CN107239059A - 自动导航移动垃圾箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动导航移动垃圾箱，由AGV小车本体以及其上方的垃圾箱、其前上方的人机交互界面、其内部的可充电蓄电池、其侧面的测距传感模块、其内部的无线数据通信模块、其底面下方或内部的定位与导航传感模块、其内部的运动驱动装置和电气驱动模块、其内部的主控制电路板组成。该垃圾箱按照规划好的路线自动移动运行在公园、公共广场、居民生活区、商场、商业街道、交通设施站、文体场馆、校园、医院、游乐场、旅游景点等场所，并可通过无线通信由后台计算机调度管理系统调度管理，既能收集垃圾又能运输垃圾，实现环卫和清洁智能化、自动化，解放环卫和清洁工人的劳动，大大提高环卫和清洁生产效率。

Description

自动导航移动垃圾箱
技术领域
本发明涉及自动导航移动垃圾箱，特别涉及一种移动运行作业在公园、公共广场、居民生活区、停车场、商场、商业步行街道、机场、车站、码头、体育场馆、音乐会场馆、校园、医院、游乐场、旅游景点等各种场所，能按照预先规划的路线或者区域自动移动、既能收集垃圾又能运输垃圾、可以通过无线方式与后台计算机调度管理系统通信、并且可以通过无线方式由该后台计算机调度管理系统统一调度管理的自动导航移动垃圾箱。
背景技术
在公园、公共广场、居民生活区、停车场、商场、商业步行街道、机场、车站、码头、体育场馆、音乐会场馆、校园、医院、游乐场、旅游景点等各种场所，人们都可以看到收集垃圾的垃圾箱。众所周知，人们在上述列举的那些场所投放垃圾时，往往会遇到以下一些的不便和尴尬：1，位置固定不变，占用了人们的活动空间；2，人们投放垃圾时总是会洒落在垃圾箱的外面，造成垃圾箱周围变成垃圾堆，臭味难闻，蚊蝇聚集；3，垃圾箱破损失修，造成垃圾箱变成垃圾的尴尬；4，必须由清洁工人从垃圾箱取出垃圾再转运到垃圾转运站；5，清洁工人没有及时清理垃圾箱时，垃圾溢出撒落在低成堆，影响环境，臭味难闻，蚊蝇聚集；6，人们活动临时性密集的情况下，垃圾箱不够用，导致遍地垃圾。因此，设计出一种具有科技含量的、智能的、能够按照预先规划的路线或者区域自动移动、既能收集垃圾又能运输垃圾、可以通过无线方式与后台计算机调度管理系统通信、并且可以通过无线方式由后台计算机调度管理系统统一调度管理的自动导航移动垃圾箱。有了这样一种自动导航移动垃圾箱，不仅可以使得科技更加融入生活、美化环境，更为重要的是，它既能实现环卫和清洁智能化、自动化，又能解放了环卫和清洁工人的劳动，更大大提高了环卫和清洁的生产效率。
发明内容
基于背景技术描述的垃圾箱收集垃圾的实际现状，本发明提出了一种自动导航移动垃圾箱。
本发明提出的自动导航移动垃圾箱，包括AGV小车本体、设于所述AGV小车本体上方至少一个的垃圾箱、设于所述AGV小车本体前上方的人机交互界面、设于所述AGV小车本体内部的可充电蓄电池、设于所述AGV小车本体侧面的一个或多个测距传感模块、设于所述AGV小车本体内部的无线数据通信模块、设于所述AGV小车本体底面下方或内部的定位与导航传感模块、设于所述AGV小车本体内部的运动驱动装置、设于所述AGV小车本体内部的运动驱动装置的电气驱动模块、设于所述AGV小车本体内部的主控制电路板。所述AGV小车本体内部的运动驱动装置的电气驱动模块，用导线连接在所述主控制电路板的相应端口上；运动驱动装置和运动驱动装置的电气驱动模块的共同功能是通过主控制电路板的控制驱动本发明自动导航移动垃圾箱运行移动。所述垃圾箱，固定在所述AGV小车本体的上方，具有一定的容积，所述垃圾箱的功能是收集垃圾和装载垃圾。所述人机交互界面，包括信息显示屏、指示灯、声光警示灯、操作按钮、紧急停止按钮，安装于所述AGV小车本体的前上方；所述指示灯，含有指示灯驱动电路；所述声光警示灯，含有声光警示灯驱动电路；所述信息显示屏、指示灯驱动电路、声光警示灯驱动电路、操作按钮、紧急停止按钮均分别通过导线连接在所述主控制电路板的相应端口上；所述人机交互界面的功能是显示本发明的文字信息、指示本发明运行时的状态信息、指示本发明运行时的警告信息、用按钮对本发明的信息输入操作。所述可充电蓄电池，安装于所述AGV小车本体的内部；可充电蓄电池的功能是为本发明提供电能，当可充电蓄电池的电能耗尽后，可以充电补充电能，继续为本发明提供电能。所述一个或者多个测距传感模块，安装于所述AGV小车本体的四个侧面中的1个侧面或者2个侧面或者3个侧面或者4个侧面；测距传感模块通过导线连接在所述主控制电路板的相应端口上；测距传感模块的功能是，测量本发明自动导航移动垃圾箱移动运行时离周围障碍物的安全距离，保障本发明自动导航移动垃圾箱安全平稳移动运行。所述无线数据通信模块，包括(1)WIFI模块、(2)RF无线通信模块、(3)GPRS通信模块、(4)3G移动通信模块、(5)4G移动通信模块等等5种选择项中的任何1种或者任何几种的组合；无线数据通信模块通过导线连接在或者嵌入在所述主控制电路板的相应端口上；所述无线数据通信模块的功能是与后台计算机调度管理系统建立数据通信。