CN107881971A - 落叶自动清扫机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种落叶自动清扫机，包括：落叶收集器，主机，传感器，控制器和辅助吸叶装置。本发明要解决的技术问题是提供一种可实现落叶的自动清扫和手动清扫，并对粉碎后的落叶进行压缩的智能化落叶自动清扫机。清扫路线和区域方面可实现手动设置；配备多种传感器，可实现自动避障、落叶识别、电量监控等，当电量过低时，可预留部分电量以便寻找充电器进行充电；清扫机机座配备有太阳能电池板，在户外工作时，可利用太阳能对蓄电池充电。

Description

落叶自动清扫机

技术领域

本发明涉及一种智能机械装置，尤其是一种落叶自动清扫机。

背景技术

每到秋末初冬，树叶在枝头慢慢变黄，最后随风飘落，尤其是每次清晨，都会有大量的树叶飘落在地上，落叶虽美，但也给环卫工人带来了很大的负担，每天都要在寒冷的风中打扫飘落的树叶，而树叶有时却还在不断飘落，需要及时将所有的树叶扫干净。而树叶数量一旦很多，相应的体积也会变的很大，使得树叶的运输面临很大困难。

国家知识产权局于2014年04月23日公开了一份申请名称为“落叶清扫机”的发明专利（公开号为：CN 103741628 A），本发明涉及一种落叶清扫机，包括落叶收集机构、落叶收集箱以及将落叶收集机构收集的落叶吸入落叶收集箱的风机，其中：所述落叶收集箱的下方连接有用于粉碎落叶的落叶绞碎机。落叶清扫车清扫收集的落叶被落叶绞碎机绞碎，占据较小空间，使清扫车每次清扫较多的落叶，提高清扫效率。该落叶清扫机只能对大范围落叶进行处理，无法应对狭小环境，且该清扫机没能解决粉碎后的落叶运输难题，智能化程度也较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能可以实现落叶的自动清扫和手动清扫，并可对粉碎后的落叶进行压缩的智能化落叶自动清扫机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种落叶自动清扫机，包括：落叶收集器、主机、传感器和控制器；所述的落叶收集器由外壳、吸叶器、碎叶箱、碎叶器、风机、隔叶板、收集箱、导叶管、驱动轮组成，所述的吸叶器设置于所述的外壳的外侧，所述的碎叶箱设置于所述的外壳内部，所述的碎叶器设置于所述的碎叶箱的上部，所述的收集箱设置于所述的碎叶器的上部，所述的风机设置于收集箱的顶端，所述的导叶管连接所述的收集箱和吸叶器，所述的隔叶板隔绝所述的风机和碎叶器，所述的驱动轮设置于所述的外壳的底部；碎叶箱用来盛接粉碎后的树叶，隔叶板主要用于隔绝空气和树叶，防止有树叶进入风机的工作腔，影响风机正常工作，风机安装在隔叶板的上方，通过风机的旋转，使气压降低，从而将树叶从落叶收集器中吸入。

所述的主机由主机壳、压缩装置、碎叶导入及搅拌装置、落叶收集器固定支架、动力源、移动轮和压缩叶收集箱组成，所述的落叶收集器固定支架设置于所述的主机壳外部，还设置有将所述的碎叶箱内的碎叶导入到所述的碎叶导入及搅拌装置的导叶装置，导叶装置由导叶吸叶器和导叶吸叶管组成，所述的碎叶导入及搅拌装置连通所述的压缩装置，所述的压缩装置由三组压缩部件和压缩室组成，所述的三组压缩部件设置于压缩室内部的前、上、后三个方向与压缩室的其它几个室壁共同组成完整的压缩腔，并且与压缩叶收集箱连通，所述的动力源由蓄电池、液压动力源和充电插头组成，所述的蓄电池为该清扫机提供电力，所述的液压动力源为压缩装置提供动力，所述的充电插头设置于所述的主机壳外部并与蓄电池连接，所述的移动轮设置于所述的主机壳底部；所述的主机壳顶部还设置有与所述的蓄电池连接的太阳能电池板。

