CN110965511A - 一种校园小型无人驾驶环保清扫车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种校园小型无人驾驶环保清扫车，包括：车体；激光雷达，所述激光雷达固定安装在所述车体的顶部；四个红外传感器，四个所述红外传感分别固定安装在所述车体的四侧外壁上；四个距离传感器，四个所述距离传感器分别固定安装在所述车体的四侧上；四个麦克纳姆轮，四个所述麦克纳姆轮均设置在所述车体的底部，且四个所述麦克纳姆轮呈矩形分布；吸尘器，所述吸尘器设置在所述车体内；两个直流电机清扫机组，两个所述直流电机清扫机组均设置在所述车体的底部；垃圾收集盒，所述垃圾收集盒固定安装在所述车体的底部。本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车具有清洁效率高、节约成本、有利于后期对垃圾进行处理、便于检修的优点。

Description

一种校园小型无人驾驶环保清扫车

技术领域

本发明涉及道路清洁技术领域，尤其涉及一种校园小型无人驾驶环保清扫车。

背景技术

伴随国民经济快速发展，城市化进程逐渐推进，对现代化城市形象提出了更高的要求，每个城市都在环境卫生方面生态坏境上下功夫。近年来，越来越多的城市实现了路面清扫作业机械化，这不仅有利于城市现代化形象的提升，而且降低了环卫工人的劳动强度，提高了作业过程中的安全性、经济性及作业效率。此外，在针对学校这个相对较安全的环境进行研发无人清扫机，有利于研发的循序渐进。

如果想要将人工劳动强度降到最低并且改良产品提高清扫效率，那么校园小型无人驾驶环保清扫车就会是一个发展方向，而目前校园道路清洁还多依赖人工或传统道路清洁机作业完成，人工清洁效率低下，使用道路清洁机不够安全，且不够经济。

因此，有必要提供一种校园小型无人驾驶环保清扫车解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种清洁效率高、节约成本、有利于后期对垃圾进行处理、便于检修的校园小型无人驾驶环保清扫车。

为解决上述技术问题，本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车，包括：车体；激光雷达，所述激光雷达固定安装在所述车体的顶部；四个红外传感器，四个所述红外传感分别固定安装在所述车体的四侧外壁上；四个距离传感器，四个所述距离传感器分别固定安装在所述车体的四侧上；四个麦克纳姆轮，四个所述麦克纳姆轮均设置在所述车体的底部，且四个所述麦克纳姆轮呈矩形分布；吸尘器，所述吸尘器设置在所述车体内；两个直流电机清扫机组，两个所述直流电机清扫机组均设置在所述车体的底部；垃圾收集盒，所述垃圾收集盒固定安装在所述车体的底部，所述收集盒通过管道与所述吸尘器的进风口相连通。

优选的，所述车体的主支撑结构均为铝型材组成。

优选的，所述车体的底部设置两组检修支撑机构，任意一个所述检修支撑机构均包括两个固定套筒、两个导向滑柱、固定圆柱、两个滚轮、固定座、固定槽、转动套筒、固定螺纹柱和调节把手，两个所述固定套筒均固定安装在所述车体的底部，两个所述导向滑柱均滑动安装在相对应的所述固定套筒内，所述固定圆柱设置在两个所述固定套筒的下方，两个所述导向滑柱的底端均延伸至相对应的所述固定套筒的下方并与所述固定圆柱固定连接，两个所述滚轮分别转动套设在所述固定圆柱的两端，所述固定座固定安装在所述车体的底部，所述固定槽开设在所述固定座的底部，所述转动套筒转动安装在所述固定槽内，所述转动套筒的底端延伸至所述固定座的下方，所述固定螺纹柱固定安装在所述固定圆柱的顶部，所述固定螺纹柱的顶端延伸至所述转动套筒内，且所述固定螺纹柱与所述转动套筒螺纹连接，所述调节把手固定套设在所述转动套筒的外壁上。

