CN112849854A - 一种无人驾驶垃圾清运车及其清运方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人驾驶垃圾清运车，包括车体、安装在车体上的垃圾箱体、用于抓取并翻转垃圾桶的提升装置、用于开闭垃圾箱体尾门的尾门装置、用于压缩垃圾箱体内垃圾并向外推料的压缩装置和用于控制车体、提升装置、尾门装置及压缩装置运行的控制装置，提升装置安装在垃圾箱体的侧面，尾门装置安装在垃圾箱体的末端，压缩装置安装在垃圾箱体内部。根据预设时间和预设地点自行规划行驶路径，识别垃圾桶，抓取并翻转垃圾桶，在垃圾收集完成后及时将垃圾清运至垃圾回收站内，尾门装置和压缩装置相配合以将垃圾箱体内的垃圾推出至垃圾箱体的外部，实现垃圾的清运，全程无需人为操作，及时清理垃圾，避免造成环境污染，提高垃圾清运的处理效率。

Description

一种无人驾驶垃圾清运车及其清运方法

技术领域

本发明属于垃圾处理技术领域，尤其是涉及一种无人驾驶垃圾清运车及其清运方法。

背景技术

随着国民经济的日益发展，科学技术的不断进步，人们的生活水平不断提高，但同时也带来了生活垃圾的持续暴增。对于大量产生的生活垃圾进行有效收集、分类和处理，已成为各大中城市近年来环保工作的重中之重。

市面上的垃圾清运车，需要预先将垃圾桶放置到垃圾清运车的提升装置上，或者操作机械臂抓取垃圾桶，而后垃圾清运车将垃圾桶提升并翻转，使垃圾倾倒入垃圾车内。垃圾清运车在实际应用中，需要人为将垃圾桶安装至提升装置上，而后将倾倒完垃圾的垃圾桶再从提升装置上拆卸下来，整个装卸的过程十分消耗体力，其工作环境较差，并且在装卸垃圾桶的过程中，垃圾桶会与提升装置之间产生碰撞，容易损坏垃圾车的提升装置，缩短垃圾车的使用寿命。

目前，对于居民生活小区中的垃圾，大多采用定点收集、专人转运清理的处理模式。在这种模式下，经常会出现垃圾转运不及时而造成的垃圾溢出现象，造成局部环境污染，引发垃圾臭味弥漫，垃圾清运的处理效率低下，影响周围的生态环境。

为了解决上述技术问题，需要研发一种能够准确抓取垃圾桶、快速清理转运垃圾的无人驾驶垃圾清运车。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够准确抓取垃圾桶、及时且快速处理预设时间及地点的垃圾的、无需人为装卸操作的无人驾驶垃圾清运车。

本发明的另一个目的是提供一种无人驾驶垃圾清运车的清运方法。

本发明的技术方案如下：

一种无人驾驶垃圾清运车，包括：车体、安装在车体上的垃圾箱体、用于抓取并翻转垃圾桶的提升装置、用于开闭垃圾箱体尾门的尾门装置、用于压缩垃圾箱体内垃圾并向外推料的压缩装置和用于控制所述车体、提升装置、尾门装置及压缩装置运行的控制装置，所述提升装置安装在垃圾箱体的侧面，所述尾门装置安装在垃圾箱体的末端，所述压缩装置安装在垃圾箱体内部；

所述控制装置包括感知模块、控制模块和动力模块，所述感知模块和动力模块与控制模块电连接，其中，所述感知模块用于构建车体的周围环境地图，进行垃圾、障碍物及预设地点的识别分类，生成感知定位数据；所述动力模块用于驱动垃圾清运车的行驶、驱动提升装置、尾门装置及压缩装置的动力运行；所述控制模块，用于接收所述感知模块发送的感知定位数据并处理生成运行指令，根据所述运行指令控制动力模块、提升装置、尾门装置及压缩装置运行，用于与远程客户端通讯连接；

所述提升装置包括用于抓取垃圾桶的翻转咬合机构、用于驱动翻转咬合机构运行的驱动机构和用于控制翻转咬合机构翻转的导向机构，所述驱动机构安装在垃圾箱体的顶面上，所述导向机构安装在垃圾箱体的侧面，所述翻转咬合机构滑动安装在导向机构上，且该翻转咬合机构的顶部与驱动机构连接以用于拉动翻转咬合机构运动；

所述尾门装置包括尾门、尾门旋转架和尾门驱动缸，所述尾门安装在垃圾箱体的尾部，所述尾门旋转架的底部固装在垃圾箱体末端的顶部，尾门旋转架的活动端与尾门固装，所述尾门旋转架的活动端通过转轴与尾门旋转架的底部铰接，所述尾门驱动缸安装在垃圾箱体末端的侧壁上，所述尾门驱动缸的驱动端与尾门铰接，在尾门驱动缸的推动下，尾门沿尾门旋转架的转轴向上旋转打开；

所述压缩装置设置在垃圾箱体内，所述压缩装置包括推板、推板驱动缸和推板驱动杆，所述推板竖直设置在垃圾箱体内，所述推板驱动缸安装在垃圾箱体内远离尾门的一侧，所述推板驱动缸的输出端与推板驱动杆的一端连接，推板驱动杆的另一端与推板固装，在推板驱动缸的作用下通过推板驱动杆推动推板，将垃圾箱体内的垃圾朝向尾门方向向外挤压推出而实现卸料。

在上述技术方案中，所述尾门旋转架包括底座和旋转爪，所述底座固装在所述垃圾箱体末端的顶面，所述底座上开设有一安装孔，所述旋转爪的一端通过转轴与安装孔连接，旋转爪的另一端与尾门固装，以使尾门在旋转爪的作用下沿转轴旋转。

