CN220535971U - 一种全季候模块化城市清洁车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全季候模块化城市清洁车，涉及城市清洁技术、模块化设计、机械臂技术、喷洒系统和无人机技术以及可持续设计等多个技术领域，包括无人机、机械臂静电吸附装置，无线充电升降台、模块化机械臂，所述无人机包括六个旋翼，十二个喷洒口，一个药水箱，一块电池，两个光学摄像传感器，机身包机壳，模块化电池和模块化药水箱，所述药水箱设有进水口，导水管，所述电池上设有固定接口。本实用新型通过采用无人机、机械臂静电吸附装置，无线充电升降台、模块化机械臂的设置，减轻了环卫工人的劳动强度，改善了工作环境，提高了工作效率，使得全季候模块化城市清洁车可以更有效地清理垃圾、清洗公共区域，提升了城市环境质量。

Description

一种全季候模块化城市清洁车

技术领域

本实用新型涉及城市清洁技术、模块化设计、机械臂技术、喷洒系统和无人机技术以及可持续设计等多个技术领域，具体为一种全季候模块化城市清洁车。

背景技术

随着城市化进程的推进，城市建设已经取得较好的成绩，但在实际建设中，还面临着城市环境问题。飞絮便是其中之一，在植物繁殖季节，树木和花草的种子、花粉等通过风力传播，导致大量飞絮漂浮在城市空气中。这些飞絮在城市道路、广场、停车场等公共场所积聚，给城市环境和居民生活带来不便和困扰，还会引发过敏症状，甚至变异性哮喘，会严重影响居民的生活品质。

目前，城市主要依靠环卫工人以人力的方式去处理季节性飞絮问题，但这种方式存在着效率低，人工成本高，费时费力且效果不显著等问题。以人力的方式，需要投入大量的人力资源，但清理速度缓慢，以及覆盖面积小，不能解决城市大面积的季节性飞絮肆意飘荡的问题。此外，季节性飞絮问题是周期性的，城市则需要持续进行清理工作，而人工清洁的可持续性难以保障。

为了解决这一问题，技术领域出现了一些相关技术。其中一种是喷洒特定药水以使飞絮降落，但现有的喷洒系统存在喷洒范围小，药水箱容量以及电池容量小，喷洒效果不佳等问题。另一种技术就是静电吸附装置，但如今现有的静电吸附装置大多不能够大面积运用来处理飞絮问题，以及操作的灵活性、方便性欠佳。

因此，需要一种全新的技术方案来解决季节性飞絮问题。这种方案应该具备高效清理、适应不同场景和季节的能力，并具备可持续发展的特点，以提高城市清洁效率和质量，为此，团队设计了一款全季候模块化城市清洁车，用以解决城市季节性飞絮问题以及全季候的城市环境问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全季候模块化城市清洁车，以解决上述背景技术中提出的为解决季节性飞絮，依赖喷洒系统和静电吸附装置，但是现有的喷洒系统喷洒范围小，药水箱容量以及电池容量小，喷洒效果不佳，静电吸附装置大多不能够大面积运用来处理飞絮问题，以及操作的灵活性、方便性欠佳的问题。

本实用新型提供一种全季候模块化城市清洁车，采用如下的技术方案：

一种全季候模块化城市清洁车，包括无人机、机械臂静电吸附装置，无线充电升降台、模块化机械臂，所述无人机包括六个旋翼，十二个喷洒口，一个药水箱，一块电池，两个光学摄像传感器，机身包机壳，模块化电池和模块化药水箱，所述药水箱设有进水口，导水管，所述电池上设有固定接口。无人机上的光学摄像传感器可以使用户更有效地处理城市飞絮问题，通过使用模块化电池和模块化药水箱，节省了加水和充电的时间，极大的提高了工作效率，通过最大限度地减少喷雾，不仅有效处理飞絮问题，而且节省大量的时间和精力。

