CN109641700B - 一种用于清除异物的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于从车辆附近区域(例如沿着路边)清除异物(例如垃圾)的车辆。该车辆包括可移动到异物收集位置的臂；位于臂的远端并用于收集异物的异物收集器；以及用于将收集的异物输送到储存箱的管道。

Description

一种用于清除异物的车辆

技术领域

本发明涉及一种用于从车辆附近区域清除异物的车辆。在优选形式中，该车辆从路边收集和清除垃圾。

背景技术

从例如，道路两侧的地方清除例如，垃圾/杂物之类的异物是一项长期的任务。这类垃圾不美观，可能对环境造成破坏(例如，当进入水道时)并且甚至可能导致交通事故。目前，从道路两侧清除垃圾是由工人团队手工完成的，这是一项艰巨且有潜在危险的工作。

路边对于工人来说本就是危险的地方。开来和过往的车辆是最明显的问题，但也有其他危险，包括蛇和其他动物以及不平坦的地面，这可能导致工人绊倒并伤到自己。长期日晒雨淋也影响的工人健康。

这种垃圾清除工作通常还需要许多工人的参与，不仅包括那些实际捡起垃圾并将其放入袋中的工人，而且还包括支持团队，其通常跟在后面提供必需品，收集装满的垃圾袋，并向车辆上的人员发出警告。

提高效率并降低例如，从路边等位置收集垃圾等异物相关的风险是件有益的工作。

发明内容

本发明主要涉及一种能够从车辆(例如，沿着路边行驶时)附近区域收集和清除异物(例如垃圾)的车辆。

在第一方面，本发明提供了一种用于从车辆附近区域清除异物的车辆。该车辆包括：可移动到异物收集位置的臂；位于臂的远端并用于收集异物的异物收集器；以及用于将收集的异物输送到储存箱的管道。

本发明提供了一种能够从车辆周围收集(例如通过拾取)异物例如垃圾(例如路边杂物)并随后将异物转移到相关联的储存箱的车辆。可以理解的是，这种车辆可能仅需要一个操作员，该操作员通常位于车辆的驾驶室内，因此不会暴露于路边固有的许多危险中。因此，本发明可大大提高工人的安全性，减少收集路边垃圾所需的工人和车辆的数量，并且通常加快该过程。本发明的车辆还可以降低总体维护成本并减少与路边维护相关的基础设施要求，以及为其他不太危险的任务腾出人手。

在一些实施方式中，车辆还可包括臂控制系统，其中该臂的移动由车辆的操作者控制(例如，使用操纵杆等，下面将进一步详细描述)。

可选地(或另外)，在一些实施方式中，车辆还可包括异物定位系统，用于确定车辆附近区域中的异物位置。异物定位系统例如，可包括一个或多个用于记录车辆附近区域的数字图像的摄像头和用于识别数字图像中异物的图像分析仪。在一些实施方式中，例如，该图像分析器可以包括图像识别，以识别预定义的异物和/或预期将在车辆附近区域中找到的预定义物体中。这种异物识别可以有助于进一步提高异物收集和清除的效率。

在这样的实施方式中，臂的移动可以由异物定位系统自动控制。这种自动化系统可以帮助甚至进一步提高收集车辆周围异物的速度，这意味着每天可以覆盖更远的距离。

在一些实施方式中，臂可以可滑动地连接到车辆。在一些实施方式中，臂可以可旋转地连接到车辆。在一些实施方式中，臂可以位于车辆的前部并且适于从车辆前部附近的区域收集异物(如下面将进一步详细描述的)。在一些实施方式中，臂可包括多个铰接构件(例如，悬臂和铲斗臂)。

在一些实施方式中，异物收集器可包括一个或多个异物收集构件，每个异物收集构件用于收集不同的异物。在一些实施方式中，例如，异物收集器可包括异物夹紧构件，其被设置成夹持并将异物保持在其间。

可以理解的是，这样的构造可以为臂以及适当的异物收集器提供广泛的移动范围，从而使收集器能够收集各种形状的散落到远处的异物。本发明的这些实施方式的臂和异物收集器的灵活性，就本发明人所知，在本领域中是无与伦比的。

在一些实施方式中，臂可以被配置为在异物收集位置和异物放置位置之间移动。在这样的实施方式中，车辆还可包括容置室，该容置室构成为当臂处于其异物放置位置时接收由异物收集器掉落的异物。在一些实施方式中，容置室可位于车辆的前部(例如位于车辆前部的中央)。在一些实施方式中，容置室可包括料斗。

在车辆具有容置室的实施方式中，管道可包括用于将异物从容置室输送到储存箱的输送带。在一些实施方式中，管道可位于车辆下方，在不会增加车辆占地面积(尤其是其宽度)的位置。

可选地，在一些实施方式中，管道可以其他形式提供，例如，可以使用真空等吸入异物的管。在这样的实施方式中，管道的开口端可以设置为异物收集器(或作为其一部分)，使得当臂移动到其异物收集位置时，异物被吸入并通过管道输送，然后排入储存箱。

