CN119347737A - 一种基于智慧交通的辅助安装机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于智慧交通的辅助安装机器人，涉及智慧交通技术领域。包括：第一组合体，为智慧交通设备运送提供动力；第二组合体，与所述第一组合体成对设置，用于所述智慧交通设备和所述第一组合体的连接和拆卸；第三组合体，为所述第一组合体提供运行轨道；其中，所述第二组合体固定连接于所述智慧交通设备上，所述第一组合体位于所述第三组合体内，运送所述智慧交通设备时，所述第一组合体与所述第二组合体连接，带动固定于所述第二组合体上的所述智慧交通设备在所述第三组合体内运行，将所述智慧交通设备运送至目标位置。机器人代替了人工在高空作业的需求，避免了高处坠落等危险，提高了作业安全性，节省了大量的人力成本。

Description

一种基于智慧交通的辅助安装机器人

技术领域

本申请涉及智慧交通技术领域，尤其涉及一种基于智慧交通的辅助安装机器人，旨在替代传统的人工高空作业方式，提供一种更加安全、便捷、高效的设备安装解决方案。

背景技术

随着科技的不断发展，尤其是在智慧交通领域的不断进步，城市交通管理、道路安全监控、公共设施管理等方面的需求日益增加。智慧交通作为一种新兴的城市基础设施，已经广泛应用于高速公路、城市道路、桥梁等交通枢纽，并且逐步渗透到交通信号灯、摄像头、雷达、通信设备等各类智能设备的安装与维护工作中。这些设备在确保道路通行、提高交通管理效率等方面发挥着重要作用，但随着这些设备数量的不断增加，如何高效、便捷、安全地进行设备的安装、维修和维护，已成为智慧交通领域亟待解决的问题。

在智慧交通系统中，许多设备需要安装在高杆上，如监控摄像头、交通信号灯、无线通信天线、雷达探测设备等。这些设备通常位于交通道路上空，可能会位于高达十几米甚至更高的地方。这类安装任务的完成，往往需要借助升降机、吊车等大型设备来进行，但这些传统的安装方式存在着诸多问题。

首先，高杆设备的安装往往需要高空作业，作业环境复杂，操作人员面临较大的安全风险。即便使用升降机等设备，操作过程也可能受到恶劣天气（如风雨、雷电等）以及环境条件的影响，导致安全性大大降低。其次，由于高杆设备安装通常需要多个工作人员的配合，一个人无法单独完成这一任务。而设备的尺寸、重量、安装方式等因素也使得设备的搬运、安装变得困难且费时费力。

另外，随着智慧交通设备的不断增多，相关设备的更新、维护和替换需求逐渐增加。高杆设备的维护工作不仅需要较高的作业技术，而且由于安装位置较高，作业人员往往需要重复进行多次的高空作业，这对于作业人员的安全、工作效率以及作业质量带来了极大的挑战。因此，如何提升设备安装、维护的效率和安全性，降低人员的作业风险，成为了智慧交通建设中的一项重要课题。

现有技术中，针对高杆设备的安装与维护，普遍采用升降机、吊车等高空作业设备。这些设备虽然可以解决一定的高空作业需求，但仍然存在着一定的局限性。首先，升降机、吊车等设备不仅成本高昂，而且操作复杂，需要专门的驾驶员来进行操作，增加了人力成本和设备使用的难度。其次，升降机、吊车等设备往往需要大型空间来进行部署，且对于城市街道、桥梁等狭窄环境的适应性差，在一些特殊情况下无法顺利进行安装操作。此外，这类设备的作业效率较低，需要较长的作业时间才能完成任务，尤其是在多点、多设备同时安装的情况下，作业周期更为冗长，导致资源浪费。

此外，传统的高空作业仍然存在较大的安全隐患。作业人员长期暴露在高空环境中，作业时操作失误、设备故障等问题都有可能导致严重的事故发生，尤其是在极端天气或设备老化的情况下，作业的安全性得不到充分保障。

发明内容

针对现有技术存在的局限性，本申请提供一种基于智慧交通的辅助安装机器人，通过第一组合体、第二组合体高效地连接与分离，简化智慧交通设备的安装和拆卸过程，减轻人工操作的复杂度和劳动强度；通过第一组合体、第二组合体、第三组合体配合作业，降低了高空作业时的安全风险，极大地提升作业效率，同时降低人员的安全风险。

