CN108776439B - 环卫车作业装置控制方法、控制系统、作业装置及环卫车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环卫车作业装置控制方法、控制系统、作业装置及环卫车，其中，控制方法包括获取环卫车作业过程中的路面状态信息；获取环卫车作业过程中的车速信息；根据所述路面状态信息和所述车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。此种控制方法可自动调整环卫车作业装置的作业参数，实现环卫车的智能作业，可提高作业装置的清扫效率，降低环卫车的作业油耗和噪声，并降低驾驶员的作业强度。
Description
技术领域
本发明涉及环卫机械技术领域，尤其涉及一种环卫车作业装置控制方法、控制系统、作业装置及环卫车。
背景技术
在环卫车作业过程中，通常由驾驶员根据路面污染程度人为来控制作业车速、副发动机转速和吸嘴状态等。因为各种各样的原因，驾驶员一方面容易操作不当，导致路面垃圾清扫不干净，另一方面，作业时频繁调整多项作业参数，容易导致驾驶员疲劳和分心，影响作业效率和作业安全。
此外，环卫车的扬尘会对环境造成二次污染，通常安装降尘装置来降低扬尘浓度。但降尘装置也会增加作业装置的风阻，降低作业效率。因此，在实际工作时，有必要平衡降尘和作业效率之间的关系。
发明内容
本发明的目的是提出一种环卫车作业装置控制方法、控制系统、作业装置及环卫车，能够提高作业效率。
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种环卫车作业装置控制方法，包括：
获取环卫车作业过程中的路面状态信息；
获取环卫车作业过程中的车速信息；
根据路面状态信息和车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。
进一步地，路面状态信息包括：路面上的垃圾量和路面不平度信息。
进一步地，根据路面状态信息和车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭具体包括：
根据路面状态信息和车速信息确定环卫车的作业工况；
根据作业工况控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。
进一步地，根据路面状态信息和车速信息确定环卫车的作业工况的步骤具体包括：
根据路面上的垃圾量分为重污染工况和标准污染工况；
根据路面不平度信息分为严重不平路面和标准路面；和/或
根据车速信息分为常规作业车速和高速作业车速。
进一步地，根据作业工况控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭的步骤具体包括：
当环卫车处于标准路面且采用常规作业车速时，自动调整副发动机转速为标吸转速，并打开吸嘴引风风道；
当环卫车处于标准路面且采用高速作业车速时，自动调整副发动机转速为强吸转速，并打开吸嘴引风风道；或者
当环卫车处于严重不平路面时，自动调整副发动机转速为强吸转速，并关闭吸嘴引风风道；
其中，标吸转速为环卫车正常作业设定的副发动机转速，强吸转速为环卫车高负载作业设定的转速，强吸转速大于标吸转速。
进一步地，当环卫车处于严重不平路面且采用高速作业车速时，则判断当前车速不符合作业规定，并发出车速报警信号。
进一步地，控制方法包括：
获取作业装置内的扬尘浓度信息；
判断扬尘浓度是否超标，如果不超标，则使垃圾箱和/或消声器内的降尘部件处于初始位置以解除降尘作用；如果超标，则将降尘部件调整至降尘位置以实现降尘。
进一步地，在判断出扬尘浓度超标的情况下，控制方法还包括：
开启喷嘴喷出液体辅助降尘。
进一步地，控制方法还包括：
获取作业装置内的风压信息；
判断风压是否达标，如果未达标，则确定作业装置发生故障，并发出风压报警信号。
为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种环卫车作业装置控制系统，包括：
路面信息获取模块，用于获取环卫车作业过程中的路面状态信息；
车速信息获取模块，用于获取环卫车作业过程中的车速信息；以及
作业状态控制模块，用于根据路面状态信息和车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。
进一步地，路面状态信息包括：路面上的垃圾量和路面不平度信息。
进一步地，作业状态控制模块包括：
工况确定模块，用于根据路面状态信息和车速信息确定环卫车的作业工况；
作业控制模块，用于根据作业工况控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。
进一步地，环卫车的作业工况包括：
根据路面上的垃圾量分为重污染工况和标准污染工况；
根据路面不平度信息分为严重不平路面和标准路面；和/或
根据车速信息分为常规作业车速和高速作业车速。
进一步地，作业控制模块能够在环卫车处于标准路面且采用常规作业车速时，自动调整副发动机转速为标吸转速，并打开吸嘴引风风道；
在环卫车处于标准路面且采用高速作业车速时，自动调整副发动机转速为强吸转速，并打开吸嘴引风风道；或者