在一些实施方式中，车辆还可包括第二臂，其可在异物收集位置和异物放置位置之间移动。当第二臂处于其异物放置位置时，由第二臂掉落的异物可以被储存箱的入口接收(或者被管道的开口端接收，从那里它们被立即输送到储存箱中。)。第二臂通常位于车辆上与所述臂相对的一侧(例如，如果所述臂位于车辆的前部，则所述第二臂在位于车辆的后部)。

在一些实施方式中，储存箱可以由适于在车辆后面拖拽的拖车上的容器的形式来定义或提供。在一些实施方式中，储存箱可包括用于压实包含在其中的异物(例如垃圾)的压实机构。在一些实施方式中，储存箱可包括尾门，该尾门可打开以排出容纳在其中的异物(例如垃圾)。

在第二方面，本发明提供了一种用于从车辆附近区域清除异物的车辆。该车辆包括：可在异物收集位置和异物放置位置之间移动的臂；位于臂的远端并用于收集异物的异物收集器；当臂处于异物放置位置时接收由异物收集器掉落的异物的容置室；以及用于将容置室接收的异物输送到储存箱的管道。

在第三方面，本发明提供了一种用于从车辆附近区域清除异物的车辆。该车辆包括：位于车辆前部并可在异物收集位置和异物放置位置之间移动的臂；位于臂的远端并用于收集异物的异物收集器；位于车辆的前部并构成为当臂处于异物放置位置时接收由异物收集器掉落的异物的容置室；以及位于车辆下方并且构成为将容置室接收的异物输送到车辆拖拽的储存箱中的管道。

本发明还可以用作附接到合适的车辆的成套部件，其中由此得到的车辆能够从车辆附近区域清除异物。因此，在第四方面，本发明提供了一种套件，其包括：适于附接到车辆的臂，其中臂可移动到用于收集异物的异物收集位置；位于臂的远端并用于收集异物的异物收集器；以及适于附接到车辆的管道，由此，收集器收集的异物可输送到储存箱。

在第五方面，本发明提供了一种套件，其包括：适于附接到车辆的臂，其中臂可在异物收集位置和异物放置位置之间移动；位于臂的远端并用于收集异物的异物收集器；适于附接到车辆的容置室，其中容置室构成为当臂处于所述异物放置位置时接收所述异物收集器掉落的异物；以及适于附接到车辆的管道，由此，容置室接收的异物可输送到储存箱。

在第六方面，本发明提供了一种拖车，其适于拖拽在本发明的第一、第二或第三方面的车辆后面。所述拖车包括：入口(即异物接收部分)，其适于接收由管道输送的异物；以及用于储存异物的储存部分。第六方面的拖车可以例如限定第一、第二或第三方面的储存箱。

下面将在具体实施方式的背景下描述本发明的车辆、套件和拖车的附加特征和优点。然而，应理解的是，这些附加特征在本发明中可以比在这些特定实施方式中描述的更具普遍适用性。

附图说明

以下将参照附图更详细地描述本发明的实施方式，其中：

图1示出了本发明的实施方式的车辆的透视图，其中，储存箱被拖拽在其后面；

图2示出了图1的车辆和储存箱的侧视局部剖视图；

图3A示出了图1的车辆和储存箱的俯视图，其中，(前)臂在异物收集位置到车辆的右前侧范围内延伸；

图3B示出了图1的车辆和储存箱的俯视图，其中，(前)臂在异物收集位置到车辆的左前侧范围内延伸；

图3C示出了图1的车辆和储存箱的俯视图，其中，(前)臂处于异物放置位置，并且以虚线示出了(前)臂可及的车辆附近区域的范围；

图4A示出了图1的车辆和储存箱的俯视图，其中第二(后)臂在异物收集位置到车辆的左手侧范围内延伸；

图4B示出了图1的车辆和储存箱的俯视图，其中第二(后)臂在异物收集位置到车辆的右手侧范围内延伸；

图5A示出了图1的储存箱的透视图；以及

图5B示出了图5A的储存箱的透视图，其尾门处于打开位置。

具体实施方式

本发明提供了用于从车辆附近区域清除异物的车辆。

在第一方面，所述车辆包括：可移动到异物收集位置的臂；位于臂的远端并用于收集异物的异物收集器；以及用于将收集的异物输送到储存箱的管道。

在第二方面，所述车辆包括：可在异物收集位置和异物放置位置之间移动的臂；位于臂的远端并用于收集异物的异物收集器；当臂处于异物放置位置时接收由异物收集器掉落的异物的容置室；以及用于将容置室接收的异物输送到储存箱的管道。

在第三方面，所述车辆包括：位于车辆前部并可在异物收集位置和异物放置位置之间移动的臂；位于臂的远端并且用于收集异物的异物收集器；位于车辆前部并在臂处于异物放置位置时接收异物收集器掉落的异物的容置室；以及位于车辆下方并用于将容置室接收的异物输送到车辆所拖拽的储存箱的管道。