为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

一种基于智慧交通的辅助安装机器人，包括：

第一组合体，为智慧交通设备运送提供动力；

第二组合体，与所述第一组合体成对设置，用于所述智慧交通设备和所述第一组合体的连接和拆卸；

第三组合体，为所述第一组合体提供运行轨道；

其中，所述第二组合体固定连接于所述智慧交通设备上，所述第一组合体位于所述第三组合体内，运送所述智慧交通设备时，所述第一组合体与所述第二组合体连接，带动固定于所述第二组合体上的所述智慧交通设备在所述第三组合体内运行，将所述智慧交通设备运送至目标位置。

在本申请的技术方案中，进一步的改进是，所述第一组合体包括动力机构、连接机构和定位机构，所述动力机构与所述连接机构固定连接，所述定位机构固定于所述连接机构上。

所述动力机构包括第一动力轮组、第二动力轮组和第一动力电机，所述第一动力电机的动力输出轴连接反相器，所述反相器的一端与所述第一动力轮组连接，另一端与所述第二动力轮组连接，实现所述第一动力电机旋转带动所述第一动力轮组和所述第二动力轮组沿同一方向运动；所述第一动力轮组包括第一斜齿轮、第二斜齿轮、第三斜齿轮、第一动力齿轮和第二动力齿轮，所述第二斜齿轮和所述第三斜齿轮相对设置，所述第一动力齿轮与所述第二斜齿轮固定连接，所述第二斜齿轮与所述第一斜齿轮啮合，所述第二动力齿轮与所述第三斜齿轮固定连接，所述第三斜齿轮与所述第一斜齿轮啮合，所述第一斜齿轮与所述反相器的一端固定连接；所述第一动力电机旋转，带动所述第一斜齿轮转动，与所述第一斜齿轮相啮合的所述第二斜齿轮和所述第三斜齿轮相向旋转，带动所述第一动力齿轮与所述第二动力齿轮同向旋转。

所述第二动力轮组与所述第一动力轮组相对设置于所述反相器的两端，且所述第二动力轮组与所述第一动力轮组具有相同的结构。

所述连接机构包括滑动连杆、支撑滑架、动力锁瓣、第一齿条、第三动力齿轮、第二动力电机；所述滑动连杆的一端与所述动力锁瓣通过轴连接，所述滑动连杆的另一端与所述支撑滑架通过轴连接，所述支撑滑架与所述第一齿条的一端固定连接，所述第三动力齿轮与所述第二动力电机固定连接，所述第一齿条设置有滑道，所述第三动力齿轮与所述第一齿条相啮合，所述第二动力电机带动所述第三动力齿轮旋转，使所述第一齿条可在所述滑道内滑动。

所述定位机构包括GPS和陀螺仪，用于对所述第一组合体进行定位，所述定位机构固定安装于所述动力机构上。

所述第二组合体包括支撑主轴、连接筋、支撑顶盖、支撑腔体，所述支撑顶盖和所述支撑腔体通过连接筋固定连接，所述支撑主轴的一端与所述支撑顶盖固定连接，另一端与所述支撑腔体固定连接，所述支撑主轴上设置有滑道槽，所述支撑滑架沿所述滑道槽滑动。

所述第二动力电机带动所述第三动力齿轮旋转，使所述第一齿条可在所述滑道内向上滑动，所述第一齿条推动所述支撑滑架穿入所述支撑主轴的所述滑道槽内，并沿所述支撑主轴继续向上滑动，直至所述动力锁瓣受到所述支撑顶盖向下的压力与所述支撑滑架向上的动力，使所述滑动连杆受力带动所述动力锁瓣打开，每个所述动力锁瓣嵌在每两个所述连接筋的中间，完成所述第一组合体的所述连接机构与所述第二组合体的固定连接。

所述第二动力电机控制所述第一齿条沿所述滑道向下滑动，带动所述滑动连杆控制所述动力锁瓣收缩，使所述动力锁瓣沿所述支撑主轴向下滑出所述第二组合体，完成固定有所述智慧交通设备的所述第二组合体与所述第一组合体的脱离。

所述第三组合体设置于安装所述智慧交通设备的高杆上；所述第三组合体包括齿条轨道和限位挡板，两条所述齿条轨道并行设置，两条所述齿条轨道分别与所述第一动力齿轮和所述第二动力齿轮相啮合；所述限位挡板用于对所述第一组合体进行限位。