在环卫车处于严重不平路面时，自动调整副发动机转速为强吸转速，并关闭吸嘴引风风道；
其中，标吸转速为环卫车正常作业设定的副发动机转速，强吸转速为环卫车高负载作业设定的转速，强吸转速大于标吸转速。
进一步地，控制系统还包括车速报警模块，用于在环卫车处于严重不平路面且采用高速作业车速时，判断当前车速不符合作业规定，并发出车速报警信号。
进一步地，控制系统还包括：
扬尘浓度获取模块，用于获取作业装置内的扬尘浓度信息；和
降尘控制模块，用于判断扬尘浓度是否超标，并在不超标的情况下使垃圾箱和/或消声器内的降尘部件处于初始位置以解除降尘作用，在超标的情况下将降尘部件调整至降尘位置以实现降尘。
进一步地，降尘控制模块还用于在判断出扬尘浓度超标的情况下，开启喷嘴喷出液体以辅助降尘。
进一步地，控制系统还包括：
风压信息获取模块，用于获取作业装置内的风压信息；和
风压报警模块，用于判断风压是否达标，并在风压未达标的情况下，确定作业装置发生故障，并发出风压报警信号。
为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种环卫车作业装置，包括垃圾箱、吸嘴、风机、消声器和上述实施例的环卫车作业装置控制系统。
进一步地，吸嘴上设有引风风道和开度调节机构，作业状态控制模块能够控制开度调节机构来实现引风风道的开闭。
进一步地，环卫车作业装置还包括：
垃圾量检测部件，用于检测路面上的垃圾量；和
路面检测部件，用于检测路面的不平度信息。
进一步地，环卫车作业装置还包括扬尘浓度传感器，设在风机的入口处，用于检测作业装置内的扬尘浓度信息。
进一步地，环卫车作业装置还包括风压传感器，设在风机的入口处和/或吸嘴的上方，用于获取作业装置内的风压信息。
进一步地，环卫车作业装置包括降尘部件，降尘部件能够在扬尘浓度不超标时处于初始位置以解除降尘作用，并在扬尘浓度超标时切换至降尘位置以实现降尘。
进一步地，降尘部件包括设在垃圾箱内的第一降尘结构，第一降尘结构包括多块隔板，多块隔板能够在初始位置和降尘位置之间切换，并在切换至降尘位置时形成迂回的气流通道。
进一步地，第一降尘结构还包括挡板，用于引导气流从吸嘴进入垃圾箱后沿宽度方向朝两侧流动，挡板包括依次连接的第一板段、中间板段和第二板段，所以第一板段邻近垃圾箱进风口设置，中间板段具有曲面以形成气流缓冲腔，第二板段用于阻挡气流向垃圾箱内的上方流动。
进一步地，降尘部件包括设在消声器内的第二降尘结构，第二降尘结构相对于消声器入口的距离可调，降尘控制模块能够根据风机入口的扬尘量调节第二降尘结构的位置，以使第二降尘结构处于远离消声器入口的初始位置或靠近消声器入口的降尘位置。
进一步地，第二降尘结构的迎风面从下至上朝向远离消声器入口的方向倾斜，迎风面上设有供气流穿过的开孔。
为实现上述目的，本发明第四方面提供了一种环卫车，包括上述实施例的环卫车作业装置控制系统或者环卫车作业装置。
基于上述技术方案，本发明实施例的环卫车作业装置控制方法，能够根据所述路面状态信息和所述车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭，可自动调整环卫车作业装置的作业参数，实现环卫车的智能作业，从而提高作业装置的清扫效率，降低环卫车的作业油耗和噪声，并降低驾驶员的作业强度。
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，构成本申请的一部分，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为本发明环卫车的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明环卫车作业装置的一个实施例的结构示意图；
图3为本发明环卫车作业装置的一个实施例的侧视图；
图4为本发明作业装置中吸嘴的一个实施例的结构示意图；
图5为本发明作业装置中吸嘴的一个实施例的仰视图；
图6为图4中吸嘴引风风道的结构示意图；
图7为本发明作业装置中垃圾箱的一个实施例的侧面剖视图；
图8为垃圾箱中出口流道件的结构示意图；
图9为本发明作业装置中垃圾箱的一个实施例的俯视剖视图；
图10为本发明作业装置中消声器的一个实施例的结构示意图；
图11为本发明作业装置中消声器的剖视图；
图12为本发明作业装置中消声器中第二降尘结构的一个实施例的结构示意图；
图13为本发明作业装置控制系统的一个实施例的模块组成示意图；
图14为本发明环卫车作业装置控制方法的一个实施例的流程示意图；
图15为本发明环卫车作业装置控制方法的另一个实施例的流程示意图；
图16为本发明环卫车作业装置控制方法的再一个实施例的流程示意图。
附图标记说明
1、垃圾箱；2、吸嘴；3、扫刷；4、副发动机；5、扬尘浓度传感器；6、风压传感器；7、风机；8、消声器；9、喷嘴；
11、垃圾箱出风口；12、出口流道件；13、隔板；14、挡板；141、第一板段；142、中间板段；143、第二板段；144、缓冲层；15、连接管；16、分离板；21、引风口；22、开度调节机构；23、引风风道；24、抽吸口；25、吸嘴出口；81、消声器入口；82、消声器出口；83、驱动部件；84、第二降尘结构；841、迎风面；842、开孔；843、吊耳；844、流通孔；85、集水结构；86、储水槽；