如本文和本发明的上下文中所使用的，术语“异物”应理解为对于本发明的车辆行进的特定环境无关的物体，并且将它从该环境中清除是有利的。在下面进一步详细描述的具体实施方式中，所述异物为沿道路行驶的车辆上的乘客从车窗抛出的路边杂物，以及其他类型的垃圾。在这样的实施方式中，异物可以例如包括塑料瓶、罐子、外卖包装、轮胎和轮胎碎片以及从汽车掉落的部件(例如，在发生事故之后的保险杠)。然而，根据应用，异物还可以包括例如不需要的路边植被(例如灌木丛或小树)之类的物体，这些物体可以被异物收集器拔出。异物还可能包括从道路旁边的路堤上掉下来的岩石等物体，以及如果不清除可能会对驾驶者构成危险的物体。

下面将描述本发明的异物收集车辆的每个特征。

任何车辆都可以用于本发明，只要它能够可操作地承载臂和管道(等)。合适的车辆包括多用途车辆、拖拉机、推土机、挖掘机等。考虑到车辆的目的和它需要携带的部件的性质，可以设想最合适的车辆是拖拉机，并且优选是具有高离地间隙的拖拉机。用于本发明的车辆还可具有这种车辆通常设置的任何标准特征或部件，以及操作本发明的臂等所需的任何其它部件。

本发明的车辆具有可移动到异物收集位置的臂(使得下面描述的异物收集器可以收集异物)。在一些实施方式中，通常是车辆还具有被构成为接收由臂的异物收集器(下面进一步详细描述)处理的异物的容置室的实施方式中，该臂可以在异物收集位置和异物放置位置之间移动。

臂可及的移动范围和到车辆的距离(其限定了车辆附近可以收集异物的区域)，以及它可以拾取的异物的最大重量将取决于手臂的结构(下面将进一步详细说明)。然而，应该理解的是，臂通常可以移动到可在位于车辆附近区域内的任何位置收集异物的位置。这些异物通常位于地面上，但也可能位于其他较难到达的地方，例如路堤上或灌木丛中。在异物太重而臂无法提起的实施方式中，臂可以转而拖动物体更靠近车辆，以便随后以下面描述的方式进行收集。

臂可以以任何合适的方式操作。在其最简单的形式中，车辆可以具有臂控制系统，使得臂的移动(以及异物收集器的操作)可以由车辆的操作者从车辆的驾驶室控制(例如通过使用操纵杆或其他合适的控制机构)。这种臂控制系统是已知的并且可以在现有的机器上找到。但是，如果臂的移动部分或全部采用自动控制，可能会增加异物收集的效率。因此，在一些实施方式中，例如臂可以是可(即，由操作者)手动移动到异物收集位置的，但是然后通过适当的臂控制系统自动地移回到预定位置，例如异物放置位置。在其他实施方式中(如下所述)，臂的移动可以是完全自动的，操作者仅需驾驶车辆，并在遗漏垃圾的情况下手动操作该臂。

在一些实施方式中，可以提供用于确定异物在车辆附近区域中的位置的异物定位系统。异物定位系统可用于自动控制臂的运动，特别是进到其异物收集位置(异物放置位置更可能位于预定位置)。

这样的异物定位系统通常将包括一个或多个摄像头(例如可以使用两个摄像头以提供立体视图，也可以帮助图像识别)，其安装在能够查看车辆附近要收集异物的整个区域的位置(例如车辆的前窗)。可操作摄像头以记录车辆附近区域的数字图像，使用图像分析仪分析数字图像以识别图像中(即，在车辆附近区域)的异物。可以分析来自这些摄像头的数据，以识别该区域内的异物并给它们分配位置以供后续收集。当移动臂拾取异物时，也可以考虑例如车辆的任何移动之类的因素。

图像分析仪可以使用图像识别来识别出现在图像中的物体。这些物体可以是异物(即需要清除的物体)或“原生”物体(即预期在车辆附近区域中发现并且不会被清除的物体)。

图像识别是一种相当成熟的技术。简而言之，图像识别可以用于通过使用各种技术分析图像并将该分析的结果与已知对象的图像数据库进行比较来识别数字图像中存在的物体。图像识别技术可以涉及包括边缘形状检测的图像识别阶段(可选地具有旋转不变性处理以用于倾斜物体的边缘形状检测)。边缘形状检测可涉及与形状参考数据库中的参考形状进行比较。可选地(或还有)，图像识别可以涉及包括颜色检测(例如颜色并置检测)的图像识别阶段。颜色检测可涉及与颜色参考数据库中的参考颜色进行比较。可选地(或还有)，图像识别可以涉及包括符号检测的图像识别阶段。符号检测可以涉及与符号参考数据库中的参考符号的比较，包括字母数字符号检测和文本识别。这种识别阶段可通常用于识别在操作区域中找到的物体。将为车辆提供适当的计算机硬件和软件，以用于处理由摄像头记录的数字图像，以便识别异物并以其他方式操作异物定位系统。

