CN210883752U - 一种自动化机械手及垃圾车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化机械手及垃圾车，所述自动化机械手包括控制器、信息获取机构、夹持机构和传动机构；所述垃圾车包括上述自动化机械手和垃圾箱。该垃圾车通过使用机械手来实现收集垃圾桶内垃圾的功能，提高作业效率，控制器直接根据传动机构各关节处的伺服电机的运行信息来监控机械手的运动状况，无需其他传感器，节省成本，而且由于采用多个摄像头进行垃圾桶的位置信息获取，提高垃圾桶位置信息的准确性。

Description

一种自动化机械手及垃圾车

技术领域

本实用新型涉及道路清洁设备领域，具体而言，涉及一种自动化机械手及垃圾车。

背景技术

垃圾车主要用于市政环卫及大型厂矿运输各种垃圾，尤其适用于运输小区生活垃圾。垃圾车的诞生与发展对于人类社会来说是一重大发明与创造，尤其是对城市来说。城市人口集中，每天产生的垃圾量很大，而城市土地有限，垃圾的及时处理是一大难题。垃圾车的出现可以帮助环卫工人及时清理垃圾，并有可能现场将垃圾变废为宝，大大的减轻了环卫工人的工作强度，也缓解了城市垃圾问题。垃圾车发展不仅可以解决城市垃圾问题、缓解环卫工人压力。

经过海量检索，发现现有技术中的垃圾车如公开号为CN102658941B公开的一种垃圾车，通过增加举升机构将垃圾箱在工作状态时朝向车头方向倾斜从而解决了污水泄漏的问题；或如公开号为CN105775528A公开的一种垃圾车，通过增加大型机械臂来提升地埋式垃圾桶；或如公开号为CN106628760A通过在垃圾车上增加吸尘器等组件解决现有垃圾车功能比较单一，不能吸尘，且体积较大，存放容腔较小，密封性不好，结构复杂的现象。

综上所述，现有技术中的垃圾车效率低下，在倾倒垃圾时逸散的灰尘、和腐烂味道等容易对运输人员的健康造成损伤。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自动化机械手及垃圾车，以解决所述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自动化机械手，包括控制器、信息获取机构、夹持机构和传动机构；其中，

所述夹持机构，设置在所述传动机构上，用于夹持垃圾桶；

所述传动机构，用于带动所述夹持机构进行立体多角度移动，所述传动机构至少包括首尾相连的两段横向传动臂和两段纵向传动臂，传动臂之间的关节处设置有伺服电机，并由所述伺服电机带动传动臂转动；

所述信息获取机构，用于获取垃圾桶所在位置信息，并传输至控制器；

所述控制器，用于控制传动臂和夹持机构，根据垃圾桶所在位置，控制传动机构移动，带动夹持机构移动至上料位置对垃圾桶进行夹持操作，并控制移动臂转动，带动夹持机构移动至卸料位置，进行卸料。

优选地，所述信息获取机构，获取垃圾桶的位置信息并将输送至控制器，控制器以任意位置作为坐标原点，得到垃圾桶相对于该坐标原点的三维坐标，并根据垃圾桶的三维坐标控制所述传动机构。

优选地，所述控制器根据各个伺服电机的运行信息以及各传动臂的臂长，得出相对于坐标原点传动机构各关节处实时坐标以及夹持机构的实时坐标。

优选地，所述控制器根据垃圾桶的三维坐标、传动机构各关节处实时坐标以及夹持机构的实时坐标，比较传动机构各关节处的实时坐标、夹持机构的实时坐标和垃圾桶的三维坐标，并根据比较结果调整所述传动机构，带动夹持机构移动至上料位置对垃圾桶进行夹持操作。

优选地，所述控制器根据坐标原点得到卸料位置的三维坐标，所述控制器根据垃圾桶的三维坐标、卸料位置的三维坐标、传动机构各关节处实时坐标以及夹持机构的实时坐标，比较传动机构各关节处的实时坐标、夹持机构的实时坐标、卸料位置的三维坐标和垃圾桶的三维坐标，并根据比较结果调整所述传动机构，带动夹持机构移动至卸料位置对垃圾桶进行卸料操作。

优选地，所述信息获取机构为摄像头，摄像头包括多个，分别拍摄不同角度的垃圾桶的画面，并将拍摄得到的垃圾桶的画面传输至控制器。

优选地，所述传动机构包括两段横向传动臂、两段纵向传动臂，分别为第一横向传动臂、第二横向传动臂、第一纵向传动臂、第二纵向传动臂，还包括连接传动臂，所述第一横向传动臂、第二横向传动臂、连接传动臂、第一纵向传动臂和第二纵向传动臂依次首尾转动连接，所述夹持机构设置在所述第二纵向传动臂的末端。

