CN110924341A - 一种垃圾清扫系统、清扫设备及清扫方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾清扫系统、清扫设备及清扫方法，包括无人机监测模块和清扫模块，所述无人机监测模块包括无人机模块、雷达监测模块、信息采集模块、控制模块和无线充电模块，所述无人机监测模块用于对路面垃圾情况进行监测定位并将监测数据转化为信号传输至清扫模块，为清扫模块提供执行指令；所述清扫模块包括接收模块、处理模块、显示模块和执行模块，所述清扫模块用于接收无人机监测模块的指令并根据指令进行分析进而对路面进行清扫全作业过程为可视化作业，作业更精准，作业效率高，智能清扫臂可安装于清扫车或清扫设备前端或侧面，实现360度旋转伸缩作业，根据所需作业的垃圾位置距离车辆的距离及方向进行调节。

Description

一种垃圾清扫系统、清扫设备及清扫方法

技术领域

本发明涉及环卫设备技术领域，尤其涉及一种垃圾清扫系统、清扫设备及清扫方法。

背景技术

目前，我国城市主干道已经基本实现了机械化清扫作业，但是城市辅道及人行道由于道路狭窄，大型清扫车无法进入清扫，主要采用人工清扫，作业效率低，特别在落叶季节，大量的树枝树叶掉落在城市辅道及人行道上，若无法进行及时清理，树叶四处飘散，严重影响城市美观度。而且随着私家车的数量逐年增加，停车位也需要进行清扫，但是垃圾或是树叶及风带来的垃圾会停留在车底，由于涡流的作用垃圾可以停留在车下容易挡风的地方，且不易被发现，常规清扫作业车或清扫设备无法对车辆底部垃圾进行清扫，通过人工清除成本高，而且对于清扫区域有限的情况下，对于空间较小的车底清扫比较困难，人工无法观察到清扫区域的垃圾多少或者具体位置，给清扫带来不便。

现有技术的清扫设备，一般都是通过机械化进行清扫，一次性清扫，适用于大型无障碍路面清扫，而且对清扫后的状况还是需要人工进行检查是否清扫干净，无法实现智能化作业，例如在专利号为201710785007.2的发明专利中，记载了一种清扫装置及清扫设备，通过人工操作设备进行清扫作业，整个过程需要人工对路面状况进行检查和预判后，再进行清扫作业，并且在清扫作业过程中和清扫完成后也是完全通过人工进行操作，只能实现半自动化清扫，无法实现全自动清扫作业，清扫后的效果无法精确监控，人工操作清扫设备导致清扫效率较低。

因此，有必要提出一种改进，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种垃圾清扫系统、清扫设备及清扫方法。

本发明的技术方案是：

一种垃圾清扫系统，包括无人机监测模块和清扫模块，所述无人机监测模块包括无人机模块、雷达监测模块、信息采集模块、控制模块和无线充电模块，所述无人机监测模块用于对路面垃圾情况进行监测定位并将监测数据转化为信号传输至清扫模块，为清扫模块提供执行指令；所述清扫模块包括接收模块、处理模块、显示模块和执行模块，所述清扫模块用于接收无人机监测模块的指令并根据指令进行分析进而对路面进行清扫。

作为一种优选的技术方案，所述无人机模块，用于控制所述雷达信号和信息采集模块对路面进行监测；

所述雷达监测模块，用于对感应路面的垃圾信号，并将信号传输至控制模块，所述控制模块接收所述雷达监测模块发出的信号，并发出控制信号至所述信息采集模块；

所述信息采集模块，用于采集路面垃圾的视频信息，并将采集的信息传输至控制模块；

所述无线充电模块，用于对所述无人机模块进行充电。

作为一种优选的技术方案，所述接收模块，用于接收所述雷达监测模块和信息采集模块传输的信号，并将信号传输至处理模块；

所述处理模块，用于接收所述接收模块传输的信号，并对信号进行分析处理，同时将处理后的信号转成指令传输至执行模块；

所述执行模块，用于接收所述处理模块传输的指令，并通过指令内容执行垃圾清扫作业；

所述显示模块，用于显示无人机和监测到的垃圾信息，并显示整个清扫过程。

作为一种优选的技术方案，所述雷达监测模块用于监测垃圾的位置信息，并将位置信息传输至所述控制模块。

作为一种进一步优选的技术方案，所述信息采集模块用于采集垃圾的形状、大小和垃圾面积。

作为一种优选的技术方案，所述显示模块包括垃圾信息显示模块、无人机信息显示模块和功能操作模块，所述的垃圾信息显示模块包括垃圾清扫过程视频，所述无人机信息显示模块包括无人机位置信息和电源存储信息，所述功能操作模块包括清扫模块状态信息。

