CN110080156A - 一种沙滩垃圾自动清理小车及其工作方法 - Google Patents

一种沙滩垃圾自动清理小车及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于沙滩环卫设备技术领域，具体涉及一种沙滩垃圾自动清理小车及其工作方法。本沙滩垃圾自动清理小车包括：识别装置、驱动装置、拾取装置以及上位机；所述识别装置适于采集垃圾信息，并发送至上位机进行识别；所述上位机在识别垃圾信息后，控制驱动装置以驱动小车前进并通过拾取装置将垃圾捡起。本发明的沙滩垃圾自动清理小车及其工作方法，通过先识别垃圾再驱动小车前去拾取，完成沙滩垃圾的自动清理，且具有高清洁效率的优点。

Description

一种沙滩垃圾自动清理小车及其工作方法
技术领域
本发明属于沙滩环卫设备技术领域，具体涉及一种沙滩垃圾自动清理小车及其工作方法。
背景技术
随着社会的发展，旅游成为了我国百姓促进国民经济稳定发展重要产业之一，其中沙滩游玩越来越受到人们的喜爱。
但随着旅游产业的扩大，各种垃圾乱丢现象也越来越严重。游客在海边游游玩的过程中随意丢垃圾，导致沙滩上遗留大量的垃圾，例如纸巾、瓜子、饮料瓶等，仅依靠环卫工人人工收集会耗费大量的体力和时间，且不能将垃圾清理干净，影响到沙滩垃圾的清理效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种沙滩垃圾自动清理小车及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种沙滩垃圾自动清理小车，包括：
识别装置、驱动装置、拾取装置以及上位机；
所述识别装置适于采集垃圾信息，并发送至上位机进行识别；
所述上位机在识别垃圾信息后，控制驱动装置以驱动小车前进并通过拾取装置将垃圾捡起。
进一步，所述驱动装置包括：陆上驱动机构和/或水上驱动机构；
所述陆上驱动机构为分布在四个车轮上的轮毂电机以适于驱动小车在沙滩上行走；
所述水上驱动机构包括：螺旋桨、转向舵以及水上驱动电机；
所述水上驱动电机适于驱动螺旋桨转动，并通过转向舵控制小车在水中的转向。
进一步，所述拾取装置包括：拾取电机、机械臂以及机械爪；
所述拾取电机驱动机械臂以调整合适的位置并带动机械爪抓取垃圾。
进一步，所述沙滩垃圾自动清理小车还包括：电源模块；
所述电源模块包括：锂电池、与锂电池电性连接的太阳能电池板、库仑计以及充电接口；
所述太阳能电池板适于向锂电池充电，以使夜间锂电池能为小车提供动力；
所述库仑计适于检测小车的电量，在电量低于预设值时，上位机控制驱动装置带动小车通过充电接口连接充电站以充电。
进一步，所述沙滩垃圾自动清理小车还包括：垃圾收容箱；
所述垃圾收容箱内设置有垃圾压缩机构、激光测距传感器；
所述垃圾压缩机构包括：液压推杆以及液压电机；
所述激光测距传感器适于检测到垃圾上表面的距离，在距离小于预设值时，上位机驱动液压电机带动液压推杆以向下压缩垃圾。
进一步，所述垃圾收容箱的底部设置有伸缩气缸；
所述伸缩气缸适于顶起垃圾收容箱以倾泻垃圾。
进一步，所述上位机电性连接一超声波液位传感器；
所述超声波液位传感器适于检测小车底部与水面的距离，以判断垃圾收容箱的垃圾是否装满。
进一步，所述沙滩垃圾自动清理小车还包括：提醒装置；
所述提醒装置包括：语音模块、定位模块、处理器模块以及该处理器模块电性连接的无线模块；
当语音模块发出故障提醒后，所述处理器模块适于将定位模块中的位置信息通过无线模块发送至上位机。
进一步，所述上位机电性连接一超声波距离传感器，以使小车避开前方障碍物。
又一方面，本发明提供了一种沙滩垃圾自动清理小车的工作方法，包括：
所述工作方法适于采用所述的沙滩垃圾自动清理小车进行清理垃圾。
本发明的有益效果是，本发明的沙滩垃圾自动清理小车及其工作方法，通过先识别垃圾再驱动小车前去拾取，完成沙滩垃圾的自动清理，具有操作简单、稳定、工作效率高的优点，能有效解决环卫工人因沙滩垃圾过多造成人工操作耗时耗力等问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的沙滩垃圾自动清理小车的原理框图；
