道路交通锥自动收放装置设计控制系统设计(附件)
交通锥自动收放装置是一种机电一体化装备，能有效的提高道路交通锥收放效率，人员的安全性也能得到提高。在国内路锥的摆放和回收均采用人工操作，缺少路锥自动收放装置。本设计采用以收缩的交通锥为基础，在如汽车后备箱一样的小型空间内布满近五十个成压缩状的路锥、机械手、电机和行走机构等，组成具有小型机器人特点的机械设备。该设备由五人小组进行设计组装。在这里我的任务主要采用PLC控制机械手和行走机构去完成交通锥的摆放和回收的程序设计，其次借助PLC的远程通讯技术实现无线通讯控制。关键词 自动摆放回收，压缩式交通锥，控制系统，西门子PLC，无线通讯
目 录
1引言 1
1.1课题来源与研究的背景和意义 1
1.2 路锥收放系统的国内外研究现状 1
1.3 国内外机器人控制的研究现状 3
1.4控制系统的研究现状 3
1.5 本文研究的主要内容 4
2 道路交通锥自动收放装置总体结构 4
2.1交通锥自动收放装置 4
2.2箱体内部的交通锥布置 7
3交通锥收放机控制系统硬件设计 8
3.1 控制系统结构 8
3.2 硬件部分 9
3.3 收放交通锥的载体 10
3.4位置检测传感器敏感开关 11
3.5人机交互设备 11
4收放装置控制系统软件流程设计 11
4.1软件流程的总体结构与设计12
4.2 PLC选型和I/O接口配置 13
4.3程序设计 15
结论 20
致谢 21
参考文献22
1 绪论
本课题研究的是一种自动收放装置的控制系统，用在交通锥的自动收放控制，他可以提高摆放效率和保障人员的安全。
1．1 课题来源与研究的背景和意义
道路交通锥自动收放装置是一种机电一体化装备，该装备能够有效的提高道路交通锥收放效率，尤其是高速公路收放时人员的安全性也能够得到保障。自从上世纪80年代起我国第一条高速公路建成通车以来，中国高速实现了从零开始，基本上实现快速、有序和可持续的发展方向。我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
国高速公路的建设用20多年时间，经历了发达国家走过40多年的进程。
公路的发展程度体现了该地区交通的便利程度、乃至经济发展的水平高低。它不仅方便了人们的出行和缩短两地间的行程时间，而且也加强了城市之间的联系跟合作，促进了当地的经济发展。做好高速公路养护管理工作,提高高速公路的使用效率和服务水平，是高速公路管理上的一项长期而艰巨的任务。一些路段在维护和保养应该进行管制，以控制交通，也就是说，交通标应该放在操作区外引导车辆。在维修养护中，必须要保证驾驶区和作业区的安全，在运行区设置交通路锥来引导车辆的行驶，以便减少道路交通事故的发生和大型活动场地的踩踏事故。道路交通锥，可运用于道路危险地段，施工场地及大型活动场地等地方，起到指引、提示作用，以便减少道路上出去标志不明误导驾驶员带来的交通事故。高速公路养护管理工作的顺畅进行是保障高速公路可持续发展的必要条件。搞好高速公路管路工程，提高公路的使用效率和服务水平，是一项长期而艰巨的任务。来应对道路复杂路段的梳理，人员比较少的情况下，运用交通锥自动收放小车可以高效率的完成交通路段的管制。当在维修、养护以及发生交通事故时，如何快速做好部分路段的交通管制、疏通和引导，保证道路畅通、作业安全与避免二次交通事故的发生。我国高速公路总里程10.8万KM，随着道路施工技术的改善，特别是以人为本的交通施工概念的提出，对交通施工要求越来越高，出于对放路锥中工作人员的安全以及节约人力、减少劳动时间、提高工作效率为出发点，有必要对交通锥自动放置进行重点研究。
1.2路锥收放系统的国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
