CN112407701B - 智能网联式无人垃圾收集系统及其垃圾收集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能网联式无人垃圾收集系统，包括压缩式垃圾车，与压缩式垃圾车无线信号连接有场地基站，还包括与压缩式垃圾车和场地基站分别连接的自移动式垃圾桶，还公开了该系统的垃圾收集方法；由车载总控单元下达垃圾收集指令，通过车载总控单元、基座网络通讯模块和桶体网络通讯模块的配合，利用物联网实现三者之间的信号传输，使自移动式垃圾桶与压缩式垃圾车自动对接，完成垃圾的自动倾倒，完成后自移动式垃圾桶可自动回位或进行充电，使垃圾收集作业的电动化、智能化、网联化和运营智慧化程度都大幅提升，且整个作业过程均由压缩式垃圾车的驾驶员一人操作，无需下车操作，既节省了劳动力，也改善了操作人员的工作环境。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾收集技术领域，尤其涉及一种智能网联式无人垃圾收集系统，还涉及该系统具体的收集方法。
背景技术
垃圾转运车辆，主要用于垃圾的收集和运输。目前针对城市公共道路旁的桶装垃圾、居民小区内部的桶装垃圾，以及其他公共部门的桶装垃圾的收集，大多采用具有侧部收集装置的垃圾压缩车或自装卸式垃圾车完成收集。
在进行垃圾收集时，首先需要环卫工人将垃圾桶拖放至道路旁，垃圾车行驶至路边时，操作人员将垃圾桶挂于挂桶机构上，启动提桶机构使其带动垃圾桶同步上行，至车厢的垃圾倾倒口处，控制垃圾桶自动翻倒，完成垃圾的倾倒，最后再利用挂桶机构带动垃圾桶同步下行，将垃圾桶释放于地面。在此过程中，较小型的垃圾桶也需要至少两名操作人员配合，稍微大一些的垃圾桶则需要配备三名甚至更多的操作人员，且操作人员劳动强度大，在加上垃圾在堆放时腐烂速度快，因此操作人员工作环境差，因此目前使用的垃圾车的电动化、智能化、网联化和运营智慧化均有待于提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动化、智能化、网联化和运营智慧化程度均大幅提高的智能网联式无人垃圾收集系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：智能网联式无人垃圾收集系统，包括压缩式垃圾车，与所述压缩式垃圾车无线信号连接有场地基站，还包括自移动式垃圾桶，所述自移动式垃圾桶无线信号连接至所述压缩式垃圾车，所述自移动式垃圾桶还连接至所述场地基站；
所述压缩式垃圾车包括车体和车厢，所述车体上安装有车载总控单元，所述车厢上安装有填充器机构，所述填充器机构上安装有翻桶装置和配合所述车载总控单元控制所述翻桶装置作业的翻桶信号装置，所述填充器机构、所述翻桶装置和所述翻桶信号装置分别信号连接至所述车载总控单元；
所述场地基站包括基站座，所述基站座内封装有场地控制器，所述场地控制器连接有基座网络通讯模块和充电模块，所述基座网络通讯模块信号连接至所述车载总控单元和所述自移动式垃圾桶；
所述自移动式垃圾桶包括垃圾桶本体，所述垃圾桶本体底部设有移动底座，所述移动底座内封装有桶体控制器和蓄电模块，所述桶体控制器的控制端连接有桶体网络通讯模块、桶体定位感应器和驱动电机，所述驱动电机传动连接有移动滚轮，所述移动滚轮布置于所述垃圾桶本体的底部，所述蓄电模块通过充电导线可拆卸电连接至所述充电模块。
作为优选的技术方案，所述翻桶信号装置包括在所述填充器机构上布置安装的滑板上限位感应器、翻桶上限位感应器和翻桶下限位感应器，所述翻桶装置上位于所述翻桶下限位感应器的一侧还设有翻桶定位感应器，所述翻桶上限位感应器、所述滑板上限位感应器、翻桶下限位感应器和所述翻桶定位感应器分别信号连接至所述车载总控单元。