更进一步的，所述智慧交通设备的重力与所述第一组合体的驱动力和摩擦力需要满足条件：Fd＞G+Fmax；

并且，所述智慧交通设备的重力力矩和所述第一组合体的摩擦力力矩需要满足平衡条件：G*L＜Fmax*W；

其中，Fd表示第一组合体的驱动力，G表示所运送的智慧交通设备的重力，L表示第一组合体连接机构伸出的长度，Fmax表示第一组合体的最大摩擦力，W表示第一组合体的第一动力齿轮与第二动力齿轮的间距。

本申请技术方案的有益效果：

1.智能化连接与拆卸功能：通过滑动连杆和动力锁瓣等结构实现智慧交通设备的便捷连接与拆卸。该结构的设计能够高效地完成第一组合体与第二组合体的连接与分离，从而简化安装和拆卸过程，减轻人工操作的复杂度和劳动强度。第一组合体、第二组合体、第三组合体的功能清晰，便于维护与调整。用户可以根据实际需求调整不同模块的配置，提升了系统的灵活性和可扩展性。

2.节约人力成本：通过机器人自动化执行安装任务，减少对升降机、吊车等大型设备的依赖，降低了人力成本和设备使用难度，能够显著减少对人工劳动力的需求，从而降低人工成本。

3.提高安全性：通过使用机器人进行高杆设备的安装和维护，可以减少人员在高空作业的风险，降低事故发生的可能性；特别是在高空、复杂地形或危险环境下，机器人能代替人工完成危险性较高的安装工作，避免了人工安装中可能发生的意外事故或误操作，大大降低了事故风险，确保工作现场操作人员的安全性。

4.减少交通干扰与优化作业过程：本申请机器人实现智慧交通设备的安装作业过程自动化、高效化，能够在公共交通系统或繁忙的交通环境中，减少对交通流量的干扰，缩短作业周期，减少资源浪费；并且其作业方式具有高度的可控性，能够精确计算作业时间和作业范围，从而减少交通拥堵或事故发生的风险。

5.易于维护和升级：随着智慧交通设备的不断增多，相关设备的更新、维护和替换需求逐渐增加，使用机器人进行维护和升级，可以降低人员的作业风险，提高工作效率和质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人第一组合体结构布局示意图；

图2为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人第一组合体整体结构正视图；

图3为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人第一组合体整体结构俯视图；

图4为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人动力机构示意图；

图5为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人第二组合体整体结构剖视图；

图6为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人第二组合体整体结构俯视图；

图7为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人第一组合体和第二组合体连接示意图；

图8为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人第一组合体和第二组合体连接后B-B处俯视图；

图9为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人第一组合体和第三组合体连接示意图。

图中标号说明：

100、第一组合体；200、第二组合体；300、第三组合体；110、动力机构；120、连接机构；111、第一动力轮组；112、第二动力轮组；113、第一动力电机；1111、第一斜齿轮；1112、第二斜齿轮；1113、第三斜齿轮；1114、第一动力齿轮；1115、第二动力齿轮；121、滑动连杆；122、支撑滑架；123、动力锁瓣；124、第一齿条；125、第三动力齿轮；126、第二动力电机；210、支撑主轴；220、连接筋；230、支撑顶盖；240、支撑腔体；310、齿条轨道；320、限位挡板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

本申请提供的一个具体实施例为，结合图1～图9所示，一种基于智慧交通的辅助安装机器人，包括：

第一组合体100，为智慧交通设备运送提供动力；

第二组合体200，与第一组合体100成对设置，用于智慧交通设备和第一组合体100的连接和拆卸；

第三组合体300，为第一组合体100提供运行轨道；

其中，第二组合体200固定连接于智慧交通设备上，第一组合体100位于第三组合体300内，运送智慧交通设备时，第一组合体100与第二组合体200连接，带动固定于第二组合体200上的智慧交通设备在第三组合体300内运行，将智慧交通设备运送至目标位置。

在本申请的技术方案中，进一步的改进是，第一组合体100包括动力机构110、连接机构120和定位机构，动力机构110与连接机构120固定连接，定位机构固定于连接机构120上。

