CN114575293A - 一种树叶自动清扫装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种树叶自动识别及清扫装置，包括：包括收集模块、运输模块、处理模块、探测模块和控制系统；处理模块包括箱体以及位于箱体内的粉碎机构和排放机构，粉碎机构包括两根齿轮轴和第一驱动机构，两根齿轮轴安装有螺旋刀片，第二驱动机构驱动两根所述齿轮轴反向旋转；排放机构包括推块和驱动推块移动的第二驱动机构；探测模块用于探测前方障碍物及判断是否为树叶，探测模块、收集模块和运输模块均与控制系统连接，探测模块探测到树叶后，控制系统控制收集模块收集树叶，并通过运动模块将树叶传递至粉碎机构。本发明能够实现树叶的自动化清扫及排放。

Description

一种树叶自动清扫装置
技术领域
本发明涉及自动控制及机械传动领域，尤其涉及一种树叶自动清扫装置。
背景技术
我国对于树叶清扫车的研究，是从纯扫式清扫机车开始的，之后才进行吸扫式清扫机车的研究,我国的第一台吸扫式清扫汽车，诞生于于20世纪60年代。在此之前，我国的纯扫式清扫车的清扫效率只有80％，由此被提高到了90％以上。
近几年，很多学者进行了新型落叶清扫车的研究。不同于大型清扫车，他们大多体积小，或由工作人员推动进行落叶清扫，或自主行驶避障进行工作，其驱动方式大多采用电动。因为电动属于清洁能源，无污染物排放，且噪声小，对环境的影响低。对于落叶的收集，目前主要有风机负压吸入式，盘刷或者滚刷扫入式。收集后对落叶进行粉碎处理。目前我国较多使用的还是大中型的树叶清扫机或者人工清扫，效率相对较低。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种树叶自动清扫装置，实现树叶的自动化清扫及排放。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种树叶自动识别及清扫装置，包括：包括收集模块、运输模块、处理模块、探测模块和控制系统；
所述处理模块包括箱体以及位于所述箱体内的粉碎机构和排放机构，所述粉碎机构包括两根齿轮轴和第一驱动机构，两根所述齿轮轴上安装均安装有螺旋刀片，所述第二驱动机构驱动两根所述齿轮轴反向旋转；所述排放机构位于所述粉碎机构的正下方，包括推块和第二驱动机构，所述第二驱动机构驱动所述推块滑动，将经过粉碎机构粉碎后的树叶推出箱体；
所述探测模块用于探测前方障碍物及判断是否为树叶，所述探测模块、所述收集模块和所述运输模块均与所述控制系统连接，所述探测模块探测到树叶后，所述控制系统控制所述收集模块收集树叶，并通过所述运动模块将树叶传递至所述粉碎机构。
进一步地，所述收集模块包括滚刷和第三驱动机构，所述滚刷的轴线与地面平行，所述第三驱动机构驱动所述滚刷旋转。
进一步地，所述第三驱动机构包括第一电机、第二电机、链轮和链条、第一滚动轴及第一带座轴承，所述滚刷安装于所述第一滚动轴上，所述第一滚动轴两端通过第一带座轴承支撑，所述第一电机及第二电机通过链轮和链条驱动所述第一滚动轴绕自身轴线转动，所述第一电机及第二电机均与所述控制系统连接。
进一步地，所述处理模块还包括第一传感器，用于探测所述箱体内的树叶高度，所述第一传感器和所述第二驱动机构均与所述控制系统连接，所述控制系统根据所述第一传感器传递的信号控制所述第二驱动机构。
进一步地，所述所述处理模块还包括第一水箱及第二水箱，所述第一水箱和所述第二水箱均位于所述箱体内并位于所述粉碎机构的两侧下方，所述第一水箱和所述第二水箱之间设有空隙，所述粉碎机构位于所述空隙正上方；
所述第一水箱和所述第二水箱的侧壁底部设有缝隙，所述缝隙处设有海绵，所述第一水箱和所述第二水箱内装有水和腐熟剂。
进一步地，所述第一水箱和所述第二水箱顶部设有盖板，所述盖板相对所述箱体的底壁向所述空隙倾斜。
进一步地，所述运输模块包括滑板支撑架、第二带座轴承、第二滚动轴、第三滚动轴及皮带、滑板、第三带座轴承和第四驱动机构，所述第二滚动轴两端通过第二带座轴承支撑，所述第三滚动轴两端通过第三带座轴承支撑，所述皮带张紧于所述第二滚动轴和所述第三滚动轴上，所述皮带与地面成45°角度，所述第二滚动轴及所述第三滚动轴均平行于所述第一滚动轴，所述滑板倾斜安装于所述滑板支撑架上，所述皮带将树叶传递至滑板上，树叶从滑板上落入粉碎机构上，第四驱动机构与所述控制系统连接，所述第四驱动机构驱动所述第三滚动轴转动。