优选的，所述机械臂静电吸附装置包括底盘电源，基座底盘，Ⅰ关节，Ⅱ关节，Ⅲ关节，Ⅳ关节，Ⅴ关节，Ⅵ关节，Ⅶ关节，Ⅷ关节。

优选的，所述基座底盘设有接口，所述接口与底盘电源相接入，所述Ⅰ关节位于基座底盘之上，所述Ⅱ关节位于Ⅰ关节之上，所述Ⅲ关节位于Ⅱ关节之上，所述Ⅳ关节位于Ⅲ关节之上，所述Ⅴ关节位于Ⅳ关节之上，所述Ⅵ关节位于Ⅴ关节之上，所述Ⅶ关节和Ⅷ关节位于机械臂的末端。使机械臂具有很好的旋转和定位能力，以适应不同的工作任务和工件要求。

优选的，所述无线充电升降台包括底座，环槽，升降台调节支架，无线充电台和四个固定支架。

优选的，所述底座顶部开设有环槽，所述环槽的内部安装有升降台调节支架，所述升降台调节支架的顶部固定连接有无线充电台，所述无线充电台的顶部安装有固定支架。无人机没电时，用户在终端操作，使得升降台调节支架升高，无人机飞回无线充电台时，四个固定支架将牢牢固定住无人机。

优选的，所述模块化机械臂包括模块化机械臂除草装置和模块化机械臂吹尘装置。

优选的，所述Ⅷ关节可替换为模块化机械臂除草装置或模块化机械臂吹尘装置。在处理非季候的环境问题的方面，可以替换Ⅷ关节为模块化机械臂除草装置去处理城市草坪生长不规律的问题；或者替换模块化机械臂吹尘装置去处理草坪树叶和杂物过多的问题。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.无人机模块化水箱、电池设计：有效解决无人机水箱容量小以及电池续航短的问题，提高工作效率。静电吸附原理在治理城市飞絮问题的优势：具有高效捕集、广泛适用性、非接触性、高精度控制和无化学污染等优势。

2.利用无人机以及机械臂静电吸附装置协同工作的设计：具有综合作业能力、灵活适应性、扩展工作范围、提高安全性以及提高效率和准确性等优势。模块化机械臂的设计：使用可持续化设计原则，考虑非季节性的环境问题以及多功能设计的因素，模块化机械臂的设计具有灵活性和可定制性、易于扩展和升级、维护和维修便捷、交互性和通用性以及成本效益等优势。这种设计可以满足不同行业和任务的需求，提高机械臂的适应性、可靠性和经济性。

3.多功能模块化设计的清洁车对于人的影响：减轻了环卫工人的劳动强度，改善了环卫工人的工作环境和工作条件。这有助于降低工人的疲劳程度，增强了可靠性和安全性，提高了工作效率。多功能模块化设计的清洁车对于社会和经济的影响：全季候模块化城市清洁车可以更有效地清理垃圾、扫除街道、清洗公共区域，提升了城市环境质量，提高了清洁效率以及推动了经济的发展。

