CN113353509A - 一种桶装垃圾自动清运系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
一种桶装垃圾自动清运系统，包括无线通信网络平台、垃圾清运车和垃圾桶，在垃圾清运车上有控制装置、马达和由马达驱动的托举架，在托举架上有定位扦。在垃圾桶上有限位框。垃圾清运车接到桶装垃圾的清运信息后，可自行行驶至垃圾桶所在地并清运垃圾，结构简单、操作简便，可减轻环卫工人的劳动强度，减少桶装垃圾的清运成本。
Description
发明领域：本发明属于环卫作业领域，涉及一种桶装垃圾自动清运系统及其运行方法。
背景技术：目前，环卫垃圾的清扫已可以实现自动化，而环卫垃圾桶内垃圾的清运还需要垃圾清运车司机和至少一名垃圾清运工人来共同完成，装满垃圾的垃圾桶既重又脏，这是一项辛苦的工作。现有技术中，授权公告号为CN211711716.U的中国专利、授权公告号为 CN212557831.U的中国专利和申请公布号为CN111634586.A的发明专利申请均没有解决垃圾清运装置结构复杂、成本高、清运劳动强度大的问题。
发明内容：本发明的目的在于提供结构简单、操作简便，且能实现桶装垃圾自动清运的一种桶装垃圾自动清运系统及其运行方法。
本发明的目的通过如下的技术方案实现：一种桶装垃圾自动清运系统，包括无线通信网络平台、垃圾清运车和垃圾桶，在垃圾清运车上有控制装置、马达和由马达驱动的托举架，在托举架上有定位扦，在垃圾桶上有限位框。
这种桶装垃圾自动清运系统的运行方法是：
a.系统中垃圾清运车的运行程序是：
A1：控制装置在接收到包括导航基本信息、导航精确信息和对准和插入信息的清运请求信息后，首先依照导航基本信息的导航使垃圾清运车行驶至大概位置，然后依照导航精确信息的指引使垃圾清运车继续行驶至垃圾桶所在的精确位置前停下；
A2：在垃圾清运车行驶至垃圾桶所在的精确位置前停下的同时，控制装置发出指令调整垃圾清运车方位使得定位扦对准限位框，接着使垃圾清运车向前行驶至定位扦完全插入限位框；随后控制装置发出指令使马达驱动托举架倾倒垃圾，并在垃圾倾倒完成后使马达反转驱动托举架使垃圾桶复位；
A3：在垃圾桶回到原位后控制装置使垃圾清运车后退以便抽出定位扦，然后依照导航信息使垃圾清运车携带垃圾返航至中转站，在中转站垃圾被清空后，等待下一个指令；
b.垃圾清运车接收到的垃圾清运请求信息包括三段信息：第一段信息为导航基本信息，给出垃圾桶的大概位置信息，包括垃圾桶所在的街道、小区、进口/门号等；第二段信息为导航精确信息，给出垃圾桶精确位置信息的位置标识代号，这个代号所代表的位置标识被设置在垃圾桶附近道路至垃圾桶的行驶路径沿线或垃圾桶身上，使得垃圾清运车能够行驶至垃圾桶的精确位置前停下等待调整方位；第三段信息为对准和插入信息，给出确定定位扦插入限位框的方位对准和插入深度的工作流程和判断准则，以便将定位扦精确地插入限位框内；
c.垃圾清运车将定位扦插入限位框的工作流程是：
C1：在垃圾清运车行驶至垃圾桶精确位置停下后，控制装置发出调整垃圾清运车方位指令；
C2：在调整垃圾清运车方位的同时，控制装置使车载摄像头摄录前方影像，并通过对比摄录影像和控制装置预存图像之间的差别判断定位扦是否对准了限位框，当摄录影像和控制装置预存图像之间的差别符合要求时则跳至C3步骤，如果差别不符合要求则重复执行C2步骤；
C3：控制装置发出指令使垃圾清运车行驶至将定位扦插入限位框；
C4：在定位扦插入限位框的过程中控制装置判断插入深度是否足够，当插入深度符合要求时即启动马达倾倒垃圾。
本发明结构简单，操作简便，可减轻环卫工人的劳动强度，减少桶装垃圾的清运成本。
附图说明：
图1是垃圾清运车将定位扦插入限位框时的示意图，其中垃圾清运车车厢的一部分、托举架、限位框被剖开了。
图2是定位扦为一个且为被固定在托举架下部的一块平板时，马达和托举架的示意图。
图3是限位框为一个且是位于垃圾桶底的方形管框时的垃圾桶的示意图。