一种垃圾清扫设备，包括无人机检测器和清扫车，所述无人机检测器包括无人机以及设置在无人机上的雷达监测器、摄像头、控制器和无线充电装置，所述清扫车包括车体、车载控制器和清扫机构，所述雷达监测器用于监测垃圾信号，所述摄像头用于采集垃圾视频信息，所述控制器用于将所述雷达监测器采集的垃圾信号和所述摄像头采集的垃圾视频信息传输至所述车载控制器，所述车载控制器用于接收所述控制器发出的信号并对信号进行分析处理进而向所述清扫机构发送指令，所述清扫机构接收所述车载控制器发出的执行指令进行清扫作业。

无人机固定安装于清扫设备上，车载控制器预先设定无人机作业路线，通过多功能显示屏操作，使无人机飞出进行作业，雷达监测器感应垃圾信号，摄像头采集垃圾大小、形状、位置等，控制器处理雷达监测器感应的信号和摄像头采集的视频信号，通过无线传输至车载控制器和多功能显示屏，车载控制器对接收信号进行处理，并制定清扫设备作业路线。清扫设备到达指定位置使用清扫臂，通过操作多功能显示屏上的功能操作分屏进行作业，同时操作收回无人机。清扫作业同时对无人机进行充电，作业结束前再次操作使无人机飞出，进行下一轮作业，如此反复，完成指定路段垃圾清扫作业

作为一种进一步优选的技术方案，所述清扫机构包括包括依次顺序连接的挂载部、转动部和清扫部；所述挂载部，用于支撑转动部和清扫部，可带动转动部和清扫部上下移动；所述转动部，用于支撑清扫部并可带动清扫部相对挂载部旋转；所述清扫部，可相对于转动部旋转。

转动部包括与挂载部的挂载板连接的转动架三个转动臂，清扫部安装在转动臂上，其中一个与转动架活动连接，另外两组依次顺序连接，转动臂与清扫部整体呈现“一”字排列，最后一个转动臂上安装清扫部，两个相互连接的转动臂之间是可以相对旋转，通过驱动电机控制转轴旋转，实现转动臂的相对旋转，最前端的清扫部可以围绕转动架为中心，以转动臂的整体长度为半径的区域进行清扫作业，而且可以旋转360度，保证整个区域范围内的各个位置都可以实现清扫，而且清扫位置可以根据垃圾的位置进行任意调节，可实现单点的清扫，也可以实现整个区域的整体清扫，控制灵活。

