CN105862635A - 适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，包括多级伸缩机构、底盘移动平台、机器视觉导航和定位机构、激光定向测速矩阵、高速吸尘系统、强力清扫机构、控制单元、电源系统。可以实现在紧急停车道上行驶，既能对紧急停车道上垃圾进行清理，并且能在不妨碍其它行车道或超车道上的汽车运行的前提下进行垃圾清理工作。实现了当清理行车道或超车道等垃圾时，其自身不用更换车道，更不会对其它车道的车辆的行进产生任何影响的功能。本发明还提出机器人临时紧急避让来往车辆的方法，实现了机器人的全自主垃圾清理、自主导航和车辆避让功能。降低了环卫工人的劳动强度，提高了高速公路等道路垃圾清理的效率，降低了公路等的运营成本。

Description

适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人及工作方法

技术领域

本发明涉及一种针对高速公路、国道等车流量较大的道路上的垃圾、尘埃等进行全自动清扫的智能化装置，属于自动化和机器人技术领域。

背景技术

近年来，随着城市的发展，城市建设中产生的大量渣土等对路面环境造成不良的影响。同样的，对于高速公路，由于高速公路右侧停靠带极易形成由碎石、尘土及杂物等组成的污物带，对车辆紧急停靠等造成安全隐患，且给清扫车作业和人工作业造成许多不便。并且，由于有些司机朋友的素质较低，经常向外抛洒垃圾，造成安全隐患。

因此，道路的养护作业和环境维护任务越来越依赖于高效率的机械化设备。道路清扫车是一种集清扫和垃圾收集于一体的专用车辆，现已被广泛应用于各大中小城市的保洁工作中，道路清扫车通过吸嘴装置的风机产生的负压作用形成气流，将吸嘴口周围的垃圾吸入垃圾箱体内。但是吸嘴装置形成的气流具有一定的区域性，如果在区域内的垃圾则不能被吸入垃圾箱，另外，产生的气流必定是循环气流，在吸嘴装置形成气流区域的边缘处，不仅不能受到气流的影响将垃圾吸入垃圾箱，反倒更可能因气流的影响吹得更远，不仅不能将垃圾吸入垃圾箱，如果灰尘过多的路段甚至会导致灰尘漫天飞扬。

更重要的是，由于道路垃圾清理车的行车速度较慢，甚至<30Km/h，当在行车道甚至超车道存在垃圾时，如果采用直接将道路垃圾清理车开入行车道或者超车道，极可能造成高速路堵塞甚至发生追尾事故。

人工清扫灵活高，在其所辖相对较短的路段工作，可以及时发现路上存在的间题，及时清除散落路面上的障碍物。人工清扫其不能适应全天候工作，清扫效率低，特别是存在人身安全隐患。在完全开放、车辆高速行驶的通行环境中，仅靠穿着的安全标志服来提示过往司机，是明显不足的。不论是任何事故的出现，必将造成较大人员伤亡，其随后的事故赔偿和社会影响都是较大的。

因此，如何研发一种能在紧急停车道上行驶，既能对紧急停车道上垃圾进行清理并且能在不妨碍其它行车道或超车道上的汽车运行的垃圾清理机器人变得尤为关键。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人。该清扫机器人平时行驶在紧急停车道上，不仅可以对紧急停车道上的垃圾进行清理，而且还可以通过独有的伸缩机构，实现对其它车道，如行车道或超车道等进行垃圾清理的机器人，并且当清理行车道或超车道等垃圾时，其自身不用更换车道，更不会对其它车道的车辆的行进产生任何影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，包括多级伸缩机构、底盘移动平台、机器视觉导航和定位机构、激光定向测速矩阵、高速吸尘系统、强力清扫机构、控制单元、电源系统，所述多级伸缩机构安装于底盘移动平台的一侧，多级伸缩机构的端部设置有高速吸尘系统，底部移动平台上安装有机器视觉导航和定位机构、激光定向测速矩阵、控制单元和电源系统，底部移动平台的底部设置有强力清扫机构，多级伸缩机构、底盘移动平台、机器视觉导航和定位机构、激光定向测速矩阵、高速吸尘系统、强力清扫机构均与控制单元连接，电源系统与机器人用电器件连接并为其供电。