10、路面信息获取模块；20、车速信息获取模块；30、作业状态控制模块；40、车速报警模块；50、扬尘浓度获取模块；60、降尘控制模块；70、风压信息获取模块；80、风压报警模块。
具体实施方式
以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征。
本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1至图12所示，环卫车例如扫路车的作业装置是指环卫车的气力作业装置，包括吸嘴2、垃圾箱1、风机7和消声器8等的一整套结构件。在扫路车行驶的过程中，通过扫刷3的旋转将垃圾收集到车辆底部的中间区域，风机7向吸嘴2内提供抽吸的气流，用于将收拢的垃圾通过吸嘴2进入到垃圾箱1内，消声器8用于降低风机7工作时产生的噪声。
为了提高环卫车作业装置的工作效率，本发明第一方面提供了一种环卫车作业装置的控制方法，后续简称“控制方法”，该控制方法的执行主体为控制系统。在一个示意性的实施例中，如图14所示的流程示意图，该控制方法包括：
步骤101、获取环卫车作业过程中的路面状态信息；
步骤102、获取环卫车作业过程中的车速信息；
步骤103、根据路面状态信息和车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。
其中，在步骤101中，路面状态信息可在环卫车行驶的过程中实时获取，路面状态信息可包括：路面上的垃圾量和路面不平度信息。“路面不平度”可通过位移传感器进行测试，通过统计某一段时间内位移值的变化幅度，来计算路面不平度。路面上的垃圾量通过摄像头获得照片后，采用“像素统计法”和“图像二值化”处理后，运行后台程序可获得垃圾量数据。
在步骤103中，控制系统根据路面状态信息和车速信息，可单独控制副发动机转速或者吸嘴引风风道的开闭；或者进行同时控制，以获得最佳的作业状态。
如图2所示，副发动机4为清扫作业提供动力，副发动机的转速与作业装置的作业能力，通过将副发动机的转速与路面状态和车速相匹配，能实现作业能力和消耗功率之间的平衡。
如图4和图5所示，吸嘴2的侧面设有引风口21，吸嘴2的底部设有引风风道23，在引风口21处设有开度调节机构22，开度调节机构22可由电机等驱动部件控制其运动，以实现引风风道23的开闭。通过控制引风风道23的开闭，能够改变吸嘴2的气流强度和流场分布，以将垃圾顺利地通过吸嘴2进入到垃圾箱1内。
如图6所示，当开度调节机构22向上运动时，引风风道23打开；当开度调节机构22向下运动至极限位置时，引风风道23关闭。
本发明的该实施例能够在环卫车作业过程中，根据路面信息和车速信息自动调整环卫车作业装置的运行参数，实现环卫车的智能作业，无需驾驶员根据经验控制作业装置的作业状态，可避免由于驾驶员操作不当而导致路面清扫不干净，还可降低驾驶员的工作负担，在保证作业效率的同时，提高作业安全性。另外，通过自动频繁地综合调整环卫车的多项作业参数，在满足作业要求的基础上，可大幅降低环卫车的作业油耗和噪声。
在本发明的另一个实施例中，步骤103根据路面状态信息和车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭具体包括：
步骤103A、根据路面状态信息和车速信息确定环卫车的作业工况，作业工况包括外部的作业环境和环卫车自身的行驶状态；
步骤103B、根据作业工况控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。
该实施例通过在实时获得了路面状态信息和车速信息的具体参数后，根据数值范围按档划分为不同的作业工况，能够通过简单的映射关系在作业工况和需要控制的作业参数之间建立联系，简化作业参数的控制方式，以快速可靠地确定出环卫车当前需要的作业参数，使作业参数与当前工况高度匹配，减小作业参数控制的延迟。
在上一实施例中，步骤103A根据路面状态信息和车速信息确定环卫车的作业工况的步骤具体包括：
根据路面上的垃圾量分为重污染工况和标准污染工况；
根据路面不平度信息分为严重不平路面和标准路面；和/或
根据车速信息分为常规作业车速和高速作业车速。
上述作业工况的定义均可根据实际需求确定阈值或区间范围。垃圾量、路面不平度信息和车速信息与作业工况的对应关系都可预存在控制系统中。
针对上述作业工况的划分方式，步骤103B根据作业工况控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭的步骤具体包括：
当环卫车处于标准路面且采用常规作业车速时，自动调整副发动机转速为标吸转速，并打开吸嘴引风风道；
当环卫车处于标准路面且采用高速作业车速时，自动调整副发动机转速为强吸转速，并打开吸嘴引风风道；或者
当环卫车处于严重不平路面时，自动调整副发动机转速为强吸转速，并关闭吸嘴引风风道。