所述定位与导航传感模块，包括(1)磁感应传感器、(2)陀螺仪和运动加速计、(3)卫星导航模块、(4)RFID读写器等4种选择项中的任何1种或者任何几种的组合；安装于所述AGV小车本体的底部下方或AGV小车本体的内部，通过导线连接在所述主控制电路板的相应端口上；所述定位与导航传感模块的功能是获取定位与导航所需的位置数据信息。所述主控制电路板，包括微控制器MCU、测距传感模块接口电路、信息显示屏接口电路、指示灯接口电路，声光警示灯接口电路、按钮接口电路、紧急停止按钮接口电路、SD卡接口电路、电池电能监控接口电路、定位与导航传感模块接口电路、无线数据通信模块接口电路、运动驱动装置接口电路。所述主控制电路板安装于AGV小车本体的内部，是本发明的数据通信与控制中枢。所述主控制电路板的功能，包括通过无线方式与后台计算机调度管理系统通信、读取并处理测距传感模块的测量距离数据、发送显示信息到信息显示屏、发送指示信息到指示灯、发送警示信息到声光警示灯、接收并处理按钮输入信息、接收并处理紧急停止按钮输入信息、监测监控电池电能状况、接收并处理定位与导航模块的定位与导航位置数据、综合数据运算并控制AGV小车本体运动驱动装置的电气驱动模块，以实现本发明自动导航移动垃圾箱的自动导航移动的发明目的。
作为本发明自动导航移动垃圾箱的进一步改进设计，在人机交互界面上设有扬声器及音频音频功率放大电路，同时在主控制电路板设有语音模块接口电路。音频音频功率放大电路通过导线与所述主控制电路板的语音模块接口电路连接。扬声器的功能是发出音乐或语音，提示人们避让或提示人们操作使用本发明自动导航移动垃圾箱。
作为本发明自动导航移动垃圾箱的进一步改进设计，AGV小车本体上方的垃圾箱设有垃圾箱盖子，所述垃圾箱盖子设有自动开启和关闭的机构及其电气驱动电路；同时在主控制电路板设有垃圾箱盖子电气驱动模块的控制接口电路；所述垃圾箱盖子电气驱动模块通过导线与所述主控制电路板的垃圾箱盖子电气驱动模块的控制接口电路连接。所述垃圾箱盖子的功能是：实现本发明自动导航移动垃圾箱自动打开和关闭垃圾箱盖子，方便人们投放垃圾。
作为本发明自动导航移动垃圾箱的进一步改进设计，AGV小车本体上方的垃圾箱的底部，设有垃圾箱自动翻转装置及其电气驱动电路；同时在主控制电路板设有垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块的控制接口电路；所述垃圾箱自动翻转装置的电气驱动电路通过导线与所述主控制电路板的垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块的控制接口电路连接。所述垃圾箱自动翻转机构的功能是：当本发明自动导航移动垃圾箱回到垃圾转运站时，可以根据操作员通过按键或接收到后台计算机调度管理系统发出的指令，自动倾倒垃圾箱中垃圾到垃圾池中。
作为本发明自动导航移动垃圾箱的进一步改进设计，AGV小车本体上方的垃圾箱的底部，设有垃圾重量感测传感器；同时在主控制电路板设有重量感测传感器接口电路；所述重量感测传感器通过导线与所述主控制电路板的重量感测传感器接口电路连接。所述垃圾重量感测传感器的功能是：当本发明自动导航移动垃圾箱的主控制电路板感测到所述垃圾箱中的垃圾达到一定重量极限时，自动移动回到垃圾转运站，自动卸载垃圾；所述垃圾重量感测传感器的另一个功能是：所述主控制电路板的MCU可以根据重量感测传感器的数据变化，判断分析本台移动垃圾箱的使用频次数据，并上传到后台计算机调度管理系统，供后台计算机调度管理系统做大数据分析。
作为本发明自动导航移动垃圾箱的进一步改进设计，人机交互界面上的信息显示屏，选择为可以播放影音视频的彩色LCD显示屏。同时在主控制电路板设有影音视频模块接口电路；所述彩色LCD显示屏的功能是：既可以显示文字信息，还可以播放各种视频，实现本发明自动导航移动垃圾箱营运时的影音娱乐功能、公益广告功能和商业广告功能。
作为本发明自动导航移动垃圾箱的进一步改进设计，在人机交互界面上设有夜间照明灯及其电气驱动电路，同时在主控制电路板设有夜间照明灯控制接口电路。夜间照明灯的电气驱动电路通过导线与所述主控制电路板设有的夜间照明灯控制接口电路连接。夜间照明灯的功能是方便夜间人们发现本发明自动导航移动垃圾箱，以及方便人们在夜间投放垃圾。
本发明自动导航移动垃圾箱所包括的主控制电路板中的MCU，含有实现发明目的的程序代码，包括以下功能模块：(1)与调度系统通信功能模块，(2)人机交互界面信息输入输出功能模块，(3)定位与导航数据读取和处理功能模块，(4)测距传感模块数据读取和处理功能模块，(5)急停按钮输入和处理功能模块，(6)SD卡数据读写模块，(7)电池电能监测功能模块，(8)综合数据运算模块，(9)运动控制功能模块，(10)辅助功能模块；所述辅助功能模块包括夜间照明灯驱动功能、扬声器语音功能、显示屏信息播放功能、垃圾箱盖子开启与关门驱动功能，垃圾箱自动翻转装置驱动功能。
本发明自动导航移动垃圾箱，采用上述的结构和电气连接，并在本发明自动导航移动垃圾箱所包括的主控制电路板中的MCU中，下载实现本发明目的的程序代码后，可以通过无线通信的方式与后台计算机调度管理系统建立通信，投入作业运行时，在后台计算机调度管理系统统一调度和管理下，可以完成如下作业内容：
