公路劃線機(jī)是用來在高等級(jí)公路及城市道路上劃各種路面標(biāo)線的專用機(jī)械。在道路的養(yǎng)護(hù)過程中也用于在舊標(biāo)線上劃新標(biāo)線[1]。目前劃線機(jī)種類很多，它們分別應(yīng)用于不同的場合，但其共同的特點(diǎn)都是先通過人工標(biāo)線，然后進(jìn)行機(jī)械噴涂。人工標(biāo)線工作量大，且工作進(jìn)度較慢，精度較差。針對(duì)這種現(xiàn)象本文介紹了公路劃線機(jī)劃線導(dǎo)向機(jī)器人，專門用于提供劃線機(jī)較準(zhǔn)確的路線，減輕了人工標(biāo)線的工作量，提高了劃線的準(zhǔn)確度。

2劃線導(dǎo)向機(jī)器人概述

劃線導(dǎo)向機(jī)器人的系統(tǒng)基本組成：導(dǎo)向控制系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶行走系統(tǒng)和涂料噴涂系統(tǒng)。本文劃線導(dǎo)向機(jī)器人主要用于公路中線的劃線導(dǎo)向，機(jī)器人兩端安裝有超聲波測距模塊，分別測量公路兩邊的公路沿到機(jī)器人的距離，通過西門子S7-200PLC軟件程序的處理后得出的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，使機(jī)器人快速地往中線上靠近，進(jìn)而在中線上行進(jìn)。當(dāng)行進(jìn)穩(wěn)定后，涂料噴涂系統(tǒng)中的噴槍開始對(duì)地面噴灑涂料，給劃線機(jī)提供較準(zhǔn)確的標(biāo)線。

3導(dǎo)向控制系統(tǒng)

導(dǎo)向控制系統(tǒng)基本組成：超聲波測距模塊和PLC控制單元。

超聲波測距模塊一般包括硬件部分和軟件部分，硬件部分包括控制單元、超聲波傳感器、發(fā)射和接收電路等;軟件部分即是固定在控制單元中的程序。目前市場上出現(xiàn)的超聲波測距儀，可以稍加以改進(jìn)，也可以滿足本文要求。目前的超聲波測距儀檢測距離可達(dá)到10m左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足本文的要求。

本機(jī)器人左右兩端分別對(duì)稱安裝一個(gè)超聲波測距模塊，左右兩個(gè)傳感器同時(shí)向兩邊發(fā)射超聲波，通過比較左右傳感器發(fā)射接收的時(shí)間差值來判斷機(jī)器人是右偏還是左偏，進(jìn)而控制驅(qū)動(dòng)輪直流電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，從而是機(jī)器人在公路的中線上行進(jìn)。PLC控制單元在接收到兩邊超聲波測距模塊傳送的數(shù)據(jù)后，將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果右邊的數(shù)據(jù)較小，發(fā)出的超聲波在右邊返回的用時(shí)較短，則機(jī)器人偏向中線的右邊，那么右驅(qū)動(dòng)輪比左驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速快，如此不斷的調(diào)整，最后機(jī)器人位于公路中線上。穩(wěn)定后，控制單元將此時(shí)的超聲波傳回的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)區(qū)中，以后機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪速度就以此時(shí)的速度勻速行進(jìn)，靠傳感器實(shí)時(shí)傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整范圍限制在一定的值域內(nèi)，超過該值域時(shí)，電機(jī)才轉(zhuǎn)動(dòng)開始調(diào)整機(jī)器人與中線的距離，使其盡快在中線上行進(jìn)。

PLC控制單元軟件包括：主程序、讀超聲波測距模塊數(shù)據(jù)子程序和電機(jī)調(diào)整子程序。

4電機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶行走系統(tǒng)

機(jī)器人的移動(dòng)方式有輪式、步行式和履帶式。步行式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜且移動(dòng)緩慢，但步行機(jī)器人可以適應(yīng)條件較差的路面。輪式結(jié)構(gòu)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，但卻只適用于平坦的地形。而履帶式結(jié)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、爬坡能力強(qiáng)、不易傾倒等特點(diǎn);克服了輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)越障能力、跨溝能力差及打滑等缺點(diǎn)[2-3]。

