CN113882299A - 一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法及系统。包括以下步骤：一、无人清扫车启动并前往工作区域；二、无人清扫车在规定区域内正常作业；三、监测垃圾容量是否达到预设额定值，如果达到预设额定值，执行四，如果未达到预设额定值，返回二；四、无人清扫车停止作业，并驶向垃圾箱自动更换点，停驶在垃圾箱自动更换点指定位置；五、通过垃圾箱自动解锁及更换装置将垃圾箱解锁取出并更换空垃圾箱；六、无人清扫车更换完毕后返回二。本发明通过在无人清扫车车内垃圾箱上安装电子锁、在垃圾箱自动更换点放置相应垃圾箱自动解锁及更换装置的方式实现无人清扫车垃圾箱的自动更换，降低了目前环卫作业的人工成本，提高了其整体工作效率。

Description

一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法及系统

技术领域

本发明属于清洁设备技术领域，具体的说是一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法及系统。

背景技术

无人驾驶技术作为汽车智能化道路上的核心技术手段，其在环卫领域的应用对于提高环卫作业效率和降低劳动力成本等方面具有十分重要的作用和意义。

对于目前的无人清扫车发展状况而言，其智能化程度还有较大的提升空间，尤其在进行无人清扫车车内的垃圾处理方面，目前市面上大多数无人清扫车仍然是完全通过人工方式取出车内垃圾箱并完成倾倒过程的，耗费了较大的人力与成本，也影响了环卫工作的整体工作效率。通过对现有技术调研发现，现有的无人清扫车车内垃圾自动处理方法较为单一，在适用的无人清扫车的垃圾箱类型上有了一定限制，同时为满足从料斗底部进行垃圾倾倒的这一特征，对于垃圾倾倒点的结构形式也提出了特定要求，通用性不强。

发明内容

本发明提供了一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法及系统，通过在无人清扫车车内垃圾箱上安装电子锁、在垃圾箱自动更换点放置相应垃圾箱自动解锁及更换装置的方式实现无人清扫车垃圾箱的自动更换，降低了目前环卫作业的人工成本，提高了其整体工作效率，同时具有适用范围较为广泛的优点，解决了现有无人清扫车的垃圾箱自动更换系统存在的上述不足。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法，包括以下步骤：