图4是定位扦分为左定位扦和右定位扦时，马达和托举架的示意图。
图5是限位框分为左限位框和右限位框位于桶底时垃圾桶的示意图。
图6是定位扦为从托举架下部一侧伸出的一块平板时，马达和托举架的示意图。
图7是限位框为位于桶底的方形管框，框的底边缺失，在垃圾桶上有向上开口的防脱槽的垃圾桶的示意图。
图8是托举架上有防脱杆时马达和托举架的示意图。
图9是定位扦由上定位扦和下定位扦共同组成时马达和托举架的示意图。
图10是上限位框和下限位框为位于垃圾桶一侧的垃圾桶的示意图。
图11是托举架上有防脱杆，垃圾桶上有防脱槽，倾倒垃圾时防脱杆和防脱槽互相配合的示意图。
图12是摄像头拍摄的限位框与控制装置预存图形对准时的图形识别方法示意图。
图13是垃圾清运车将定位扦插入限位框的工作流程图。
图14是系统中垃圾清运车运行程序的方框图。
具体实施方式：本发明涉及环卫作业中的一种桶装垃圾自动清运系统，包括无线通信网络平台、垃圾清运车(1)和垃圾桶(7)，其中的垃圾清运车(1)可以是无人驾驶的，也可以是有人驾驶的，可以是电动车，也可以是汽油车或柴油车等。无论是哪一种车，在垃圾清运车上都应该有控制装置(2)、马达(3)和由马达驱动的托举架(5)，托举架(5)被固定在马达(3)的输出轴(4)上，在托举架(5)上有定位扦(6)。控制装置(2)既要控制马达(3)，也要控制垃圾清运车(1)的信息传输与处理。当马达(3)被固定在垃圾清运车(1) 的前面端或后面端时，定位扦(6)被固定在托举架(5)的下部，可以是一个，也可以是两个；其形状可以是如附图2所示被固定在托举架下部的一个平板，也可以是如附图4所示被分成左定位扦(12)和右定位扦(13)。定位扦可以由板材做成，也可以用圆柱型或角钢型或槽钢型或工字钢型等各种形式的型材做成。当马达(3)被固定在垃圾清运车的一侧时，定位扦可以如附图6所示的为托举架下部一侧伸出的一块平板，也可以是如附图9所示由上定位扦(18)和下定位扦(19)共同组成，这时上定位扦和下定位扦是从托举架一侧伸出的两根轴，这两根轴可以是圆柱，也可以是方柱或多边形柱等。当驱动托举架的马达被固定在垃圾清运车(1)的前面端或后面端时，在托举架上还可以有如附图8所示的防脱杆(16)。
本发明中的垃圾桶(7)上有限位框(8)。根据需要还可以在垃圾桶上设置垃圾满溢报警装置(10)或超重报警装置(11)。限位框可以是一个，也可以是两个；其形状及其在垃圾桶上的位置应视托举架上的定位扦的形状与位置而定。当定位扦被固定在托举架的下部且如附图2或附图6所示的一个平板时，限位框就应如附图3所示是位于桶底的方形管框(8)；当定位扦被固定在托举架的下部且如附图4所示被分成左定位扦(12)和右定位扦(13)时，限位框应如附图5所示，被分为左限位框(14)和右限位框(15)，位于桶的底部或腰部，这时的限位框可以是方管、圆管或槽形，限位框的形状和位置应根据相应的定位扦的形状和位置来确定；当定位扦如附图9所示，由上定位扦(18)和下定位扦(19)共同组成时，限位框应如附图10所示，被分成上限位框(20)和下限位框(21)，位于垃圾桶的一侧，上限位框(20)和下限位框(21)的形状与大小应与上定位扦(18)和下定位扦(19)的形状与大小配合一致，附图10所示的圆管是与附图9所示的圆柱相配合的，如果上定位扦为圆柱，下定位扦为方柱，那么上限位框就应是圆管，下限位框就应是方管，反之亦然。但应特别指出，其中的下限位框还可以位于桶底，当然这时的定位扦在托举架上的位置也应作相应的调整。
当限位框如附图3或附图5所示时，限位框的底是可以不要的，但此时在垃圾桶上必须如附图7所示，要有向上开口的防脱槽(17)；同时，在托举架上要有如附图8所示的防脱杆(16)。防脱槽(17)和防脱杆(16)是相互配合的，他们的作用就是防止倾倒垃圾时垃圾桶翻转过头而脱离托举架，他们的相互配合状态如附图11所示。这种垃圾桶是适合于驱动托举架的马达被固定在垃圾清运车(1)的前面端或后面端时使用。