附图说明

图1是本发明的无人机的俯视图。

图2是本发明的模块化电池结构图。

图3是本发明的模块化药水箱结构图。

图4是本发明的模块化机械臂结构图。

图5是本发明的机械臂的基座底盘结构图。

图6是本发明的无线充电升降台的结构图。

图7是本发明的无线充电台的固定支架结构图。

图8是本发明的模块化机械臂除草装置结构图。

图中：1、旋翼；2、喷洒口；3、导水管；4、药水箱；5、光学摄像传感器；6、固定接口；7、电池；8、进水口；9、机身包机壳；10、模块化电池；11、模块化药水箱；12、底盘电源；13、基座底盘；14、Ⅰ关节；15、Ⅱ关节；16、Ⅲ关节；17、Ⅳ关节；18、Ⅴ关节；19、Ⅵ关节；20、Ⅶ关节；21、Ⅷ关节；22、接口；23、底座；24、环槽；25、升降台调节支架；26、无线充电台；27、固定支架；28、模块化机械臂除草装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图1-图5对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型提供的一种实施例：参阅图1，图2和图3，一种全季候模块化城市清洁车，包括无人机、机械臂静电吸附装置，无线充电升降台、机械臂，无人机包括六个旋翼1，十二个喷洒口2，一个药水箱4，一块电池7，两个光学摄像传感器5，机身包机壳9，模块化电池10和模块化药水箱11，药水箱4设有进水口8，导水管3，电池7设有包括固定接口6，工作时光学摄像传感器5将自动开启，无人机正式工作之前会围绕工作场景一圈，将飞絮的实时图像传输到用户终端，用户可以在终端根据飞絮的分布情况，规划工作路线，也可以在终端操作喷洒相应量的药水，在无人机用完电池7或药水箱4时，用户可以替换模块化电池10以及模块化药水箱11，以此来达到高效作业的目的，无人机上的光学摄像传感器5可以使用户更有效地处理城市飞絮问题，通过使用模块化电池10和模块化药水箱11，节省了加水和充电的时间，极大的提高了工作效率，通过最大限度地减少喷雾，不仅有效处理飞絮问题，而且节省大量的时间和精力，

参阅图4和图5，机械臂静电吸附装置包括底盘电源12，基座底盘13。Ⅰ关节14，Ⅱ关节15，Ⅲ关节16，Ⅳ关节17，Ⅴ关节18，Ⅵ关节19，Ⅶ关节20，Ⅷ关节21，基座底盘13设有接口22，接口22与底盘电源12相接入，基座底盘13用于支撑和定位机械臂，Ⅰ关节14位于基座底盘13之上，Ⅰ关节14基座关节是机械臂连接到基座底盘13的关节，它提供了机械臂在水平方向的旋转和定位功能，允许机械臂在基座周围进行旋转运动，为机械臂提供基本的定向能力，Ⅱ关节15肩关节位于Ⅰ关节14之上，它使机械臂能够在垂直平面上旋转，Ⅱ关节15提供机械臂的上下运动自由度，使机械臂能够抬高或放低，Ⅲ关节16肘关节位于Ⅱ关节15之上，它允许机械臂在垂直平面上进行弯曲和伸展运动，Ⅲ关节使机械臂能够具有更灵活的运动能力，实现前后伸展和屈曲，Ⅳ关节17腕关节位于Ⅲ关节16之上，它提供机械臂在垂直平面上的旋转能力，Ⅳ关节17使机械臂能够实现手腕的旋转和定位，从而调整末端执行器的方向，Ⅴ关节18手腕关节位于Ⅳ关节17之上，它提供机械臂在垂直平面上的旋转能力，Ⅵ关节19位于Ⅴ关节18之上，Ⅵ关节19使机械臂能够灵活地调整末端执行器的姿态和方向，Ⅶ关节20和Ⅷ关节21位于机械臂的末端，用于连接末端执行器或工具，它使末端执行器具有额外的旋转和定位能力，以适应不同的工作任务和工件要求，Ⅷ关节21附加关节是一种可选的关节，在处理飞絮的问题中，搭载了有静电吸附装置的关节。

参阅图6和图7，无线充电升降台包括底座23，环槽24，升降台调节支架25，无线充电台26和四个固定支架27，底座23顶部开设有环槽24，环槽24的内部安装有升降台调节支架25，升降台调节支架25的顶部固定连接有无线充电台26，无线充电台26的顶部安装有固定支架27，具体工作时，无人机没电时，用户在终端操作，使得升降台调节支架25升高，无人机飞回无线充电台26时，四个固定支架27将牢牢固定住无人机。

参阅图8，模块化机械臂包括模块化机械臂除草装置28和模块化机械臂吹尘装置，Ⅷ关节21可替换为模块化机械臂除草装置28或模块化机械臂吹尘装置，具体工作时，在处理非季候的环境问题的方面，可以替换Ⅷ关节21为模块化机械臂除草装置去处理城市草坪生长不规律的问题；或者替换模块化机械臂吹尘装置去处理草坪树叶和杂物过多的问题。