所述多级伸缩机构包括多级伸缩机构支架、一级伸缩管、二级伸缩管、三级伸缩管、基管、PVC伸缩管、真空气泵、一级缠线电机、二级缠线电机、三级缠线电机，所述基管安装固定在多级伸缩机构支架，多级伸缩机构支架固定在底盘移动平台中间位置，方向为与车身行进方向垂直，一级伸缩管、二级伸缩管、三级伸缩管、基管均为直径渐变的长米左右的空管，渐变关系为：顶部的直径稍大于尾部的直径，且直径大小关系为：基管>一级伸缩管>二级伸缩管>三级伸缩管，一级伸缩管套接于基管内，二级伸缩管套接于一级伸缩管内，三级伸缩管套接于二级伸缩管内，一级伸缩管与一级缠线电机连接，二级伸缩管与二级缠线电机连接，三级伸缩管与三级缠线电机连接。

PVC伸缩管一端为封闭结构，另一端连接真空气泵，PVC伸缩管的封闭端可套接于三级伸缩管内。PVC伸缩管为高可折叠的伸缩管，当两端施力时，长度可大大加长。当PVC伸缩管的一端密闭，而另一端吹气时，PVC伸缩管同样可以伸长。PVC伸缩管的直径小于三级伸缩管的直径，因此PVC伸缩管可以穿过整套的一级伸缩管、二级伸缩管、三级伸缩管和基管。

当真空气泵吸气时，此时PVC伸缩管会伸缩；当真空气泵吹气时，此时PVC伸缩管会延伸。尤其是当PVC伸缩管延伸时，由于PVC伸缩管处于伸缩管内，因此可以带动一级伸缩管、二级伸缩管、三级伸缩管拉伸，从而改变伸缩管的总体长度。为了确保伸缩管能及时安全的快速回缩，当真空气泵吸气时，此时PVC伸缩管会伸缩并带动伸缩管回缩，而且该过程还会配合上述的缠线电机实现对各级伸缩管的回拉作用。

所述一级缠线电机、二级缠线电机、三级缠线电机均为普通的电机，电机上带有辊轮，辊轮上有细线，可以通过缠线电机的转动，进而带动细线实现放线和收线功能。上述中的一级缠线电机的细线始端连接一级伸缩管，可以实现对一级伸缩管的拉伸回收作用；类似的，上述中的二级缠线电机的细线始端连接二级伸缩管，可以实现对二级伸缩管的拉伸回收作用；上述中的三级缠线电机的细线始端连接三级伸缩管，可以实现对三级伸缩管的拉伸回收作用。不同的缠线电机可以同时工作实现所对应不同的伸缩管的长度变化，进而实现伸缩管的长度连续可调，进而带动吸尘头到达不同的位置处，实现对不同位置处垃圾的吸取和清理功能。当然，上述中的收线工作(或伸缩管的回收工作)可以通过缠线电机实现，但是放线工作(伸缩管的释放工作)则需要配合PVC伸缩管和真空气泵的配合作用。

所述底盘移动平台为四轮移动平台，具备悬挂系统，悬架系统上的四杆机构通过变形可以提高机器人的越障能力。同时通过差速车体的主动控制，增强运行过程中车体的平稳性。另外，前、后四个轮子均装有转向装置，可以实现机器人的原地转向。每个轮子单独驱动增强了机器人的前进动力和越障性能。因为清理机器人工作在室外，路面的状况不定，因此需要这种结构才能为整套的清理机构等提供安全和稳定保障。