(1)上岗调度：统一集中在垃圾转运站的本发明自动导航移动垃圾箱，同时接收到后台计算机调度管理系统发出的上岗指令后，所有的本发明自动导航移动垃圾箱将有序出发，各自沿着指定的轨迹路线，移动到各自的停靠站点位置，开始上岗作业。
(2)下岗调度：在某些时段没有人们活动的场所，本发明自动导航移动垃圾桶就可在这一定时间点统一下岗，带着上岗时收集的垃圾归队到垃圾转运站，倾倒卸载。后台计算机调度管理系统对区域内所有的本发明自动导航移动垃圾桶发出的下岗指令后，所有的本发明自动导航移动垃圾箱将从各自的停靠站点位置开始出发，各自沿着指定的轨迹路线，有序移动归营，回到垃圾回收站，卸载所有垃圾，充电维护，做好再次上岗的准备。
(3)临时调度：后台计算机调度管理系统发出临时调度指令，指定本发明自动导航移动垃圾箱从起始点位置出发，移动到目的地位置；
(4)满载卸载：本发明自动导航移动垃圾箱收集到垃圾达到一定重量值满载时，将自动向后台计算机调度管理系统发出满载卸载请求；后台计算机调度管理系统可以根据实际情况，发出调度指令到该台本发明自动导航移动垃圾箱，命令其返回到垃圾回收站卸载垃圾。
(5)欠电能归营：本发明自动导航移动垃圾桶的主控制电路板检测到自身的电池剩余电能达到归营极限值时，将自动向调度管理系统发出欠电能归营请求；后台计算机调度管理系统可以根据实际情况，发出调度指令到该台本发明自动导航移动垃圾箱，命令其返回到垃圾回收站，补充电能。
(6)用户自助临时调度：用户可用手机扫描设置本发明自动导航移动垃圾箱停靠站点位置的二维码，便可以链接并登陆到本后台计算机调度管理系统的网页，在网页上向后台计算机调度管理系统发出调度指令，后台计算机调度管理系统收到该手机的调度命令后，根据实际情况，就近临时调度一台本发明自动导航移动垃圾箱，移动到该手机扫描的二维码停靠站点位置。
(7)协助清洁工人运输垃圾：当清洁工人在一个区域清扫垃圾时，可以用上述所述的用户自助临时调度的方式，调度本发明自动导航移动垃圾箱，把清扫汇集的垃圾就近投放，当该本发明自动导航移动垃圾箱满载时，将会自动向后台计算机调度管理系统发出满载卸载请求，得到后台计算机调度管理系统的发出的命令后，装载垃圾回到垃圾站卸载垃圾。
(8)应急调度：当后台计算机调度管理系统根据运行数据分析后，判断出某个区域有临时性人们活动密集度剧增时，后台计算机调度管理系统将根据实际情况调度空闲的本发明自动导航移动垃圾箱，到人们活动密集的站点作业。
(9)慢速巡逻：当后台计算机调度管理系统向本发明自动导航移动垃圾箱，发出在两个以上的站点之间按照一定的顺序，且以较慢的速度反复运行的指令后，则本发明自动导航移动垃圾箱就会沿着固定的路线在这几个站点之间反复慢速运行；在慢速运行时，人们随时可以通过按下按钮的形式叫停本发明自动导航移动垃圾箱，以投放垃圾；人们投放垃圾后，本发明自动导航移动垃圾箱将自动恢复运行。
(10)其他紧急情况上传信息：本发明自动导航移动垃圾箱运行时的各种即时运行状态信息，诸如故障状态、接收投放垃圾次数、垃圾箱收集的垃圾重量数据、紧急状态信息、运行速度、周围故障安全距离数据、定位与轨迹位置数据、其他运行数据等，所述这些数据将及时上传到后台计算机调度管理系统，供后台计算机调度管理系统数据分析使用，提高后台计算机调度管理系统的调度效率，提高本发明自动导航移动垃圾箱运作服务质量。
附图说明
下面就根据附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，其中。
图1是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的整体结构和组成部件示意图。
附图标记名称：1、AGV小车本体；11、运动驱动装置；12、运动驱动装置的电气驱动模块；2、垃圾箱；21、可回收垃圾垃圾箱；22、其他垃圾垃圾箱；23、可回收垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子；24、其他垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子；3、人机交互界面；31、信息显示屏；32、指示灯；33、声光警示灯；34、操作按钮；35、紧急停止按钮；36、扬声器；音频音频功率放大电路361；4、可充电蓄电池；5、测距传感模块；51、前侧面测距传感模块；52、右侧面测距传感模块；53、左侧面测距传感模块；6、无线数据通信模块；7、定位与导航传感模块；8、主控制电路板。
图2是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板的微处理器MCU、接口电路与功能模块连接结构框图的第一部分。
图3是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板的微处理器MCU、接口电路、功能模块连接结构框图的第二部分。
图4是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板的微处理器MCU和无线数据通信模块的接口电路连接图。