在上述技术方案中，所述垃圾箱体的一侧内壁上形成有一滑轨，所述推板的一侧滑动安装在滑轨内，所述推板的高度与垃圾箱体的高度相等。

在上述技术方案中，所述推板驱动缸固装在垃圾箱体的一侧内壁上，且该推板驱动缸设置在所述滑轨的下方。

在上述技术方案中，所述感知模块包括相机、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达和惯导单元，所述相机安装在车体的前侧，用于拍摄车体的周围环境，所述激光雷达、毫米波雷达和超声波雷达安装在车体的前侧，用于感知车体的周围环境信息，识别障碍物，所述惯导单元安装在车顶，用于实时定位车辆位置。

在上述技术方案中，所述动力模块包括电控液压***，所述电控液压***包括油箱、通过管路与油箱连接的用于向外输油的输油泵组和用于对油箱散热的散热泵组，所述输油泵组的进油端通过进油管路与油箱的输油口连接，输油泵组的出油端通过进油管路分别与尾门驱动缸、推板驱动缸和翻转驱动缸的进油端连接，在尾门驱动缸的进油端安装有第一比例换向阀，推板驱动缸的进油端安装有第二比例换向阀，翻转驱动缸的进油端安装有第三比例换向阀，在所述输油泵组与尾门驱动缸、推板驱动缸和翻转驱动缸之间的进油管路上设有第一单向阀、高压压力变送器、高压压力表和第一测压接头，所述第一测压接头的一端与进油管路连接，另一端通过回油管路与油箱的回油口连接，在所述第一测压接头与油箱之间的回油管路上设有溢流阀和电磁阀，使进油管路内的压力保持正常，所述散热泵组的进油端通过散热管路与油箱的输油口连接，所述散热泵组的出油端通过回油管路与回油过滤器连接，在所述散热泵组与回油过滤器之间的回油管路上设有低压压力变送器、低压压力表、第二测压接头、第二温度变送器和风冷。

在上述技术方案中，所述第一单向阀与第一测压接头之间的进油管路上设有过滤器。

在上述技术方案中，所述油箱内设有液位液温计，油箱上设有第一温度变送器、空气过滤器和报警器，所述油箱的底部设有放油球阀。

在上述技术方案中，所述尾门驱动缸内设有第一位移传感器以用于监测尾门驱动缸的运行位置，所述推板驱动缸内设有第二位移传感器以用于监测推板驱动缸的运行位置，所述翻转驱动缸内设有第三位移传感器以用于监测翻转驱动缸的运行位置。

在上述技术方案中，所述控制模块与动力模块电连接，以分别控制尾门驱动缸、推板驱动缸及翻转驱动缸运行。

在上述技术方案中，所述远程客户端包括手机、平板电脑或远程监控平台。

在上述技术方案中，所述提升装置包括翻转咬合机构、驱动机构和导向机构；

其中：所述翻转咬合机构包括翻转架、滑动安装在翻转架上的受外力驱动升降的提升架和安装在翻转架内用于导向的导向架；

所述提升架上转动安装有一咬合板，所述咬合板的底部后端形成有一驱动板，所述咬合板的顶面前端形成有多个均匀分布的咬合齿；

所述翻转架上安装有一压板，所述压板的底面后侧形成有一用于与所述驱动板相抵触进而使咬合板向上转动并与压板配合完成咬合动作的压杆。

在上述技术方案中，所述压板位于翻转架的上部，所述翻转架的相对内壁上形成有连接轴以用于与导向架连接。

在上述技术方案中，所述导向架设置在所述咬合板的下方，所述导向架的顶部转动安装在翻转架上。

在上述技术方案中，所述提升架包括两个对称设置的提升块和安装在两个提升块之间的安装轴，每个所述提升块的相对内侧设有滑槽，且该滑槽与翻转架相配合以使提升架沿翻转架升降滑动。

在上述技术方案中，所述咬合板的后侧形成有一水平安装通孔，所述安装通孔与所述安装轴相配合以使咬合板转动安装在所述提升架上，所述驱动板位于在所述咬合板的后侧底部中间，提升架受外力驱动上升，咬合板随提升架上升，驱动板向上运动使压杆的底端与驱动板相接触并顶紧驱动板，驱动咬合板向上转动使得咬合板与压板完成咬合动作。

在上述技术方案中，所述翻转咬合机构的翻转架的顶部两侧对称安装有两个第一滑轮，所述导向架的底部两侧对称安装有两个第二滑轮；

所述驱动机构包括支撑架、垃圾箱盖、翻转驱动缸和拉杆，所述支撑架固装在垃圾车的垃圾箱体顶部，所述垃圾箱盖顶端的外侧通过转轴与支撑架的顶端铰接，垃圾箱盖的底端与拉杆的顶端铰接，所述拉杆的底端与提升架的底端外侧铰接，所述翻转驱动缸安装在支撑架的外侧，所述翻转驱动缸的推杆与垃圾箱盖的顶端外侧铰接；

所述导向机构包括底梁和对称安装在底梁上的两个导向滑道，两个所述导向滑道的滑道相对设置，每个所述导向滑道的底端固装在底梁上，导向滑道的顶端与支撑架的底端固装，所述翻转架上的第一滑轮及导向架上的第二滑轮与所述导向滑道相配合，以用于在驱动机构的拉动下，翻转咬合机构在抓取咬合垃圾桶后沿导向滑道上升并翻转。