优选地，所述夹持机构包括与传动机构连接的连接部以及对称设置在所述连接部上的夹持臂，所述连接部上对称设置有两个固定柱，所述夹持臂分别与两个所述固定柱转动连接，所述连接部内置有推拉机构，所述推拉机构分别与所述夹持臂同一侧的一端连接。

本实用新型还公开了一种垃圾车，包括上述自动化机械手和垃圾箱。

本实用新型所取得的有益效果是：

1.通过使用机械手来实现收集垃圾桶内垃圾的功能，提高作业效率。

2.控制器直接根据传动机构各关节处的伺服电机的运行信息来监控机械手的运动状况，无需其他传感器，节省成本。

3.采用多个摄像头进行垃圾桶的位置信息获取，提高垃圾桶位置信息的准确性。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本实用新型实施例一种自动化机械手的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一种自动化机械手的又一结构示意图；

图3是本实用新型实施例一种垃圾车的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一种垃圾车的又一结构示意图；

图5是本实用新型实施例夹持机构的结构示意图。

附图标记说明：1-夹持机构、2-传动机构、21-横向传动臂、22-纵向传动臂、3-垃圾桶、4-垃圾箱、5-连接部、6-夹持臂、7-固定柱、8-推拉机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

为了使得本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本实用新型进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本实用新型的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

实施例一：一种自动化机械手，包括控制器、信息获取机构、夹持机构1 和传动机构2；其中，

所述夹持机构1，设置在所述传动机构2上，用于夹持垃圾桶3；

所述传动机构2，用于带动所述夹持机构1进行立体多角度移动，所述传动机构2至少包括首尾相连的两段横向传动臂21和两段纵向传动臂22，传动臂之间的关节处设置有伺服电机，并由所述伺服电机带动传动臂转动；

所述信息获取机构，用于获取垃圾桶3所在位置信息，并传输至控制器；

所述控制器，用于控制传动臂和夹持机构1，根据垃圾桶3所在位置，控制传动机构2移动，带动夹持机构1移动至上料位置对垃圾桶3进行夹持操作，并控制移动臂转动，带动夹持机构1移动至卸料位置，进行卸料。

所述信息获取机构，获取垃圾桶3的位置信息并将输送至控制器，控制器以任意位置作为坐标原点，得到垃圾桶3相对于该坐标原点的三维坐标，并根据垃圾桶3的三维坐标控制所述传动机构2。所述控制器根据各个伺服电机的启停时间、转速、以及各传动臂的臂长，得出相对于坐标原点传动机构2各关节处实时坐标以及夹持机构1的实时坐标。所述控制器根据垃圾桶3的三维坐标、传动机构2各关节处实时坐标以及夹持机构1的实时坐标，比较传动机构2各关节处的实时坐标、夹持机构1的实时坐标和垃圾桶3的三维坐标，并根据比较结果调整所述传动机构2，带动夹持机构1移动至上料位置对垃圾桶3进行夹持操作。所述控制器根据坐标原点得到卸料位置的三维坐标，所述控制器根据垃圾桶3的三维坐标、卸料位置的三维坐标、传动机构2各关节处实时坐标以及夹持机构1的实时坐标，比较传动机构2各关节处的实时坐标、夹持机构1 的实时坐标、卸料位置的三维坐标和垃圾桶3的三维坐标，并根据比较结果调整所述传动机构2，带动夹持机构1移动至卸料位置对垃圾桶3进行卸料操作。在实际应用中，控制器以传动机构2与垃圾车的连接处作为坐标原点，根据该坐标原点，得出垃圾桶3的三维坐标、传动机构2各关节处的实时坐标以及夹持机构1的实时坐标，由于以传动机构2与垃圾车的连接处作为坐标原点，因此当传动机构2处于闲置时，即初始状态时，传动机构2各关节的三维坐标以及夹持机构1的三维坐标都是固定的；当进行卸料操作时，传动机构2将夹持机构1移动至固定位置，进行垃圾箱的卸料操作，夹持机构1进行卸料时的三维坐标也是固定的，因此，垃圾箱的上料以及卸料操作时，信息获取机构获取待上料的垃圾桶3的实时位置信息，控制器以传动机构2与垃圾车的连接处作为坐标原点，根据信息获取机构获取的垃圾桶3的实时位置信息，得到垃圾桶3 相对于坐标原点的三维坐标，根据垃圾桶3的三维坐标通过传动机构2移动夹持机构1对垃圾桶3进行上料操作，垃圾桶3上料完成后，传动机构2移动夹持机构1至固定的卸料位置进行卸料。