所述的传感器由激光测距传感器、电子罗盘传感器、风机转速传感器、电压传感器、超声波传感器、转速传感器、GPS定位传感器和压力传感器组成，激光测距传感器设置于落叶收集器的外壳上，主要用于测量落叶收集器1与前方障碍物之间的距离，其安装高度应该尽可能的低，以便检测到较低障碍物；电子罗盘传感器设置于落叶收集器的底部，其作用在于检测落叶收集器的运动方向；风机转速传感器设置于风机上，用于检测风机转速情况；电压传感器设置于蓄电池通往各电器的线路上，用于检测蓄电池电压状况；超声波传感器设置于落叶收集器底部，并沿同一圆周等角度分布4个传感器，其作用在于检测落叶收集器1距地面的距离，当遇到台阶等高度突变的情况时，可通过传感器检测到的信号，控制行走部件，停止向前运动；转速传感器设置于驱动轮上，用于检测驱动轮的转速情况；GPS定位传感器分别设置于落叶收集器和主机的壳体内部底部，主要用于定位两个装置的位置及相对位置；压力传感器设置于落叶收集器的碎叶箱和主机的压缩叶收集箱下部，用于检测所收集碎叶和压缩碎叶的重量，当碎叶达到一定数量后，从而进行碎叶的处理工作。

所述的控制器由落叶收集器控制单元和主机控制单元组成，接收和处理各种信息。导叶管将吸叶器吸入的树叶送到碎叶器上方，导叶管在工作时，难免会出现被树叶和树枝卡住的情况，此时，落叶收集器控制单元可控制风机反向旋转，从而使上部气压增大，从而将堵塞在导叶管内的树叶等吹出导叶管。GPS定位传感器分别安装在落叶收集器和主机上，通过两个传感器来确定彼此的相对位置，通过GPS功能与预先下载在控制器中的地图资源进行比对，从而确定该装置的实际位置和垃圾桶存放地点，从而在落叶收集完毕后通过导航来实现自动寻找垃圾桶功能；还设置有与所述的收集箱连通的辅助吸叶装置，所述的辅助吸叶装置由手把、吸叶管道和辅助吸叶器组成，所述的手把可挂于所述的落叶收集器的外部，所述的吸叶管道连通所述的辅助吸叶器和收集箱。

优选的，作为进一步的优化改进，所述的吸叶器由落叶收集耙、边刷、落叶吸取罩、落叶收集耙控制装置组成，所述的落叶吸取罩外罩所述的落叶收集耙，所述的边刷固定设置于所述的落叶吸取罩的一侧并靠近所述的落叶收集耙，吸叶器主要用于收集路面上的落叶，落叶收集耙一端与地面接触，将地面上的落叶收集起来，并可在落叶收集耙控制装置的作用下实现一定角度的旋转，从而使落叶进入落叶吸取罩，进而使落叶被导叶管吸取，除此之外，落叶收集耙有多个齿，在运转中可将一些细小的树枝折断，从而使树叶、树枝更容易被吸入，落叶收集耙的末端为封闭的结构，此结构的作用是在落叶收集耙旋转到水平位置时，会与落叶吸取罩形成一定程度的密闭空间，从而使落叶进入此空间时受到更大的吸力，保证落叶被向上吸入；边刷由电机驱动进行旋转运动，将一定范围内的落叶扫入落叶收集耙的收集范围。所述的落叶收集耙控制装置主要由限位块、转轴、转动电机、电机齿轮、转轴齿轮组成，所述的限位块可限制转轴的转动角度，所述的电机齿轮安装在所述的转动电机的心轴上，并与所述的转轴齿轮相互啮合。电机齿轮、转轴齿轮均为缺齿的齿轮，只有两齿轮上的齿轮啮合时，才会使两转轴相对转动，从而满足了转轴只转动一定角度的需要。