一种垃圾清扫方法，包括以下步骤：

S1、设定无人机作业路线，通过无人机对所设定路线的垃圾信息进行采集；

S2、通过无人机上的雷达监测器感应路线中的垃圾信号，并将垃圾信号传输至车载控制器；

S3、通过无人机上的摄像头对感应到的垃圾进行视频数据采集，并将采集的视频数据传输至车载控制器；

S4、车载控制器接收雷达监测器传输的雷达信号和摄像头传输的视频数据，并进行分析判断，得出垃圾的位置信息和形状尺寸信息，将分析出的信息传输至显示屏；

S5、通过显示屏上的视频显示，控制清扫机构对垃圾进行清扫并收集。

每部清扫设备都有固定清扫区域，当清扫设备将要抵达清扫区域时，可提前将固定于驾驶室顶部的无人机，通过人工发送起飞信号，无人机接收到起飞信号后，无人机开始做起飞准备，无人机自动发送打开固定装置，固定装置接到信号后打开，无人机起飞，无人机按照预设的路线可低空飞行，可以自动规避前进路上的障碍物，通过其自身所带的雷达监测器、摄像头等自动识别物体形状，提前侦测路边车下是否存有垃圾，经过控制器处理后将信号发回到车载控制器，车载控制器根据无人机控制器发回的垃圾信号，如树叶、塑料瓶、石块等不同的固体定位处理，同时清扫设备上的多功能显示屏上，操作人员则可以辨识到垃圾形状及位置，当车辆行至垃圾定位点时，可将清扫设备上的伸缩臂通过人工或自动控制，送出到路边车辆的底部，根据垃圾种类进行分类，分别收集进清扫车辆或清扫设备的分类垃圾箱。工作完成后无人机自动回到清扫设备顶部，停留于固定装置上，当回到固定架后，通过控制器发送信号至车载控制器，固定装置自动锁紧，以免因车辆移动致使无人机掉落，并可根据电量需要检测是否需要充电，如需充电，无线充电感应模块将与无线充电设备自动感应充电。

本发明的一种垃圾清扫系统、清扫设备及其清扫方法，全作业过程为可视化作业，作业更精准，作业效率高，智能清扫臂可安装于清扫车或清扫设备前端或侧面，实现360度旋转伸缩作业，可使用单节伸缩臂作业，也可使用多节伸缩臂联动作业，根据所需作业的垃圾位置距离车辆的距离及方向进行调节。清扫范围广，可以及时有效解除垃圾污染，同时有效提高路面的清洁度。

附图说明

图1 为本发明垃圾清扫设备整体结构图；

图2 为本发明垃圾清扫机构结构图；

图3为本发明垃圾清扫系统无人机监测模块原理图；

图4为本发明垃圾清扫系统清扫模块原理图；

图5 为本发明垃圾清扫方法的流程示意图；

其中，1无人监测器、2清扫车、3、车体、4清扫机构、5挂载部、6转动部、7清扫部。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、技术特征、发明目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例一

一种垃圾清扫系统，包括无人机监测模块和清扫模块，所述无人机监测模块包括无人机模块、雷达监测模块、信息采集模块、控制模块和无线充电模块，所述无人机监测模块用于对路面垃圾情况进行监测定位并将监测数据转化为信号传输至清扫模块，为清扫模块提供执行指令；所述清扫模块包括接收模块、处理模块、显示模块和执行模块，所述清扫模块用于接收无人机监测模块的指令并根据指令进行分析进而对路面进行清扫。

作为一种优选的技术方案，所述无人机模块，用于控制所述雷达信号和信息采集模块对路面进行监测；

所述雷达监测模块，用于对感应路面的垃圾信号，并将信号传输至控制模块，所述控制模块接收所述雷达监测模块发出的信号，并发出控制信号至所述信息采集模块；

所述信息采集模块，用于采集路面垃圾的视频信息，并将采集的信息传输至控制模块；

所述无线充电模块，用于对所述无人机模块进行充电。

作为一种优选的技术方案，所述接收模块，用于接收所述雷达检测模块和信息采集模块传输的信号，并将信号传输至处理模块；

所述处理模块，用于接收所述接收模块传输的信号，并对信号进行分析处理，同时将处理后的信号转成指令传输至执行模块；

所述执行模块，用于接收所述处理模块传输的指令，并通过指令内容执行垃圾清扫作业；

所述显示模块，用于显示无人机和监测到的垃圾信息，并显示整个清扫过程。

作为一种优选的技术方案，所述雷达监测模块用于监测垃圾的位置信息，并将位置信息传输至所述控制模块。

作为一种进一步优选的技术方案，所述信息采集模块用于采集垃圾的形状、大小和垃圾面积。

作为一种优选的技术方案，所述显示模块包括垃圾信息显示模块、无人机信息显示模块和功能操作模块，所述的垃圾信息显示模块包括垃圾清扫过程视频，所述无人机信息显示模块包括无人机位置信息和电源存储信息，所述功能操作模块包括清扫模块状态信息。