在上述技术方案中，所述翻转架为矩形框架，所述压板固装在翻转架的上部，所述翻转架的相对内壁上形成有连接轴以用于与导向架连接；所述导向架为矩形框架，所述导向架设置在所述咬合板的下方，所述导向架的顶部外侧开设有安装孔，所述安装孔与连接轴相配合以使导向架转动安装在所述翻转架上。

在上述技术方案中，所述导向架的尺寸小于翻转架的尺寸，所述翻转架的底端形成有向前侧凸出的卡槽，以使导向架嵌装在翻转架内。

在上述技术方案中，所述压杆的底端形成有圆弧面，以用于避免损坏驱动板。

在上述技术方案中，所述驱动板与水平面之间的夹角为30°-45°。

在上述技术方案中，每个所述提升块的外侧与外部的驱动机构连接，以使提升块在翻转架上升降运动。

在上述技术方案中，所述驱动板设置在所述咬合板的后侧底部中间。

在上述技术方案中，每个所述导向滑道包括竖直段和圆弧段，所述竖直段的底端固装在底梁上，竖直段的顶端与圆弧段的底端固装，所述驱动机构的拉杆拉动翻转架上升，翻转架上的第一滑轮经导向滑道的竖直段上升并沿圆弧段运动，并使咬合住的垃圾桶沿圆弧段实现翻转，同时导向架的第二滑轮沿导向滑道的竖直段上升对翻转咬合机构导向。

在上述技术方案中，所述翻转架的顶部两侧形成有向外延伸的第一连接杆，所述第一滑轮通过第一连接杆与翻转架连接。

在上述技术方案中，所述导向架的底部两侧形成有向外延伸的第二连接杆，所述第二滑轮通过第二连接杆与导向架连接。

在上述技术方案中，所述第一连接杆的长度小于第二连接杆的长度。

在上述技术方案中，所述拉杆的长度与翻转架的长度相加之和与导向滑道的竖直段的高度相等。

在上述技术方案中，所述垃圾箱盖的底端对称形成有连接块，该连接块上开设有一连接孔，在连接孔内安装有一拉杆轴与拉杆连接。

在上述技术方案中，所述翻转驱动缸的数量为两个，两个翻转驱动缸对称安装在支撑架的外侧，且每个翻转驱动缸倾斜设置在支撑架的底部。

在上述技术方案中，所述箱盖的顶部两侧形成有安装板，所述安装板上开设有连接孔，所述支撑架上设置的转轴通过连接孔与安装板铰接。

在上述技术方案中，所述安装板的中部开设有安装孔，在该安装孔上设有旋转轴并与推杆铰接，翻转驱动缸驱动推杆向外伸出时以推动箱盖转动打开。

在上述技术方案中，所述拉杆与导向滑道之间形成有空隙，避免拉杆与导向滑道之间相互影响。

一种无人驾驶垃圾清运车的清运方法，包括以下步骤：

(1)预设待清理垃圾桶的地点，通过控制模块规划出运行路径，通过感知模块实时探测车体的周围环境数据，实时获取垃圾清运车的当前位置，控制模块接收周围环境数据和当前位置后，及时调整垃圾清运车的行驶方向，通过相机拍照识别待清理垃圾桶的标识和颜色；

(2)控制无人驾驶的垃圾清运车行驶到预设的待清理垃圾桶的地点后，控制单元向翻转驱动缸发送工作信号，使提升机构咬合垃圾桶的顶端边缘，使垃圾桶向上运行至顶点并进行翻转，实现垃圾桶的垃圾倾倒工作；

(3)翻转驱动缸收缩，提升装置回复至原位，松开垃圾桶并至地面上，而后垃圾清运车前往下一个预设待清理垃圾桶的地点；

(4)待所有预设的待清理垃圾桶的垃圾回收完成后，控制垃圾清运车规划路线自动行驶至垃圾回收站，控制模块发送运行指令，推板驱动缸驱动推板朝向尾门方向运动，压缩垃圾箱体内的垃圾，同时尾门驱动缸推动尾门向外打开，垃圾在推板的作用下推出至垃圾箱体外，完成垃圾的卸料；

(5)待垃圾卸料完成后，控制尾门驱动缸、推板驱动缸回复至原位，尾门关闭，垃圾清运车从垃圾回收站离开。

在上述技术方案中，在所述步骤(3)收集完一个垃圾桶后，垃圾车上设有消毒罐，通过管路向垃圾桶喷洒消毒液以对垃圾桶消毒。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.垃圾清运车可以预设时间和预设地点自行规划行驶路径，识别垃圾桶，通过提升装置抓取并翻转垃圾桶而倾倒垃圾，在垃圾收集完成后及时将垃圾清运至垃圾回收站内，尾门装置和压缩装置相配合以将垃圾箱体内的垃圾推出至垃圾箱体的外部，实现垃圾的清运，全程无需人为操作，自动规划形式路线并实现垃圾桶的装卸，及时清理垃圾，避免造成环境污染，提高垃圾清运的处理效率。

2.提升装置中的翻转咬合机构在外力的驱动下，驱动提升架沿翻转架向上滑动，通过驱动板与压杆的配合压紧而驱动咬合板旋转，使得咬合板与压板之间准确快速抓取垃圾桶，以提高抓取垃圾桶的容错率，无需人工装卸垃圾桶，提高生产效率。

3.翻转架和导向架分别与导向滑道相配合滑动，在液压油缸的驱动下通过垃圾箱盖带动拉杆运行，使得翻转架由竖直方向转换为水平方向移动，使得导向架与翻转架之间形成倾角而带动垃圾桶倾斜，便于倒出垃圾桶内的垃圾，液压油缸收缩以使翻转架与导向架逐渐闭合，回复至工作初始状态，无需人为倾倒垃圾，生产效率高，且提高环卫工人的工作环境。