优选的，作为进一步的优化改进，所述的主机壳外部还固定设置有扶手。

优选的，作为进一步的优化改进，所述的碎叶导入及搅拌装置由碎叶导入斗、碎叶搅拌壳、碎叶搅拌器、粘合剂喷嘴、碎叶导出管和固定支架组成；所述的固定支架将碎叶搅拌壳固定于所述的主机壳外部，所述的碎叶倒入斗与碎叶搅拌壳连通并设置于所述的碎叶搅拌壳上部，所述的碎叶搅拌器设置于碎叶搅拌壳内部，所述的粘合剂喷嘴设置于所述的碎叶搅拌壳顶端，所述的碎叶导出管连通所述的碎叶搅拌壳和压缩室，粘合剂喷嘴内储存有粘合剂，实时向碎叶搅拌壳内喷射粘合剂。

优选的，作为进一步的优化改进，所述的落叶收集器的外壳开设有外开门，可取放所述的碎叶箱。

优选的，作为进一步的优化改进，所述的落叶收集器内还设置有可充电电池，外壳设置有与可充电电池连接的充电插口，所述的充电插口与充电插头匹配连接，进而为可充电电池进行充电。所述的落叶收集器可离开主机自动工作，落叶自动清扫机到达预定工作位置后，落叶收集器离开主机，通过各种传感器检测落叶位置，进行落叶收集，或者按照预先设置的轨迹或范围自动运行，当电量不足、落叶收集完毕或落叶达到一定重量时，落叶收集器自动寻找主机位置并进行充电接头的连接，主机对落叶粉碎压缩处理最后将处理后的落叶放置到落叶回收箱或回收袋中。落叶收集器可按照控制器的指令自行进行一定区域内落叶的清扫，落叶收集器和主机内分别安装有GPS定位传感器，落叶收集器可围绕主机的位置进行圆周式的清扫。

优选的，作为进一步的优化改进，所述的主机壳外部还设置有用于固定所述的落叶收集器上部的固定带；所述的落叶收集器的驱动轮由1个万向驱动轮和2个从动轮组成；所述的主机的移动轮有4个，所述的从动轮略小于所述的万向驱动轮和移动轮。主机的移动轮比落叶收集器上的从动轮稍大，从而使在整体使用时，只有1个万向驱动轮和2个从动轮与地面接触。

清扫路线和区域方面可实现手动设置；配备多种传感器，可实现自动避障、落叶识别、电量监控等，当电量过低时，可预留部分电量以便寻找充电器进行充电；清扫机机座配备有太阳能电池板，在户外工作时，可进行太阳能发电。

与现有技术相比，本发明的优点是：风机和风机隔板的设置，可以增加吸力，使得落叶收集器更高效率的工作；各种传感器和控制器的设置，使得该落叶清扫机能实现智能自动清扫的目的；由落叶收集耙、边刷、落叶吸取罩、落叶收集耙控制装置组成的吸叶器，可以更快速的将路面的落叶清理干净；太阳能电池板的设置，能大大提升该落叶自动清扫机续航能力；粘合剂喷嘴的设置，可以将粘合剂喷到被搅碎的的落叶上，再经过压缩装置的压缩后，可以缩小碎叶的体积，方便运输；落叶收集器固定支架为电磁结构，使得落叶收集器和主机可分离，落叶收集器可围绕主机周边进行工作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构简图。

图2是本发明的落叶收集器整体结构简图。

图3是本发明的落叶收集器剖视简图。

图4是本发明的吸叶器结构简图。

图5是本发明的落叶收集器仰视简图。

图6是本发明的落叶收集耙控制装置简图。

图7是本发明的落叶收集耙控制装置的齿轮配合简图。

图8是本发明的主机整体结构简图。

图9是本发明的主机剖视简图。

图10是本发明的导叶装置简图。

图11是本发明的辅助吸叶装置简图。

图12是本发明的工作原理逻辑简图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文的本发明的落叶自动清扫机，将以较佳实施例，配合所附相关附图，作详细说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“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。