实施例二

一种垃圾清扫设备，包括无人机检测器1和清扫车2，所述无人机检测器1包括无人机以及设置在无人机上的雷达监测器、摄像头、控制器和无线充电装置，所述清扫车2包括车体3、车载控制器和清扫机构4，所述雷达监测器用于监测垃圾信号，所述摄像头用于采集垃圾视频信息，所述控制器用于将所述雷达监测器采集的垃圾信号和所述摄像头采集的垃圾视频信息传输至所述车载控制器，所述车载控制器用于接收所述控制器发出的信号并对信号进行分析处理进而向所述清扫机构发送指令，所述清扫机构接收所述车载控制器发出的执行指令进行清扫作业。

无人机固定安装于清扫设备上，车载控制器预先设定无人机作业路线，通过多功能显示屏操作，使无人机飞出进行作业，雷达监测器感应垃圾信号，摄像头采集垃圾大小、形状、位置等，控制器处理雷达监测器感应的信号和摄像头采集的视频信号，通过无线传输至车载控制器和多功能显示屏，车载控制器对接收信号进行处理，并制定清扫设备作业路线。清扫设备到达指定位置使用清扫臂，通过操作多功能显示屏上的功能操作分屏进行作业，同时操作收回无人机。清扫作业同时对无人机进行充电，作业结束前再次操作使无人机飞出，进行下一轮作业，如此反复，完成指定路段垃圾清扫作业

作为一种进一步优选的技术方案，所述清扫机构4包括包括依次顺序连接的挂载部5、转动部6和清扫部7；所述挂载部5，用于支撑转动部6和清扫部7，可带动转动部6和清扫部7上下移动；所述转动部6，用于支撑清扫部7并可带动清扫部7相对挂载部5旋转；所述清扫部7，可相对于转动部6旋转。

转动部6包括与挂载部的挂载板连接的转动架三个转动臂，清扫部安装在转动臂上，其中一个与转动架活动连接，另外两组依次顺序连接，转动臂与清扫部整体呈现“一”字排列，最后一个转动臂上安装清扫部，两个相互连接的转动臂之间是可以相对旋转，通过驱动电机控制转轴旋转，实现转动臂的相对旋转，最前端的清扫部可以围绕转动架为中心，以转动臂的整体长度为半径的区域进行清扫作业，而且可以旋转360度，保证整个区域范围内的各个位置都可以实现清扫，而且清扫位置可以根据垃圾的位置进行任意调节，可实现单点的清扫，也可以实现整个区域的整体清扫，控制灵活。

实施例三

一种垃圾清扫方法，包括以下步骤：

S1、设定无人机作业路线，通过无人机对所设定路线的垃圾信息进行采集；

S2、通过无人机上的雷达监测器感应路线中的垃圾信号，并将垃圾信号传输至车载控制器；

S3、通过无人机上的摄像头对感应到的垃圾进行视频数据采集，并将采集的视频数据传输至车载控制器；

S4、车载控制器接收雷达监测器传输的雷达信号和摄像头传输的视频数据，并进行分析判断，得出垃圾的位置信息和形状尺寸信息，将分析出的信息传输至显示屏；

S5、通过显示屏上的视频显示，控制清扫机构对垃圾进行清扫并收集。

每部清扫设备都有固定清扫区域，当清扫设备将要抵达清扫区域时，可提前将固定于驾驶室顶部的无人机，通过人工发送起飞信号，无人机接收到起飞信号后，无人机开始做起飞准备，无人机自动发送打开固定装置，固定装置接到信号后打开，无人机起飞，无人机按照预设的路线可低空飞行，可以自动规避前进路上的障碍物，通过其自身所带的雷达监测器、摄像头等自动识别物体形状，提前侦测路边车下是否存有垃圾，经过控制器处理后将信号发回到车载控制器，车载控制器根据无人机控制器发回的垃圾信号，如树叶、塑料瓶、石块等不同的固体定位处理，同时清扫设备上的多功能显示屏上，操作人员则可以辨识到垃圾形状及位置，当车辆行至垃圾定位点时，可将清扫设备上的伸缩臂通过人工或自动控制，送出到路边车辆的底部，根据垃圾种类进行分类，分别收集进清扫车辆或清扫设备的分类垃圾箱。工作完成后无人机自动回到清扫设备顶部，停留于固定装置上，当回到固定架后，通过控制器发送信号至车载控制器，固定装置自动锁紧，以免因车辆移动致使无人机掉落，并可根据电量需要检测是否需要充电，如需充电，无线充电感应模块将与无线充电设备自动感应充电。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (9)

