CN116052555A - 一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置 - Google Patents

Abstract

一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置，其特征在于：由行走模块、警示模块、装置稳定模块、通信控制模块和数据采集模块五部分组成。行走模块主要包括移动底座、电动轮存放仓、电动轮、微型电机2、微型电机3、传动半轴、舵机、连杆、转向横拉杆、转向节臂和转向节臂固定杆；警示模块主要包括三角架、折叠支架、支架铰链、转轴、固定铰支座、卡固器和收纳凹槽，三角架的正面与反面均安设有若干个LED警示灯；装置稳定模块主要包括微型电机1、电动撑板、电动撑板存放仓、应变片和联轴器；通信控制模主要包括单片机和GPRS模块；数据采集模块主要包括测距传感器、角度传感器和GPS模块。

Description

一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置

技术领域

本发明属于三角警示装置技术领域，具体涉及一种自动避障、可稳定停放坡面、可实时定位并及时发送信息的三角警示装置。

背景技术

三角警示装置，主要包括三角警示牌。三角警示牌，通常是塑料材质制成、并在外部贴敷反光材料的被动反光体，通常用于驾驶员在路上遇到突发故障停车检修或者是发生意外事故时，利用三角警示牌的反光性能，提醒其它车辆注意避让，以免发生二次事故。

现有专利及相关文献中查阅到的三角警示牌均无法实现自动行驶，需要人为手动放置在特定位置，且现有的三角警示牌在坡面停放易发生倾倒，造成安全隐患。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置，其特征在于：由行走模块、警示模块、装置稳定模块、通信控制模块和数据采集模块五部分组成。

行走模块主要包括移动底座(1)、电动轮存放仓(20、31、32、33)、电动轮(22、28、29、30)、微型电机2(18)、微型电机3(24)、传动半轴(19、37)、舵机(8)、连杆(10)、转向横拉杆(11)、转向节臂(12、 27)和转向节臂固定杆(23)；警示模块安置于移动底座(1)的顶部，主要包括三角架(2)、折叠支架(4)、支架铰链(38)、转轴(26)、固定铰支座(35)、卡固器(36)和收纳凹槽(16)，三角架(2)的正面与反面均安设有若干个LED警示灯(3)；装置稳定模块安置于移动底座(1)的下层箱体空间，主要包括微型电机1(7)、电动撑板(17)、电动撑板存放仓(21)、应变片(25)和联轴器(9)，电动撑板存放仓(21)存放有电动撑板(17)，电动撑板(17)通过联轴器(9)与微型电机1(7)相连，应变片(25)贴敷于电动撑板(17)的底面；通信控制模块安置于移动底座(1)的上层箱体空间，主要包括单片机(6)和GPRS模块(14)；数据采集模块主要包括测距传感器(5、34)、角度传感器(13)和GPS模块(15)，测距传感器(5、34)安置于移动底座(1)外侧的前部与后部，角度传感器(13)和GPS模块(15)安置于移动底座(1)的上层箱体空间。

优选的，所述警示模块采用内嵌可折叠设计，通过折叠支架(4)和设计形状为类三角形的收纳凹槽(16) 实现。在三角架(2)未立起时，三角架(2)与折叠支架(4)存放在收纳凹槽(16)中，节约空间；在三角架(2) 立起时，折叠支架(4)、三角架(2)与收纳凹槽(16)形成近三棱锥体，增强稳定性，防止警示模块倾倒。

优选的，所述行走模块中的两个电动后轮(29、30)作为驱动轮，分别通过两个传动半轴(19、37)与微型电机2(18)、微型电机3(24)相连。微型电机2(18)、微型电机3(24)与单片机(6)电性连接，单片机(6) 能够控制两个微型电机(18、24)的转动，继而实现控制两个驱动轮的运动。两个电动前轮(22、28)作为转向轮，分别与转向节臂(12、27)相连。其中，转向节臂分为前纵轴(1201)、后纵轴(1202)和连接轴(1203) 三部分，转向节臂连接轴(1203)用于连接前纵轴(1201)和后纵轴(1202)；转向节臂前纵轴(1201)的下端用于连接移动底座(1)底板，上端用于连接转向节臂固定杆(23)，两个转向节臂(12、27)在转向节臂固定杆(23)连接下实现位置的固定；两个转向节臂后纵轴之间通过转向横拉杆(11)相连，同时转向横拉杆(11)通过连杆(10)与舵机(8)相连。舵机(8)与单片机(6)电性连接，使得单片机(6)能够控制舵机(8)的转动，舵机(8)再通过连杆(10)、转向横拉杆(11)带动转向节臂(12、27)绕转向节臂前纵轴(1201)轴线转动，继而实现控制电动前轮(22、28)的左右转动，以达到转弯的效果，使三角警示装置实现自动避障功能。

