CN105002849A - 清扫车扫盘控制系统、方法、装置及清扫车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清扫车扫盘控制系统、方法、装置及清扫车，能够对清扫车扫盘进行合理控制。该系统包括直线运动机构、拉力传感器、扫盘电机和控制器，其中：直线运动机构，用于调整扫盘离地高度；拉力传感器，用于检测扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；扫盘电机，用于调整扫盘转速；控制器，用于获取拉力传感器检测到的扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，通过控制直线运动机构控制扫盘离地高度；以及在通过控制直线运动机构控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，通过控制扫盘电机控制扫盘转速。

Description

清扫车扫盘控制系统、方法、装置及清扫车

技术领域

本发明涉及工程机械控制技术领域，尤指一种清扫车扫盘控制系统、方法、装置及清扫车。

背景技术

目前用于路面清洁的清扫车，在工作过程中均需要由操作人员根据实际工况来控制扫盘，如图1所示，清扫车车身通过一个链条101悬挂扫盘电机102及扫盘，操作人员手动调节链条101长度以实现扫盘离地高度的调节，扫盘转速为出厂设定转速。

然而，现有技术中清扫车扫盘的控制完全是依靠操作人员来进行的，由于人为主观判断存在不准确性，尤其是在操作人员不具有丰富作业经验的情况下，则难以保证扫盘控制的合理性，容易出现清扫效果较差，或者扫盘磨损较大的情况。

发明内容

本发明提供一种清扫车扫盘控制系统、方法、装置及清扫车，用以解决现有技术中存在的难以保证扫盘控制的合理性的问题。

本发明提供一种清扫车扫盘控制系统，包括直线运动机构、拉力传感器、扫盘电机和控制器，其中：

直线运动机构，用于调整扫盘离地高度；

拉力传感器，用于检测扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；

扫盘电机，用于调整扫盘转速；

控制器，用于获取拉力传感器检测到的扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，通过控制直线运动机构控制扫盘离地高度；以及在通过控制直线运动机构控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，通过控制扫盘电机控制扫盘转速。

本发明提供一种清扫车扫盘控制方法，包括：

获取扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；

根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，控制扫盘离地高度；以及在控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，控制扫盘转速。

本发明提供一种清扫车扫盘控制装置，包括：

获取单元，用于获取扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；

控制单元，用于根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，控制扫盘离地高度；以及在控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，控制扫盘转速。

一种清扫车，包括上述的清扫车扫盘控制系统。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的清扫车扫盘控制系统、方法、装置及清扫车，根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，控制扫盘离地高度，在控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，控制扫盘转速，不需要通过人为操作控制扫盘离地高度及扫盘转速，从而避免了人为主观判断的不准确性，能够保证扫盘控制的合理性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中清扫车扫盘控制原理示意图；

图2为本发明实施例中清扫车扫盘控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例中清扫车扫盘控制方法的流程图；

图4为本发明实施例中清扫车扫盘控制方法的详细流程图；

图5为本发明实施例中清扫车扫盘控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了保证清扫车扫盘控制的合理性，本发明实施例提供了一种清扫车扫盘控制系统、方法、装置及清扫车，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

当清扫车作业时，清扫车扫盘除了会受到自身的重力作用，还会受到地面的摩擦力、支撑力作用，并且，随着扫盘与地面接触状态的变化，即随着扫盘离地高度的变化，扫盘受到地面的摩擦力、支撑力作用也会发生明显变化。而随着扫盘受到地面的摩擦力、支撑力作用发生变化，扫盘所受合力必然也会发生变化，较为明显的、且容易测量的，可以看到，扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量发生变化。当扫盘离地高度越大时，扫盘受到地面的摩擦力、支撑力作用越小，扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量越大；当扫盘离地高度越小时，扫盘受到地面的摩擦力、支撑力作用越大，扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量越小。

因此，扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量的大小能够表征扫盘离地高度的大小，可以根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量判断扫盘离地高度是否合理。