附图说明

图1是本发明的无人驾驶垃圾清运车结构示意图；

图2是本发明的无人驾驶垃圾清运车的侧视图；

图3是本发明的无人驾驶垃圾清运车的正视图；

图4是本发明的无人驾驶垃圾清运车的剖面图；

图5是本发明的无人驾驶垃圾清运车的使用状态图(提升装置工作状态)；

图6是图5的正视图(提升装置工作状态)；

图7是本发明的无人驾驶垃圾清运车的使用状态图(尾门打开状态)；

图8是本发明的无人驾驶垃圾清运车的使用状态图(压缩装置推动状态)；

图9是本发明中提升装置的结构示意图(初始状态)；

图10是本发明中提升装置的结构示意图(翻转咬合状态)；

图11是图10的后视图(翻转咬合状态)；

图12是本发明中提升装置的结构示意图(垃圾桶倾倒状态)；

图13是本发明中提升架的结构示意图；

图14是本发明中翻转咬合机构的剖面图(初始状态)；

图15是本发明中翻转咬合机构的剖面图(翻转状态)；

图16是本发明中翻转咬合机构的剖面图(咬合状态)；

图17是本发明中动力模块的液压原理图。

图中：

1、车体 2、激光雷达 3、毫米波雷达

4、相机 5、垃圾箱盖 6、垃圾箱体

7、尾门旋转架 8、尾门驱动缸 9、提升装置

10、尾门 11、惯导单元 12、推板

13、推板驱动缸 14、推板驱动杆 15、翻转咬合机构

16、翻转驱动缸 17、导向架 18、导向滑道

19、拉杆 20、翻转架 21、咬合板

22、推杆 23、压板 24、提升架

25、驱动板 26、咬合齿 27、第二滑轮

28、滑槽 29、提升块 30、第一滑轮

31、压杆 32、第一比例换向阀 33、第二比例换向阀

34、第三比例换向阀 35、高压压力变送器 36、高压压力表

37、第一测压接头 38、精密过滤器 39、第一单向阀

40、输油泵组 41、液位液温计 42、第一温度变送器

43、空气过滤器 44、报警器 45、油箱

46、溢流阀 47、电磁阀 48、低压压力变送器

49、低压压力表 50、第二测压接头 51、第二单向阀

52、散热泵组 53、第二温度变送器 54、风冷

55、回油过滤器 56、放油球阀 57、第一位移传感器

58、第二位移传感器 59、第三位移传感器

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，决不限制本发明的保护范围。

实施例1

如图所示，本发明的一种无人驾驶垃圾清运车，包括：车体1、安装在车体1上的垃圾箱体6、用于抓取并翻转垃圾桶的提升装置9、用于开闭垃圾箱体6尾门的尾门装置、用于压缩垃圾箱体6内垃圾并向外推料的压缩装置和用于控制所述车体1、提升装置9、尾门装置及压缩装置运行的控制装置，所述提升装置9安装在垃圾箱体6的侧面，所述尾门装置安装在垃圾箱体6的末端，所述压缩装置安装在垃圾箱体6内部；

所述控制装置包括感知模块、控制模块和动力模块，所述感知模块和动力模块与控制模块电连接，其中，所述感知模块用于构建车体1的周围环境地图，进行垃圾、障碍物及预设地点的识别分类，生成感知定位数据；

所述动力模块用于驱动垃圾清运车的行驶、驱动提升装置9、尾门装置及压缩装置的动力运行；

所述控制模块，用于接收所述感知模块发送的感知定位数据并处理生成运行指令，根据所述运行指令控制动力模块、提升装置9、尾门装置及压缩装置运行，用于与远程客户端通讯连接；

所述提升装置9包括用于抓取垃圾桶的翻转咬合机构15、用于驱动翻转咬合机构15运行的驱动机构和用于控制翻转咬合机构15翻转的导向机构，所述驱动机构安装在垃圾箱体6的顶面上，所述导向机构安装在垃圾箱体6的侧面，所述翻转咬合机构15滑动安装在导向机构上，且该翻转咬合机构15的顶部与驱动机构连接以用于拉动翻转咬合机构15运动；

所述尾门装置包括尾门10、尾门旋转架7和尾门驱动缸8，所述尾门10安装在垃圾箱体6的尾部，所述尾门旋转架7的底部固装在垃圾箱体6末端的顶部，尾门旋转架7的活动端与尾门10固装，所述尾门旋转架7的活动端通过转轴与尾门旋转架7的底部铰接，所述尾门驱动缸8安装在垃圾箱体6末端的侧壁上，所述尾门驱动缸8的驱动端与尾门10铰接，在尾门驱动缸8的推动下，尾门10沿尾门旋转架7的转轴向上旋转打开；

所述压缩装置设置在垃圾箱体6内，所述压缩装置包括推板12、推板驱动缸13和推板驱动杆14，所述推板12竖直设置在垃圾箱体6内，所述推板驱动缸13安装在垃圾箱体6内远离尾门10的一侧，所述推板驱动缸13的输出端与推板驱动杆14的一端连接，推板驱动杆14的另一端与推板12固装，在推板驱动缸13的作用下通过推板驱动杆14推动推板12，将垃圾箱体6内的垃圾朝向尾门10方向向外挤压推出而实现卸料。