图2是本发明的沙滩垃圾自动清理小车的示意图。
图中：
识别装置1，拾取装置2，拾取电机201，机械臂202，机械爪203，上位机3，太阳能电池板4，锂电池5，垃圾收容箱6，滤网601，垃圾压缩机构7，液压电机701，液压推杆702，激光测距传感器8，伸缩气缸9，轮毂电机10，螺旋桨11，转向舵12，水上驱动电机13，超声波液位传感器14，超声波距离传感器15。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
图1是本发明的沙滩垃圾自动清理小车的原理框图；
图2是本发明的沙滩垃圾自动清理小车的示意图。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种沙滩垃圾自动清理小车，包括：识别装置1、驱动装置、拾取装置2以及上位机3；所述识别装置1适于采集垃圾信息，并发送至上位机3进行识别；所述上位机3在识别垃圾信息后，控制驱动装置以驱动小车前进并通过拾取装置2将垃圾捡起。该沙滩垃圾自动清理小车能够实现自动拾取垃圾，快速将沙滩上的垃圾清理干净。
其中，识别装置1采用索尼HXR-MC2500高清摄像头，该摄像头最大像素659万、有效像素614w、12倍光学变焦、200倍数字变焦、实际变焦f＝2.9-34.8mm。通过摄像头拍照前方的物体，发送至上位机3，与上位机3内的垃圾信息数据库进行对比以确定前方物体是否为垃圾。
本实施例中，所述驱动装置包括：陆上驱动机构和/或水上驱动机构；所述陆上驱动机构为分布在四个车轮上的轮毂电机10以适于驱动小车在沙滩上行走；所述水上驱动机构包括：螺旋桨11、转向舵12以及水上驱动电机13；所述水上驱动电机13适于驱动螺旋桨11转动，并通过转向舵12控制小车在水中的转向。该沙滩垃圾自动清理小车可以实现水陆两用，提高了清理垃圾的效率。
其中，小车整体框架采用碳纤维复合材料制成，具有密度小硬度大的特点，且小车表面设有硬质的塑料层，从而提高车身表面的光滑度，有利于减少装置在水中的阻力，车身四周边角为弧面，车轮采用轻质橡胶材料，使得小车在水中工作时，能够减轻小车的重力，便于漂浮在水面上。
本实施例中，所述拾取装置2包括：拾取电机201、机械臂202以及机械爪203；所述拾取电机201驱动机械臂202以调整合适的位置并带动机械爪203抓取垃圾。其中，机械爪203的爪口设计成尖端波浪状，以使两个机械爪203能够完全咬合、互补，且两个机械爪203的咬合程度很大，能够抓取一般大小的垃圾。
本实施例中，所述沙滩垃圾自动清理小车还包括：电源模块；所述电源模块包括：锂电池5、与锂电池5电性连接的太阳能电池板4、库仑计以及充电接口；所述太阳能电池板4适于向锂电池5充电，以使夜间锂电池5能为小车提供动力；所述库仑计适于检测小车的电量，在电量低于预设值时，上位机3控制驱动装置带动小车通过充电接口连接充电站以充电。该沙滩垃圾自动清理小车能够昼夜可持续工作，白天可利用太阳能给小车提供动力，在夜间通过锂电池给小车提供动力，交替使用更有利于节约能源，且在小车电量不足时，能够自动去充电站充电，避免电量不足造成清理工作的滞后。
本实施例中，所述沙滩垃圾自动清理小车还包括：垃圾收容箱6；所述垃圾收容箱6内设置有垃圾压缩机构7、激光测距传感器8；所述垃圾压缩机构7包括：液压推杆702以及液压电机701；所述激光测距传感器8适于检测到垃圾上表面的距离，在距离小于预设值时，上位机3驱动液压电机701带动液压推杆702以向下压缩垃圾。
进一步，所述垃圾收容箱6的底部设置有伸缩气缸9；所述伸缩气缸9适于顶起垃圾收容箱6以倾泻垃圾。在垃圾收容箱6的底部还设置有滤网601，用来过滤抓取到的沙子。
本沙滩垃圾自动清理小车适于在近岸浅海工作，且所述上位机3电性连接一超声波液位传感器14；所述超声波液位传感器14适于检测小车底部与水面的距离，以判断垃圾收容箱6的垃圾是否装满。
本实施例中，所述沙滩垃圾自动清理小车还包括：提醒装置；所述提醒装置包括：语音模块、定位模块、处理器模块以及该处理器模块电性连接的无线模块；当语音模块发出故障提醒后，所述处理器模块适于将定位模块中的位置信息通过无线模块发送至上位机3。其中，所述语音模块可以但不限于采用ISD4003型号芯片；所述定位模块可以但不限于采用北斗卫星导航模块；所述无线模块可以但不限于采用GSM进行远程数据传输。