其中，标吸转速为环卫车正常作业设定的副发动机转速，强吸转速为环卫车高负载作业设定的转速，强吸转速大于标吸转速。在强吸转速下，风机7能够提供的吸力大于标吸转速下的吸力，能够使路面上的垃圾更顺畅地进入垃圾箱1内。
当环卫车处于高速作业车速时，吸嘴2相对于地面的移动速度较快，需要采用强吸转速，以便能够快速地将吸嘴2正对区域的垃圾吸拾，同时较大的吸力还可以扩大吸嘴2的吸拾区域，优化垃圾的清扫效果。当环卫车处于严重不平的路面时，路面起伏程度大，路面距离吸嘴2的距离变化也大，需要采用强吸转速以保证稳定的吸力。
当环卫车处于标准路面时，打开吸嘴引风风道会通过外部气流辅助抽吸，提高清扫效果。当环卫车处于严重不平的路面时，吸嘴2与路面的距离变化较大，打开引风风道反而会造成吸嘴内腔气流紊乱，清扫不干净，因此需要关闭引风风道。
进一步地，本发明的控制方法还包括：
当环卫车处于严重不平路面且采用高速作业车速时，则判断当前车速不符合作业规定，并发出车速报警信号。
在一些特殊作业工况下，例如路面严重不平时，如果环卫车车速超出常规作业车速，则容易造成垃圾清扫不干净，该实施例通过发出车速报警信号自动提醒驾驶员意识到车速超标问题，以便及时调整车速，从而保证清扫效果。
在另一个实施例中，如图15所示的流程示意图，本发明的控制方法还可包括：
步骤201、获取作业装置内的扬尘浓度信息；
步骤202、判断扬尘浓度是否超标，如果不超标，则执行步骤203；如果超标，则执行步骤204；
步骤203、使垃圾箱1和/或消声器8内的降尘部件处于初始位置以解除降尘作用；
步骤204、将降尘部件调整至降尘位置以实现降尘。
步骤201～204与步骤101～103的执行顺序不受限制，在环卫车作业的过程中，这两组步骤可先后或者同时执行。
其中，步骤201中的扬尘浓度通过扬尘浓度传感器5来检测，如图2所示，扬尘浓度传感器5可设在风机7的入口处。
环卫车的扬尘会对环境造成二次污染，通常在垃圾箱1和消声器8内安装降尘部件来降低扬尘浓度。但降尘部件也会增加作业装置的风阻，降低作业效率。该实施例的控制方法能够根据扬尘浓度自动控制降尘部件的位置切换，在扬尘浓度超标的情况下开启降尘功能，否则关闭降尘功能，减小风阻，优先提升作业效率。通过控制降尘部件根据扬尘浓度自适应的切换位置，可根据需求调节风阻，在降低扬尘浓度和提升作业效率之间取得最优平衡。
进一步地，在通过步骤202判断出扬尘浓度超标的情况下，本发明的控制方法还包括：
步骤205、开启喷嘴9喷出液体辅助降尘。
在扬尘浓度超标时，降尘部件起到主要的降尘作用，同时，喷嘴9可以喷出例如水等液体，以起到辅助降尘作用。喷嘴9可以设在垃圾箱1和/或消声器8内。
在再一个实施例中，如图16所示的流程示意图，本发明的控制方法还包括：
步骤301、获取作业装置内的风压信息；
步骤302、判断风压是否达标，如果未达标，则执行步骤303，如果达标则保持正常作业；
步骤303、确定作业装置发生故障，并发出风压报警信号。
步骤301～303与步骤201～204、101～103的执行顺序不受限制，在环卫车作业的过程中，这三组步骤可先后或者同时执行。风压报警信号与车速报警信号可以为独立的报警信号，驾驶员可以根据不同的报警信号类型采取相应的措施。
环卫车作业时如果上装发生异常时，突出表现为关键截面的风压发生明显降低，该实施例对风压信息进行监测，若出现问题就及时报警，能够及时提醒驾驶员车辆的状态信息，以避免因风压不足而引起清扫不干净的问题。
其中，如图2所示，在步骤301中，可通过风压传感器6检测作业装置内关键截面的风压信息，风压传感器6可设在风机7的入口处和/或吸嘴2的上方。通过在关键截面处检测风压，能够更准确地反映作业装置内整个气流通道内的风压。
例如，如图4所示，关键截面可选择吸嘴出口25的管道截面；如图2所示，关键截面可选择风机7的进风口截面，即扬尘浓度传感器5和风压传感器6所在的截面；如图7所示，关键截面可选择垃圾箱出风口11的截面。
本发明通过对路面信息、车速信息和风压信息做出判断，并在操作不当或出现故障时可通过报警装置对驾驶员进行提醒，以避免因风压不足或车速超速引起的清扫不干净问题，提升了环卫车的智能化及人性化，大幅降低了驾驶员的工作强度，提升了作业安全性和作业效率。
其次，本发明第二方面还提供了一种环卫车作业装置控制系统，如图13所示，在一个实施例中，该控制系统包括路面信息获取模块10、车速信息获取模块20和作业状态控制模块30。
其中，路面信息获取模块10用于获取环卫车作业过程中的路面状态信息，路面状态信息包括路面上的垃圾量和路面不平度信息。车速信息获取模块20用于获取环卫车作业过程中的车速信息。作业状态控制模块30用于根据路面状态信息和车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭，可单独控制副发动机转速或者吸嘴引风风道的开闭；或者进行同时控制，以获得最佳的作业状态。
本发明的该实施例能够在环卫车作业过程中，根据路面信息和车速信息自动调整环卫车作业装置的运行参数，实现环卫车的智能作业，无需驾驶员根据经验控制作业装置的作业状态，可避免由于驾驶员操作不当而导致路面清扫不干净，还可从而降低驾驶员的工作负担，在保证作业效率的同时，提高作业安全性。另外，通过自动频繁地综合调整环卫车的多项作业参数，在满足作业要求的基础上，可大幅降低环卫车的作业油耗和噪声。