例如，图像识别可以用于识别预期在相关位置(例如在道路一侧)找到的物体类型，例如岩石、棍棒、护栏、栅栏桩、指示杆、标识牌等，未被识别的物体被归类为异物。在这样的实施方式中，可以使用图像处理技术来执行图像识别，其中来自一个或多个摄像头的数字图像与存储在这类物体的可访问数据库中的图像进行数字比较(例如，如上所述)。

图像识别还可以用于识别具有独特形状并且通常在路边发现的异物(例如饮料瓶，外卖餐盒等)。异物识别还可以为随后的异物收集提供有用的数据，例如其可能的重量、可压缩性等，这些数据可能影响收集物体的方式。例如，例如轮胎之类的重型异物可被归类为可能具有臂可能难以提起的重量，并且因此导致臂将轮胎拖向车辆(以用于手动收集，或者更典型地，在存在第二臂的实施方式中由第二臂收集)而不是试图提起它。在存在多个收集构件的实施方式中，该数据还可以影响异物收集构件(下面描述)的选择。

根据例如需要收集的异物的数量和类型以及车辆行经之处的地形性质等因素，使用者(即车辆的驾驶员)对异物定位系统的正常操作具有可选择的控制度。例如，当异物处于与周围环境具有较高的视觉可辨的环境中时，可能需要较少的使用者交互。然而，在其他环境中(例如路边杂物可能隐藏在相对较长的草中)，使用者可能需要将未识别出的异物通知给系统或向系统提供关于特定物体是否是异物(并因此而需要收集)的确认。

例如，系统的默认操作可以是提示使用者确认由异物定位系统暂时识别为异物的每个物体是否需要收集。系统的另一操作可能要求使用者仅对系统识别的任何非异物取消选择，并不自动收集取消选择的物体。在所有操作中，使用者应该能够超驰控制(override)系统以识别需要收集的物体，例如在岩石(可能已被系统归类为非异物)从路边堤坝掉落的情况下需要进行收集，以免对后来的道路使用者造成危害。

车辆还可以包括视觉显示器，使用者可以在其上看到由摄像头记录的图像，其中被归类为异物的物体被突出显示(例如在圆圈内)。可以向使用者提供超驰控制不正确分类的选项，或者识别异物定位系统未识别出的异物的选项。可以设想，可使用个人计算设备例如平板电脑来执行这些功能。

如本文所述，臂可以以使其能够提供其所需功能的任何方式与车辆连接。臂相对于车辆移动的自由度越大，其在该区域中的拾取异物的功能就越强。

例如，臂可以可滑动地连接到车辆。当以这种方式连接到车辆时，臂能够沿着车辆的前部和/或侧面滑动一段距离，从而扩展臂的可及区域。臂相对于车辆滑动的距离可以变化，但是通常将尽可能地延伸到车辆的宽度或长度，以便最大限度地扩大其能达到的范围。可以使用任何合适的滑动连接机构。

例如，臂可以可旋转地连接到车辆。当以这种方式连接到车辆时，臂能够相对于车辆旋转，这极大地增加了它的可及区域并且需要较少的车辆移动以便够到垃圾。可以使用任何合适的旋转机构。

臂可以位于车辆上的任何位置，例如位于车辆的前部、后部或侧面，这主要取决于使用车辆收集异物的地点。通常，臂将位于车辆的前部，使得其从车辆前方的区域收集异物。在臂相对于车辆具有旋转和/或滑动自由度(如上所述)的实施方式中，可以收集异物的区域也可以延伸到车辆的前侧的一段距离(参见例如下面描述的图3C)。使臂在与车辆移动相同的方向上操作，意味着操作员不需要不断转身观察行进方向和操作臂之间的情况。如将理解的，频繁转身会增加车辆操作者发生重复型伤害的风险，并且需要驾驶员有一段时间不看车辆的行驶方向。

在使用车辆收集路边垃圾的实施方式中，臂可旋转地位于车辆的右前侧(边缘侧)可能就足够了，因为靠近车辆的这一角的区域是最可能从中收集到异物的区域。

臂本身可以具有使其能够在其各个位置之间移动的任何结构。通常，臂将包括多个铰接构件，如目前市场上的多种设备和机械相应的臂一样。在一些实施方式中，例如，臂可包括悬臂和铲斗臂，类似于挖土机和挖掘机的臂。臂可以类似地在枢转点处连接在一起，并且它们的相对运动由液压油缸或其他合适的机构控制。

臂(及其组成部分)可以由任何合适的材料形成。传统上，这种材料是相对较重且耐用的金属材料，这是由于臂需要进行拾取重物。然而，在车辆包括第二臂的实施方式中，臂可以有利地由较轻的金属材料形成，或者甚至由轻质非金属材料，例如碳纤维形成。较轻的臂可以更快地操作，并且需要比相应的“重型”臂所需的更少的动力。在这些实施方式中(下面描述)，提起重物体可以由第二臂执行，而第一臂仅需要收集较小的异物，并且在必要时将较大的异物拖向车辆(在那里它们可以由第二臂获取)。