所述视觉导航机构包括道路导航摄像机、双目立体视觉摄像机、导航摄像机三维云台、立体视觉摄像机支架，道路导航摄像机通过导航摄像机三维云台固定在底盘移动平台前方，导航摄像机三维云台在导航摄像机三维云台驱动器的驱动下实现三维空间的运动，进而带动道路导航摄像机三维运动，实现对底盘移动平台周围环境状况及前方道路状况的监控和自主导航运动。立体视觉摄像机支架为固定的刚性支架，底部直接通过螺栓结构固定在全地形底盘移动平台的前端，双目立体视觉摄像机固定与立体视觉摄像机支架的顶部。

所述激光定向测距矩阵为两套，包括前方激光定向测距矩阵、后方激光定向测距矩阵，前方激光定向测距矩阵安装在底盘移动平台的前侧，且探测方向为沿底盘移动平台中心偏左前方，用于实现对左前方车辆有无及距离的检测；后方激光定向测距矩阵则安装在底盘移动平台的后侧，且探测方向为沿底盘移动平台中心偏左后方，用于实现对左后方车辆有无及距离的检测。

所述高速吸尘系统包括吸尘头、吸尘软管、吸尘罩、大功率吸尘电机，吸尘头通过吸尘软管连接大功率吸尘电机，吸尘头安装固定在三级伸缩管的最前端，大功率吸尘电机则固定在底盘移动平台上，吸尘罩罩住吸尘头并固定在三级伸缩管的头部。

所述强力清扫机构包括清扫刷、清扫电机，清扫刷及清扫电机均安装在底盘移动平台的底部，清扫刷连接清扫电机，通过电机的转动带动清扫刷的转动。

所述控制单元包括控制柜、主控器、吸尘电机驱动器、清扫电机驱动器、真空气泵驱动器、三维云台驱动器、缠线电机驱动器。

所述电源系统为大容量锂电池，为整套全自动清理机器人的控制单元及激光定向测距矩阵等用电器件提供电能。

本发明伸缩式全自动清扫机器人的工作方法，包括以下步骤：

①该清扫机器人平时行驶在紧急停车道上，主控器通过驱动底盘移动平台行走，在三维云台驱动器的驱动下，导航摄像机三维云台可以实现空间三维的运动，进而带动道路导航摄像机三维运动，实现对底盘移动平台周围环境状况及前方道路状况的监控和自主导航运动，在该过程中，强力清扫机构实现对紧急停车道上的垃圾的清理工作；

②双目立体视觉摄像机实现对道路上，尤其是行车道和超车道上垃圾的识别和判定，当发现垃圾时，确定垃圾所处的位置和距离清理机器人的远近，此后，主控器停止底盘移动平台的运动；

③主控器控制激光定向测距矩阵实现对左前方和左后方车辆的检测，当发现前方和后方一定距离均没有车辆或左前方较远距离有车辆，但是车辆正远去且左后方的车辆距离较远时，此时主控器认为具备垃圾清理的条件；

④主控器控制真空气泵驱动器驱动真空气泵实现吹气动作，从而带动伸缩管拉伸，进而改变伸缩管的总体长度，在伸缩管的带动下，吸尘头、吸尘软管、和吸尘罩等到达需要清理的垃圾的正上方；

⑤此后，主控器控制真空气泵驱动器停止驱动真空气泵，伸缩管停止拉伸，吸尘头、吸尘软管、和吸尘罩到达需要清理的垃圾的正上方后，主控器控制吸尘电机驱动器驱动大功率吸尘电机工作，实现对垃圾的吸取工作，吸取完毕后，大功率吸尘电机停止工作；

⑥垃圾清理完毕后，首先主控器控制真空气泵驱动器驱动真空气泵实现吸气动作，从而带动伸缩管回缩，与此同时，主控器开始控制缠线电机驱动器驱动一级缠线电机、二级缠线电机和三级缠线电机工作，实现缠线作用，进而带动伸缩管回缩，伸缩管回缩完毕后，主控器控制缠线电机停止工作；至此，一个周期的垃圾清理工作完毕，主控器继续通过驱动底盘移动平台行走，完成其它位置处的垃圾清理工作。