更进一步的改进是，如图4所示为本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人动力机构示意图，动力机构110包括第一动力轮组111、第二动力轮组112和第一动力电机113，第一动力电机113的动力输出轴连接反相器，反相器的一端与第一动力轮组111连接，另一端与第二动力轮组112连接，实现第一动力电机113旋转带动第一动力轮组111和第二动力轮组112沿同一方向运动；第一动力轮组111包括第一斜齿轮1111、第二斜齿轮1112、第三斜齿轮1113、第一动力齿轮1114和第二动力齿轮1115，第二斜齿轮1112和第三斜齿轮1113相对设置，第一动力齿轮1114与第二斜齿轮1112固定连接，第二斜齿轮1112与第一斜齿轮1111啮合，第二动力齿轮1115与第三斜齿轮1113固定连接，第三斜齿轮1113与第一斜齿轮1111啮合，第一斜齿轮1111与反相器的一端固定连接；第一动力电机113旋转，带动第一斜齿轮1111转动，与第一斜齿轮1111相啮合的第二斜齿轮1112和第三斜齿轮1113相向旋转，带动第一动力齿轮1114与第二动力齿轮1115同向旋转。

其中，第二动力轮组112与第一动力轮组111相对设置于反相器的两端，且第二动力轮组112与第一动力轮组111具有相同的结构。

更进一步的改进是，连接机构120包括滑动连杆121、支撑滑架122、动力锁瓣123、第一齿条124、第三动力齿轮125、第二动力电机126；滑动连杆121的一端与动力锁瓣123通过轴连接，滑动连杆121的另一端与支撑滑架122通过轴连接，支撑滑架122与第一齿条124的一端固定连接，第三动力齿轮125与第二动力电机126固定连接，第一齿条124设置有滑道，第三动力齿轮125与第一齿条124相啮合，第二动力电机126带动第三动力齿轮125旋转，使第一齿条124可在滑道内滑动。

更进一步的改进是，定位机构包括GPS和陀螺仪，用于对第一组合体100进行定位，定位机构固定安装于动力机构110上。

在本申请的技术方案中，进一步的改进是，第二组合体200包括支撑主轴210、连接筋220、支撑顶盖230、支撑腔体240，支撑顶盖230和支撑腔体240通过连接筋220固定连接，支撑主轴210的一端与支撑顶盖230固定连接，另一端与支撑腔体240固定连接，支撑主轴210上设置有滑道槽，支撑滑架122沿滑道槽滑动。

更进一步的改进是，第二动力电机126带动第三动力齿轮125旋转，使第一齿条124可在滑道内向上滑动，第一齿条124推动支撑滑架122穿入支撑主轴210的滑道槽内，并沿支撑主轴210继续向上滑动，直至动力锁瓣123受到支撑顶盖230向下的压力与支撑滑架122向上的动力，使滑动连杆121受力带动动力锁瓣123打开，每个动力锁瓣123嵌在每两个连接筋220的中间，完成第一组合体100的连接机构120与第二组合体200的固定连接。

第二动力电机126控制第一齿条124沿滑道向下滑动，带动滑动连杆121控制动力锁瓣123收缩，使动力锁瓣123沿支撑主轴210向下滑出第二组合体200，完成固定有智慧交通设备的第二组合体200与第一组合体100的脱离。

在本申请的技术方案中，进一步的改进是，第三组合体300设置于安装智慧交通设备的高杆上；第三组合体300包括齿条轨道310和限位挡板320，两条齿条轨道310并行设置，两条齿条轨道310分别与第一动力齿轮1114和第二动力齿轮1115相啮合；限位挡板320用于对第一组合体100进行限位。

更进一步的，当本申请机器人运输智慧交通设备时，如果本申请机器人摩擦力矩不足以抵消智慧交通设备重力力矩，所运送的智慧交通设备可能会在运送过程中存在掉落的风险。因此，智慧交通设备的重力与第一组合体的驱动力和摩擦力需要满足条件：Fd＞G+Fmax；并且，智慧交通设备的重力力矩和第一组合体的摩擦力力矩需要满足平衡条件：G*L＜Fmax*W，其中，Fd表示第一组合体的驱动力，G表示所运送的智慧交通设备的重力，L表示第一组合体连接机构伸出的长度，Fmax表示第一组合体的最大摩擦力，W表示第一组合体的第一动力齿轮与第二动力齿轮的间距。

值得说明的是，本实施例只展现了一种基于智慧交通的辅助安装机器人的较佳实现方式，并且本申请提供的一种基于智慧交通的辅助安装机器人并不限于这一种实现方式；具体设置的形状、位置、角度、数量等都可根据实际应用中的需要进行设置。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“第三”、“内”、“外”、“表面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述的实施例仅是对本申请的优选方式进行描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于智慧交通的辅助安装机器人，其特征在于，包括：