一旦臂移动到其异物收集位置，异物就可被异物收集器收集。异物收集器可以采用能够收集(即拾取)本发明所考虑类型的异物(例如，尺寸在轮胎和塑料瓶之间的路边杂物)的任何形式，并且可以使用任何合适的装置收集异物。在一些实施方式中，例如，管道的开口端(下面进一步详细描述)可以设置有位于臂的端部的异物收集器，使得当臂移动到其异物收集位置时，异物被吸入并通过管道输送，然后被排到储存箱中。可选地，可以提供吸力，但吸力仅足以将较轻的异物保持在臂的端部并同时将其移动到其他地方(例如，移动到异物放置位置)进行放置。在一些实施方式中，异物收集器可以包括多个喷嘴，每个喷嘴具有独立的吸力，使得多个异物可以被异物收集器保持在臂的末端(即每个喷嘴一个异物)。

然而，可以理解的是，许多种异物不能以这种方式收集。例如，不能收集重的或尺寸大于管道的异物。

因此，在备选实施方式中，异物收集器可包括一个或多个异物收集构件，每个异物收集构件构成为用于收集不同的异物。例如，异物收集器可以包括异物夹紧构件，其构成为夹持并将异物保持在其间。这种夹紧构件在机器人领域中是已知的，并且可以使用已知技术(手动或自动)操作。在使用上述图像识别系统的实施方式中，施加到异物的夹紧力可以考虑所识别物体的预期特性。例如，需要强大的夹紧力来拾取相对较重的物体，而需要较弱夹紧力来拾取例如塑料瓶之类的物体。

可以提供任何其他形式的异物收集构件，包括例如用于刺异物的尖刺，用于收集磁性物体(可能包括轮胎碎片)的磁铁等。在一些实施方式中，多个异物收集构件可以设置在位于车辆的臂端部处的异物收集器上，车辆操作者能够选择最合适的构件来拾取任何给定的异物。可选地，上述图像识别系统可以识别特定的异物，并且基于该识别，自动选择最合适的异物收集构件。在一些实施方式中，多个异物收集构件中的一个或多个可以在展开位置和收回位置之间移动，在展开位置，它们可以收集异物，在收回位置，它们位于不碍事的位置。

在一些实施方式中，异物收集器(或收集器附近的臂的端部)可以包括摄像头，影像从摄像头传送给车辆的驾驶员，使得他们可以更密切地观察异物的收集。这些实施方式可能更适合于异物收集器的手动操作，尽管摄像头在自动操作中也可能是有用的，因为它可以使驾驶员能够更密切地观察车辆周围的整个区域。

在一些实施方式中，本发明的车辆还可包括接收异物的容置室。容置室在车辆上的位置为当臂处于其异物放置位置时，容置室可以接收由异物收集器掉落的异物。

合适的容置室能够接收预期能在相关区域中发现的具有尺寸、重量和其他相关特性的异物。通常，容置室的形状有利于将异物接收到容置室中，例如锥形形状，其具有用于接收垃圾的大开口，并朝向其基部向内逐渐变细。容置室可以例如，包括料斗或桶(例如类似于前置装载机等上使用的那些)。

容置室可以位于车辆上的任何位置，这主要取决于臂所在的位置。由于上述原因，容置室通常安装在车辆的前部，(在手动操作中)操作员可以很容易地看到它并将臂移动到其上方的位置，在此将收集的物体在容置室上方释放导致它们落入其中。由于下述原因，容置室通常位于车辆前部的中央。

本发明的车辆还包括用于将收集的异物(例如在被容置室接收之后)输送到储存箱的管道。可以使用任何管道，通过该管道可以输送在可能相关区域中发现的各类型的异物(例如，沿着路边的垃圾)。可以使用任何合适的机构来通过管道输送异物，包括通过吸力或输送系统例如，沿管道底板设置的传送带。

在一些实施方式中，管道可以直接连接位于臂端部的异物收集器和储存箱(即在车辆附近区域内的异物收集位置处的异物通过管道被直接传送到储存箱)。例如，如上所述，在一些实施方式中，管道可以设置成真空管的形式，异物可以通过该管被有效地吸入储存箱中。

可选地，管道可以不直接连接到异物收集器，而是可以从中间位置，例如在一些实施方式中是从容置室，将异物输送到储存箱。在车辆包括容置室的实施方式中，例如，管道可包括用于将异物从容置室输送到储存箱的输送带(例如传送带)。容置室可以有效地将掉落的异物收拢并送到输送带上，而一旦置于其上，输送带就将物体输送到储存箱。

管道可以位于车辆上的任何合适位置，最实用的位置在车辆下方(假设车辆具有足够的离地间隙)。将管道设置在车辆下方带来许多优点，包括管道不会增加车辆的宽度(这可能将车辆归类为超宽负载，并限制其沿公共道路的移动)，也不必将可能很重的物体向上输送和超过车顶(这可能需要更强大的驱动电机和更复杂的工程，并且可能有危险)。此外，如下所述，储存箱通常设置在车辆后面的拖车上，因此在车辆下方通过的管道与这样的储存箱很好地对齐。