步骤一、无人清扫车启动并前往工作区域；

步骤二、无人清扫车在规定区域内正常作业；

步骤三、通过垃圾箱容量实时监测装置监测垃圾容量是否达到预设额定值，如果达到预设额定值，执行步骤四，如果未达到预设额定值，返回步骤二；

步骤四、无人清扫车停止作业，并驶向垃圾箱自动更换点，最后在定位装置的作用下停驶在垃圾箱自动更换点指定位置；

步骤五、通过垃圾箱自动解锁及更换装置将垃圾箱解锁取出并更换空垃圾箱；

步骤六、无人清扫车更换完毕后返回步骤二。

所述步骤一的具体方法为：确定无人清扫车的电量足够且各装置功能正常后启动无人清扫车，使其前往指定的工作区域。

所述步骤二的具体方法为：所述无人清扫车到达步骤一中的工作区域，进行规定区域内的垃圾清理工作，同时垃圾被收集在无人清扫车的垃圾箱中。

所述步骤四的具体方法为：

所述无人清扫车进入垃圾自动更换点后，使得无人清扫车准确停驶在指定位置，与垃圾箱自动解锁与更换装置对正，完成对接过程。

所述步骤五的具体方法为：垃圾箱自动更换点的垃圾箱自动解锁与更换装置两端的可伸缩式机械臂待机时均处于收缩状态，同时垃圾箱自动解锁与更换装置的一个可伸缩式机械臂方向上提前放置有用来更换的空垃圾箱；无人清扫车在无人清扫车定位装置作用下准确停驶在垃圾箱自动解锁及更换装置上另一个可伸缩式机械臂方向的对应位置；此时垃圾箱自动解锁与更换装置通电，两个可伸缩式机械臂分别伸张至与无人清扫车垃圾箱和空垃圾箱贴合，可伸缩式机械臂端部的电子锁ID卡将无人清扫车垃圾箱解锁，同时端部的电磁铁通电，分别吸附住两垃圾箱；两个可伸缩式机械臂收缩，已解锁的无人清扫车垃圾箱和空垃圾箱在电磁铁作用下按机械臂收缩方向沿装置底盘的导轨向装置中心移动，无人清扫车与其上的垃圾箱完成分离过程；分离完成后，垃圾箱自动解锁与更换装置的中心轴2与转盘式底盘1同步旋转180°，带动垃圾箱自动解锁与更换装置上的无人清扫车垃圾箱和空垃圾箱转动，完成两垃圾箱的位置对换；此时无人清扫车与空垃圾箱位于垃圾箱自动解锁与更换装置同侧，可伸缩式机械臂伸张，空垃圾箱按可伸缩式机械臂伸张方向沿导轨移动至与无人清扫车复位，垃圾箱重新锁定；可伸缩式机械臂收缩至原位，垃圾箱自动解锁与更换装置断电，垃圾箱自动更换过程完成。

一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统，用于实现一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法，包括无人清扫车定位装置、垃圾箱容量实时监测装置、垃圾箱自动解锁及更换装置；所述无人清扫车定位装置安装在无人清扫车上，用于确定无人清扫车的位置并使无人清扫车准确停驶在无人清扫车垃圾箱自动更换点指定位置；所述垃圾箱容量实时监测装置安装在无人清扫车的垃圾箱底部，用于实时测量垃圾箱中垃圾重量；所述垃圾箱自动解锁及更换装置放置在垃圾箱自动更换点，用于无人清扫车垃圾箱自动解锁后取出并更换空垃圾箱；所述垃圾箱容量实时监测装置、无人清扫车定位装置与控制器连接；所述控制器与无人清扫车的驱动装置连接。

所述无人清扫车定位装置将无人清扫车的实时位置反馈给控制器。

所述垃圾箱容量实时监测装置为压力传感器；所述垃圾箱容量实时监测装置实时测量垃圾桶中垃圾的重量，并将信号传递给控制器，控制器和预设额定值比较。

所述垃圾箱自动解锁及更换装置包括转盘式底盘1、中心轴2、第一可伸缩式机械臂3-1、第二可伸缩式机械臂3-2、第一电子锁ID卡4-1、第二电子锁ID卡4-2、第一通电式电磁铁5-1和第二通电式电磁铁5-2；所述中心轴2的底部与转盘式底盘1同步旋转；所述第一可伸缩式机械臂3-1、第二可伸缩式机械臂3-2的一端对称设置在中心轴2的两端；所述第一电子锁ID卡4-1、第二电子锁ID卡4-2分别嵌入在第一可伸缩式机械臂3-1、第二可伸缩式机械臂3-2的另一端；所述第一可伸缩式机械臂3-1、第二可伸缩式机械臂3-2的另一端还固定有第一通电式电磁铁5-1和第二通电式电磁铁5-2；所述第一通电式电磁铁5-1和第二通电式电磁铁5-2用于吸附无人清扫车已解锁的垃圾箱；所述第一电子锁ID卡4-1、第二电子锁ID卡4-2用于解锁安装在无人清扫车垃圾箱箱体侧壁安装的电子锁。

所述转盘式底盘1为圆盘型，表面设有用于将无人清扫车及垃圾箱限位的导轨。

本发明的有益效果为：

1)本发明所述一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法及系统智能化程度较高，能够有效降低环卫作业的人工成本，高效完成垃圾箱自动更换工作

2)本发明所述一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法及系统在无人清扫车及其垃圾箱的原有结构和装置上进行改动，结构简单且相应技术较为成熟，适用范围较为广泛；

3)本发明采用自动更换垃圾箱的方式完成无人清扫车的垃圾箱清理，与传统的人工垃圾倾倒和现有的垃圾箱自动倾倒相比，垃圾箱自动更换过程不会出现垃圾撒落等情况，更加清洁卫生；同时垃圾箱自动更换也缩短了原有的无人清扫车垃圾倾倒过程的等待时间，提高了无人清扫车的总体工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明所述一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法的工作流程图；