进一步地说，所述尾门旋转架7包括底座和旋转爪，所述底座固装在所述垃圾箱体6末端的顶面，所述底座上开设有一安装孔，所述旋转爪的一端通过转轴与安装孔连接，旋转爪的另一端与尾门10固装，以使尾门10在旋转爪的作用下沿转轴旋转。

进一步地说，所述垃圾箱体6的一侧内壁上形成有一滑轨，所述推板12的一侧滑动安装在滑轨内，所述推板12的高度与垃圾箱体6的高度相等。

进一步地说，所述推板驱动缸13固装在垃圾箱体6的一侧内壁上，且该推板驱动缸13设置在所述滑轨的下方。

进一步地说，所述感知模块包括相机4、激光雷达2、毫米波雷达3、超声波雷达和惯导单元11，所述相机4安装在车体1的前侧，用于拍摄车体1的周围环境，所述激光雷达2、毫米波雷达3和超声波雷达安装在车体1的前侧，用于感知车体1的周围环境信息，识别障碍物，所述惯导单元11安装在车顶，用于实时定位车辆的位置。

进一步地说，所述动力模块包括电控液压***(如图17所示)，所述电控液压***包括油箱45、通过管路与油箱45连接的用于向外输油的输油泵组40和用于对油箱45散热的散热泵组52，所述输油泵组40的进油端通过进油管路与油箱45的输油口连接，输油泵组40的出油端通过进油管路分别与尾门驱动缸8、推板驱动缸13和翻转驱动缸16的进油端连接，在尾门驱动缸8的进油端安装有第一比例换向阀32，推板驱动缸13的进油端安装有第二比例换向阀33，翻转驱动缸16的进油端安装有第三比例换向阀34，在所述输油泵组40与尾门驱动缸8、推板驱动缸13和翻转驱动缸16之间的进油管路上设有第一单向阀39、高压压力变送器35、高压压力表36和第一测压接头37，所述第一测压接头37的一端与进油管路连接，另一端通过回油管路与油箱45的回油口连接，在所述第一测压接头37与油箱45之间的回油管路上设有溢流阀46和电磁阀47，使进油管路内的压力保持正常，所述散热泵组52的进油端通过散热管路与油箱45的输油口连接，所述散热泵组52的出油端通过回油管路与回油过滤器55连接，在所述散热泵组52与回油过滤器55之间的回油管路上设有低压压力变送器48、低压压力表49、第二测压接头50、第二单向阀51、第二温度变送器53和风冷54。

进一步地说，所述第一单向阀39与第一测压接头37之间的进油管路上设有过滤器。

进一步地说，所述油箱45内设有液位液温计41，油箱45上设有第一温度变送器42、空气过滤器43和报警器44，所述油箱45的底部设有放油球阀56。

进一步地说，所述尾门驱动缸8内设有第一位移传感器57以用于监测尾门驱动缸8的运行位置，所述推板驱动缸13内设有第二位移传感器58以用于监测推板驱动缸13的运行位置，所述翻转驱动缸16内设有第三位移传感器59以用于监测翻转驱动缸16的运行位置。

进一步地说，所述第一单向阀与第一测压接头之间的进油管路上设有精密过滤器38。

进一步地说，所述控制模块与动力模块电连接，以分别控制尾门驱动缸8、推板驱动缸13及翻转驱动缸16运行。

进一步地说，所述远程客户端包括手机、平板电脑或远程监控平台。

进一步地说，所述车体上安装有一消毒罐，所述消毒罐内填充有消毒液，所述消毒罐上安装有一消毒喷管，在该消毒喷管上安装有一电磁阀，所述电磁阀与控制模块电连接以用于控制消毒喷管向垃圾桶喷洒消毒液进行消毒。

进一步地说，所述提升装置9包括翻转咬合机构15、驱动机构和导向机构；

其中：所述翻转咬合机构15包括翻转架20、固装在翻转架20上的压板23、滑动安装在翻转架20上受驱动升降的提升架24、安装在提升架24上用于旋转并与压板23相配合的咬合板21和安装在翻转架20上的导向架17；

所述压板23水平安装在所述翻转架20上，所述压板23的两端分别与翻转架20的上表面固装，且该压板23的前侧向前延伸，所述压板23的底面后侧上形成有一竖直设置的压杆31，该压杆31的底端向下延伸；

所述提升架24包括安装轴和两个对称设置的提升块29，两个所述提升块29的相对内侧开设有滑槽28，且该滑槽28与翻转架20相配合以使提升架24沿翻转架20升降移动，所述安装轴水平安装在两个提升块29之间，且该安装轴设置在提升块29的上部；

所述咬合板21的后侧形成有一水平的安装通孔，所述安装通孔与安装轴相配合，以使咬合板21转动安装在所述提升架24上，所述咬合板21的顶面前端形成有多个均匀分布的咬合齿26，咬合板21的底面后端形成有一倾斜设置的驱动板25，所述驱动板25位于所述压杆31的正下方，在外力驱动下驱动提升架24上升，安装在提升架24上的咬合板21随提升架24上升，压杆31的底端与驱动板25相接触并顶住驱动板25，驱动咬合板21沿安装轴向上翻转，同时咬合板21上的咬合齿26旋转向上与压板23的下表面接触，以抓取咬合垃圾桶的顶端边缘；

所述翻转咬合机构15的翻转架20的顶部两侧对称安装有两个第一滑轮30，所述导向架17的底部两侧对称安装有两个第二滑轮27；

所述驱动机构包括支撑架、垃圾箱盖5、翻转驱动缸16和拉杆19，所述支撑架固装在垃圾车的垃圾箱体6顶部，所述垃圾箱盖5顶端的外侧通过转轴与支撑架的顶端铰接，垃圾箱盖5的底端与拉杆19的顶端铰接，所述拉杆19的底端与提升架24的底端外侧铰接，所述翻转驱动缸16安装在支撑架的外侧，所述翻转驱动缸16的推杆22与垃圾箱盖5的顶端外侧铰接；