实施例1的落叶自动清扫机，如图1至图11所示，包括：落叶收集器1，主机2，传感器3和控制器4；落叶收集器1由外壳10、吸叶器11、碎叶箱12、碎叶器13、风机14、隔叶板15、收集箱16、导叶管17、驱动轮18组成，吸叶器11设置于外壳10的外侧，碎叶箱12设置于外壳10内部，碎叶器13设置于碎叶箱12的上部，收集箱16设置于碎叶器13的上部，风机14设置于收集箱16的顶端，导叶管17连接收集箱16和吸叶器11，隔叶板15隔绝风机14和碎叶器13，驱动轮18设置于外壳10的底部。

主机2由主机壳21、压缩装置22、碎叶导入及搅拌装置23、落叶收集器固定支架24、动力源25、移动轮26和压缩叶收集箱27组成，落叶收集器固定支架24设置于主机壳21外部，还设置有将碎叶箱12内的碎叶导入到碎叶导入及搅拌装置23的导叶装置28，导叶装置28由导叶吸叶器281和导叶吸叶管282组成，碎叶导入及搅拌装置23连通压缩装置22，压缩装置22由三组压缩部件221和压缩室222组成，三组压缩部件221设置于压缩室222内部的前、上、后三个方向并且与压缩叶收集箱27连通，动力源25由蓄电池251、太阳能电池板252、液压动力源253和充电插头254组成，蓄电池251为该清扫机提供电力，太阳能电池板252为蓄电池251充电，液压动力源253为压缩装置提供动力，充电插头254设置于主机壳21外部并与蓄电池251连接，移动轮26设置于主机壳21底部。

传感器3由激光测距传感器31、电子罗盘传感器32、风机转速传感器33、电压传感器34、超声波传感器35、转速传感器36、GPS定位传感器37和压力传感器38组成，激光测距传感器31设置于落叶收集器1的外壳10上，电子罗盘传感器32设置于落叶收集器1的底部，风机转速传感器33设置于风机14上，电压传感器34设置于蓄电池251通往各电器元件的线路上，超声波传感器35设置于落叶收集器1底部，并沿同一圆周等角度分布4个传感器，转速传感器36设置于驱动轮18上，GPS定位传感器37分别设置于落叶收集器1和主机2的壳体内部底部，压力传感器38设置于落叶收集器1的碎叶箱12和主机2的压缩叶收集箱27下部。

还设置有与收集箱16连通的辅助吸叶装置5，所述的辅助吸叶装置5由手把51、吸叶管道52和辅助吸叶器53组成，手把51可挂于落叶收集器1的外部，吸叶管道52连通辅助吸叶器53和收集箱16；吸叶器11由落叶收集耙111、边刷112、落叶吸取罩113、落叶收集耙控制装置114组成，落叶吸取罩113外罩落叶收集耙111，边刷112固定设置于落叶吸取罩113的一侧并靠近落叶收集耙111，落叶收集耙控制装置114主要由限位块1141、转轴1142、转动电机1143、电机齿轮1144、转轴齿轮1145组成，限位块1141可限制转轴1142的转动角度，电机齿轮1144安装在转动电机1143的心轴上，并与转轴齿轮1145相互啮合；主机壳21外部还固定设置有扶手262；所述的碎叶导入及搅拌装置23由碎叶导入斗231、碎叶搅拌壳232、碎叶搅拌器233、粘合剂喷嘴234、碎叶导出管235和固定支架236组成；固定支架236将碎叶搅拌壳232固定于主机壳21外部，碎叶倒入斗231与碎叶搅拌壳232连通并设置于碎叶搅拌壳232上部，碎叶搅拌器233设置于碎叶搅拌壳232内部，粘合剂喷嘴234设置于碎叶搅拌壳232顶端，碎叶导出管235连通碎叶搅拌壳232和压缩室222；主机壳21外部还设置有用于固定落叶收集器27上部的固定带211。