进一步地，作业状态控制模块30包括：工况确定模块和作业控制模块。其中，工况确定模块用于根据路面状态信息和车速信息确定环卫车的作业工况。作业控制模块用于根据作业工况控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。
具体地，环卫车的作业工况包括：
根据路面上的垃圾量分为重污染工况和标准污染工况；
根据路面不平度信息分为严重不平路面和标准路面；和/或
根据车速信息分为常规作业车速和高速作业车速。
上述作业工况的定义均可根据实际需求确定阈值或区间范围。垃圾量、路面不平度信息和车速信息与作业工况的对应关系都可预存在控制系统中。
针对上述作业工况的划分方式，作业控制模块能够在环卫车处于标准路面且采用常规作业车速时，自动调整副发动机转速为标吸转速，并打开吸嘴引风风道；
在环卫车处于标准路面且采用高速作业车速时，自动调整副发动机转速为强吸转速，并打开吸嘴引风风道；或者
在环卫车处于严重不平路面时，自动调整副发动机转速为强吸转速，并关闭吸嘴引风风道。
其中，标吸转速为环卫车正常作业设定的副发动机转速，强吸转速为环卫车高负载作业设定的转速，强吸转速大于标吸转速。在强吸转速下，风机7能够提供的吸力大于标吸转速下的吸力，能够使路面上的垃圾更顺畅地进入垃圾箱1内。
仍参考图13，本发明的控制系统还包括车速报警模块40，用于在环卫车处于严重不平路面且采用高速作业车速时，判断当前车速不符合作业规定，并发出车速报警信号。
在一些特殊作业工况下，例如路面严重不平时，如果环卫车车速超出常规作业车速，则容易造成垃圾清扫不干净，该实施例通过发出车速报警信号自动提醒驾驶员意识到车速超标问题，以便及时调整车速，从而保证清扫效果。
在另一个实施例中，仍参考图13，本发明的控制系统还包括：扬尘浓度获取模块50和降尘控制模块60。其中，扬尘浓度获取模块50，用于获取作业装置内的扬尘浓度信息，扬尘浓度通过扬尘浓度传感器5来检测，如图2所示，扬尘浓度传感器5可设在风机7的入口处。降尘控制模块60用于判断扬尘浓度是否超标，并在不超标的情况下使垃圾箱1和/或消声器8内的降尘部件处于初始位置以解除降尘作用，在超标的情况下将降尘部件调整至降尘位置以实现降尘。
该实施例的控制系统能够根据扬尘浓度自动控制降尘部件的位置切换，在扬尘浓度超标的情况下开启降尘功能，否则关闭降尘功能，减小风阻，优先提升作业效率。通过控制降尘部件根据扬尘浓度自适应的切换位置，可根据需求调节风阻，在降低扬尘浓度和提升作业效率之间取得最优平衡。
此外，降尘控制模块60还用于在判断出扬尘浓度超标的情况下，开启喷嘴9喷出液体以辅助降尘。在扬尘浓度超标时，降尘部件起到主要的降尘作用，同时，喷嘴9可以喷出例如水等液体，以起到辅助降尘作用。喷嘴9可以设在垃圾箱1和/或消声器8内。
在再一个实施例中，仍参考图13，本发明的控制系统还包括：风压信息获取模块70和风压报警模块80。其中，风压信息获取模块70用于获取作业装置内的风压信息，可通过风压传感器6检测作业装置内关键截面的风压信息，风压传感器6可设在风机7的入口处和/或吸嘴2的上方。风压报警模块80，用于判断风压是否达标，并在风压未达标的情况下，确定作业装置发生故障，并发出风压报警信号。
本发明的第三方面提供了一种环卫车作业装置，如图1至图3所示，包括垃圾箱1、吸嘴2、风机7、消声器8和上述实施例的环卫车作业装置控制系统。此种作业装置能够在环卫车作业的过程中自动地调整作业参数，以提高作业效率和安全性。
下面将对作业装置中与上述控制方法相关联的结构进行描述。
如图4和图5所示，吸嘴2的底部设有抽吸口24，顶部设有吸嘴出口25，吸嘴出口25通过图7所示的连接管15与垃圾箱1内部连通。吸嘴2内设有引风风道23和开度调节机构22，作业状态控制模块30能够控制开度调节机构22来实现引风风道23的开闭。吸嘴2的侧壁上设有引风口21，用于使外部气流从引风口21通过引风风道23进入到吸嘴2内，以改变吸嘴2的气流强度和流场分布，将垃圾顺利地通过吸嘴2进入到垃圾箱1内。
开度调节机构22可由电机等驱动部件控制其运动，以实现引风风道23的开闭。如图6所示，当开度调节机构22向上运动时，引风风道23打开；当开度调节机构22向下运动至极限位置时，引风风道23关闭。
为了获取作业装置作业过程中的各项信息，作业装置中还设有相应的检测部件。
在一些实施例中，本发明的作业装置还包括：垃圾量检测部件，用于检测路面上的垃圾量。路面信息获取模块10用于接收垃圾量检测部件的检测信号。例如，路面上的垃圾量通过摄像头获得照片后，采用“像素统计法”和“图像二值化”处理后，运行后台程序可获得垃圾量数据。
在一些实施例中，本发明的作业装置还包括：路面检测部件，用于检测路面的不平度信息。车速信息获取模块20用于接收路面检测部件的检测信号。“路面不平度”可通过位移传感器进行测试，通过统计某一段时间内位移值的变化幅度，来计算路面不平度。
在一些实施例中，如图2所示，本发明的作业装置还包括：扬尘浓度传感器5，设在风机7的入口处，用于检测作业装置内的扬尘浓度信息。扬尘浓度获取模块50用于接收扬尘浓度传感器5的检测信号，以便通过降尘控制模块60切换降尘部件的位置。