图2为本发明所述一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统中无人清扫车垃圾箱自动解锁及更换装置一个角度的示意图；

图3为本发明所述一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统中无人清扫车垃圾箱自动解锁及更换装置另一个角度的示意图。

图中：

1、转盘式底盘；

2、中心轴；

3-1、第一可伸缩式机械臂；

3-2、第二可伸缩式机械臂；

4-1、第一电子锁ID卡；

4-2、第二电子锁ID卡；

5-1、第一通电式电磁铁；

5-2、第二通电式电磁铁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统，用于实现一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法，包括无人清扫车定位装置、垃圾箱容量实时监测装置、垃圾箱自动解锁及更换装置。

所述无人清扫车定位装置安装在无人清扫车上，用于确定无人清扫车的位置并使无人清扫车准确停驶在无人清扫车垃圾箱自动更换点指定位置，并且将无人清扫车的位置信息传递给控制器。可以采用雷达、摄像头等装置。

所述垃圾箱容量实时监测装置安装在无人清扫车的垃圾箱底部，用于实时测量垃圾箱中垃圾重量，并且将垃圾重量信息传递给控制器，控制器接收信息后和预设的额定值做比较，如果达到预设额定值，垃圾箱需要更换，控制器在无人清扫车定位装置作用下使无人清扫车驱动装置驱动无人清扫车行驶并停在无人清扫车垃圾箱自动更换点指定位置。

所述垃圾箱容量实时监测装置为压力传感器，通过压力传感器可以检测到垃圾箱中垃圾的重量。

所述垃圾箱自动解锁及更换装置放置在垃圾箱自动更换点，用于将无人清扫车垃圾箱自动解锁后取出并更换空垃圾箱；所述垃圾箱容量实时监测装置、无人清扫车定位装置与控制器连接；所述控制器与无人清扫车的驱动装置连接。

参阅图2和图3，所述垃圾箱自动解锁及更换装置包括转盘式底盘1、中心轴2、第一可伸缩式机械臂3-1、第二可伸缩式机械臂3-2、第一电子锁ID卡4-1、第二电子锁ID卡4-2、第一通电式电磁铁5-1和第二通电式电磁铁5-2。

所述转盘式底盘1为圆盘型，表面设有用于将无人清扫车及垃圾箱限位的导轨，导轨为平行的两条。

所述中心轴2的底部与转盘式底盘1同步旋转，控制器可以控制中心轴2和转盘式底盘1同步旋转。所述第一可伸缩式机械臂3-1、第二可伸缩式机械臂3-2的一端对称设置在中心轴2的两端；所述第一电子锁ID卡4-1、第一电子锁ID卡4-2分别嵌入在第一可伸缩式机械臂3-1、第二可伸缩式机械臂3-2的另一端；所述第一可伸缩式机械臂3-1、第二可伸缩式机械臂3-2的另一端还固定有第一通电式电磁铁5-1和第二通电式电磁铁5-2；所述第一通电式电磁铁5-1和第二通电式电磁铁5-2用于吸附无人清扫车已解锁的垃圾箱；所述第一电子锁ID卡4-1、第二电子锁ID卡4-2用于解锁安装在无人清扫车垃圾箱箱体侧壁安装的电子锁，便于垃圾箱自动解锁及控制装置对无人清扫车垃圾箱的分离与更换。