进一步地，所述第一驱动机构包括第三电机、第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮安装于所述第三电机的电机轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，两根所述齿轮轴分别与所述第一齿轮、所述第二齿轮啮合。
进一步地，所述第二驱动机构包括第四电机、齿条和第三齿轮，所述齿条和第三齿轮啮合，所述推块安装于所述齿条316上，所述第四电机驱动所述第三齿轮旋转。
进一步地，所述探测模块包括第二传感器和微型相机，所述微型相机和所述第二传感器均与所述控制系统连接。
本发明的有益效果：
本发明利用滚刷将树叶扫入装置内，然后由传送带将扫入的树叶传送至滑板上，通过树叶自身的重力滑入处理模块的箱体内，先经螺旋形刀片将树叶搅碎，同时，水箱中的液体通过海绵缓缓渗入切碎的树叶中，当树叶堆积高度至红外传感器时，控制系统控制排放机构将槽内树叶排放到指定的区域中，实现树叶的回收再利用，该装置工作效率高，结构简单，成本低廉。
附图说明
图1为根据本发明实施例的一种树叶自动清扫装置的结构示意图1；
图2为图1中收集模块的结构示意图；
图3为图1中运输模块的结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为图1中处理模块的结构示意图；
图6为图1中粉碎机构的结构示意图；
图7为图1中推块的结构示意图；
图8为根据本发明实施例的一种树叶自动清扫装置的结构示意图2。
附图标记：
1.收集模块；101.第一带座轴承；102.滚刷；103.链轮；104.第一滚动轴；105.第一电机；106.电机支架；107.第二电机；108.链条；2.运输模块；201.滑板支撑架；202.第二带座轴承；203.第二滚动轴；204.皮带；205.第三滚动轴；206.第三带座轴承；207.滑板；3.处理模块；301.固定板；302.电机支架；303第一水箱.；304.箱体；305.传感器支架；306.第一传感器；307.仓盖；308.弹簧门；309.第二水箱；310.滚动轴承；311.换向齿轮；312.刀片；313.齿轮轴；314.第三电机；315.轴承支座；316.齿条；317.第四电机；318.推块；4.探测模块；401.第二传感器；402.微型相机。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的一种树叶自动清扫装置。
请参阅图1至图8，根据本发明实施例的一种树叶自动清扫装置，包括收集模块1、运输模块2、处理模块3、探测模块4和控制系统。
如图2所示，收集模块1包括滚刷102和第三驱动机构，第三驱动机构包括第一电机105、第二电机107、电机支架106、链轮103和链条108、第一滚动轴104及第一带座轴承101，滚刷102安装于第一滚动轴104上，第一滚动轴104两端通过第一带座轴承101支撑，且第一滚动轴104的轴线与地面平行。第一电机105及第二电机107通过第一电机105及第二电机107、链轮103和链条108驱动第一滚动轴104绕自身轴线转动，从而使得滚刷102旋转，将树叶扫入运输模块2。第一电机105及第二电机107均与控制系统连接，电机支架106对第一电机105及第二电机107其固定作用。
如图3和图4所示，运输模块2包括滑板支撑架201、第二带座轴承202、第二滚动轴203、第三滚动轴205及皮带204、滑板207、第三带座轴承206和第四驱动机构。第二滚动轴203两端通过第二带座轴承202支撑，第三滚动轴205两端通过第三带座轴承206支撑，皮带204张紧于第二滚动轴203和第三滚动轴205上，第三滚动轴205位于第二滚动轴203的斜上方，使得皮带204与地面成45°角度，第二滚动轴203及第三滚动轴205的轴线均平行于第一滚动轴104，滑板207倾斜安装于滑板支撑架201上。滚刷102旋转，将树叶扫入至皮带204上，皮带204将树叶传递至滑板207上，树叶从滑板207上落入粉碎机构上，第四驱动机构与控制系统连接，第四驱动机构驱动第三滚动轴205转动。
如图5所示，处理模块3包括箱体304以及位于箱体304内的粉碎机构、排放机构、第一传感器306、弹簧门308、第一水箱303及第二水箱309。箱体304顶部开口，侧壁上设有仓盖307，仓盖307能够打开。第一水箱303及第二水箱309均位于箱体304内并位于粉碎机构的两侧下方，第一水箱303和第二水箱309之间设有空隙。