作为优选的技术方案，所述翻桶装置包括提桶架，所述提桶架上活动安装有翻桶架，所述翻桶架安装上有挂桶机构，所述翻桶定位感应器设于所述挂桶机构上。
作为优选的技术方案，所述车载总控单元表面设有便于操控的急停按钮和收集按钮；
所述车载总控单元、所述场地控制器和所述桶体控制器分别包括微处理器、硬盘、内存和系统总线。
作为对上述技术方案的改进，所述基座网络通讯模块和所述桶体网络通讯模块分别设置为蓝牙模块，所述车载总控单元内也设有蓝牙模块。
本发明还涉及智能网联式无人垃圾收集系统的垃圾收集方法，包括以下步骤，
SP1、所述压缩式垃圾车到达所述场地基站的信号范围，通过所述车载总控单元下达垃圾收集命令，垃圾收集命令通过无线信号同时发送至所述场地基站和所述翻桶信号装置；
SP2、所述场地基站通过所述基座网络通讯模块发送信号至所述桶体网络通讯模块，所述桶体网络通讯模块将信号输送至所述桶体控制器，所述桶体控制器根据信号控制所述驱动电机启动，在所述移动滚轮的配合下，实现所述垃圾桶本体的自移动；
所述车载总控单元驱动所述翻桶装置下翻，直至触发所述翻桶下限位感应器，所述翻桶定位感应器就位，准备感应并对接所述自移动式垃圾桶，实施垃圾翻倒作业；
SP3、在所述桶体定位感应器与所述翻桶定位感应器的信号感应配合下，所述自移动式垃圾桶移动至所述翻桶装置的位置，所述车载总控单元控制所述翻桶装置实施挂桶并上翻，将所述自移动式垃圾桶向所述填充器机构移送，所述翻桶装置上翻直至触发所述翻桶上限位感应器停止；
SP4、所述车载总控单元控制单词循环指令启动，控制所述填充器机构作业，将垃圾进行压缩，直至触发所述滑板上限位感应器，压缩任务停止，将垃圾压入所述车厢内；
所述滑板上限位感应器被触发后，所述车载总控单元控制所述翻桶装置下翻，直至触发所述翻桶下限位感应器停止并释放所述垃圾桶本体，在所述车载总控单元的控制下，所述翻桶装置上翻回位至触发所述翻桶上限位感应器后停止；
所述车载总控单元发送信号至所述场地基站，所述场地基站通过所述基座网络通讯模块发送信号至所述桶体网络通讯模块，所述桶体网络通讯模块将信号输送至所述桶体控制器，所述桶体控制器根据信号控制所述驱动电机启动，在所述移动滚轮的配合下，实现所述垃圾桶本体的自移动回位。
作为对上述技术方案的改进，还包括，
SP5、利用导线连接所述自移动式垃圾桶与所述场地基站，所述自移动式垃圾桶开始充电，等待下次垃圾收集。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：压缩式垃圾车进入至场地基站所在信号范围，操作人员通过车载总控单元下达垃圾收集指令，通过车载总控单元、基座网络通讯模块和桶体网络通讯模块的配合，利用物联网实现三者之间的信号传输，使自移动式垃圾桶与压缩式垃圾车自动对接，并在车载总控单元的控制下完成垃圾的自动倾倒，完成后自移动式垃圾桶可自动回位，也可与场地基站连接实施电能补充，使垃圾收集作业的电动化、智能化、网联化和运营智慧化程度都大幅提升，且整个作业过程，均由压缩式垃圾车的驾驶员一人操作即可完成，无需下车操作，既节省了劳动力，也改善了操作人员的工作环境。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的结构框图；
图3是本发明实施例压缩式垃圾车的结构示意图；
图4是本发明实施例的工作流程图；