实施例1的具体工作原理：落叶收集器与主机组合在一起，如图1所示，落叶收集器后部的两个从动轮要比主机车轮稍小，所以在组合使用时，只有落叶收集器前部的万向驱动轮和主机的车轮接触地面，此时，需要在人力的推动下进行工作。此工况下，通过安装的导叶装置，从而实现树叶自动粉碎压缩，当遇到墙脚或者存在障碍物的状况时，可使用辅助吸叶装置，通过操作人员人工操作进行清扫。该装置中，控制器及各传感器工作原理如图12所示。控制器通过接收不同传感器的信号从而实现不同的功能和作用，进而保证装置的正常工作和运转。

实施例2的落叶自动清扫机，落叶收集器1内还设置有可充电电池，外壳10设置有与可充电电池连接的充电插口101，当电量充满或达到要求时，落叶收集器1可离开主机自动工作。

实施例2的具体工作原理，落叶收集器与主机分开，落叶收集器可按照控制器的指令自行进行一定区域内落叶的清扫；落叶收集器和主机内分别安装有GPS定位传感器，落叶收集器可围绕主机的位置进行圆周式的清扫。

综上所述，本发明将落叶收集器，主机，传感器，控制器，辅助吸叶装置等综合运用到该落叶自动清扫机上，在现有领域中没有被提及，且相关技术的运用，令该落叶自动清扫机具备了很多优点，如能自动或者手动完成落叶清扫，能对落叶进行粉碎和压缩成型进而方便运输，落叶收集装置与主机既可分离使用又可组合使用。因此，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种落叶自动清扫机，包括：落叶收集器（1），主机（2），传感器（3）和控制器（4）；其特征在于：所述的落叶收集器（1）由外壳（10）、吸叶器（11）、碎叶箱（12）、碎叶器（13）、风机（14）、隔叶板（15）、收集箱（16）、导叶管（17）、驱动轮（18）组成，所述的吸叶器（11）设置于所述的外壳（10）的外侧，所述的碎叶箱（12）设置于外壳（10）内部，所述的碎叶器（13）设置于碎叶箱（12）的上部，所述的收集箱（16）设置于碎叶器（13）的上部，所述的风机（14）设置于收集箱（16）的顶端，所述的导叶管（17）连接所述的收集箱（16）和吸叶器（11），所述的隔叶板（15）放置于所述的风机（14）和碎叶器（13）之间，所述的驱动轮（18）设置于外壳（10）的底部；所述的主机（2）由主机壳（21）、压缩装置（22）、碎叶导入及搅拌装置（23）、落叶收集器固定支架（24）、动力源（25）、移动轮（26）和压缩叶收集箱（27）组成，所述的落叶收集器固定支架（24）设置于主机壳（21）外部，还设置有将所述的碎叶箱（12）内的碎叶导入到所述的碎叶导入及搅拌装置（23）的导叶装置（28），导叶装置（28）由导叶吸叶器（281）和导叶吸叶管（282）组成，所述的碎叶导入及搅拌装置（23）连通所述的压缩装置（22），所述的压缩装置（22）由三组压缩部件（221）和压缩室（222）组成，所述的三组压缩部件（221）设置于压缩室内部的前、上、后三个方向并且与压缩叶收集箱（27）连通，所述的动力源（25）由蓄电池（251）、液压动力源（253）和充电插头（254）组成，所述的蓄电池（251）为该清扫机提供电力，所述的液压动力源（253）为压缩装置（22）提供动力，所述的充电插头（254）设置于所述的主机壳（21）外部并与蓄电池（251）连接，所述的移动轮（26）设置于所述的主机壳（21）底部，所述的主机壳（21）顶部还设置有与所述的蓄电池（251）连接的太阳能电池板（252）；所述的传感器（3）由激光测距传感器（31）、电子罗盘传感器（32）、风机转速传感器（33）、电压传感器（34）、超声波传感器（35）、转速传感器（36）、GPS定位传感器（37）和压力传感器（38）组成，激光测距传感器（31）设置于落叶收集器（1）的外壳（10）上，电子罗盘传感器（32）设置于落叶收集器（1）的底部，风机转速传感器（33）设置于风机（14）上，电压传感器（34）设置于蓄电池通往各电器元件的线路上，超声波传感器（35）设置于落叶收集器（1）底部，并沿同一圆周等角度分布4个传感器，转速传感器（36）设置于驱动轮（18）上，GPS定位传感器（37）分别设置于落叶收集器（1）和主机（2）的壳体内部底部，压力传感器（38）设置于碎叶箱（12）和主机（2）的压缩叶收集箱（27）下部；所述的控制器（4）由落叶收集器控制单元（41）和主机控制单元（42）组成；还设置有辅助吸叶装置（5），所述的辅助吸叶装置（5）由手把（51）、吸叶管道（52）和辅助吸叶器（53）组成，所述的手把（51）可挂于所述的落叶收集器（1）的外部，所述的吸叶管道（52）连通所述的辅助吸叶器（53）和收集箱（16）。