当上述步骤中的④⑥任意一个步骤进行时，伴随该步骤同时进行并且循环的步骤为：主控器继续控制激光定向测距矩阵实现对左前方和左后方车辆的检测，当发现前方和后方一定距离有车辆驶来或左前方较远距离出现车辆时，此时主控器认为不具备垃圾清理的条件，此时，紧急进行如下操作：首先主控器立即控制真空气泵驱动器驱动真空气泵实现吸气动作，从而带动伸缩管回缩，与此同时主控器立即控制缠线电机驱动器驱动一级缠线电机、二级缠线电机和三级缠线电机工作，实现缠线作用，进而带动伸缩管回缩，伸缩管回缩完毕后，主控器控制缠线电机停止工作，从而避让行车道或超车道上的车辆。

本发明的有益效果是：

本发明研发了一种能在紧急停车道上行驶，既能对紧急停车道上垃圾进行清理并且能在不妨碍其它行车道或超车道上的汽车运行的前提下完成垃圾清理工作，实现了当清理行车道或超车道等垃圾时，其自身不用更换车道，更不会对其它车道的车辆的行进产生任何影响的功能。另外，本发明还提出了对应该结构的机器人临时紧急避让来往车辆的方法和步骤，实现了机器人的全自主垃圾清理、自主导航和车辆避让功能。

本发明降低了环卫工人的劳动强度，提高了高速公路等道路垃圾清理的效率，降低了公路等的运营成本，对于促进我国垃圾清理机械、自动化领域和机器人领域的发展，提高我国垃圾清理装置的现代化、智能化和无人化具有重要的意义。

附图说明

图1为本发明伸缩式全自动清扫机器人的立体结构示意图。

图2为本发明伸缩式全自动清扫机器人的主视结构示意图。

图3为本发明伸缩式全自动清扫机器人的俯视结构示意图。

图4为本发明伸缩式全自动清扫机器人的仰视结构示意图。

图5为本发明伸缩式全自动清扫机器人的多级伸缩机构的结构示意图。

图6为本发明伸缩式全自动清扫机器人的控制单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，包括多级伸缩机构1、底盘移动平台2、机器视觉导航和定位机构3、激光定向测速矩阵4、高速吸尘系统5、强力清扫机构6、控制单元7、电源系统8，多级伸缩机构1安装于底盘移动平台2的一侧，多级伸缩机构1的端部设置有高速吸尘系统5，底部移动平台2上安装有机器视觉导航和定位机构3、激光定向测速矩阵4、控制单元7和电源系统8，底部移动平台2的底部设置有强力清扫机构6，多级伸缩机构1、底盘移动平台2、机器视觉导航和定位机构3、激光定向测速矩阵4、高速吸尘系统5、强力清扫机构6均与控制单元7连接，电源系统8与机器人用电器件连接并为其供电。

如图5所示，多级伸缩机构1包括多级伸缩机构支架1-1、一级伸缩管1-2、二级伸缩管1-3、三级伸缩管1-4、基管1-5、PVC伸缩管1-6、真空气泵1-7、一级缠线电机1-8、二级缠线电机1-9、三级缠线电机1-10，基管1-5安装固定在多级伸缩机构支架1-1，多级伸缩机构支架1-1固定在底盘移动平台2中间位置，一级伸缩管1-2套接于基管1-5内，二级伸缩管1-3套接于一级伸缩管1-2内，三级伸缩管1-4套接于二级伸缩管1-3内，一级伸缩管1-2与一级缠线电机1-8连接，二级伸缩管1-3与二级缠线电机1-9连接，三级伸缩管1-4与三级缠线电机1-10连接，PVC伸缩管1-6一端为封闭结构，另一端连接真空气泵1-7，PVC伸缩管1-6的封闭端可套接于三级伸缩管1-4内。

