近年来,我国汽车拥有量快速增长,高速公路交通事故逐年增加,事故现场的处置对路政人员的生命安全带来了严重的威胁。针对目前事故现场作业封闭区完全由人工收放交通锥,存在收放效率低、人工成本高和安全性能差等问题,本文开发了一种集机、气、电一体化的交通锥自动收放系统。在对国内外相关文献和同类产品充分调研的基础上,根据合作方提出的设计要求,以纳瓦拉皮卡车为载体,完成了交通锥自动收放系统存储机构、剥离机构、限位机构、输送机构、收放机构和扶正机构的机械结构设计。交通锥自动收放系统能直接安装在高速公路管理部门广泛使用的绝大部分品牌皮卡车上,非工作状态时全部机构收纳在皮卡车厢内,不仅能保证交通锥自动收放功能的实现,也不影响车辆的正常行驶,突破了同类型产品以大中型货车为载体的局限。对收放系统扶正机构和收放机构进行强度校核,验证了核心部件的机械强度可靠性。分析外激励对收放系统动态性能的影响,对扶正机构和收放机构进行模态分析,得到其模态频率及相应振型,验证了扶正机构和收放机构在正常工作状态下不易发生共振,具有良好的动态性能。通过对不同传动方案进行研究,确定采用气压传动作为本收放系统的驱动方式。根据收放系统中各机构的工作状态,完成气动系统和气动控制回路的设计。对气缸输出力与驱动部件所需动力进行对比,结合气压传动速度快的特点,证明该气动系统能满足各机构的需求。以西门子S7-200 SMART ST60作为控制系统的控制器,对存储限位、剥离输送、收放扶正和人工交互四个模块进行设计,完成硬件部分控制系统的研究设计,为物理样机的调试打下了基础。制定了收放系统的本体作业规划,建立了能够实现全自动收放交通锥的虚拟样机,依据本体作业规划的交通锥收放流程,对虚拟样机进行Motion分析。在验证收放系统工作原理可行性的基础上,有效避免了各运动机构的干涉,保证了收放系统的动作流畅性。相比人工操作模式,交通锥的收放效率明显提升,达到了设计要求。