优选的，所述固定套筒的内壁上固定安装有直线轴承，所述导向滑柱贯穿所述直线轴承并与所述直线轴承的内壁滑动连接，所述直线轴承的顶端固定安装有第一限位圆板。

优选的，所述转动套筒的顶端固定套设有轴承，所述轴承的外圈与所述固定槽的内壁固定连接。

优选的，所述转动套筒的内壁上固定安装有丝母，所述固定螺纹柱贯穿所述丝母并与所述丝母的内壁相旋合，所述固定螺纹柱的顶端固定安装有第二限位圆板。

优选的，所述垃圾收集盒内壁上固定安装有两个导风板，所述垃圾收集盒内设置有位于所述导风板一侧的电动粉碎辊机组，所述垃圾收集盒的内壁上固定安装有位于所述电动粉碎辊机组一侧的导料板，所述车体的底部固定安装有位于所述垃圾收集盒一侧的压缩箱，所述压缩箱的内壁上滑动安装有挤压板，所述车体的底部固定安装有液压缸，所述液压缸的输出轴延伸至所述压缩箱内并与所述挤压板固定连接。

优选的，所述压缩箱的一侧外壁上固定安装有连接管，且所述连接管与所述压缩箱相连通，所述连接管远离所述压缩箱的一端与所述垃圾收集盒固定连接，所述垃圾收集盒靠近所述压缩箱的一侧外壁上开设有过料口，所述连接管与所述过料口相连通。

优选的，所述压缩箱的一侧外壁上开设有开口，所述压缩箱的一侧外壁上设置有封门，所述封门与所述开口相适配。

与相关技术相比较，本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车具有如下有益效果：

①车体内安装有arduino和树莓派，由arduino来作为机械总控，通过四个距离传感器可以检测车身与周围障碍物的距离，实现避障功能，通过红外线传感器可以实现巡线功能，通过激光雷达可以快速高效的描绘出室外的具体环境，让清扫车做出最优的路径规划，通过树莓派可以进行联网，用户通过它可以连接手机app，远程控制清扫车，两组扫帚实现反向旋转，使垃圾更快更大面积的扫除，同时确保垃圾被清扫干净。在扫帚旋转过程中吸尘器也会进行工作，将被扫帚扫起来的垃圾吸入后端的垃圾收集盒中，总体实现了无人智能清扫，提高清洁效率；

②车体的主支撑结构全部由铝型材组成，重量轻，加工工艺简单，强度好，底部有四个麦克纳姆轮组成，可以实现全方位移动，清洁盲区少，提高清洁效果；

③顺时针转动其中一个调节把手可使对应的两个滚轮会先与地面接触，不可继续向下，在随后调节把手转动的过程中，转动套筒会反向受力而向上运动，从而使车体便倾斜，用同样的方法转动另一个调节把手，则可使另外两个滚轮着地，并且随着调节把手的转动，可使车体变得相对水平，四个麦克纳姆轮会悬空，车体底部与地面的距离会变大，继而可方便对两组直流电机清扫机组、垃圾收集盒等进行检修。

④通过在垃圾收集盒内设置电动粉碎辊机组可以最收集到的垃圾即时粉碎，通过设置的压缩箱及与之相适配的压缩机构，可将垃圾压成饼状，有利于运输及后续处理。

附图说明

图1为本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车第一实施例的侧视结构示意图；

图2为本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车第一实施例的正视图；

图3为本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车第一实施例中两个直流清扫机组与垃圾收集盒的分布图；

图4为本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车第二实施例的侧视结构示意图；

图5为图4所示的A部分的放大示意图；

图6为本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车第二实施例的正视图；

图7为本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车第三实施例的侧视结构示意图；

图8为图7所示的A部分的放大结构示意图；

图9为图7中所示的压缩箱的侧视图。

图中标号：1、车体，2、激光雷达，3、红外传感器，4、距离传感器，5、麦克纳姆轮，6、吸尘器，7、直流电机清扫机组，8、垃圾收集盒，9、固定套筒，10、导向滑柱，11、固定圆柱，12、滚轮，13、固定座，14、固定槽，15、转动套筒，16、固定螺纹柱，17、调节把手，18、导风板，19、电动粉碎辊机组，20、导料板，21、压缩箱，22、挤压板，23、液压缸，24、封门。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

第一实施例

请结合参阅图1-图3，在本发明的第一实施例中，校园小型无人驾驶环保清扫车包括：车体1；激光雷达2，所述激光雷达2固定安装在所述车体1的顶部；四个红外传感器3，四个所述红外传感3分别固定安装在所述车体1的四侧外壁上；四个距离传感器4，四个所述距离传感器4分别固定安装在所述车体1的四侧上；四个麦克纳姆轮5，四个所述麦克纳姆轮5均设置在所述车体1的底部，且四个所述麦克纳姆轮5呈矩形分布；吸尘器6，所述吸尘器6设置在所述车体1内；两个直流电机清扫机组7，两个所述直流电机清扫机组7均设置在所述车体1的底部；垃圾收集盒8，所述垃圾收集盒8固定安装在所述车体1的底部，所述收集盒8通过管道与所述吸尘器6的进风口相连通。