优选的，所述装置稳定模块中的电动撑板(17)通过联轴器(9)与微型电机1(7)相连，微型电机1(7)与单片机(6)电性连接，使得单片机(6)能够控制微型电机1(7)的转动，继而控制电动撑板(17)的摆动。当电动撑板(17)摆出并与地面接触时，与地面形成三角支撑结构，可增强三角警示装置停放时的稳定性，从而在斜坡上也能实现稳定停放。

优选的，所述数据采集模块中的测距传感器(5、34)用于目标距离以及障碍物距离的测定；角度传感器(13)用于测定移动底座(1)的俯仰、倾斜角度；GPS模块(15)用于获取实时位置信息。

优选的，所述通信控制模块中的单片机(6)用于控制LED警示灯(3)、微型电机1(7)、微型电机2(18)、微型电机3(24)和舵机(8)，同时获取测距传感器(5、34)、GPS模块(15)、角度传感器(13)、应变片(25) 的数据并进行相应判断；GPRS模块(14)用于同手持控制端建立无线互联及同预先设定的紧急联系设备进行信息的收发。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可用于城市道路和高速道路，利用通信控制模块与手持控制端无线互联，可实现远程控制；操作者通过手持控制端与通信控制模块连接后，可通过通信控制模块控制行走模块运动，以实现自动行驶；通信控制模块可实时获取数据采集模块中的测距传感器(5、34)的距离数据并进行判断，实现自动避障；无法自动避障时也可以通过操纵手持控制端，连接通信控制模块手动控制电动轮(22、28、29、30)的移动，无须人工放置和回收，避免人为收放所产生的安全隐患。

本发明可利用GPS模块(15)获取实时定位信息，再利用GPRS模块(14)无线传输位置信息以及求救信息给附近警务区和特定联系人，快速救援。

本发明可利用角度传感器(13)，感知移动底座(1)倾斜角度，并在倾斜角度大于限值时，通过单片机(6)发出信号，控制电动撑板(17)摆出，避免滑坡现象。

本发明利用折叠、凹槽结构使三角架(2)能够折叠收纳；通过单片机(6)、微型电机1(7)的控制，电动撑板(17)能自由摆出与摆回，整体占用空间小、携带便捷。

附图说明

图1为一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置的工作状态结构主视图；

图2为一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置的工作状态结构右视图；

图3为一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置的工作状态结构俯视图；

图4为一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置的结构仰视图；

图5为一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置的折叠支架固定结构示意图；

图中：1、移动底座；2、三角架；3、LED警示灯；4、折叠支架；5、前部测距传感器；6、单片机；7、微型电机1；8、舵机；9、联轴器；10、连杆；11、转向横拉杆；12、转向节臂1；1201、转向节臂前纵轴；1202、转向节臂后纵轴；1203、转向节臂连接轴；13、角度传感器；14、GPRS模块；15、GPS模块； 16、收纳凹槽；17、电动撑板；18、微型电机2；19、传动半轴1；20、电动轮存放仓1；21、电动撑板存放仓；22、电动轮前轮1；23、转向节臂固定杆；24、微型电机3；25、应变片；26、转轴；27、转向节臂2；28、电动轮前轮2；29、电动轮后轮1；30、电动轮后轮2；31、电动轮存放仓2；32、电动轮存放仓3；33、电动轮存放仓4；34、后部测距传感器；35、固定铰支座；36、卡固器；37、传动半轴2；38、支架铰链。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明手持控制端为电动遥控手柄无线控制或手机APP无线控制，手持控制端中设有启动按钮、200 米按钮、150米按钮、100米按钮、50米按钮、前进按钮、后退按钮、左转按钮、右转按钮、反向按钮、停止按钮和闪烁提示灯。按下启动按钮，操作者即可通过单片机(6)与GPRS模块(14)通信，远程手动控制电动轮(22、28、29、30)移动。手持控制端可选择自动行驶模式或手动遥控模式：当按下200米按钮、150 米按钮、100米按钮、50米按钮时，进入自动行驶模式，此时闪烁提示灯显示绿灯；当按下前进按钮、后退按钮、左转按钮、右转按钮，进入手动遥控模式，此时闪烁提示灯显示红灯，两种模式均能够避免人工收放三角警示装置过程中出现的安全隐患。