视觉导航机构3包括道路导航摄像机3-1、双目立体视觉摄像机3-2、导航摄像机三维云台3-3、立体视觉摄像机支架3-4，道路导航摄像机3-1通过导航摄像机三维云台3-3固定在底盘移动平台2前方，导航摄像机三维云台3-3在导航摄像机三维云台驱动器的驱动下实现三维空间的运动，进而带动道路导航摄像机3-1三维运动，立体视觉摄像机支架3-4为固定的刚性支架，底部直接通过螺栓结构固定在全地形底盘移动平台2的前端，双目立体视觉摄像机3-2固定与立体视觉摄像机支架3-4的顶部。

激光定向测距矩阵4为两套，包括前方激光定向测距矩阵4-1、后方激光定向测距矩阵4-2，前方激光定向测距矩阵4-1安装在底盘移动平台2的前侧，且探测方向为沿底盘移动平台2中心偏左前方，后方激光定向测距矩阵4-2则安装在底盘移动平台2的后侧，且探测方向为沿底盘移动平台2中心偏左后方。

高速吸尘系统5包括吸尘头5-1、吸尘软管5-2、吸尘罩5-3、大功率吸尘电机5-4，吸尘头5-1通过吸尘软管5-2连接大功率吸尘电机5-4，吸尘头5-1安装固定在三级伸缩管1-4的最前端，大功率吸尘电机5-4则固定在底盘移动平台2上，吸尘罩5-3罩住吸尘头5-1并固定在三级伸缩管1-4的头部。

强力清扫机构6包括清扫刷6-1、清扫电机6-2，清扫刷6-1及清扫电机6-2均安装在底盘移动平台2的底部，清扫刷6-1连接清扫电机6-2，通过电机的转动带动清扫刷6-1的转动。

如图6所示，控制单元7包括控制柜7-1、主控器7-2、吸尘电机驱动器7-3、清扫电机驱动器7-4、真空气泵驱动器7-5、三维云台驱动器7-6、缠线电机驱动器7-7。

本发明伸缩式全自动清扫机器人的工作方法，包括以下步骤：

①该清扫机器人平时行驶在紧急停车道上，主控器7-2通过驱动底盘移动平台2行走，在三维云台驱动器7-6的驱动下，导航摄像机三维云台3-3可以实现空间三维的运动，进而带动道路导航摄像机3-1三维运动，实现对底盘移动平台2周围环境状况及前方道路状况的监控和自主导航运动，在该过程中，强力清扫机构6实现对紧急停车道上的垃圾的清理工作；

②双目立体视觉摄像机3-2实现对道路上，尤其是行车道和超车道上垃圾的识别和判定，当发现垃圾时，确定垃圾所处的位置和距离清理机器人的远近，此后，主控器7-2停止底盘移动平台2的运动；

③主控器7-2控制激光定向测距矩阵4实现对左前方和左后方车辆的检测，当发现前方和后方一定距离均没有车辆或左前方较远距离有车辆，但是车辆正远去且左后方的车辆距离较远时，此时主控器7-2认为具备垃圾清理的条件；

④主控器7-2控制真空气泵驱动器7-5驱动真空气泵1-7实现吹气动作，从而带动伸缩管1-4拉伸，进而改变伸缩管的总体长度，在伸缩管的带动下，吸尘头5-1、吸尘软管5-2、和吸尘罩5-3等到达需要清理的垃圾的正上方；

⑤此后，主控器7-2控制真空气泵驱动器7-5停止驱动真空气泵1-7，伸缩管1-4停止拉伸，吸尘头5-1、吸尘软管5-2、和吸尘罩5-3到达需要清理的垃圾的正上方后，主控器7-2控制吸尘电机驱动器7-3驱动大功率吸尘电机5-4工作，实现对垃圾的吸取工作，吸取完毕后，大功率吸尘电机5-4停止工作；