所述车体1的主支撑结构均为铝型材组成。

本实施例中：

第一步：车体1内还安装有由arduino和树莓派，由arduino来作为机械总控，控制车身前后左右移动，通过四个距离传感器4可以检测车身与周围障碍物的距离，实现避障功能，通过红外线传感器3可以实现巡线功能，综合四个距离传感器和四个红外传感器3的各项数据，可以更好地判断出位置信息，作出反应。激光雷达2可以快速高效的描绘出室外的具体环境，让清扫车做出最优的路径规划。通过树莓派可以进行联网，用户通过它可以连接手机app，远程控制清扫车，每一次清扫的路径和动作都会被记录下来清扫车可不断地优化路径。

第二步：使用arduino和树莓派分析做出任务决策，通过顶部的激光雷达2、侧部的红外传感器3和距离传感器4，使车体1在了解全局地图后，并在此之后再遇到有障碍的情况下实现避让，离开，重新规划选择路线的能力。同时在多条轨迹选择中，车体1通过自身算法将比对各个路况，路径，同时选择出一条最优的路径，通过传感器来避让行驶。同时对于未知不可测的情况，车体1能够自行找到最优解，在不超过原设定范围下拥有小部分自主选择的权利。最终到达目的地的功能，车体1能够自己在完成任务和将要没有电这两种情况下回到起点。在车体1的电池允许支撑其回到起点时，车体1会先回到起点。当车体1的电池无法支撑其回到起点或者在回程中出现意外无法支撑它回到起点时车体1将自行透支电池内电量，等待到起点充电后补足。当车体1没有电同时连透支电量都没有时车体1会发出警报，在app上发出标实，进行人工干预来完成它回到起点的目的。在途中清扫时如果遇到较小垃圾车体1不会停止会使用边寻迹边清扫的能力，如果遇到较多较大的垃圾车体1将会停止，首先将面前的垃圾解决。同时在遇到垃圾时，直流马达将驱动扫帚进行清扫，两组扫帚实现反向旋转，使垃圾更快更大面积的扫除，同时确保垃圾被清扫干净。在扫帚旋转过程中底部的吸尘器也会进行工作，将被扫帚扫起来的垃圾吸入后端的垃圾收集盒8中。

与相关技术相比较，本发明提供的校园小型无人驾驶环保清扫车具有如下有益效果：

车体1内安装有arduino和树莓派，由arduino来作为机械总控，通过四个距离传感器4可以检测车身与周围障碍物的距离，实现避障功能，通过红外线传感器3可以实现巡线功能，通过激光雷达2可以快速高效的描绘出室外的具体环境，让清扫车做出最优的路径规划，通过树莓派可以进行联网，用户通过它可以连接手机app，远程控制清扫车，两组扫帚实现反向旋转，使垃圾更快更大面积的扫除，同时确保垃圾被清扫干净。在扫帚旋转过程中吸尘器6也会进行工作，将被扫帚扫起来的垃圾吸入后端的垃圾收集盒8中，总体实现了无人智能清扫；车体1的主支撑结构全部由铝型材组成，重量轻，加工工艺简单，强度好，底部有四个麦克纳姆轮5组成，可以实现全方位移动，清洁盲区少，提高清洁效果。

第二实施例：

基于本申请的第一实施例提供的校园小型无人驾驶环保清扫车，本申请的第二实施例提出另一种校园小型无人驾驶环保清扫车。第二实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图和实施方式对本发明的第二实施例作进一步说明。