图5是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板的微处理器MCU和定位与导航传感模块的接口电路连接图。
图6是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板的微处理器MCU和音频功率放大模块、SD卡、LCD显示屏的接口电路连接图。
图7是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板的微处理器MCU和指示灯、声光警示灯、夜间照明灯、按钮、紧急按钮的接口电路连接图。
图8是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板的微处理器MCU和马达驱动模块、垃圾箱盖子电气驱动模块、垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块的接口电路连接图。
图9是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板的微处理器MCU和测距传感模块、垃圾箱底部的称重传感器的接口电路连接图。
图10是本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板的微处理器MCU和电池电流电压监测模块的接口电路连接图。
图11、本发明实时例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板中的微处理器MCU的主程序流程图。
图12、本发明实时例提供自动导航移动垃圾箱的主控制电路板中的微处理器MCU的中断服务程序流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例提供自动导航移动垃圾箱进行进一步描述。以下实施例仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。为了更好地理解本发明自动导航移动垃圾箱的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例。
参见图1、所示，本发明提供自动导航移动垃圾箱实施例的具体描述如下：AGV小车本体1的上方设有两个垃圾箱，分别为可回收垃圾垃圾箱21和其他垃圾垃圾箱22；AGV小车本体1的前上方设有人机交互界面3；AGV小车本体1的内部设有可充电蓄电池4；在AGV小车本体1的三个侧面设有3个测距传感模块，分别为前侧面设有的测距传感模块51，右侧面设有的测距传感模块52，以及左侧面设有的测距传感模块53；为充分利用AGV小车本体1的前小部分与AGV小车本体1的前上方人机交互界面3之间的内部空间，在这个AGV小车本体的内部空间内，设有无线数据通信模块6、设有定位与导航传感模块7、以及设有主控制电路板8。AGV小车本体1含有运动驱动装置11，设于AGV小车本体1车架的前方的驱动轮位置，包括2个带减速箱的直流马达，2个马达的出轴分别通过机械传动结构驱动AGV小车本体1的前方左右两个驱动轮；运动驱动装置的电气驱动模块12安装在与主控制电路板8相同的AGV小车本体1内部空间内，运动驱动装置的电气驱动模块12有两路各种独立的的输出端，分别连接在运动驱动装置11中的2个带减速箱的直流马达上；运动驱动装置的电气驱动模块12的输入端连接在主控制电路板8的相应端口上，主控制电路板8控制运动驱动装置的电气驱动模块12，以驱动运动驱动装置11中的2个带减速箱的直流马旋转；当主控制电路板8分别以不同的速度控制运动驱动装置11中的2个带减速箱的直流马时，将实现AGV小车本体1的转向运行移动，这就是控制技术中的差速转向控制。人机交互界面3包括有信息显示屏31、指示灯32、1个声光警示灯33、操作按钮34、紧急停止按钮35、扬声器36，扬声器36还包括音频音频功率放大电路361，扬声器36和音频音频功率放大电路361安装在与主控制电路板8相同的AGV小车本体1内部空间内的上方；音频音频功率放大电路361通过导线与所述主控制电路板8的语音模块接口电路连接，扬声器的功能是发出音乐或语音，提示人们避让或提示人们操作使用本发明自动导航移动垃圾箱。
参见如图1、图3所示，为了使本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的更优化设计，有更好的人机交互感受，人机交互界面人机交互界面3上的信息显示屏31，选择为可以播放影音视频的彩色LCD显示屏；同时在主控制电路板8设有影音视频模块接口电路8；设置了彩色LCD显示屏后，既可以显示文字信息，还可以播放各种动画视频，实现本发明的自动导航移动垃圾箱营运时的影音娱乐功能、公益广告功能和商业广告功能。