更具体的，由于传动机构2各传动臂的臂长是固定的，且，根据各伺服电机的运行信息，如启停时间，转速，以及齿轮比，可知道伺服电机每一次启停后传动臂的转动角度，因此，结合伺服电机所对应传动臂的臂长，容易知道伺服电机每一次启停后，各传动臂关节点的移动距离，将该移动距离放入坐标原点所在的坐标体系，则容易得到各传动臂关节点的实时位置的三维坐标以及夹持机构1的实时位置的三维坐标，根据上述得到的各传动臂关节点的实时位置的三维坐标以及夹持机构1的实时位置的三维坐标，以及结合垃圾桶3的三维坐标、卸料时的固定的三维坐标，控制器控制传动机构2带动夹持机构1对垃圾桶3进行上料卸料操作。

在该实施例中，信息获取机构为摄像头，摄像头包括多个，分别拍摄不同角度的垃圾桶3的画面，并将拍摄得到的垃圾桶3的画面传输至控制器。控制器根据摄像头拍摄的画面，识别分析垃圾桶3的位置信息，并结合坐标原点，得出垃圾桶3的三维坐标，而且由于通过多个摄像头获取画面，所获得的垃圾桶3的位置信息可以进行相互对比，提高位置信息的准确度。

所述传动机构2包括两段横向传动臂21、两段纵向传动臂22，分别为第一横向传动臂、第二横向传动臂、第一纵向传动臂、第二纵向传动臂，还包括连接传动臂，所述第一横向传动臂、第二横向传动臂、连接传动臂23、第一纵向传动臂和第二纵向传动臂依次首尾转动连接，所述夹持机构1设置在所述第二纵向传动臂的末端。

该自动化机械手，通过使用机械手来实现收集垃圾桶3内垃圾的功能，提高作业效率，控制器直接根据传动机构2各关节处的伺服电机的运行信息来监控机械手的运动状况，无需其他传感器，节省成本，而且由于采用多个摄像头进行垃圾桶3的位置信息获取，提高垃圾桶3位置信息的准确性。

实施例二：一种自动化机械手，包括控制器、信息获取机构、夹持机构1 和传动机构2；其中，

所述夹持机构1，设置在所述传动机构2上，用于夹持垃圾桶3；

所述传动机构2，用于带动所述夹持机构1进行立体多角度移动，所述传动机构2至少包括首尾相连的两段横向传动臂21和两段纵向传动臂22，传动臂之间的关节处设置有伺服电机，并由所述伺服电机带动传动臂转动；

所述信息获取机构，用于获取垃圾桶3所在位置信息，并传输至控制器；

所述控制器，用于控制传动臂和夹持机构1，根据垃圾桶3所在位置，控制传动机构2移动，带动夹持机构1移动至上料位置对垃圾桶3进行夹持操作，并控制移动臂转动，带动夹持机构1移动至卸料位置，进行卸料。

所述信息获取机构，获取垃圾桶3的位置信息并将输送至控制器，控制器以任意位置作为坐标原点，得到垃圾桶3相对于该坐标原点的三维坐标，并根据垃圾桶3的三维坐标控制所述传动机构2。所述控制器根据各个伺服电机的运行信息，如启停时间、转速齿轮比等，以及各传动臂的臂长，得出相对于坐标原点传动机构2各关节处实时坐标以及夹持机构1的实时坐标。所述控制器根据垃圾桶3的三维坐标、传动机构2各关节处实时坐标以及夹持机构1的实时坐标，比较传动机构2各关节处的实时坐标、夹持机构1的实时坐标和垃圾桶3的三维坐标，并根据比较结果调整所述传动机构2，带动夹持机构1移动至上料位置对垃圾桶3进行夹持操作。所述控制器根据坐标原点得到卸料位置的三维坐标，所述控制器根据垃圾桶3的三维坐标、卸料位置的三维坐标、传动机构2 各关节处实时坐标以及夹持机构1的实时坐标，比较传动机构2各关节处的实时坐标、夹持机构1的实时坐标、卸料位置的三维坐标和垃圾桶3的三维坐标，并根据比较结果调整所述传动机构2，带动夹持机构1移动至卸料位置对垃圾桶 3进行卸料操作。