例如，管道可以设置成悬挂在车辆下侧的密封室的形式。输送带位于管道的底部并且具有终止于容置室下方且位于储存箱进口处的端部。以这种方式，容置室的壁将落入容置室中的异物引导到输送带的端部上，通过车辆下方的管道输送到储存箱中。可以单独设置用于驱动输送带的电机，或者车辆可以具有能够这样做的连轴器(例如，PTO连轴器)。

本发明还提供了一种储存箱，异物收集器收集的异物被输送到该储存箱中。考虑到本发明的目的和其他组件，可以使用任何适于临时存放异物的容器。储存箱可以例如由适于拖拽在车辆后面的拖车上的容器来定义，这将使得储存箱能够独立于车辆运输(例如可以用空的储存箱替换装满的储存箱，这样车辆就不必停止收集异物，例如路边杂物)。

储存箱可以具有入口，来自管道的异物可以通过该入口被接收到箱中。该入口可采用任何合适的形式。类似地，储存箱可以具有出口，通过该出口可以清除所存储的异物(例如，在垃圾场)。同样，该出口可以采用任何合适的形式，并且可以简单地就是可打开的尾门，以露出箱的内部并因此排出容纳在其中的垃圾。

储存箱还可包括与垃圾收集设备和机器一起的许多常见特征。例如，该箱可以包括用于压缩包含在其中的异物的压实机构。这种机构将增加该箱的承载能力并减少最终排放到垃圾场中的物料体积。储存箱还可以具有传感器以指示例如，它有多满(并且因此在该箱需要被清空之前还有多长时间)以及储存箱有多重(例如为了不超过允许的重量)等参数。

在一些实施方式中，本发明的车辆还可包括第二臂，该第二臂可在异物收集位置和异物放置位置之间移动。当处于异物放置位置时，臂掉落的异物被储存箱的进口接收。这样的第二臂可以具有与另一个臂不同(通常更大)的承载能力(即如上所述)，并且因此可以拾取较重的物体。此外，由于第二臂被配置为将异物直接放入储存箱中，所以物理上大于管道的物体仍然可以通过使用车辆将其放入储存箱中。

第二臂可包括与另一臂的相同或不同的异物收集器。考虑到其预期的“拾取重物”目的，可以设想第二臂通常包括夹紧构件形式的异物收集器。

第二臂通常位于车辆的与另一臂相对的一侧，以便提供最大的多功能性。在第二臂旨在拾取重物和/或大件物品(即可能不适合通过管道)的实施方式中，第二臂位于车辆的后部并位于其可将这样的物体直接投入到储存箱进口区域中的位置(或者在包括这些特征的实施方式中，在物体离开管道之后掉落到输送带上的位置)。

可以设想，第二臂可以与另一臂协作地操作，以便基本清除车辆附近区域所有的异物。在一些实施方式中，例如轻质前(第一)臂可用于大部分的收集工作，操作者不必转身就可操作该臂。然而，当遇到相对较大或较重的异物时，如果需要，前臂可以用于将异物拖得离车辆更近、并且进入一旦车辆前进就能够通过第二(后)臂收集异物并直接放入储存箱的进口区域的位置。

在一些实施方式中，车辆还可以包括：传感器，其可以感测例如异物在被臂首次收集时的重量或可压缩性的参数；摄像头，其记录路边的状况(以及在那里的条件)并/或位于臂端部以便更密切地观察异物；以及定位系统，其报告车辆的位置，从而报告车辆的行程。

如上所述，本发明可以替代地设置成套部件的形式以附接到合适的车辆(例如拖拉机，但是也可以使用任何其他合适的车辆)上，以便将车辆转换成一个能够从车辆附近区域清除异物的车辆。一种这样的合适套件可包括：

适于附接在车辆上的臂，其中臂可移动到异物收集位置以收集异物；

异物收集器，其位于臂的远端，用于收集异物；以及

适于附接到车辆的管道，其中收集器收集的异物可通过其输送到储存箱。

另一种合适的套件可包括：

适于附接在车辆上的臂，其中臂可在异物收集位置和异物放置位置之间移动；

异物收集器，其位于臂的远端，用于收集异物；

适于附接在车辆上的容置室，其中，所述容置室构成为当臂处于异物放置位置时接收由异物收集器掉落的异物；以及

适于附接到车辆的管道，其中，由容置室接收的异物可通过其输送到储存箱。

包含在这些套件中的臂、容置室和管道可以如上文中关于本发明的车辆所述。在一些实施方式中，套件还可以包括例如以拖车的形式拖拽在车辆后面的储存箱。该套件还包括组装说明，还可包括便于组装的材料，例如紧固件等。