如图6所示，粉碎机构位于滑板207下方，第一水箱303和第二水箱309之间空隙的正上方；粉碎机构包括两根齿轮轴313和第一驱动机构，两根齿轮轴313上安装均安装有螺旋刀片312，第一驱动机构包括第三电机314、第一齿轮和第二齿轮311，第一齿轮安装于第三电机314的电机轴上，第一齿轮与第二齿轮311啮合，两根齿轮轴313分别与第一齿轮、第二齿轮311啮合，两根齿轮轴313反向旋转，使得螺旋刀片312均让两个齿轮轴中间旋转，树叶落入至螺旋刀片312上，被两个螺旋刀片312粉碎。
排放机构位于第一水箱303和第二水箱309之间空隙位置，如图7所示，排放机构包括推块318和第二驱动机构，第二驱动机构包括第四电机317、齿条316和第三齿轮，推块318安装于齿条316上，第四电机317驱动第三齿轮旋转，第三齿轮与齿条316啮合，使得齿条316做直线移动，从而使得推块318直线移动，
第一水箱303和第二水箱309的侧壁底部设有缝隙，缝隙处设有海绵，第一水箱303和第二水箱309内装有水和腐熟剂，水和腐熟剂会通过水箱侧面的海绵缓缓渗入树叶中，确保树叶排出后可以尽快降解。
作为优选方式，第一水箱303和第二水箱309顶部设有盖板，防止树叶落入水箱，且盖板相对箱体304的底壁向两个水箱之间的空隙倾斜，保证落入到盖板上的树叶能够划入至排放机构。
第一传感器306安装于传感器支架305，用于探测箱体304内树叶堆积的高度，第一传感器306和第二驱动机构均与控制系统连接，控制系统根据第一传感器306传递的信号控制第二驱动机构，使得推块318直线移动，将堆积的树叶推走并从弹簧门308压出，打开仓盖307可将树叶清理出箱体304。
如图8所示，探测模块4用于探测前方障碍物及判断是否为树叶，包括第二传感器402和微型相机401，微型相机401和第二传感器402均与控制系统连接。
根据本发明实施例的一种树叶自动清扫装置的工作过程：
将树叶自动清扫装置置于指定的道路上，装置向前运行。探测模块4中的微型相机401及第二传感器402对前方路况进行采样，将数据传回至控制系统，控制系统根据探测模块4的信号判断是否前进。若继续前进，则第一电机105及第二电机107启动，带动滚刷102转动，将树叶扫入传动带204上。同时第四驱动机构驱动第三滚动轴205转动，使得皮带204的转动，将树叶运输到滑板207上，通过树叶的重力落入粉碎机构中，第三电机314启动，螺旋刀片312将树叶切碎，树叶落入第一水箱303、第二水箱309上及两个水箱之间的空隙中，落在水箱上的树叶由于水箱顶板的倾斜也会落入两个水箱之间的空隙中。第一水箱303及第二水箱309中的水和腐熟剂会通过水箱侧面的海绵缓缓渗入树叶中，确保树叶排出后可以尽快降解，当箱体304内的树叶堆积至第一传感器306时，第一传感器306将信息传入控制系统，装置自动运行至规定区域，第四电机317启动，将滑块317向前推动，位于空隙中的树叶将从弹簧门308压出，打开仓盖307可将树叶清理出箱体304。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，包括：包括收集模块(1)、运输模块(2)、处理模块(3)、探测模块(4)和控制系统；
所述处理模块(3)包括箱体(304)以及位于所述箱体(304)内的粉碎机构和排放机构，所述粉碎机构包括两根齿轮轴(313)和第一驱动机构，两根所述齿轮轴(313)上安装均安装有螺旋刀片(312)，所述第二驱动机构驱动两根所述齿轮轴(313)反向旋转；所述排放机构位于所述粉碎机构的正下方，包括推块(318)和第二驱动机构，所述第二驱动机构驱动所述推块滑动，将经过粉碎机构粉碎后的树叶推出箱体(304)；
所述探测模块(4)用于探测前方障碍物及判断是否为树叶，所述探测模块(4)、所述收集模块(1)和所述运输模块(2)均与所述控制系统连接，所述探测模块(4)探测到树叶后，所述控制系统控制所述收集模块(1)收集树叶，并通过所述运动模块(2)将树叶传递至所述粉碎机构。
2.根据权利要求1所述的树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，所述收集模块(1)包括滚刷(102)和第三驱动机构，所述滚刷(102)的轴线与地面平行，所述第三驱动机构驱动所述滚刷(102)旋转。