第一组合体，为智慧交通设备运送提供动力；

第二组合体，与所述第一组合体成对设置，用于所述智慧交通设备和所述第一组合体的连接和拆卸；

第三组合体，为所述第一组合体提供运行轨道；

其中，所述第二组合体固定连接于所述智慧交通设备上，所述第一组合体位于所述第三组合体内，运送所述智慧交通设备时，所述第一组合体与所述第二组合体连接，带动固定于所述第二组合体上的所述智慧交通设备在所述第三组合体内运行，将所述智慧交通设备运送至目标位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于智慧交通的辅助安装机器人，其特征在于，所述第一组合体包括动力机构、连接机构和定位机构，所述动力机构与所述连接机构固定连接，所述定位机构固定于所述连接机构上。

3.根据权利要求2所述的一种基于智慧交通的辅助安装机器人，其特征在于，所述动力机构包括第一动力轮组、第二动力轮组和第一动力电机，所述第一动力电机的动力输出轴连接反相器，所述反相器的一端与所述第一动力轮组连接，另一端与所述第二动力轮组连接，实现所述第一动力电机旋转带动所述第一动力轮组和所述第二动力轮组沿同一方向运动；所述第一动力轮组包括第一斜齿轮、第二斜齿轮、第三斜齿轮、第一动力齿轮和第二动力齿轮，所述第二斜齿轮和所述第三斜齿轮相对设置，所述第一动力齿轮与所述第二斜齿轮固定连接，所述第二斜齿轮与所述第一斜齿轮啮合，所述第二动力齿轮与所述第三斜齿轮固定连接，所述第三斜齿轮与所述第一斜齿轮啮合，所述第一斜齿轮与所述反相器的一端固定连接；所述第一动力电机旋转，带动所述第一斜齿轮转动，与所述第一斜齿轮相啮合的所述第二斜齿轮和所述第三斜齿轮相向旋转，带动所述第一动力齿轮与所述第二动力齿轮同向旋转；所述第二动力轮组与所述第一动力轮组相对设置于所述反相器的两端，且所述第二动力轮组与所述第一动力轮组具有相同的结构。

4.根据权利要求3所述的一种基于智慧交通的辅助安装机器人，其特征在于，所述连接机构包括滑动连杆、支撑滑架、动力锁瓣、第一齿条、第三动力齿轮、第二动力电机；所述滑动连杆的一端与所述动力锁瓣通过轴连接，所述滑动连杆的另一端与所述支撑滑架通过轴连接，所述支撑滑架与所述第一齿条的一端固定连接，所述第三动力齿轮与所述第二动力电机固定连接，所述第一齿条设置有滑道，所述第三动力齿轮与所述第一齿条相啮合，所述第二动力电机带动所述第三动力齿轮旋转，使所述第一齿条可在所述滑道内滑动。

5.根据权利要求4所述的一种基于智慧交通的辅助安装机器人，其特征在于，所述定位机构包括GPS和陀螺仪，用于对所述第一组合体进行定位，所述定位机构固定安装于所述动力机构上。

6.根据权利要求5所述的一种基于智慧交通的辅助安装机器人，其特征在于，所述第二组合体包括支撑主轴、连接筋、支撑顶盖、支撑腔体，所述支撑顶盖和所述支撑腔体通过连接筋固定连接，所述支撑主轴的一端与所述支撑顶盖固定连接，另一端与所述支撑腔体固定连接，所述支撑主轴上设置有滑道槽，所述支撑滑架沿所述滑道槽滑动。

7.根据权利要求6所述的一种基于智慧交通的辅助安装机器人，其特征在于，所述第二动力电机带动所述第三动力齿轮旋转，使所述第一齿条可在所述滑道内向上滑动，所述第一齿条推动所述支撑滑架穿入所述支撑主轴的所述滑道槽内，并沿所述支撑主轴继续向上滑动，直至所述动力锁瓣受到所述支撑顶盖向下的压力与所述支撑滑架向上的动力，使所述滑动连杆受力带动所述动力锁瓣打开，每个所述动力锁瓣嵌在每两个所述连接筋的中间，完成所述第一组合体的所述连接机构与所述第二组合体的固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于智慧交通的辅助安装机器人，其特征在于，所述第三组合体设置于安装所述智慧交通设备的高杆上；所述第三组合体包括齿条轨道和限位挡板，两条所述齿条轨道并行设置，两条所述齿条轨道分别与所述第一动力齿轮和所述第二动力齿轮相啮合；所述限位挡板用于对所述第一组合体进行限位。