当下一个交通锥被顶入码垛装置壳体4f中的同时，前一个交通锥会被向上顶起，由于码垛装置壳体4f内部长宽与交通锥直径相同，进入码垛装置壳体4f内的交通锥在约束下上下整齐地堆叠起来。交通锥搬运机构4一次收集的设计数量为10个。
48.当交通锥搬运机构4中的交通锥数量达到10个时，装置进入搬运流程。收集传送装置电机3a转动使一个空的滑块3c在传动带3f的带动下转到轨道3h的最前端。搬运机构大臂4b在搬运机构旋转底座4a内部电机的带动下向后转动，同时各机械臂关节调整位置，将码垛装置壳体4f放置在收集传送装置3的滑块3c上方，码垛装置壳体4f以及其中的交通锥在重力的作用下向下，滑块3c四周突起的围板进入码垛装置壳体4f中，围板作用于限位锥4g，将限位锥4g压回缩进码垛装置壳体4f内，使码垛装置壳体4f内的交通锥落在滑块3c上。交通锥完成下落后，交通锥搬运机构4各关节电机使码垛装置壳体4f向上抬起足够的高度，使其不触碰到交通锥，交通锥搬运机构4回到初始位置。同时，收集传送装置电机3a工作，通过传动带3f将滑块3c及其上的交通锥转离，完成一次搬运流程。