本文提出的劃線導(dǎo)向機(jī)器人應(yīng)用于路況較好的公路，但考慮到本機(jī)器人是找尋公路的中線行走，輪式結(jié)構(gòu)雖然機(jī)動(dòng)性較好，但其在路面適應(yīng)能力上遠(yuǎn)不如履帶式移動(dòng)方式。結(jié)合各種情況本機(jī)器人采用兩節(jié)并行履帶連接方式，其移動(dòng)方式類似坦克的行走機(jī)構(gòu)。兩邊的履帶安裝在前后輪上，后輪由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過履帶帶動(dòng)前輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。用履帶式結(jié)構(gòu)機(jī)器人不僅可以直行，而且可以利用履帶的差動(dòng)實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。該結(jié)構(gòu)簡單，不需要差動(dòng)器，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等?？刂品奖悖D(zhuǎn)彎半徑小，電機(jī)既可以提供前進(jìn)動(dòng)力，也可以提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力[3]。

驅(qū)動(dòng)輪直流電機(jī)選擇帶減速器的直流電機(jī)，電壓為24V。蓄電池的電壓為24V，包括工作蓄電池和備用蓄電池。工作蓄電池不僅給直流電機(jī)供電，還給控制單元供電。備用電池用于工作蓄電池?fù)p壞或突然無電的情況下。

5涂料噴涂系統(tǒng)

劃線機(jī)按標(biāo)線所使用的材料分為：冷漆劃線機(jī)和熱塑劃線機(jī)。冷漆劃線機(jī)即在常溫下進(jìn)行噴漆，它有兩種類型，即氣噴涂式和無氣噴涂式。氣噴涂是靠壓縮空氣將漆霧化，然后通過噴槍嘴噴涂于地面。無氣噴式劃線機(jī)是利用專用高壓泵對(duì)漆施加10～15Mpa的壓力，然后通過噴槍噴涂于地面。熱塑劃線機(jī)是將熱熔油漆或熱熔塑料（有顆粒狀和塊狀兩種）在熱熔罐中加熱至使用溫度后，再通過劃線裝置劃于地面的。其劃線裝置的劃線方式分為：刮涂式、擠壓式和噴涂式[4]。結(jié)合本文劃線機(jī)劃線導(dǎo)向機(jī)器人的應(yīng)用重點(diǎn)是導(dǎo)向機(jī)器人給劃線機(jī)提供標(biāo)線，所以導(dǎo)向機(jī)器人的涂料噴涂系統(tǒng)不會(huì)像劃線機(jī)上的噴涂系統(tǒng)那么復(fù)雜，只需要滿足能夠給劃線機(jī)提供可以識(shí)別的標(biāo)線即可。

本文涂料噴涂系統(tǒng)采用冷塑無氣噴式，即在常溫下利用專用高壓泵和噴槍進(jìn)行噴漆的方法。其基本組成有：高壓泵、涂料箱、噴槍及其控制噴槍的電機(jī)。涂料噴涂工作過程：高壓泵向涂料箱中進(jìn)行加壓，當(dāng)控制噴槍的電機(jī)得到控制單元的指令時(shí)，電機(jī)開始工作并使噴槍噴出涂料。本系統(tǒng)安裝在履帶式底盤后部，噴槍安在中線上，機(jī)器人行走時(shí)，噴槍對(duì)準(zhǔn)地面進(jìn)行噴漆。

6總結(jié)

與目前傳統(tǒng)的公路劃線機(jī)劃線過程相比，本機(jī)器人有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，本機(jī)器人實(shí)行自主尋找中線方向，不需要人為操作。第二，本機(jī)器人給公路劃線機(jī)提供較精確的中線標(biāo)線，不需要人工標(biāo)線，大大地減輕了工人的工作量。第三，本機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單，PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定性較強(qiáng)，能適應(yīng)于惡劣的野外環(huán)境。