图中：1-压缩式垃圾车；11-车体；12-车厢；13-车载总控单元；14-急停按钮；15-收集按钮；16-提桶架；17-翻桶架；18-挂桶板；2-场地基站；3-自移动式垃圾桶；31-垃圾桶本体；32-移动底座；33-桶体定位感应器；34-移动滚轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1和图2所示，智能网联式无人垃圾收集系统，包括压缩式垃圾车1，与所述压缩式垃圾车1无线信号连接有场地基站2，还包括自移动式垃圾桶3，所述自移动式垃圾桶3无线信号连接至所述压缩式垃圾车1，所述自移动式垃圾桶3还连接至所述场地基站2，所述压缩式垃圾车1可以通过网络信号与所述场地基站2进行信号连接，用于下发垃圾收集命令；所述场地基站2与所述自移动式垃圾桶3之间也通过无线网络信号连接，用于下发所述自移动式垃圾桶3的驱动信号，所述压缩式垃圾车1与所述自移动式垃圾桶3通过信号感应自动对接与释放，三者配合完成垃圾的无人收集操作。
如图3所示，具体地，所述压缩式垃圾车1包括车体11和车厢12，所述车体11上安装有车载总控单元13，所述车厢12上安装有填充器机构，所述填充器机构上安装有翻桶装置和配合所述车载总控单元13控制所述翻桶装置作业的翻桶信号装置，所述填充器机构、所述翻桶装置和所述翻桶信号装置分别信号连接至所述车载总控单元13。所述车载总控单元13接收所述翻桶信号装置发送的信号，并根据具体的信号发出控制信号，用于驱动所述填充器机构实施垃圾压缩，或控制所述翻桶装置实现垃圾翻倒、释放垃圾桶及回位等。其中所述车载总控单元13包括微处理器、硬盘、内存和系统总线，且所述车载总控单元13内也设有蓝牙模块，实现与所述场地基站2的无线信号连接。所述车载总控单元13的表面还设有便于操控的急停按钮14和收集按钮15，通过所述收集按钮15触发所述车载总控单元13，下发垃圾收集命令；通过所述急停按钮14进行急停控制，以提高作业过程中的安全性。所述填充器机构包括填充器，所述填充器内安装有用于压缩垃圾的液压油缸和压缩滑板等结构，此部分为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。
所述翻桶信号装置包括在所述填充器机构上布置安装的滑板上限位感应器、翻桶上限位感应器和翻桶下限位感应器，所述翻桶装置上位于所述翻桶下限位感应器的一侧还设有翻桶定位感应器，所述翻桶上限位感应器、所述滑板上限位感应器、翻桶下限位感应器和所述翻桶定位感应器分别信号连接至所述车载总控单元13，其中所述滑板上限位感应器、所述翻桶上限位感应器和所述翻桶下限位感应器也可以设置为传感器或限位开关等。所述翻桶定位感应器可以设置为蓝牙模块用于与所述自移动式垃圾桶3信号对接，在所述车载总控单元13和所述自移动式垃圾桶3内还可以设置定位装置，进行辅助对接，以保证对接的准确性。所述翻桶装置包括提桶架16，所述提桶架16上活动安装有翻桶架17，所述翻桶架17安装上有挂桶机构，所述翻桶定位感应器设于所述挂桶机构上，所述挂桶机构设有挂桶板18，所述翻桶定位感应器设于所述挂桶板18上即可。
所述场地基站2包括基站座，所述基站座内封装有场地控制器，所述场地控制器连接有基座网络通讯模块和充电模块，所述基座网络通讯模块信号连接至所述车载总控单元13和所述自移动式垃圾桶3。所述场地控制器包括微处理器、硬盘、内存和系统总线，所述基座网络通讯模块设置为蓝牙模块，实现与所述车载总控单元13和所述自移动式垃圾桶3的信号沟通。
所述自移动式垃圾桶3包括垃圾桶本体31，所述垃圾桶本体31底部设有移动底座32，所述移动底座32内封装有桶体控制器和蓄电模块，所述桶体控制器的控制端连接有桶体网络通讯模块、桶体定位感应器33和驱动电机，所述驱动电机传动连接有移动滚轮34，所述移动滚轮34布置于所述垃圾桶本体31的底部，所述蓄电模块通过充电导线可拆卸电连接至所述充电模块。所述桶体控制器分别包括微处理器、硬盘、内存和系统总线，所述桶体网络通讯模块分别设置为蓝牙模块，实现利用物联网进行外部信号的沟通与配合。
如图4所示，本实施例还涉及智能网联式无人垃圾收集系统的垃圾收集方法，包括以下步骤：