所述上位机3电性连接一超声波距离传感器15，以使小车避开前方障碍物，避免出现小车因撞击障碍物造成的损坏。其中，所述超声波距离传感器15可以但不限于采用工业级NU200F18TR-S-1000超声波测距传感器。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种沙滩垃圾自动清理小车的工作方法，包括：所述工作方法适于采用如实施例1所述的沙滩垃圾自动清理小车进行清理垃圾。
综上所述，本发明的沙滩垃圾自动清理小车及其工作方法，通过先识别垃圾再驱动小车前去拾取，完成沙滩垃圾的自动清理，具有操作简单、稳定、工作效率高的优点；所述驱动装置包括：陆上驱动机构和/或水上驱动机构，使得本发明的沙滩垃圾自动清理小车具有水陆两用的特点，实用性更高；本发明的沙滩垃圾自动清理小车能够昼夜可持续工作，白天可利用太阳能给小车提供动力，在夜间通过锂电池给小车提供动力，交替使用更有利于节约能源，且在小车电量不足时，能够自动去充电站充电，避免电量不足造成清理工作的滞后。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种沙滩垃圾自动清理小车，其特征在于，包括：
识别装置、驱动装置、拾取装置以及上位机；
所述识别装置适于采集垃圾信息，并发送至上位机进行识别；
所述上位机在识别垃圾信息后，控制驱动装置以驱动小车前进并通过拾取装置将垃圾捡起。
2.如权利要求1所述的沙滩垃圾自动清理小车，其特征在于，
所述驱动装置包括：陆上驱动机构和/或水上驱动机构；其中
所述陆上驱动机构为分布在四个车轮上的轮毂电机以适于驱动小车在沙滩上行走；
所述水上驱动机构包括：螺旋桨、转向舵以及水上驱动电机；
所述水上驱动电机适于驱动螺旋桨转动，并通过转向舵控制小车在水中的转向。
3.如权利要求2所述的沙滩垃圾自动清理小车，其特征在于，
所述拾取装置包括：拾取电机、机械臂以及机械爪；
所述拾取电机驱动机械臂以调整合适的位置并带动机械爪抓取垃圾。
4.如权利要求3所述的沙滩垃圾自动清理小车，其特征在于，
所述沙滩垃圾自动清理小车还包括：电源模块；
所述电源模块包括：锂电池、与锂电池电性连接的太阳能电池板、库仑计以及充电接口；
所述太阳能电池板适于向锂电池充电，以使夜间锂电池能为小车提供动力；
所述库仑计适于检测小车的电量，在电量低于预设值时，上位机控制驱动装置带动小车通过充电接口连接充电站以充电。
5.如权利要求4所述的沙滩垃圾自动清理小车，其特征在于，
所述沙滩垃圾自动清理小车还包括：垃圾收容箱；
所述垃圾收容箱内设置有垃圾压缩机构、激光测距传感器；
所述垃圾压缩机构包括：液压推杆以及液压电机；
所述激光测距传感器适于检测到垃圾上表面的距离，在距离小于预设值时，上位机驱动液压电机带动液压推杆以向下压缩垃圾。
6.如权利要求5所述的沙滩垃圾自动清理小车，其特征在于，
所述垃圾收容箱的底部设置有伸缩气缸；
所述伸缩气缸适于顶起垃圾收容箱以倾泻垃圾。
7.如权利要求6所述的沙滩垃圾自动清理小车，其特征在于，
所述上位机电性连接一超声波液位传感器；
所述超声波液位传感器适于检测小车底部与水面的距离，以判断垃圾收容箱的垃圾是否装满。
8.如权利要求7所述的沙滩垃圾自动清理小车，其特征在于，
所述沙滩垃圾自动清理小车还包括：提醒装置；
所述提醒装置包括：语音模块、定位模块、处理器模块以及该处理器模块电性连接的无线模块；
当语音模块发出故障提醒后，所述处理器模块适于将定位模块中的位置信息通过无线模块发送至上位机。
9.如权利要求8所述的沙滩垃圾自动清理小车，其特征在于，
所述上位机电性连接一超声波距离传感器，以使小车避开前方障碍物。
10.一种沙滩垃圾自动清理小车的工作方法，其特征在于，包括：
所述工作方法适于采用如权利要求1-9任一项所述的沙滩垃圾自动清理小车进行清理垃圾。
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