一种无人扫路车制造技术

本发明专利技术公开了一种无人扫路车，该无人扫路车包括电源模块、驱动模块、清扫模块、遥控模块、线控转向模块。通过核心控制器，结合电源模块、遥控模块、驱动模块以及线控转向模块，保证车辆的快速稳定行驶。设计PID控制器，提高小型无人扫路车车速响应速度和精度。再由线控转向模块结合滑模控制算法，提高小型无人扫路车转角信号的响应速度和精度，达到安全平稳的自主清扫的功能。设计遥控模块，在扫路车出现故障时便于挪动；设计升降板控制盘刷的高低，降低盘刷损耗。以此来提高垃圾清扫的效率，降低可能存在的磨损，以及提高无人扫路车在行驶过程中的平稳性和安全性，降低环卫工作者的负担。

【技术实现步骤摘要】
一种无人扫路车
本专利技术属于环卫领域，特别涉及一种无人扫路车。
技术介绍
小型无人扫路车是针对路面垃圾清扫的专用车辆。广泛适用于城市街道，市政广场以及机场道面、城市住宅区、公园等道路清扫作业。现有的无人扫路车大部分都需要环卫工作者去驾驶或者控制，无法实现自动化智能化作业，造成了人力和财力的浪费。现有的无人扫路车可以实现远程控制汽车的启停，属于大型车辆，用多个传感器，实现无人清扫车对四周障碍进行感应，帮助清扫车安全规避行人、行车和各种障碍物。现有的扫路车大部分都需要环卫工作者去驾驶或者控制，无法实现自动化智能化作业，造成了人力和财力的浪费。现有的无人扫路车盘刷磨损严重；扫路车在工作过程中出现故障则只能手动将其带回修理厂；现有的无人扫路车结构复杂，成本高，对于园区、城市住宅区、公园道路清扫等场所的公园等道路清扫并不适用。最关键的是现有的无人扫路车存在安全性和平稳性等问题存在车速、拐弯角度不可控或者控制困难、调节时间长等问题，尤其突出的是无人扫路车在拐弯过程中容易出现侧翻，或者拐弯角度不可控而偏移路线，影响到其他车辆的行驶。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无人扫路车，其通过采用PID控制器控制行驶速度，并通过滑模控制算法控制转角，解决了现有技术中扫路车的安全性和平稳性存在的问题。本专利技术的技术方案是，一种无人扫路车，包括车架、前轮以及后轮；所述无人扫路车还包括：核心控制器；驱动模块，包括设置在车架上的驱动电机以及后轮轴；所述后轮轴沿水平方向设置，所述后轮固定安装在其两端；所述驱动电机与所述后轮轴通过链条传动连接；所述后轮轴上安装有检测转速的光电编码器；所述光电编码器与所述核心控制器连接，所述核心控制器根据转速测量值控制所述驱动电机；转向模块，包括转向电机、转向拨杆、转向推板以及两个转向弯轴；所述转向电机设置在车架上，其转向轴朝向无人扫路车的前方设置；所述转向拨杆的后端与所述转向电机的通过联轴器连接；所述转向推板沿横向设置，其中部开设有条形的导向孔，所述导向孔沿所述转向电机的转向轴的方向设置；所述转向拨杆的前端向下弯折，并插设在所述导向孔中；两个所述转向弯轴的外端与所述前轮转向连接，其内端向上弯折，并与所述车架转动连接；所述转向弯轴的竖直段固定连接有向前延伸的传动杆，所述传动杆的前端与所述转向推板的侧边转动连接；所述转向弯轴的内端与车架之间设置有角位移传感器，所述角位移传感器与所述核心控制器连接；清扫模块，包括设置在所述车架前端的升降组件以及分别设置在所述升降组件两端的两个盘刷电机，所述盘刷电机的转向轴向下设置，其底端安装有盘刷；所述清扫模块还包括沿横向设置的滚刷以及滚刷电机；所述滚刷驱动电机通过链轮传动机构驱动所述滚刷转动，使得其将路面的垃圾扫入其后方的垃圾桶中；所述盘刷电机、所述升降组件以及所述滚刷电机均与所述核心控制器控制连接；遥控模块，与所述核心控制器连接，用于接收指令并转发至所述核心控制器中。本专利技术的进一步改进在于，所述核心控制模块通过H桥模块驱动所述驱动电机、所述转向电机、所述盘刷电机以及所述滚刷电机。