参见如图1、图3所示，为了使本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的更优化设计，有更好的人性化设计内容，AGV小车本体1上方的可回收垃圾垃圾箱21设有可回收垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子23，AGV小车本体1上方的其他垃圾垃圾箱22设有其他垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子24，可回收垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子23和其他垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子24分别设有自动开启和关闭的机械结构以及垃圾箱盖子电气驱动模块11；同时在主控制电路板8设有垃圾箱盖子电气驱动模块的控制接口电路10；可回收垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子23和其他垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子24的垃圾箱盖子电气驱动模块11通过导线与主控制电路板8上的垃圾箱盖子电气驱动模块的控制接口电路10连接。可回收垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子23和其他垃圾垃圾箱的垃圾箱盖子24的功能是，实现本发明的自动导航移动垃圾箱实施例能自动打开和关闭垃圾箱盖子，方便人们投放垃圾。自动开启和关闭的机械结构选用步进马达驱动，垃圾箱盖子电气驱动模块11则选为步进马达驱动器。
参见如图1、图3所示，为了使本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的更优化设计，AGV小车本体1上方的可回收垃圾垃圾箱21的底部和其他垃圾垃圾箱22的底部，都设有垃圾箱自动翻转装置以及其垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块13；同时在主控制电路板8设有垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块的控制接口电路12；垃圾箱自动翻转装置的电气驱动电路13通过导线与主控制电路板8的垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块的控制接口电路12连接。所述垃圾箱自动翻转机构的功能是：当本发明自动导航移动垃圾箱回到垃圾回收站时，可以根据操作员或后台计算机调度管理系统发出的指令，自动倾倒垃圾箱中垃圾到垃圾池中。垃圾箱自动翻转装置选用步进马达驱动，垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块13则选为步进马达驱动器。
参见如图1、图3所示，为了使本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的更优化设计，AGV小车本体1上方的可回收垃圾垃圾箱21的底部和其他垃圾垃圾箱22的底部，设有可回收垃圾垃圾箱21垃圾重量感测传感器15和其他垃圾垃圾箱22垃圾重量感测传感器16；同时在主控制电路板8设有重量感测传感器接口电路14；垃圾重量感测传感器15和垃圾重量感测传感器16通过导线与所述主控制电路板8的重量感测传感器接口电路14连接。垃圾重量感测传感器15和垃圾重量感测传感器16的功能是，当本控制电路板8感测到所述垃圾箱中的垃圾达到一定重量极限时，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例将自动移动回到垃圾转运站，自动卸载垃圾；垃圾重量感测传感器15和垃圾重量感测传感器16的另一个功能是，主控制电路板8可以根据重量感测传感器的数据变化，判断分析本台移动垃圾箱的使用频次数据，并上传到后台计算机调度管理系统，供后台计算机调度管理系统做大数据分析。
参见如图1、图3所示，为了使本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的更优化设计，在人机交互界面3上设有夜间照明灯5，同时在主控制电路板8设有夜间照明灯控制接口电路4。夜间照明灯5通过导线与主控制电路板8上的夜间照明灯控制接口电路4连接。夜间照明灯的功能是方便夜间人们发现本发明的自动导航移动垃圾箱实施例，以及方便人们在夜间投放垃圾。
参见如图1所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的可充电蓄电池4，选用英国霍克生产的AGV小车本体专用动力蓄电池，型号为：AX12-100，12V100AH，使用3节串联使用，即36V100AH。
下面结合附图详细描述本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的主控制电路板的技术方案。