国外的美、英、法、德以及我们隔海相望的邻国等国家交通系统发达，再加上人工费用昂贵，他们以强大的汽车工业为基础，早在上世纪70年代起就开始了交通锥自动收放装置方面的研究，先后研发了各种各样产品，并进行广泛的实验和运用。
图1.1是国外最早研制应用于交通锥的自动化装置，1973年在美国取得专利，但是功能单一只能回收、不能布放，最终没有获得市场的认可。
图1.1早期交通锥自动收放系统
目前，国外最为知名的机构是AHMC公司位于美国的加利福利亚。在汽车尾箱上安装了许多条传送带，设计了路锥的存取机构和自动存放箱，利用可以90度回转的机械臂及控制系统，一次可以存放80个交通锥，实现了交通锥的摆放与回收的全自动，当摆放交通锥时，驾驶员一个人就可以完成所有工作，通过扩充容量，交通锥存储可以达到240个，基本上可以满足日常的作业需求。英国的SefeTcone是一个独特的有国际专利的路锥自动存储、放置和回收系统，该系统实现操作流程的完全自动化。
1.2.2国内研究现状
国内公路养护机械处于起步阶段，虽然已经有一些知名企业大力开发相关配套产品，如三一重工、中联重科等都有了自己自主研发的公路系列产品，如路面修补设备、沥青调制设备等，不过缺少一些更加符合人操作的公路机械。公路养护继机械的研发具有广阔的发展平台。显而易见，目前国内在公路维修作业是指挥交通，对完成车辆分流工作的交通路锥采用人为的方式，国内目前仍然没有相应的比较完善的机械产品，但是已经有人在这一领域进行积极的探索，并取得一定的成效。例如：2010年8月，山东省潍坊市的刘庆亮先生发明了“一种用于高速公路快速摆放交通锥形式的摆放机”；2011年12月，北京联洁达公路养护工程有限公司的王颜等五人对其发明“交通锥自动收放装置”申请的国家专利。上述的两种方式都需要人工的辅佐才能完成交通锥的摆放和回收的全过程。
对比国内外的发展现状，我们可以明显看出该技术在国外的发展已经很成熟，不仅实现了路锥自动输送、存储、放置和回收系统的全自动化，而且通过语音装置和摄像装置实现了实时交流与实时监控，再反观国内的发展现状，可以看出国内人士在路锥的自动放置及回收装置上的研究还是存在明显的差距。
目 录
1引言 1
1.1课题来源与研究的背景和意义 1
1.2 路锥收放系统的国内外研究现状 1
1.3 国内外机器人控制的研究现状 3
1.4控制系统的研究现状 3
1.5 本文研究的主要内容 4
2 道路交通锥自动收放装置总体结构 4
2.1交通锥自动收放装置 4
2.2箱体内部的交通锥布置 7
3交通锥收放机控制系统硬件设计 8
3.1 控制系统结构 8
3.2 硬件部分 9
3.3 收放交通锥的载体 10
3.4位置检测传感器敏感开关 11
3.5人机交互设备 11
4收放装置控制系统软件流程设计 11
4.1软件流程的总体结构与设计12
4.2 PLC选型和I/O接口配置 13
4.3程序设计 15
结论 20
致谢 21
参考文献22
1 绪论
本课题研究的是一种自动收放装置的控制系统，用在交通锥的自动收放控制，他可以提高摆放效率和保障人员的安全。
1．1 课题来源与研究的背景和意义
道路交通锥自动收放装置是一种机电一体化装备，该装备能够有效的提高道路交通锥收放效率，尤其是高速公路收放时人员的安全性也能够得到保障。自从上世纪80年代起我国第一条高速公路建成通车以来，中国高速实现了从零开始，基本上实现快速、有序和可持续的发展方向。我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
国高速公路的建设用20多年时间，经历了发达国家走过40多年的进程。