如上所述，本发明还提供了一种适于拖拽在本发明的车辆后面的拖车。拖车包括：适于接收由管道输送的异物的进口；以及用于存储异物的存储部分。

现在将参考附图描述本发明的具体实施方式。首先参照图1至图4，以拖拉机10的形式示出了用于从车辆附近区域清除异物的车辆，以用于从路边清除杂物。拖拉机10具有可在异物收集位置(见图3A和3B)和异物放置位置(见图3C)之间移动的臂，其以前臂12的形式示出。拖拉机10还具有在异物收集位置(参照图4A和4B)和异物放置位置(见图4A和4B)之间移动的第二臂，其以后臂14的形式示出。

拖拉机10还具有容置室，其构成为当臂12处于其异物放置位置时接收由臂处理的异物，该容置室以料斗16的形式示出，并且管道18用于将容置室16接收的异物(未示出)输送到储存箱20。

臂12可滑动且可旋转地连接到拖拉机10的前部。滑动导轨22连接到拖拉机10的前部，臂12通过套筒24连接到滑动导轨22上。旋转构件26连接到套筒22上，使得臂12可以在水平平面中旋转，并且枢转连接器28连接到旋转构件26上，使得臂12也可以在竖直平面中旋转。臂12具有悬臂30、铲斗臂32和夹紧构件34。虽然为了清楚起见未示出，但也可以存在液压油缸、旋转电机等，以便引起臂12的各部件的相应运动。

现在参考图3A、3B和3C，在使用中，臂12可以从滑动导轨22的最右侧的位置(如图1和3A中可见)滑动到滑动导轨22的最左侧(如图3B中可见)。从图3A和3B可以看出，臂12可以围绕旋转构件26旋转大约270度的角度，其旋转自由度(在该平面中)实际上仅受到物理约束的限制，即它不会撞击拖拉机10车体。通过枢转连接器28的枢转以及悬臂30和铲斗臂32的枢转运动，臂12也可以延伸(比较图3A和3C)。以这种方式，臂12(或者更相关地，在臂12端部处的夹紧构件34)可够到图3C中所示区域36中的任何地方的异物(例如，垃圾，未示出)。

一旦臂12移动到其异物收集位置(例如如图3A和3B所示)，就可以操作夹紧构件34以将异物(未示出)夹在其夹爪之间(为清晰起见图中未示出)。一旦异物夹在夹紧构件34的夹爪之间，臂12就移回到其异物放置位置，如图3C所示。一旦处于该位置，夹紧构件34的夹爪就可以打开，因此异物落入料斗16中。

料斗16具有斜槽37(参见图1)，该斜槽37引导落入料斗16中的物体落入料斗16的底部，在那里它们进入管道18。如图2中最佳可见的(其中拖拉机10一侧已被切除，以便可以看到管道18沿着拖拉机10的中心经过的路径)，管道18悬挂在拖拉机10的底盘下方并从位于拖拉机10前部的容置室16延伸到拖拽在拖拉机10后面的拖车20。管道18底部的传送带(未示出)通过管道18在料斗16和拖车20之间输送物体。管道18的终端38(如图2和4所示)略微升高，使得从管道18的终端38落下的物体落入拖车20的进口40中。

拖车20可以以任何传统方式拖拽在拖拉机10后面。除了进口40之外，拖车20还具有用于存储收集的垃圾的储藏室42(见图5B)。拖车20还具有尾门44，其(如图5A和5B所示)可以打开，以便清空储藏室42中的任何内容物。在使用中，使用任何合适的机构(未示出)将接收到进口40中的物体转移到储藏室42中。尽管未示出，但是该转移可以包括压实步骤，由此减少了收集的异物的体积。

拖车20可以在装满时与拖拉机10分离，然后由另一车辆拖拽到垃圾场，在那里其内容物可以被清空。在发生这种情况时，可以提供一替代拖车20，使得拖拉机10不必停止沿着路边收集垃圾的工作。以这种方式，拖拉机10可用于收集垃圾的时间比其他可能的情况长得多。

臂14基本上位于拖拉机10后部的中央，并且以类似于臂12的方式经连接器46可旋转地连接到拖拉机10(尽管在该实施方式中，臂14不可滑动地连接到拖车10)。臂14的结构在其他方面类似于臂12的结构，并且这里将不再描述，虽然臂14的悬臂和铲斗臂小于臂12的悬臂和铲斗臂，但因此比臂12具有更大的提升能力(相对更小的可及范围)。图4A和图4B分别描绘了臂14能够达到拖拉机10的左手侧和右手侧的旋转运动范围，其中臂14的各个臂分别可延伸到拖拉机10后侧去收集异物。

臂14能够将收集的异物(未示出)直接放到拖车20的进口40中，从而绕过管道18。可选地，臂14可以将收集的异物放到管道18的终端38上。然后，在那里它们被输送到拖车20的进口40中。以这种方式，仍可以使用拖拉机10收集无论是太大还是太重而不能容纳在料斗16中并(更相关地)通过管道18的异物。

前臂12和后臂14可以以协作的方式操作，以从车辆附近区域清除基本上所有的异物。由于其可在不需要操作者转身的情况下操作，因此前臂12完成了大部分的收集。然而，当遇到相对较大或较重的异物(未示出)时(例如卡车轮胎或床垫)，前臂12可以(如果需要的话)将异物拖得离拖拉机10更近，并进入一旦拖拉机10前进异物就能被后臂14收集并直接放入储存箱20的进口40的位置。