在一些实施例中，如图2所示，本发明的作业装置还包括风压传感器6，设在风机7的入口处和/或吸嘴2的上方，用于获取作业装置内的风压信息。风压信息获取模块70用于接收风压传感器6的检测信号。
环卫车的扬尘会对环境造成二次污染，通常在垃圾箱1和消声器8内安装降尘部件来降低扬尘浓度。为此，本发明的作业装置还包括降尘部件，降尘部件能够在扬尘浓度不超标时处于初始位置以解除降尘作用，并在扬尘浓度超标时切换至降尘位置以实现降尘。
该实施例的控制方法能够根据扬尘浓度自动控制降尘部件的位置切换，在扬尘浓度超标的情况下开启降尘功能，否则关闭降尘功能，减小风阻，优先提升作业效率。通过控制降尘部件根据扬尘浓度自适应的切换位置，可根据需求调节风阻，在降低扬尘浓度和提升作业效率之间取得最优平衡。
降尘部件可以设在垃圾箱1和/或消声器8中，下面将分别介绍。
图7至图9示意出了垃圾箱1的结构，垃圾箱1内设有连接管15，吸嘴2内的气流通过连接管15进入到垃圾箱1内，垃圾箱1的前端上部区域设有垃圾箱出风口11，与风机7连通。在箱内靠近垃圾箱出风口11的位置设有出口流道件12。另外，垃圾箱1内设有倾斜的分离板16，用于将箱内分隔为上下两个空间，上方空间用于存储垃圾，下方空间用于存储污水。
如图7和图9所示，降尘部件包括设在垃圾箱1内的第一降尘结构，第一降尘结构包括多块隔板13，多块隔板13能够在初始位置和降尘位置之间切换，并在切换至降尘位置时形成迂回的气流通道。例如形成S形或迷宫形的气流通道，允许气流通过，但可以阻止垃圾与尘粒通过。为了实现隔板13的位置切换，还可设有电机等驱动部件。
如图9所示，垃圾箱1的左右侧壁上分别设有一块隔板13，在垃圾箱1沿宽度方向的中间区域设有V字形隔板。在初始位置，垃圾箱1左右侧壁的隔板13贴设在垃圾箱1内壁上，V字形隔板的开口正对出口流道件12，气流在垃圾箱1内的流动较为顺畅。在降尘位置，垃圾箱1左右侧壁的隔板13相对于内壁倾斜，且隔板13的自由端朝向垃圾箱1内进气的位置，即朝向连接管15所在位置，V字形隔板相对于出口流道件12朝向其一侧的进风口偏转，这样增大了气流在流动过程中的阻力，形成迂回的流道，允许气流通过，但可以阻止垃圾与尘粒通过。此种降尘部件不仅可以降低压损，还能提升垃圾的沉降效果。
进一步地，如图7和图9所示，第一降尘结构还包括挡板14，用于引导气流从吸嘴2通过连接管15进入垃圾箱1后，沿垃圾箱1宽度方向朝两侧流动，挡板14可设在靠近垃圾箱1进气口的位置。
具体地，如图7所示，挡板14包括依次连接的第一板段141、中间板段142和第二板段143。其中，第一板段141邻近垃圾箱进风口设置，例如第一板段141设在分离板16上，且贴着连接管15朝向垃圾箱1前端的侧面设置。中间板段142具有曲面以形成气流缓冲腔，例如，曲面为圆弧面，且朝向垃圾箱1前端方向凹入。第二板段143水平或倾斜设置，其自由端朝向垃圾箱1后端，用于阻挡从连接管15进入的气流向垃圾箱1内的上方流动。可实现位置切换的隔板13沿垃圾箱1的长度方向位于挡板14与出口流道件12之间。
在挡板14与连接管15接触的面设有缓冲层144，用于降低垃圾与挡板14的撞击声。
通过设置缓冲腔，可以有效降低垃圾沿气流方向的动能，防止气流在进入垃圾箱内之后，直接以较大的速度向上流动冲击第二板段143，有利于使气流沿着挡板14向两侧流动，有利于垃圾的分离和沉降。
进一步地，如图8和图9所示，在出口流道件12内部也设有多个隔板13，多个隔板13布置形成迂回的气流通道，可阻止灰尘通过出口流道件12进入风机7，从而造成风机7故障或带来二次污染。出口流道件12内也可采用倾斜隔板13和V形隔板相结合的方式。
如图8所示，在出口流道件12的内壁上，还可设置喷嘴9，在需要辅助降尘时，可使喷嘴9喷出水或其它液体。
如图7和图9所示，在降尘部件处于降尘位置时，气流带着垃圾通过连接管15进入垃圾箱1内之后，沿着挡板14向垃圾箱1两侧流动，接着从挡板14与设在箱体内壁上的隔板13之间的间隙流过，再绕过V形隔板的两端，分别从出口流道件12的两端进入，最后从垃圾箱出风口11流出。
图10至12示意出了消声器8的结构。在消声器9外壳相对的两个侧面上分别设有消声器入口81和消声器出口82，消声器入口81位于壳体上方区域，消声器出口82位于壳体下方区域。
降尘部件包括设在消声器8内的第二降尘结构84，第二降尘结构84相对于消声器入口81的距离可调，例如可沿水平方向移动或者发生摆动，降尘控制模块60能够根据风机入口的扬尘量调节第二降尘结构84的位置，以使第二降尘结构84处于远离消声器入口81的初始位置或靠近消声器入口81的降尘位置。
为了能够实现第二降尘结构84的运动，在第二降尘结构84的背风面一侧设有驱动部件83，用于推动第二降尘结构84运动。
如图12所示，第二降尘结构84可通过吊耳843安装在消声器8的内顶壁上，在驱动部件83向第二降尘结构84施加推力时，第二降尘结构84可绕上方的铰接轴摆动，以实现与消声器入口81距离的变化。
第二降尘结构84的迎风面841从下至上朝向远离消声器入口81的方向倾斜，迎风面841上设有供气流穿过的开孔842。第二降尘结构84整体可呈倒梯形结构。