本发明所涉及的一种桶装垃圾自动清运系统，由无线通信网络平台、上述的垃圾清运车和垃圾桶共同组成，其中托举架上的定位扦与垃圾桶上的限位框一定要配合恰当。放置垃圾桶时，要注意垃圾桶上的限位框的高度要与垃圾清运车上的定位扦的高度要一致，且便于垃圾清运车将定位扦插入限位框内。
本发明涉及的一种桶装垃圾自动清运系统，其运行方法是：
a.系统中垃圾清运车的运行程序是：
如图14所示：
A1：控制装置在接收到包括导航基本信息、导航精确信息和对准和插入信息的清运请求信息后，首先依照导航基本信息的导航使垃圾清运车行驶至大概位置，然后依照导航精确信息的指引使垃圾清运车继续行驶至垃圾桶所在的精确位置前停下；
A2：在垃圾清运车行驶至垃圾桶所在的精确位置前停下的同时，控制装置发出指令调整垃圾清运车方位使得定位扦对准限位框，接着使垃圾清运车向前行驶至定位扦完全插入限位框；随后控制装置发出指令使马达驱动托举架倾倒垃圾，并在垃圾倾倒完成后使马达反转驱动托举架使垃圾桶复位；
A3：在垃圾桶回到原位后控制装置使垃圾清运车后退以便抽出定位扦，然后依照导航信息使垃圾清运车携带垃圾返航至中转站，在中转站垃圾被清空后，等待下一个指令；
b.垃圾清运车接收到的垃圾清运请求信息包括三段信息：第一段为导航基本信息，给出垃圾桶的大概位置信息，包括垃圾桶所在的街道、小区、进口/门号等；第二段为导航精确信息，给出垃圾桶精确位置信息的位置标识代号，这个代号所代表的位置标识被设置在垃圾桶附近道路至垃圾桶的行驶路径沿线或垃圾桶身上，使得垃圾清运车能够行驶至垃圾桶前停下等待调整方位；第三段为对准和插入信息，给出确定定位扦插入限位框的方位对准和插入深度的工作流程和判断准则，以便将定位扦精确地插入限位框内；
c.垃圾清运车将定位扦插入限位框的工作流程是：
如图13所示：
C1：在垃圾清运车行驶至垃圾桶精确位置停下后，控制装置发出调整垃圾清运车方位指令；
C2：在调整垃圾清运车方位的同时，控制装置使车载摄像头摄录前方影像，并通过对比摄录影像和控制装置预存图像之间的差别判断定位扦是否对准了限位框，当摄录影像和控制装置预存图像之间的差别符合要求时则跳至C3步骤，如果差别不符合要求则重复执行C2步骤；
C3：控制装置发出指令使垃圾清运车行驶至将定位扦插入限位框；
C4：在定位扦插入限位框的过程中控制装置判断插入深度是否足够，当插入深度符合要求时即启动马达倾倒垃圾。
在上述第二段信息中，所述的位置标识可以是控制装置能通过图形识别算法识别出的图形标志或道路交通标线或物体轮廓等，也可以是控制装置所带的阅读器能通过射频识别技术识别的无线射频标签。
在上述第三段信息中，一种定位扦插入限位框的方位对准的方式和判断规则是：所述的控制装置(2)还包括摄像头(9)，用摄像头(9)摄录前方影像后，控制装置(2)通过图形识别的运算，如附图12所示将提取影像中的限位框图形的轮廓(22)与预设图形的外框(23) 或内框(24)对比，得到四周的边距(25)，根据结果，不断调整垃圾清运车的方向，当控制装置识别到四周的边距(25)基本一致时，定位扦与限位框的方位就对准了。定位扦插入限位框深度判断的标准是：当定位扦与限位框的方位对准后，因垃圾清运车越靠近垃圾桶，摄像头摄录的限位框轮廓(22)会越来越大，边距(25)的值会越来越小，当边距(25)的值小于控制装置的预定值时，即可认为定位扦完全插入了限位框。
需要指出的是，本发明涉及的一种桶装垃圾自动清运系统，其运行方法所述垃圾清运车将定位扦插入限位框的工作流程，可以采用如前所述的图形识别方法控制，还可以采用人工控制或其它精确定位方法控制来实现对准和插入。
本发明中垃圾清运车接收的垃圾清运请求信息，可以由垃圾桶上的满溢报警装置(10) 发送，也可以是超重报警装置(11)发送，还可以是平台授权的其它设备或人员发送。
本发明中的驱动托举架的马达(3)可以是电动马达，也可以是液压马达或气动马达，其马达能源随之变动。
为了安全起见，平时马达可将托举架转入车厢内，当垃圾清运车行驶至垃圾桶精确位置后再将托举架转出，以便定位扦对准并插入限位框。