本专利技术的进一步改进在于，所述核心控制器通过PID控制模块控制所述驱动电机的转速，从而控制所述无人扫路车的行驶速度；所述核心控制器通过基于饱和函数的滑模控制器控制模块控制所述转向电机的转速，从而控制所述无人扫路车的拐角。本专利技术的进一步改进在于，所述升降组件包括升降电机、齿轮盒、齿条、顶板以及两个固定板；相互啮合的齿轮和所述齿条设置在所述齿轮盒中；所述齿轮29与所述升降电机的转轴连接，以驱动所述齿条沿竖直方向能运动；所述齿条的顶端与所述顶板固定连接；所述顶板沿水平方向设置，两个所述固定板沿竖直方向设置在所述顶板的两侧；所述顶板供所述盘刷电机固定连接。本专利技术的有益效果为：结构简单，控制方便，它通过调节盘刷的高度减少了盘刷的磨损，利用线控转向模块设计滑模控制器提高车辆的安全性；设计PID控制器对无人扫路车车速进行控制，缩短响应时间，提高响应精度。重新设计扫路车的车身结构，保证车辆在运行过程中平稳，车辆发生故障后，能够用遥控模块继续控制扫路车行驶，不需要人为拖拽。对于城市的环境保护，降低环卫工人工作量都具有非常重大的意义。附图说明图1是无人扫路车的立体视图；图2是无人扫路车的另一立体视图；图3是无人扫路车的俯视视图；图4为清扫模块的示意图；图5为齿轮盒的结构示意图；图6为转向模块的结构示意图；图7为线控转向过程图；图8为车速控制流程图。具体实施方式如图1至8所示，本专利技术的实施例提供一种无人扫路车。接下来分扫路车车身结构部分与转向部分对专利技术进行进一步说明。车身结构部分包括电源模块、遥控模块、清扫模块、驱动模块以及转向模块。如图1至3所示，驱动模块包括设置在车架上的驱动电机24以及后轮轴25。驱动电机24安装在扫路车的后侧，它的输出轴上装有链轮26，后轮轴25上同样装有链轮，通过链条在驱动电机24工作时通过链轮传动机构带动后轮轴25转动，从而驱动安装在后轮轴25两端的后轮(14)转动，无人扫路车开始向前行驶。锂电池15为驱动电机24以及核心控制器27的工作提供电源。核心控制器发出控制指令，控制电机的转速，光电编码器23装在扫路车的后轮轴上，实时的对扫路车的轮胎转速进行测量，并将所测得的转速实时传送给核心控制器27，使车速可控；如图3至5所示，清扫模块包括设置在所述车架4前端的升降组件以及分别设置在升降组件两端的两个盘刷电机2。盘刷电机2的转向轴向下设置，其底端安装有盘刷1；升降组件包括升降电机20、齿轮盒18、齿条30、顶板17以及两个固定板21；相互啮合的齿轮和所述齿条30设置在所述齿轮盒18中；所述齿轮29与所述升降电机20的转轴连接，以驱动所述齿条30沿竖直方向能运动；所述齿条30的顶端与所述顶板17固定连接；所述顶板17沿水平方向设置，两个所述固定板21沿竖直方向设置在所述顶板17的两侧；所述顶板17供所述盘刷电机固定连接。升降电机20工作时，齿条30做升降运动，此时固定在齿条30上的17顶板也会做升降运动，盘刷也随之做升降运动。在扫路车工作时，将盘刷1降低，使盘刷1与路面充分接触，盘刷电机2启动，开始清扫工作；扫路车返航不工作时则升高盘刷1，减少盘刷1的磨损。此外，清扫模块还包括沿横向设置的滚刷8以及滚刷电机9；所述滚刷驱动电机24通过链轮传动机构驱动所述滚刷转动，使得其将路面的垃圾扫入其后方的垃圾桶11中。垃圾桶11设置有向前的开口。盘刷电机2、升降组件的升降电机20以及滚刷电机9均与所述核心控制器27控制连接。滚刷8的速度要大于无人扫路车的运行速度，这样能够获得更好的清扫效果。清扫模块中滚刷8与盘刷1均有单独的电机进行驱动，可以单独控制。