请结合参阅图4-6，校园小型无人驾驶环保清扫车还包括两组检修支撑机构，两组所述检修支撑机构均设置在所述车体1的底部，任意一个所述检修支撑机构均包括两个固定套筒9、两个导向滑柱10、固定圆柱11、两个滚轮12、固定座13、固定槽14、转动套筒15、固定螺纹柱16和调节把手17，两个所述固定套筒9均固定安装在所述车体1的底部，两个所述导向滑柱10均滑动安装在相对应的所述固定套筒9内，所述固定圆柱11设置在两个所述固定套筒9的下方，两个所述导向滑柱10的底端均延伸至相对应的所述固定套筒9的下方并与所述固定圆柱11固定连接，两个所述滚轮12分别转动套设在所述固定圆柱11的两端，所述固定座13固定安装在所述车体1的底部，所述固定槽14开设在所述固定座13的底部，所述转动套筒15转动安装在所述固定槽14内，所述转动套筒15的底端延伸至所述固定座13的下方，所述固定螺纹柱16固定安装在所述固定圆柱11的顶部，所述固定螺纹柱16的顶端延伸至所述转动套筒15内，且所述固定螺纹柱16与所述转动套筒15螺纹连接，所述调节把手17固定套设在所述转动套筒15的外壁上。

所述固定套筒9的内壁上固定安装有直线轴承，所述导向滑柱10贯穿所述直线轴承并与所述直线轴承的内壁滑动连接，所述直线轴承的顶端固定安装有第一限位圆板。

所述转动套筒15的顶端固定套设有轴承，所述轴承的外圈与所述固定槽14的内壁固定连接。

所述转动套筒15的内壁上固定安装有丝母，所述固定螺纹柱16贯穿所述丝母并与所述丝母的内壁相旋合，所述固定螺纹柱16的顶端固定安装有第二限位圆板。

本实施例中：

在需要对车体1底部的两组直流电机清扫机组7、垃圾收集盒8及四个麦克纳姆轮5进行检修时，可先顺时针转动其中一个调节把手17，调节把手17带动转动套筒15转动，由于转动套筒15通过丝母与固定螺纹柱16螺纹连接，且固定圆柱11由两个导向滑柱10进行限位，所以转动套筒15顺时针转动的过程中固定螺纹柱16会向下运动，继而使固定圆柱11向下运动，固定圆柱11两端的滚轮12会先与地面接触，不可继续向下，在随后调节把手17转动的过程中，转动套筒15会反向受力而向上运动，从而使车体1便倾斜，用同样的方法转动另一个调节把手17，则可使另外两个滚轮12着地，并且随着调节把手17的转动，可使车体1变得相对水平，四个麦克纳姆轮5会悬空，车体1底部与地面的距离会变大，继而可方便对两组直流电机清扫机组7、垃圾收集盒8等进行检修。

第三实施例：

基于本申请的第一实施例提供的校园小型无人驾驶环保清扫车，本申请的第三实施例提出另一种校园小型无人驾驶环保清扫车。第三实施例仅仅是第一实施例的另一种优选的方式，第三实施例的实施对第一实施例的单独实施也不会造成影响。

下面结合附图和实施方式对本发明的第三实施例作进一步说明。

请结合参阅图7-9，校园小型无人驾驶环保清扫车还包括两个导风板18，两个所述导风板18均固定安装在所述垃圾收集盒8的内壁上，所述垃圾收集盒8内设置有位于所述导风板18一侧的电动粉碎辊机组19，所述垃圾收集盒8的内壁上固定安装有位于所述电动粉碎辊机组一侧的导料板20，所述车体1的底部固定安装有位于所述垃圾收集盒8一侧的压缩箱21，所述压缩箱21的内壁上滑动安装有挤压板22，所述车体1的底部固定安装有液压缸23，所述液压缸23的输出轴延伸至所述压缩箱21内并与所述挤压板22固定连接。

所述压缩箱21的一侧外壁上固定安装有连接管，且所述连接管与所述压缩箱21相连通，所述连接管远离所述压缩箱21的一端与所述垃圾收集盒8固定连接，所述垃圾收集盒8靠近所述压缩箱21的一侧外壁上开设有过料口，所述连接管与所述过料口相连通。

所述压缩箱21的一侧外壁上开设有开口，所述压缩箱21的一侧外壁上设置有封门24，所述封门24与所述开口相适配。

本实施例中，垃圾被吸入到垃圾收集盒8中后，通过两个导风板18的作用可使垃圾进入到电动粉碎辊机组19的两个粉碎辊之间，通过电动粉碎辊机组19可使垃圾得到粉碎，粉碎后的垃圾碎料在导料板20的作用下会进入到连接管中，之后进入到压缩箱21中，完成一次垃圾清扫后，压缩箱21中会积累一定量的垃圾碎料，之后启动液压缸23的输出轴向下推进，可使挤压板22向下对垃圾碎料进行挤压，形成垃圾饼，打开封门24可将垃圾饼取出，由于垃圾经过了粉碎，且被压成饼状，所以占用的空间小，有利于运输及后续处理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种校园小型无人驾驶环保清扫车，其特征在于，包括：