所述导向机构包括底梁和对称安装在底梁上的两个导向滑道18，两个所述导向滑道18的滑道相对设置，每个所述导向滑道18的底端固装在底梁上，导向滑道18的顶端与支撑架的底端固装，所述翻转架20上的第一滑轮30及导向架17上的第二滑轮27与所述导向滑道18相配合，以用于在驱动机构的拉动下，翻转咬合机构15在抓取咬合垃圾桶后沿导向滑道18上升并翻转。

本发明的一种无人驾驶垃圾清运车的清运方法，包括以下步骤：

(1)预设待清理垃圾桶的地点，通过控制模块规划出运行路径，通过感知模块实时探测车体1的周围环境数据，实时获取垃圾清运车的当前位置，控制模块接收周围环境数据和当前位置后，及时调整垃圾清运车的行驶方向，通过相机4拍照识别待清理垃圾桶的标识和颜色(识别垃圾桶的分类)；

(2)控制无人驾驶的垃圾清运车行驶到预设的待清理垃圾桶的地点后，控制单元向翻转驱动缸16发送工作信号，使提升机构咬合垃圾桶的顶端边缘，使垃圾桶向上运行至顶点并进行翻转，实现垃圾桶的垃圾倾倒工作；

(3)翻转驱动缸16收缩，提升装置9回复至原位，松开垃圾桶并至地面上，而后垃圾清运车前往下一个预设待清理垃圾桶的地点；

(4)在每收集完一个垃圾桶后，控制模块发出指令，控制消毒罐连接的消毒喷管向垃圾桶喷洒消毒液，实现对垃圾桶的消毒；

(5)待所有预设的待清理垃圾桶的垃圾回收完成后，控制垃圾清运车规划路线自动行驶至垃圾回收站，控制模块发送运行指令，推板驱动缸13驱动推板12朝向尾门10方向运动，压缩垃圾箱体6内的垃圾，同时尾门驱动缸8推动尾门10向外打开，垃圾在推板12的作用下推出至垃圾箱体6外，完成垃圾的卸料；

(6)待垃圾卸料完成后，控制尾门驱动缸8、推板驱动缸13回复至原位，尾门10关闭，垃圾清运车从垃圾回收站离开。

实施例2

在实施例1的基础上，所述控制模块包括定时模块，用于控制垃圾清运车在预设时间段内运行。

实施例3

在实施例1的基础上，所述翻转架20为矩形框架，所述压板23固装在翻转架20的上部，所述翻转架20的相对内壁上形成有连接轴以用于与导向架17连接；所述导向架17为矩形框架，所述导向架17设置在所述咬合板21的下方，所述导向架17的顶部外侧开设有安装孔，所述安装孔与连接轴相配合以使导向架17转动安装在所述翻转架20上。

进一步地说，所述导向架17的尺寸小于翻转架20的尺寸，所述翻转架20的底端形成有向前侧凸出的卡槽，以使导向架17嵌装在翻转架20内。

进一步地说，所述压杆31的底端形成有圆弧面，以用于避免损坏驱动板25。

进一步地说，所述驱动板25与水平面之间的夹角为45°。

进一步地说，每个所述提升块29的外侧与外部的驱动机构连接，以使提升块29在翻转架20上升降运动。

进一步地说，所述驱动板25设置在所述咬合板21的后侧底部中间。

进一步地说，每个所述导向滑道18包括竖直段和圆弧段，所述竖直段的底端固装在底梁上，竖直段的顶端与圆弧段的底端固装，所述驱动机构的拉杆19拉动翻转架20上升，翻转架20上的第一滑轮30经导向滑道18的竖直段上升并沿圆弧段运动，并使咬合住的垃圾桶沿圆弧段实现翻转，同时导向架17的第二滑轮27沿导向滑道18的竖直段上升对翻转咬合机构15导向。