如图1、3、6所示，转向模块包括转向电机22、转向拨杆5、转向推板36以及两个转向弯轴(35)；所述转向电机22设置在车架4上，其转向轴朝向无人扫路车的前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人扫路车，包括车架(4)、前轮(16)以及后轮(14)；其特征在于，所述无人扫路车包括：/n核心控制器(27)；/n驱动模块，包括设置在车架(4)上的驱动电机(24)以及后轮轴(25)；所述后轮轴(25)沿水平方向设置，所述后轮(14)固定安装在其两端；所述驱动电机(24)与所述后轮轴(25)通过链条传动连接；所述后轮轴(25)上安装有检测转速的光电编码器(23)；所述光电编码器(23)与所述核心控制器(27)连接，所述核心控制器(27)根据转速测量值控制所述驱动电机(24)；/n转向模块，包括转向电机(22)、转向拨杆(5)、转向推板(36)以及两个转向弯轴(35)；所述转向电机(22)设置在车架(4)上，其转向轴朝向无人扫路车的前方设置；所述转向拨杆(5)的后端与所述转向电机的通过联轴器(6)连接；所述转向推板(36)沿横向设置，其中部开设有条形的导向孔，所述导向孔沿所述转向电机(22)的转向轴的方向设置；所述转向拨杆(5)的前端向下弯折，并插设在所述导向孔中；两个所述转向弯轴(35)的外端与所述前轮(16)转向连接，其内端向上弯折，并与所述车架(4)转动连接；所述转向弯轴(35)的竖直段固定连接有向前延伸的传动杆，所述传动杆的前端与所述转向推板(36)的侧边转动连接；所述转向弯轴(35)的内端与车架(4)之间设置有角位移传感器(31)，所述角位移传感器(31)与所述核心控制器(27)连接；/n清扫模块，包括设置在所述车架(4)前端的升降组件以及分别设置在所述升降组件两端的两个盘刷电机(2)，所述盘刷电机(2)的转向轴向下设置，其底端安装有盘刷(1)；所述清扫模块还包括沿横向设置的滚刷(8)以及滚刷电机(9)；所述滚刷驱动电机(24)通过链轮传动机构驱动所述滚刷转动，使得其将路面的垃圾扫入其后方的垃圾桶(11)中；所述盘刷电机(2)、所述升降组件以及所述滚刷电机(9)均与所述核心控制器(27)控制连接；/n遥控模块，与所述核心控制器(27)连接，用于接收指令并转发至所述核心控制器中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无人扫路车，包括车架(4)、前轮(16)以及后轮(14)；其特征在于，所述无人扫路车包括：
核心控制器(27)；
驱动模块，包括设置在车架(4)上的驱动电机(24)以及后轮轴(25)；所述后轮轴(25)沿水平方向设置，所述后轮(14)固定安装在其两端；所述驱动电机(24)与所述后轮轴(25)通过链条传动连接；所述后轮轴(25)上安装有检测转速的光电编码器(23)；所述光电编码器(23)与所述核心控制器(27)连接，所述核心控制器(27)根据转速测量值控制所述驱动电机(24)；
转向模块，包括转向电机(22)、转向拨杆(5)、转向推板(36)以及两个转向弯轴(35)；所述转向电机(22)设置在车架(4)上，其转向轴朝向无人扫路车的前方设置；所述转向拨杆(5)的后端与所述转向电机的通过联轴器(6)连接；所述转向推板(36)沿横向设置，其中部开设有条形的导向孔，所述导向孔沿所述转向电机(22)的转向轴的方向设置；所述转向拨杆(5)的前端向下弯折，并插设在所述导向孔中；两个所述转向弯轴(35)的外端与所述前轮(16)转向连接，其内端向上弯折，并与所述车架(4)转动连接；所述转向弯轴(35)的竖直段固定连接有向前延伸的传动杆，所述传动杆的前端与所述转向推板(36)的侧边转动连接；所述转向弯轴(35)的内端与车架(4)之间设置有角位移传感器(31)，所述角位移传感器(31)与所述核心控制器(27)连接；
清扫模块，包括设置在所述车架(4)前端的升降组件以及分别设置在所述升降组件两端的两个盘刷电机(2)，所述盘刷电机(2)的转向轴向下...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝光，朱金栋，尹浩，周汉杰，李解，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31