车体；

激光雷达，所述激光雷达固定安装在所述车体的顶部；

四个红外传感器，四个所述红外传感分别固定安装在所述车体的四侧外壁上；

四个距离传感器，四个所述距离传感器分别固定安装在所述车体的四侧上；

四个麦克纳姆轮，四个所述麦克纳姆轮均设置在所述车体的底部，且四个所述麦克纳姆轮呈矩形分布；

吸尘器，所述吸尘器设置在所述车体内；

两个直流电机清扫机组，两个所述直流电机清扫机组均设置在所述车体的底部；

垃圾收集盒，所述垃圾收集盒固定安装在所述车体的底部，所述收集盒通过管道与所述吸尘器的进风口相连通。

2.根据权利要求1所述的校园小型无人驾驶环保清扫车，其特征在于，所述车体的主支撑结构均为铝型材组成。

3.根据权利要求1所述的校园小型无人驾驶环保清扫车，其特征在于，所述车体的底部设置两组检修支撑机构，任意一个所述检修支撑机构均包括两个固定套筒、两个导向滑柱、固定圆柱、两个滚轮、固定座、固定槽、转动套筒、固定螺纹柱和调节把手，两个所述固定套筒均固定安装在所述车体的底部，两个所述导向滑柱均滑动安装在相对应的所述固定套筒内，所述固定圆柱设置在两个所述固定套筒的下方，两个所述导向滑柱的底端均延伸至相对应的所述固定套筒的下方并与所述固定圆柱固定连接，两个所述滚轮分别转动套设在所述固定圆柱的两端，所述固定座固定安装在所述车体的底部，所述固定槽开设在所述固定座的底部，所述转动套筒转动安装在所述固定槽内，所述转动套筒的底端延伸至所述固定座的下方，所述固定螺纹柱固定安装在所述固定圆柱的顶部，所述固定螺纹柱的顶端延伸至所述转动套筒内，且所述固定螺纹柱与所述转动套筒螺纹连接，所述调节把手固定套设在所述转动套筒的外壁上。

4.根据权利要求3所述的校园小型无人驾驶环保清扫车，其特征在于，所述固定套筒的内壁上固定安装有直线轴承，所述导向滑柱贯穿所述直线轴承并与所述直线轴承的内壁滑动连接，所述直线轴承的顶端固定安装有第一限位圆板。

5.根据权利要求3所述的校园小型无人驾驶环保清扫车，其特征在于，所述转动套筒的顶端固定套设有轴承，所述轴承的外圈与所述固定槽的内壁固定连接。

6.根据权利要求3所述的校园小型无人驾驶环保清扫车，其特征在于，所述转动套筒的内壁上固定安装有丝母，所述固定螺纹柱贯穿所述丝母并与所述丝母的内壁相旋合，所述固定螺纹柱的顶端固定安装有第二限位圆板。

7.根据权利要求1所述的校园小型无人驾驶环保清扫车，其特征在于，所述垃圾收集盒内壁上固定安装有两个导风板，所述垃圾收集盒内设置有位于所述导风板一侧的电动粉碎辊机组，所述垃圾收集盒的内壁上固定安装有位于所述电动粉碎辊机组一侧的导料板，所述车体的底部固定安装有位于所述垃圾收集盒一侧的压缩箱，所述压缩箱的内壁上滑动安装有挤压板，所述车体的底部固定安装有液压缸，所述液压缸的输出轴延伸至所述压缩箱内并与所述挤压板固定连接。

8.根据权利要求8所述的校园小型无人驾驶环保清扫车，其特征在于，所述压缩箱的一侧外壁上固定安装有连接管，且所述连接管与所述压缩箱相连通，所述连接管远离所述压缩箱的一端与所述垃圾收集盒固定连接，所述垃圾收集盒靠近所述压缩箱的一侧外壁上开设有过料口，所述连接管与所述过料口相连通。

9.根据权利要求8所述的校园小型无人驾驶环保清扫车，其特征在于，所述压缩箱的一侧外壁上开设有开口，所述压缩箱的一侧外壁上设置有封门，所述封门与所述开口相适配。

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