在气流与迎风面841碰撞的过程中，可降低垃圾的动能，迫使其沉降。气流进入消声器8后，通过开孔842进入第二降尘结构84内部，再从设在第二降尘结构84底部的流通孔844流出。
为了优化降尘效果，在第二降尘结构84内部还可设置喷嘴9，以在扬尘浓度超标时喷出例如水等液体辅助降尘。
如图11所示，消声器8内还设有污水回收部件，污水回收部件位于第二降尘结构84下方。污水回收部件包括集水结构85和储水槽86，集水结构85位于第二降尘结构84和储水槽86之间。集水结构85的宽度要满足在第二降尘结构84的整个运动行程内都能可靠接水。集水结构85包括导向斜坡和汇聚槽，水从第二降尘结构84流到导向斜坡上之后，可流入汇聚槽。
本发明的第四方面还提供了一种环卫车，如图1至图3，包括上述实施例所述的环卫车作业装置控制系统或者环卫车作业装置。该环卫车能够根据路面信息和车速信息自动调整环卫车作业装置的运行状态，能够根据扬尘浓度自动控制降尘部件的开闭，能够根据所述作业路面信息、车速信息和风压信息做出判断并控制报警装置进行报警，具有较高的作业效率和安全性。
以上对本发明所提供的一种环卫车作业装置控制方法、控制系统、作业装置及环卫车进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (24)
1.一种环卫车作业装置控制方法，其特征在于，包括：
获取环卫车作业过程中的路面状态信息；
获取环卫车作业过程中的车速信息；
获取所述作业装置内的扬尘浓度信息；
根据所述路面状态信息和所述车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭；
判断所述扬尘浓度是否超标，如果不超标，则使垃圾箱(1)和/或消声器(8)内的降尘部件处于初始位置以解除降尘作用；如果超标，则将所述降尘部件调整至降尘位置以实现降尘；
其中，所述垃圾箱(1)内的降尘部件包括设在所述垃圾箱(1)内的第一降尘结构，所述第一降尘结构包括多块隔板(13)，多块所述隔板(13)能够在所述初始位置和降尘位置之间切换，并在切换至所述降尘位置时形成迂回的气流通道；
所述消声器(8)内的降尘部件包括设在所述消声器(8)内的第二降尘结构(84)，所述第二降尘结构(84)相对于消声器入口(81)的距离可调，以根据风机入口的扬尘量调节所述第二降尘结构(84)的位置，以使所述第二降尘结构(84)处于远离所述消声器入口(81)的初始位置或靠近所述消声器入口(81)的降尘位置。
2.根据权利要求1所述的环卫车作业装置控制方法，其特征在于，所述路面状态信息包括：路面上的垃圾量和路面不平度信息。
3.根据权利要求2所述的环卫车作业装置控制方法，其特征在于，根据所述路面状态信息和所述车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭具体包括：
根据所述路面状态信息和所述车速信息确定环卫车的作业工况；
根据所述作业工况控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。
4.根据权利要求3所述的环卫车作业装置控制方法，其特征在于，根据所述路面状态信息和所述车速信息确定环卫车的作业工况的步骤具体包括：
根据路面上的垃圾量分为重污染工况和标准污染工况；
根据路面不平度信息分为严重不平路面和标准路面；和/或
根据车速信息分为常规作业车速和高速作业车速。
5.根据权利要求4所述的环卫车作业装置控制方法，其特征在于，根据所述作业工况控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭的步骤具体包括：
当所述环卫车处于标准路面且采用常规作业车速时，自动调整所述副发动机转速为标吸转速，并打开所述吸嘴引风风道；
当所述环卫车处于标准路面且采用高速作业车速时，自动调整所述副发动机转速为强吸转速，并打开所述吸嘴引风风道；或者
当所述环卫车处于严重不平路面时，自动调整所述副发动机转速为强吸转速，并关闭所述吸嘴引风风道；
其中，所述标吸转速为环卫车正常作业设定的副发动机转速，所述强吸转速为环卫车高负载作业设定的转速，所述强吸转速大于所述标吸转速。
6.根据权利要求3所述的环卫车作业装置控制方法，其特征在于，当环卫车处于严重不平路面且采用高速作业车速时，则判断当前车速不符合作业规定，并发出车速报警信号。
7.根据权利要求1所述的环卫车作业装置控制方法，其特征在于，在判断出扬尘浓度超标的情况下，所述控制方法还包括：
开启设在垃圾箱(1)和/或消声器(8)内的喷嘴(9)喷出液体辅助降尘。
8.根据权利要求1所述的环卫车作业装置控制方法，其特征在于，还包括：
获取所述作业装置内的风压信息；
判断风压是否达标，如果未达标，则确定所述作业装置发生故障，并发出风压报警信号。
9.一种环卫车作业装置控制系统，其特征在于，包括：
路面信息获取模块(10)，用于获取环卫车作业过程中的路面状态信息；
车速信息获取模块(20)，用于获取环卫车作业过程中的车速信息；
扬尘浓度获取模块(50)，用于获取所述作业装置内的扬尘浓度信息；