公路的发展程度体现了该地区交通的便利程度、乃至经济发展的水平高低。它不仅方便了人们的出行和缩短两地间的行程时间，而且也加强了城市之间的联系跟合作，促进了当地的经济发展。做好高速公路养护管理工作,提高高速公路的使用效率和服务水平，是高速公路管理上的一项长期而艰巨的任务。一些路段在维护和保养应该进行管制，以控制交通，也就是说，交通标应该放在操作区外引导车辆。在维修养护中，必须要保证驾驶区和作业区的安全，在运行区设置交通路锥来引导车辆的行驶，以便减少道路交通事故的发生和大型活动场地的踩踏事故。道路交通锥，可运用于道路危险地段，施工场地及大型活动场地等地方，起到指引、提示作用，以便减少道路上出去标志不明误导驾驶员带来的交通事故。高速公路养护管理工作的顺畅进行是保障高速公路可持续发展的必要条件。搞好高速公路管路工程，提高公路的使用效率和服务水平，是一项长期而艰巨的任务。来应对道路复杂路段的梳理，人员比较少的情况下，运用交通锥自动收放小车可以高效率的完成交通路段的管制。当在维修、养护以及发生交通事故时，如何快速做好部分路段的交通管制、疏通和引导，保证道路畅通、作业安全与避免二次交通事故的发生。我国高速公路总里程10.8万KM，随着道路施工技术的改善，特别是以人为本的交通施工概念的提出，对交通施工要求越来越高，出于对放路锥中工作人员的安全以及节约人力、减少劳动时间、提高工作效率为出发点，有必要对交通锥自动放置进行重点研究。
1.2路锥收放系统的国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
国外的美、英、法、德以及我们隔海相望的邻国等国家交通系统发达，再加上人工费用昂贵，他们以强大的汽车工业为基础，早在上世纪70年代起就开始了交通锥自动收放装置方面的研究，先后研发了各种各样产品，并进行广泛的实验和运用。
图1.1是国外最早研制应用于交通锥的自动化装置，1973年在美国取得专利，但是功能单一只能回收、不能布放，最终没有获得市场的认可。
图1.1早期交通锥自动收放系统
目前，国外最为知名的机构是AHMC公司位于美国的加利福利亚。在汽车尾箱上安装了许多条传送带，设计了路锥的存取机构和自动存放箱，利用可以90度回转的机械臂及控制系统，一次可以存放80个交通锥，实现了交通锥的摆放与回收的全自动，当摆放交通锥时，驾驶员一个人就可以完成所有工作，通过扩充容量，交通锥存储可以达到240个，基本上可以满足日常的作业需求。英国的SefeTcone是一个独特的有国际专利的路锥自动存储、放置和回收系统，该系统实现操作流程的完全自动化。
1.2.2国内研究现状
国内公路养护机械处于起步阶段，虽然已经有一些知名企业大力开发相关配套产品，如三一重工、中联重科等都有了自己自主研发的公路系列产品，如路面修补设备、沥青调制设备等，不过缺少一些更加符合人操作的公路机械。公路养护继机械的研发具有广阔的发展平台。显而易见，目前国内在公路维修作业是指挥交通，对完成车辆分流工作的交通路锥采用人为的方式，国内目前仍然没有相应的比较完善的机械产品，但是已经有人在这一领域进行积极的探索，并取得一定的成效。例如：2010年8月，山东省潍坊市的刘庆亮先生发明了“一种用于高速公路快速摆放交通锥形式的摆放机”；2011年12月，北京联洁达公路养护工程有限公司的王颜等五人对其发明“交通锥自动收放装置”申请的国家专利。上述的两种方式都需要人工的辅佐才能完成交通锥的摆放和回收的全过程。
对比国内外的发展现状，我们可以明显看出该技术在国外的发展已经很成熟，不仅实现了路锥自动输送、存储、放置和回收系统的全自动化，而且通过语音装置和摄像装置实现了实时交流与实时监控，再反观国内的发展现状，可以看出国内人士在路锥的自动放置及回收装置上的研究还是存在明显的差距。
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