技术特征：
1.一种交通锥和套杆自动收集装置，包括小车平台(2)，其特征是：小车平台(2)上方的后部是收集传送装置(3)，收集传送装置(3)的上方左右两侧具有收集套杆的凹槽、上方中间具有传送交通锥的传动带；小车平台(2)上方前部中间设置一个能将交通锥传送给所述的收集传送装置(3)的交通锥搬运机构(4)；小车平台(2)中部靠前的左右两侧各设置一个传递机械臂(1)，小车平台(2)前端下方左右两侧各设置一个抓取套杆机械臂(5)，抓取套杆机械臂(5)抓取套杆后传送给传递机械臂(1)，传递机械臂(1)将套杆放置在所述的凹槽中；小车平台(2)前端上方是智能摄像头(6)，小车平台(2)的前端下方正中间是交通锥抓取机械臂(7)，小车平台(2)的中间下方正中间是锥形机械臂(8)，交通锥抓取机械臂(7)抓取交通锥后传送至交通锥搬运机构(4)的底部，锥形机械臂(8)将交通锥搬运机构(4)底部的交通锥向上推动进入交通锥搬运机构(4)中。2.根据权利要求1所述的一种交通锥和套杆自动收集装置，其特征是：收集传送装置(3)底部是固定连接小车平台(2)的水平的底座(3k)，底座(3k)左右两侧有的护栏(3d)上开有凹槽，底座(3k)的中间开有腰形槽，腰形槽的前端下方设置竖直向上穿过腰形槽后固定连接主动轮(3b)的收集传送装置电机(3a)，主动轮(3b)通过传动带(3f)连接从动轮(3g)，从动轮(3g)通过轴承(3j)和从动轴(3i)连接底座(3k)；传动带(3f)的外侧壁上固定连接两个水平布置的滑块(3c)，两个滑块(3c)与其下方腰形的轨道(3h)相配合，轨道(3h)围在底座(3k)中间腰形槽的外围；每个滑块(3c)的上表面周围有向上突出的围板，围板之间能放置交通锥。3.根据权利要求2所述的一种交通锥和套杆自动收集装置，其特征是：抓取套杆机械臂(5)上方是能在水平面上旋转的转动杆(5a)，转动杆(5a)一端铰接在小车平台(2)上，另一端铰接伸缩缸(5b)，伸缩缸(5b)的输出端连接伸缩杆(5c)，伸缩杆(5c)内部设置伸缩杆电机，带动抓取套杆夹爪(5d)夹紧或松开套杆。4.根据权利要求3所述的一种交通锥和套杆自动收集装置，其特征是：传递机械臂(1)的底部是固定连接于小车平台(2)的旋转底座(1a)，旋转底座(1a)经其内部的左右水平横向布置的机械臂电机连接机械臂第一节(1b)的下端，机械臂第一节(1b)上端铰接前后水平的机械臂第二节(1c)后端，机械臂第二节(1c)前端依次铰接前后水平的机械臂第三节(1d)和机械臂第四节(1e)，机械臂第四节(1e)分别由机械臂第一节(1b)、机械臂第二节(1c)、机械臂第三节(1d)内部自带电机旋转；机械臂第四节(1e)前端铰接传递夹爪(1f)，机械臂第四节(1e)前端设置夹紧电机，带动传递夹爪(1f)夹紧或松开套杆。5.根据权利要求2所述的一种交通锥和套杆自动收集装置，其特征是：交通锥抓取机械臂(7)顶部是固定在小车平台(2)上的旋转底座(7a)，旋转底座(7a)内部包含一个竖直布置的电机，带动顶部旋转关节(7b)绕旋转，顶部旋转关节(7b)下端铰链机械臂大臂(7c)上端，机械臂大臂(7c)下端铰链机械臂小臂(7d)的后端，机械臂小臂(7d)的前端依次铰链手腕关节(7e)和交通锥抓取夹爪(7f)，顶部旋转关节(7b)、机械臂大臂(7c)、机械臂小臂(7d)、手腕关节(7e)之间均采用水平布置的电机带动在竖直平面内旋转，交通锥抓取夹爪(7f)通过其内部电机带动夹紧或松开交通锥。6.根据权利要求5所述的一种交通锥和套杆自动收集装置，其特征是：交通锥搬运机构(4)具有一个旋转底座(4a)和码垛装置壳体(4f)，码垛装置壳体(4f)放置在小车平台(2)，
码垛装置壳体(4f)底部正下方的小车平台(2)上开有缺口；旋转底座(4a)通过旋转底座(4a)固定在小车平台(2)上，旋转底座(4a)内包含一个竖直向上布置的电机，电机转轴与大臂(4b)固定连接，大臂(4b)向前上方倾斜铰链第一旋转关节(4e)，大臂(4b)内部的电机带动第一旋转关节(4e)绕铰链转动，小臂(4d)上端和下端分别铰链第一旋转关节(4e)和第二旋转关节(4c)，第一旋转关节(4e)和第二旋转关节(4c)分别在小臂(4d)内部上端和下端电机带动下绕各自的铰链转动；码垛装置壳体(4f)后壁内部设置水平向后的电机，该电机转轴固定连接第二旋转关节(4c)；码垛装置壳体(4f)是筒状，内壁底部两侧设有两个水平盲孔，盲孔内装有限位弹簧(4h)，限位弹簧(4h)固定连接伸出盲孔的限位锥(4g)。7.根据权利要求6所述的一种交通锥和套杆自动收集装置，其特征是：锥形机械臂(8)顶部是固定在小车平台(2)上的底座(8a)，底座(8a)下方设置水平横向布置的锥形机械臂电机8b，带动锥形机械臂大臂8c上端转动，锥形机械臂大臂8c下端固定连接形状与交通锥相同的空心锥形体8d。8.一种采用权利要求7所述的装置自动收集交通锥和套杆的方法，其特征是：转动抓取套杆机械臂(5)夹紧套杆中段，将套杆带离交通锥，向后转动至指定位置，传递机械臂(1)转动至指定位置抓取到套杆中段，抓取套杆机械臂(5)松开后回到初始位置；传递机械臂(1)向后转动，将套杆放置在收集传送装置(3)中的凹槽中，完成一次套杆收集；交通锥抓取机械臂(7)转动，交通锥抓取夹爪(7f)夹紧交通锥底部将交通锥抬起，移动至码垛装置壳体(4f)的正下方，交通锥顶部穿过小车平台(2)的缺口进入码垛装置壳体(4f)中；锥形机械臂(8)使锥形体(8d)朝上，将交通锥从下向上顶起；交通锥抓取夹爪(7f)同时放开交通锥后回到原位；交通锥被锥形机械臂(8)向上顶入码垛装置壳体(4f)中，经过限位锥(4g)时限位弹簧(4h)被压缩，待交通锥通过后限位锥(4g)弹出阻止交通锥下落；之后锥形机械臂(8)回到初始位置，完成一个交通锥收集；收集传送装置电机(3a)转动使一个空的滑块(3c)在传动带(3f)的带动下转到轨道(3h)的最前端，搬运机构大臂(4b)向后转动将码垛装置壳体(4f)放置在滑块(3c)上方，滑块(3c)上向上突出的围板进入码垛装置壳体(4f)中作用于限位锥(4g)，限位锥(4g)回缩，码垛装置壳体(4f)内的交通锥落在滑块(3c)上；交通锥搬运机构(4)回到初始位置，收集传送装置电机(3a)工作，通过传动带(3f)将滑块(3c)及其上的交通锥转离。9.根据权利要求8所述的自动收集交通锥和套杆的方法，其特征是：当下一个交通锥被顶入码垛装置壳体(4f)中的同时，前一个交通锥被向上顶起，进入码垛装置壳体(4f)内的交通锥上下整齐地堆叠。10.根据权利要求8所述的自动收集交通锥和套杆的方法，其特征是：小车平台(2)通过智能摄像头(6)识别交通锥，调整小车平台(2)的位置，直至交通锥在交通锥抓取机械臂(7)的工作范围内。

技术总结
本发明公开一种交通锥和套杆自动收集装置及方法，转动抓取套杆机械臂夹紧套杆中段，传递机械臂转动至指定位置抓取到套杆中段，将套杆放置在收集传送装置中的凹槽中，交通锥抓取夹爪夹紧交通锥底部将交通锥抬起，交通锥顶部穿过小车平台的缺口进入码垛装置壳体中，锥形机械臂将交通锥从下向上顶起，顶入码垛装置壳体中，搬运机构大臂向后转动，将码垛装置壳体放置在滑块上方，滑块上向上突出的围板进入码垛装置壳体中作用于限位锥，限位锥回缩，码垛装置壳体内的交通锥落在滑块上，收集传送装置电机工作，通过传动带将滑块及其上的交通锥转离；本发明采用码垛装置将交通锥以一定数量自动码垛，自主完成交通锥和套杆的收集，降低人工收集风险。人工收集风险。人工收集风险。


技术研发人员：李仲兴 贾英竹 周家港 江洪
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/8/13