作业状态控制模块(30)，用于根据所述路面状态信息和所述车速信息，控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭；和
降尘控制模块(60)，用于判断扬尘浓度是否超标，并在不超标的情况下使垃圾箱(1)和/或消声器(8)内的降尘部件处于初始位置以解除降尘作用，在超标的情况下将所述降尘部件调整至降尘位置以实现降尘；
其中，所述垃圾箱(1)内的降尘部件包括设在所述垃圾箱(1)内的第一降尘结构，所述第一降尘结构包括多块隔板(13)，多块所述隔板(13)能够在所述初始位置和降尘位置之间切换，并在切换至所述降尘位置时形成迂回的气流通道；
所述消声器(8)内的降尘部件包括设在所述消声器(8)内的第二降尘结构(84)，所述第二降尘结构(84)相对于消声器入口(81)的距离可调，所述降尘控制模块(60)能够根据风机入口的扬尘量调节所述第二降尘结构(84)的位置，以使所述第二降尘结构(84)处于远离所述消声器入口(81)的初始位置或靠近所述消声器入口(81)的降尘位置。
10.根据权利要求9所述的环卫车作业装置控制系统，其特征在于，所述路面状态信息包括：路面上的垃圾量和路面不平度信息。
11.根据权利要求10所述的环卫车作业装置控制系统，其特征在于，所述作业状态控制模块(30)包括：
工况确定模块，用于根据所述路面状态信息和所述车速信息确定环卫车的作业工况；
作业控制模块，用于根据所述作业工况控制环卫车的副发动机转速和/或吸嘴引风风道的开闭。
12.根据权利要求11所述的环卫车作业装置控制系统，其特征在于，所述环卫车的作业工况包括：
根据路面上的垃圾量分为重污染工况和标准污染工况；
根据路面不平度信息分为严重不平路面和标准路面；和/或
根据车速信息分为常规作业车速和高速作业车速。
13.根据权利要求12所述的环卫车作业装置控制系统，其特征在于，所述作业控制模块能够在所述环卫车处于标准路面且采用常规作业车速时，自动调整所述副发动机转速为标吸转速，并打开所述吸嘴引风风道；
在所述环卫车处于标准路面且采用高速作业车速时，自动调整所述副发动机转速为强吸转速，并打开所述吸嘴引风风道；或者
在所述环卫车处于严重不平路面时，自动调整所述副发动机转速为强吸转速，并关闭所述吸嘴引风风道；
其中，所述标吸转速为环卫车正常作业设定的副发动机转速，所述强吸转速为环卫车高负载作业设定的转速，所述强吸转速大于所述标吸转速。
14.根据权利要求12所述的环卫车作业装置控制系统，其特征在于，还包括车速报警模块(40)，用于在环卫车处于严重不平路面且采用高速作业车速时，判断当前车速不符合作业规定，并发出车速报警信号。
15.根据权利要求9所述的环卫车作业装置控制系统，其特征在于，所述降尘控制模块(60)还用于在判断出扬尘浓度超标的情况下，开启设在垃圾箱(1)和/或消声器(8)内的喷嘴(9)喷出液体以辅助降尘。
16.根据权利要求9所述的环卫车作业装置控制系统，其特征在于，还包括：
风压信息获取模块(70)，用于获取所述作业装置内的风压信息；和
风压报警模块(80)，用于判断风压是否达标，并在风压未达标的情况下，确定所述作业装置发生故障，并发出风压报警信号。
17.一种环卫车作业装置，其特征在于，包括垃圾箱(1)、吸嘴(2)、风机(7)、消声器(8)、降尘部件和权利要求9～16任一所述的环卫车作业装置控制系统。
18.根据权利要求17所述的环卫车作业装置，其特征在于，所述吸嘴(2)上设有引风风道(23)和开度调节机构(22)，所述作业状态控制模块(30)能够控制所述开度调节机构(22)来实现引风风道(23)的开闭。
19.根据权利要求17所述的环卫车作业装置，其特征在于，还包括：
垃圾量检测部件，用于检测路面上的垃圾量；和
路面检测部件，用于检测路面的不平度信息。
20.根据权利要求17所述的环卫车作业装置，其特征在于，还包括扬尘浓度传感器(5)，设在所述风机(7)的入口处，用于检测所述作业装置内的扬尘浓度信息。
21.根据权利要求17所述的环卫车作业装置，其特征在于，还包括风压传感器(6)，设在所述风机(7)的入口处和/或所述吸嘴(2)的上方，用于获取所述作业装置内的风压信息。
22.根据权利要求17所述的环卫车作业装置，其特征在于，所述第一降尘结构还包括挡板(14)，用于引导气流从所述吸嘴(2)进入垃圾箱(1)后沿宽度方向朝两侧流动，所述挡板(14)包括依次连接的第一板段(141)、中间板段(142)和第二板段(143)，所以第一板段(141)邻近垃圾箱进风口设置，所述中间板段(142)具有曲面以形成气流缓冲腔，所述第二板段(143)用于阻挡气流向垃圾箱(1)内的上方流动。
23.根据权利要求17所述的环卫车作业装置，其特征在于，所述第二降尘结构(84)的迎风面(841)从下至上朝向远离所述消声器入口(81)的方向倾斜，所述迎风面(841)上设有供气流穿过的开孔(842)。
24.一种环卫车，其特征在于，包括权利要求9～16任一所述的环卫车作业装置控制系统，或者权利要求17～23任一所述的环卫车作业装置。
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