Claims (10)
1.一种垃圾清运车，其特征是：在垃圾清运车上有控制装置、马达和由马达驱动的托举架，在托举架上有定位扦。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾清运车，其特征是：所述的定位扦被固定在托举架上，定位扦可以是一块平板，也可以由左定位扦和右定位扦共同组成，还可以由上定位扦和下定位扦共同组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种垃圾清运车，其特征是：所述的马达被固定在垃圾清运车的前面端或后面端，在托举架上有防脱杆。
4.一种垃圾桶，其特征是：在垃圾桶上有限位框。
5.根据权利要求4所述的一种垃圾桶，其特征是：所述的限位框可以是位于桶底的方形管框；也可以由位于桶的底部或腰部的左限位框和右限位框共同组成；还可以由上限位框和下限位框共同组成。
6.根据权利要求4所述的一种垃圾桶，其特征是：所述的限位框位于桶的底部或腰部，框底缺失，在垃圾桶上有向上开口的防脱槽。
7.一种桶装垃圾自动清运系统，包括无线通信网络平台、垃圾清运车和垃圾桶，其特征是：所述的垃圾清运车是如权利要求1或2或3所述的垃圾清运车，所述的垃圾桶是如权利要求4或5或6所述的垃圾桶。
8.根据权利要求7所述的一种桶装垃圾自动清运系统的运行方法，其特征是：
a.系统中垃圾清运车的运行程序是：
A1：控制装置在接收到包括导航基本信息、导航精确信息和对准和插入信息的清运请求信息后，首先依照导航基本信息的导航使垃圾清运车行驶至大概位置，然后依照导航精确信息的指引使垃圾清运车继续行驶至垃圾桶所在的精确位置前停下；
A2：在垃圾清运车行驶至垃圾桶所在的精确位置前停下的同时，控制装置发出指令调整垃圾清运车方位使得定位扦对准限位框，接着使垃圾清运车向前行驶至定位扦完全插入限位框；随后控制装置发出指令使马达驱动托举架倾倒垃圾，并在垃圾倾倒完成后使马达反转驱动托举架使垃圾桶复位；
A3：在垃圾桶回到原位后控制装置使垃圾清运车后退以便抽出定位扦，然后依照导航信息使垃圾清运车携带垃圾返航至中转站，在中转站垃圾被清空后，等待下一个指令；
b.垃圾清运车接收到的垃圾清运请求信息包括三段信息：第一段信息为导航基本信息，给出垃圾桶的大概位置信息，包括垃圾桶所在的街道、小区、进口/门号等；第二段信息为导航精确信息，给出垃圾桶精确位置信息的位置标识代号，这个代号所代表的位置标识被设置在垃圾桶附近道路至垃圾桶的行驶路径沿线或垃圾桶身上，使得垃圾清运车能够行驶至垃圾桶的精确位置前停下等待调整方位；第三段信息为对准和插入信息，给出确定定位扦插入限位框的方位对准和插入深度的工作流程和判断准则，以便将定位扦精确地插入限位框内；
c.垃圾清运车将定位扦插入限位框的工作流程是：
C1：在垃圾清运车行驶至垃圾桶精确位置停下后，控制装置发出调整垃圾清运车方位指令；
C2：在调整垃圾清运车方位的同时，控制装置使车载摄像头摄录前方影像，并通过对比摄录影像和控制装置预存图像之间的差别判断定位扦是否对准了限位框，当摄录影像和控制装置预存图像之间的差别符合要求时则跳至C3步骤，如果差别不符合要求则重复执行C2步骤；
C3：控制装置发出指令使垃圾清运车行驶至将定位扦插入限位框；
C4：在定位扦插入限位框的过程中控制装置判断插入深度是否足够，当插入深度符合要求时即启动马达倾倒垃圾。
9.根据权利要求8所述的一种桶装垃圾自动清运系统的运行方法，其特征是：所述的位置标识可以是控制装置能够通过图形识别算法识别的图形标志或道路交通标线或物体轮廓，也可以是控制装置所带的阅读器能够识别的无线射频标签。
10.根据权利要求7或8或9所述的一种桶装垃圾自动清运系统的运行方法，其特征是：所述垃圾清运请求信息由垃圾桶满溢报警装置或垃圾桶超重报警装置发送，或是由无线通信网络平台授权的其它设备或人员发送。
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