并且，不同的扫盘离地高度，扫盘与地面的接触角度也不同，扫盘转速也不应该是一直不变的。

基于上述原理，本发明实施例提供一种清扫车扫盘控制系统，如图2所示，包括直线运动机构201、拉力传感器202、扫盘电机203和控制器200，其中：

直线运动机构201，用于调整扫盘离地高度；

拉力传感器202，用于检测扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；

扫盘电机203，用于调整扫盘转速；

控制器200，用于获取拉力传感器202检测到的扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量，根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，通过控制直线运动机构201控制扫盘离地高度；以及在通过控制直线运动机构201控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，通过控制扫盘电机203控制扫盘转速。

在本发明实施例中，如图2所示，直线运动机构201可以依次通过拉力传感器202、扫盘电机203连接扫盘。

上述预设分量为根据大量实验数据确定的在扫盘离地高度合理时对应的扫盘所受合力在竖直向下方向上的分量。

在本发明实施例中，可以设定在清扫车作业地面的沙尘厚度大于30mm，作业速度大于5km/h的工况下，能够使沙尘清扫率大于95％，且连续工作30天扫盘磨损度小于50％的扫盘离地高度作为合理的扫盘离地高度，此时对应的扫盘所受合力在竖直向下方向上的分量即为预设分量。

因此，以该预设分量为参考，控制扫盘离地高度，能够保证扫盘离地高度控制的合理性。

清扫车扫盘初始工作时，可以以出厂设定高度、出厂设定转速工作，然后，控制器200根据拉力传感器202的检测结果，通过控制直线运动机构201对扫盘离地高度进行调整，通过控制扫盘电机203对扫盘转速进行调整。

控制器200，具体用于当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量大于预设分量时，说明实际的扫盘离地高度大于合理的扫盘离地高度，通过控制直线运动机构201控制扫盘离地高度减小，以及通过控制扫盘电机203控制扫盘转速减小；当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量小于预设分量时，说明实际的扫盘离地高度小于合理的扫盘离地高度，通过控制直线运动机构201控制扫盘离地高度增大，以及通过控制扫盘电机203控制扫盘转速增大；当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量等于预设分量时，说明实际的扫盘离地高度等于合理的扫盘离地高度，无需控制扫盘离地高度变化，也无需控制扫盘转速变化。

进一步的，当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量差值不大时，此时调整扫盘离地高度的意义也不大。因此，可以在实际分量和预设分量差值满足预设条件时，才控制扫盘离地高度变化。

因此，较佳的，控制器200，还用于在通过控制直线运动机构201控制扫盘离地高度变化之前，确定其中，F_k为扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；F₀为预设分量；B为调整系数。

即控制器200，用于当时，即时，控制直线运动机构201调整扫盘离地高度；当时，即时，不控制直线运动机构201调整扫盘离地高度。

在本发明实施例中，调整系数B具体为20。此时，控制器200，实质用于当时，控制直线运动机构201调整扫盘离地高度减小；当时，控制直线运动机构201调整扫盘离地高度增大。

可见，预先设定的调整系数B实质表征了调整频繁度，调整系数B越大，越容易大于因此扫盘离地高度调整越频繁，高度控制精度越高；反之，调整系数B越小，越不容易大于因此扫盘离地高度调整越不频繁，高度控制精度越差。因此，调整系数B可以由用户根据高度控制精度需求等实际情况进行具体设定，调整系数B为20仅为一个较佳值，并不用于限定本发明。

进一步的，在一些实施例中，控制器200，也可以先对的计算结果进行取整，再和1进行比较，确定是否控制直线运动机构201调整扫盘离地高度。

较佳的，为避免对扫盘离地高度进行频繁调整，还可以采取周期性调整扫盘离地高度的策略，即设定一个预设周期，控制器200，具体还用于在获取拉力传感器202检测到的扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量之前，确定当前时刻已到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻。

在本发明实施例中，预设周期具体可以为20s。

进一步的，在本发明实施例中，直线运动机构201具体可以为电动推杆，电动推杆仅为一个示例，并不用于限定本发明，在本发明其它实施例中，直线运动机构201也可以采用其它装置实现。

当直线运动机构201具体为电动推杆时，控制器200可以通过向电动推杆输出正向电压控制电动推杆外伸，从而可以实现控制扫盘离地高度减小；进一步的，控制器200可以通过控制输出正向电压的时长控制电动推杆外伸的幅度，从而可以实现控制扫盘离地高度减小的幅度。