SP1、所述压缩式垃圾车1到达所述场地基站2的信号范围，通过所述车载总控单元13下达垃圾收集命令，即按动所述收集按钮15，所述车载总控单元13产生垃圾收集命令，并通过无线信号同时发送至所述场地基站2和所述翻桶信号装置。
SP2、所述场地基站2通过所述基座网络通讯模块发送信号至所述桶体网络通讯模块，两者之间实则为蓝牙连接模式，所述桶体网络通讯模块将信号输送至所述桶体控制器，所述桶体控制器根据信号控制所述驱动电机启动，在所述移动滚轮34的配合下，实现所述垃圾桶本体31的自移动。
所述车载总控单元13驱动所述翻桶装置下翻，直至触发所述翻桶下限位感应器，所述翻桶定位感应器就位，准备感应并对接所述自移动式垃圾桶3，实施垃圾翻倒作业。
SP3、在所述桶体定位感应器33与所述翻桶定位感应器的信号感应配合下，所述自移动式垃圾桶3移动至所述翻桶装置的位置，所述车载总控单元13控制所述翻桶装置的所述挂桶机构动作实施挂桶，并控制所述翻桶架17与所述提桶架16配合，实现所述自移动式垃圾桶3的上翻，向所述填充器机构移送，所述翻桶装置上翻直至触发所述翻桶上限位感应器停止。所述翻桶架17、所述提桶架16与所述挂桶机构作业时，均配备有相应的液压油缸进行驱动，为本技术领域普通技术人员所熟知的内容在此不再详细描述。
SP4、所述车载总控单元13控制单词循环指令启动，控制所述填充器机构作业，将垃圾进行压缩，直至触发所述滑板上限位感应器，压缩任务停止，将垃圾压入所述车厢12内，实现垃圾的倾倒、压缩与压入所述车厢12。
所述滑板上限位感应器被触发后，所述车载总控单元13控制所述翻桶装置下翻，直至触发所述翻桶下限位感应器停止并释放所述垃圾桶本体31，此时所述翻桶装置可在下限位置至少停留十秒钟，以确保与所述垃圾桶本体31完全分离，在所述车载总控单元13的控制下，所述翻桶装置上翻回位至触发所述翻桶上限位感应器后停止。
所述车载总控单元13发送信号至所述场地基站2，所述场地基站2通过所述基座网络通讯模块发送信号至所述桶体网络通讯模块，所述桶体网络通讯模块将信号输送至所述桶体控制器，所述桶体控制器根据信号控制所述驱动电机启动，在所述移动滚轮34的配合下，实现所述垃圾桶本体31的自移动回位，所述压缩式垃圾车1的单次站点收集工作结束。
SP5、利用导线连接所述自移动式垃圾桶3与所述场地基站2，所述自移动式垃圾桶3开始充电，等待下次垃圾收集。所述自移动式垃圾桶3与所述场地基站2之间的电连接，可以人为连接也可以通过自动对接技术进行自动连接。
本发明的压缩式垃圾车1进入至场地基站2所在信号范围，操作人员通过车载总控单元13下达垃圾收集指令，通过车载总控单元13、基座网络通讯模块和桶体网络通讯模块的配合，利用物联网实现三者之间的信号传输，使自移动式垃圾桶3与压缩式垃圾车1自动对接，并在车载总控单元13的控制下完成垃圾的自动倾倒，完成后自移动式垃圾桶3可自动回位，也可与场地基站2连接实施电能补充，使垃圾收集作业的电动化、智能化、网联化和运营智慧化程度都大幅提升，且整个作业过程，均由压缩式垃圾车1的驾驶员一人操作即可完成，无需下车操作，既节省了劳动力，也改善了操作人员的工作环境。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (6)
1.智能网联式无人垃圾收集系统，包括压缩式垃圾车，其特征在于：与所述压缩式垃圾车无线信号连接有场地基站，还包括自移动式垃圾桶，所述自移动式垃圾桶无线信号连接至所述压缩式垃圾车，所述自移动式垃圾桶还连接至所述场地基站；
所述压缩式垃圾车包括车体和车厢，所述车体上安装有车载总控单元，所述车厢上安装有填充器机构，所述填充器机构上安装有翻桶装置和配合所述车载总控单元控制所述翻桶装置作业的翻桶信号装置，所述填充器机构、所述翻桶装置和所述翻桶信号装置分别信号连接至所述车载总控单元；