3.根据权利要求2所述的树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，所述第三驱动机构包括第一电机(105)、第二电机(107)、链轮(103)和链条(108)、第一滚动轴(104)及第一带座轴承(101)，所述滚刷(102)安装于所述第一滚动轴(104)上，所述第一滚动轴(104)两端通过第一带座轴承(101)支撑，所述第一电机(105)及第二电机(107)通过链轮(103)和链条(108)驱动所述第一滚动轴(104)绕自身轴线转动，所述第一电机(105)及第二电机(107)均与所述控制系统连接。
4.根据权利要求1所述的树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，所述处理模块(3)还包括第一传感器(306)，用于探测所述箱体(304)内的树叶高度，所述第一传感器(306)和所述第二驱动机构均与所述控制系统连接，所述控制系统根据所述第一传感器(306)传递的信号控制所述第二驱动机构。
5.根据权利要求1所述的树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，所述所述处理模块(3)还包括第一水箱(303)及第二水箱(309)，所述第一水箱(303)和所述第二水箱(309)均位于所述箱体(304)内并位于所述粉碎机构的两侧下方，所述第一水箱(303)和所述第二水箱(309)之间设有空隙，所述粉碎机构位于所述空隙正上方；
所述第一水箱(303)和所述第二水箱(309)的侧壁底部设有缝隙，所述缝隙处设有海绵，所述第一水箱(303)和所述第二水箱(309)内装有水和腐熟剂。
6.根据权利要求5所述的树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，所述第一水箱(303)和所述第二水箱(309)顶部设有盖板，所述盖板相对所述箱体(304)的底壁向所述空隙倾斜。
7.根据权利要求1所述的树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，所述运输模块(2)包括滑板支撑架(201)、第二带座轴承(202)、第二滚动轴(203)、第三滚动轴(205)及皮带(204)、滑板(207)、第三带座轴承(206)和第四驱动机构，所述第二滚动轴(203)两端通过第二带座轴承(202)支撑，所述第三滚动轴(205)两端通过第三带座轴承(206)支撑，所述皮带(204)张紧于所述第二滚动轴(203)和所述第三滚动轴(205)上，所述皮带(204)与地面成45°角度，所述第二滚动轴(203)及所述第三滚动轴(205)均平行于所述第一滚动轴(104)，所述滑板(207)倾斜安装于所述滑板支撑架(201)上，所述皮带(204)将树叶传递至滑板(207)上，树叶从滑板(207)上落入粉碎机构上，第四驱动机构与所述控制系统连接，所述第四驱动机构驱动所述第三滚动轴(205)转动。
8.根据权利要求1所述的树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括第三电机(314)、第一齿轮和第二齿轮(311)，所述第一齿轮安装于所述第三电机(314)的电机轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮(311)啮合，两根所述齿轮轴(313)分别与所述第一齿轮、所述第二齿轮(311)啮合。
9.根据权利要求1所述的树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括第四电机(317)、齿条(316)和第三齿轮，所述齿条(316)和第三齿轮啮合，所述推块(318)安装于所述齿条316上，所述第四电机(317)驱动所述第三齿轮旋转。
10.根据权利要求1所述的树叶自动识别及清扫装置，其特征在于，所述探测模块(4)包括第二传感器(402)和微型相机(401)，所述微型相机(401)和所述第二传感器(402)均与所述控制系统连接。
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