参阅图1，一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统的自动更换方法，包括以下步骤：

步骤一、无人清扫车启动并前往工作区域；

确定无人清扫车的电量足够且各装置功能正常后启动无人清扫车，使其前往指定的工作区域。

步骤二、无人清扫车在规定区域内正常作业；

所述无人清扫车到达步骤一中的工作区域，进行规定区域内的垃圾清理工作，同时垃圾被收集在无人清扫车的垃圾箱中。

步骤三、通过垃圾箱容量实时监测装置监测垃圾容量是否达到预设额定值，如果达到预设额定值，执行步骤四，如果未达到预设额定值，返回步骤二；

步骤四、无人清扫车停止作业，并驶向垃圾箱自动更换点，最后在定位装置的作用下停驶在垃圾箱自动更换点指定位置；

所述无人清扫车进入垃圾自动更换点后，使得无人清扫车准确停驶在指定位置，与垃圾箱自动解锁与更换装置对正，完成对接过程。

步骤五、通过垃圾箱自动解锁及更换装置将垃圾箱解锁取出并更换空垃圾箱；

所述步骤五的具体方法为：垃圾箱自动更换点的垃圾箱自动解锁与更换装置两端的可伸缩式机械臂待机时均处于收缩状态，同时垃圾箱自动解锁与更换装置的一个可伸缩式机械臂方向上提前放置有用来更换的空垃圾箱；无人清扫车在无人清扫车定位装置作用下准确停驶在垃圾箱自动解锁及更换装置上另一个可伸缩式机械臂方向的对应位置；此时垃圾箱自动解锁与更换装置通电，两个可伸缩式机械臂分别伸张至与无人清扫车垃圾箱和空垃圾箱贴合，可伸缩式机械臂端部的电子锁ID卡将无人清扫车垃圾箱解锁，同时端部的电磁铁通电，分别吸附住两垃圾箱；两个可伸缩式机械臂收缩，已解锁的无人清扫车垃圾箱和空垃圾箱在电磁铁作用下按机械臂收缩方向沿装置底盘的导轨向装置中心移动，无人清扫车与其上的垃圾箱完成分离过程；分离完成后，垃圾箱自动解锁与更换装置的中心轴2与转盘式底盘1同步旋转180°，带动垃圾箱自动解锁与更换装置上的无人清扫车垃圾箱和空垃圾箱转动，完成两垃圾箱的位置对换；此时无人清扫车与空垃圾箱位于垃圾箱自动解锁与更换装置同侧，可伸缩式机械臂伸张，空垃圾箱按可伸缩式机械臂伸张方向沿导轨移动至与无人清扫车复位，垃圾箱重新锁定；可伸缩式机械臂收缩至原位，垃圾箱自动解锁与更换装置断电，垃圾箱自动更换过程完成。

步骤六、无人清扫车更换完毕后返回步骤二。

综上，本发明将无人清扫车与垃圾箱自动更换点结合起来，提高了其整体的智能化程度；提出的自动更换垃圾箱的无人清扫车垃圾处理方式没有垃圾倾倒过程，不会出现垃圾散落等情况，更加清洁卫生。对无人清扫车原有结构的改动较小，适用范围较广；垃圾箱自动更换的方式也缩短了原有的垃圾箱倾倒所需的等待时间，提高了无人清扫车的总体工作效率。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、无人清扫车启动并前往工作区域；

步骤二、无人清扫车在规定区域内正常作业；

步骤三、通过垃圾箱容量实时监测装置监测垃圾容量是否达到预设额定值，如果达到预设额定值，执行步骤四，如果未达到预设额定值，返回步骤二；

步骤四、无人清扫车停止作业，并驶向垃圾箱自动更换点，最后在定位装置的作用下停驶在垃圾箱自动更换点指定位置；

步骤五、通过垃圾箱自动解锁及更换装置将垃圾箱解锁取出并更换空垃圾箱；

步骤六、无人清扫车更换完毕后返回步骤二。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法，其特征在于，所述步骤一的具体方法为：确定无人清扫车的电量足够且各装置功能正常后启动无人清扫车，使其前往指定的工作区域。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法，其特征在于，所述步骤二的具体方法为：所述无人清扫车到达步骤一中的工作区域，进行规定区域内的垃圾清理工作，同时垃圾被收集在无人清扫车的垃圾箱中。

4.根据权利要求1所述的一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法，其特征在于，所述步骤四的具体方法为：