⑥垃圾清理完毕后，首先主控器7-2控制真空气泵驱动器7-5驱动真空气泵1-7实现吸气动作，从而带动伸缩管1-4回缩，与此同时，主控器7-2开始控制缠线电机驱动器7-7驱动一级缠线电机1-8、二级缠线电机1-9和三级缠线电机1-10工作，实现缠线作用，进而带动伸缩管回缩，伸缩管回缩完毕后，主控器7-2控制缠线电机停止工作；至此，一个周期的垃圾清理工作完毕，主控器7-2继续通过驱动底盘移动平台2行走，完成其它位置处的垃圾清理工作。

本发明伸缩式全自动清理机器人的紧急避让车辆方法和步骤为：当上述步骤中的④-⑥任意一个步骤进行时，伴随该步骤同时进行并且循环的步骤为：主控器7-2继续控制激光定向测距矩阵4实现对左前方和左后方车辆的检测，当发现前方和后方一定距离有车辆驶来或左前方较远距离出现车辆时，此时主控器7-2认为不具备垃圾清理的条件，此时，紧急进行如下操作：首先主控器7-2立即控制真空气泵驱动器7-5驱动真空气泵1-7实现吸气动作，从而带动伸缩管1-4回缩，与此同时主控器7-2立即控制缠线电机驱动器7-7驱动一级缠线电机1-8、二级缠线电机1-9和三级缠线电机1-10工作，实现缠线作用，进而带动伸缩管回缩，伸缩管回缩完毕后，主控器7-2控制缠线电机停止工作，从而避让行车道或超车道上的车辆。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，其特征在于，包括多级伸缩机构、底盘移动平台、机器视觉导航和定位机构、激光定向测速矩阵、高速吸尘系统、强力清扫机构、控制单元、电源系统，所述多级伸缩机构安装于底盘移动平台的一侧，多级伸缩机构的端部设置有高速吸尘系统，底部移动平台上安装有机器视觉导航和定位机构、激光定向测速矩阵、控制单元和电源系统，底部移动平台的底部设置有强力清扫机构，多级伸缩机构、底盘移动平台、机器视觉导航和定位机构、激光定向测速矩阵、高速吸尘系统、强力清扫机构均与控制单元连接，电源系统与机器人用电器件连接并为其供电。

2.如权利要求1所述的适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，其特征在于，所述多级伸缩机构包括多级伸缩机构支架、一级伸缩管、二级伸缩管、三级伸缩管、基管、PVC伸缩管、真空气泵、一级缠线电机、二级缠线电机、三级缠线电机，所述基管安装固定在多级伸缩机构支架，多级伸缩机构支架固定在底盘移动平台中间位置，一级伸缩管套接于基管内，二级伸缩管套接于一级伸缩管内，三级伸缩管套接于二级伸缩管内，一级伸缩管与一级缠线电机连接，二级伸缩管与二级缠线电机连接，三级伸缩管与三级缠线电机连接，PVC伸缩管一端为封闭结构，另一端连接真空气泵，PVC伸缩管的封闭端可套接于三级伸缩管内。

3.如权利要求1所述的适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，其特征在于，所述视觉导航机构包括道路导航摄像机、双目立体视觉摄像机、导航摄像机三维云台、立体视觉摄像机支架，道路导航摄像机通过导航摄像机三维云台固定在底盘移动平台前方，导航摄像机三维云台在导航摄像机三维云台驱动器的驱动下实现三维空间的运动，进而带动道路导航摄像机三维运动，立体视觉摄像机支架为固定的刚性支架，底部直接通过螺栓结构固定在全地形底盘移动平台的前端，双目立体视觉摄像机固定与立体视觉摄像机支架的顶部。

4.如权利要求1所述的适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，其特征在于，所述激光定向测距矩阵为两套，包括前方激光定向测距矩阵、后方激光定向测距矩阵，前方激光定向测距矩阵安装在底盘移动平台的前侧，且探测方向为沿底盘移动平台中心偏左前方，后方激光定向测距矩阵则安装在底盘移动平台的后侧，且探测方向为沿底盘移动平台中心偏左后方。