2.根据权利要求1所述的落叶自动清扫机，其特征在于：所述的吸叶器（11）由落叶收集耙（111）、边刷（112）、落叶吸取罩（113）、落叶收集耙控制装置（114）组成，所述的落叶吸取罩（113）外罩所述的落叶收集耙（111），所述的边刷（112）固定设置于所述的落叶吸取罩（113）的一侧并靠近所述的落叶收集耙（111），所述的落叶收集耙控制装置（114）主要由限位块（1141）、转轴（1142）、转动电机（1143）、电机齿轮（1144）、转轴齿轮（1145）组成，所述的限位块（1141）可限制转轴（1142）的转动角度，所述的电机齿轮（1144）安装在所述的转动电机（1143）的心轴上，并与所述的转轴齿轮（1145）相互啮合。

3.根据权利要求2所述的落叶自动清扫机，其特征在于：所述的主机壳（21）外部还固定设置有扶手（262）。

4.根据权利要求3所述的落叶自动清扫机，其特征在于：所述的碎叶导入及搅拌装置（23）由碎叶导入斗（231）、碎叶搅拌壳（232）、碎叶搅拌器（233）、粘合剂喷嘴（234）、碎叶导出管（235）和固定支架（236）组成；所述的固定支架（236）将碎叶搅拌壳（232）固定于所述的主机壳（21）外部，所述的碎叶倒入斗（231）与碎叶搅拌壳（232）连通并设置于所述的碎叶搅拌壳（232）上部，所述的碎叶搅拌器（233）设置于碎叶搅拌壳（232）内部，所述的粘合剂喷嘴（234）设置于所述的碎叶搅拌壳（232）顶端，所述的碎叶导出管（235）连通所述的碎叶搅拌壳（232）和压缩室（222）。

5.根据权利要求1或4所述的落叶自动清扫机，其特征在于：所述的落叶收集器（1）的外壳（10）开设有外开门，可取放所述的碎叶箱（12）。

6.根据权利要求5所述的落叶自动清扫机，其特征在于：所述的落叶收集器（1）内还设置有可充电电池，外壳（10）设置有与可充电电池连接的充电插口（101），所述的充电插口（101）与充电插头（254）匹配连接，所述的落叶收集器（1）可离开主机（2）自动工作。

7.根据权利要求5所述的落叶自动清扫机，其特征在于：所述的主机壳（21）外部还设置有用于固定所述的落叶收集器（1）上部的固定带（211）；所述的落叶收集器（1）的驱动轮（18）由1个万向驱动轮和2个从动轮组成；所述的主机（2）的移动轮（26）有4个，所述的从动轮略小于所述的万向驱动轮和移动轮（26）。