具体的，移动底座(1)为三角警示装置的基础，移动底座(1)为箱型结构，分为顶部凹槽空间、上层箱体空间、下层箱体空间和底部收纳空间。顶部凹槽空间主要布局了收纳凹槽(16)，用于警示模块的折叠收纳；上层箱体空间的不同位置固定了单片机(6)、角度传感器(13)、GPRS模块(14)和GPS模块(15)等；下层箱体空间的不同位置安设了微型电机1(7)、舵机(8)、联轴器(9)、连杆(10)、转向横拉杆(11)、转向节臂1(12)、微型电机2(18)、传动半轴1(19)、转向节臂固定杆(23)、微型电机3(24)、转向节臂2(27)、传动半轴2(37)等；底部收纳空间设置了四个电动轮存放仓(20、31、32、33)用于电动轮(22、28、29、30) 的局部收纳，一个电动撑板存放仓(21)用于电动撑板(17)的全部收纳。

具体的，折叠支架(4)由上下两分支组成，上分支为矩形断面的单杆状结构、一端下部有凸起，下分支为矩形断面的双杆状结构，上分支单杆可嵌入下分支双杆之间，上下两分支通过支架铰链(38)连接并可绕支架铰链(38)转动；卡固器(36)一端焊接于折叠支架(4)下分支，另一端开槽。

具体的，三角架(2)的底端设有沿底端长度方向的通孔，三角架(2)借助于其底端通孔和转轴(26)铰接于收纳凹槽(16)的前部，且三角架(2)可以绕转轴(26)转动。所述三角架(2)顶部与折叠支架(4)上分支通过固定铰支座(35)相连，折叠支架(4)下分支与收纳凹槽(16)后部通过固定铰支座(35)相连。

具体的，所述三角架(2)立起需要手动拨动三角架(2)顶部，此时三角架(2)绕转轴(26)向上转动、折叠支架(4)上下分支分别绕两个固定铰支座(35)和支架铰链(38)旋转。当三角架(2)和折叠支架(4)转动到一定位置后，折叠支架(4)上分支的下部凸起进入卡固器(36)槽内，折叠支架(4)完全打开，支撑三角架(2)；在三角架(2)使用完毕后，按下卡固器(36)，折叠支架(4)上分支的下部凸起退出卡固器(36)槽，折叠支架 (4)上下分支分别绕两个固定铰支座(35)和支架铰链(38)旋转，折叠支架(4)上分支进入下分支双杆之间，同时三角架(2)绕转轴(26)向下转动，直至三角架(2)和折叠支架(4)全部回收于收纳凹槽(16)，完成三角架(2)的收回，达到节省空间的效果。

具体的，所述移动底座(1)的上层箱体空间内安设有单片机(6)、GPS模块(15)、GPRS模块(14)，三角架上均布的LED警示灯(3)受单片机(6)控制。按下手持控制端中的启动按钮后，单片机(6)立即开始控制 LED警示灯(3)工作,通过LED警示灯(3)闪烁主动警告、警示后方车辆；同时单片机(6)获取GPS模块(15) 的数据，并将相关信息通过GPRS模块(14)自动发送给附近警务区和特定联系人。

具体的，所述移动底座(1)底部设置有电动轮存放仓(20、31、32、33)分别局部收纳了电动轮(22、28、 29、30)，所述移动底座(1)内安设有单片机(6)、微型电机2(18)、微型电机3(24)，单片机(6)可控制微型电机2(18)、微型电机3(24)转动，微型电机2(18)、微型电机3(24)分别通过两个传动半轴(19、37)与两个电动后轮(29、30)相连，所述测距传感器(5、34)、舵机(8)与单片机(6)电性连接。

操作者操作手持控制端可选择自动行驶或手动遥控模式，若选择200米按钮、150米按钮、100米按钮或50米按钮则进入自动行驶模式，此时闪烁提示灯显示绿灯，在通信控制模块预设程序作用下，单片机(6)控制微型电机2(18)、微型电机3(24)转动，通过与两个微型电机输出轴相连接的两个传动半轴(19、 37)将动力传递给电动轮(29、30)，从而驱动电动轮(29、30)运动。若前方出现障碍物，单片机(6)接收测距传感器(5、34)获取的数据后，判断障碍物位置，并通过预设程序控制舵机(8)转动。舵机(8)通过连杆 (10)带动转向横拉杆(11)左右移动，转向横拉杆(11)带动转向节臂(12、27)绕转向节臂前纵轴(1201)进行摆动，进而带动两个电动前轮(22、28)的转动，实现左右转弯。通过以上操作，装置可完成自动避障，实现自动行驶到设定距离的功能。其中，为防止转向节臂(12、27)位置发生改变，影响装置转向精度，本装置采用转向节臂固定杆(23)连接两个转向节臂(12、27)，实现位置的固定。