该实施例中还公开了一种垃圾车具体地，

该垃圾车，包括上述的自动化机械手和垃圾箱4；

所述自动化机械手，用于夹持垃圾桶3完成收集垃圾动作，安装于所述垃圾车的车身上；

所述垃圾箱42，用于收集从垃圾桶3倒出的垃圾，安装于所述垃圾车的车尾上；

垃圾箱4顶部成形有开口。

使用时，传动机构2将夹持机构1运送到垃圾桶3位置，然后所述夹持机构1将垃圾桶3夹住，然后运送到垃圾箱4顶部的开口处，将垃圾倒入垃圾箱4，再将其送回原位。

实施例三：该实施例与实施例一和实施二基本相同，不同的是，对夹持机构1 进行进一步的优化。具体地为，所述夹持机构1包括与传动机构2连接的连接部5，以及对称设置在所述连接部5上的夹持臂6，所述连接部5上对称设置有两个固定柱7，所述夹持臂6分别与两个所述固定柱7转动连接，所述连接部5 内置有推拉机构，所述推拉机构分别与所述夹持臂6同一侧的一端连接，当所述推拉机构8进行推拉时，可带动夹持臂6以固定柱7为轴转动，使得夹持臂6 的另一端做分开靠近运动，从而实现对垃圾桶3的夹持与松开操作，在该实施例中，该推拉机构8为气缸，实际上，该推拉机构8还可以为油缸或电动缸。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本实用新型，但是应当理解，在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本实用新型的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。在阅读了本实用新型的记载的内容之后，技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本实用新型权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种自动化机械手，其特征在于，包括控制器、信息获取机构、夹持机构和传动机构；其中，

所述夹持机构，设置在所述传动机构上，用于夹持垃圾桶；

所述信息获取机构，用于获取垃圾桶所在位置信息，并传输至控制器；

所述控制器，用于控制传动臂和夹持机构，根据垃圾桶所在位置，控制传动机构移动，带动夹持机构移动至上料位置对垃圾桶进行夹持操作，并控制移动臂转动，带动夹持机构移动至卸料位置，进行卸料；

所述传动机构包括两段横向传动臂、两段纵向传动臂，分别为第一横向传动臂、第二横向传动臂、第一纵向传动臂、第二纵向传动臂，还包括连接传动臂，所述第一横向传动臂、第二横向传动臂、连接传动臂、第一纵向传动臂和第二纵向传动臂依次首尾转动连接，所述夹持机构设置在所述第二纵向传动臂的末端，传动臂之间的关节处设置有伺服电机，并由所述伺服电机带动传动臂转动；

所述夹持机构包括与传动机构连接的连接部以及对称设置在所述连接部上的夹持臂，所述连接部上对称设置有两个固定柱，所述夹持臂分别与两个所述固定柱转动连接，所述连接部内置有推拉机构，所述推拉机构分别与所述夹持臂同一侧的一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动化机械手，其特征在于，所述信息获取机构，获取垃圾桶的位置信息并将输送至控制器，控制器以任意位置作为坐标原点，得到垃圾桶相对于该坐标原点的三维坐标，并根据垃圾桶的三维坐标控制所述传动机构。

3.根据权利要求2所述的一种自动化机械手，其特征在于，所述控制器根据各个伺服电机的运行信息以及各传动臂的臂长，得出相对于坐标原点传动机构各关节处实时坐标以及夹持机构的实时坐标。

4.根据权利要求3所述的一种自动化机械手，其特征在于,所述控制器根据垃圾桶的三维坐标、传动机构各关节处实时坐标以及夹持机构的实时坐标，比较传动机构各关节处的实时坐标、夹持机构的实时坐标和垃圾桶的三维坐标，并根据比较结果调整所述传动机构，带动夹持机构移动至上料位置对垃圾桶进行夹持操作。

5.根据权利要求4所述的一种自动化机械手，其特征在于,所述控制器根据坐标原点得到卸料位置的三维坐标，所述控制器根据垃圾桶的三维坐标、卸料位置的三维坐标、传动机构各关节处实时坐标以及夹持机构的实时坐标，比较传动机构各关节处的实时坐标、夹持机构的实时坐标、卸料位置的三维坐标和垃圾桶的三维坐标，并根据比较结果调整所述传动机构，带动夹持机构移动至卸料位置对垃圾桶进行卸料操作。

6.根据权利要求1所述的一种自动化机械手，其特征在于，所述信息获取机构为摄像头，摄像头包括多个，分别拍摄不同角度的垃圾桶的画面，并将拍摄得到的垃圾桶的画面传输至控制器。

7.一种垃圾车，其特征在于，包括垃圾箱、和如权利要求1-6任一项所述的一种自动化机械手。

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