参见如图2所示，测距传感模块3通过测距传感模块接口电路2，连接在微处理器MCU 1上；信息显示屏5通过信息显示屏接口电路4，连接在微处理器MCU 1上；指示灯7通过指示灯接口电路6，连接在微处理器MCU 1上；声光警示灯9通过声光警示灯接口电路8，连接在微处理器MCU 1上；按钮11通过按钮接口电路10，连接在微处理器MCU 1上；紧急按钮13通过紧急按钮接口电路12，连接在微处理器MCU 1上；SD卡15通过SD卡接口电路14，连接在微处理器MCU 1上；定位与导航感应模块17通过定位与导航感应模块接口电路16，连接在微处理器MCU 1上；无线数据通信模块19通过无线数据通信模块接口电路18，连接在微处理器MCU 1上；电池电流电压监控模块21通过电池电流电压监测接口电路20，连接在微处理器MCU 1上。
参见如图3所示，运动驱动装置的电气驱动模块3通过动驱动装置接口电路2，连接在微处理器MCU 1上；夜间照明灯5通过夜间照明灯接口电路4，连接在微处理器MCU 1上；音频功率放大电路7通过语音模块接口电路接口电路6，连接在微处理器MCU 1上；彩色LCD显示屏9通过影音视频模块接口电路8，连接在微处理器MCU 1上；垃圾箱盖子电气驱动模块11通过垃圾箱盖子电气驱动模块的控制接口电路10，连接在微处理器MCU 1上；垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块13通过垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块的控制接口电路12，连接在微处理器MCU 1上；可回收垃圾垃圾箱重量感测传感器15和其他垃圾垃圾箱重量感测传感器16通过重量感测传感器接口电路14，连接在微处理器MCU 1上。
参见如图4、图1所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的主控制电路板8的微处理器MCU 1选用ARM Cortex-M3为核的32位微处理器MCU，型号为STM32F103VCT6，封装为LQFP100，芯片引脚为100个。其主要性能为：最高频率为72MHz，含256K Flash程序存储器ROM、64K内部数据存储器RAM；含PA，PB，PC，PD，PE等五个16位输入输出I/O端口；集成了3个SPI串口接口电路，2个IIC串口接口电路，5个USART或UART异步串口等。
参见如图4、图1所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的无线数据通信模块6，选用了WIFI模块2、RF433Mhz无线通信模块3、GPRS通信模块4等3种，在实施运行作业中，可以根据室内还是室外，区域的大小等场合，选择其中一种作为主通信模块，其余两种的作为辅助通信模块备用。RF433MHz无线通信模块3的SPI接口端的NSS、SCK、MOSI和MISO引脚，分别与微处理器MCU 1的PE12、PE13、PE14和PE15引脚连接；具有RS232串行通信端口的WIFI模块的RX和TX引脚，通过电平转换芯片MAX3232芯片5，与微处理器MCU 1的PA9、PA10连接；具有RS232串行通信端口的GPRS模块的RX和TX引脚，通过电平转换芯片MAX3232芯片5，与微处理器MCU 1的PC10、PC11连接。
参见如图5、图1所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的定位与导航传感模块7，选用了陀螺仪和运动加速计2和RFID读写器7组合方式，用惯性导航方式实现定位与导航；还选用了卫星导航模块TH-BD05F GNSS 3，以卫星导航方式实现定位与导航。在实施运行作业中，可以根据室内还是室外，区域的实际情况，选择其中一种作为主定位与导航方式，另一种则作为辅助定位与导航方式备用。陀螺仪和运动加速计2，选用基于MEMS惯性测量平台的三轴向角度仪，能同时输出运动载体的横向倾角、纵向倾角、水平方位角，内部集成3轴向加速度计与3轴向角速率惯性单元，通过对物体的角速率进行积分，再与姿态角进行多模型数据融合，从而实时更新水平方位角输出，达到定位与导航的目的，其中RFID读写器7在惯性导航的作用是读取预设的RFID地标信息，对惯性导航位置数据进行初始化；具有RS232串行通信端口的RFID读写器7的RX和TX引脚，通过电平转换芯片MAX3232芯片5和通信转换芯片STM8S105K4 6，与微处理器MCU 1的PD12、PD13、PD14、PD15连接，建立数据通信，其中通信转换芯片STM8S105K4 6是一个可编程的芯片，内置了将SPI通信转换为UART通信的程序；具有RS232串行通信端口的陀螺仪和运动加速计2的RX和TX引脚，通过电平转换芯片MAX3232芯片4，与微处理器MCU 1的PC12、PD2连接。卫星导航模块4，选用TH-BD05F GNSS为主板的卫星导航模块，是一种GPS+BD-2(北斗二代卫星导航系统)五频小尺寸主板，采用GPS+北斗双系统五频高动态解算引擎，支持超长基线E-RTK测量，作业距离最长可达300km，可达厘米级差分定位精度，能满足本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的定位与导航精度要求；具有RS232串行通信端口的卫星导航模块4的RX和TX引脚，通过电平转换芯片MAX3232芯片4，与微处理器MCU 1的PA2、PA3连接。