工作原理：使用该种全季候模块化城市清洁车时，首先，当清洁车到达工作地点之后，用户可使用终端装置控制无人机从无线升降台26中起飞，无人机正式工作之前会围绕工作场景一圈，通过光学摄像传感器，得到飞絮分布的实时图像。用户得到飞絮分布的实时图像数据，根据数据，可以规划无人机的工作路线。此外用户也可以根据飞絮分布的情况，在终端装置上合理操作并调整喷洒口2喷洒药水的量。（在无人机电池电量低或药水箱药水量低时，终端系统会收到特定信号，操作无人机回到用户旁。）。无人机工作的同时，清洁车中的机械臂也可同时进行工作。在起始状态的时候，机械臂各个关节角度都为0°，用户在终端装置上发出旋转角度指令，使得机械臂旋转到工作位置。在起始状态下，发送[-90°，0°，20°，0°，180°，40°，90°]旋转指令，Ⅰ关节14在水平面平滑旋转-90°，Ⅲ关节16在垂直面旋转20°，Ⅴ关节18在垂直面旋转-180°，Ⅵ关节19在垂直面旋转40°Ⅶ关节20在垂直面旋转90°，Ⅷ关节21在垂直面旋转80°，其中Ⅱ关节15和Ⅳ关节17不需旋转(或根据工作内容，旋转较小角度)。用户在终端点击开始工作，机械臂便开始工作。考虑到人机工程学因素，清洁车还搭载半自动跟随系统，用户在终端装置开启跟随之后，清洁车便可以低速跟随用户，实现高效作业。无人机工作结束之后，用户在终端发出指令之后，升降调节支架25将会自动升起，无人机飞回时，四个固定支架27将会牢牢固定住无人机，进行无线充电。在处理非季节性环境问题时，可以替换Ⅷ关节21为模块化机械臂除草装置28或模块化机械臂吹尘装置，以达到可持续化设计的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种全季候模块化城市清洁车，包括无人机、机械臂静电吸附装置，无线充电升降台、模块化机械臂，其特征在于：所述无人机包括六个旋翼（1），十二个喷洒口（2），一个药水箱（4），一块电池（7），两个光学摄像传感器（5），机身包机壳（9），模块化电池（10）和模块化药水箱（11），所述药水箱（4）设有进水口（8），导水管（3），所述电池（7）上设有固定接口（6）;

所述机械臂静电吸附装置包括底盘电源（12），基座底盘（13），Ⅰ关节（14），Ⅱ关节（15），Ⅲ关节（16），Ⅳ关节（17），Ⅴ关节（18），Ⅵ关节（19），Ⅶ关节（20），Ⅷ关节（21）;

所述基座底盘（13）设有接口（22），所述接口（22）与底盘电源（12）相接入，所述Ⅰ关节（14）位于基座底盘（13）之上，所述Ⅱ关节（15）位于Ⅰ关节（14）之上，所述Ⅲ关节（16）位于Ⅱ关节（15）之上，所述Ⅳ关节（17）位于Ⅲ关节（16）之上，所述Ⅴ关节（18）位于Ⅳ关节（17）之上，所述Ⅵ关节（19）位于Ⅴ关节（18）之上，所述Ⅶ关节（20）和Ⅷ关节（21）位于机械臂的末端。

2.根据权利要求1所述的一种全季候模块化城市清洁车，其特征在于：所述无线充电升降台包括底座（23），环槽（24），升降台调节支架（25），无线充电台（26）和四个固定支架（27）。

3.根据权利要求2所述的一种全季候模块化城市清洁车，其特征在于：所述底座（23）顶部开设有环槽（24），所述环槽（24）的内部安装有升降台调节支架（25），所述升降台调节支架（25）的顶部固定连接有无线充电台（26），所述无线充电台（26）的顶部安装有固定支架（27）。

4.根据权利要求3所述的一种全季候模块化城市清洁车，其特征在于：所述模块化机械臂包括模块化机械臂除草装置（28）和模块化机械臂吹尘装置。

5.根据权利要求4所述的一种全季候模块化城市清洁车，其特征在于：所述Ⅷ关节（21）可替换为模块化机械臂除草装置（28）或模块化机械臂吹尘装置。