所述无人清扫车进入垃圾自动更换点后，使得无人清扫车准确停驶在指定位置，与垃圾箱自动解锁与更换装置对正，完成对接过程。

5.根据权利要求1所述的一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法，其特征在于，所述步骤五的具体方法为：垃圾箱自动更换点的垃圾箱自动解锁与更换装置两端的可伸缩式机械臂待机时均处于收缩状态，同时垃圾箱自动解锁与更换装置的一个可伸缩式机械臂方向上提前放置有用来更换的空垃圾箱；无人清扫车在无人清扫车定位装置作用下准确停驶在垃圾箱自动解锁及更换装置上另一个可伸缩式机械臂方向的对应位置；此时垃圾箱自动解锁与更换装置通电，两个可伸缩式机械臂分别伸张至与无人清扫车垃圾箱和空垃圾箱贴合，可伸缩式机械臂端部的电子锁ID卡将无人清扫车垃圾箱解锁，同时端部的电磁铁通电，分别吸附住两垃圾箱；两个可伸缩式机械臂收缩，已解锁的无人清扫车垃圾箱和空垃圾箱在电磁铁作用下按机械臂收缩方向沿装置底盘的导轨向装置中心移动，无人清扫车与其上的垃圾箱完成分离过程；分离完成后，垃圾箱自动解锁与更换装置的中心轴2与转盘式底盘1同步旋转180°，带动垃圾箱自动解锁与更换装置上的无人清扫车垃圾箱和空垃圾箱转动，完成两垃圾箱的位置对换；此时无人清扫车与空垃圾箱位于垃圾箱自动解锁与更换装置同侧，可伸缩式机械臂伸张，空垃圾箱按可伸缩式机械臂伸张方向沿导轨移动至与无人清扫车复位，垃圾箱重新锁定；可伸缩式机械臂收缩至原位，垃圾箱自动解锁与更换装置断电，垃圾箱自动更换过程完成。

6.一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统，用于实现一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换方法，其特征在于，包括无人清扫车定位装置、垃圾箱容量实时监测装置、垃圾箱自动解锁及更换装置；所述无人清扫车定位装置安装在无人清扫车上，用于确定无人清扫车的位置并使无人清扫车准确停驶在无人清扫车垃圾箱自动更换点指定位置；所述垃圾箱容量实时监测装置安装在无人清扫车的垃圾箱底部，用于实时测量垃圾箱中垃圾重量；所述垃圾箱自动解锁及更换装置放置在垃圾箱自动更换点，用于无人清扫车垃圾箱自动解锁后取出并更换空垃圾箱；所述垃圾箱容量实时监测装置、无人清扫车定位装置与控制器连接；所述控制器与无人清扫车的驱动装置连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统，其特征在于，所述无人清扫车定位装置将无人清扫车的实时位置反馈给控制器。

8.根据权利要求6所述的一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统，其特征在于，所述垃圾箱容量实时监测装置为压力传感器；所述垃圾箱容量实时监测装置实时测量垃圾桶中垃圾的重量，并将信号传递给控制器，控制器和预设额定值比较。

9.根据权利要求6所述的一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统，其特征在于，所述垃圾箱自动解锁及更换装置包括转盘式底盘(1)、中心轴(2)、第一可伸缩式机械臂(3-1)、第二可伸缩式机械臂(3-2)、第一电子锁ID卡(4-1)、第二电子锁ID卡(4-2)和第一通电式电磁铁(5-1)、第二通电式电磁铁(5-2)；所述中心轴(2)的底部与转盘式底盘(1)同步旋转；所述第一可伸缩式机械臂(3-1)、第二可伸缩式机械臂(3-2)的一端对称设置在中心轴(2)的两端；所述第一电子锁ID卡(4-1)、第二电子锁ID卡(4-2)分别嵌入在第一可伸缩式机械臂(3-1)、第二可伸缩式机械臂(3-2)的另一端；所述第一可伸缩式机械臂(3-1)、第二可伸缩式机械臂(3-2)的另一端还固定有第一通电式电磁铁(5-1)和第二通电式电磁铁(5-2)；所述第一通电式电磁铁(5-1)和第二通电式电磁铁(5-2)用于吸附无人清扫车已解锁的垃圾箱；所述第一电子锁ID卡(4-1)、第二电子锁ID卡(4-2)用于解锁安装在无人清扫车垃圾箱箱体侧壁安装的电子锁。

10.根据权利要求9所述的一种用于无人清扫车的垃圾箱自动更换系统，其特征在于，所述转盘式底盘(1)为圆盘型，表面设有用于将无人清扫车及垃圾箱限位的导轨。

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