参见如图6、图1所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的人机交互界面3的信息显示屏31选用串口8英寸的LCD触摸屏6，具有RS232串行通信端口的LCD触摸屏6的RX和TX引脚，通过电平转换芯片MAX3232芯片5，与微处理器MCU 1的PB10、PB11连接。人机交互界面3的信息显示屏361选用语音芯片VS1003 3，语音芯片VS1003 3的SPI接口与微处理器MCU 1的PA5、PB3、PB4、PB5连接，语音芯片VS1003 3的输出端，音频信号功率放大模块4连接。SD卡2的SPI接口，与微处理器MCU 1的PB12、PB13、PB14、PB15连接；SD卡2储存了语音文件，微处理器MCU 1可以读取SD卡2中的语音文件，通过芯片VS1003 3播放。
参见如图1、图7所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的人机交互界面3的2个指示灯32、1个声光警示灯33、2个操作按钮34和1个紧急停止按钮35，分别为如图7所示的指示灯2、指示灯3、声光警示灯4、操作按钮7、操作按钮8和紧急按钮9。如图7所示，指示灯2、指示灯3、声光警示灯4、夜间照明LED灯，通过ULN2803芯片6，分别与微处理器MCU 1的PA11、PA12、PA13、PA14连接；操作按钮7、操作按钮8和紧急按钮9，通过光电隔离TLP281-4芯片10，分别与微处理器MCU 1的PB0、PB1、PB2连接。
参见如图8、图1所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的运动驱动装置的电气驱动模块12，选为马达驱动模块6和马达驱动模块7；马达驱动模块6和马达驱动模块7，通过运算放大器LM324芯片5，分别与微处理器MCU 1的PA4、PA5连接。垃圾箱盖子电气驱动模块8和垃圾箱盖子电气驱动模块9分别通过光电隔离TLP281-4芯片2和光电隔离TLP281-4芯片3，分别与微处理器MCU 1的PB6、PB7、PB8、PB9、PC5、PC6连接；垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块10和垃圾箱自动翻转装置电气驱动模块11分别通过光电隔离TLP281-4芯片4和光电隔离TLP281-4芯片5，分别与微处理器MCU 1的PC7、PC8、PC9、PC13、PC14、PC15连接。
参见如图9、图1所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的前侧面测距传感模块51，选用日本松下公司生产的UBG-04LX-F01测距激光扫描仪6，其性能优越，RS232串行通信端口输出测量数据；具有RS232串行通信端口的UBG-04LX-F01测距激光扫描仪6的端口RX和TX引脚，通过电平转换芯片MAX3232芯片5和通信转换芯片STM8S105K4 4，与微处理器MCU1的PE0、PE1、PE2、PE3连接，建立数据通信，其中通信转换芯片STM8S105K4 4是一个可编程的芯片，内置了将SPI通信转换为UART通信的程序。本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的运动驱动装置的右侧面测距传感模块52和左侧面测距传感模块53，选用GM3101的雷达测距传感模块8和GM3101的雷达测距传感模块10；GM3101的雷达测距传感模块是基于超声波测距原理的倒车雷达模块，性能稳定，其最大测距范围是0---3.5m，测距精度为5cm，测距周期是80ms，输出信号采用标准TTL电平UART异步串口通信方式；具有UART串行通信端口的GM3101的雷达测距传感模块8的端口DOUT+引脚，通过通信转换芯片STM8S105K4 7，与微处理器MCU 1的PE4、PE5、PE6、PE7连接，建立数据通信，其中通信转换芯片STM8S105K4 7是一个可编程的芯片，内置了将SPI通信转换为UART通信的程序；具有UART串行通信端口的GM3101的雷达测距传感模块10的端口DOUT+引脚，通过通信转换芯片STM8S105K4 9，与微处理器MCU 1的PE8、PE9、PE10、PE11连接，建立数据通信，其中通信转换芯片STM8S105K4 9是一个可编程的芯片，内置了将SPI通信转换为UART通信的程序。
参见如图9、图1所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的可回收垃圾垃圾箱21的底部和其他垃圾垃圾箱22的底部的测重传感器，选择了电子称重量感测传感器2和电子称重量感测传感器3；电子称重量感测传感器2和电子称重量感测传感器3通过电阻分压电路分别与微处理器MCU 1的PC0、PC1连接。