相应的，控制器200可以通过向电动推杆输出反向电压控制电动推杆内缩，从而可以实现控制扫盘离地高度增大，进一步的，控制器200可以通过控制输出反向电压的时长控制电动推杆内缩的幅度，从而可以实现控制扫盘离地高度增大的幅度。

具体实施时，每次控制直线运动机构201调整扫盘离地高度减小时，控制器200可以向电动推杆输出正向电压2s，根据实验数据，此时电动推杆会外伸10mm，即使扫盘离地高度减小10mm；每次控制直线运动机构201调整扫盘离地高度增大时，控制器200可以向电动推杆输出反向电压3s，根据实验数据，此时使电动推杆会内缩9mm，即使扫盘离地高度增大9mm。

进一步的，在通过控制直线运动机构201控制扫盘离地高度变化时，转盘转速也应该进行相应变化，具体可以通过控制扫盘电机203的输入电流控制扫盘转速变化，通常，扫盘电机203的输入电流与扫盘转速正相关。较佳的，控制器200可以根据扫盘离地高度的变化幅度，控制扫盘转速的变化幅度。

具体的，在控制器200通过控制直线运动机构201控制扫盘离地高度减小时，扫盘离地高度减小幅度越大，控制器200控制扫盘电机203的输入电流的减小幅度越大，使得扫盘转速的减小幅度越大；反之，扫盘离地高度减小幅度越小，控制器200控制扫盘电机203的输入电流的减小幅度越小，使得扫盘转速的减小幅度越小。

同理，在控制器200通过控制直线运动机构201控制扫盘离地高度增大时，扫盘离地高度增大幅度越大，控制器200控制扫盘电机203的输入电流的增大幅度越大，使得扫盘转速的增大幅度越大；反之，扫盘离地高度增大幅度越小，控制器200控制扫盘电机203的输入电流的增大幅度越小，使得扫盘转速的增大幅度越小。

可见，采用本发明实施例提供的清扫车扫盘控制系统，能够实现扫盘离地高度、扫盘转速的自动调整，既能够保证清扫效果，又能够避免扫盘过度磨损，延长扫盘寿命，不需要通过人为操作，避免了人为主观判断的不准确性，能够保证扫盘控制的合理性。

本发明实施例还提供一种清扫车，包括上述清扫车扫盘控制系统。

本发明实施例提供一种清扫车扫盘控制方法，如图3所示，包括：

步骤301、获取扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；

步骤302、根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，控制扫盘离地高度；以及在控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，控制扫盘转速。

进一步的，步骤302具体可以为当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量大于预设分量时，控制扫盘离地高度减小，以及控制扫盘转速减小；当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量小于预设分量时，控制扫盘离地高度增大，以及控制扫盘转速增大。较佳的，还可以根据扫盘离地高度的变化幅度，控制扫盘转速的变化幅度。

较佳的，在控制扫盘离地高度变化之前，还包括确定其中，F_k为扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；F₀为预设分量；B为调整系数。

下面用具体实施例对本发明提供的方法进行详细描述。

图4所示为本发明实施例提供的清扫车扫盘控制方法的详细流程图，包括：

步骤401、判断当前时刻是否已到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻。

当确定当前时刻已到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻时，进入步骤402；

当确定当前时刻未到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻时，循环执行本步骤401。

步骤402、获取扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量。

步骤403、判断扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的大小关系。

当确定扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量大于预设分量时，进入步骤404；

当确定扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量小于预设分量时，进入步骤406；

当确定扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量等于预设分量时，结束本次控制流程，返回步骤401，当当前时刻再次到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻时进入下一次控制流程。

步骤404、判断是否大于1；其中，F_k为扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；F₀为预设分量；B为调整系数，具体可以为20。

当确定大于1时，进入步骤405；

当确定不大于1时，结束本次控制流程，返回步骤401，当当前时刻再次到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻时进入下一次控制流程。

步骤405、控制扫盘离地高度减小，控制扫盘转速减小。

具体实施时扫盘离地高度减小方案及扫盘转速减小方案可以参见前文描述，在此不再详述。

之后返回步骤401，当当前时刻再次到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻时进入下一次控制流程。