进一步地说，所述翻转架20的顶部两侧形成有向外延伸的第一连接杆，所述第一滑轮30通过第一连接杆与翻转架20连接。

进一步地说，所述导向架17的底部两侧形成有向外延伸的第二连接杆，所述第二滑轮27通过第二连接杆与导向架17连接。

进一步地说，所述第一连接杆的长度小于第二连接杆的长度。

进一步地说，所述拉杆19的长度与翻转架20的长度相加之和与导向滑道18的竖直段的高度相等。

进一步地说，所述垃圾箱盖5的底端对称形成有连接块，该连接块上开设有一连接孔，在连接孔内安装有一拉杆19轴与拉杆19连接。

进一步地说，所述翻转驱动缸16的数量为两个，两个翻转驱动缸16对称安装在支撑架的外侧，且每个翻转驱动缸16倾斜设置在支撑架的底部。

进一步地说，所述箱盖的顶部两侧形成有安装板，所述安装板上开设有连接孔，所述支撑架上设置的转轴通过连接孔与安装板铰接。

进一步地说，所述安装板的中部开设有安装孔，在该安装孔上设有旋转轴并与推杆22铰接，翻转驱动缸16驱动推杆22向外伸出时以推动箱盖转动打开。

进一步地说，所述拉杆19与导向滑道18之间形成有空隙，避免拉杆19与导向滑道18之间相互影响。

一种无人驾驶垃圾清运车的提升装置的工作原理如下：

(1)垃圾车运行至垃圾桶附近，驱动机构的液压油缸向外伸出以推出推杆22，带动垃圾箱盖5沿推杆22旋转并带动拉杆19的顶端沿垃圾箱盖5向上旋转；

(2)拉杆19的底端与提升架24连接，向上拉动提升架24，使得提升架24沿翻转架20滑动向上升，咬合板21随着提升架24同步上升(此时咬合板21上的驱动板25倾斜向上)，当咬合板21的驱动板25与压板23的压杆31底端接触时，压杆31向下压紧驱动板25以使咬合板21沿安装轴向上翻转，咬合板21上的咬合齿26随着咬合板21旋转向上，咬合齿26钩住垃圾桶的顶端边缘后继续旋转(此时咬合板21上的驱动板25倾斜向下)，咬合齿26旋转向上并与压板23的下表面接触并夹紧，咬合板21与压板23咬紧垃圾桶的顶部边缘，实现垃圾桶的抓取；

(3)液压油缸持续向外伸出，翻转架20通过第一滑轮30沿导向滑道18的竖直段持续上升，同时导向架17通过第二滑轮27沿导向滑道18的竖直段持续上升；

(4)翻转架20的第一滑轮30滑动至导向滑道18的圆弧段后由竖直方向的升降转换为水平方向的移动(此时导向架17的第二滑轮27在导向滑道18的竖直段内)，同时抓取的垃圾桶逐渐倾斜；

(5)翻转架20的第一滑轮30滑动至导向滑道18的圆弧段的行程终点时，随着垃圾箱盖5的继续旋转，翻转架20不再向前运动，同时导向架17在与翻转架20之间的转轴带动下，导向架17的第二滑轮27继续在导向滑道18的竖直段内持续上升，从而使得垃圾桶的倾角进一步加大，垃圾从垃圾桶内倾倒至垃圾车的垃圾箱体6内；

(6)在液压油缸运动至最大行程后，垃圾桶的倾角最大(此时导向架17处于竖直状态，并与翻转架20之间形成的倾角最大)，完成垃圾倾倒工作；

(7)液压油缸开始收缩，带动垃圾箱盖5向下旋转，同时带动拉杆19向下旋转，推动翻转架20的第一滑轮30沿导向滑道18的圆弧段水平滑动至圆弧段的底端，导向架17沿导向滑道18的竖直段向下滑动，导向架17与翻转架20之间的倾角逐渐变小；

(8)翻转架20的第一滑轮30由导向滑道18的圆弧段滑动至竖直段，使得翻转架20从水平方向转换为竖直向下运动，同时导向架17持续沿导向滑道18的竖直段向下滑动，直至导向架17移动至导向滑道18的底端；

(9)咬合板21在重力作用下沿安装轴旋转向下，压板23与咬合板21分离(垃圾桶与翻转架20分离)，以使垃圾桶的底部与底面接触，实现垃圾桶的释放。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人驾驶垃圾清运车，其特征在于，包括：车体、安装在车体上的垃圾箱体、用于抓取并翻转垃圾桶的提升装置、用于开闭垃圾箱体尾门的尾门装置、用于压缩垃圾箱体内垃圾并向外推料的压缩装置和用于控制所述车体、提升装置、尾门装置及压缩装置运行的控制装置，所述提升装置安装在垃圾箱体的侧面，所述尾门装置安装在垃圾箱体的末端，所述压缩装置安装在垃圾箱体内部；

所述控制装置包括感知模块、控制模块和动力模块，所述感知模块和动力模块与控制模块电连接，其中，所述感知模块用于构建车体的周围环境地图，进行垃圾、障碍物及预设地点的识别分类，生成感知定位数据；所述动力模块用于驱动垃圾清运车的行驶、驱动提升装置、尾门装置及压缩装置的动力运行；所述控制模块，用于接收所述感知模块发送的感知定位数据并处理生成运行指令，根据所述运行指令控制动力模块、提升装置、尾门装置及压缩装置运行，用于与远程客户端通讯连接；

所述提升装置包括用于抓取垃圾桶的翻转咬合机构、用于驱动翻转咬合机构运行的驱动机构和用于控制翻转咬合机构翻转的导向机构，所述驱动机构安装在垃圾箱体的顶面上，所述导向机构安装在垃圾箱体的侧面，所述翻转咬合机构滑动安装在导向机构上，且该翻转咬合机构的顶部与驱动机构连接以用于拉动翻转咬合机构运动；

所述尾门装置包括尾门、尾门旋转架和尾门驱动缸，所述尾门安装在垃圾箱体的尾部，所述尾门旋转架的底部固装在垃圾箱体末端的顶部，尾门旋转架的活动端与尾门固装，所述尾门旋转架的活动端通过转轴与尾门旋转架的底部铰接，所述尾门驱动缸安装在垃圾箱体末端的侧壁上，所述尾门驱动缸的驱动端与尾门铰接，在尾门驱动缸的推动下，尾门沿尾门旋转架的转轴向上旋转打开；

所述压缩装置设置在垃圾箱体内，所述压缩装置包括推板、推板驱动缸和推板驱动杆，所述推板竖直设置在垃圾箱体内，所述推板驱动缸安装在垃圾箱体内远离尾门的一侧，所述推板驱动缸的输出端与推板驱动杆的一端连接，推板驱动杆的另一端与推板固装，在推板驱动缸的作用下通过推板驱动杆推动推板，将垃圾箱体内的垃圾朝向尾门方向向外挤压推出而实现卸料。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶垃圾清运车，其特征在于：所述尾门旋转架包括底座和旋转爪，所述底座固装在所述垃圾箱体末端的顶面，所述底座上开设有一安装孔，所述旋转爪的一端通过转轴与安装孔连接，旋转爪的另一端与尾门固装，以使尾门在旋转爪的作用下沿转轴旋转。