5.如权利要求1所述的适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，其特征在于，所述高速吸尘系统包括吸尘头、吸尘软管、吸尘罩、大功率吸尘电机，吸尘头通过吸尘软管连接大功率吸尘电机，吸尘头安装固定在三级伸缩管的最前端，大功率吸尘电机则固定在底盘移动平台上，吸尘罩罩住吸尘头并固定在三级伸缩管的头部。

6.如权利要求1所述的适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，其特征在于，所述强力清扫机构包括清扫刷、清扫电机，清扫刷及清扫电机均安装在底盘移动平台的底部，清扫刷连接清扫电机，通过电机的转动带动清扫刷的转动。

7.如权利要求1所述的适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人，其特征在于，所述控制单元包括控制柜、主控器、吸尘电机驱动器、清扫电机驱动器、真空气泵驱动器、三维云台驱动器、缠线电机驱动器。

8.权利要求1-7任一所述的适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

①该清扫机器人平时行驶在紧急停车道上，主控器通过驱动底盘移动平台行走，在三维云台驱动器的驱动下，导航摄像机三维云台可以实现空间三维的运动，进而带动道路导航摄像机三维运动，实现对底盘移动平台周围环境状况及前方道路状况的监控和自主导航运动，在该过程中，强力清扫机构实现对紧急停车道上的垃圾的清理工作；

②双目立体视觉摄像机实现对道路上，尤其是行车道和超车道上垃圾的识别和判定，当发现垃圾时，确定垃圾所处的位置和距离清理机器人的远近，此后，主控器停止底盘移动平台的运动；

③主控器控制激光定向测距矩阵实现对左前方和左后方车辆的检测，当发现前方和后方一定距离均没有车辆或左前方较远距离有车辆，但是车辆正远去且左后方的车辆距离较远时，此时主控器认为具备垃圾清理的条件；

④主控器控制真空气泵驱动器驱动真空气泵实现吹气动作，从而带动伸缩管拉伸，进而改变伸缩管的总体长度，在伸缩管的带动下，吸尘头、吸尘软管、和吸尘罩等到达需要清理的垃圾的正上方；

⑤此后，主控器控制真空气泵驱动器停止驱动真空气泵，伸缩管停止拉伸，吸尘头、吸尘软管、和吸尘罩到达需要清理的垃圾的正上方后，主控器控制吸尘电机驱动器驱动大功率吸尘电机工作，实现对垃圾的吸取工作，吸取完毕后，大功率吸尘电机停止工作；

⑥垃圾清理完毕后，首先主控器控制真空气泵驱动器驱动真空气泵实现吸气动作，从而带动伸缩管回缩，与此同时，主控器开始控制缠线电机驱动器驱动一级缠线电机、二级缠线电机和三级缠线电机工作，实现缠线作用，进而带动伸缩管回缩，伸缩管回缩完毕后，主控器控制缠线电机停止工作；至此，一个周期的垃圾清理工作完毕，主控器继续通过驱动底盘移动平台行走，完成其它位置处的垃圾清理工作。

9.如权利要求8所述的适用于高速公路的伸缩式全自动清扫机器人的工作方法，其特征在于，当上述步骤中的④⑥任意一个步骤进行时，伴随该步骤同时进行并且循环的步骤为：主控器继续控制激光定向测距矩阵实现对左前方和左后方车辆的检测，当发现前方和后方一定距离有车辆驶来或左前方较远距离出现车辆时，此时主控器认为不具备垃圾清理的条件，此时，紧急进行如下操作：首先主控器立即控制真空气泵驱动器驱动真空气泵实现吸气动作，从而带动伸缩管回缩，与此同时主控器立即控制缠线电机驱动器驱动一级缠线电机、二级缠线电机和三级缠线电机工作，实现缠线作用，进而带动伸缩管回缩，伸缩管回缩完毕后，主控器控制缠线电机停止工作，从而避让行车道或超车道上的车辆。