步骤406、判断是否大于1。

当确定大于1时，进入步骤407；

当确定不大于1时，结束本次控制流程，返回步骤401，当当前时刻再次到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻时进入下一次控制流程。

步骤407、控制扫盘离地高度增大，控制扫盘转速增大。

具体实施时扫盘离地高度增大方案及扫盘转速增大方案可以参见前文描述，在此不再详述。

之后返回步骤401，当当前时刻再次到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻时进入下一次控制流程。

可见，采用本发明实施例提供的清扫车扫盘控制方法，能够实现扫盘离地高度、扫盘转速的自动调整，合理性较高。

基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的清扫车扫盘控制方法，相应地，本发明实施例还提供一种清扫车扫盘控制装置，其结构示意图如图5所示，具体包括：

获取单元501，用于获取扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；

控制单元502，用于根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，控制扫盘离地高度；以及在控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，控制扫盘转速。

进一步的，控制单元502，具体用于当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量大于预设分量时，控制扫盘离地高度减小，以及控制扫盘转速减小；当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量小于预设分量时，控制扫盘离地高度增大，以及控制扫盘转速增大。较佳的，控制单元502，还具体用于根据扫盘离地高度的变化幅度，控制扫盘转速的变化幅度。

较佳的，控制单元502，还用于在控制扫盘离地高度变化之前，确定其中，F_k为扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；F₀为预设分量；B为调整系数。

较佳的，调整系数B具体为20。

较佳的，控制单元502，还用于在获取扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量之前，确定当前时刻已到达采用预设周期对扫盘离地高度进行控制的时刻。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种清扫车扫盘控制系统，其特征在于，包括直线运动机构、拉力传感器、扫盘电机和控制器，其中：

直线运动机构，用于调整扫盘离地高度；

拉力传感器，用于检测扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；

扫盘电机，用于调整扫盘转速；

控制器，用于获取拉力传感器检测到的扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，通过控制直线运动机构控制扫盘离地高度；以及在通过控制直线运动机构控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，通过控制扫盘电机控制扫盘转速。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量大于预设分量时，通过控制直线运动机构控制扫盘离地高度减小，以及通过控制扫盘电机控制扫盘转速减小；当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量小于预设分量时，通过控制直线运动机构控制扫盘离地高度增大，以及通过控制扫盘电机控制扫盘转速增大。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器，还具体用于根据扫盘离地高度的变化幅度，控制扫盘转速的变化幅度。

4.如权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于在通过控制直线运动机构控制扫盘离地高度变化之前，确定

其中，F_k为扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；F₀为预设分量；B为调整系数。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，直线运动机构依次通过拉力传感器、扫盘电机连接扫盘。

6.一种清扫车扫盘控制方法，其特征在于，包括：

获取扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；

根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，控制扫盘离地高度；以及在控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，控制扫盘转速。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，控制扫盘离地高度；以及在控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，控制扫盘转速，具体包括：

当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量大于预设分量时，控制扫盘离地高度减小，以及控制扫盘转速减小；当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量小于预设分量时，控制扫盘离地高度增大，以及控制扫盘转速增大。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还具体包括：

根据扫盘离地高度的变化幅度，控制扫盘转速的变化幅度。

9.如权利要求6-8任一所述的方法，其特征在于，还包括：

在控制扫盘离地高度变化之前，确定

其中，F_k为扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；F₀为预设分量；B为调整系数。

10.一种清扫车扫盘控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；

控制单元，用于根据扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量和预设分量的关系，控制扫盘离地高度；以及在控制扫盘离地高度变化时，根据扫盘离地高度的变化，控制扫盘转速。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制单元，具体用于当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量大于预设分量时，控制扫盘离地高度减小，以及控制扫盘转速减小；当扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量小于预设分量时，控制扫盘离地高度增大，以及控制扫盘转速增大。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还具体用于根据扫盘离地高度的变化幅度，控制扫盘转速的变化幅度。

13.如权利要求10-12任一所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于在控制扫盘离地高度变化之前，确定

其中，F_k为扫盘所受合力在竖直向下方向上的实际分量；F₀为预设分量；B为调整系数。

14.一种清扫车，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的清扫车扫盘控制系统。