市場上的道路劃線機(jī)因生產(chǎn)設(shè)計(jì)情況不同或應(yīng)用于不同施工對(duì)象與不同原料在結(jié)構(gòu)上也是多種多樣。但總體來說，道路劃線機(jī)一般須具有發(fā)動(dòng)機(jī)、空壓機(jī)、涂料（熔料）桶、標(biāo)線斗（噴槍）、導(dǎo)向桿、控制器等裝置，并依據(jù)需要配置各種助力驅(qū)動(dòng)載體。是在地面上劃出不同約束、指引和警示等規(guī)則限制標(biāo)志的路面施工機(jī)械。一般廣泛應(yīng)用于道路、停車場、廣場和跑道上。下面就道路劃線機(jī)的功能特點(diǎn)及分類為大家做個(gè)簡單的介紹：
發(fā)動(dòng)機(jī)：大部分劃線機(jī)均采用發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，其功率大約在2、5HP到20HP不等，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇也是要選擇正規(guī)大企業(yè)生產(chǎn)的，性能穩(wěn)定且容易采購到零配件，它幾乎決定了整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行性能；
空壓機(jī)：對(duì)于依靠空氣進(jìn)行噴吐的道路劃線機(jī)（而非液壓噴吐），它也是影響整機(jī)性能的主件。同發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，您應(yīng)該考慮購買配備知名品牌空壓機(jī)的產(chǎn)品。
料桶：主要有兩個(gè)功能：一是盛裝涂料，從這個(gè)意義來說，其容量的大小會(huì)影響加注的次數(shù)和作業(yè)的進(jìn)度。二是料桶上的壓力容器通過空壓機(jī)加壓，變成一個(gè)帶壓的“氣罐”成為劃線工作的動(dòng)力，因此，用戶要考慮它的密封性、安全性、耐腐蝕性，比較好的料桶均采用不銹鋼制作。
噴槍：目前市場上有兩種類型，一種是利用“噴線盒”進(jìn)行噴吐，價(jià)格比較便宜，尤其適合運(yùn)動(dòng)場草坪和一般的停車場施工；另一種是利用噴槍進(jìn)行噴吐，但其價(jià)格相對(duì)要貴一些。
濟(jì)寧市恒大交通設(shè)施有限公司的道路劃線機(jī)可分為器械載體類和施工原料類兩種，其中器械載體類又分為車載式劃線機(jī)、手推式劃線機(jī)和自助式劃線機(jī)；施工原料類分為熱熔式劃線機(jī)、常溫劃線機(jī)和雙分組劃線機(jī)。

濟(jì)寧市恒大交通設(shè)施設(shè)備有限公司是一家專業(yè)從事道路標(biāo)線機(jī)械設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及工程施工與一體的綜合性企業(yè)。公司具有強(qiáng)大的研發(fā)、制造、銷售及售后服務(wù)為一體的專業(yè)團(tuán)隊(duì)，是中國道路標(biāo)線、標(biāo)牌機(jī)械行業(yè)的骨干企業(yè)，企業(yè)生產(chǎn)裝備先進(jìn)、技術(shù)力量雄厚，銷售網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，具備較強(qiáng)的成套設(shè)備供貨和服務(wù)能力。



主要產(chǎn)品有：手推式熱熔劃線機(jī)、自走式熱熔劃線機(jī)、駕乘式熱熔劃線車、冷漆噴涂車、雙組份道路劃線機(jī)、熱熔振動(dòng)標(biāo)線機(jī)、斑馬線熱熔劃線機(jī)、微型劃線機(jī)、液壓雙缸熱熔釜、液壓單缸熱熔釜、熱熔舊線清除機(jī)、高壓路面吹風(fēng)機(jī)、路面清掃機(jī)、高效太陽能反光標(biāo)志牌、熱熔標(biāo)線涂料、振動(dòng)標(biāo)線涂料、振動(dòng)標(biāo)線涂料助劑、用于生產(chǎn)熱熔涂料的專用設(shè)備。



公司堅(jiān)持：以技術(shù)為已任，以信譽(yù)為根本，以質(zhì)量為生命，以服務(wù)為基礎(chǔ)，向客戶提供較合理的工程設(shè)計(jì)方案，較優(yōu)秀的施工及一流的產(chǎn)品，為客戶創(chuàng)造長期的價(jià)值和潛在的增長。勃達(dá)本著質(zhì)量第一、信譽(yù)至上的原則，愿與國內(nèi)外交通行業(yè)的朋友們?yōu)榻煌ㄊ聵I(yè)作出貢獻(xiàn)！

冷噴劃線機(jī)按照其劃線方式不同可分為高壓無氣型、低壓空氣輔助型等兩個(gè)類型；按照其所使適用涂料的種類不同又分為常溫熔劑型、常溫水性及加熱溶劑型三個(gè)類型操作方便，施工快捷，可連續(xù)快速施工，越來越受到用戶青睞。

http://angelarobson.net