3.根据权利要求2所述的无人驾驶垃圾清运车，其特征在于：所述车体上安装有一消毒罐，所述消毒罐内填充有消毒液，所述消毒罐上安装有一消毒喷管，在该消毒喷管上安装有一电磁阀，所述电磁阀与控制模块电连接以用于控制消毒喷管向垃圾桶喷洒消毒液进行消毒。

4.根据权利要求3所述的无人驾驶垃圾清运车，其特征在于：所述感知模块包括相机、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达和惯导单元，所述相机安装在车体的前侧，用于拍摄车体的周围环境，所述激光雷达、毫米波雷达和超声波雷达安装在车体的前侧，用于感知车体的周围环境信息，识别障碍物，所述惯导单元安装在车顶，用于实时定位车辆位置。

5.根据权利要求4所述的无人驾驶垃圾清运车，其特征在于：所述提升装置包括翻转咬合机构、驱动机构和导向机构；

其中：所述翻转咬合机构包括翻转架、滑动安装在翻转架上的受外力驱动升降的提升架和安装在翻转架内用于导向的导向架；

所述提升架上转动安装有一咬合板，所述咬合板的底部后端形成有一驱动板，所述咬合板的顶面前端形成有多个均匀分布的咬合齿；

所述翻转架上安装有一压板，所述压板的底面后侧形成有一用于与所述驱动板相抵触进而使咬合板向上转动并与压板配合完成咬合动作的压杆。

6.根据权利要求5所述的无人驾驶垃圾清运车，其特征在于：所述压板位于翻转架的上部，所述翻转架的相对内壁上形成有连接轴以用于与导向架连接，所述导向架设置在所述咬合板的下方，所述导向架的顶部转动安装在翻转架上，所述提升架包括两个对称设置的提升块和安装在两个提升块之间的安装轴，每个所述提升块的相对内侧设有滑槽，且该滑槽与翻转架相配合以使提升架沿翻转架升降滑动。

7.根据权利要求6所述的无人驾驶垃圾清运车，其特征在于：所述翻转咬合机构的翻转架的顶部两侧对称安装有两个第一滑轮，所述导向架的底部两侧对称安装有两个第二滑轮；

所述驱动机构包括支撑架、垃圾箱盖、翻转驱动缸和拉杆，所述支撑架固装在垃圾车的垃圾箱体顶部，所述垃圾箱盖顶端的外侧通过转轴与支撑架的顶端铰接，垃圾箱盖的底端与拉杆的顶端铰接，所述拉杆的底端与提升架的底端外侧铰接，所述翻转驱动缸安装在支撑架的外侧，所述翻转驱动缸的推杆与垃圾箱盖的顶端外侧铰接；

所述导向机构包括底梁和对称安装在底梁上的两个导向滑道，两个所述导向滑道的滑道相对设置，每个所述导向滑道的底端固装在底梁上，导向滑道的顶端与支撑架的底端固装，所述翻转架上的第一滑轮及导向架上的第二滑轮与所述导向滑道相配合，以用于在驱动机构的拉动下，翻转咬合机构在抓取咬合垃圾桶后沿导向滑道上升并翻转。

8.根据权利要求7所述的无人驾驶垃圾清运车，其特征在于：每个所述导向滑道包括竖直段和圆弧段，所述竖直段的底端固装在底梁上，竖直段的顶端与圆弧段的底端固装，所述驱动机构的拉杆拉动翻转架上升，翻转架上的第一滑轮经导向滑道的竖直段上升并沿圆弧段运动，并使咬合住的垃圾桶沿圆弧段实现翻转，同时导向架的第二滑轮沿导向滑道的竖直段上升对翻转咬合机构导向。

9.一种基于权利要求8所述的无人驾驶垃圾清运车的清运方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预设待清理垃圾桶的地点，通过控制模块规划出运行路径，通过感知模块实时探测车体的周围环境数据，实时获取垃圾清运车的当前位置，控制模块接收周围环境数据和当前位置后，及时调整垃圾清运车的行驶方向，通过相机拍照识别待清理垃圾桶的标识和颜色；

(2)控制无人驾驶的垃圾清运车行驶到预设的待清理垃圾桶的地点后，控制单元向翻转驱动缸发送工作信号，使提升机构咬合垃圾桶的顶端边缘，使垃圾桶向上运行至顶点并进行翻转，实现垃圾桶的垃圾倾倒工作；

(3)翻转驱动缸收缩，提升装置回复至原位，松开垃圾桶并至地面上，而后垃圾清运车前往下一个预设待清理垃圾桶的地点；

(4)待所有预设的待清理垃圾桶的垃圾回收完成后，控制垃圾清运车规划路线自动行驶至垃圾回收站，控制模块发送运行指令，推板驱动缸驱动推板朝向尾门方向运动，压缩垃圾箱体内的垃圾，同时尾门驱动缸推动尾门向外打开，垃圾在推板的作用下推出至垃圾箱体外，完成垃圾的卸料；

(5)待垃圾卸料完成后，控制尾门驱动缸、推板驱动缸回复至原位，尾门关闭，垃圾清运车从垃圾回收站离开。

10.根据权利要求9所述的清运方法，其特征在于：在所述步骤(3)收集完一个垃圾桶后，垃圾车上设有消毒罐，通过管路向垃圾桶喷洒消毒液以对垃圾桶消毒。

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