所述场地基站包括基站座，所述基站座内封装有场地控制器，所述场地控制器连接有基座网络通讯模块和充电模块，所述基座网络通讯模块信号连接至所述车载总控单元和所述自移动式垃圾桶；
所述自移动式垃圾桶包括垃圾桶本体，所述垃圾桶本体底部设有移动底座，所述移动底座内封装有桶体控制器和蓄电模块，所述桶体控制器的控制端连接有桶体网络通讯模块、桶体定位感应器和驱动电机，所述驱动电机传动连接有移动滚轮，所述移动滚轮布置于所述垃圾桶本体的底部，所述蓄电模块通过充电导线可拆卸电连接至所述充电模块；
所述翻桶信号装置包括在所述填充器机构上布置安装的滑板上限位感应器、翻桶上限位感应器和翻桶下限位感应器，所述翻桶装置上位于所述翻桶下限位感应器的一侧还设有翻桶定位感应器，所述翻桶上限位感应器、所述滑板上限位感应器、翻桶下限位感应器和所述翻桶定位感应器分别信号连接至所述车载总控单元。
2.如权利要求1所述的智能网联式无人垃圾收集系统，其特征在于：所述翻桶装置包括提桶架，所述提桶架上活动安装有翻桶架，所述翻桶架安装上有挂桶机构，所述翻桶定位感应器设于所述挂桶机构上。
3.如权利要求1所述的智能网联式无人垃圾收集系统，其特征在于：所述车载总控单元表面设有便于操控的急停按钮和收集按钮；
所述车载总控单元、所述场地控制器和所述桶体控制器均包括微处理器、硬盘、内存和系统总线。
4.如权利要求1所述的智能网联式无人垃圾收集系统，其特征在于：所述基座网络通讯模块和所述桶体网络通讯模块均设置为蓝牙模块，所述车载总控单元内也设有蓝牙模块。
5.如权利要求1所述的智能网联式无人垃圾收集系统的垃圾收集方法，其特征在于：包括以下步骤，
SP1、所述压缩式垃圾车到达所述场地基站的信号范围，通过所述车载总控单元下达垃圾收集命令，垃圾收集命令通过无线信号同时发送至所述场地基站和所述翻桶信号装置；
SP2、所述场地基站通过所述基座网络通讯模块发送信号至所述桶体网络通讯模块，所述桶体网络通讯模块将信号输送至所述桶体控制器，所述桶体控制器根据信号控制所述驱动电机启动，在所述移动滚轮的配合下，实现所述垃圾桶本体的自移动；
所述车载总控单元驱动所述翻桶装置下翻，直至触发所述翻桶下限位感应器，所述翻桶定位感应器就位，准备感应并对接所述自移动式垃圾桶，实施垃圾翻倒作业；
SP3、在所述桶体定位感应器与所述翻桶定位感应器的信号感应配合下，所述自移动式垃圾桶移动至所述翻桶装置的位置，所述车载总控单元控制所述翻桶装置实施挂桶并上翻，将所述自移动式垃圾桶向所述填充器机构移送，所述翻桶装置上翻直至触发所述翻桶上限位感应器停止；
SP4、所述车载总控单元控制单词循环指令启动，控制所述填充器机构作业，将垃圾进行压缩，直至触发所述滑板上限位感应器，压缩任务停止，将垃圾压入所述车厢内；
所述滑板上限位感应器被触发后，所述车载总控单元控制所述翻桶装置下翻，直至触发所述翻桶下限位感应器停止并释放所述垃圾桶本体，在所述车载总控单元的控制下，所述翻桶装置上翻回位至触发所述翻桶上限位感应器后停止；
所述车载总控单元发送信号至所述场地基站，所述场地基站通过所述基座网络通讯模块发送信号至所述桶体网络通讯模块，所述桶体网络通讯模块将信号输送至所述桶体控制器，所述桶体控制器根据信号控制所述驱动电机启动，在所述移动滚轮的配合下，实现所述垃圾桶本体的自移动回位。
6.如权利要求5所述的智能网联式无人垃圾收集系统的垃圾收集方法，其特征在于：还包括，
SP5、利用导线连接所述自移动式垃圾桶与所述场地基站，所述自移动式垃圾桶开始充电，等待下次垃圾收集。
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2020
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