车辆10还具有异物定位系统，该异物定位系统包括位于车辆前挡风玻璃上的摄像头46(见图1)。摄像头46记录区域36的数字图像，其由车载计算机系统(未示出)使用上述类型的图像识别技术进行处理，以识别区域36中的异物(或识别需使用者确认的可能的异物)。然后，计算机系统可以以上述方式利用该信息，以便加速(或通过自动化简化)异物收集过程。

应理解，本发明提供了许多新的和有用的结果。例如，本发明的具体实施方式可以提供以下优点中的一个或多个：

·大大降低了在路边收集垃圾的工人的危险性；

·车辆可以连续运转，从而在一天中覆盖更远的距离；

·需要的工人更少-事实上，只需要一两个人就可以进行操作；

·需要更少的车辆，只有在需要清空储存箱而同时又需要继续收集垃圾时才需要第二辆车；

·图像识别可用于进一步提高异物去除效率；

·位于末端的异物收集器的多功能性(可能轻便且快速移动)，可以收集例如从塑料瓶(甚至更小的物体)到卡车轮胎等各种各样的异物；以及

·由于运转车辆更少而减少了维护成本。

本发明所属领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行许多修改。所有这些修改旨在落入所附权利要求的范围内。

在所附权利要求和本发明的前述描述中，除非上下文为明确的语言或必要的含义而另有要求，否则词语“包括”或例如“包含”或“含有”等用于表示其开放性含义，即表示所述特征的存在，但不排除在本发明的各种实施方式中存在或加入其他特征。

Claims (20)

1.一种用于从车辆附近区域清除路边垃圾碎片的车辆，该车辆包括：

臂，其可移动到路边垃圾碎片所在的位置；

收集器，其位于所述臂的远端并用于收集路边垃圾碎片；

臂控制系统，由此，可由所述车辆的操作者控制所述臂向各路边垃圾碎片的移动；以及

管道，其用于将收集的垃圾输送到储存箱；

路边垃圾定位系统，其用于确定所述车辆的附近区域中的路边垃圾碎片的位置，其中，所述路边垃圾定位系统包括：

一个或多个摄像头，以用于记录所述车辆附近区域的数字图像；以及

图像分析器，以用于识别所述数字图像中的路边垃圾碎片；

其中，所述图像分析器包括图像识别，以识别预定义的路边垃圾碎片和预期在所述车辆附近区域中找到的预定义物体中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述臂的移动由所述路边垃圾定位系统自动控制。

3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于：所述臂可滑动地连接到所述车辆。

4.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述臂可旋转地连接到所述车辆。

5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述臂位于所述车辆的前部，并且适于从所述车辆前部的附近区域收集路边垃圾碎片。

6.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述收集器包括一个或多个路边垃圾收集构件，每个路边垃圾收集构件构成为用于收集不同的路边垃圾碎片。

7.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述收集器包括路边垃圾夹紧构件，所述路边垃圾夹紧构件被构成为夹持路边垃圾碎片并将其保持在其间。

8.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述臂构成为在垃圾收集位置和垃圾放置位置之间移动；所述车辆还包括容置室，其构成为当所述臂处于所述垃圾放置位置时接收由所述收集器掉落的路边垃圾碎片。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于：所述容置室位于所述车辆的前部。

10.如权利要求8或9所述的车辆，其特征在于：所述容置室包括料斗。

11.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于：所述管道包括用于将所述路边垃圾碎片从所述容置室输送到所述储存箱的传送带。

12.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述管道位于所述车辆下方。

13.根据权利要求1 所述的车辆，其特征在于：所述储存箱由拖车上的容器定义，所述拖车适于拖拽在所述车辆后面。

14.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述储存箱包括用于压实装在其中的路边垃圾碎片的压实机构。

15.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述储存箱包括尾门，所述尾门可打开以排出容纳在其中的路边垃圾碎片。

16.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：还包括第二臂，所述第二臂能够在垃圾收集位置和垃圾放置位置之间移动；

其中，当处于所述垃圾放置位置时，由所述第二臂掉落的路边垃圾碎片被接收到所述储存箱的进口处。

17.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于：所述第二臂位于所述车辆的与所述臂相对的一侧。

18.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：所述车辆用于从路边收集杂物。

19.一种套件，其特征在于，包括：

适于连接到车辆上的臂，其中，所述臂可移动到垃圾收集位置以收集路边垃圾碎片；

收集器，其位于所述臂的远端并用于收集所述路边垃圾碎片；以及

适于连接到所述车辆的管道，由所述收集器收集的垃圾可通过其输送到储存箱。

20.一种适于拖拽在权利要求1~18中任一项所述的车辆后面的拖车，所述拖车包括：

适于接收由所述管道输送的路边垃圾碎片的进口；以及

用于存储所述路边垃圾碎片的存储部分。

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