1.一种垃圾清扫系统，其特征在于，包括无人机监测模块和清扫模块，所述无人机监测模块包括无人机模块、雷达监测模块、信息采集模块、控制模块和无线充电模块，所述无人机监测模块用于对路面垃圾情况进行监测定位并将监测数据转化为信号传输至清扫模块，为清扫模块提供执行指令；所述清扫模块包括接收模块、处理模块、显示模块和执行模块，所述清扫模块用于接收无人机监测模块的指令并根据指令进行分析进而对路面进行清扫。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾清扫系统，其特征在于，所述无人机模块，用于控制所述雷达信号和信息采集模块对路面进行监测；

所述雷达监测模块，用于感应路面的垃圾信号，并将信号传输至控制模块，所述控制模块接收所述雷达监测模块发出的信号，并发出控制信号至所述信息采集模块；

所述信息采集模块，用于采集路面垃圾的视频信息，并将采集的信息传输至控制模块；

所述无线充电模块，用于对所述无人机模块进行充电。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾清扫系统，其特征在于，所述接收模块，用于接收所述雷达检测模块和信息采集模块传输的信号，并将信号传输至处理模块；

所述处理模块，用于接收所述接收模块传输的信号，并对信号进行分析处理，同时将处理后的信号转成指令传输至执行模块；

所述执行模块，用于接收所述处理模块传输的指令，并通过指令内容执行垃圾清扫作业；

所述显示模块，用于显示无人机和监测到的垃圾信息，并显示整个清扫过程。

4.根据权利要求1或2所述的一种垃圾清扫系统，其特征在于，所述雷达监测模块用于监测垃圾的位置信息，并将位置信息传输至所述控制模块。

5.根据权利要求1或2所述的一种垃圾清扫系统，其特征在于，所述信息采集模块用于采集垃圾的形状、大小和垃圾面积。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾清扫系统，其特征在于，所述显示模块包括垃圾信息显示模块、无人机信息显示模块和功能操作模块，所述的垃圾信息显示模块包括垃圾清扫过程视频，所述无人机信息显示模块包括无人机位置信息和电源存储信息，所述功能操作模块包括清扫模块状态信息。

7.一种垃圾清扫设备，其特征在于，包括无人机检测器和清扫车，所述无人机检测器包括无人机以及设置在无人机上的雷达监测器、摄像头、控制器和无线充电装置，所述清扫车包括车体、车载控制器和清扫机构，所述雷达监测器用于监测垃圾信号，所述摄像头用于采集垃圾视频信息，所述控制器用于将所述雷达监测器采集的垃圾信号和所述摄像头采集的垃圾视频信息传输至所述车载控制器，所述车载控制器用于接收所述控制器发出的信号并对信号进行分析处理进而向所述清扫机构发送指令，所述清扫机构接收所述车载控制器发出的执行指令进行清扫作业。

8.根据权利要求7所述的一种垃圾清扫设备，其特征在于，所述清扫机构包括依次顺序连接的挂载部、转动部和清扫部；所述挂载部，用于支撑转动部和清扫部，可带动转动部和清扫部上下移动；所述转动部，用于支撑清扫部并可带动清扫部相对挂载部旋转；所述清扫部，可相对于转动部旋转。

9.一种垃圾清扫方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设定无人机作业路线，通过无人机对所设定路线的垃圾信息进行采集；

S2、通过无人机上的雷达监测器感应路线中的垃圾信号，并将垃圾信号传输至车载控制器；

S3、通过无人机上的摄像头对感应到的垃圾进行视频数据采集，并将采集的视频数据传输至车载控制器；

S4、车载控制器接收雷达监测器传输的雷达信号和摄像头传输的视频数据，并进行分析判断，得出垃圾的位置信息和形状尺寸信息，将分析出的信息传输至显示屏；

S5、通过显示屏上的视频显示，控制清扫机构对垃圾进行清扫并收集。

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