如若无法自动避障，单片机(6)和GPRS模块(14)将此信息反馈给操作者，此时手持控制端的闪烁提示灯显示绿灯持续闪烁，提示操作者进入手动遥控模式；当操作者进入手动遥控模式后，闪烁提示灯显示红灯，操作者可以根据前进按钮、后退按钮、左转按钮、右转按钮控制电动轮(22、28、29、30)移动。

具体的，所述移动底座(1)的上层箱体空间内设有单片机(6)，单片机(6)与移动底座(1)内的微型电机 1(7)、角度传感器(13)、应变片(25)电性连接。三角警示装置到达预设位置后，单片机(6)解析从角度传感器(13)获取的数据，判断移动底座(1)的倾斜角度是否超过规定限值，如超过，则单片机(6)控制微型电机1(7)正向匀速旋转，通过联轴器(9)带动电动撑板(17)旋转摆出；同时单片机(6)通过解析贴敷于电动撑板(17)底面的应变片(25)的数据，控制微型电机1(7)的旋转角度，从而控制电动撑板(17)的摆出量，继而实现三角警示装置在坡面上的稳定停放。

所述三角警示装置完成稳定停放后，通过单片机(6)和GPRS模块(14)将移动信息反馈给操作者，闪烁提示灯显示黄灯。在三角警示装置使用完毕后，单片机(6)接收手持控制端指令控制微型电机1(7)反向匀速旋转，通过联轴器(9)带动电动撑板(17)摆回至电动撑板存放仓(21)中进行存放。

如需回收三角警示装置，则按下手持控制端的反向按钮，三角警示装置即按原前进方向的相反方向行走。如遇其他情况，则重复上述操作，直至三角警示装置回到操作者所在位置，按下停止按钮，手动放下三角架(2)，收回三角警示装置。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种可实现自动避障与坡面稳定停放的三角警示装置，其特征在于：由行走模块、警示模块、装置稳定模块、通信控制模块和数据采集模块五部分组成；行走模块主要包括移动底座(1)、电动轮存放仓(20、31、32、33)、电动轮(22、28、29、30)、微型电机2(18)、微型电机3(24)、传动半轴(19、37)、舵机(8)、连杆(10)、转向横拉杆(11)、转向节臂(12、27)和转向节臂固定杆(23)；警示模块安置于移动底座(1)的顶部，主要包括三角架(2)、折叠支架(4)、支架铰链(38)、转轴(26)、固定铰支座(35)、卡固器(36)和收纳凹槽(16)，三角架(2)的正面与反面均安设有若干个LED警示灯(3)；装置稳定模块安置于移动底座(1)的下层箱体空间，主要包括微型电机1(7)、电动撑板(17)、电动撑板存放仓(21)、应变片(25)和联轴器(9)，电动撑板存放仓(21)存放有电动撑板(17)，电动撑板(17)通过联轴器(9)与微型电机1(7)相连，应变片(25)贴敷于电动撑板(17)的底面；通信控制模块安置于移动底座(1)的上层箱体空间，主要包括单片机(6)和GPRS模块(14)；数据采集模块主要包括测距传感器(5、34)、角度传感器(13)和GPS模块(15)，测距传感器(5、34)安置于移动底座(1)外侧的前部与后部，角度传感器(13)和GPS模块(15)安置于移动底座(1)的上层箱体空间。

2.根据权利要求书1所述的一种三角警示装置，其特征在于：所述警示模块采用内嵌可折叠设计，通过折叠支架(4)和设计形状为类三角形的收纳凹槽(16)实现。

3.根据权利要求书1所述的一种三角警示装置，其特征在于：所述装置稳定模块中的电动撑板(17)通过联轴器(9)与微型电机1(7)相连，单片机(6)能够控制微型电机1(7)的转动，继而控制电动撑板(17)的摆动，当电动撑板(17)摆出并与地面接触时，与地面形成三角支撑结构，可增强三角警示装置停放时的稳定性。

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