参见如图10所示，本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的电池电流电压监控模块，选择了电池电流互感器2和电池电压互感器3；电池电流互感器2和电池电压互感器3通过运算放大器LM324芯片4分别与微处理器MCU 1的PC2、PC3连接。
本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的主控制电路板中的MCU，含有程序代码，包括以下功能模块：与调度系统通信功能模块1、人机交互界面信息输入输出功能模块2、定位与导航数据读取和处理功能模块3、测距传感模块数据读取和处理功能模块4、急停按钮输入和处理功能模块5、SD卡数据读写模块6、电池电能监测功能模块7、综合数据运算模块8、运动控制功能模块9、辅助功能模块10。辅助功能模块10包括夜间照明灯驱动功能、扬声器语音功能、显示屏信息播放功能、垃圾箱盖子开启与关门驱动功能，垃圾箱自动翻转装置驱动功能。
本发明的自动导航移动垃圾箱实施例的主控制电路板中的MCU的程序流程描述如下：
主程序流程图描述如下：
参见如图11所示，首先，芯片初始化，接着进入开启与调度系统数据通信中断，接着进入急停按钮输入和处理功能模块5，接着进行是否有急停按钮输入的判断，如果是，则进入急停处置关闭所有输出，然后进入到等待人工处理；如果否，则进入人机交互界面信息输入输出功能模块2，接着进入定位与导航数据读取和处理功能模块3，接着进入测距传感模块数据读取和处理功能模块4，接着进入SD卡数据读写模块6，接着进入电池电能监测功能模块7，电池电能监测功能模块7出来后，与来自通信中断服务程序的数据进行数据汇总，数据汇总后进入综合数据运算模块8，出来投进入运动控制功能模块9，同时进入到辅助功能模块10，从运动控制功能模块9和辅助功能模块10出来后，在汇入回到急停按钮输入和处理功能模块5的入口处，如此无限反复循环。
中断服务程序流程图描述如下：
参见图12所示，首先，与系统数据通信中断服务程序开始，接着进入与调度系统通信功能模块2，从与调度系统通信功能模块2出来后，则中断返回。
以上对本发明施例所提供的自动导航移动垃圾箱进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.自动导航移动垃圾箱，包括AGV小车本体、设于所述AGV小车本体内部的运动驱动装置，设于所述AGV小车本体内部的运动驱动装置的电气驱动模块，设于所述AGV小车本体内部可充电蓄电池，其特征在于：所述AGV小车本体上方设有垃圾箱，所述AGV小车本体前上方设有人机交互界面、所述AGV小车本体侧面设有测距传感模块、AGV小车本体内部设有无线数据通信模块、所述AGV小车本体底面下方或内部设有定位与导航传感模块、所述AGV小车本体内部设有主控制电路板。
2.如权利要求1所述自动导航移动垃圾箱，其特征在于：①所述垃圾箱设有自动开启和关闭机构的垃圾箱盖子、②所述垃圾箱的底部设有垃圾箱自动翻转装置、③所述垃圾箱的底部设有垃圾重量感测传感器等3种特征中的任何1种，或者任何2种的组合，或者全部3种。
3.如权利要求2所述自动导航移动垃圾箱，其特征在于：所述垃圾箱包括可回收垃圾垃圾箱和其他垃圾垃圾箱两种。
4.如权利要求1至3任一项权利要求所述自动导航移动垃圾箱，其特征在于：所述无线数据通信模块包括①WIFI模块、②RF无线通信模块、③GPRS通信模块、④3G移动通信模块、⑤4G移动通信模块等5种选择项中的任何1种或者任何几种的组合，所述定位与导航传感模块包括①磁感应传感器、②陀螺仪和运动加速计、③卫星导航模块、④RFID读写器等4种选择项中的任何1种或者任何几种的组合。
5.如权利要求4所述自动导航移动垃圾箱，其特征在于：所述无线数据通信模块包括WIFI模块、RF无线通信模块、GPRS通信模块，所述定位与导航传感模块包括陀螺仪和运动加速计、卫星导航模块、RFID读写器。
6.如权利要求1至5任一项权利要求所述自动导航移动垃圾箱，其特征在于：所述人机交互界面包括，①信息显示屏、②指示灯、③声光警示灯、④操作按钮、⑤紧急停止按钮，含有⑥扬声器、⑦夜间照明灯中的任何1种或任何几种的组合。
7.如权利要求6所述自动导航移动垃圾箱，其特征在于：所述信息显示屏为LCD彩色显示屏。
8.如权利要求1至7任一项权利要求所述自动导航移动垃圾箱，其特征在于：所述测距传感模块包括前侧面测距传感模块、右侧面测距传感模块、左侧面测距传感模块。
9.如权利要求1至8任一项权利要求所述自动导航移动垃圾箱，其特征在于：所述主控制电路板包括微控制器MCU、测距传感模块接口电路、信息显示屏接口电路、SD卡接口电路、定位与导航传感模块接口电路、无线数据通信模块接口电路、运动驱动装置接口电路。
10.如权利要求9所述自动导航移动垃圾箱，其特征在于：所述主控制电路板包括的微控制器MCU为ARM Cortex-M3为核的32位微处理器MCU。
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